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Papiermaschinenbelag wie Papierfabrikations-Filz oder ihnliches Produkt
sowie Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft einen Papiermaschinenbelag
wie Papierfabrikations-Filz oder ein ähnliches Produkt, welches insbesondere in
der Papierherstellung anwendbar ist, um die Paste, bzw. den Brei sowohl in der feuchten
als auch in der trockenen Herstellungsphase zu transportieren, um die Materialbänder
in der Bewegung zu trocknen.
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In der Papierfabrikation verwendet man insbesondere Filze, welche
als Hauptaufgabe haben, die nasse Papierbahn zu transportieren und die Ausscheidung
des Wassers zu gestatten, welches beim Durchgang der Bahn durch entsprechende Organe
in der ersten Partie der Papiermaschine ausgepreßt wird, um dann die Bahn, deren
Wasser teilweise ausgepreßt ist, über geheizte Zylinder zu führen und somit die
Trocknung zu erleichtern, indem der Wärmeübergang vom Zylinder auf die Bahn erhöht
wird, indem eine spontane Belüftung derart bewirkt wird, daß die Verdampfung erleichtert
wird und indem eine bestimmte Wassermenge in der flüssigen Phase absorbiert wird.
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Die Erfindung hat zum Ziel, die Eigenschaften von Papierfabrikationsfilzen
oder ähnlichen Produkten zu verbessern, um zu gestatten, daß sie ihre Funktion erfüllen
und um ihr Anwendungsgebiet zu vergrößern, und zwar insbesondere im hinblick auf
die Durchlässigkeit, die Führungseigenschaften und die Oberflächenbeschaffenheit,
insbesondere zur Vermeidung der Markierung der Papierbahn durch den Trägerfilz.
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Eine Oberflächenbehandlung des Papi erfabrikations-Filz es wird gewöhnlich
durch eine Behandlung mit einer Rauhkarde durchgeführt. Gemäß der Erfindung soll
dasselbe Ergebnis mittels eines einfacheren Verfahrens erreicht werden, welches
in gleicher Weise im Falle von synthetischen Fasern anwendbar ist, bei welchen das
obige Verfahren unwirksam ist.
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Die vorliegende Erfindung hat im wesentlichen zum Ziel, die Technik
der Beflockung auf die Papierfabrikations-Gewebe und ähnliche Produkte anzuwenden.
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Es ist bekannt, die Beflockung anzuwenden, um dekorative Elemente
herzustellen: bis zum heutigen Tage ist diese Technik der Beflockung jedoch noch
niemals für die in der Papierfabrikation verwendeten Filzgewebe vorgeschlagen worden.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Papiermaschinenbelag wie Papierfabrikations-Filz
oder ein ähnliches Produkt, welches insbesondere in der Papierfabrikation anwendbar
ist, um die Materialbahnen in der Bewegung sowohl in der nassen als auch in der
trockenen Phase zu trocknen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine beflockte
Seite oder eine mit einem geflockten Material bedeckte Seite oder aber eine Seite
mit einer analogen Struktur vorgesehen ist, und daß die geflockte Seite entweder
durch Verweben von zuvor beflockten Fasern oder aber durch Aufbringung einer Flockenschicht
auf das Gewebe nach dessen Herstellung erfolgen kann.
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Es können sowohl die Kettfäden als auch die Schußfäden geflockt sein
oder es können nur die Kettfäden oder nur die Schußfäden geflockt sein.
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Nach einem Merkmal der Erfindung ist nur die äußere Schicht der Schußfäden
geflockt, was die Erreichung eis Gewebes gestattet, welches eine einzige-geflockte
Seite aufweist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht eine interne Schicht
der Schußfäden aus geflockten Fasern derart, daß die Eigensdaften der Durchlässigkeit
und der Absorption des Filzes verändert werden.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Fasern des Pilzes
nach der Beflockung imprägniert.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Filz nach dem Weben
imprägniert.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Durchlässigkeit
des Filzes verändert, und zwar entweder durch Veränderung der Eigenschaften der
geflockten Faser oder durch Veränderung der Dichte der geflockten Fasern.
