DE1461099B2

DE1461099B2 - Nassfilzpresse fuer die papierherstellung

Info

Publication number: DE1461099B2
Application number: DE19641461099
Authority: DE
Inventors: Dan Bridger Loundonville; Peters Irving Howard Slingerlands; N.Y. Wicker (V.StA.)
Original assignee: Huyck Corp., Rensselaer, N.Y. (V.StA.)
Priority date: 1963-01-24
Filing date: 1964-01-24
Publication date: 1976-05-13
Also published as: JPS496122B1; NL6400551A; SE313989B; GB1002095A; DE1461099A1; US3214330A

Description

Die Erfindung betrifft eine Naßpresse für die Papierherstellung mit zwei zusammenarbeitenden Druckwalzen, einer wasseraufnehmenden Matte und einem Naßfilz, der zwischen der Matte und der Naßpapierbahn umläuft und die Naßbahn zwischen die Druckwalzen führt.

Bei einer solchen Naßpresse wird das Wasser aus der feuchten, frisch gebildeten Papierbahn dadurch entfernt, daß diese zwischen rotierende, zylindrische Walzen geführt wird.

Es ist bekannt, solche laufenden Bahnen in und durch die Walzenspalte der Pressen vermittels umlaufender, endloser Papiermaschinenfilze zu führen, die aus gewebten und verfilzten Textilfasern bestehen. Die frühesten Pressen verwendeten massive zylindrische Walzen, und das ausgedrückte Wasser tropfte notwendigerweise durch den Filz und strömte im Gegenstrom über die Oberfläche der rotierenden unteren Walze, bis es von dieser. Walze frei ablief und so aus dem System entfernt wurde. Eine spätere Ausführungsform bildete die sogenannte Saugpresse, bei der die Walze, die innerhalb des Filzes läuft, aus einem Hohlzylinder besteht, der Perforationen enthält. Eine Saugkammer wurde innerhalb des Hohlzylinders angeordnet, so daß Vakuum auf den Filz und die Papierbahn im Walzenspaltgebiet und in dessen Umgebung wirken konnte. Die Öffnungen in der perforierten Walze bilden Hohlräume, in die das ausgepreßte Wasser schnell einströmt, während sie durch das Walzenspaltgebiet geführt werden. Bei üblichem Betrieb wird der größte Teil des Wassers anschließend von der Walze durch die Zentrifugalkraft abgeschleudert, aufgefangen und aus dem System abgeführt. Ein gewisser Teil des Wassers kann natürlich durch das Vakuum in die Saugkammer eingezogen und durch die Vakuumpumpe entfernt werden.

Bei einer bekannten Ausführungsform einer Naßpresse läuft auf der Innenseite des Filzes eine Matte, die Hohlräume enthält, so daß Platz für die Aufnahme des ausgedrückten Wassers ist, während es durch und über das Walzenspaltgebiet geführt wird. Eine solche Vorrichtung setzt voraus, daß das Wasser in den Hohlräumen des Gewebes verbleibt und in einem anderen Teil der Bahn durch die Wirkung der Zentrifugalkraft abgeschleudert wird. Bei einer anderen bekannten Ausführung strömt das ausgedrückte Wasser überwiegend durch die Hohlräume der Matte und wird als Film auf der Oberfläche der damit zusammenwirkenden Walze abgeschieden. Ein Wischer oder Kratzer entfernt dann den Film von der Walze, so daß die sich zur Eingangsseite des Walzenspaltes bewegende Oberfläche praktisch wasserfrei ist.
Aus der US-PS 19 78 982 ist eine Naßfilzpresse bekannt, bei der die nasse Papierbahn vermittels eines porösen Förderbandes in den Spalt zwischen einer Druck- und einer Saugwalze eingeführt wird. Zwischen der Saugwalze und dem porösen Förderband läuft noch ein weiteres endloses Band um, das eine Polsterung zwischen dem porösen Förderband und der Oberfläche der Saugwalze bildet. Die Öffnungen in dem porösen Trägerband, das als Filz ausgebildet sein kann, und die Öffnungen in dem endlosen, um die Saugwalze unmittelbar herumgeführten Band sind etwa gleich groß.

