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Trockenfilz für Papiermaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen
Trockenfilz für Papiermaschinen mit mehreren verwebten Fadenlagen, der aus mindestens
drei Schichten besteht. Bei einem derartigen bekannten, aus drei Schichten bestehenden
Trockenfilz enthält die mittlere Schicht Schußfäden aus Asbest oder mit Asbest umsponnen
sonstigen Textilfasern. Die Kettenfäden der der Papierbahn abgekehrten Schicht können
dabei aus einer Mischung von Wolle und Baumwolle bestehen. Die mechanischen Eigenschaften
dieser Filze, insbesondere geringe Dauerbiegefestigkeit, geringe Zugfestigkeit und
geringer Abreibwiderstand, lassen diese Filze nicht mehr den derzeitigen Anforderungen
entsprechen.
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Demgegenüber ist bei einem mehrschichtigen Trockenfilz dieser Art,
bestehend also aus mindestens drei Schichten, deren mittlere unter Verwendung von
Garnen hergestellt ist, die Asbestfasern enthalten, d. h. Fasern, welche Säure neutralisieren,
Eisenverbindungen absorbieren und so die der Papierbahn abgekehrte, Baumwollfasern
enthaltende und dadurch besonders absorptionsfähige untere Schicht schützen, erfindungsgemäß
die unter Verwendung von mit Baumwollfasern verstärkten Asbestgarnen hergestellte
mittlere Schicht auf der der Papierbahn zugekehrten Seite durch eine Polyäthylenterephthalat
(P. T.)- oder andere temperaturwiderstandsfähige synthetische Fasern enthaltende
Oberschicht gegen Hitzeeinwirkungen abgeschirmt.
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An sich ist es bekannt, Polyamid- oder P. T.-Fasern mit Baumwolle
und Asbest für Trockenfilze zu verwenden. Die Erfindung gibt demgegenüber aber die
Lehre einer bestimmten schichtweisen Anordnung, bei der es darauf ankommt, nicht
nur die der Papierbahn abgekehrte, Baumwollfasern enthaltende und dadurch besonders
absorptionsfähige untere Schicht gegen Säureeinwirkungen, Eisenverbindungen u. dgl.
zu schützen, sondern auch die unter Verwenwendung von Baumwollfasern verstärkte
mittlere Asbestgarnschicht auf der Papierbahnseite durch eine P. T.- oder synthetische
Fasern ähnlicher Arbeitseigenschaften enthaltende Oberschicht gegen Hitzeeinwirkung
und damit gegen eine Schwächung ihres Baumwollbestandteiles abzuschirmen.
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Die der Papierbahn abgekehrte untere Seite des Trockenfilzes soll
also Baumwollfasern enthalten, die in der Lage sind, die gesamte durch den Filz
von der Papierbahnseite her hindurchgedrungene Feuchtigkeit aufzunehmen und sie
leicht in Form von Dampf wieder abzugeben. Außerdem weist die Baumwolle eine beträchtliche
Zugfestigkeit auf, so daß Baumwolle gerade für diese Seite des Filzes erwünscht
ist. Um die Baumwolle gegen den Einfiuß der Säure und der Eisenverbindungen zu schützen,
muß die Zwischenschicht die Eigenschaft haben, Säure zu absorbieren und die schädigenden
Einflüsse geringerer Eisenspuren auszuschalten. Diese Eigenschaften hat Asbest.
Außerdem müssen aber die Baumwollfasern der mittleren Asbestgarnschicht gegen Hitzeeinwirkung
geschützt werden, was durch die P. T.- oder ihnen äquivalente synthetische Fasern
enthaltende Oberschicht des Filzes erreicht wird.
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Die überlegenheit des erfindungsgemäßen Filzes bezüglich der Wärmebeständigkeit
gegenüber bisher üblichen Asbest-Baumwoll-Filzen kann durch das nachfolgende Beispiel
gezeigt werden. Ein erfindungsgemäß ausgebildeter dreischichtiger Filz wurde mit
einem üblichen Asbest-Baumwoll-Filz identischer Webart dadurch verglichen, daß man
die Arbeitsfläche beider Filze eine vorgegebene Zeit der gleichen Hitzeeinwirkung
aussetzte. Unter diesen Bedingungen verlor der übliche Asbest-Baumwoll-Filz 48%
seiner anfänglichen Festigkeit, während der Filz gemäß der vorliegenden Erfindung
nur 7% der anfänglichen Festigkeit verlor. Der außenseitige Kettenfaden des üblichen
Asbestfilzes verlor 71% seiner anfänglichen Festigkeit, während der außenliegende
P.T.-Kettenfaden des erfindungsgemäßen Filzes nur 9% der anfänglichen Festigkeit
verlor. Die Baumwollunterlage des Asbestfilzes verlor 55% und die Baumwollunter-
Jage
des Filzes mit P.T.-Oberfläche nur 1211/o der anfänglichen Festigkeit.
