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Die Erfindung betrifft eine Papiermaschinenbespannung zum Einsatz in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Bespannungen für Maschinen zur Herstellung einer Faserstoffbahn sind in einer Vielzahl von Ausgestaltungsvarianten bekannt. Sie sind an die jeweilige Position angepasst, in welcher sie sich in der Maschine befinden. Ein Formiersieb dient dabei der Blattbildung und Erstentwässerung der Faserstoffbahn, ein Pressfilz der weiteren Entwässerung in zumindest einem Pressspalt beispielsweise zwischen Walzen oder in einer Schuhpresse, Transferbänder übertragen die Faserstoffbahn zu weiteren Maschinenabschnitten, und Trockensiebe leiten die Faserstoffbahn durch die Trockenpartie zur weiteren Trocknung.
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In der Pressenpartie einer Papiermaschine wird der Faserstoffbahn dem zur Herstellung von Papier eingesetzten Ausgangsmaterial ein wesentlicher Teil der darin enthaltenen Flüssigkeit, im allgemeinen Wasser, entzogen. Dies erfolgt dadurch, dass das Material mittels zumindest einer Bespannung, gewöhnlich zwei Bespannungen, zwischen welchen die Faserstoffbahn angeordnet ist, durch zumindest einen Pressspalt geführt wird. Der Pressspalt kann beispielsweise zwischen zwei Walzen mit einer der Wasserabfuhr förderlichen Oberflächengestaltung der Walzenbezüge ausgebildet sein. Die Oberflächengestaltung umfasst dabei bei sogenannten Presswalzen gewöhnlich Umfangsrillen und/oder Blindbohrungen, während Saugpresswalzen, welche in ihrem Inneren mit einem Saugkasten zum Absaugen von Wasser aus der Faserstoffbahn ausgestattet sind, zusätzlich Sauglöcher aufweisen, die sich durch den Walzenbezug und den Walzenmantel erstrecken und eine Wasserabfuhr ins Walzeninnere ermöglichen. Andere Pressenausgestaltungen können Schuhpressen oder Nipco-Pressen aufweisen.
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Bei modernen Maschinen zur Herstellung einer Faserstoffbahn wird höchster Wert darauf gelegt, dass einerseits ein genau definierter Trockengehalt der Faserstoffbahn nach Durchlaufen der Pressenpartie erzielt wird, um die reibungslose Weiterverarbeitung in der Trockenpartie zu gewährleisten, und andererseits, dass die Faserstoffbahn möglichst schonend behandelt wird und weder mechanische noch hydraulische Markierungen aufweist, welche im Endprodukt erkennbar wären.
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Die genannten Markierungen, auch als Lochschattenmarkierungen bezeichnet, treten durch die mechanische Einwirkung der Oberflächenstrukturen auf die noch feuchte Faserstoffbahn sowie durch die hydraulische Belastung durch das Absaugen des Wassers aus der Faserstoffbahn auf.
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Um eine möglichst effiziente Entwässerung der Faserstoffbahn zu ermöglichen, wird die offene Oberfläche der Saug- oder Presswalzenbezüge, also die Summe aller Oberflächenstrukturen, so groß wie möglich gewählt. Ist die offene Fläche jedoch zu groß, besteht die Gefahr, dass die Markierungsneigung zunimmt. Dieser Effekt wird zusätzlich dadurch verstärkt, dass die Pressfilze, zwischen denen die Faserstoffbahn transportiert wird, dazu neigen, in die Oberflächenstrukturen der Walze einzubrechen, wenn diese insbesondere in Maschinenquerrichtung sehr breit ausgebildet sind.
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Bei der Herstellung von Papiermaschinenbespannungen werden seit geraumer Zeit Monofilamente eingesetzt, welche den Bespannungen Eigenschaften wie geringer Abrieb, geringe Neigung zum Fibrillieren und geringe Oberflächenrauhigkeit mit der Folge von leichterer Reinigung, längeren Reinigungsintervallen, geringerer Schmutzanhaftung und höherer Standfestigkeit verleihen sollen. Derartige Monofilamente mit unterschiedlichen Querschnittsformen sind aus der
EP 2 135 982 A2 bekannt.
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Nachteilig an diesen bekannten Monofilamenten ist dabei ihre Neigung, bei Verwendung mit Walzenbezügen, die eine Oberflächenstruktur wie Rillen oder Bohrungen aufweisen, in diese einzubrechen und dadurch die Faserstoffbahn zu markieren. Dies wirkt sich negativ auf die Qualität des Endproduktes aus.
