專利名稱：用于處理片狀材料幅面的連續(xù)帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理片狀材料幅面的裝置的彈性的連續(xù)帶或循環(huán) 帶，該連續(xù)帶或循環(huán)帶與待處理的材料幅面接觸，至少局部由一種基體材料 制成，優(yōu)選由塑料并尤其由聚氨酯制成，其中埋有納米顆粒。
背景技術(shù)：
在用于處理片狀材料幅面的機械中，如尤其在造紙機或紙板機中，待制 造或待加工的材料幅面被導(dǎo)51通過多個不同地設(shè)計的輥子。例如紙幅面的平 整通常通過紙幅面的壓力加載實現(xiàn)。為此，紙幅面穿過一由兩個相互相鄰的 輥子形成的處理輥隙。這種裝置通常稱為壓光機。紙幅面的這種處理也相應(yīng) 稱為壓光。
在繼續(xù)發(fā)展造紙機的過程中人們碰到這樣的問題和限制，其具有帶有兩 個至少在輥面剛性的、金屬的、相互對置的壓光輥的壓光積4幾構(gòu)。
第 一個問題是紙幅面在傳統(tǒng)壓光機的輥隙中的滯留時間短。這導(dǎo)致必須 使用更大數(shù)目的處理輥隙，以便實現(xiàn)希望的處理結(jié)果。這以相應(yīng)大數(shù)目的壓 光輥為前提，壓光輥相應(yīng)更貴地置辦。輥面配設(shè)彈性層也不能明顯減少高質(zhì) 量的壓光機所需的輥，盡管輥隙因此被稍微地展寬。
一種減少所需輥隙的數(shù)目的可能性在于，明顯增大紙幅面在單個輥隙中 的滯留時間。其設(shè)計為所謂的寬輥隙-壓光機。在該寬輥隙-壓光機中，壓光 輥之一設(shè)有彈性的輥面。因此，相應(yīng)壓光輥的相應(yīng)的輥表面在輥隙區(qū)域中凸 地連同輥表面變形，使得形成具有較大處理長度的輥隙。這種寬輥隙-壓光 機的缺點是，輥表面在材料選擇上有一定的限制。此外，壓光輥的彈性可變 形性對輥的轉(zhuǎn)速有一定的限制。
為克服壓光機輥表面的材料性質(zhì)方面的限制，業(yè)已建議，待壓光的紙幅 面在朝向輥可彈性變形的那一側(cè)通過薄的、金屬的連續(xù)帶支撐。該連續(xù)帶在
一定程度上用作金屬輥表面的替代。
為進一步增大寬輥隙-壓光機的處理長度，另外建議，替代可彈性變形
3的輥設(shè)置一凸出地成型的壓緊靴，其相對于相應(yīng)成型的輥表面壓靠。薄的、 由金屬制成的連續(xù)帶位于壓緊靴和待壓光的紙幅面之間，該連續(xù)帶在壓緊靴 的區(qū)域內(nèi)支撐待壓光的紙幅面并且以與紙幅面相同的速度運動。
壓光機中的問題是下垂。如今壓光輥長度長至15m或更長，出現(xiàn)不能忽 略的輥的下垂。這種下垂證實會產(chǎn)生摩擦問題。此外，下垂導(dǎo)致待壓光的紙 幅面在輥長度上看得不均勻的前進速度。尤其為了解決后一問題，在過去建 議有不同的隆起可能性。
為回避輥的不能完全避免的下垂，尤其多希望的方案是所謂的彎曲補償 輥。在此， 一支撐元件在其長度上設(shè)有壓緊元件。通過該壓緊元件導(dǎo)引中空 圓筒，該中空圓筒與待壓光的紙幅面接觸，并用作輥表面。在筒壁相應(yīng)薄地 設(shè)計時，筒壁最終形成彈性的連續(xù)帶。
上述壓光機中的問題是，連續(xù)帶的強度由于拉力和壓力負載或溫度影響 要能設(shè)計得足夠。出于該原因，連續(xù)帶用填料填充，該填料增大強度和導(dǎo)熱 能力。在此是已經(jīng)談到的納米顆粒。其中埋有納米顆粒的基體材料優(yōu)選由塑 料聚氨酯制成，但也可以使用其它材料，例如乳膠或橡膠制成。