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In einer Ausführungsform der Erfindung besteht der Belag aus einem
Gewebe aus Kettfäden und Schußfäden, welches wenigstens eine geflockte Schicht aufweist,
die aus kurzen Fasern besteht, welche nach dem Weben auf dem Gewebe abgelagert werden.
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Nach einem Merkmal der Erfindung umfaßt der Belag eine geflockte Schicht
auf jeder Seite, wobei jede Flockenschicht eine unterschiedliche Dichte aufweisen
kann derart, um die mechanischen Eigenschaften des Bilzes der Aufgabe jeder Seite
anzupassen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Belag eine variable
Flockendichte in der Querrichtung auf derart, um einen Belag mit variabler Durchlässigkeit
zu schaffen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindungann die Beflockung in einem
oder mehreren Schritten auf den Filzbelag aufgebracht werden, welcher mit einem
Harz imprägniert sein kann, was jedoch nicht der Fall zu sein braucht oder auch
nachträglich imprägniert werden kann oder nicht.
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Die Erfindung erstreckt sich im übrigen auf Beflockungsverfahren,
welche angewendet werden, um einen erfindunsgemäßen Papierfabrikations-Belag herzustellen
sowie auf Vorrichtungen zur Ihirchführung des Verfahrens.
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Ein erfindungsgemäßes Beflockungsverfahren besteht darin, auf einem
Trägermaterial wie einem Papierfabrikations-Filz oder einem ähnlichen Produkt, was
zuvor mit einem geeigneten Klebstoff bestrichen wurde, Textilfasern oder andere
Fasern geringer hänge derart aufzubringen, um eine Flockenummantelung auf wenigstens
einer Seite des Trägers zu schaffen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Flocken auf das
Trägermaterial wie den Filz oder ein ähnliches Produkt auf elektrostatischem Wege
aufgebracht, und zwar in Verbindung mit mechanischem Andruck.
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Die Erfindung gestattet es, einen Papierfabrikations-Filz oder ein
ähnliches Produkt herzustellen, welches folgende Vorteile aufweist: Eine glatte
Oberfläche, welche keine Markierungen auf der mit ihr in Kontakt befindlichen Papierbahn
hinterläßt, ein Produkt großer Durchlässigkeit, welches die Luft leicht durchläßt,
um die Trocknung des Papiers zu verbessern, ein Produkt großen Absorptionsvermögens,
welches das Ablaufen des aus dem Papierbrei ausgepreßten Wassers erleichtert, gute
Hafteigenschaften der Oberfläche, welche die Führung durch intensiveren Kontakt
mit den Antriebsorganen verbessern, gute MaßhaLtigkeit.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigt: Fig. 1 in schematischer Weise ein gewebtes Tuch, dessen
Schußfäden geflockt sind, Fig. 2 ein Gewebe mit drei Schichten von Schußfäden, von
denen nur die obere Schicht aus geflockten Fäden besteht,
Fig. 3
einen Schnitt eines geflockten Schußfadens, Fig. 4 in schematischer Darstellungkin
gewebtes Tuch, welches auf seiner Oberseite mit einerBeflockung .versehen ist, Fig.
5 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 4, und Fig. 6 eine charakteristische
Kurve der Feuchtigkeit einer Papierbshn, In der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform
besteht ein Gewebe aus Kettfäden 1 und 2 und aus einer Schicht von Schußfäden 3,
welche aus beliebigen Fasern hergestellt sein können. Das Weben wird mit nicht geflockten
Kettfäden und mit geflockten Schußfäden durchgeführt. Die Flockung 4 erscheint auf
den zwei Seiten des Gewebes, indem es dessen Eigenschaften verankert.
