DE2104832A1 - Trockengewebe für Papiermaschinen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Huyck Corporation

Rensselaer, N.Y., V.St.A. , _Λ

—" '4 Feb.

Trockengewebe für Papiermaschinen und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Papiermaschinen-Gewebe, insbesondere einen Trockenfilz zur Verwendung in der Trockenpartie einer Papierherstellungsmaschine. '

Bei den Herstellung von Papier und papierartigen Materialien, wie z.B. Schreib- oder Zeitungspapier, Karton, Wellpappe und dgl., wird typischerweise; der letzte. Abschnitt des Verfahrens des Wasserentzugs aus der Papierbahn in der Trockenpartie der Papiermaschine durchgeführt. Bei einer typischen lourdinier— bzw. Langsieb-Papiermaschine weist die Trockenpartie obere und untere parallele Anordnungen, d.h. in zwei Reihen übereinander, von großen, dampfbeheizten Zylindern, sog. Trockenzylinder in Verbindung mit endlosen, aus Textilmaterial bestehenden !Förderbändern, d.h. Trockenfilze bzw. Trockengewebe auf, üblicherweise werden obere und untere Trockenfilze verwendet, welche die Papierbahn in inniger Berührung gegen den AuJienumfang der Trockenzylinder anpressen, während sich die. Papierbahn nach— einander von Zylinder zu Zylinder bewegt und zwischen den Zylinder-Reihen der Trocknerpartie hindurchläuft. Diese. Trockenfilze bzw. -gewebe sind daher den äußerst ungünstigen Bedingungen hoher Temperatur, hoher Eeuchtigkeits-Konzentration und häufig auch chemisch aktiven ümgebungsbedingungen ausgesetzt, so daß sie eine Tendenz zu sehr schneller physikalischer und chemischer Verschlechterung «bzw. Zersetzung besitzen, welche z.u Dimensionsänderungen, Reißen oder anderer Zerstörung des Gewebes und einem Verlust an Zugfestigkeit rühren. Da das Auswechseln eines Papiermaschinen-Gewebes normalerweise eine, beträchtliche

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Stillstandzeit der Maschine zur Folge hat, was neben den Kosten für das Austauschmaterial einen großen Kostenaufwand bezüglich des Produktionsausfalls bedeutet, wurde in der Papierindustrie seit langem die möglichst weitgehende Verlängerung der Standzeit bzw. Betriebslebensdauer der Papiermaschinen-Gewebe angestrebt .

Wie erwähnt, wird das in der Trocknerpartie der Papiermaschine verwendete, endlose Textil-Band als „Trockenfilz¹¹ bzw^Trocken— gewebe" bezeichnet, doch stellt dieser Ausdruck in technischer Hinsicht eine ü'ehlbezeichnung dar,, wie dies aus der Veröffentlichung "Modern Pulp, and Papermaking" (John P, Galkin, herausgegeben dureh Eeinhold Publishing Ga, 19?7t Seite 34-9) hervorgeht. Danach ist der Trockenfilz tatsächlich kein J?ilz, sondern vielmehr ein'schweres Segeltuch (duck), das im wesentlichen aus Baumwolle besteht» In der Umgangssprache der Papierindustrie wird dieses Gewebe aber als "irilz" bezeichne*, und derartige . "filzet wurden seit jeher aus Baumwolle oder aus Baumwolle und labest hergestellt, obgleich in manchen Fällen auch ein anderer Werkstoff wie ζ·Β«. Wolle verwendet wurde. In neuerer. Zeit wunden verbreitet Trockengewebe in den Trockenpartien* von Papiermaschinen verwendet« Derartige Gewebe bestehen üblicherweise aus Kunststoffen, wie Polyestern und/oder Polyamiden, in Form von ein— und mehrfädigen Garnen, die in einem offenen Webmuster bzw. einem Gewebe mit weiten Maschen miteinander verwebt sind* Obgleich derartige Trockengewebe unter den normalerweise in den Trockenpartie^, von Papiermaschinen herrschenden Uagebungsbedin— gungen eine beträchtlich längere Betriebslebensdauer aufweisen als die vorher benutzten Trockenfilze, sind dennoch ständig Bestrebungen im Gang, diet Nutz-Lebensdauer derartiger Trockenge— webe über die bisher erreichten Standzeiten hinaus zu verlängern«

Aufgabe der Erfindung iat mithin in erster Linie dia Schaffung

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eines Irockengewebes, das eina beträchtlich längere Nutz*-Be>triebslebensdauer besitzt, als sie mit. herkömmlichen iCrocken— geweben erreichbar ist..