Aus der GB-PS 4 51 752 ist ein zweilagiger Filz zur Verwendung in Naßpressen beschrieben. Dieser bekannte Filz besteht aus zwei Gewebelagen, wobei die Unterlagslage aus dickeren und festeren Garnen besteht, während die Oberfläche der mit der Papierbahn in Berührung kommenden Lage glatt und dicht ist. Die Unterlagslage besteht aus einem losen Gewebe starker Garne, die die erforderliche Festigkeit aufweisen müssen, damit der zweilagige Filz die im Betrieb auftretenden Beanspruchungen aufnehmen kann. Dieser bekannte Filz ist offensichtlich für Naßpressen vorgesehen, bei denen das Wasser in der Presse durch eine Saugwalze abgesaugt wird.

Weiterhin ist in der US-PS 16 51 476 eine Naßfilzpresse beschrieben, bei der ebenfalls ein zweilagiger Filz verwendet wird, wobei die der Papierbahn zugewandte Oberfläche des Filzes glatt ist, während die dieser Papierbahn abgewandte Lage aus einem gröberen Gewebe besteht. Zweilagige Filze sind auch als Trokkenfilze bekannt, beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 7 31 243, jedoch sind Trockenfilze kaum mit Naßfilzen vergleichbar, weil ein Trockenfilz so ausgebildet wird, daß er den Durchgang von Dampf, nicht aber von Wasser erleichtert. Ein Trockenfilz wird auch mittels einer weiteren endlosen Bahn über einen größtmöglichen Winkelbereich an die Oberfläche einer heißen Trocknungswalze angepreßt, d. h., es wird nicht wie bei der Naßpresse mit zwei zusammenarbeitenden und einen Walzenspalt bildenden Walzen gearbeitet.

Die oben beschriebenen Naßpressen und Filze für Naßpressen haben nun den Nachteil, daß im Walzenspalt das Wasser sowohl aus der nassen Papierbahn als auch aus dem Näßfilz ausgepreßt wird, so daß dieses ausgepreßte Wasser entgegen der Bahnrichtung der nassen Papierbahn strömt und einen Wasserstau vor dem Walzenspalt bildet, der zur Zerstörung oder Schädigung der Papierstruktur führt. Weiterhin tritt bei den bekannten Naßpressen der Nachteil auf, daß die Papierbahn nach dem Verlassen des Walzenspaltes Wasser aus dem Naßfilz in die Papierbahn zurückgesaugt wird, so daß der Wirkungsgrad der Presse dadurch vermindert wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Austritt von Wasser im Walzenspalt zu verhindern und dadurch einen Wasserstau vor dem Spalt zu vermeiden und außerdem eine Rücksaugung von Wasser aus dem Filz in die Bahn nach dem Verlassen des Walzenspaltes zu verhindern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Naßfilzpresse so ausgebildet wird, daß dieser Naßfilz ein Duplexfilz ist, der aus einer ersten, die Naßbahn berührenden verfilzten kompressiblen Schicht mit niedrigem Porenvolumen und einer zweiten Schicht besteht, die ein hohes Porenvolumen aufweist.

wesentlich weniger verfilzt und weniger kompressibel als die erste Schicht ist.

Die Kompressibilität einer Lage des Filzes ist von mehreren Faktoren abhängig, nämlich einmal von der Verformbarkeit des Materials, aus dem die Garne bestehen, die diese Lage bilden, weiterhin von der Struktur dieser Garne, z. B., ob sie einfädig, vielfädig oder gekräuselt sind, schließlich noch von der Webart oder dem Grad der Verfilzung. Das Porenvolumen hängt ebenfalls von mehreren Faktoren ab, beispielsweise von dem gewählten Material, wie z. B. Wolle, Baumwolle oder synthetischem Material, weiterhin von der Webart und schließlich ebenfalls noch von der Garnstruktur.