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In der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind die Kettfäden
1, 2, 5, 6 nicht geflockt, aber unter den SchuB-fäden 7, 7 und 8 besteht nur die
obere Schicht 3 aus geflockten Fäden. Indem für die obere Schicht der Schußfäden
3 geflockte Fäden verwendet werden, erhält man eine geflockte Seite, und zwar für
diejenige Seite des Filzes, welche mit der Papierbahn in Berührung kommt, was gestattet,
dem Filz einen glatten und nicht markierenden Oberflächenzustand zu verleihen, wodurch
jedes Risiko der Markierung des Papiers vermieden wird. Man kann jedoch in gleicher
Weise geflockte Fäden auch für die Schußfäden 7 und 8 verwenden. Indem geflockte
Fäden für die untere Schicht 8 der Schußfäden verwendet wird, verbessert man die
Haftung des Filzes auf den Antriebsorganen oder den Fuhrungsorganen der Papiermaschine
und folglich die Führung durch einen intensiveren Kontakt mit den entsprechenden
Antriebsorganen. Indem geflockte Fäden für die Zwishenschicht 7 der Schußfäden verwendet
werden, verbessert man die Absorptionseigenschaften und die Eigenschaften der Durchlässigkeit
des Filzes.
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Ein Gewebe, welches geflockte Schußfäden aufweist, weist auch eine
gute Abriebfestigkeit auf. Gemäß der Darstellung in der Fig. 3 wirkt nämlich die
Reibung auf den Kettfaden 2, d.h., nicht direkt auf den Schußfaden 3, da dieser
letztere durch die Kettfäden abgedeckt ist. Im Falle der Reibung des Filzes auf
einer Papiertranspo rtwalz e beispielsweise berührt die Walze den Verankerungspwlkt
der Flockung nicht. Es wird nur durch Biegung auf die Flockung eingewirkt. Es erfolgt
kein direkter Druck auf die Seele des geflockten Fadens.
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Es besteht kein Risiko, daß die Flockung herausgerissen wird. Andererseits
reduziert das Vorhandensein der Flockung die Gleitung, wodurch die Abnutzung des
Gewebes vermindert wird.
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In den dargestellten Ausführungsbeispielen werden geflockte Schußfäden
verwandt, es ist jedoch offensichtlich, daß ebenso geflockte Kettfäden verwendet
werden könnten.
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Die Flockungen bestehen aus natürlichen oder synthetschen Fasern,
und die geflockten Fäden können nach der Beflockung imprägniert werden, um eine
zusätzliche Haftung zu schaffen Die Verwendung von geflockten Fäden in der Herstellung
von Papierfabrikations-Filzen gestattet es, eine sehr gleichmäßige Oberfläche zu
erreichen und die Probleme der Markierung des Papiers durch den flägerfilz des Papierbreis
während der Papierherstellung zu vermeiden. Sie gestattet weiterhin, das breite
Anwendungsspektrum von Papierfabrikations-Filzen zu erweitern.
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Die Fig. 4 und 5 der Zeichnung stellen ein Gewebe dar, welches aus
Kettfäden 11, 12, 13 und 14 und aus Schußfäden 15, 16 und 17 besteht, welche aus
beliebigen Fasern hergestellt sein können, beispielsweise aus synthetischen Fasern.
Das Gewebe ist auf seiner Oberseite mit einer Flockenschicht.18 überzogen, wobei
die Flocken senkrecht zur Gewebescht angeordnet und im
Gewebe durch
ein geeignetes Klebmittel 8 befestigt sind, insbesondere ein synthetisches Harz,
beispielsweise synthetischer Kautschuk. Das Gewebe kann in gleicher Weise auf seiner
Unterseite eine weitere Beflockung empfangen, und zwar entweder gleichzeitig oder
in einem zweiten Arbeitsgang.
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Die Beflockung der Oberseite, welche den Papierbrei trägt, schafft
eine sehr glatte Oberfläche, welche es gestattet, jegliches Risiko der Markierung
des Papiers durch den Xrägerfilz zu vermeiden, ohne die Durchlässigkeit dieses letzteren
zu vermindern. Die Blockenfasere durchdringen den oberen Teil des Gewebes, sie bilden
jedoch nichts destoweniger eine gleichmäßige Oberfläche. Durch Beflockung des unteren
Teils des Gewebes, welcher mit den Antriebswalzen oder anderen Walzen der Papiermaschine
in Kontakt steht, wird der Reibungskoeffizient verbessert und somit die Eaftung
und die Führungseigenschaft des Filzes auf der~Antriebswalze verbessert.