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einea Trockengewebes, das verbesserte Festigkeit'und Maßhaltigkeit besitzt und das we*- niger empfindlich für eina Verschlechterung deü Materialeigenschaften bzw. Zersetzung ist als herkömmliche Gewebe dieser Art»

Die Erfindung zielt zudem auf die= Schaffung eines Trockengewebes ä mit verbesserter Wärme—, Feuchtigkeits— und/oder chemischer Beständigkeit ab.

Diese Aufgaben werden bei einem Trockenfilz bzw. -gewebe für Papiermaschinen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß es voluminöse, mit Kunstharz imprägnierte., sich quer zur Maschinenlaufrichtung erstreckende Garne aufweist.

Folgende in der Beschreibung und insbesondere in den Ansprüchen verwendete Ausdrücke und deren Abwandlungen, besitzen die nachstehend erläuterte Bedeutung: r

Der Ausdruck "Garn" umfaßt jedes ununterbrochenes Gebilde,, welehes sich als Bestandteil für das Weben von Geweben verwenden läßt, und zwar sowohl einfädige oder mehrfädige, und mehrere zu einem Bündel vereinigte mehrfädige Garne als auch eine Viel.— zahl von versponnenen Stapelfasern. ^;

Der Ausdruck "Baden" bedeutet einen einzelnen Garnfaden oder einen dünnen, fadenartigen Gegenstand*.

"Wellig^ bzw.. "gekräuselt"' bedeutet, daß der betreff ende Gegen-

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stand zahlreiche kurze Biegungen bzw. Wellungen aufweist·

Der Ausdruck "voluminös" bedeutet- in Verbindung mit Garnen, daß ein vergleichsweise großer Prozentsatz der Querschnitts— fläche- des Garns nicht vom eigentlichen ladenmaterial eingenommen wird, so daß die Imprägnierung des Garns bzzw» ladens mit den Behandlungs-Kunstharzen und die damit erzielte» praktisch vollständige Einkapselung der Einzelfäden erleichtert wird, * '.'./■■

Her Ausdruck "texturiert"' bzw. "strukturiert" bedeutet,- daß ein Garn aus einer Vielzahl von laden aus künstlich hergestellten Materialien, die, ursprünglich keine Bigenkräuselung besitzen, voluminös gemacht wurde, indem seine-'. Baden bzw, Fasern mit einer Kräuselung versehen wurden, wobei diese zahlreichen laden bzw. lasern aus einer Gruppe, von mehr als einem, praktisch ununterbrochenen laden oder auff einer Vielzahl derartiger Gruppen von Eäden bestehen oder gebildet sind; derartige. Garne werden in der Textilindustrie; zeitweilig als "'strukturierte" Garne bezeichnet«.

Der Ausdruck "Maschinenlaufrichtung¹¹ bzw. *Iiängsrichtung" be>zieht sich auf die normale Bewegungsrichtung des Trockengewebes bei seiner Verwendung auf der Papiermaschine.. Der Ausdruck "Maschinen-Querrichtung"' bzw. "Querrichtung¹¹ bezeichnet dagegen einet praktisch senkrecht zur Maschinenrichtung verlaufende !Richtung·. .

Seit längerem bekannte Stoffe, wie z.B.. Glas, besitzen Eigenschaften chemischer und/oder thermischer Beständigkeit, die sie für die Verwendung unter Umgebungsbedingungen, wie sie in den Trockenpartien von Papiermaschinen anzutreffen sind, höchst vorteilhaft erscheinen. Gharakteristischerwaise; sind derartige

