Die Erfindung geht aus von einer Walze zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Hygienepapier- oder Tissuebahn nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie von einem Verfahren zur Herstellung einer solchen Walze nach dem Oberbegriff von Anspruch 7.

Typischerweise ist in einer Maschine zur Herstellung einer Hygienepapier- oder Tissuebahn ein sogenannter Yankee-Trockenzylinder vorhanden, welcher von innen beheizt ist. Die Faserstoffbahn durchläuft, bevor sie über den Yankee-Zylinder geführt wird, einen Pressspalt zwischen dem Yankee-Zylinder und einer Gegenwalze, welche so ausgebildet sein muss, dass das Hygienepapier genügend Bulk behält und nicht zu stark verpresst wird. Gegenwärtig sind gebohrte und/oder gerillte Walzenbezüge aus Polyurethan oder Gummi im Härtebereich von 20 bis 40 P&J Stand der Technik für die Anwendung als Saug- oder Sauganpresswalzen an den Yankee-Zylinder.

Eine Pressenanordnung, wo eine derartige Walze beispielhaft beschrieben ist, geht aus der DE 10 2009 055139 A hervor, worin ein Yankee-Zylinder sowie ein an den Yankee-Zylinder anpressbares Gegenelement in Form einer Walze mit einer darin ausgebildeten Saugvorrichtung vorgesehen sind. Der Yankee-Zylinder und das Gegenelement bilden einen Pressnip, wobei die Faserstoffbahn auf einem permeablen Band liegend über die Saugvorrichtung und durch den Pressnip geführt wird. Im Pressnip wird die Faserstoffbahn an den Yankee-Zylinder übergeben.

Nachteilig an den bekannten Walzenbezügen ist dabei insbesondere, dass sie aufgrund ihrer Weichheit und der hohen thermischen und mechanischen Belastung am Yankee-Zylinder eine schlechte Abrasionsbeständigkeit zeigen und somit kurze Schleifintervalle aufweisen. Die Walzen müssen somit nach relativ kurzer Betriebsdauer ausgebaut und überschliffen werden und weisen insgesamt eine vergleichsweise kurze Gesamtlebensdauer auf. Es ist dementsprechend Aufgabe der Erfindung, die bekannten Walzenbezüge so weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden.

Insbesondere sollen durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Schleifinterwalle verlängert und die Standzeit des Walzenbezuges erhöht werden.

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Walze zumindest eine Funktionsschicht aus einem Polyurethanmaterial aufweist, welches aufgeschäumt ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den untergeordneten Ansprüchen angegeben.

Bevorzugt kann die zumindest eine Funktionsschicht eine Härte von 5 bis 50 Pusey & Jones aufweisen.

Besonders bevorzugt kann die zumindest eine Funktionsschicht eine Härte von 15 bis 30 Pusey & Jones aufweist.

Vorteilhafterweise kann die zumindest eine Funktionsschicht eine Dichte von 500 bis 1 100kg/m3 aufweisen .

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung kann das Polyurethanmaterial ein Reaktionsprodukt aus überschüssigem Methylendiphenyldiisocyanat (MDI) mit Polypropylenglycol (PPG), Polytetramethylenetherglykol (PTMEG), Polycarbonat (PC) oder PBD (Polybutadien) und einer Zubereitung aus niedermolekularen Diolen und Diaminen sein.

Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann die Walze als Presswalze oder als Sauganpresswalze ausgebildet ist.

Bevorzugt kann die Walze mit einem Trockenzylinder, insbesondere einem Yankee- Zylinder, einen Nip bilden. Das zum Schäumen des Polymer-Härter-Gemisches verwendete Gas kann vorteilhafterweise Stickstoff, Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon, Methan, Ethan, Propan, Butan, Dimethylether, diverse fluorisierte Kohlenwasserstoffe, Schwefelhexafluorid oder eine Mischung daraus sein, da diese Gase chemisch inert sind.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben. In den Figuren zeigen:

Figur 1 eine stark schematisierte Darstellung einer Pressenanordnung mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Walze, und

Figur 2 eine stark schematisierte Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen

Walze.

Figur 1 zeigt in einer sehr stark schematisierten seitlichen Ansicht eine Pressenanordnung einer Maschine 1 , welche zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2 geeignet ist. Die mit dieser Art von Maschinen 1 herstellbaren Papiere werden als Hygiene- oder Tissuepapiere bezeichnet.