Wenn hier von Porenvolumen oder Kompressibilität gesprochen wird, dann ist das Volumen bzw. die Kompression im Walzenspalt zu verstehen, d. h. also, ein zweilagiges Gewebe, bei dem eine Lage ein hohes Porenvolumen und eine zweite Lage ein niedriges Porenvolumen hat, können sich im Walzenspalt genau umgekehrt verhalten, wenn die Kompressibilität der Lagen entsprechend ist. Aus einem nichtkomprimierten zweilagigen Gewebe kann also nicht von vornherein auf das Verhalten dieser beiden Lagen im Walzenspalt, d. h. unter Druck, geschlossen werden, weil dabei Material, Struktur, Verformbarkeit und Webart zu berücksichtigen sind.

Die Wirkung der gemäß der Erfindung ausgebildeten Naßpresse besteht nun darin, daß von der nassen Papierbahn, die durch den Naßfilz in den Walzenspalt geführt wird, bereits auf dem Weg zum Walzenspalt Wasser in die benachbarte Lage des Filzes übertritt. Die zweite Lage nimmt relativ wenig Wasser auf, da sie wegen des großen Porenvolumens auch geringere Kapillarkräfte auf das Wasser ausübt und so wasserarm in den Walzenspalt eintritt. Im Walzenspalt werden nun während der Drucksteigerung, d. h. bis zur Mitte des Walzenspaltes, Wasser von der Papierbahn in die obere Lage und das in dieser Lage befindliche Wasser in die weitgehend wasserfreie untere Lage gedrückt. Da diese untere Lage wenig kompressibel ist, so behält sie ihr hohes Porenvolumen auch im Walzenspalt bei, und es tritt kein Wasser aus dem Filz aus, das zu einem Wasserstau führen könnte. Läßt der Druck zwischen den Walzen dann wieder nach, d. h. vom mittleren Teil des Walzenspaltes in Bahnrichtung, dann findet nur eine geringe Rücksaugung statt, weil das Wasser im wesentlichen in der zweiten Lage des Filzes vorhanden ist und die erste, d. h. der Papierbahn benachbarte Lage, bei nachlassendem Druck expandiert, so daß die sich dabei vergrößernden Hohlräume Wasser speichern können und nicht in Form einer Rückbefeuchtung wieder an das ausgepreßte Papierblatt abgeben.

Die gemäß der Erfindung aufgestellte Forderung bestimmter Verhältnisse von Kompressibilität und Porenvolumen, d. h. ein bestimmtes Verhalten im Walzenspalt, wurde bisher nicht gestellt.

Die Matte, die zwischen Filz und unterer Walze angeordnet ist, soll relativ inkompressibe! sein, so daß ein Leervolumen beim Zusammendrücken im Walzenspalt bewahrt wird.

Die Erfindung wird jetzt mehr im einzelnen unter Bezug auf die Zeichnung erläutert, in der

F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Naßpreßabschnitts einer Papierherstellungsmaschine ist;

F i g. 2 ist ein schematischer Querschnitt durch die feuchte Papierbahn und den Naßfilz, während diese zwischen den Preßwalzen geführt werden und daher unter dem Preßdruck stehen. Der Schnitt ist längs der Linie 2-2 der F i g. 1 genommen;

F i g. 3 ist ein schematischer, größer dargestellter Grundriß einer Ausführungsform eines Duplexfilzes gemäß der Erfindung;

F i g. 4 ist ein Schnitt durch den Duplexfilz längs der Linie 4-4 der F i g. 3;

F i g. 5 ist ein anderer Schnitt durch den Duplexfilz längs der Linie 5-5 der F i g. 3;

Fi g. 6 ist ein größer gezeichneter, schematischer Grundriß einer anderen Ausführungsform eines Duplexfilzes gemäß der Erfindung;

F i g. 7 ist ein Schnitt durch den Duplexfilz der F i g. 6 längs der Linie 7-7;

F i g. 8 ist ein anderer Schnitt des Duplexfilzes längs der Linie 8-8 der F i g. 6;

F i g. 9 ist ein größer dargestellter, schematischer Grundriß einer weiteren Ausführungsform eines Duplexfilzes gemäß der Erfindung;

Fig. 10 ist ein Schnitt längs der Linie 10-10 der F i g. 9;

Fig. 11 ist ein Schnitt längs der Linie 11-11 der F i g. 9 und

Fig. 12 ist ein größer gezeichneter, schematischer Querschnitt eines anderen, für die Erfindung brauchbaren Duplexfilzes.