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Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Papiermaschinenbespannung anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, indem die Markierungsneigung in der Faserstoffbahn verringert wird, ohne dass sich das Entwässerungsvermögen verschlechtert.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst.
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Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass eine Grundstruktur verwendet wird, in welcher Monofilamente vorgesehen sind, welche im Wesentlichen in einer Maschinenquerrichtung ausgerichtet sind und welche eine anisotrope Steifigkeit aufweisen.
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Alternativ kann eine Verstärkungslage an der Grundstruktur vorgesehen sein, welche ein Kettengewirke umfasst, und ein System von sich in ihrer Länge parallel zueinander und in Quermaschinenrichtung der Papiermaschine erstreckender Kett- bzw. Schussfäden, wobei die Kett- bzw. Schussfäden in Form von Monofilamenten mit einer anisotropen Steifigkeit ausgebildet sind.
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Dadurch kann bedingt durch die hohe Steifigkeit in Maschinenquerrichtung ein Durchhängen der Papiermaschinenbespannung verhindert werden, während gleichzeitig eine leichte Verarbeitbarkeit durch eine geringere Steifigkeit der Monofilamente in den anderen Raumrichtungen gewährleistet bleibt.
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Weitere vorteilhafte Aspekte und Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, dass die Steifigkeit der Monofilamente in einer x-Richtung niedriger ist als in einer z-Richtung, wobei die z-Richtung in einer Längserstreckungsrichtung der Monofilamente in Quermaschinenrichtung orientiert ist.
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Bevorzugt können die Monofilamente so in dem Kettengewirke angeordnet sein, dass sie kröpfungs- und drehungsfrei in Quermaschinenrichtung ausgerichtet sind.
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Bevorzugt können die Monofilamente einen profilierten Querschnitt aufweisen. Dadurch können beispielsweise verschieden dicke Lagen hergestellt werden, die die weiteren Eigenschaften der Papiermaschinenbespannung mitbestimmen.
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Insbesondere kann der Querschnitt der Monofilamente rund, oval, quadratisch, rechteckig, V-förmig, X-förmig ... ausgebildet sein.
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Weiterhin vorteilhaft können die Monofilamente als Hohl- oder Vollfilamente ausgebildet sein.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung können die Monofilamente als Bi- und/oder Multikomponentenfasern ausgebildet sein.
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Die Kett- bzw. Schussfäden des Kettengewirkes können durch Nähfäden miteinander verbunden sein.
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Bevorzugt kann die Papiermaschinenbespannung zumindest eine Lage aus einem nichtgewebten Material umfassen, um die Papiermaschinenbespannung an ihren jeweiligen Anwendungsbereich anzupassen und gewünschte Eigenschaften gezielt zu verändern.
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Insbesondere kann das nichtgewebte Material ausgewählt sein aus Stapelfasern, Folien, Membranen, Vliesen etc, die mechanisch und/oder chemisch verfestigt sein können.
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Besonders bevorzugt kann die Papiermaschinenbespannung Verwendung in einer Pressenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn finden.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. In den Figuren zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Monofilaments zur Verwendung in einer erfindungsgemäß ausgebildeten Papiermaschinenbespannung, und
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2 schematische Darstellungen von weiteren möglichen Querschnittsformen von Monofilamenten, die zur Verwendung in einer erfindungsgemäß ausgebildeten Papiermaschinenbespannung geeignet sind.
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Wie bereits weiter oben erwähnt, weisen Pressen für Maschinen zur Herstellung von Faserstoffbahnen wie Papier-, Karton- oder Tissuebahnen gewöhnlich Walzen auf, die Oberflächenstrukturen aufweisen. Ist eine Walze als Presswalze ausgebildet, sind in der Oberfläche gewöhnlich Rillen und/oder Blindbohrungen vorgesehen, ist eine Walze von innen besaugt und somit als Saug- oder Saugpresswalze ausgebildet, sind zusätzlich noch Saugbohrungen vorgesehen, durch welche Wasser aus der Faserstoffbahn abgesaugt wird.
