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Die Erfindung betrifft ein technisches Textilband, insbesondere eine Papiermaschinenbespannung mit Textilelementen wie Fasern und/oder Fäden, auch in Form eines Fadengitters, wobei auf den Textilelementen zumindest einer Ebene des Textilbandes zumindest in Teilbereichen ein Absorbermaterial aufgebracht ist, dessen Absorptionsfähigkeit für Laserstrahlen mit einer Wellenlänge im naher Infrarotbereich größer ist als die der damit versehenen Textilelemente.
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Im Stand der Technik ist es auf dem Gebiet der technischen Textilien, insbesondere der Papiermaschinenbänder oder -bespannungen bekannt, Teile des Textilbandes mit Hilfe eines Lasers miteinander zu verschweißen, sei es zum Aufbringen von zusätzlichen Fäden (
EP 1 837 440 A1 ,
EP 2 199 458 B1 ), zur Herstellung einer Nahtverbindung (
EP 1 566 259 A1 ) oder allgemein zur Verbesserung der Strukturfestigkeit des Textilbandes (
EP 1 749 924 B1 ,
WO 2009/032628 A2 ), insbesondere zur Verbesserung der Festigkeit im Nahtbereich (
WO 2010/027709 A1 ,
WO 2009/032271 A9 ). Als hierfür geeignete Laser kommen insbesondere solche in Frage, deren Laserstrahl eine Wellenlänge im nahen Infrarotbereich (760 nm bis 2500 nm) hat, beispielsweise Nd:YAG-Laser oder Diodenlaser.
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Für solche Laserstrahlen sind die insbesondere bei Papiermaschinenbändern verwendeten Kunststoffe für Fasern und Fäden im nahen Infrarotbereich weitgehend transparent (vgl.
WO 2009/032271 A9 , Seite 11;
WO 2009/032628 A2 , Seiten 9, 11 und die Ansprüche 6, 10 und 22), mit der Folge, dass ein Laserstrahl üblicher Leistung nicht in der Lage ist, die Fasern bzw. den Faden auf Schmelztemperatur zu bringen, um darüber eine Verschweißung mit benachbarten Fasern bzw. Fäden zu bewirken. Deshalb werden zumindest diejenigen Textilelemente (Fasern, Fäden), die auf Schmelztemperatur zum Zwecke der Verschweißung erhitzt werden sollen, mit einem Absorbermaterial, beispielsweise Graphit, versehen, das die mit dem Laser zu beaufschlagenden Textilelemente in transparent macht, also den Laserstrahl absorbiert und damit eine Erhitzung auf Schmelztemperatur ermöglicht. Dies kann auf zweierlei Weise geschehen. Entweder wird das Absorbermaterial in das Material der Fasern bzw. Fäden inkorporiert, oder das Absorbermaterial wird auf die Außenseiten der Fasern bzw. Fäden appliziert. Dies kann – wie die oben zitierten Dokumente im Einzelnen beschreiben – mittels entsprechenden Flüssigkeitsauftrag geschehen, sei es durch Aufstreichen oder Aufsprühen (vgl. insbesondere
WO 2009/032628 A2 ,
WO 2010/027709 A1 und
WO 2009/032271 A9 , wobei in diesem Dokument auf die in der
US 2004/0126569 A1 beschriebenen Auftragsart verwiesen wird).