Der zweilagige Duplexfilz hat eine erste, verfilzte Lage mit niedrigem Leervolumen und eine zweite Lage mit hohem Leerraumvolumen, die wesentlich weniger als die erste Lage oder nicht verfilzt ist. Die Lage mit niedrigem Leerraumvolumen kann weich oder flexibel sein und die Lage mit hohem Leerraumvolumen kann hart oder steif sein. Die Lage mit niedrigem Leerraumvolumen ist kompressibel und die Lage mit hohem Leerraumvolumen ist weniger kompressibel, wobei das Ausmaß der Kompressibilität der letzteren Lage ausreicht, damit eine Markierung der feuchten Papierbahn vermieden wird.

Die bevorzugten Materialien für die Lage mit niedrigern Leerraumvolumen sind überwiegend natürliche, tierische Fasern, z. B. Wolle. Die Lage mit hohem Leerraumvolumen enthält wünschenswerterweise einen merklichen Anteil an synthetischen Polymergarnen wie Polyamiden, Polyestern u. dgl. Wünschenswerterweise bilden die synthetischen Garne etwa 15 bis 100% der Lage mit hohem Leerraumvolumen, obgleich auch niedrigere prozentuale Anteile angewendet werden können.

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist,, wird die feuchte Papierbahn 2 von einem nicht dargestellten Langsieb einer Papiermaschine abgenommen und mittels eines Duplexfilzes 6 und einer wasseraufnehmenden Matte 4 zwischen eine äußere Preßwalze 8 und eine innere Preßwalze 10 geführt: Die wasseraufnehmende Matte 4 läuft innerhalb des Duplexfilzes 6. Die Oberflächenlage 5 (F i g. 2) des Duplexfilzes 6 läuft in Berührung mit der feuchten Papierbahn 2. Die rückwärtige Lage 7 läuft in Berührung mit der wasseraufnehmenden Matte 4. Die Papierbahn 2 läuft nach dem Preßvorgang weiter in den in der Zeichnung nicht gezeigten Trocknungsabschnitt. Ein Teil des ausgepreßten Wassers gelangt durch den Duplexfilz 6 und die wasseraufnehmende Matte 4 und wird zur Oberfläche der inneren Preßwalze 10 geführt, von der es durch Wischer oder Abstreichblätter 11 abgenommen wird.

Ein Teil des zurückgehaltenen Wassers wird durch Ausblasen entfernt, während die wasseraufnehmende Matte 4 an der Druckluftdüse 12 und der Duplexfilz 6

an der Druckluftdüse 14 vorbeigeführt werden. Das Wasser wird in Auffangschalen 16,18 geblasen, von wo aus es abläuft. Weiteres Wasser wird noch entfernt, während die wasseraufnehmende Matte 4 und der Duplexfilz 6 über Saugkästen 20, 22 geführt werden, und es wird in die Saugkästen gezogen, aus denen es abgeführt wird.

Eine bevorzugte Ausführüngsform des Duplexfilzes 6, der gemäß dieser Erfindung verwendet wird, ist in den F i g. 3, 4 und 5 gezeigt. Der Duplexfilz 30 besteht aus einer Lage 32 mit niedrigem Leerraumvolumen (F i g. 4) und einer Lage 34 mit hohem Leerraumvolumen, die zusammen mittels Garnen 36 (Fig.3) zu einem einheitlichen Gewebe verwebt sind. Die feine Lage 32 ist aus. Garnen 38 und 40 gefertigt, die einen Vierlitzen-Satin oder Hahnenfuß enthalten, wobei in einer verhältnismäßig feinen, wenig Leerraum enthaltenden Struktur gewebt wird. Die Garne 38 und 40 sind weich, wenig gezwirnt und können leicht verfilzt werden und bilden ein gutes Kissen bzw. Polster. Bei dieser Ausführungsform ist die Lage 32 vorzugsweise an der Oberfläche oder an der mit der Papierbahn in Berührung stehenden Fläche des Preßfilzes 6 angebracht.

