Die Erfindung geht aus von einer Walze zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung oder Veredelung einer Faserstoffbahn wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie von einem Verfahren zur Herstellung einer solchen Walze nach dem Oberbegriff von Anspruch 12.

Walzen findet man in einer Maschine zur Herstellung von Bahnmaterial in vielen Positionen. Sie erfüllen unterschiedlichste Aufgaben zum Führen und Leiten der Faserbahn und/oder der Bespannungen, sie können die Faserbahn entwässern, pressen, glätten oder trocknen.

Die Walzen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 finden beispielsweise als Zentralpresswalze in der Pressenpartie der Faserbahnmaschine Anwendung. Hier kontaktiert die aus der Formierpartie einlaufende Faserbahn direkt die Oberfläche der Walze. Im Walzennip mit der Zentralpresswalze wird ein großer Teil der noch vorhandenen Restfeuchte aus der Faserbahn gepresst. Anschließend wird die Faserbahn in einem freien Zug von der Walze abgezogen und in die nächste Sektion der Maschine überführt. Dies geschieht unter einer gewissen Längendehnung und einer daraus resultierenden Geschwindigkeitsdifferenz. Die Differenz bestimmt die Effizienz der Maschine maßgeblich. Lässt sich die Faserbahn schlecht von der Walzenoberfläche lösen, wird sie überdehnt und reißt im schlimmsten Fall, was zu unerwünschten und kostspieligen Maschinenstillständen resultiert. Früher wurden in dieser Position Granitwalzen verwendet, deren Material unterschiedliche Phasen mit unterschiedlicher Hygroskopie aufweisen. Derartige Walzen sind jedoch in Bezug auf ihre Verschmutzungsresistenz nicht zufriedenstellend. Häufige Service-Intervalle waren notwendig, bis die Granitwalzen durch moderne Walzen mit Bezügen oder Beschichtungen abgelöst wurden.

Walzen nach dem derzeitigen Stand der Technik weisen gewöhnlich auf einem harten Walzenkern eine Oxidkeramikbeschichtung auf. Eine Walze mit einer derartigen Oxidkeramikbeschichtung geht beispielsweise aus der EP 0 870 867 B1 hervor. Die Walze weist eine keramische Lage in einer Dicke von 100 bis 2000 μιτι auf, die auf den Rahmenabschnitt der Walze aufgetragen wird, wobei die Rauigkeit R _a der Außenfläche der Walze 0,2 bis 2,0 μιτι und vorzugsweise 0,4 bis 1 ,5 μιτι beträgt. Die keramische Lage enthält 50 bis 95 % und vorzugsweise 55 bis 80 % an Cr ₂ O3 und 3 bis 50 % und vorzugsweise 20 bis 45 % an ΤΊΟ2. Andere Metalloxide können zusätzlich vorgesehen sein. Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist dabei, dass durch den hohen Schmelzpunkt und die Theologischen Eigenschaften der Chromoxidschmelze sowie grundsätzlich Gemische aus Chromoxid und Titanoxid schlecht zu erschmelzen sind. Dies führt zu einer geringen Auftragsrate während des Plasmaspritzprozesses, was wiederum dazu führt, dass die Schicht teuer hinsichtlich Rohstoff- und Prozesskosten ist, da es eines mehrstufigen Auftrags bedarf, um zu einer ausreichenden Schichtstärke zu gelangen.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, den bekannten Stand der Technik so weiterzubilden, dass die Rohstoffe besser verarbeitbar sind, wodurch die Auftragsrate erhöht und somit die Rohstoff- und Prozesskosten gesenkt werden können.

Die Aufgabe wird hinsichtlich der Walze durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 12 jeweils in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Walze zumindest eine keramische Lage umfasst, die zumindest teilweise eine oxidische Verbindung in Form einer Mischoxidkeramik aufweist.

Die Mischoxidkeramik, welche vor dem Auftragen auf die Walze gemischt, erschmolzen und in einen im Wesentlichen einphasigen Zustand gebracht wurde, ist erheblich ökonomischer zu verarbeiten als die einzelnen Metalloxidkomponenten der herkömmlichen Oxidkeramikbeschichtungen gemäß dem Stand der Technik. Die Auftragsrate kann nahezu verdoppelt werden, was die Herstellungszeit verringert und so die Prozesskosten senkt.

Weiterhin kann die oxidische Verbindung in Form einer Mischoxidkeramik materialsparender verwendet werden, da die Verluste bei der Verarbeitung geringer sind als bei Auftrag zweier oder mehrerer einzelner Metalloxide.

Weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Vorteilhafterweise weist die Mischoxidkeramik dabei zumindest zwei Metalloxide auf, die vor dem Auftrag auf die Walze erschmolzen und gemischt werden.

Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung können die die Metalloxide ausgewählt sein aus Chromoxid (Cr ₂ O3), Titanoxid (ΤΊΟ2), Aluminiumoxid (AI2O3), Zirkoniumoxid (ZrO2), Siliziumoxid (S1O2), Yttriumoxid (Y2O3). Die genannten Oxide sind kostengünstig kommerziell erhältlich.