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Werkstoffe allerdings jedoch im wesentlichen hart und spröda und besit-zen daher schlechte mechanische Eigenschaften.. Obgleich beispielsweise bereits vorgeschlagen worden ist, Glasfasern als Material für diet Herstellung von Papiermaschinen-Trockenfilzen zu verwenden (vergleiche USA-Patentschrift 3 279 504-)» offenbaren diesem bekannten Vorschläge? nicht, auf welche Weise derartige Werkstoffe in der Praxis statt in Mlzen in einem Gew®- be angewandt werden sollen, das. ausreichend geschmeidig und flexibel ist, um in der Trockenpartie einer Papiermaschine ver^ wendet werden zu können, ohne eine solche Härte zu besitzen, I daß das Papier entweder unerwünschte; Markierungen bekommt oder ein vorzeitiger Abrieb der anderen Garn-Bestandteile verursacht wird, denen dieser Werkstoff zugeor^iat ist, oder daß die Glasfasern schließlich selbst einer Verschlechterung bzw·'Zersetzung infolge von Bruch aufgrund der eigenen Sprödheit und mangelhaften Beständigkeit gegenüber einem gegenseitigen Abrieb unterliegen.. In der Textilindustrie wurde vorgeschlagen, daß die Selbstzerstörungs-Tendenzen eines Glasfaser-Garns durch Behandlung der Einzelfasern mit Kunstharz etwas verbessert werden können, doch haben sich selbst diese Behandlungen für die Her—* stellung von bei Papiermaschinen-Trockengeweben verwendbaren Garnen nicht als zufriedenstellend erwiesen, da das Verfahren | zu aufwendig ist und keine Garne zufriedenstellenden Volumena liefert, um den für den erfolgreichen Einsatz dieser Gewebe wünschenswerten und/oder notwendigen besonderen Grad an Flexibilität zu gewährleisten.. Obgleich auch schon vorgeschlagen wurde (vergl. z.B„ USA-Patentschrift 2 098 993);, den Papiermaschinen—Trockenfilzen durch Verwendung von voluminösen, quer— gerichteten, asbestfaserhaltigen lüllgliedern Dimensionsstabi— lität zu verleihen, die Aufrechterhaltung der mechanischen und strukturellen Integrität der in Maschinenrichtung verlaufenden Garne derartiger Trockenfilze zu verbessern, enthalten die, Lehren keinerlei Hinweis, auf welche Weise diese Vorteile bei offen

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gewebten Trockenfilzen erzielt werden können. Außerdem eignen sich die bekannten Maßnahmen nicht für die Herstellung eines verbesserten Papiermaschinen—Trockengewebes, da es die den As— / bestgarnen eigene geringe Feistigkeit erforderlich macht, den Asbest mit einem ±hj^ Festigkeit verleihenden Material, wi© ζ JB. Baumwolle gemäß obiger Patentschrift, zu versetzen, wodurch dem erhaltenen Gebilde unweigerlich Beschränkungen bezüglich der Festigkeit sowie der thermischen und chemischen Beständigkeit auferlegt werden.. Ferner ist diesen Lehren nicht die. Herstellung von Trockengeweben unter Verwendung von voluminösen Querrichtung— Schußfäden, diet aus Glasfaser und anderen Werkstoffen mit vergleichbarer thermischer und !chemischer Widerstandsfähigkeit bestehen, ohne daß diese Garne, im Betrieb einer schnellen me cha,—

* ' . entnehmen.

nischen Verschlechterung bzw· Zersetzung unterworfen wären^ zu V

In keiner der der Anmelderin bekannten Literatursteilen wurde jemals vorgeschlagen, Gewebe für die Trockenpartie einer Papiermaschine unter Verwendung von voluminösen Glasfaser-Schußfäden herzustellen.

/ Erfindungsgemäß hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß Glasfasern einem Papiermaschinen-iProckengewebe einverleibt und für den vorgesehenen Verwendungszweck brauchbar gemachtwerden können, indem in einem zusätzlichen Behandlungsschritt mit Kunstharz imprägnierte Glasfasergarne verwendet werden, welche nach einer Vielzahl verschiedener Verfahren, einsciiließlich der Texturierung bzw. Strukturierung (für. welche Verfahren in der USA-Patentschrift 3 262. 177 und in der Veröffentlichung "Textile World" vom Dezember 1969 (Band 119, Nr- 12) auf Seiten 60—65 beschrieben sind), gemäß obiger Definition volumi—

