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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit Papiermachergeweben, die benutzt werden können, um Dicke und Topographie von Papierprodukten, die darauf hergestellt werden, zu entwickeln und zu verbessern. Sie befasst sich insbesondere mit solchen Geweben, die dem Papier während der Bildung des Blattes Dicke und Topographie verleihen und auch mit jenen Geweben, die benutzt werden, um das Blatt durch einen Durchluft-Trocknungseinrichtung (TAD-Trocknungseinrichtung) zu transportieren.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Aus der
US 7,059,359 B2 ist beispielsweise ein Papierverbundgewebe bekannt, bei welchem zwei Lagen an Schussfäden mit intrinsischen Kettfäden zur Ausbildung eines flachen Gewebes miteinander verwoben werden, so dass eine im Wesentlichen durch Schussfäden bestimmte papierseitige Kontaktoberfläche ausgebildet wird.
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Es ist weiterhin bekannt, dass man ein Formsiebgewebe liefern kann, bei dem so genannte BE- (bulk-engancing) oder fülle-verstärkende Garne periodisch in die Papierseite (PS) des Gewebes eingefügt werden; diese Garne können in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen eingefügt werden und von 10% bis 50% der papierseitigen Schussfäden ausmachen. Diese Garne haben eine Stärke, die mindestens 1,25 mal größer ist als die der „normalen“ Schussfäden in der Papierseite des Gewebes. Zwei oder mehr Sätze dieser fülle-verstärkenden Garne können benutzt werden. Der Gewebeaufbau kann mindestens einen Satz von in Maschinenlaufrichtung verlaufenden Garnen, mindestens einen Satz von quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen und eine Anordnung von fülle-verstärkenden Garnen enthalten. Solche Gewebe können eine mehrschichtige Bauweise haben und Paare intrinsischer Verbindungsschussfäden enthalten, oder sie können ein mehrlagiges Gewebe sein, dessen Kettfäden als Triplettsätze angeordnet sind.
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Mehrlagige Formsiebgewebe zur Herstellung von Papiertüchern (Tissues), die so konstruiert sind, dass sie bei Papierprodukten, die darauf erzeugt werden, Fülle dadurch erzeugen, dass sie zwischen mindestens zwei Fäden in der Papierseite des Gewebes eine topographische Different schaffen, sind ebenfalls bekannt. Indem man wenigsten zwei Schussfäden mit unterschiedlichem Durchmesser, unterschiedlicher Größe oder Form an der gleichen Kontur in der Bildungsfläche benutzt, ist es möglich, Taschenbereiche zu bilden, um die Oberfläche zu vergrößern, die Topographie zu entwickeln und, z.B. bei Papiertüchern oder -handtüchern, den Produkten andere wünschenswerte Eigenschaften zu verleihen. Aus der
WO2007/106442 A2 ist beispielsweise ein doppellagiges Papiermaschinengewebe bekannt zur Verwendung in der Herstellung von dichten Geweben und Tüchern, wobei Taschenbereiche durch flottierende Kettfäden, die in Maschinenrichtung versetzt sind, auf der papierseitigen Oberfläche ausgebildet werden.
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Andere Papiermachergewebe, die in der Blattbildungsoberfläche Fäden verschiedener Größe enthalten, sind auch für verschiedene Zwecke im Hinblick auf die Verbesserung ihrer Lebensdauer und Laufeigenschaften auf Papiermaschinen bekannt.
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Blattdicke und -topographie, somit Fülle und Saugfähigkeit, sind äußerst wünschenswerte Merkmale von Papiertuch- oder Papierhandtuchprodukten. Hersteller von Papiermaschinebespannungen bemühen sich, Gewebe zu konstruieren, die Unterschiede in der Erhebung (Topographie) an der Blattbildungsoberfläche des Gewebes einführen, weil es diese Erhebungsunterschiede sind, die bei dem Papierprodukt Taschen und Ausbuchtungen erzeugen, welche wiederum in dem Blatt Unterschiede in der Faserdichte verursachen und seine Oberfläche vergrößern. Diese Faktoren werden neben einer Reihe anderer helfen, ein saugfähiges Papierprodukt zu liefern.
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Gewebe nach der bisher bekannten Technik, die gegenwärtig in Gebrauch sind, waren unterschiedlich erfolgreich. Es wurde von dem gegenwärtigen Erfinder erkannt, dass (unter dem Gesichtspunkt von Fülle und Saugfähigkeit) größere Taschen und Ausbuchtungen bei dem Papierprodukt wünschenswerter sind als eine größere Zahl relativ kleinerer Taschen und Ausbuchtungen. Es ist auch wohlbekannt, dass ein gleichförmiges Blatt (d.h. eine relativ gleichmäßige Verteilung der Papierfasern) ein Papierprodukt mit höherer Festigkeit und anderen wünschenswerten mechanischen Eigenschaften liefert. Ein bei Geweben nach der bisher bekannten Technik verbreitetes Problem ist es, dass, um in dem Blatt die erwünschte Füllwirkung zu erzielen, die Gewebebindung so gestaltet wurde, dass sie relativ mehr „offene“ und „geschlossene“ Bereichen aufweist; dies führt zu einer ungleichmäßigen Dränage des Blattes und folglich zu einer ungleichmäßigen Blattbildung.