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Die in Verbindung mit diesen Walzentypen verwendeten Pressfilze sind gewöhnlich in Form einer Grundstruktur ausgebildet, welche als gewebte ober nicht gewebte Struktur vorliegt und mit einer oder mehreren weiteren Lagen wie Stapelfaserlagen, Polymerfilmen oder Verstärkungslagen ausgerüstet, um verschiedene Eigenschaften des Pressfilzes zu beeinflussen. Hierzu gehören insbesondere die Wasseraufnahmekapazität, das Rückstellvermögen nach Kompression in einem Walzenspalt, die Filzdicke und die Haltbarkeit der Einzellagen untereinander.
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Bei modernen Walzenbezügen, die beispielsweise aus (Hochleistungs-)Polyurethan gefertigt sind, können große Wasseraufnahmevolumina durch einen hohen Anteil von offener Fläche erzielt werden, was durch die entsprechend große Ausbildung der Oberflächenstrukturen ermöglicht wird. Weite Rillen und großkalibrige Bohrungen haben jedoch den Nachteil, dass der Pressfilz eine weite Strecke überspannen muss und sozusagen in die Rillen oder Bohrungen hinein „durchhängt“ bzw. im Pressspalt in die Oberflächenformen hineingedrückt wird, so dass es zu topographischen Markierungen in der Faserstoffbahn kommen kann.
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Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, die bekannten Pressfilze so weiterzubilden, dass der Filz nicht einbricht, sondern die Oberflächenformen überspannt und somit die mechanische Markierung der Faserstoffbahn weitgehend verhindert.
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Hierzu wird entweder die Grundstruktur mit Garnen versehen, die entsprechende Eigenschaften aufweisen, oder es wird eine Stabilisierungslage in den Pressfilz eingefügt, welche aus entsprechend konzipierten Garnen besteht oder diese umfasst. Die Garne sind dabei bevorzugt in Form von Monofilamenten ausgebildet.
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Derartige Garne zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine anisotrope Steifigkeit in unterschiedlichen Raumrichtungen aufweisen. Durch geeignete Wahl der Querschnitte und der Orientierung dieser Monofilamente kann eine hohe Steifigkeit in einer Erstreckungsrichtung erzielt werden, während in einer zweiten Erstreckungsrichtung eine geringere Steifigkeit und somit eine leichte Verarbeitbarkeit der Monofilamente bei der Herstellung der Papiermaschinenbespannungen erreicht wird. Ein derartiges Monofilament mit einem rechteckigen Querschnitt ist beispielhaft in 1 dargestellt.
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Hierbei entspricht die z-Achse der Maschinenquerrichtung, während die x-Richtung die Maschinenrichtung angibt und die y-Richtung in Dickenrichtung der Papiermaschinenbespannung zeigt.
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In z-Richtung ist das Monofilament steif, während es in x-Richtung eine geringere Steifigkeit aufweist und somit bei Verarbeitung beispielsweise in ein Kettengewirke in einfacher Weise um die Haltehaken der Kettmaschine geschlungen und mit den Nähfäden vernäht werden kann.
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In 2 sind beispielhaft weitere mögliche Ausführungsformen für Monofilamente dargestellt. Es sind kastenförmige, runde, ovale, eckige Formen möglich, hier beispielhaft in Kasten-, Rohr-, V- und X-Form dargestellt, die hohl oder voll ausgebildet sind. Ihnen allen ist gemeinsam, dass sie in der in 1 definierten z-Richtung eine hohe und in x-Richtung eine geringere Steifigkeit aufweisen.
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Die Monofilamente können als Bi- und/oder Multikomponentenfasern ausgebildet sein. Hier bieten sich Hybrid- oder Umwindungsgarne an, die in verschiedenen Materialkombinationen vorliegen können, wie beispielsweise Stahl/Glas, Carbon/Glas etc.
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Die Monofilamente sind so in dem Kettengewirke angeordnet, dass sie kröpfungs- und drehungsfrei in Quermaschinenrichtung ausgerichtet und durch Nähfäden miteinander verbunden sind.
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Die Papiermaschinenbespannung umfasst gewöhnlich zumindest eine Lage aus einem nichtgewebten Material. Derartige Lagen helfen, die Papiermaschinenbespannung an ihren jeweiligen Anwendungsbereich anzupassen und gewünschte Eigenschaften gezielt zu verändern. Insbesondere kann das nichtgewebte Material ausgewählt sein aus Stapelfasern, Folien, Membranen, Vliesen etc., die mechanisch und/oder chemisch verfestigt sein können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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