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In den rein schematischen Zeichnungen zeigt Fig.1 eine abgebrochen
dargestellte Draufsicht auf einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Trockenfilzes
für die Papierherstellung, Fig.2 einen schematischen Querschnitt entlang einer Schnittlinie
2-2 der Fig.1 zur Erläuterung der wesentlichen Kennzeichen eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Filzes, Fig.3 ein schematisches Bindungsdiagramm für einen im wesentlichen
kettenflächigen Stoff, wie er in einem erfindungsgemäßen dreischichtigen Filz verwendet
werden kann, Fig.4 eine der Fig.3 entsprechende Darstellung eines anderen Bindungsschemas
für ein schußflächiges Gewebe; Fig.5, 6 und 7 der Fig.2 zeigen ähnliche Darstellungen
anderer Ausführungsformen der Erfindung; Fig.8 zeigt eine Seitenansicht eines zusammengesetzten
Garnes, welches aus mit Baumwolle verstärktem Asbest besteht, und Fig.9 eine der
Fig.8 ähnliche Ansicht eines zusammengesetzten Garnes, welches aus mit Polyamid
verstärkter Baumwolle besteht.
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In der Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen B der Mittelteil eines erfindungsgemäßen
Filzes bezeichnet. Die Bezugszeichen M kennzeichnen die Randabschnitte des Filzes,
welche gegebenenfalls so ausgebildet sein und aus solchem Material bestehen können,
wie es ausführlich in der USA: Patentschrift 2 612190 beschrieben ist, um den Randteilen
des Filzes eine große Widerstandsfähigkeit, insbesondere gegen Abrieb und Ölverschmutzung
zu geben. Diese spezielle Ausbildung der Randteile kann wahlweise vorgesehen sein
und ist keineswegs zwingend für den erfindungsgemäß ausgebildeten Filz.
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Die Fig.2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Mittelteil
des Filzes. Bei diesem Schnitt ist, ohne hierbei irgendeine bestimmte Web- oder
Bindungsart zu kennzeichnen, mit dem Bezugszeichen 10 die freiliegende Fläche der
Oberschicht eines dreischichtigen Stoffes, mit dem Bezugszeichen 11 die mittlere
Schicht und mit dem Bezugszeichen 12 die untere Schicht bezeichnet. Wie in Fig.
2 gekennzeichnet, besteht die Oberschicht 10 aus einer Kombination von P.T. mit
einem bestimmten Prozentsatz Polyamid. Die Mengenverhältnisse zwischen Polyamid
und P.T. dieser Oberschicht hängen von den speziellen Bedingungen ab, denen der
Filz während des Gebrauches unterliegt. Wenn z. B. eine übermäßig große Feuchtigkeit
oder starker mechanischer Abrieb zu erwarten ist oder die Filzleitwalzen einen ungewöhnlich
kleinen Durchmesser haben, sollte der größere Teil aus Polyamid bestehen. Wenn andererseits
mit einem sauren Zustand der zu verdampfenden Flüssigkeit von pH-Werten weniger
als 4,5 gerechnet werden muß und der Filz bei großer Hitze und ungewöhnlicher Trockenheit
betrieben wird, sollte der größere Teil aus P.T. bestehen. Es wurde festgestellt,
daß die Ansammlung von Fremdstoffen auf der Oberfläche eines Trockenfilzes in großem
Maße elektrostatischen Einflüssen zuzuschreiben ist, die sich dann einstellen, wenn
der Filz gegenüber den losen Fasern oder sonstigen an der Papierbahn anhaftenden
oder in der Umgebungsluft des Filzes vorhandenen Fremdstoffen entweder positiv oder
negativ aufgeladen wird. Diese Tendenz des Filzes zum Aufsammeln. solcher Fremdstoffe
kann in starkem Maße beseitigt werden durch eine geeignete Auswahl der zur Filzherstellung
verwendeten Werkstoffe. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß beispielsweise
Polyamid sich in der Nähe des positiven Endes einer elektrostatischen Spannungsreihe,
in welche die Textilien sich einordnen lassen, Baumwolle sich ungefähr in der Mitte
und P.T. sich in der Nähe des negativen Endes einer solchen elektrostatischen Spannungsreihe
befindet, so daß Polyamid und P.T. sich in richtiger Proportionierung einander elektrostatisch
neutralisieren können und sich auf diese Weise ein Filz erzeugen läßt, der nicht
so leicht Fremdstoffe anzieht.
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Wie Fig. 2 zeigt, besteht die mittlere Schicht 11 aus mit Baumwolle
verstärktem Asbest. Diese Schicht kann beispielsweise mit einem Garn erzeugt werden,
welches, wie Fig. 8 zeigt, einen baumwollenen Kern 13 enthält, der mit einer Umwicklung
14 aus Asbest versehen ist. Es kann aber auch jedes andere gewünschte oder üblich
aufgebaute, zusammengesetzte Garn verwendet werden, in dem der Asbest in der einen
oder anderen Weise mit Fasermaterial verstärkt ist. Die untere Schicht 12 des Filzes
nach Fig.2 besteht, wie in der Zeichnung dargestellt, aus einem mit Polyamid verstärkten
Baumwollgarn. Vorteilhaft ist es, das Baumwollgarn 15, wie in Fig. 9 dargestellt,
mit einer schraubenförmigen Umhüllung 16 eines Polyamidfadens zu umwickeln, wobei
der Polyamidfaden einen wesentlich kleineren Durchmesser aufweist als das Baumwollgarn.
