DE1786129A1 - Papiermaschinen-Trocknerfilz - Google Patents

Description

Huyek Corporation
Rensselaer, H.Y., Y.St.A.

Papiermaschinen-Trocknerfilz'

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Gewebe zur Verwendung im Trocknerabs clinitt einer Papiermaschine, welches sowohl den Wirkungsgrad der Papiermaschine verbessert als auch eine Zersetzung bzw, Alterung der Gewebefasern infolge von Wärmeeinfluß vermindert.

Bei. den typischen Langsieb-Papierherstellungsmaschinen wird eine als "Stoff" bezeichnete wässrige Fasersuspension auf ein laufendes Fourdrinier-Sieb o.dgl. Formmittel, das im allgemeinen aus einem endlosen gewebten Band aus Draht und/oder Kunststoff besteht, aufgeschwemmt und bildet auf diesem eine ununterbrochene Schicht Papier oder papierähnlichen Materials. Der in diesem Zusammenhang verwendete Ausdruck "Papier oder papierähnliches Material" ist dabei in seinem weiteren Sinn zu verstehen und soll sich auf Produkte wie Papier, Packpapier, Pappe, Zellstoffkarton, Asbestbahnen und ähnliche bahnenartige Gebilde beziehen. Während sich der Stoff auf dem lOrmsieb bewegt, wird ihm der größte Teil seines Wassergehalts entzogen, wobei eine in gewissem Ausmaß selbsttragende Bahn gebildet wird.

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Dieser Wasserentzug wird durch, bekannte Vorrichtungen unterstützt, beispielsweise durch Abstreifleisten, Tischwalzen und/oder Saugkasten.

Nach dem Verlassen des Formabschnitts wird die in gewissem Ausmaß selbsttragende Bahn zu einem Preß- bzw. Quetschabschnitt in der Papiermaschine überführt, in welchem der Bahn ein noch weiterer Teil ihres Wassergehalts entzogen wird, indem sie durch eine Reihe von durch miteinander zusammenwirkende Quetschwalzen, die außerdem zum Verdichten

der Bahn dienen, gebildeten Quetsch-Durchlaufspalten hindurchgeführt wird. Anschließend wird die Papierbahn dann einem Trocknerabschnitt der Papiermaschine zugeführt, in welchem sie um eine Reihe von beheizten, im wesentlichen zylindrischen Walzen herumgeführt und in Wärmeaustauschbeziehung mit diesen gehalten wird, wodurch ein noch weiterer Wasseranteil durch Verdampfung entzogen wird. Schließlich wird die Papierbahn durch eine Reihe von Kalanderwalzen hindurchgeleitet, durch welche die losen Faserenden niedergedrückt werden und der Papierbahn eine glatte Oberfläche verliehen wird,

Herkömmlicherweise weist der Trockneräbschnitt einer Papiermaschine mindestens zwei Reihen von beheizten, iJi wesentli-

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chen zylindrischen Walzen auf. Beide V/alzenreihen sind lotrecht voneinander entfernt angeordnet, wobei die Walzen der einen Reihe gegenüber den entsprechenden Walzen in der anderen Reihe versetzt angeordnet sind. Ein vergleichsweise
festes, bandartiges Gebilde, das üblicherweise als "Trocknergewebe" bzw. "Trocknerfilz" bezeichnet wird, dient zur Führung der-Papierbahn durch den Trocknerabschnitt, Dieser
Trocknerfilz steht mit der Papierbahn in Berührung und führt sie in inniger Wärmeaustauschbeziehung zu den Trocknerwalzen, während die Papierbahn praktisch serpentinenartig zwischen
den einzelnen Walzen jeder Reihe hin- und hergeführt wird.

Während die Trocknerfilze herkömmlicherweise vergleichsweise undurchlässige Gebilde waren, geht in neuerer Zeit der Trend in der Papierindustrie dahin, diese Trocknerfilze fluidumdurchlässig auszubilden, so da;3 aus der Papierbahn stammende Wasserdämpfe leicht durch den frocKnerfilz hindurch zur Aussenluft austreten können. Vorzugsweise werden für diesen Zv?ck offen gewebte Gebilde verwendet, doch haben sich auch Nadelgewebe bcw. -gewirke und Faservliese, wie perforierte Kunststoffbänder und andere fluidumdurchlässige Gebilde, als
brauchbar erwiesen.

