用于处理片状材料幅面的连续带 【技术领域】
本发明涉及一种用于处理片状材料幅面的装置的弹性的连续带或循环带，该连续带或循环带与待处理的材料幅面接触，至少局部由一种基体材料制成，优选由塑料并尤其由聚氨酯制成，其中埋有纳米颗粒。
背景技术
在用于处理片状材料幅面的机械中，如尤其在造纸机或纸板机中，待制造或待加工的材料幅面被导引通过多个不同地设计的辊子。例如纸幅面的平整通常通过纸幅面的压力加载实现。为此，纸幅面穿过一由两个相互相邻的辊子形成的处理辊隙。这种装置通常称为压光机。纸幅面的这种处理也相应称为压光。
在继续发展造纸机的过程中人们碰到这样的问题和限制，其具有带有两个至少在辊面刚性的、金属的、相互对置的压光辊的压光机机构。
第一个问题是纸幅面在传统压光机的辊隙中的滞留时间短。这导致必须使用更大数目的处理辊隙，以便实现希望的处理结果。这以相应大数目的压光辊为前提，压光辊相应更贵地置办。辊面配设弹性层也不能明显减少高质量的压光机所需的辊，尽管辊隙因此被稍微地展宽。
一种减少所需辊隙的数目的可能性在于，明显增大纸幅面在单个辊隙中的滞留时间。其设计为所谓的宽辊隙‑压光机。在该宽辊隙‑压光机中，压光辊之一设有弹性的辊面。因此，相应压光辊的相应的辊表面在辊隙区域中凸地连同辊表面变形，使得形成具有较大处理长度的辊隙。这种宽辊隙‑压光机的缺点是，辊表面在材料选择上有一定的限制。此外，压光辊的弹性可变形性对辊的转速有一定的限制。
为克服压光机辊表面的材料性质方面的限制，业已建议，待压光的纸幅面在朝向辊可弹性变形的那一侧通过薄的、金属的连续带支撑。该连续带在一定程度上用作金属辊表面的替代。
为进一步增大宽辊隙‑压光机的处理长度，另外建议，替代可弹性变形的辊设置一凸出地成型的压紧靴，其相对于相应成型的辊表面压靠。薄的、由金属制成的连续带位于压紧靴和待压光的纸幅面之间，该连续带在压紧靴的区域内支撑待压光的纸幅面并且以与纸幅面相同的速度运动。
压光机中的问题是下垂。如今压光辊长度长至15m或更长，出现不能忽略的辊的下垂。这种下垂证实会产生摩擦问题。此外，下垂导致待压光的纸幅面在辊长度上看得不均匀的前进速度。尤其为了解决后一问题，在过去建议有不同的隆起可能性。
为回避辊的不能完全避免的下垂，尤其多希望的方案是所谓的弯曲补偿辊。在此，一支撑元件在其长度上设有压紧元件。通过该压紧元件导引中空圆筒，该中空圆筒与待压光的纸幅面接触，并用作辊表面。在筒壁相应薄地设计时，筒壁最终形成弹性的连续带。
上述压光机中的问题是，连续带的强度由于拉力和压力负载或温度影响要能设计得足够。出于该原因，连续带用填料填充，该填料增大强度和导热能力。在此是已经谈到的纳米颗粒。其中埋有纳米颗粒的基体材料优选由塑料聚氨酯制成，但也可以使用其它材料，例如乳胶或橡胶制成。
这种类型的弹性连续带例如由WO2005/090429A1公知。在该专利文献中出现了所谓的带压光机以及宽辊隙压光机，其连续带由聚氨酯制成并包含纳米颗粒。为控制弹性连续带的特性通常在基体材料中设置例如纤维或粉末形式的填料。
根据这些填料的量和物理性质，弹性的连续带的物理性质将由填料支配或影响。例如可以通过使用具有高导热能力的填料改进弹性的连续带的导热能力。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是在强度和导热能力方面进一步改进连续带的设计。
该技术问题由此解决，即，纳米颗粒通过碳纳米管形成。碳纳米管，亦即CNT(carbon nanotubes)是由碳制成的微小的管状物(分子纳米管)。
其壁仅由碳制成，其中，碳原子形成六角的蜂窝状结构，并且分别占据三个连接对。这种结构可良好地埋入优选是聚氨酯的基体材料中。尽管其轻，碳纳米管显示出可明显改善基体材料内部在强度和导热能力方面的性能。
碳纳米管的长度与直径相比非常长。现有技术中记载的颗粒在1至100nm的大小级别。反之，碳纳米管具有毫米‑范围内的长度。碳纳米管相当于纤维(如纸中的纸纤维)。它们应交联，以便能够更好地承受力，使得连续带更坚固。尤其是碳纳米管比钢或碳纤维更坚固。因此，如果埋入基体材料中的碳纳米管具有从0.2至50nm的直径范围和大于1000nm的长度，是有利的。
此外，这种大小级别的碳纳米管具有这样的优点，即，连续带可以尤其光滑地磨光，这对材料幅面的处理尤其有益。处理带越光滑，那么例如压光过的纸在其表面性能方面越好。另外，也可以通过改进的表面光滑度减少所需的处理辊隙的数量，因为在纸幅面配设在弹性的连续带上的那一侧也可以实现纸幅面的高度光滑，并且不像在公知的由塑料制成的连续带中那样，材料幅面在硬且加热的配对辊上产生的光滑部分地由于与公知的连续带接触再次变化。按本发明的连续带没有问题地达到低于0.05μm的表面粗糙度Ra。
碳纳米管优选相互交联地设置在连续带的基体材料中，已经证明，由此使得连续带的交变弯曲强度比带有常规的纳米颗粒的连续带至少大十次方。
如果碳纳米管的拉伸强度大于40GPa是有利的。碳纳米管通过这种拉伸强度能以完美的断裂安全性胜任当今在压光机和其它处理机器中常见和规划的负载。连续带的更换对于连续带的使用者可计划，因为磨损间隔根据经验是公知的，并且不再由于膨胀出现意外的连续带更换。
因此，在另一方面给出了连续带有限的膨胀可能性，其可以在与材料幅面接触时发生微摩擦，这尤其有利于表面处理时实现希望的效果。
有利的是，碳纳米管具有超过5000W/mK的导热能力。尤其在碳纳米管相对长时，有助于在连续带上的均匀的热分布，使得局部的高压力负载不再会导致所谓的热点(是指连续带不允许地受热的位置)。
弹性连续带的制造例如可以以公知的方式通过注塑、浇注或缠绕工艺在连续带芯上实现，其中，按照本发明，碳纳米管设置在弹性的基体材料中或者在缠绕工艺中用碳纳米管涂敷。如果连续带由条状或线状的、包含基体材料和碳纳米管的基础元件组成是尤其有利的。基础材料条或基础材料线然后可以例如粘结、焊接、编织或熔接。因此，保证了碳纳米管均匀的分布。
在一些应用情形下有意义的是，连续带不仅被赋予了高光滑度的特性，并因此在对材料幅面进行压力处理时在一定程度上也将连续带的光滑度传递给材料幅面，而且其也允许一定的有孔性，并因此可以脱去或供应材料幅面的水分。即便多孔，通过剩余的基体材料中长的碳纳米管也保证了连续带的强度。
如果还进行额外的加热，连续带将相当有效。材料幅面压光过程或干燥过程的效率通过供入热量明显改善。如果连续带额外地包含可磁化的颗粒或者通过热风扇从外面加热，所述加热可以电感应的方式实现。相应地，连续带应能够经受高于100℃的数量级的温度而没有损坏。