Bevorzugt kann die Mischoxidkeramik in Form von Cr ₂ Ti ₂ O ₇ oder ΑΙ2ΤΊΟ3 vorliegen.

Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann die Mischoxidkeramik Cr ₂ Ti ₂ O ₇ auf Basis eines Mischungsverhältnis von 50% bis 95%, vorzugsweise 55% bis 80% Cr ₂ O3 und 3% bis 50%, vorzugsweise 20% bis 45% ΤΊΟ2 erzeugt sein.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine keramische Lage umfassend zumindest eine Mischoxidkeramik von zumindest einer weiteren keramischen Lage zumindest teilweise bedeckt ist. Hierdurch kann eine Kosten red uktion durch die Mischoxidkeramik gegenüber der reinen Oxidkeramik mit der Leistungsfähigkeit der reinen Oxidkeramik vorteilhaft verbunden werden. Bevorzugt kann die zumindest eine weitere keramische Lage ebenfalls ein Metalloxid umfassen, das zu 99,9% rein gewählt sein kann, wodurch die Korrosionsbeständigkeit verbessert werden kann.

Das Metalloxid der zumindest einen weiteren Lage kann dabei ausgewählt sein aus Chromoxid (Cr ₂ O3), Titanoxid (ΤΊΟ2), Aluminiumoxid (AI2O3), Zirkoniumoxid (ZrO2), Siliziumoxid (SiO ₂ ), Yttriumoxid (Y ₂ O ₃ ). Bevorzugt sollte die zumindest eine keramische Lage, welche die Mischoxidkeramik aufweist, eine Dicke von mindestens 100 bis 1200 μιτι aufweisen. Dadurch ist eine hinreichende Verschleißbeständigkeit bei den zu erwartenden Linienlasten in diversen Positionen in der Faserbahnmaschine gewährleistet. Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Walze auf der äußersten der Lagen eine Versiegelung aufweist. Diese erhöht die Korrosionsbeständigkeit der Walze.

Die Versiegelung kann ein Polymer aufweisen oder zur Gänze aus einem Polymer bestehen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung kann das Verfahren als weiteren Verfahrensschritt das Auftragen einer weiteren keramischen Lage umfassen. Bevorzugt kann die weitere keramische Lage ein 99,9% reines Metalloxid umfassen, welches die keramische Lage zumindest bereichsweise überdeckt. Die weitere keramische Lage sorgt für höhere Abriebsbeständigkeit, geringere Korrosionsneigung und verbesserte Blattabgabeeigenschaften. In einem weiteren fakultativen Verfahrensschritt kann eine Versiegelung durch ein Polymer oder eine polymerhaltige Mischung auf die Mischoxidkeramik oder die weitere keramische Lage erfolgen. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beispielhaften Zeichnungen näher beschrieben. In den Figuren zeigen: Fig. 1 eine stark schematische ausschnittsweise Schnittansicht durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Walze, und

Fig. 2 in gleicher Ansicht wie in Fig. 1 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Walze.

In Fig. 1 ist in einer stark schematisierten Schnittansicht ein Ausschnitt aus einer Walze 1 , welche die erfindungsgemäßen Merkmale aufweist, dargestellt. Zur Vereinfachung der Darstellung ist die Walzenkrümmung außer Acht gelassen worden. Ebenfalls ist zu bemerken, dass die Dicke der einzelnen Lagen der Walze 1 nicht maßstabsgetreu dargestellt ist. Es soll lediglich die Abfolge der Lagen symbolisiert werden.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Walze 1 weist gewöhnlich einen Walzenkern 2 auf, der aus einem Metall wie Stahl oder in letzter Zeit auch aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, bestehen kann.

Die Walze 1 kann in verschiedenen Positionen in einer Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn zur Anwendung kommen. Im Nachfolgenden wird besonders auf die Position der Zentral presswalze in der Pressenpartie einer Faserbahnmaschine eingegangen, da in dieser Position technisch die höchsten Anforderungen an die Walze 1 bzw. deren Beschichtung gestellt werden. Dies trifft insbesondere auf die Blattabgabeeigenschaften, die Verschleißbeständigkeit bei hohen Linienlasten in Pressnips und die Korrosionsbeständigkeit in nasser Umgebung zu.

Auf dem Walzenkern 2 ist zunächst eine Haftschicht 3 vorgesehen, welche der Haftvermittlung zwischen dem Walzenkern 2 und der nächstfolgenden Schicht dient. Da die Haftschicht 3 gemäß dem Stand der Technik ausgebildet sein kann und somit bekannt ist, kann eine detaillierte Beschreibung entfallen. Auf der Haftschicht 3 ist erfindungsgemäß eine erste keramische Lage 4 ausgebildet, welche zumindest teilweise aus einer oxidischen Verbindung in Form einer Mischoxidkeramik besteht. Derartige oxidische Verbindungen werden im fachsprachlichen Gebrauch auch als sog. MMO (mixed metal oxides) bezeichnet.

