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Die
Erfindung betrifft Papiermaschinenbespannungen nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Besonders
zur Herstellung von graphischen Papiersorten bei schnell laufenden
Papiermaschinen, d.h. Papiergeschwindigkeiten von mehr als 1500m/min,
mit großer
Breite, d.h. Breite der Papiermaschinenbespannung größer 10m,
spielt beim Formierprozess die Dicke und verwendete Webstruktur von
papierseitiger und maschinenseitiger Webstruktur bei den verwendeten
Formiersieben eine entscheidende Rolle.
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Abhängig von
den anwendungs- und kundenspezifischen Anforderungen für verschiedene Herstellungsprozesse
von graphischen Papieren werden hierbei an die verwendeten Formiersiebe
unterschiedlichste Anforderungen bzgl. der papierseitigen und maschinenseitigen
Webstruktur, der Verteilung der Abbinde- und Anbindepunkte der die
papierseitige und die maschinenseitige Webstrukturen miteinander
verbindenden Bindefäden
sowie an die Gesamtdicke gestellt, da bspw. das Markierungsverhalten
und Entwässerungsverhalten – durch
die Gestaltung der papierseitigen und der maschinenseitigen Webstruktur
und durch die Verteilung der Abbinde- und Anbindepunkte der Bindefäden und – durch
die Gesamtdicke der Bespannung beeinflusst werden kann.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Papiermaschinenbespannung
vorzuschlagen, die an die Anforderungen zur Herstellung von graphischen
Papiersorten bei schnell laufenden Papiermaschinen besonders gut
angepasst ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Papiermaschinenbespannung, insbesondere ein Formiersieb, welches
durch eine Vielzahl von sich wiederholenden Einheiten (Wiederholeinheiten)
gebildet wird, wobei jede Wiederholeinheit eine papierseitige Webstruktur
mit papierseitigen Kett- und Schussfäden und eine maschinenseitige Webstruktur
mit maschinenseitigen Kett- und Schussfäden umfasst und wobei die papierseitige und
die papierseitige Webstruktur durch Bindefäden miteinander verbunden sind
und wobei jede Wiederholeinheit durch zumindest 26 Kettfäden gebildet wird
und die Papiermaschinenbespannung eine Gesamtdicke von 0,78mm und
weniger hat.
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Mit
einer Papiermaschinenbespannung von 26 Kettfäden und mehr pro Wiederholeinheit
ist es möglich,
für die
jeweiligen Anforderungen spezifisch papierseitige und maschinenseitige
Webmuster miteinander zu kombinieren. Hierdurch können das
papierseitige Webmuster und das maschinenseitige Webmuster der Papiermaschinenbespannung
kompromisslos optimal an die jeweiligen spezifischen z. T. kundenspezifischen
Anforderungen zur Herstellung graphischer Papiere auf schnell laufenden
Maschinen angepasst werden, d.h. das Sieb weist ein maschinenseitiges
Webmuster auf, welches bspw. an die hohen mechanischen Belastungen
solcher Maschinen angepasst ist und gleichzeitig eine markierungsfreie
papierseitige Webstruktur hat ohne, dass durch die begrenzte Anzahl
der Kettfäden
pro Wiederholeinheit die Variationsmöglichkeit eingeschränkt wird.
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Auch
die das Markierungsverhalten beeinflussende Verteilung der Anordnung
der Abbinde- und Anbindepunkte ist durch die Verwendung von 26 oder
mehr Kettfäden
pro Wiederholeinheit optimal einstellbar. Anbinde- und Abbindepunkte
werden hierbei wie folgt festgelegt: Bei einem Anbindepunkt webt
ein Bindefaden über
einen papierseitigen Kett- oder Schussfaden und bei einem Abbindepunkt
webt ein Bindefaden unter einen maschinenseitigen Kett- oder Schussfaden.
Des weiteren webt zwischen einem Anbindepunkt und einem Abbindepunkt
der Bindefaden über
keinen papierseitigen Kett- oder Schussfaden und unter keinen maschinenseitigen Kett-oder
Schussfaden. Da die Bindefäden
sowohl mit den papierseitigen Kett- oder Schussfäden als auch mit den maschinenseitigen
Kett- oder Schussfäden
verwoben sind, wird bspw. durch die Anbinde- und Abbindepunkte das
papierseitige und das maschinenseitige Webmuster und somit das Drainageverhalten
bei der Entwässerung
gestört.