Die Lage 34 besteht aus Garnen 42 und 44, die ein Gewebe in einer verhältnismäßig groben, ein hohes Leerraumvolumen aufweisenden Struktur enthalten. Die Garne 42 und 44 sind weniger kompressibel als die Garne 38 und 40, und wenn sie überwiegend aus-Wolle gefertigt sind, dann werden sie stark gezwirnt und sind schwer zu verfilzen.

Die beiden Lagen 32 und 34 sind mit Garnen 36 vernäht. Wenn keine Garne 36 verwendet würden, dann würden die Lagen 32 und 34 als vollkommen getrennte Teile aus dem Webstuhl austreten. Da sie durch Garne 36 verbunden werden, haben die Lagen 32 und 34 den Charakter eines Gewebes mit einer feinen, gut verfilzten Struktur mit niedrigem Hohlraumvolumen in der Lage 32 und einer groben, wenig verfilzten, ein hohes Leerraumvolumen aufweisenden Struktur in der Lage 34.

Nach einer anderen Ausführungsform eines Duplexfilzes, der für die Erfindung brauchbar ist, wird ein Vierlitzen-Satin verwendet, wie er in den F i g. 6, 7 und 8 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform wird der Filz 50 aus den Garnen 52 und 54 gebildet. Die Garne 52 haben eine weiche Zwirnung, sind gut verfilzt und komprössibel und ergeben ein Kissen. Die Garne 54 haben eine harte Zwirnung, sind weniger verfilzt und weniger kompressibel als die Garne 52. Die Garne 52 sind überwiegend neben der Seitenfläche 51 des Duplexfilzes 50 angeordnet und berühren so die feuchte Papierbahn 2. Wegen der überwiegenden Lagerung der Garne 52 und 54 hat der Filz 50 eine feine, gut verfilzte, ein niedriges Leerraumvolumen aufweisende Lage an der Oberfläche 51 und eine grobe Lage mit einem hohen Leerraumvolumen an der rückwärtigen Oberfläche 53.

Eine andere Ausführungsforrh eines gemäß der Erfindung brauchbaren Duplexfilzes ist in den F i g. 9, 10 und 11 dargestellt. Der Filz 60 enthält vorzugsweise Garne in zwei unterschiedlich gewebten Mustern. Die Garne 62 und 64 bilden einen Vierlitzen-Satin oder Hahnenfuß, ein Gewebe mit einer verhältnismäßig feinen, ein niedriges Leerraumvolumen aufweisenden Struktur. Die Garne 62 sind vorzugsweise weich und wenig gezwirnt, werden gut verfilzt und ergeben ein Kissen. Die Garne 62 sind vorzugsweise an der Seitenfläche 66 des Filzes 60 angeordnet. Die Garne 64 sind vorzugsweise weniger verfilzt und weniger kompressibel. Die Garne 64 sind vorzugsweise an der Rückseite 68 des Filzes 60 angeordnet.

Die Garne 70, 72 enthalten vorzugsweise eine Struktur, die grob ist und ein hohes Leerraumvolumen aufweist. Die Garne 70 sind ähnlich den Garnen 62 und vorzugsweise überwiegend an der Seite 66 des Vierlitzen-Gewebes angeordnet. Die Garne 74 enthalten Verbindungsstiche, die in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, damit die beiden gewebten Lagen des Filzes 60 verankert werden. Ohne Garne 74 würden die beiden gewebten Lagen nur locker verbunden sein. Wenn Heftstiche angebracht werden, dann hat der fertige Filz 60 den Charakter eines Gewebes mit einer feinen, gut verfilzten, ein niedriges Leerraumvolumen aufweisenden Struktur vorzugsweise an der Seitenfläche 66 und eine grobe, wenig verfilzte, ein hohes Leerraumvolumen aufweisende Struktur vorzugsweise an der Rückseite 68.