Im Trocknerabschnitt einer Papiermaschine werden die Trocknerwalzen auf einer erhöhten Temperatur von etwa 121 - 232 0
gehalten und wird die Papierbahn durch einen zugeordneten

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Trocknerfilz mit den Walzsenf lachen in Berührung gebracht. Bei einer solchen Anordnung können die erwärmten Trocknerwalzen Strahlungsenergie zur Trocknung der Papierbahn abgeben, wobei ein Teil dieser Energie durch die Papierbahn und durch den Trocknerfilz hindurchtritt und zur Umgebungeluft entweicht. Beim Hindurohtreten der Strahlungsenergie durch den Trocknerfilz wird ein Teil dieser Energie unweigerlich vom Gewebe absorbiert und verursacht einen Temperaturanstieg in diesem. Dieser Durchtritt von Strahlungsenergie duroH einen Trocknerfilz stellt nicht nur eine Energievergeudung dar, sondern kann auch zu schnellerem Verschleiß und schnellerer Alterung des Gewebes infolge von Wärmezersetzung führen, die durch die feuchten tlmgebungsbedingungen im Trockherabschnitt weiter beschleunigt werden kann.

Zur Vermeidung dieser Nachteile schafft die Erfindung einen Papiermaschinen-Trocknerfilz zur Führung einer Papierbahn durch den Trocknerabschnitt einer Papierherstellungsmaschine und um die Papierbahn in Wärmeaustauschbeziehung mit einer Reihe von beheizten Trocknerwalzen in Berührung zu halten, der dadurch gekennzeichnet iet, daß die die Papierbahn berührende Fläche des Trocknerfilzes gegenüber Strahlungsenergie reflektierend ausgebildet ist und die von den Trocknerwalzen abgegebene und durch die Papierbahn hindurchtretende Strahlungsenergie in die Papierbahn zurückwirft, so daß die

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Trocknungsgeschwindigkeit der Papierbahn erhöht und gleichzeitig eine Wärmezersetzung des Trocknerfilzes vermindert wird.

Die mit der Papierbahn in Berührung stehende Fläche des Trocknerfilzes ist daduroh für Strahlungsenergie reflektierend ausgebildet, daß sie beispielsweise mit Aluminium behandelt worden ist. Auf diese Weise wird die von den beheizten Trocknerwalzen ausgestrahlte Strahlungsenergie, welche durch die Papierbahn hindurchtritt, in die Papierbahn zurück reflektiert und erhöht hierdurch die Trocknungsgeschwindigkeit der Papierbahn und vermindert gleichzeitig die durch das Gewebe bzw« den Trocknerfilz absorbierte Wärmemenge* Die sich aus der ersten dieser Wirkungen ergebenden Vorteile umfassen einen erhöhten Wirkungsgrad der Papiermaschine, während die zweitgenannte Wirkung den Vorteil einer Wärmezersetzung des Trooknerfilzes bietet.

Ia folgenden ist die Erfindung in Ttrbindung alt einer bevorzugten Aufrführungsform anhand dtr Zeichnung beschrieben. Se zeigtnt

Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung des Trocknerabschnitts einer Papiermaschine, auf welchen die Erfindung anwendbar igt, und

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Fig. 2 einen Schnitt durch einen gemäß den Merkmalen der Erfindung aufgebauten Trocknerfilz, in vergrößertem Maßstab. j

Fig_t 1 veranschaulicht eine durchgehende Bahn N eines lagenartigen Materials, beispielsweise eine Papierbahn, die gemäß Pig, 1 von links nach rechts läuft. Diese Papierbahn N wird

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vom nicht dargestellten Quetschabschnitt einer Papiermaschine aus zugeführt und nach dem Durchlaufen des Trocknerabschnitts der Maschine zu einer Reihe von nicht dargestellten Kalanderwalzen weitergeleitet, worauf sie auf eine Aufspulrolle bzw« -haspel aufgespult wird.