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Die vorliegende Erfindung hat diese Mängel zur Kenntnis genommen und strebt danach, ein Gewebe zu liefern, das in der Lage ist, größere Taschen zu erzeugen als das vorher möglich war und damit bei gleichem Basisgewicht des Blattprodukts die Papierdicke zu entwickeln und die Topographie zu verbessern sowie die Oberfläche zu vergrößern, während gute Gleichförmigkeit und Festigkeit des Blattes durch die Verzögerung der Querdränage in dem Gewebe aufrechterhalten wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung liefert Papiermachergewebe, die absorbierenden Papierprodukten wie Handtüchern oder Taschentüchern, die auf ihnen gebildet oder transportiert werden, sowohl Dicke wie Topographie verleihen und diese entwickeln. Das Gewebe beinhaltet ein oder mehrere Systeme von Kettfäden und mindestens erste und zweite Systeme von Schussfäden, die so miteinander verwoben sind, dass sich ein Gewebe ergibt, das eine papierseitige Oberfläche besitzt, auf welcher das Papierprodukt gebildet und/oder transportiert wird, und zusätzlich eine maschinenseitige Oberfläche, die, wenn in Gebrauch, sich in bewegtem Kontakt mit den tragenden Elementen der Papiermaschine befindet. Die wenigstens ersten und zweiten Schussfadensysteme haben Garne unterschiedlicher Stärken, und jedes ist auf der papierseitigen Oberfläche nach unterschiedlichen Mustern gewebt. Die Garne des ersten Schussfadensystems besitzen eine im Wesentlichen senkrecht zu einer papierseitigen Oberfläche des Gewebes bestimmte Stärke, die größer ist als die entsprechende Stärke des zweiten Schussfadensystems; und sie sind mit den Kettfäden dergestalt verwoben, dass sie auf der papierseitigen Oberfläche Paare von nebeneinander liegenden Garn-Höcker zur Faserunterstützung bilden. Die Länge jedes Höckers wird durch die Anzahl der Kettfäden, mit denen die Schussfäden verwoben sind, bestimmt und wird normalerweise zwischen 1 und 4 liegen (aber andere Zahlen sind möglich). Jedes Paar Höcker ist von nächsten Paar Höcker auf dem gleichen Schussfaden (d.h. quer zur Maschinerichtung) vorzugsweise durch die gleiche Anzahl von Kettfäden, die zur Bildung des ersten Höcker-Paares verwendet wurden, getrennt. Garne des zweiten Schussfadensystems befinden sich zwischen jedem aufeinander folgenden Schuss des ersten Schussfadensystems (d.h. in Maschinenrichtung), wobei die Anzahl solcher zweiten Schusssystem-Garne vorzugsweise von mindestes einem bis ungefähr 6 reicht. Das Paar Schussfaden-Höcker zur Faserunterstützung an einem Garn eines ersten Schusssystems, von dem nächsten angrenzenden Garn eines ersten Schusssystems durch mindestes ein Garn eines zweiten Schusssystems getrennt, bildet zusammen mit dem Paar Schussfaden-Höcker zur Faserunterstützung des nächsten angrenzenden Garns des ersten Systems eine Gruppierung von Höckern zur Faserunterstützung, die in Form eines viereckigen Kastens angeordnet ist. Diese vier Garn-Höcker erzeugen bei Papierprodukten, die auf dem Gewebe erzeugt oder transportiert werden, Ausbuchtungen mit geringer Faserdichte. Zwischen den vier Ecken, wie auch zwischen den Kästen, bildet sich in dem Gewebe eine Vertiefung oder Tasche.
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Die Taschen erzeugen in dem Blatt Vertiefungen mit relativ höherer Faserdichte, die zusammen mit den Ausbuchtungen zu dessen gesamter Dicke, Oberfläche und Topographie beitragen. Der zweite Satz Schussfäden schließt Taschenfäden ein, die mit den Kettfäden verwoben sind, um den „Boden“ der Kästen wie auch den „Boden“ der angrenzenden, zwischen den Kästen befindlichen Taschen zu bilden; die Taschenfäden helfen, die Papierfasern auf der Gewebeoberfläche zu halten, so dass sie nicht im Gewebe selbst eingeschlossen werden oder durch selbiges hindurchgehen. Die Taschenfäden sind nicht in die maschinenseitige Oberfläche des Gewebes verwoben und dienen daher auch dazu, zum Mittelebenenwiderstand des Gewebes beizutragen, was die Dränage verzögert und wiederum hilft, die Gleichförmigkeit des Blattes zu erhöhen. Die Anzahl der Taschenfäden zwischen benachbarten Kästen wie auch die Anzahl von Taschenfäden in jedem einzelnen Kasten kann variiert werden, so dass die Kastengröße und der Abstand zwischen den Kästen als Reaktion auf die Anforderungen der Papierherstellung modifiziert werden können.