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung kann auch ein Fünflitzen- oder Sechslitzen-Satin od. dgl. für die ein niedriges Leerraumvolumen aufweisende Schicht verwendet werden, und ein Korbgewebe, Köper, gebrochener Köper od. dgl. kann für die Lage mit hohem Leerraumvolumen verwendet werden. Im allgemeinen sind beliebige zweilagige Gewebe als Duplexfilze bei der praktischen Ausführung der Erfindung brauchbar, wobei eine Lage eine feine, gut verfilzte, kompressible, ein niedriges Leerraumvolumen aufweisende Struktur und eine zweite Lage eine grobe, ein großes Leerraumvolumen, eine geringe Verfilzung und niedrige Kompressibilität aufweisende Struktur besitzen muß. . .

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 12 gezeigt. Der Duplexfilz 80 enthält ein Grundgewebe 82, das in der oben beschriebenen Art oder nach einem anderen Webverfahren hergestellt ist, z. B. mit Leinenbindung, Köperbindung, als Vierlitzen-Satin od. dgl. Eine nichtgewebte Lage 84, die durch Karden oder Holländer hergestellt ist, kann auf den Polsterstoff 82 aufgenadelt und dadurch so mit der gewebten Struktur verbunden werden, daß eine starke Haftung zwischen den beiden Lagen vorhanden ist. Bei einer derartigen Kombination ist die Filzseite 86 dichter und hat ein niedrigeres Leerraumvolumen als die Gewebeseite

88. Darüber hinaus kann die Filzseite dichter sein als Textilstrukturen, die nur gewebt sind. Die Wasserabzugswirkung des durch Nadelbehandlung erhaltenen Filzes ist wenigstens so groß und meist größer als bei gewebten Strukturen.

Die Wirkung der Duplexfilze kann dadurch verbessert werden, daß sie durch Behandlung mit bekannten Mitteln wasseranziehend oder wasserabstoßend gemacht werden. Durch eine Behandlung des Filzes, durch den er wasserabstoßend gemacht wird, wird die Tendenz des Wassers, von der Matte in den Filz zurückzukehren, vermindert. So wird die neuerliche Benetzung der Papierbahn bei ihrem Austritt aus den Druckwalzen erschwert. Die wasserabweisende Natur des Filzes verhindert jedoch nicht, daß das Wasser von der feuchten Papierbahn durch mechanischen Druck, der durch die Preßwalzen ausgeübt wird, ausgetrieben wird. Wenn es wünschenswert ist, daß soviel Wasser als möglich im Filz oder in der Matte zurückgehalten wird, dann können sie so behandelt werden, daß sie Wasser aufnehmen, wodurch das Aufnahmevermögen erhöht wird.

Die Oberfläche der inneren Preßwalze 10 kann so behandelt werden, daß sie wasseraufnehmend wird, so

daß die Übertragung des ausgepreßten Wassers auf diese Oberfläche gefördert wird.

Wenn bei einer Gewebepresse das ausgepreßte Wasser auf die Oberfläche der Walze, auf der das Gewebe umläuft, übertragen wird, dann bevorzugt man ein wasserabstoßendes Gewebe, damit eine solche Übertragung gefördert wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Naßfilzpresse für die Papierherstellung mit zwei zusammenarbeitenden Druckwalzen, einer wasseraufnehmenden Matte und einem Naßfilz, der zwischen der Matte und der Naßpapierbahn umläuft und die Naßbahn zwischen die Druckwalzen führt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Naßfilz ein Duplexfilz (6) ist, der aus einer ersten, die Naßbahn berührenden verfilzten kompressiblen Schicht (5) mit niedrigem Porenvolumen und einer zweiten Schicht besteht, die ein hohes Porenvolumen aufweist, wesentlich weniger verfilzt und weniger kompressibel als die erste Schicht ist.