Die Maschine 1 umfasst einen Trockenzylinder 3, welcher gemäß gängiger Nomenklatur auch als Yankeezylinder 3 bezeichnet wird, und eine Trockenhaube 4, die den Yankeezylinder 3 zumindest teilweise umschließt. Auf die Darstellung und Beschreibung weiterer Bauteile wird aus Gründen der Übersichtlichkeit an dieser Stelle verzichtet, da derartige Maschinen 1 seit langem bekannt sind.

Die Faserstoffbahn 2 wird - aus einer in Fig. 1 nicht dargestellten Formierpartie kommend - in der in Fig. 1 mit Pfeilen gekennzeichneten Richtung auf einer Papiermaschinenbespannung 5 in Richtung auf den Yankeezylinder 3 geführt und mittels einer Anpress- oder Sauganpresswalze 6 an den Yankeezylinder 3 übergeben. Im Ausführungsbeispiel ist eine Sauganpresswalze 6 dargestellt, welche zumindest eine Saugzone 7 aufweist. Dies kann beispielsweise ein im Inneren der Sauganpresswalze 6 angeordneter, feststehender Saugkasten sein, welcher Wasser aus der Faserstoffbahn 2 unter Vakuum durch Bohrungen im Walzenmantel absaugt. Dabei erfolgt eine weitere Entwässerung der Faserstoffbahn 2, welche den Trockengehalt der Faserstoffbahn 2 nach der Initialentwässerung in der Formierpartie steigert.

Der Yankeezylinder 3 ist von innen durch nicht näher dargestellte Maßnahmen mittels Dampf beheizbar, so dass das nach dem Durchgang durch einen Walzenspalt 9 zwischen Presswalze 6 und Yankeezylinder 3 noch in der Faserstoffbahn 2 vorhandene Wasser zum großen Teil entfernt werden kann. Die Trockenhaube 4 dient der Wärmerückhaltung im Bereich des Yankeezylinders 3, um die Trockenleistung im Verhältnis zum Energieeintrag zu verbessern. Die Faserstoffbahn 2 wird auf dem Yankeezylinder 3 getrocknet, mittels eines sogenannten Kreppschabers 8 vom Yankee-Zylinder 3 abgenommen und der nicht weiter dargestellten Aufrollung zugeführt.

Das Hauptaugenmerk liegt bei derartigen Anordnungen darauf, dass die Faserstoffbahn 2 nicht zu stark kompaktiert wird und ihren sog. Bulk nicht verliert, der für die späteren Eigenschaften des Tissuepapiers (Weichheit, Dicke) ausschlaggebend ist.

Die Sauganpresswalze 6 ist im Betrieb der Maschine 1 starken Belastungen ausgesetzt. Dies ist darin bedingt, dass verschiedene Einflüsse eine Deformation des Yankeezylinders 3 verursachen, jener also während des Betriebs eine andere Form aufweist als im Stillstand der Maschine 1 . Diese Deformation hängt u.a. von der Rotationsgeschwindigkeit, dem Dampfdruck, der Dampftemperatur und nicht zuletzt von der Linienlast der Sauganpresswalze 6 ab. Insgesamt können die Abweichungen bis zu 2mm betragen, wobei in einer Maschinenquerrichtung betrachtet die Werte in den Randbereichen besonders stark variieren. Dies hat zur Folge, dass die verhältnismäßig weiche Sauganpresswalze 6 bereichsweise stark belastet ist und hohe Temperaturen erfährt.

Gängigerweise werden in dieser Position Walzenbezüge aus einem Polymer wie Gummi oder Polyurethan eingesetzt, welche eine Härte von ca. 20 bis 40 Pusey & Jones (P&J) aufweisen. Gewöhnlich wird, wie in Figur 2 stark schematisiert in einer Schnittdarstellung gezeigt, auf einem Walzenkörper 10 aus Metall oder einem faserverstärkten Kunststoff eine Bindeschicht 1 1 und auf dieser zumindest eine Funktionsschicht 12 aus Gummi oder Polyurethan angeordnet. Wenig abriebfeste Walzenbezüge aus Gummi gleichen die Abweichungen im Druckprofil durch die o.g. Ursachen durch raschen Materialabtrag verhältnismäßig schnell aus, zeigen jedoch dadurch auch nur eine unbefriedigend kurz Betriebsdauer.