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Indem die Dichte der Beflockung auf der einen oder der anderen Seite
des Filzes oder auf den zwei Seiten verändert wird, lassen sich ##### die Durchlässigkeit
des Filzes und die Absorptionsfähigkeit des Filzes verändern. Das Wasser, welches
von dem Papierbrei ausgepreßt wird, wird durch den silo gesaugt.
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Indem die Durchlässigkeit des Filzes verändert wird, d.h., indem der
luftdurchgang durch den Filz verbessert wird, kann man sich den ideen Eigenschaften
nähern, welche ein Filz auf einer bestimmten Maschine besitzen muß sowie wohl definierten
Funktionsbedingungen.
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Im Papierherstellungsverfahren ist die Breibahn in der Mitte feuchter
als an den Rändern. Um diesem Nachteil abzuhelfen, ist es erforderlich, die Bahn
im mittleren Teil stärker su trocknen als an den Rändern.
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Die Erfindung bietet eine Lösung für dieses Problem, indem ein Filz
mit variabler Durchlässigkeit geschaffen wird, d.h. indem eine größere Durchlässigkeit
im mittleren Teil geschaffen wird und eine geringere in den seitlichen Teilen. Ein
Filz mit variabler Durchlässigkeit wird erreicht, indem die Dichte der Beflockung
variiert wird.
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Die Fig. 6 stellt eine Feuchtigkeitskurve einer Papierbahn dar.
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Die Kurve H1 wird erreicht, wenn ein Filz konstanter Durchlässigkeit
verwendet wird, so daß die Bahn in der Fritte feuchter und an den Rindern AB trockner
ist, was Nachteile beim Auspressen des Papiers nach sich zieht. Das Ideal besteht
darin, eine horizontale Kurve und somit eine Bahn konstanter Feuchtigkeit zu erreichen.
Die Verwendung eines Filzes variabler Durchlässigkeit gemäß der Erfindung gestattet
es, dieses Ergebnis zu erreichen.
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Das erfindungsgemäße Beflockungsverfahren kann auf elektrostatischem
Wege angewandt werden, und zwar auf einen Träger, welcher zuvor mit einem Klebstoff
eingestrichen wurde. Die Elebstoffschicht wird beispielsweise per Foulard aufgebracht,
durch welchen das Gewebe hindurchgeführt wird oder durch Befeuchten oder Bestreichen.
Beim Verfahren der elektro statischen Beflockung in diesem floment werden elekbrisierte
Fasern in ein elektrisches Feld gebracht und folgen den Kraftlinien des Beldes,
um senkrecht auf die mit Klebstoff eingestrichene Oberfläche aufzutreffen.
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Dieses Verfahren liefert eine beachtliche Faserdichte. Die
Fasern
sind nämlich gemäß einer Polarität geladen, welche beim Kontakt mit einer elektrischen
Generatorpiatte gegeben ist, so daß die Fasern somit eine Ladung bestimmter Polarität
erhalten, so daß sie beim Einbringen in das elektrische Feld, welches sie ausrichtet,
mit großer Geschwindigkeit auf die Filzoberfläche auftreffen und dort festkleben.
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Durch Veränderung des Potentialunterschiedes des Generators und des
Abstandes der Elektroden ist es möglich, den Fasern mehr oder weniger starke Beschlellnigungen
zu erteilen, um ein mehr oder weniger tiefes Eindringen in die Klebstoffschicht
zu gewährleisten und somit einen besseren Abriebwiderstand zu erreichen. Die Einfügung
der Fasern entlang der Richtung der Feldlinien gestattet es, eine große Anzahl von
Masern nebeneinander anzuordnen und somit eine starke Dichte der Ablagerung zu gewährleisten.
