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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Stoff zur Verwendung beim Entwässern einer
Fasermaterialbahn in einer Papiermaschine, und betrifft insbesondere,
jedoch nicht ausschließlich,
einen Filz zur Verwendung in einer Pressenpartie einer Papiermaschine.
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Herkömmlicherweise
umfassen Pressenfilze einen gewebten Grundstoff, der aus mindestens
einer Fasermattenschicht besteht und angemessene Festigkeit in der
Laufrichtung des Filzes vorsieht, und eine nichtgewebte und komprimierbare
Fasermattenschicht, die beispielsweise durch Nadeln darauf aufgebracht
ist.
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Früher wurde
die „Rücknässung" von Stoff auf Fasermaterialbahnen
durch Mechanismen wie einer feinflächigen Fasermattenschicht in
Kontakt mit der Fasermaterialbahn und einer stufenweise gröberen Fasermattenschicht
darunter reduziert, sodass der Druckgradient zur Rückseite
des Stoffes reduziert wird. Dies führte dazu, dass das Wasser
vor dem Entwässern
durch die Feuchtigkeitsregelungsboxen weitgehend im Körper des
Stoffs zurückgehalten
war. Die zunehmend feine Beschaffenheit der Oberflächenfasermattenschicht,
die benötigt
wurde, um dem ständig
zunehmenden Bedarf an qualitativ hochwertigen, bedruckbaren Flächen zu
genügen, bedeutet
jedoch auch, dass nach dem Pressen eine Tendenz besteht, dass Feuchtigkeit
zurück
in die Stoffoberfläche
und schließlich
in die Fasermaterialbahn wandert, während noch ein direkter Kontakt zwischen
den zwei Medien besteht.
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Ein
früher
Versuch, diesen Effekt zu reduzieren, war, eine feine Fasermattenschicht
auf der Innenseite des Stoffs (Walzenkontaktfläche) anzuordnen, wodurch in
der Tat eine „Vakuumwirkung" erzeugt war, wenn
der Stoff aus dem Pressbereich austrat. Es wurde behauptet, dass
dies den Feuchtigkeitsfluss zurück
in den Papierbogen minimiere, jedoch stellte es sich heraus, dass
es in der Praxis nur einen unbedeutenden Unterschied ausmachte.
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Das
US-Patent 4,740,409 offenbart den Gedanken, eine grobe Membranstruktur
im Körper
des Stoffs zu verwenden, jedoch ist sie aufgrund ihrer innewohnenden
Offenheit und relativen Grobheit effektiver beim Verbessern der
Gesamtentwässerung
und Verleihen einer verbesserten Profilgleichmäßigkeit über die Breite als beim Verbessern
des Rücknässungseffekts.
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Ferner
offenbart die Europäische
Patentanmeldung
EP
0 878 579 A2 den Gebrauch des so genannten Flusssteuerungsmechanismus,
wobei eine Schicht nichtgewebten Materials, das auf einer Seite mit
einer Art wasserabweisender Verarbeitung (typischerweise Silizium)
beschichtet ist, zwischen den zwei Flächen in den Stoff eingebettet
ist. Es deutet jedoch wiederum alles darauf hin, dass dies, während es
in zahlreichen Fällen
erfolgreich war, häufig
nur eine unbedeutende Auswirkung auf die Rücknässung hat, da weiterhin eine
Feuchtigkeitswanderung von der relativ gesättigten Oberfläche des
Stoffs, nach dem Pressen, zurück
in das Papier selbst besteht.
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Außerdem schlägt US-Patent
5,071,697 das Konzept einer „Schaumfläche" vor, die mit „schwammartigen" Eigenschaften wirken
und somit die Rücknässung minimieren
könnte.
Der Schaum konnte in bestimmten Anwendungen jedoch leicht verunreinigt werden
und neigte zu Verschleiß und
Degradation im Gebrauch.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Stoff der
eingangs genannten Art mit einem dauerhaften, beständigen „Einwegventil" mit „Ventilwirkung" im Stoff bereitzustellen,
um die Rücknässung der
Fasermaterialbahn während
ihrer Beförderung
durch die Pressenpartie der Papiermaschine zu verhindern.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe durch die Bereitstellung eines Stoffs gelöst, der
ein Substrat und mindestens zwei gedruckte Muster umfasst, die auf
dem Substrat geschichtet sind, einander zumindest teilweise überlappen
und daher offene Bereiche aufweisen, wobei das untere gedruckte Muster
mit dem Substrat verbunden ist. Zudem können die gedruckten Muster
zumindest an einigen ihrer Kreuzungspunkte auch miteinander verbunden sein.
Die Verbindung kann vorzugsweise durch Kleben oder Schweißen hergestellt
sein.
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Der
Vorteil dieser Erfindung ist eine Stoffgestaltung, die ein Polymermaterial
nutzt, das zum Ausbilden der „Einwegventile" extrudiert ist,
um eine erheblich trockenere Stofffläche nach dem Pressen und eine
Stofffläche,
bei der die kapillare Rücknässung durch
die Abwesenheit eines erheblichen Feuchtigkeitsvolumens in der Stofffläche effektiv
minimiert ist, zu schaffen. Infolgedessen gibt es keine Rücknässung des
Stoffes mehr.
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Gemäß einer
bevorzugten praktischen Ausführungsform
der Erfindung sind die mindestens zwei gedruckten Muster Polymerschichten,
die topographisch derart zueinander abgelagert sind, dass eine gewünschte Zonenprofilierung
des Stoffs erzielt wird.
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In
einer zweckdienlichen praktischen Ausführungsform weisen die mindestens
zwei gedruckten Muster ähnliche
oder identische Kennzeichen auf, vorzugsweise Strukturen. Zudem
können
sie symmetrisch oder asymmetrisch zueinander angeordnet sein.