Gemäß Pig. 1 weist der Trocknerabsohnitt zwei Reihen von waagerecht angeordneten, lotrechten Abstand voneinander besitzenden, zylindrischen, beheizten Walzen auf, wobei die Trocknerwalzen der oberen Reihe mit 10, 12 bzw. 14 und diejenigen der unteren Beine alt 16 bmw. 18 beieiohnet sind. Die durchgehende Papierbahn If läuft in einer gewundenen Bewegungsbahn zwischen den Walxenreinen bin und her, wobei sie zuerst über die obere Trooknerwalz« 10, dann um die untere Trocknerwalze 16, weiter über die obere Trocknerwalze ^ 12 und so fort verläuft, bis sie schließlich einen Teil aller Trocknerwalzen 10 bis 18 umlaufen hat. Nicht dargestellte Einrichtungen sind vorgesehen, um Dampf oder ein anderes Trocknungsmedium in die Trocknerwalzen 10 bis 18 einzuleiten,

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SO daß ihre Oberflächen auf praktisch gleichmäßiger, erhöhter Temperatur, allgemein im Bereich von 121 - 232⁰G, gehalten werden.

Zur Führung der Papierbahn N durch den Trocknerabschnitt der Papiermaschine und um die Papierbahn in inniger Wärmeaustauschberührung mit den Trocknerwalzen zu halten, ist bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ein entweder endlos aufgebautes oder durch eine Haken-Stift-Anordnung endlos gemachtes, im folgenden als. Trocknerfilz 20 bezeichnetes bandartiges Gebilde vorgesehen, das so angeordnet ist, daß ,,es die Papierbahn N berührt und in inniger Wärmeaustauschberührung mit der oberen Reihe von Trocknerwalzen 10 bis 14 hält-, indem es im vorliegenden Fall die Papierbahn N gegen die Oberfläche jeder der beheizten Trocknerwalzen 10, 12 und 14 drückt, so daß ihr das Wasser durch Verdampfung entzogen werden kann. Der Trocknerfilz 20 besitzt vorzugsweise offen gewebten Aufbau; wie erwähnt, haben sich jedoch auch andere Gebilde, wie Hadelgewebe bzw. -gewirke sowie Faserrliese und perforierte Kunststoffbänder, und zwar entweder durchlässig oder undurchlässig, als brauchbar erwiesen. Bei der dargestellen Ausführungsform der Erfindung ist die Oberfläche jeder Trocknerwalze 10 bis 18 im wesentlichen perforationsfrei, wobei die Papierbahn N durch den Trocknerfilz 20 in inniger Wärmeaustauschberührung mit den Trocknerwalzen in

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Anlage an diesen gehalten wird« Wahlweise kann es wünschenswert sein, die Trocknerwalzen 10 bis 18 so auszubilden, daß sie eine fluidumdurchlässige Oberfläche besitzen, durch welche Heißluft hindurchgeblasen werden kann; ein Beispiel für eine derartige Konstruktion ist in der USA-Patentschrift 3 246 401 dargestellt und beschrieben. Bei Verwendung eines solchen durchlässigen Gebildes kann die Papierbahn N auf einem Heißluftpolster "schweben¹¹, wobei die Heißluft aus den Innenbereichen der Trocknerwalze radial nach außen geblasen wird.

Dem Trocknerfilz 20 sind Pührungsrollen 22 zugeordnet, welche nicht nur den Trocknerfilz 20 auf der Papiermaschine halten, sondern außerdem in Verbindung mit der oberen Reihe von Trocknerwalzen 10 bis 14 die vom Trocknerfilz 20 eingenommene Bewegungsbahn festlegen. Einige Führungsrollen 22 sind einstellbar ausgebildet und üben eine solche Zugspannung auf den Trocknerfilz 20 aus, daß gewährleistet wird, daß er einwandfrei auf der Papiermaschine angeordnet ist und gleichzeitig auch die Papierbahn N in inniger Wärmeaustausch-· berührung mit den Trocknerwalzen 10 bis 14 gehalten wird·

Auf ähnliche Weise ist der unteren Reihe von Trocknerwalzen 16, 18 ein zweiter Trocknerfilz 24 zugeordnet, welcher vorzugsweise ebenso wie der erste Tröcknerfilz 20 aufgebaut

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ist, da er eine praktisch identische Punktion auf praktisch gleiche Weise erfüllt. Dem aweiten Trooknerfilz 24 ist eine Anzahl von unteren führungsrollen 26 zugeordnet, welche ihn auf der Papiermaschine halten und zusammen mit der unteren Reihe von Trocknerwalzen 16, 18 die Bewegungsbahn des Trocknerfilzea 24 festlegen. Üblicherweise sind wiederum einige der Führungsrollen 26 einstellbar angeordnet, so daß sie den Trocknerfilz 24 unter der richtigen Zugspannung halten, um zu gewährleisten, daß der Trocknerfilz 24 richtig auf der Papiermaschine angeordnet ist und die Papierbahn N in inniger Wärmeaustausohberührung mit der unteren Reihe von Trocknerwalzen 16, 18 gehalten wird.