這種類型的彈性連續(xù)帶例如由WO2005/090429A1公知。在該專利文獻 中出現(xiàn)了所謂的帶壓光機以及寬輥隙壓光機，其連續(xù)帶由聚氨酯制成并包含 納米顆粒。為控制彈性連續(xù)帶的特性通常在基體材料中設(shè)置例如纖維或粉末 形式的填料。
根據(jù)這些填料的量和物理性質(zhì)，彈性的連續(xù)帶的物理性質(zhì)將由填料支配 或影響。例如可以通過使用具有高導(dǎo)熱能力的填料改進彈性的連續(xù)帶的導(dǎo)熱 能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在強度和導(dǎo)熱能力方面進一 步改進連續(xù) 帶的設(shè)計。
該技術(shù)問題由此解決，即，納米顆粒通過碳納米管形成。碳納米管，亦 即CNT(carbonnanotubes)是由碳制成的微小的管狀物(分子納米管)。
其壁僅由碳制成，其中，碳原子形成六角的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，并且分別占據(jù) 三個連接對。這種結(jié)構(gòu)可良好地埋入優(yōu)選是聚氨酯的基體材料中。盡管其輕， 碳納米管顯示出可明顯改善基體材料內(nèi)部在強度和導(dǎo)熱能力方面的性能。
4碳納米管的長度與直徑相比非常長。現(xiàn)有技術(shù)中記載的顆粒在1至
lOOnm的大小級別。反之，碳納米管具有毫米-范圍內(nèi)的長度。碳納米管相 當于纖維(如紙中的紙纖維)。它們應(yīng)交聯(lián)，以便能夠更好地承受力，使得連 續(xù)帶更堅固。尤其是碳納米管比鋼或碳纖維更堅固。因此，如果埋入基體材 料中的碳納米管具有從0.2至50nm的直徑范圍和大于1000nm的長度，是 有利的。
此外，這種大小級別的碳納米管具有這樣的優(yōu)點，即，連續(xù)帶可以尤其 光滑地磨光，這對材料幅面的處理尤其有益。處理帶越光滑，那么例如壓光 過的紙在其表面性能方面越好。另外，也可以通過改進的表面光滑度減少所 需的處理輥隙的數(shù)量，因為在紙幅面配設(shè)在彈性的連續(xù)帶上的那一側(cè)也可以 實現(xiàn)紙幅面的高度光滑，并且不像在公知的由塑料制成的連續(xù)帶中那樣，材 料幅面在硬且加熱的配對輥上產(chǎn)生的光滑部分地由于與公知的連續(xù)帶接觸 再次變化。按本發(fā)明的連續(xù)帶沒有問題地達到低于0.05jmi的表面粗糙度Ra。
碳納米管優(yōu)選相互交聯(lián)地設(shè)置在連續(xù)帶的基體材料中，已經(jīng)證明，由此
如果碳納米管的拉伸強度大于40GPa是有利的。碳納米管通過這種拉伸 強度能以完美的斷裂安全性勝任當今在壓光機和其它處理機器中常見和規(guī) 劃的負載。連續(xù)帶的更換對于連續(xù)帶的使用者可計劃，因為磨損間隔根據(jù)經(jīng) 驗是公知的，并且不再由于膨脹出現(xiàn)意外的連續(xù)帶更換。
因此，在另一方面給出了連續(xù)帶有限的膨脹可能性，其可以在與材料幅 面接觸時發(fā)生微摩擦，這尤其有利于表面處理時實現(xiàn)希望的效果。
有利的是，碳納米管具有超過5000W/mK的導(dǎo)熱能力。尤其在碳納米管 相對長時，有助于在連續(xù)帶上的均勻的熱分布，使得局部的高壓力負載不再 會導(dǎo)致所謂的熱點(是指連續(xù)帶不允許地受熱的位置)。