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Die Grundkonstruktion der Erfindung (Kasten und Tasche) kann bei jedem bekannten Gewebeaufbau, einschließlich ein-, zwei- oder dreilagigen Geweben, wie z.B. den verschiedenen in „Weaves of Papermaking Wires and Forming Fabrics,“ PAPTAC [Pulp & Paper Technical Association of Canada] Data Sheet G-18, überarbeitet im Mai 2005, beschriebenen Geweben verwendet werden, es wird jedoch angenommen, dass sie am effektivsten ist, wenn sie bei so genannten SSB- (sheet support binder) oder Kettbindungsstrukturen (warptie structures), von denen nicht-limitierende Beispiele in U.S 5,826,627;
U.S. 7,108,020 und
U.S. 2008/0035230 beschrieben sind, verwendet wird. Andere Gewebestrukturen sind bekannt und können ebenfalls benutzt werden.
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Papierprodukte, die unter Verwendung der Gewebe der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, weisen größere Gleichförmigkeit und Fülle auf als ähnliche Produkte, die unter Verwendung von Geweben hergestellt werden, die nach dem bisherige Stand der Technik konstruiert wurden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform haben die Garne des zweiten Systems von Schussfäden eine Stärke, die geringer ist als die der Garne des ersten Systems. Die in der vorliegenden Erfindung offengelegte Anordnung der ersten und zweiten Schussfadensysteme ist auf jede Gewebekonstruktion anwendbar und wird bei der Entwicklung und Verbesserung der Dicke, Topographie und Gleichförmigkeit von Papierprodukten, die unter Verwendung des Gewebes erzeugt werden, helfen. Vorzugsweise ist das Verhältnis der Stärke der Garne des ersten Schussfadensystems, gemessen in einer zur papierseitigen Oberfläche des Gewebes im wesentlichen senkrechten Richtung, zu denen des zweiten Schussfadensystems wenigstens 1,25 : 1.
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Figurenliste
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Die vorangehende Zusammenfassung wie die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden besser verstanden, wenn sie zusammen mit den angefügten Zeichnungen gelesen werden. In den Zeichnungen ist folgendes dargestellt:
- ist ein Bindungsbild der papierseitigen Oberfläche nur eines Verbundgewebes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- ist eine Strichzeichnung der papierseitigen Oberfläche eines gemäß dem in gezeigten Bindungsbild gewebten Gewebes,
- ist das Bindungsbild des vollständigen Gewebes, dessen papierseitige Oberfläche in den und gezeigt wird,
- ist das Bindungsbild eines einlagigen Gewebes gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und
- ist ein Bindungsbild, das die maschinenseitige Oberfläche des in dargestellten Gewebes zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In der folgenden Beschreibung wird eine bestimmte Terminologie lediglich der Bequemlichkeit halber benutzt und wird nicht als einschränkend betrachtet. Wörter wie „vorn“, „hinten“, „oben“ und „unten“ bezeichnen Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Diese Terminologie schließt die oben spezifisch erwähnten Wörter, davon abgeleitete Wörter und Wörter ähnlicher Bedeutung ein. Zusätzlich werden die Begriffe „ein/eine“ und „eins“ so definiert, dass sie, soweit nicht anders vermerkt, ein oder mehrere der Gegenstände, auf die Bezug genommen wird, einschließen.
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Die folgenden Definitionen gelten ebenfalls für die hierbei benutzten Begriffe:
- Fülle (bulk) - die Kompaktheitseigenschaft eines Blattes im Verhältnis zu seinem Gewicht (dessen Wert abnimmt, wenn die Kompaktheit zunimmt) und das Volumen einer Masseeinheit von Fasern, typischerweise in Gramm pro Kubikzentimeter (g/ccm) ausgedrückt. In Papierfabriken wird sie gemessen als die Dicke eines Stapels einer festgelegten Zahl von Blättern unter einem festgelegten Druck (paraphrasiert aus: Lavigne, John R. Pulp & Paper Dictionary. San Francisco, CA: Miller Freeman, 1986, pp. 120).
- Dicke (caliper) - die maximal Dicke eines Papierblattes gemessen unter festgelegten, für das Papierprodukt relevanten Bedingungen.
- Querrichtung (cross machine direction - CD) - Richtung quer zur Maschinenlaufrichtung, mit besonderem Bezug auf die Orientierung von Garnen eines Papiermachergewebes, wenn es auf einer Papiermaschine installiert wird.
- Mittelebenenwiderstand (center plane resistance - CPR) - bezieht sich auf die Verzögerung der Dränage, die durch die Anwesenheit langer innerer Flottier-Kett- oder Schussfäden, die die Dränagefläche der Mittelebene des Gewebes beschränken, verursacht wird.
- Maschinenrichtung (machine direction - MD) - Laufrichtung der Maschine, mit besonderem Bezug auf die Orientierung von Garnen eines Papiermachergewebes, wenn es auf einer Papiermaschine installiert wird.
