DE3148175C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Trockensieb für Papiermaschinen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Derartige Trockensiebe sind verhältnismäßig offen und haben daher eine hohe Durchlässigkeit, wodurch sie in der Papiermaschine einen freien Durchgang von Dampf aus der zu trocknenden Papierbahn gestatten. Nachteilig ist jedoch, daß sie nur eine geringe Formstabilität insbesondere in der Quermaschinenrichtung haben, da die Garne in einem derartigen offenen Gewebe dazu neigen, sich relativ zueinander zu verschieben, wodurch die Gleichmäßigkeit des Gewebes zerstört wird.

Die EP 00 13 471 A1 zeigt ein Trockensieb der gattungsgemäßen Art, bei dem die Quergarne mit einem schaumbildenden Stoff beschichtet wurden, um die Hohlräume des Gewebes zu füllen und dessen Durchlässigkeit zu verringern. Alternativ können einige der Quergarne in ihrer Gesamtheit aus dem schaumbildenden Stoff bestehen. Da der Schaum weich ist, kann er zur Stabilisierung des Gewebes nichts beitragen.

Aus der DE 28 47 327 A1 ist ein Trocknungsgewebe bekannt, dessen Kettfäden einen abgeflachten Querschnitt haben, wodurch der Abstand der Schußfäden voneinander und damit die Durchlässigkeit des Gewebes verringert wird. Außerdem werden durch die abgeflachten Kettfäden die Berührungsflächen zwischen Kette und Schuß vergrößert, wodurch das Gewebe gegen eine Verzerrung in der eigenen Ebene versteift wird. Die Schußfäden können aus einem im Vergleich zu dem Material der Kettfäden relativ geschmeidigen Kunststoffmaterial bestehen, so daß sie sich der Form der Gewebezwischenräume derart anpassen können, daß sie diese teilweise ausfüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Formstabilität eines Trockensiebes der gattungsgemäßen Art zu verbessern, ohne dessen Durchlässigkeit wesentlich zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 5 angegebenen Merkmale gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, daß die genannten Quergarne bei der nach dem Weben des Gewebes erfolgenden Thermofixierung weich werden und sich der Form des Gewebes anpassen. Nach dem Abkühlen unter die Erweichungstemperatur erstarren sie in dieser Form und stabilisieren sich in den betreffenden Positionen. Dies hält die übrigen Garne in ihrer Lage und stabilisiert das Gewebe in Maschinenquerrichtung. Dadurch wird eine hohe Formstabilität erreicht, ohne daß die Durchlässigkeit wesentlich verringert wird. Sind die genannten Quergarne Spinnfasergarne, so ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die einzelnen Fasern bei der Thermofixierung verschmelzen und dadurch weniger Feuchtigkeit aufnehmen.

Die genannten Quergarne können Füllgarne sein. Bei einem aus Monofilamenten gebildeten Gewebe mit mehreren Quergarn-Lagen, die mit Längsgarnen verwebt sind, können diese Füllgarne in von benachbarten Quergarn-Lagen gebildeten Hohlräumen angeordnet sein und diese teilweise ausfüllen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines solchen Trockensiebes ist dadurch gekennzeichnet, daß Längs- und Quergarne aus einem ersten Polymer-Kunstharz und Quer- bzw. Füllgarne aus einem zweiten thermoplastischen Polymer-Kunstharz mit einer Erweichungstemperatur, die niedriger ist als diejenige des ersten Polymer- Kunstharzes, miteinander verwebt werden und das so erzeugte Gewebe bei einer Temperatur thermofixiert wird, die über der Erweichungstemperatur des zweiten Polymer-Kunstharzes, jedoch unter der Schmelztemperatur des ersten Polymer-Kunstharzes liegt.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Schnitt in der Maschinenrichtung eines Vorfabrikats,

Fig. 2 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 eines Endfabrikats,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes des in Fig. 3 gezeigten Fabrikats und

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines aus dem Endfabrikat hergestellten endlosen Trockensiebes.