彈性連續(xù)帶的制造例如可以以公知的方式通過注塑、澆注或纏繞工藝在
連續(xù)帶芯上實現(xiàn)，其中，按照本發(fā)明，碳納米管設(shè)置在彈性的基體材料中或 者在纏繞工藝中用碳納米管涂敷。如果連續(xù)帶由條狀或線狀的、包含基體材 料和碳納米管的基礎(chǔ)元件組成是尤其有利的?；A(chǔ)材料條或基礎(chǔ)材料線然后 可以例如粘結(jié)、焊接、編織或熔接。因此，保證了碳納米管均勻的分布。
在一些應(yīng)用情形下有意義的是，連續(xù)帶不僅被賦予了高光滑度的特性， 并因此在對材料幅面進行壓力處理時在一定程度上也將連續(xù)帶的光滑度傳遞給材津+幅面，而且其也允許一定的有孔性，并因此可以脫去或供應(yīng)材4牛幅 面的水分。即便多孔，通過剩余的基體材料中長的碳納米管也保證了連續(xù)帶 的強度。
如果還進行額外的加熱，連續(xù)帶將相當有效。材料幅面壓光過程或干燥 過程的效率通過供入熱量明顯改善。如果連續(xù)帶額外地包含可磁化的顆?；?者通過熱風扇從外面加熱，所述加熱可以電感應(yīng)的方式實現(xiàn)。相應(yīng)地，連續(xù)
帶應(yīng)能夠經(jīng)受高于100°C的數(shù)量級的溫度而沒有損壞。
權(quán)利要求
1.一種用于處理片狀材料幅面的裝置的彈性的連續(xù)帶，該連續(xù)帶與待處理的材料幅面接觸，并至少部分由一種基體材料制成，優(yōu)選由塑料且尤其由聚氨酯制成，在所述基體材料中埋入有納米顆粒，其特征在于，所述納米顆粒由碳納米管構(gòu)成。
2. 如權(quán)利要求1所述的彈性的連續(xù)帶，其特征在于，埋入所述基體材料 中的碳納米管具有0.2至50nm的直徑以及大于1000nm的長度。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的彈性的連續(xù)帶，其特征在于，所述碳納米管 相互交聯(lián)地設(shè)置在所述連續(xù)帶的基體材料中。
4. 如權(quán)利要求1至3之一所述的彈性的連續(xù)帶，其特征在于，所述碳納 米管的拉伸強度大于40GPa。
5. 如權(quán)利要求1至4之一所述的彈性的連續(xù)帶，其特征在于，所述碳納 米管具有大于5000W/mK的導(dǎo)熱能力。
6. 如權(quán)利要求1至5之一所述的彈性的連續(xù)帶，其特征在于，所述連續(xù) 帶由條狀或線狀的基礎(chǔ)元件組成，所述基礎(chǔ)元件包含所述基體材料和所述碳 納米管。
7. 如權(quán)利要求1至6之一所述的彈性的連續(xù)帶，其特征在于，所述連續(xù) 帶是多孔的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種彈性的連續(xù)帶，用于處理片狀材料幅面的裝置，該連續(xù)帶與待處理的材料幅面接觸，至少部分由基體材料制成，優(yōu)選由塑料并尤其由聚氨酯制成，在所述基體材料中埋入有納米顆粒。為提高強度和導(dǎo)熱能力，所述納米顆粒通過碳納米管形成。
文檔編號D21G1/00GK101634122SQ2009101601
公開日2010年1月27日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者馬丁·斯泰格, 魯?shù)婪颉っ髌?申請人:沃依特專利有限責任公司