Insbesondere wenn die Anbinde- und Abbindepunkte in der Wiederholeinheit
einem regelmäßigen Muster
folgend angeordnet sind, werden bspw. hydraulische Markierungen
sichtbar. Durch die Verwendung von 26 und mehr Kettfäden pro
Wiederholeinheit ist es möglich, Anbindepunkte-
und Abbindepunkte nahezu frei zu verteilen, wodurch insbesondere
die hydraulische Markierungsneigung der Bespannung reduziert wird.
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Durch
den Einsatz einer Bespannung mit einer Dicke von 0,78mm oder weniger
wird des weiteren das im Sieb mitgeführte Wasservolumen reduziert,
was in Kombination mit der oben dargestellten freien Gestaltungsmöglichkeit
der Webmuster zu einer erheblichen Reduzierung der hydraulischen
Markierungsneigung als auch des Wasserschleppens führt.
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Des
weiteren ist bei einer Papiermaschinenbespannung mit einer Gesamtdicke
von 0,78mm oder weniger das offene Volumen derart reduziert, dass
die bei schnell laufenden Maschinen auftretenden und das Entwässerungsverhalten
störenden
Effekte wie Wasserverschleppen und das sog. Spraying reduziert werden.
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Die
erfindungsgemäße Papiermaschinenbespannung
mit einer Gesamtdicke von 0,78mm oder weniger weist eine ausreichende
Stabilität,
Abrasionsbeständigkeit
und Quersteifigkeit auf, wenn die maschinenseitigen Schussfäden einen
Durchmesser von 0,35mm oder weniger haben.
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Um
das Wasserschleppen und das hydraulische Markierungsverhalten weiter
zu reduzieren ist es sinnvoll, wenn die Papiermaschinenbespannung, insbesondere
das Formiersieb eine Gesamtdicke von kleiner 0,72mm, besonders bevorzugt
von kleiner 0,65mm und ganz besonders bevorzugt von kleiner 0,55mm
hat.
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Die
erfindungsgemäße Papiermaschinenbespannung
mit einer Gesamtdicke von 0,72mm oder weniger weist eine ausreichende
Stabilität,
Abrasionsbeständigkeit
und Quersteifigkeit auf, wenn die maschinenseitigen Schussfäden einen
Durchmesser von 0,27mm oder weniger haben.
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Die
Möglichkeit
die Papiermaschinenbespannung optimal an die anwendungs- und kundenspezifischen
Anforderungen anpassen zu können wird
weiter erhöht,
wenn die kleinste Wiederholeinheit durch 28 oder mehr 30 oder mehr
oder 40 oder mehr oder 50 oder mehr Kettfäden gebildet wird.
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Versuche
haben ergeben, dass die Gesamtdicke der Papiermaschinenbespannung
exakt beeinflusst und eingestellt werden kann, wenn die maschinenseitige
Webstruktur für
jeden Bindefaden einen Abbindepunkt pro 13 bis 20 maschinenseitigen
Kettfäden
aufweist.
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Die
Ausführungsform
basiert auf der Erkenntnis, dass für die Dicke einer gewobenen
Papiermaschinenbespannung zwei gegenläufige Effekte verantwortlich
sind: Zum Einen besteht bei doppellagigen Sieben d.h. zwei Kettlagen
und zwei Schusslagen mit einem Bindefadensystem (gleich ob Kett-oder
Schußrichtung)
die Problematik, dass sich bei jedem Abbindepunkt die Steifigkeit
des jeweiligen Bindefadens negativ auf die Schichtung der Lagen zueinander
auswirkt. Hierbei hat sich herausgestellt, dass die Verlängerung
des Abstandes zwischen den An-/Abbindepunkten
an die verschiedenen Gewebelagen zu einer Reduzierung der Gesamtdicke
und somit auch zu einer Erhöhung
der Steifigkeit beiträgt.
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Der
zur Reduzierung der Gesamtdicke wirkende Mechanismus ist derjenige,
dass die Erhöhung
der Distanz zwischen den Bindepunkten der Bindefäden eine laterale Verdrängung der
Fäden ermöglicht.
Aus diesem Grund ist es wünschenswert, die
Bindestellen der Bindefaden so weit als möglich und technisch sinnvoll
voneinander zu trennen.
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Dabei
reduziert sich zusätzlich
die Distanz zwischen den Lagen, was in Folge dazu führt, dass die
Biegesteifigkeit höher
wird (die gegenüberliegende
Lage 'blockiert' die Biegung eher).