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Probleme bereiten das Verschweißen von dünnen Fasern und feinen Multifilamentfäden untereinander und mit gröberen Textilelementen, beispielsweise relativ dicken Monofilen und auch Fadengittern. Wird das Absorbermaterial – wie im Stand der Technik vorgeschlagen – als Beschichtung aufgetragen, erhitzen sich die dünnen Fasern von Vliesen und Filzen und auch von Multifilamenten so schnell, dass sie verkohlen oder fast vollständig in gasförmigen Zustand übergehen, ohne dass es zu einer Verbindung mit anderen Textilelementen kommt. Die Folge ist das Gegenteil von dem, was erreicht werden soll, nämlich eine Festigkeitsreduktion und eine Vergröberung der Oberfläche. Eine Reduzierung der Energie des Laserstrahls zwecks Vermeidung dieser Folge ist nicht möglich, weil es dann nicht zu einer Verschweißung mit den anderen Textilelementen kommt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein technisches Textilband bereitzustellen, bei dem auch feine Fasern mittels eines Lasers verschweißt werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Absorbermaterial auf den Textilelementen in diskreten Punkten vorliegt, von denen wenigstens 80% jeweils einen mittleren Durchmesser von höchstens 1 mm, insbesondere höchstens 0,5 mm und noch besser maximal 0,25 mm haben und die eine spezifische Flächenbedeckung in der Draufsicht auf die Ebene bzw. Ebenen von 5% bis 40%, vorzugsweise maximal 30%, einnehmen. Grundgedanke der Erfindung ist es also, das Absorbermaterial nicht flächendeckend in Form einer Beschichtung aufzubringen, sondern in Form von diskreten Punkten mit einer relativ geringen Flächenbedeckung. Es hat sich gezeigt, dass durch die nur punktuell gegebene Absorptionsfähigkeit das Verkohlen oder Verdampfen selbst dünner Fasern von Vliesen und Filzen oder auch von dünnen Fäden in Form von Mono- oder Multifilamenten vermieden wird und es folglich möglich ist, die Fasern untereinander oder mit gröberen Textilelementen, wie dicken Monofilamenten oder Fadengittern, zu verschweißen, so dass die Strukturfestigkeit von Textilbändern der vorliegenden Art auch in den Bereichen, in denen feine Fasern oder Fäden vorliegen, wesentlich verbessert werden kann. Damit kann, ohne dass hierdurch die Oberflächenqualität leidet, die Laserverschweißung auch erfolgreich bei Textilbändern durchgeführt werden, bei denen dies bisher nicht gelingen konnte.
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Der mittlere Durchmesser im vorgenannten Sinn bezieht sich auf den jeweiligen einzelnen Punkt und meint den Durchmesser, der sich ergibt, wenn die Fläche eines unregelmäßig geformten Punkts auf eine Kreisfläche mit gleichem Flächeninhalt umgerechnet wird. Soweit feine Fäden als Textilelemente vorhanden sind, können sie als Fadengelege, Gewebe, Gewirke oder Fadengitter vorliegen.
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In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens 80% der Punkte, die unterhalb der oben genannten Grenzwerte für den mittleren Durchmesser liegen, jeweils einen mittleren Durchmesser im Bereich von 0,01 bis 0,1 mm haben, d. h. die überwiegende Mehrzahl der Punkte, die die im Anspruch 1 angegebenen Grenzen nicht überschreiten, sind sehr klein, übersteigen also nicht den Wert 0,1 mm.
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Als Absorbermaterial kommt insbesondere Kohlenstoff in Frage, das für Laserstrahlen in nahem Infrarotbereich besonders absorbtionsfähig ist. Es können Rußpartikel sein oder damit pigmentierte Polymerpartikel.
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In vielen Fällen weisen solche Textilbänder mehrere Lagen, d. h. zwei, drei, vier oder fünf Lagen oder auch mehr auf. Diese Lagen können unterschiedlich gestaltet sein, beispielsweise eine Feserlage, Vlies- oder Filzform und/oder eine Fadenlage aus Mono- und/oder Multifilamenten und/oder einem Fadengitter. Durch Aufbringen von Absorbermaterial in diskreten Punkte kann durch die anschließende Laserverschweißung nicht nur eine Verbesserung der Strukturfestigkeit der jeweils mit Absorbermaterial versehenen Lage erzielt werden, sondern es können die Lagen auch an aufeinanderliegenden Grenzflächen durch Laserbeaufschlagung miteinander verbunden werden, wenn Absorbermaterial auf zumindest einer der beiden jeweils aufeinanderliegenden Grenzflächen aufgetragen wird.