- Maschinenseite (machine contact side - MS) - Seite des Papiermachergewebes oder des Gewebes einen Durchlufttrocknungseinrichtung (TAD-Trocknungseinrichtung), die mit der Papiermaschine in Kontakt ist.
- Taschengarn (pocket yarn) - ein Schussfaden, dessen Stärke zwischen ungefähr 30% und 60% der des primären Schussfadens liegt. Die Taschengarne werden benutzt, um den „Boden“ von Vertiefungen in der papierseitigen (PS) Oberfläche des Gewebes zu bilden, um so die Papierfasern zu stützen; sie sind auch mit den Kettfäden in einer Weise, die zum Mittelebenenwiderstand (CPR) des Gewebes beiträgt, verwoben.
- Papierseite (PS) - papierblattformende oder -tragende Seite eines Papiermachergewebes oder Gewebes einer Durchlufttrocknungseinrichtung (TAD-Trocknungseinrichtung), wie es auf einer Papiermaschine benutzt wird.
- Oberfläche (surface area) - der gesamte Flächeninhalt einer externen Oberfläche eines Papierblattes einschließlich seiner Oberflächenkonturen.
- Topographie (topography) - eine Beschreibung der dreidimensionalen Wellenformen und Konturen einer Oberfläche. Eine Blattoberfläche, die eine „höhere“ Oberflächentopographie besitzt, hat mehr Oberflächenkonturen, welche, wenn unter ähnlichen Bedingungen gemessen, von einem größerem Ausmaß sein können als die einer anderen Oberfläche, die weniger Konturen geringeren Ausmaßes aufweist.
- Stärke (eines Garns) (vertical dimension of a yarn) - bezieht sich auf die Messung eines Garns in der Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zur papierseitigen Oberfläche des Gewebes ist, wenn es gewoben wird.
- Garn (yarn) - jeder ein- oder mehrfaserige, gezwirnte oder andere Typ von Faserstrang, der beim Weben eines Papiermachergewebes oder Gewebes einer Durchlufttrocknungseinrichtung (TAD-Trocknungseinrichtung) benutzt wird.
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Unter Bezugnahme auf die - wird mit Gewebe 50 eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Papiermachergewebes oder Gewebes einer Durchlufttrocknungseinrichtung (TAD-Trocknungseinrichtung), das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist, gezeigt. Das Gewebe 50 wird aus einem System oder mehreren Systemen von Kettfäden 100 und mindestens ersten und zweiten Systemen von Schussfäden 200 gebildet. Die Schussfäden 200 der wenigstens ersten und zweiten Systeme von Schussfäden 200 sind von wenigstens zwei sich unterscheidenden Größen, und jedes System ist in der papierseitigen Oberfläche entsprechend sich voneinander unterscheidender Muster gewoben.
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Die Kettfäden 100 sind an der oberen Seite der und mit den Ziffern 1 bis 12 gekennzeichnet. Die Schussfäden 200 sind entlang der linken Seite des Bindungsbildes in und des Gewebes in von 1' bis 36' gekennzeichnet. Zwölf Schussfäden 2', 5', 8', 11', 14', 17', 20', 23', 26', 29', 32' und 35' sind auf der maschinenseitigen Oberfläche des Gewebes angeordnet und erscheinen deshalb nur in (wie auch die Kettfäden 13 bis 24), weil ein Bindungsbild eines kompletten Rapports des gesamten Gewebes einschließlich sowohl der maschinen- als auch der papierseitigen Schichten ist. Diese letzteren Kett- und Schussfäden bilden die maschinenseitige Oberfläche des Gewebes und liefern eine stabile Plattform für die papierseitige Schicht des Gewebes. In den Bindungsbildern erscheint ein dunkel gefärbtes Quadrat, wo ein Schussfaden unter einem Kettfaden hindurchgeht, so dass z.B. Schuss 3' unter Kette 1 hindurch-, über Ketten 2 & 3 hinweg-, unter Ketten 4 bis 10 hindurch- und dann über Ketten 11 und 12 hinweggeht, um den Rapport der Papierseitenschicht zu vollenden.
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Das Gewebe 50 der ersten bevorzugten Ausführungsform ist ein intrinsisches SSB (sheet support binder)-Formsieb-Verbundgewebe mit Schussbindung, bei dem die Schussfäden 200, die die papierseitige Schicht bilden, so angeordnet sind, dass Gleichförmigkeit, Dicke und Topographie der Papierprodukte, die darauf erzeugt werden, verbessert werden. Das Gewebe 50 enthält zwei Sätze von Kettfäden 100, der erste auf der papierseitigen Oberfläche angeordnet und in den - von 1 - 12 nummeriert und der zweite auf der maschinenseitigen Oberfläche des Gewebes angeordnet und in von 13 - 24 nummeriert. In dem in den - gezeigten Gewebe haben 16 der papierseitigen Schussfäden 1', 3', 6', 7', 10', 12', 15', 16', 19', 21', 24', 25', 28', 30', 33', und 34' alle eine geringere Stärke als 8 der papierseitigen Schussfäden 4', 9', 13', 18', 22', 27', 31' und 36' und sind damit „Taschengarne“. Die Schussfäden 4', 9', 13', 18', 22', 27', 31' und 36' haben eine relativ größere Stärke und werden nachfolgend als dicke- und topographieverbessernde oder CTA (caliper and topography augmenting)-Garne bezeichnet.