Eine derartige Mischoxidkeramik ist erfindungsgemäß eine Keramik, welche aus zumindest zwei unterschiedlichen Metalloxiden aufgebaut und vor der Verarbeitung auf die Walze 1 in einen im Wesentlichen einphasigen Zustand gebracht wird. Dies erfolgt durch Vermengen und Erschmelzen der einzelnen Metalloxidkomponenten, bevor diese auf die Oberfläche der Haftschicht 3 aufgespritzt werden.

Derartige Verfahren sind bereits bekannt und umfassen gewöhnlich die folgenden Schritte: Vermengen der Metalloxide, Erschmelzen des Gemenges beispielsweise in einem Elektrolichtbogenofen, Erstarren der Schmelze, Brechen der in unregelmäßigen Formen erstarrten Schmelze, Mahlen und eventuelle Nachbehandlungsschritte thermischer Art sowie Sieben und Sichten. Andere Verfahren, die Schmelzen und Verdüsen oder Sintern umfassen, sind ebenfalls bekannt.

Bevorzugte Metalloxide können Chromoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Yttriumoxid, Zirkoniumoxid oder Siliziumoxid sein. Von diesen werden zwei oder mehrere vor der Verarbeitung gemischt und erschmolzen, um dann auf die Walze aufgetragen zu werden. Die Verarbeitung erfolgt mittels herkömmlicher Pistolen, die bei HVOF- oder Flammspritzverfahren Anwendung finden.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht die Verwendung von einer Mischung von Chromoxid und Titanoxid in einem Mischungsverhältnis von 50% bis 95%, vorzugsweise 55% bis 80% Cr ₂ O ₃ und 3% bis 50%, vorzugsweise 20% bis 45% TiO ₂ vor. Die Mischoxidkeramik liegt dann im Wesentlichen einphasig als von Cr ₂ Ti ₂ O ₇ vor. Die Vorteile der oxidischen Verbindungen sind vielfältig: sie sind leichter verarbeitbar, da das Erschmelzen und Mischen nicht während des Flammspritzvorganges erfolgt, und können daher erheblich effektiver aufgetragen werden. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit kann dabei bis zum Doppelten herkömmlicher Mischkeramiken, die lediglich als Gemenge der Metalloxide vorliegen, betragen. Die notwendige Schichtstärke von mindestens 100 μιτι wird somit in erheblich kürzerer Zeit erreicht, was die Herstellung ökonomischer macht. Die angegebenen Schichtdicken sind aufgrund der zu erwartenden Linienlasten beispielsweise in Pressenpositionen einer Faserbahnmaschine unabdingbar.

Durch das bessere Aufschmelzverhalten der im Wesentlichen einphasigen Mischoxidkeramik kann die Abzugsfestigkeit verbessert werden. Das bedeutet, dass die keramische Lage 4 mit der Mischoxidkeramik besser auf der Haftschicht 3 haftet als ein reines Metalloxid wie beispielsweise Chromoxid. Dies erhöht die Sicherheit bezüglich Abplatzungen zwischen Haftschicht 3 und keramischer Lage 4.

Als Korrosionsschutz kann eine Versiegelung 7 an der die Faserbahn kontaktierenden Lage 4 vorgesehen sein, welche beispielsweise ein Polymer umfasst oder ganz aus einem Polymer besteht.

In Fig. 2 ist in gleicher Darstellung wie in Fig. 1 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist hier ein Schichtaufbau mit zwei keramischen Lagen 4, 5 gezeigt. Dabei wird auf die keramische Lage 4, welche die Mischoxidkeramik enthält oder aus dieser besteht, eine weitere keramische Lage 5 aufgebracht, welche ein reines Metalloxid aufweist, wie beispielsweise Chromoxid. Dieses liegt in hoher Reinheit, beispielsweise in einem Reinheitsgrad 3N (99,9%) vor.

Dies erhöht die Performance der Walze bei Kosten red uktion und bietet somit für den Kunden eine erhebliche Verbesserung. Die Blattabgabeeigenschaften, die Verschleißbeständigkeit und die Korrosionsbeständigkeit sind gegenüber herkömmlichen mehrphasigen keramischen Lagen verbessert, da Cr ₂ O3 härter ist und somit keine selektive Auslösung von unbeständigeren Oxiden erfolgt. Zur Anwendung als reines Metalloxid können wiederum die zur Herstellung der Mischoxidkeramik geeigneten Metalloxide zur Anwendung kommen, also Chromoxid (Cr ₂ O3), Titanoxid (T1O2), Aluminiumoxid (AI2O3), Zirkoniumoxid (ZrO2), Siliziumoxid (S1O2), Yttriumoxid (Y2O3), wobei Chromoxid (Cr ₂ Os) bevorzugt ist.