nös gemacht worden sind·

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Beispiel

Es wurde ein 4-9,4- m langes und 4-,19 m breites Papiermaschinen— Trockengewebe hergestellt, das auf je= 25,4- mm jeweils 36 Kettfäden aus 12Q0 Denier dicken, 60Q-faserigen, hochtemperatur— festen Polyamidgarnen, hergestellt unter dem Warenzeichen Nomex durch die JTirma-E*I. duPont de Nemours & Go,, enthielt» Als Schußfäden enthielt das Gewebe terburierte Glasfasenfäden dear Eirma Owens-Gorning Typ Nr*. 4ai, BE? 5 5/3 (dia letzte Ziffer dieser Typenbezeichnung gibt an, daß die Garne aus auf jeweils f 6850 m 4-54< g (d.h. etwa Q,66 g/m) wiegenden Sädfen bestehen, von denen fünf Ta&en gefacht sind und drei diesel? Strähnen ihrerseits gelacht sind«. Selbstverständlich könnten anstelle der genannten Kettfaden auch andere Materialien der errorderlichen Geschmeidigkeit, ü'ljstigkeit sowie- Wärme—, Feuchtigkeits— und Chemikalien-Beständigkeit verwendet werden, die sich für den Einsatz in der Trockenparties einer Papiermaschina eignen* Έφ&. gleiche trifft auch auf die Schußfäden zu, vorausgesetzt, daß sie voluminös gemacht werden können und voluminös gemacht' worden sind. Diese Schußfäden wurden mit einer Sichte von zwanzig Schüssen 5α· 25,4- mm mit 36 Kettfäden auf ge. 25»4- mm in einem: vierbindigen Uöppel-Satinwebmuster verwebt. In diesem Ball wurde· das Gewebe derart gewebt, daß die Kettfäden nicht über dia · Elachseiten des Gewebes hi%£ttsragten· Bies geschah aus dem Grund, um die die Last aufnehmenden Kettfäden davor zu bewahren, daß sie für eine Scheuer— bzw. Abriebwirkung freiliegen.. Außerdem wurde das Gewebe durch Wechsel der Kräuselung weniger empfindlich gegenüber einer Streckung in Maschinenrichtung mit davon herrührender Verschmälerung in Querrichtung ausgebildet.. Da« Gewebe wurde sodann nach einem, praktisch dem Verfahren gemäß der USA-Patentschrift 3 192 599 entsprechenden Verfahren mit einem Kunstharz behandelt, so daß es zur Anpassung auf seine Verwendung bei der Papierherstellung ausreichend geschmeidig

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wurde, während die.Bestandteile der Glasfaser-Garne vor einem gegenseitigen Abrieb geschützt wurden. Vor der Lieferung dieses Gewebes an den Papierhersteller zum Einbau in dia Trockenpartie einer Papiermaßchina wurde das Gewebe geprüft, wobei sich eine Zugfestigkeit in Maschinenrichtung von 182 kg je 25,4 mm (linear) und eine Zugfestigkeit in Maschinen-Querr^ehtung von 115»5 kg je 25,4 mm (linear) herausstellte· Das Gewebe blieb sodann acht Monate auf der Papiermaschine in Betrieb unaynach diesem Zeitraum abgenommen, jedoch nicht wegen eines Gewebebruchs; viel— mehr ergab eine Untersuchung nach dem Ausbau, daß das. Gewebe noch mehrere Monate brauchbar gewesen wäre» Dieser Zeitraum von acht Monaten war die; längste Zeitspanne, während welcher bisher ein herkömmliches Trockengewebe-; je an dieser Stelle der Papiermaschine in Betrieb gewesen war·. Nach der Abnahme wurde das Gewebe zahlreichen Messungen unterzogen, aus welchen sich eine Länge= von 48,5Cl m, eine Breite: von 417,7 cm, eine Zugfestigkeit in Maschinenrichtung von 117,08 kg je 25,4 mm und eine Zugfestigkeit in Querrichtung von 128,8 kg je 25,4 mm ergaben. Durch den Grad5, in welchem das Gewebe- seine Dimensions— und Eestigkeitseigenschaften beibehalten hatte, wird folglich bewiesen, daß dieses Gewebe gegenüber den nachteiligen Einflüssen der hohen Temperatur, der hohen Zugspannung und der chemischen Umgebungsbedingungen, welchen es während seiner BetriebsXebens— dauer auf der Papiermaschine ausgesetzt war, wesentlich widerstandsfähiger ist als jedes der bekannten, bisher an dieser St el·— le der Papiermaschine verwendeten Gewebe.