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Das erste System von Schussfäden umfasst die CTA-Garne 4', 9', 13', 18', 22', 27', 31' und 36', die stärker sind (eine größere Stärke besitzen) als die Taschen-Schussfäden 1', 3', 6', 7', 10', 12', 15', 16', 19', 21', 24', 25', 28', 30', 33' und 34' des zweiten Schusssystems. Das erste System der CTA-Schussfäden 4', 9', 13', 18', 22', 27', 31' und 36' ist als Paare intrinsischer Verbindungsschussfäden angeordnet, die mit den zwei Sätzen von Kettfäden 1 - 12 und 13 - 24 verwoben sind, so dass jedes Verbindungsschussfadenpaar 4', 9'; 13', 18'; 22', 27'; 31', 36' sich mit den papierseitigen Kettfäden 1 - 12 verwebt, um zwei papierseitige Schichten von flottierenden Schussfäden zu bilden und sich dann einmal in jedem Rapport mit den maschinenseitigen Kettfäden 13 - 24 zu verflechten, um die maschinen- und papierseitigen Schichten des Gewebes 50 zu bilden und miteinander zu verbinden. Die papierseitigen Flottierfäden der intrinsischen Verbindungsschussfäden 4', 9', 13', 18', 22', 27', 31' und 36' (in durch diagonale Linien gekennzeichnet) sind dergestalt in identischen Paaren angeordnet, dass in Längsrichtung des Gewebes 50 zwei identische CTA-Flottierfäden des ersten Schusssytems so aufeinander folgen, dass kastenförmige Auflageflächen 110, 120 und 130 gebildet werden, die eine erste Höhe oberhalb der Gewebefläche besitzen.
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Wie in gezeigt, bilden die Paare nebeneinander liegender CTA-Schussfäden 4', 9', 13', 18', 22', 27', 31' und 36' des ersten Systems Gruppierungen von Höckern zur Faserunterstützung, die so angeordnet sind, dass sie viereckigen kastenförmigen Auflageflächen (oder Kästen) 110, 120 und 130 bilden, wobei jeder CTA-Schussfaden 4', 9', 13', 18', 22', 27', 31' und 36' des ersten Systems zwei Sätze Höcker (oder Flottierfäden) in der Querrichtung (Richtung quer zur Maschinenlaufrichtung) bildet (die in zur Heraushebung mit diagonalen Linien gekennzeichnet sind). Die zwei Sätze Flottierfäden eines CTA-Garns (z.B. Schussfaden 4' in Kasten 110 in ) liegen in Reihe mit einem entsprechenden Satz von Flottierfäden auf einem benachbarten CTA-Garn (z.B. Schussfaden 9' in Kasten 110 in ), um die vier Ecken des Kastens 110 zu bilden. Die Rechtecke 110, 120 und 130 repräsentieren einige der Kästen, die durch die an jeder ihrer vier Ecken befindlichen flotierenden CTA-Schussfäden definiert werden. Die vier Ecken des Kastens 110 werden z.B. durch die Flottierfäden gebildet, die dort entstehen, wo der Schussfaden 4' über die Kettfäden 5 & 6 sowie 8 & 9 und der Schuss 9' über die gleichen Kettfäden hinweggeht. Diese Kastenecken sind in mit 310, 320, 330 und 340 gekennzeichnet, wobei diese Positionen lediglich als Beispiele der Anordnung im Gewebe 50 dienen.
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Die kastenförmigen Höcker-Anordnungen 110, 120, 130 erzeugen in dem auf dem Gewebe 50 gebildeten Blatt einen entsprechenden Satz von Ausbuchtungen geringer Faserdichte. Die beiden CTA-Schussfäden 4' und 9' haben eine größere Stärke als die umgebenden Taschengarne, und deshalb werden z.B. die Ecken des Kastens 110 im Vergleich zu den durch die Taschengarne gebildeten Taschen höher liegen als die Gewebeebene. Beachten Sie auch, dass der „Boden“ oder das Innere des Kastens 110 die Taschengarne 6' und 7' enthält und der Boden deshalb unterhalb der durch die Flottierfäden, z.B. 310 bis 340, gebildeten Ebene liegt.