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Zum
Anderen wirkt sich ein zu großer
Abstand zwischen Abbindepunkten dahingehend aus, dass die Bindungsfrequenz
zwischen der papierseitigen und der maschinenseitigen Webstruktur
nicht ausreichend ist, um eine wünschenswert
geringe Dicke des Siebs zu erreichen.
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Bei
Bereitstellung einer gewobenen Papiermaschinenbespannung bei der
die maschinenseitige Webstruktur für jeden Bindefaden einen Abbindepunkt
pro 13 bis 20 maschinenseitigen Kettfäden oder Schussfäden aufweist
wird den o.g. gegenläufigen
Effekten derart Rechnung getragen, dass eine im Vergleich zu herkömmlichen
Sieben reduzierte Dicke erreicht wird.
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Hierbei
ist es möglich,
dass die Bindefäden entweder
mit den papierseitigen Kettfäden
und mit den maschinenseitigen Kettfäden verwoben sind, sog. schussgebundenes
System oder aber, dass die Bindefäden mit den papierseitigen
Schussfäden
und mit den maschinenseitigen Schussfäden verwoben sind, sog. kettgebundenes
System. Des weiteren ist es möglich,
dass sich die Kettfäden
in Maschinenrichtung (MD) und die Schussfäden in Quermaschinenrichtung
(CD) oder umgekehrt erstrecken.
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Vorzugsweise
sind die Bindefäden
jeweils zumindest paarweise alternierend angeordnet, d.h. es ist
denkbar, dass aufeinander folgend zwei oder drei oder mehr Bindefäden ohne
dazwischen liegende maschinenseitige oder papierseitige CD-Fäden angeordnet sind und dass
jeweils Teile der Bindefäden
eines Paares oder Tripletts zusammen den Webpfad eines einzigen
papierseitigen Kett- oder Schussfadens weben.
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Um
die Markierungsneigung zu reduzieren wird durch das Verweben der
Bindefäden mit
den papierseitigen Kett- oder Schussfäden das von papierseitigen
MD- und CD-Fäden gebildete
Webmuster fortgesetzt, d.h. die Bindefäden sind integraler Bestandteil
der papierseitigen Webstruktur.
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Wie
bereits beschrieben, kann die Markierungsneigung dadurch reduziert
werden, indem die Abbindepunkte unregelmäßig verteilt sind. Versuche haben
ergeben, dass die Markierungsneigung des weiteren reduziert werden
kann, wenn die Abbindepunkte so verteilt sind, dass keine Konzentration
von Abbindepunkten geschaffen wird. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht demzufolge vor, dass der Abstand von aufeinander folgenden
Abbindepunkten zueinander benachbarter Bindefäden eines Bindefadenpaares
zwischen 1/4 und 3/4 des Abstandes ist, den aufeinander folgende Abbindepunkte
eines Bindefadens zueinander aufweisen. Dies bedeutet bspw. dass
bei einer Wiederholeinheit der Abbindepunkte eines Bindefadens von 20
maschinenseitigen MD-Fäden
der Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Abbindepunkten eines
Bindefadens 19 maschinenseitige MD-Fäden ist. Somit berechnet sich
der Abstand zwischen aufeinander folgenden Abbindepunkten des ersten
Bindefadens und des zweiten Bindefadens eines Bindefadenpaares auf
Werte im Bereich zwischen 19/4=4,7, d.h. 5 und 19*3/4=14,2, d.h.
14 maschinenseitigen MD-Fäden.
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Vorzugsweise
beträgt
das Schussverhältnis zwischen
Papierseite und Maschinenseite 1:1 oder 2:1 oder 3:1 oder 3:2 oder
4:3.
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Vorzugsweise
beträgt
das Kettverhältnis
zwischen Papierseite und Maschinenseite 1:1 oder 2:1 oder 3:1 oder
3:2 oder 4:3.
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Des
weiteren haben Versuche gezeigt, dass die Gesamtdicke der Papiermaschinenbespannung verringert
wird und die Quersteifigkeit des Siebes erhöht werden kann, wenn der Abstand
zwischen papierseitiger Kettlage und maschinenseitiger Kettlage im
Bereich eines Anbindepunktes / Abbindepunktes das maximal 1,1 fache
der Bindefadendicke, bevorzugt das maximal 1,05 fache der Bindefadendicke, besonders
bevorzugt das maximal 1,02 fache der Bindefadendicke bei einer Zugspannung
zwischen 60N/cm und 80N/cm ist.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass die Papiermaschinenbespannung ein
Formiersieb ist.