Hochabriebfeste Materialien - sowohl Gummi als auch Polyurethan - versagen in höher belasteten Bereichen dagegen durch Bindungsermüdung und lokale ringförmige Ablösungen der Funktionsschicht 12 vom Walzenkern 10.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zumindest eine Funktionsschicht 12 der Sauganpresswalze 6 aus einem hochabriebfesten geschäumten Polyurethanmaterial herzustellen. Durch die Verwendung dieses Werkstoffes können sowohl die mittleren Schleifintervalle verlängert als auch die Gesamtlebensdauer der Funktionsschicht 12 verbessert werden.

Das geschäumte Polyurethanmaterial, welches in Figur 2 durch die gepunktete Schraffur in der Funktionsschicht 12 schematisiert angedeutet ist, zeigt aufgrund seiner kompressiblen Natur einerseits deutlich flachere Spannungs-/Dehnungskurven und damit einen bei gleicher Härte geringeren Druckanstieg im lokalen Überlastfall. Andererseits ist eine starke Reduktion der den der Bindeschicht 1 1 auftretenden Schubspannungen möglich, so dass die Neigung zu Bindungsermüdungen deutlich reduziert werden kann, was die Wahrscheinlichkeit für ringförmige Ablösungen senkt. Der bevorzugte Härtebereich liegt erfindungsgemäß zwischen 5 und 50 P&J, besonders bevorzugt zwischen 15 und 30 P&J. Dies ergibt sich aus der oben erwähnten unerwünschten, aber unumgänglichen Profilierung des mit Dampf beaufschlagten Yankeezylinders 3. Die Weichheit der Funktionsschicht 12 hilft dabei, die daraus resultierenden Druckunterschiede im Walzenspalt 9 auszugleichen und damit einerseits die Faserstoffbahn 2 und die Funktionsschicht 12 der Saugpresswalze 6 schadlos zu halten und andererseits eine möglichst gleichmäßige Entwässerung über die Breite der Faserstoffbahn 2 einzustellen. Der besondere Vorteil eines Schaums liegt dabei einerseits in der Kostenersparnis, andererseits in der kausalen Trennung von Härte und anderen Materialeigenschaften der Funktionsschicht 12, wie z.B. Dämpfung, Hydrolyse- und Quellungsbeständigkeit etc. Es ist somit möglich, gewisse vorteilhafte Eigenschaften von härteren Polyurethanmaterialien in einer weicheren Funktionsschicht zu kombinieren.

Walzenbezüge aus Polyurethan werden heutzutage gängigerweise durch ein sog. Rotationsgussverfahren hergestellt, bei welchem zumindest ein Präpolymer und zumindest ein Härter in einer Mischkammer gemischt und dann auf den in Rotation versetzten Walzenkörper 10 mit der bereits aufgebrachten Bindeschicht 1 1 aufgegossen werden. Die Mischkammer wird entlang einer Walzenlängsachse verfahren, bis die gesamte Oberfläche des Walzenkörpers 10 mit zumindest einer Funktionsschicht 12 überdeckt ist.

Als Polyurethane kommen dabei alle heißwasserbeständigen Polyurethantypen als Mischungen aus einem Präpolymer mit einem Härter in Frage, insbesondere Mischungen aus Methylendiphenyldiisocyanat (MDI) mit Polypropylenglycol (PPG), Polytetramethylenetherglykol (PTMEG), Polycarbonat (PC) oder PBD (Polybutadien).

Das Aufschäumen des Polyurethanmaterials erfolgt während des Gussverfahrens durch Einspritzen eines inerten Gases wie Stickstoff, Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon, Methan, Ethan, Propan, Butan, Dimethylether, diverse fluorisierte Kohlenwasserstoffe, Schwefel hexafluorid u.v.a. m. oder Mischungen daraus in die Misch kammer.

Das Inertgas wird dabei über ein Nadelventil eingemischt. Die Menge wird dabei so eingestellt, dass ein mittels eines geeigneten Distanzsensors wie beispielsweise eines Lasers messbarer Aufschaumungsgrad erreicht wird. Die Menge an Inertgas ist somit unabhängig von der Polyurethanmischung und lediglich durch die gewünschte räumliche Ausdehnung bestimmt. Dadurch ist es z.B. möglich, eine Funktionsschicht 12, welche ungeschäumt eine Härte von 10 P&J hätte, auf eine Härte von 20 P&J zu bringen.

Die Dichte kann so im Bereich von 500 bis 1 100 kg/m3 eingestellt werden.