Die Erfindung hat ein verbessertes Trockensieb zum Gegenstand. Im allgemeinen ist ein derartiges Sieb ein Gewebe mit Längs- und Quergarnen. Die Garne können Monofilgarne, Multifilgarne oder von Stapelfasern gesponnene Garne sein. Das Sieb kann aus einem einfachen einlagigen Gewebe oder aus komplexen mehrlagigen Geweben bestehen, je nachdem, was für Eigenschaften gefordert werden.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Vorfabrikats für ein Trockensieb im Längsschnitt. Das Gewebe 10 weist eine Mehrzahl von Quergarnen 12 auf, die in einer oberen Lage A und in einer unteren Lage B angeordnet sind. Diese Lagen A, B sind parallel zu der Querebene des Gewebes 10 (quer zur Bewegungsrichtung des Siebes in der Papiermaschine, wobei die Bewegungsrichtung durch den Pfeil MD in Fig. 1 veranschaulicht ist). Die Quergarne 12 und die Lagen A und B sind miteinander durch eingewebte Längsgarne 14 verbunden. Die Garne 12, 14 können Monofilgarne, Multifilgarne oder gesponnene Garne jedes üblichen Gewichts sein. Für ein Trockensieb werden vorzugsweise Monofilgarne mit geringem Wasser-Absorptionsvermögen verwendet. Repräsentativ für bevorzugte Monofilgarne 12, 14 sind solche aus Polyestern, Polyamiden, Polyaramiden, Polyolefinen und dergl., welche nur geringe Feuchtigkeitsmengen absorbieren. Vorzugsweise haben die Monofilgarne einen Durchmesser zwischen 0,43 und 0,22 mm, um die Stabilität und strukturelle Festigkeit zu verbessern.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß zwischen den Lagen A und B Zwischenräume oder Hohlräume 16 liegen, welche benachbarte Quergarne 12 an bestimmten Stellen entlang der Quergarne 12 voneinander trennen. Diese Hohlräume 16 sind offene Bereiche innerhalb des Gewebes 10, welche eine unbehinderte Luftströmung durch das Gewebe 10 ermöglichen und teilweise für die hohe Durchlässigkeit verantwortlich sind, die diese siebartigen Gewebe auszeichnet. In dem Gewebe 10 sind die Hohlräume 16 teilweise ausgefüllt duch Füll-Schußgarne 18, die in der Querebene des Gewebes 10 im wesentlichen parallel zu den Quergarnen 12 angeordnet sind. Die Art der Füll- Schußgarne 18 ist kritisch und ihr Durchmesser wird so gewählt, daß sie die Hohlräume 16 teilweise ausfüllen, ohne die Dicke des Gewebes 10 zu vergrößern oder alle Hohlräume 16 zu schließen. Repräsentativ für Garne, die als Füll-Schußgarne 18 verwendet werden können, sind Monofilgarne, gesponnene und Multifilgarne aus synthetischen thermoplastischen Polymer-Kunststoffen, beispielsweise Mono- oder Multifilgarne aus Polyolefinen wie Polypropylen, Polyäthylen und dergl. Wesentlich ist die Auswahl der Garne 18 aus thermoplatischen Polymerharz-Kunststoffen, die einen Erweichungspunkt haben, der wesentlich niedriger liegt als derjenige der Garne 12 und 14. Der Zweck für diese Notwendigkeit ergibt sich aus der folgenden Beschreibung. Vorzugsweise sind die Garne 18 gesponnene Garne aus Polypropylentextilfasern.

Das Gewebe 10 kann mit üblichen Webtechniken gewebt werden. Nach dem Weben des Gewebes 10 wird dieses thermofixiert, um es zu stabilisieren und die Garne in ihre gewünschten relativen Lagen zueinander zu ziehen. Die Längsgarne 14 werden von den Außenflächen des Gewebes 12 nach innen gezogen und dieser Druck "kräuselt" die Garne 12 und 18 etwas. Der Grad von Thermofixierung, der benötigt wird, um die gewünschte Struktur des Gewebes 10 zu erhalten, hängt naturgemäß von der Art der Garne 12, 14 und 18 ab. Die angewandte Temperatur muß in einem Bereich liegen, der niedriger ist als der Schmelzpunkt der Garne 12, 14, jedoch höher als der Erweichungspunkt der Garne 18. Während der Hitzeverfestigung schmelzen oder erweichen die Garne 12 und 14 nicht merklich, während die Garne 18 erweichen. Beim Erweichen erschlaffen die Polymerketten und die Garne 18 passen sich der Form des Gewebes an. Nach dem Abkühlen des thermofixierten Gewebes 10 unter den Erweichungspunkt der Garne 18 verfestigen sich diese wieder in de Gewebe und stabilisieren sich in diesen Positionen. Wenn das bevorzugte gesponnene Polypropylen die Polymer- Substanz der Garne 19 bildet, so schmelzen die Fasern während der Thermofixierung, und beim Wiederverfestigen nehmen die Garne 18 die Form von Monofilgarnen an. Die wiederverfestigten Garne 18 nehmen auch weniger Feuchtigkeit auf und halten auch weniger Feuchtigkeit als die unbehandelten gesponnenen Garne 18. Fig. 2 entspricht Fig. 1, jedoch nach der Thermofixierung des Gewebes 10. Wie ersichtlich ist, sind die Garne 18 verformt, derart, daß sie wie Monofilgarne aussehen, s. auch Fig. 3.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes eines Garnes 18 nach der Wärmebehandlung, und sie zeigt, wie das Garn 18 aufgrund des Schmelzens und der Wiederverfestigung in dem Gewebe durch die Längsgarne 14 festgehalten wird. Diese Verklammerung stabilisiert das Gewebe 10 in der Quermaschinenrichtung (siehe den Pfeil CD in Fig. 3). Die sonst zu beobachtende mangelnde Formstabilität in der Richtung CD wird dadurch beseitigt. Die optimalen Zeiten, Temperaturen und Spannungen, die bei der Thermofixierung angewandt werden, sind für den Fachmann bekannt und werden durch Probieren für unterschiedliche Garn-Werkstoffe festgestellt. Im allgemeinen wird die Thermofixierung bei Temperaturen zwischen etwa 93°C und 190°C für einen Zeitraum zwischen 15 und 60 Minuten durchgeführt. Das Gewebe kann flach gewebt sein und seine Enden können durch übliche Säum-Methoden miteinander verbunden werden, um ein endloses Trockensieb 5 gemäß Fig. 5 zu erhalten. Diese Siebe können dann in der Trockenpartie einer Papiermaschine eingesetzt werden.