Gemäß Fig» 1 ist die von den beheizten Trocknerwalzen abgegebene Strahlungsenergie gegen die Papierbahn Ii gerichtet, um das Trocknen derselben zu unterstützen, folglich tritt ein Teil der Strahlungsenergie durch die Papierbahn N hinduroh und trifft auf den betreffenden Trocknerfilz 20 oder 24,auf. Wenn die die Papierbahn U berührenden flächen der Trocknerfilze 20 und 24 gemäß den Prinzipien der Erfindung strahlungsreflektierend ausgebildet sind, wird ein beträchtlicher Anteil der durch die Papierbahn N hindurohtretenden Strahlungsenergie durch die Strahlungsreflektierende fläche in die Papierbahn N zurückgeworfen, so daß sich eine schnellere Trocknung der Papierbahn sowie ein verminderter Temperatur-

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anstieg in den Trocknerfilzen ergibt, da eine kleinere Strah-, lungsenergiemenge durch die Trocknerfilze hindurchgelangt und von diesen absorbiert wird·

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen gemäß den Prinzipien der Erfindung aufgebauten Trocknerfilz, welcher die Strahlungsenergie von sdner die Papierbahn berührenden Fläche reflektiert. Im folgenden ist der Einfachheit halber nur der obere Trocknerfilz 20 näher erläutert, wobei es jedoch offensichtlich ist, daß der untere Trocknerfilz 24 von identischem Aufbau sein kann und vorzugsweise auch ist. Genauer gesagt, besteht der obere Trocknerfilz aus einem Gewebe mit in Bewegungsrichtung des Trocknerfilzes, d.h. in Maschinenrichtung verlaufenden Kettfaden 32 und quer zur Bewegungsrichtung des TrocknerfLlzes, d.h. querverlaufenden Schußfäden 30. Diese Fadenausriohtung entspricht dem Aufbau eines Gewebes, wenn es nach bekannten Verfahren "flach gewebt" ist, doch liegt es auch innerhalb des Rahmens der Erfindung, das Gewebe bzw. den Trocknerfilz nach für die Herstellung von Papiermaschinenfilzen bekannten Verfahren, wie sie beispielsweise in der USA-Patentschrift 2 903 o21 beschrieben sind, "endlos" zu weben. Während endlos gewebte Trocknerfilze keinen "Saum" benötigen, da sie eben "endlos" sind, werden die Enden von flach gewebten Trocknerfilzen normalerweise unter Anwendung bekannter Verfahren, beispielsweise mittels Klemmhaken und Verbindungs- bzw. Scharnierdrähten, miteinander verbunden,

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.Bei einer bevorzugten Ausfiüirungsfoni. der Erfindung bestehen die Kettfaden 32 aus Polyesterfasern, beispielsweise aus Dacron-Fasern, während die Schußfäden 30 aus Polyamidfasern, beispielsweise Nylon-Pasern, bestehen. Der Trocknerfilz 20 ist so ausgebildet, daß seine das Papier berührende Fläche Strahlungsenergie zu reflektieren vermag, indem sie beispielsweise mit einem strahlungsenergiereflektierenden Werkstoff 3.4». wie Aluminium, behandelt ist. Die Erfindung soll jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt sein, da ebenso auch andere Anordnungen angewandt werden können. Beispielsweise kann es wünschenswert sein, sowohl die Kett- als auch die Schußfäden aus Garnen aus Nylon- oder Dacron-Fasern herzustellen. Tatsächlich kann der Trocknerfilz aus jeder beliebigen Kombination von Garnen bzw. Fäden mit den für den zufriedenstellenden Betrieb als Trocknerfilz geeigneten Eigenschaften bestehen. Obgleich Aluminium den bevorzugten Strahlungsreflektierenden Werkstoff darstellt, sind weiterhin auch andere Werkstoffe bekannt, die gewünschtenfalls anstelle von Aluminium verwendet werden können.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann der aus gewebtem Stoff bestehende Trocknerfilz einer Kunstharzbehandlung unterzogen werden, um seine Dimensionsstabilität .zu verbessern und ihm Steifheit, Abriebfestigkeit und andere wünschenswerte Eigenschaften zu verleihen. Obgleich eine derartige,