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Die zwei nebeneinander liegenden Garne des ersten Systems 4', 9', 13', 18', 22', 27', 31' und 36' sind in der Maschinenrichtung des Gewebes durch mindestens ein Fasern festhaltendes Taschengarn 1', 3', 6', 7', 10', 12', 15', 16', 19', 21', 24', 25', 28', 30', 33' und 34' des zweiten Schussfadensystems getrennt. Die Taschengarne 1', 3', 6', 7', 10', 12', 15', 16', 19', 21', 24', 25', 28', 30', 33' und 34' sind mit den Kettfäden 100 verwoben, um sowohl den „Boden“ der Kästen 110, 120, 130 als auch den „Boden“ der angrenzenden Taschen 210, 220, 230, die zwischen den Kästen 110, 120, 130 liegen, zu bilden und dabei zu helfen, die Papierfasern auf der Oberfläche des Gewebes 50 zu halten. Diese Taschen 210, 220, 230 bilden in dem Blatt Vertiefungen höherer Faserdichte, die zusammen mit den Ausbuchtungen zur gesamten Dicke und Topographie und damit zur Blattfülle beitragen. Die Anzahl der Taschengarne 1', 3', 6', 7', 10', 12', 15', 16', 19', 21', 24', 25', 28', 30', 33' und 34' zwischen benachbarten Kästen 110, 120, 130 wie auch die Anzahl der Taschengarne 1', 3', 6', 7', 10', 12', 15', 16', 19', 21', 24', 25', 28', 30', 33' und 34' in jedem einzelnen Kasten kann variiert werden, so dass die Kastengröße und der Abstand zwischen den Kästen gemäß den Anforderungen der Papierherstellung modifiziert werden können.
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In der ersten bevorzugten Ausführungsform werden acht Schussfäden 6', 7', 15', 16', 24', 25', 33' und 34' des zweiten Systems, von denen jeder einen Durchmesser aufweist, der geringer ist als der der CTA-Verbindungsschussfäden, nur mit den papierseitigen Kettfäden 1 - 12 verwoben und werden dergestalt angeordnet, dass zwei dieser dünneren Garne zwischen jedem paarigen Satz intrinsischer CTA-Verbindungsschussfäden des ersten Schussfadensystems liegen. Acht Schussfäden 1', 3', 10', 12', 19', 21', 28' und 30' des zweiten Systems mit geringerem Durchmesser sind um die kastenartigen Stützflächen 110, 120, 130 herum in der papierseitigen Oberflächen dergestalt angeordnet, dass sie Stützflächen bilden, die eine zweite Höhe besitzen, die geringer ist als die erste. Diese Schussfäden 1', 3', 6', 7', 10', 12', 15', 16', 19', 21', 24', 25', 28', 30', 33' und 34' geringeren Durchmessers sind auch zwischen den papier- und maschinenseitigen Schichten der Kettfäden verwoben, so dass sie zum Mittelebenenwiderstand des Gewebes beitragen und somit in gewissem Umfang die Dränage durch sie hindurch verzögern. Dies hilft dabei, ein gleichförmigeres und besser geformtes Blatt zu liefern.
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Für ein Mehrlagengewebe 50 wie gezeigt wird vorzugsweise ein drittes System von Schussfäden 2', 5', 8', 11', 14', 17', 20', 23', 26', 29', 32' und 35' nur auf der maschinenseitigen Oberfläche des Gewebes angebracht und erscheint deshalb nur in (wie auch die Kettfäden 13 bis 24), weil ein Bindungsbild eines kompletten Rapports des gesamten Gewebes einschließlich sowohl der maschinen- als auch der papierseitigen Schichten ist.
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Gewebe 50, dessen papierseitige Oberfläche der obigen Beschreibung entsprechend konstruiert wurde, wurde gewebt und in dargestellt. Dies ist ein intrinsisches Schusstyp-Formgewebe (so genannter SSB-Typ). Es wird jedoch vorausgesetzt, dass die Erfindung nicht auf irgendeinen spezifischen Gewebetyp beschränkt ist und bei verschiedenen Geweben, wie den in „Weaves of Papermaking Wires and Forming Fabrics,“ PAPTAC [Pulp & Paper Technical Association of Canada] Data Sheet G-18, überarbeitet im Mai 2005, beschriebenen, verwendet werden kann. Die Verwendung einer kastenartigen Anordnung der größeren Schussfaden-Höcker oder Flottierfäden 310, 320, 330, 340 und der Taschengarne geringeren Durchmessers 1', 3', 6', 7', 10', 12', 15', 16', 19', 21', 24', 25', 28', 30', 33' und 34', um den Boden des Kastens wie auch den Boden der angrenzenden Taschen zu bilden, wird leicht auf andere Gewebetypen wie Dreilagen-, Zweilagen- oder Zweilagen- und Einlagen-Zusatz-Stützgewebe übertragen.
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Es wird darauf hingewiesen, dass und Ovale zeigen, die die Taschen 210, 220, 230, die unmittelbar unterhalb der Kästen 110 bzw. 120 erscheinen, darstellen. Diese Taschen befinden sich tatsächlich über, unter und zu beiden Seiten jedes Kastens 110, 120, 130, so dass jeder Kasten 110, 120, 130 von Taschen 210, 220, 230 umgeben ist. Wie man unter Bezug auf sehen kann, ist die papierseitige Oberfläche des Gewebes in diesen Bereichen nur von den Taschengarnen ausgefüllt, und somit würden diese Bereiche 210, 220, 230 die Taschen in der papierseitigen Oberfläche, die von den Taschengarnen gebildet wird, darstellen. Die obigen Eigenschaften sind leichter unter Bezugnahme auf zu sehen, in der gleiche Elemente aus mit entsprechenden Beschriftungen versehen wurden.