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Zudem
können
die mindestens zwei gedruckten Muster eine Höhe zwischen 0,1 und 2 mm, vorzugsweise
zwischen 0,5 und 1,5 mm aufweisen, und/oder sie können eine
Härte zwischen
70 und 90 Shore A aufweisen.
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Ferner
sind gemäß der Erfindung
die offenen Bereiche des unteren gedruckten Musters mit einer verdichtbaren,
porösen
Polymerunterstützungsstruktur
vollständig
bedeckt und mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig damit
aufgefüllt.
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Die
verdichtbare und poröse
Polymerunterstützungsstruktur
enthält
vorzugsweise mindestens einen Faserstoff, wie etwa Schaum.
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Und
schließlich
kann das Substrat aus mindestens einer gewebten, nichtgewebten,
querliegenden Garnschicht oder einem gewirkten Draht, vorzugsweise
einem Kunststoff- oder Metalldraht bestehen.
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Es
werden nun zum leichteren Verständnis der
vorliegenden Erfindung spezifische Ausführungsformen davon nur unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 einen
schematischen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform eines Papierherstellungsstoffs
gemäß der Erfindung;
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2 eine
Obenansicht eines Beispiels mit zwei „symmetrischen" Schichten, die aufeinander
angeordnet sind; und
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3 eine
schematische Darstellung der „Ventilwirkung".
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1 stellt
einen Stoff 1 zur Verwendung beim Entwässern einer Fasermaterialbahn
in einer Papiermaschine dar. Dieser Stoff kann in einer Pressenpartie
einer Papiermaschine verwendet werden. Der Stoff 1 kann
vorzugsweise zur Erzeugung aller bekannten Papiersorten genutzt
werden.
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Der
Stoff 1 umfasst ein Substrat 2 und zwei gedruckte
Muster 3.1, 3.2. Die gedruckten Muster 3.1, 3.2 sind
auf das Substrat 2 geschichtet, wobei sie sich zumindest
teilweise überlappen
und daher offene Bereiche 4 aufweisen, die offensichtlich
von unterschiedlicher Größe sein
können.
Das untere gedruckte Muster 3.1 ist mit dem Substrat 2 verbunden, und
das obere gedruckte Muster 3.2 ist über einen Teil der Umfangsfläche 6 einer
Presswalze 5 einer Pressenpartie geführt. Der aufstrebende Abschnitt 7 des
oberen gedruckten Musters 3.2 zeigt die „Ventilwirkung" (Pfeil). Zudem weisen
beide Muster 3.1, 3.2 jeweils eine Höhe h3.1, h3.2 zwischen
0,1 und 2 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 mm auf, wobei die
Höhe h3.1, h3.2 gleich
oder unterschiedlich sein kann. Die zwei gedruckten Muster 3.1, 3.2 weisen
außerdem
eine Härte
von zwischen 70 und 90 Shore A auf, wobei das untere gedruckte Muster 3.1 gewöhnlich eine
Härte H3.1 im Bereich zwischen 80 und 90 Shore A
und das obere gedruckte Muster 3.2. eine Härte H3.2 im Bereich zwischen 70 und 80 Shore A aufweist,
wobei dies jedoch auch umgekehrt sein kann.
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Die
zwei gedruckten Muster 3.1, 3.2 sind Polymerschichten,
die topographisch derart zueinander abgelagert sind, dass eine gewünschte Zonenprofilierung
des Stoffs 1 erzielt wird. Sie weisen vorzugsweise ähnliche
oder identische Kennzeichen auf, vorzugsweise Strukturen, und sind
zudem symmetrisch zueinander angeordnet. Die zwei gedruckten Muster 3.1, 3.2 von 1 sind
unsymmetrisch zueinander angeordnet.
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Zudem
sind die offenen Bereiche 4 des unteren gedruckten Musters 3.1 mit
einer verdichtbaren, porösen
Polymerunterstützungsstruktur 8 vollständig bedeckt
und vollständig
damit aufgefüllt,
welche vorzugsweise mindestens einen Faserstoff 9, wie
etwa Schaum, enthält.
Die offenen Bereiche 4 können außerdem nur teilweise aufgefüllt sein.
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Das
Substrat 2 besteht idealerweise aus mindestens einer gewebten,
nichtgewebten, querliegenden Garnschicht oder einem gewirkten Draht 10, vorzugsweise
einem Kunststoff- oder Metalldraht.
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2 zeigt
eine Obenansicht eines Beispiels mit zwei „symmetrischen" Schichten 3.1, 3.2 des
Stoffs 1 von 1. Die zwei Schichten 3.1, 3.2 sind
aufeinander angeordnet, und die dunklen Punkte 11 bezeichnen
die Bereiche des höchsten
Wasserflusses in dem Stoff 1.
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Und 3 ist
eine schematische Darstellung der „Ventilwirkung". Die zwei überlappenden
Muster 3.1, 3.2 weisen die Eigenschaft auf, dass
das obere Muster 3.2, wenn es gleichmäßig nach unten gedrückt wird,
die „Ventilwirkung" aufzeigt, indem
es ermöglicht,
dass Wasser durch die offenen Bereiche fließt.
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- 1
- Stoff
- 2
- Substrat
- 3.1
- unteres
gedrucktes Muster
- 3.2
- oberes
gedrucktes Muster
- 4
- offener
Bereich
- 5
- Presswalze
- 6
- Umfangsfläche
- 7
- aufstrebender
Abschnitt
- 8
- Unterstützungsstruktur
- 9
- Fasermaterial
- 10
- Draht
- 11
- dunkler
Punkt
- H3.1
- Härte
- H3.2
- Härte
- h3.1
- Höhe
- h3.2
- Höhe