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zwei Verfahrensstufen umfassende Kunstharzbehandlung in der USA-Patentschrift 3 032 441 beschrieben ist, ist sie im folgenden kurz erläutert. Zunächst wird das Gewebe mit einem Phenol-Aldehyd-Kunstharz behandelt, worauf das Gewebe getrocknet und das Kunstharz teilweise ausgehärtet wird. Hierauf wird das Gewebe einer Behandlung mit einem Amino-Aldehyd-Kunsthärz unterzogen, anschließend zur vollständigen Aushärtung der Kunstharze erwärmt und schließlich unter Wärmeeinfluß fixiert. . ■ _;

Gewünschtenfalls kann ein Aluminiumpulver oder Aluminium in Flockenform dem Kunstharz zugemischt und zusammen mit letzterem auf das Gewebe aufgetragen werden. In diesem Fall kann das strahlungsreflektierende Material bzw. das Aluminium während der Kunstharzbehandlung auf die das Papier berührende Fläche des Trocknerfilzes aufgebracht werden. Es sind jedoch auch andere Verfahren zum Belegen des Trocknerfilzes mit einer Strahlungsreflektierenden Oberfläche möglich, bei*· spielsweise können Aluminium-Pulverteilohen oder -Flocken mit einem Bindemittel vermischt und auf das behandelte Gewebe aufgesprüht werden, um auf letzterem eine vergleichsweise dünne Aluminiumbeschichtung auszubilden. Das Gewebe kann sogar aus Aluminiumfasern enthaltenden Garnen hergestellt werden.

Aus der vorangehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß erfindungsgemäß ein Trocknerfilz mit erhöhter Beständigkeit

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gegenüber einer Wärmezersetzung hergestellt werden kann. Durch Aufbau eines Trocknerfilzes auf die vorstehend be schriebene Weise läßt sich außerdem ein erhöhter Betriebs-Wirkungsgrad einer Papiermaschine erzielen.

Obgleich vorstehend nur eine spezielle Ausführungsform der Erfindung dargestellt und beschrieben ist, sind dem Fachmann selbstverständlich zahlreiche Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß der Rahmen und der Grundgedanke der Erfindung verlassen werden.

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Claims (4)

Pat ent ana prü ο h e

1. Papiermaschinen-Trocknerfilz zur Führung einer Papierbahn durch den Trocknerabsehnitt einer Papierherstellungsmaschine und um die Papierbahn in Wärmeaustauechbeziehung mit einer Reihe von beheizten Trocknerwalzen in Berührung zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß die die Papierbahn berührende Fläche des Trocknerfilzes gegenüber Strahlungsenergie reflektierend ausgebildet ist und die von den Trocknerwalzen abgegebene und durcK'die Papierbahn hindurchtretende Strahlungsenergie in die Papierbahn zurückwirft, so daß die Trocknungsgeschwindigkeit der Papierbahn erhöht und gleichzeitig eine Wärmezersetzung des Trocknerfilzes vermindert wird.

2. Trocknerfilz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein bandartiges Gebilde ist, das an mindestens einer Fläche mit einem Strahlungsenergie reflektierenden Werkstoff behandelt ist.

3· Trocknerfilz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Gewebe oder einem Gewirk besteht.

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4. Trocknerfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsenergie reflektierende Werkstoff Aluminium ist.

5* Trocknerfilz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er in Trocknerfilz-Laufrichtung verlaufende Fäden aus einem Polyester und quer zur Laufrichtung verlaufende Fäden aus einem Polyamid aufweist.

6* Trocknerabschnitt für eine Papierherstellungsmaschine, bestehend aus mindestens einer Reihe von beheizten, im wesentlichen zylindrischen Walzen zum Trocknen einer durchgehenden Papierbahn, welche um die Trocknerwalzen herumläuft und in Wärmeaustauschberührung mit diesen gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihe von Trocknerwalzen mindestens ein Trocknerfilz des Aufbaus gemäß Anspruch 1 zugeordnet ist, welcher die Papierbahn berührt und sie in Wärmeaustauschberührung mit der Reihe von TrocJcnerwalzen hält.

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