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Die Beflockung kann in gleicher Weise auf mechanische Art durch Bewegung
unter Druck erfolgen, wobei die Fasern mittels Druckluft mit Hilfe einer Spritzeinrichtung
oder einem ähnlichen Gerät aufgebracht werden. Die Fasern werden auf die Oberfläche
aufgebracht, welche vorher eingestrichen wurde, und sie werden in senkrechter Richtung
auf die Oberfläche geschleudert und kleben dort feste flanann jedoch vorteilhafterweise
die elektrostatische Beflockung mit einem mechanischen Andrücken des Filzes kombinieren.
Sobald die Beflockung abgeschlossen ist, durc hläuft das Gewebe dann einen Ofen,
und zwar zur Polymerisation des Harzes.
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Die Verwendung von beflockten Fäden in der Herstellung von Papierfabrikations-Filzen
oder das Aufbringen -einer Beflockung
auf einen Papierfabrikations-Filz
gestattet es, die Eigenschaften dieses Filzes stark zu verbessern, ohne sein Gewicht
wesentlich zu beeinflussen. Sie gestattet es insbesondere, den Anwendungsbereich
des Papierfabrikations Filzes zu erweitern. Die Eigenschaften des Papierfabrikations-Silzes
ändern sich nämlich wahrend der Herstellung der nassen und der trocknen Phase stark.
Da jedoch die Geschwindigkeit der Maschine am Anfang und am Ende des Polarisationszyklus
dieselbe ist, ist es erforderlich, daß sich der Filz in allen Stadien des Herstellungsverfahrens
zufriedenstellend verhält. Die Erfindung ermöglicht es, einen Filz zu schaffen,
welcher diese Bedingungen erfüllt.
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Die Vorteile, welcher ein Papierfabrikations-Filz aufweist, der eine
erfindungsgemäß beflockte Oberfläche aufweist, betreffen die Verbesserung des Oberflächenzustandes,
der Durchlässigkeit, der Führung und der Absorption: Oberflächenzustand: das Vorhandensein
von beflockten Fäden oder die Beflockung von wenigstens einer Seite schafft eine
sehr gleichförmige Oberfläche, welche es gestattet, das Problem der Markierung vollkommen
zu überwinden.
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Durchlässigkeit: das Vorhandensein von beflockten Fäden oder die Beflockung
von wenigstens einer Seite vermindert die Durchlässigkeit des Gewebes nicht, indem
der Luftdurchsatz durch den Filz nicht reduziert wird.
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Führung: das Vorhandensein von beflockten Fäden oder der Beflockung
von wenigstens einer Seite gestattet es, den Reibungskoeffizienten auf den Antriebswalzen
zu erhöhen und somit die Abnutzung des Filzes zu vermindern und seine Führung zu
verbessern.
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Absorption: das Vorhandensein von beflockten Fäden oder der Beflockung
von wenigstens einer Seite gestattet es, das Ablaufen des Wassers in der feuchten
Phase der Herstellung des Papiers zu verbessern, ohne die Bahn zu markieren, wobei
die Bahn gegen flarkierungen umso anfälliger ist, je feuchter sie ist.
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Der verwendete Filz kann beliebiger Natur sein, kann jedoch vorteilhafterweise
derart sein, daß er eine große Durchlässigkeit aufweist. Die Beflockung auf einer
Seite gestattet es, die Markierung; des Papiers zu verhindern und die Beflockung
auf der anderen Seite gestattet es, die Haftung zu verbessern.
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Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß die Anwendung der Technik
der Beflockung auf Papierfabrikations-Filze gestattet, ihre Bigenschft stark zu
verändern, und zwar die Oberflächenbeschaffenheit und die Durchlässigkeit, ohne
ihre anderen Eigenschaften zu beeinträchtigen. Die Erfindung ist auf gewebte, gewirkte
oder auch auf nicht gewebte Papierfabrikations-Filze anwendbar.
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- Patentansprüche -