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Wie zuvor in Bezug auf diskutiert, haben die Schussfäden 1', 3', 6', 7', 10', 12', 15', 16', 19', 21', 24', 25', 28', 30', 33' und 34' alle eine geringere Stärke als die Schussfäden 4', 9', 13', 18', 22', 27', 31' und 36'; eine Prüfung von zeigt dieses Merkmal sogleich, da diese dünneren Taschengarne schwarz und die dickeren CTA-Garne weiß sind.
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Die weitere Prüfung von zeigt, dass alle Kästen 110, 120, 130 diagonal angeordnet sind und dass die Taschenbereiche 210 und 220 (zum Beispiel) jedem Kasten unmittelbar in Maschinenrichtung 70 folgen und parallel zu den Kästen ebenfalls diagonal angeordnet sind, so dass jeder erhöhte Kasten von den Absenkungsgebieten der Taschen umgeben ist. Jeder Kasten (z.B. 110) ist vom nächsten Kasten (z.B. 120) in Maschinenrichtung 90 durch 2 Taschengarne, z.B. 10' und 12', getrennt. Es wird einleuchten, dass die Anzahl der Taschengarne, die einen Kasten 110 von dem nächsten 120 in Maschinenrichtung 90 trennt, an die gegebenen Papierherstellungsbedingungen und an die für das Papierprodukt, das mit dem Gewebe geformt oder transportiert werden soll, gewünschten physikalischen Eigenschaften entsprechend angepasst werden kann (d.h. der Abstand der Kästen und Taschen voneinander kann wie benötigt variiert werden).
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Es ist auch leicht zu verstehen, dass die Größe der Kästen sowohl in Maschinen- als auch in Querrichtung angepasst werden kann, um den Papierherstellungsbedingungen zu entsprechen. Das trifft auch für die Höcker-Größe zu. Obwohl z.B. - zwei Taschengarne, z.B. 6' und 7', auf dem „Boden“ von Kasten 110 zeigen, könnten dort mehr oder weniger sein, und vorzugsweise reicht die Anzahl der Taschengarne auf dem Boden von 1 bis 6; in ähnlicher Weise kann die Anzahl der Taschengarne zwischen den Kästen von 1 bis 6 reichen; auch die Anzahl der Kettfäden, z.B. 5, 6, 7, 8 & 9 (5 Fäden), die die Breite der Kästen (für diese Kettfäden Kasten 110) in Querrichtung bestimmen, kann der Erfordernis entsprechend angepasst werden. Vorzugsweise liegt die Anzahl der Kettfäden im Bereich von 3 (Schussverlauf: über 1, unter 1, über 1) bis 8 (Schussverlauf: über 2, unter 2, über 2), aber andere Konstruktionen sind möglich.
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Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung ist die Verwendung von wenigstens einem der Taschengarne als Mittelebenenwiderstands- oder „CPR“-Garn. Dieses blockiert die quer durchgehende Dränage von Flüssigkeiten durch die Schaffung eines Grades von Widerstand in dem Gewebe, der hilft, den sofortigen Abtransport von Flüssigkeit zu verzögern und damit die Gleichförmigkeit der Papierbildung zu verbessern (d.h. die Papierfasern werden nicht ganz so schnell fest). Im Falle der ersten bevorzugten Ausführungsform des Gewebes wird jedes vierte Taschengarn als CPR-Garn 3', 12', 21', 30' genutzt, und sein Pfad liegt eher zwischen den papierseitigen und maschinenseitigen Schichten als auf der papierseitigen Oberfläche.
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In der ersten bevorzugten Ausführungsform haben die Kettfäden einen Durchmesser von 0,15 mm, die Taschen-Schussfäden sind 0,13 mm im Durchmesser, die CTA-Schussfäden sind 0,28 mm, und die maschinenseitigen Schussfäden sind 0,20 mm im Durchmesser. Alle Garne sind rund. Andere Garnstärken können benutz werden. Die Maschenzahl ist 76 x 86/52 (d.h. papier- und maschinenseitig 76 Kettfäden/Zoll [29,9 Fäden/cm] bei papierseitig 86 Schussfäden/Zoll [33,9 Fäden/cm] und maschinenseitig 52 Schussfäden/Zoll [20,5 Fäden/cm]) und hat damit ein Schussverhältnis von 3:2; dies ist nicht kritisch, und das Verhältnis könnte höher bei 2:1 oder 3:1 oder niedriger bei 1:1 liegen. Das Gewebe wird idealerweise eine Luftdurchlässigkeit von ungefähr 300 - 650 cfm (Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß Gewebe) für Papiertuchherstellungs-Anwendungen und 400 - 1000 cfm für TAD (Durchlufttrocknungs)-Anwendungen aufweisen.