Ohne die Erfindung auf irgend eine Theorie beschränken zu wollen, wird angenommen, daß diese Verlängerung der Nutz-Lebensdauer zumindest zu einem wesentlichen Teil auf die Verwendung von voluminösen Schußfäden zurückzuführen ist., Ersichtlicherweise besteht die Wirkung dieser voluminös ausgebildeten Garne in der Bildung eines Mittels, in welches die lastaufnehmenden, sich in Maschi-

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nenlaufrichtung erstreckenden Garne praktisch eingebettet und dadurch vor einem Abrieb geschützt werden können, wodurch die Maßhaltigkeit des Gewebes sowohl in Maschinenlaufrichtung als auch in Querrichtung sowie seine Zugfestigkeit in Maschinenlauf— richtung verbessert aufrechterhalten werden. Gleichzeitig wurde es durch die Verwendung von voluminösen, aus Glasfaser bestehenden Querfäden möglich, die wünschenswerten Eigenschaften von Glasfasern auszunutzen, während die Ga^ite nach der Herstellung , des Gewebes zugleich mit solchen Kunstharzmengen imprägniert werden konnten, daß eine Selbstzerstörung der Glasfaser—laden ™ infolge eines gegenseitigen Abriebs ihrer Einzelfasern praktisch verhindert wird«.

In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß.die Erfindung auf Papiermaschinen-Trockengewebe mit voluminösen, in Querrichtung verlaufenden Garnen beschränkt ist, und zwar unabhängig vom speziellen Verfahren, durch welches sie voluminös ausgebildet werden.

Dem Fachmann ist weiterhin ersichtlich, daß die Erfindung in zahlr^ilaen anderen Ausführungsformen verwirklicht werden kann, ohne daß wesentlich von ihrem Rahmen undjihrein Grundgedanken ab— | gewichen wird».

Selbstverständlich sollen die vorstehend beschriebene Ausführungs— form und die offenbarten Einzelheiten lediglich als erläuternd, und keinesfalls die Erfindung einschränkend angesehen werden, da der Fachmann die Erfindung innerhalb ihres Eahmens unter Verwendung einer großen Vielfalt von Materialien und Konfigurati— onen verwirklichen kann^

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109853/1091 BAD ORKSINAi

Claims (1)

1. - ig -

   Patentansprüche

   1. Trockengewebe für Papiermaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß es voluminöse, mit Kunstharz imprägnierte, sich quer zur Maschinenlaufrichtung erstreckende Garne aufweist..

   2.. Trockengewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ,".·* quer zur Maschinenlaufrichtung liegenden Garne aus Glasfasern bestehen,

   3^ Trockengewebe nach Anspruch 2, bei welchem die in Maschi— nenlaufrichtung bzw, in Maachinenlängsrichtung verlaufenden Garne aus Kunstfasern bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe über lange Zeiträume hinweg gegenüber den Umgebungsbedingungen, denen das Gewebe im Betrieb ausge-r setzt ist, sowohl physikalisch bzw. mechanisch als auch chemisch praktisch stabil ist.

   4. Trockengewebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da£ die quer zur Maschinenlaufrichtung angeordneten Garne texturiert bzw, strukturiert sind»

   5·· Trockengewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Maschinenlaufrichtung verlaufenden Garne texturierte Glasfaser-ffäden sind.

   6. Trockengewebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Maschinenrichtung verlaufenden Garne praktisch nicht über die Slachseiten des Gewebes hinausragen»

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   7- Trockengewebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in Maschinenrichtung verlaufenden Garne aus hoch—

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   temperaturbeständigem Polyamid bestehen.

   8. Trockengewebe nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die. in Maschinenrichtung verlaufenden Garne aus hochtemperaturbeständigem Polyamid-Material bestehen-

   9. Verfahren zur Herstellung eines Trockengewebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung auf einer Pa>piermaschine, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst Kettfäden verwendet werden, die sich durch hohe Festigkeit und beträchtliche physikalische und chemische Stabilität ™ unter den UmgebungsbedingungeH, welchen das Gewebe im Betrieb ausgesetzt ist, auszeichnen, sowie Schußfäden verwendet werden, die sich dadurch auszeichnen, daß sie voluminös sind und hohe Wärme— und Chemikalien-Beständigkeit unter den vorgesehenen Betriebsbedingungen des Gewebes besitzen, daß die Garne dann zu einem Gewebe verwebt werden, derart,daß die Kettfäden in Maschinenlauf— richtung und die. Schußfäden quer zur Maschinenlaufrichtung des Gewebes angeordnet sind, und daß .^i%|.eßlich die quer zur Maschinenlaufrichtung angeordneten Garne mit Kunstharz imprägniert werden.

   10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß beim Imprägnieren der quer zur Maschinenlaufrichtung verlaufenden Garne das ganze Gewebe nach dem Weben imprägniert wird.

   11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe derart gewebt wird, daß praktisch kein Kettfaden über eine der Elachseiten des Gewebes hinausragt.

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