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Ein Textilband der vorbeschriebenen Art liegt schon dann vor, wenn es noch nicht mittels Laserstrahl verschweißt worden ist, also noch ein Vorprodukt darstellt, das dann später oder an einem anderen Ort der Verschweißung mittels Laserstrahl unterworfen wird. Als Fertigprodukt sind die Textilelemente mit Absorbermaterial untereinander und/oder mit Textilelementen ohne Absorbermaterial verschweißt. Es versteht sich, dass sich an die Laserverschweißung noch weitere Herstellungsstufen anschließen können, beispielsweise eine Besäumung der Ränder des Textilbandes oder eine Thermofixierung, sofern dies nicht vor der Laserverschweißung vorgenommen worden ist.
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Das Absorbermaterial kann derart aufgebracht werden, dass sich auf den Textilelementen diskrete Punkte niederschlagen, von denen wenigstens 80% jeweils einen mittleren Durchmesser von höchstens 1 mm, insbesondere 0,5 mm und noch besser maximal 0,25 mm haben und die eine spezifische Flächenbedeckung auf der Flachseite bzw. den Flachseiten des Textilrohbandes von 5% bis 40%, vorzugsweise maximal 30% haben. Dieses Textilrohband kann dann weiterverarbeitet werden, indem es in dem Bereich, in dem das Absorbermaterial aufgebracht ist, zumindest in Teilbereichen mit einem Laserstrahl beaufschlagt wird, für den das Absorbermaterial stärker absorbierend wirkt als die damit versehenen Textilelemente, wobei das so behandelte Textilrohband dann das Textilband als Fertigprodukt bildet oder zu einem fertigen Textilband weiterverarbeitet wird, beispielsweise durch anschließendes Besäumen der Kanten und/oder durch Thermofixierung. Statt eines einzigen Textilrohbandes können auch mehrere Textilrohbänder übereinandergelegt sein, bevor sie dann mit einem Laserstrahl beaufschlagt werden.
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Das Absorbermaterial kann in üblicher Weise auf das Textilrohband aufgesprüht sein. Dies kann beispielsweise mittels eines Druckluftzerstäubers oder einer Pumpe-Düse-Einrichtung geschehen. Das Absorbermaterial kann in Form von trockenen Absorberpartikeln oder in einer Absorberdispersion oder -paste aufgetragen werden.
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Für die Herstellung des Textilrohbandes können Textilelemente aus in Stapelfasern und/oder Filamenten vorliegenden Fasern und/oder in Form von einzelnen Fadengebilden als Monofilamente und/oder Multifilamente verwendet werden, wobei die Fasern bzw. Fäden zumindest in Teilbereichen des Textilrohbandes durch Auftrag von zumindest einer der beiden Flachseiten mit Absorbermaterial versehen werden. Es versteht sich, dass nicht die gesamte Fläche des Textilrohbandes mit Absorbermaterial versehen sein muss, wenn die Verfestigung des Textilrohbandes mittels eines Laserstrahls nur in Teilbereichen vorgenommen werden soll.
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Wie schon oben beschrieben, kann das Textilrohband aus mehreren Lagen hergestellt werden. Dabei wird zumindest eine Lage davon auf zumindest einer der beiden Flachseiten mit dem Absorbermaterial versehen. Statt dessen kann zunächst zumindest eine Lage des Textilrohbandes separat hergestellt und auf zumindest einer Seite mit dem Absorbermaterial versehen werden, wobei dann diese Lage mit zumindest einer weiteren Lage verbunden wird.
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Es ist ferner vorgesehen, dass das Textilrohband oder mehrere, übereinander gelegte Textilrohbänder in dem Bereich, in dem das Absorbermaterial aufgebracht ist, zumindest in Teilbereichen mit einem Laserstrahl beaufschlagt wird bzw. werden, für den das Absorbermaterial stärker absorbierend wirkt als die damit versehenen Textilelemente, wobei das so behandelte Textilrohband das Textilband bildet oder zu einem Textilband weiter verarbeitet wird.
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Das oben beschriebene Textilband kann als Papiermaschinenbespannung oder Transportband verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1837440 A1 [0002]
- EP 2199458 B1 [0002]
- EP 1566259 A1 [0002]
- EP 1749924 B1 [0002]
- WO 2009/032628 A2 [0002, 0003, 0003]
- WO 2010/027709 A1 [0002, 0003]
- WO 2009/032271 A9 [0002, 0003, 0003]
- US 2004/0126569 A1 [0003]