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Die CTA-Schussfäden
4',
9',
13',
18',
22',
27',
31' und
36' und die Taschen-Schussfäden
1',
3',
6',
7',
10',
12',
15',
16',
19',
21',
24',
25',
28',
30',
33' und
34' können jede gewünschte Querschnittsform haben. Die vorliegende Ausführungsform zeigt runde Garne, aber andere Formen sind möglich. Bei mehrlagigen Geweben dienen die CTA-Schussfäden
4',
9',
13',
18',
22',
27',
31' und
36' auch dazu, die beiden Lagen eng miteinander zu verbinden. In allen Geweben liefern die CTA-Garne
4',
9',
13',
18',
22',
27',
31' und
36' die Verschleißebene auf der Maschinenseite und bieten wegen ihrer relativ größeren Stärke eine gute Verschleißfestigkeit. Polymermaterialien, die bei der Produktion dieser Gewebe benutzt werden, sind jene, die gewöhnlich in der Industrie für ähnliche Anwendungen zum Einsatz kommen und können z.B. Polyamide wie Polyamid
6-
6, Polyester wie Polyäthylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyäthylennaphthalat (PEN) oder alle anderen passenden Polymere oder Gemischen davon, einschließlich Polyurethan und PET, wie sie in
U.S. 5,502,120 beschrieben sind, umfassen. Die Kettfäden können in ähnlicher Weise eine runde, flache oder andere Querschnittsform haben.
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ist ein Bindungsbild eines einlagigen Gewebes 450 mit 10 Webfächern entsprechend der zweiten bevorzugten Ausführungsform, die die Lehren dieser Erfindung nutzt. In dieser Abbildung sind die CTA-Schussfäden 1', 4', 7', 10', 13', 16', 19' und 22' des ersten Schussfadensystems mit den Kettfäden verschlungen, um faserstützende Höcker zu bilden, die an den vier Ecken eines Kastens, wie z.B. in 410 oder 420 gezeigt, angeordnet sind. Weil die CTA-Schussfäden 1', 4', 7', 10', 13', 16', 19' und 22' eine größere Stärke als die Schussfäden des zweiten Systems von Taschen-Schussfäden 2', 3', 5', 6', 8', 9', 11', 12', 14', 15', 17', 18', 20', 21', 23' und 24 aufweisen, werden in dem Gewebe Taschen gebildet, wie sie z.B. mit 510, 520, 530 und 540 abgebildet sind. Die Schussfäden 6', 12', 18' und 24' sind mit einem Teil der Kettfäden (in diesem Falle 50%) dergestalt verwoben, dass sie unter ihnen hindurchgehen (Schuss 6' geht z.B. unter den Kettfäden 1 - 4 hindurch, über 5 & 6 hinweg, unter 7 hindurch, über 8 & 9 hinweg und unter 10 hindurch), während sie aus der Verschleißfläche durch die stärkeren CTA-Schussfäden abgesenkt (eingetieft) werden. In dieser Lage und bei diesem Verflechtungsplan dienen diese Schussgarne dazu, teilweise die Dränage durch diese Einfachlagenstruktur zu begrenzen und damit den Mittelebenenwiderstand (CPR) des Gewebes zu erhöhen.
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ist ein Bindungsbild, das die maschinenseitige Oberfläche des Gewebes 450 (d.h. nur jene Schussfäden, die tatsächlich die Verschleißfläche des Gewebes bilden) zeigt. Man kann sehen, dass nur die CTA-Schussfäden 1', 4', 7', 10', 13', 16', 19' und 22' bis zu dieser Oberfläche der Gewebes hinuntergehen und lange maschinenseitige Höcker bilden, wenn sie über die Kette 5 flottieren. Schuss 1' flottiert z.B. über die Ketten 6 - 10, um eine Verschleißebene zu liefern, die zusammen mit den anderen CTA-Schussfäden 4', 7', 10', 13', 16', 19' und 22' mit den verschiedenen stationären Elementen, über die das Gewebe hinweg gleitet, in Kontakt kommt.
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Die Garnstärken und -materialien der zweiten bevorzugten Ausführungsform des in gezeigten Gewebes 450 würden denen, die bei dem Gewebe der - benutzt werden, ähnlich sein. dient dazu, zu zeigen, dass es möglich ist, ein einlagiges Gewebe gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung zu schaffen. Solch ein Gewebe mag wegen seiner relativ offeneren Struktur und der dadurch im Vergleich zu dem Gewebe der - höheren Luftdurchlässigkeit für die Verwendung als TAD-Gewebe bevorzugt werden.
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Während zwei bevorzugte Ausführungsformen von Geweben gemäß der Erfindung im Detail offengelegt wurden, ist die Erfindung nicht auf diese bevorzugten Ausführungsformen begrenzt und umfasst TAD- und Papiermachergewebe, die Anordnungen von Kästen und Taschen aufweisen, wie sie in den Ansprüchen vorgetragen werden.