Im folgenden wird ein Beispiel zur Herstellung eines Trockensiebmaterials gegeben.

Die Durchlässigkeit wurde mit einem Frazier-Luftdurchlässigkeitsmesser von United States Testing Company festgestellt. Die Anzeige dieses Gerätes erfolgt in cu.ft. von Luft, die durch ein sq. ft. des Fabrikates bei einem Druck entsprechend 12,7 mm WS in einer Minute hindurchgeht (CFM).

Es wurden Polyester-Monofilgarne mit einem Durchmesser von 0,108 mm und einem Schmelzpunkt von 250°C, Polyamid- Monofilgarne mit einem Durchmesser von 0,113 mm und einem Schmelzpunkt zwischen 215 und 221°C für die Längs- und Quergarne sowie gesponnene Garne aus Polypropylenfasern mit einem Gewicht von 327 g pro 100 m und einem Schmelzpunkt zwischen 160 und 176°C und einem Erweichungspunkt zwischen 140 und 160°C für die Füllgarne 18 vorgesehen. Die Dichte der Polyester-Monofil-Längsgarne in dem Produkt beträgt 31,5 Garne pro cm (80 Garne pro Zoll). Die Anzahl der Quergarne beträgt sieben Monofilgarne 12 und 3,3 Polypropylen-Spinngarne 18 pro cm, also insgesamt 10,3 Quergarne pro cm.

Das Gewebe wird üblicherweise gefinished durch Thermofixierung unter Spannung bei einer Temperatur von 193°C während 15 Min., um eine besondere Formstabilität und gute Laufeigenschaften zu erreichen.

Nach der Fertigstellung wurde das Gewebe einer physikalischen Untersuchung unterworfen und es wurden folgende physikalischen Eigenschaften, verglichen mit dem gleichen Fabrikat vor der Thermofixierung, festgestellt.

Aus dem Gewebe wurde ein endloses Trockensieb hergestellt. Eingebaut in eine Papiermaschine hat sich das Produkt als gut geeignet für die Herstellung von Papier gezeigt. Das Band läuft gut, ist leicht zu führen und hat eine lange Lebensdauer, selbst wenn es Temperaturen von etwa 121°C ausgesetzt wird. Die erfindungsgemäßen Trockensiebe können in jeder üblichen Weise gefinished werden, beispielsweise durch chemische Behandlung, um spezifische Eigenschaften hinsichtlich Laufverhalten, Widerstand gegen chemische Zersetzung oder Abrieb zu erhalten.

Claims (5)

1. Trockensieb für Papiermaschinen, bestehend aus einem offenen Gewebe aus Längs- und Quergarnen (12, 14) aus einem Polymer- Kunstharz, dadurch gekennzeichnet, daß in der Maschinenquerrichtung (C.D.) des Gewebes (10) Garne (18) aus einem synthetischen thermoplastischen Polymerharz angeordnet sind, dessen Erweichungstemperatur niedriger ist als diejenige des Materials der übrigen Garne (12, 14).

2. Trockensieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Garne (18) Spinnfasergarne aus Polypropylen sind.

3. Trockensieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Garne (18) Füllgarne sind.

4. Trockensieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Monofilamenten gebildete Gewebe (10) mehrere Quergarn-Lagen (A, B) aufweist, die mit Längsgarnen (14) verwebt sind, und daß die Füllgarne (18) in von benachbarten Quergarn-Lagen (A, B) gebildeten Hohlräumen (16) angeordnet sind und diese teilweise ausfüllen.

5. Verfahren zur Herstellung eines Trockensiebes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Längs- und Quergarne aus einem ersten Polymer-Kunstharz und Quer- bzw. Füllgarne aus einem zweiten thermoplastischen Polymer-Kunstharz mit einer Erweichungstemperatur, die niedriger ist als diejenige des ersten Polymer-Kunstharzes, miteinander verwebt werden und das so erzeugte Gewebe bei einer Temperatur thermofixiert wird, die über der Erweichungstemperatur des zweiten Polymer-Kunstharzes, jedoch unter der Schmelztemperatur des ersten Polymer- Kunstharzes liegt.