Solche zusammengesetzten Garne, in denen die Baumwolle mit Polyamid verstärkt ist,
und die Vorteile solcher Garne sind ausführlich in der USA: Patentschrift 2 882
933 beschrieben.
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Während bei der Anordnung gemäß Fig.2 vorgeschlagen ist, den Asbest
in der Zwischenschicht 11 einzukapseln, versteht es sich, daß - sofern erwünscht
- auch ein größerer Anteil von Asbest verwendet werden kann, wobei dann beispielsweise
alle Schußgarne der Schichten 11 und 12 aus Asbestgarnen bestehen
können.
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Bei der Anordnung gemäß Fig. 5 besteht die Oberschicht 10 a vollständig
aus P.T., während die mittlere Schicht 11 a und die Unterschicht 12 a genauso aufgebaut
sind wie die bei der Anordnung gemäß Fig. 2. Nach Fig. 6 besteht die Oberschicht
10 b aus P.T., die Unterschicht 12 b aus Baumwolle und die Zwischenschicht aus mit
Baumwolle verstärkten Asbestgarnen. Bei der Anordnung gemäß Fig. 7 besteht die Oberschicht
10 c aus P.T., die Unterschicht 12c aus Baumwolle und die Zwischenschicht 11c aus
mit Fasermaterial verstärkten Asbestgarnen.
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In Fig.3 ist die tatsächliche Webstruktur eines dreischichtigen, kettenflächig
gewebten Filzes dargestellt, bei der die Oberschicht 10 Kettenfäden 1, 2 und 3 aus
versponnenem P.T. enthält. Die Kettenfäden 4, 5, 6, 7 und 8 sind zusamengesetzt
beispieIsweise aus einem Baumwollfaden, welcher mit zwei Polyamidfäden vereinigt
ist. Die Ketten 2 und 3 bilden eine feste Bindung zwischen der Oberschicht 10 und
der Zwischenschicht 11, während die Kettenfäden 6 und 7 eine feste Verbindung zwischen
der mittleren Schicht 11 und der unteren Schicht 12 bilden. In diesem Gewebe bestehen
alle Schußgarne a, b und c aus Asbest, welches um ein Baumwoll- oder Polyamidgarn
gesponnen ist. Die P. T.-Kettenfäden, welche bei dieser Struktur verwendet
werden,
sind hochgradig hitze- und säurebeständig und sicher zwischen den Schußfäden
a, b
und c eingebunden. Die aus Asbest bestehenden Schußfäden sorgen für eine
Neutralisation der Einflüsse der Säure und/oder der Eisenverbindungen auf die baumwollenen
Kettenfäden 4, 5, 6, 7 und B.
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Die Ausführungsform nach Fig.4 unterscheidet sich von derjenigen nach
Fig. 3 im wesentlichen nur dadurch, daß die Oberschicht 10x P.T.-Fäden 1 bis 6 enthält,
von denen die Fäden 1, 3, 5 und 6 durch die mittlere Schicht 11 x gebunden sind.
Die Fäden 7 bis 12 der mittleren und unteren Schicht 11 x und 12x sind in ähnlicher
Weise zusammengesetzt wie die Fäden 4 bis 8 nach Fig. 3, während die Schußfäden
a der Schicht 10x P. T. und Asbest und die Schußfäden b und c der Schichten 11x
und 12x Baumwolle und Asbest enthalten.
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Bei den Geweben, wie sie in Fig. 3 und 4 dargestellt sind, kann das
Verhältnis zwischen P. T. und Polyamid (welches zur Verstärkung der Asbest-Schußfäden
oder der Baumwoll-Kettenfäden verwendet wird) beispielsweise so gewählt sein, daß
das Gewebe in elektrostatischer Hinsicht neutral ist.
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Wie vorstehend ausgeführt, ist es, wenn zur Verstärkung der Baumwolle
Polyamid verwendet wird, vorzuziehen, die Baumwoll- und Polyamid-Stränge so zu kombinieren,
daß das Polyamid eine oder mehrere offene, die Baumwolle umspannende Schraubenwicklungen
bildet. Obwohl die Asbestgarne aus einem Asbeststrang bestehen können, welcher um
einen Baumwoll- oder Polyamidkern herumgewickelt ist, lassen sich die vorstehend
erwähnten zusammengesetzten Garne auch mit einem Asbestkern versehen, welcher in
eine Umhüllung eingeschlossen ist, die aus schraubenförmigen Wicklungen des synthetischen
Fadens besteht.