DE3245122C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Transportfilz für die Papierherstellung und ein Verfahren für dessen Her­ stellung und geht aus von einem Transportfilz für die Führung einer Faserstoffbahn durch eine Pressenpartie einer Papiermaschine, wobei der Filz wenigstens eine genadelte, aus Fasern bestehende Florschicht aufweist und mit einem bei der Filzherstellung zugesetzten, ver­ dichtenden oder verstopfenden Behandlungsmittel, wie Harzemulsion, imprägniert ist, wie er bereits mit der nicht vorveröffentlichten DE-OS 32 15 825 vorgeschla­ gen wurde.

Ein solcher Filz ist für die Förderung einer Faserbahn durch eine solche Papiermaschinenpresse, in der die Bahn verhältnismäßig lange zum Anliegen an dem Transportfilz kommt, vorgesehen und als Transportfilz zu bezeichnen (DE-Buch "Handbuch der Papier- und Pappenfabrikation").

Die Verwendung eines gewöhnlichen Filzes als Transport­ filz verursacht, wegen der mit dem Filz transportierten Luft und Wasser, bedeutende Probleme anläßlich Blasen und erneuten Naßwerdens.

Ein gewöhnlicher Filz transportiert Luft in der Oberschicht und in den im Inneren befindlichen Poren. Wenn der Filz im Preßspalt zusammengepreßt wird, wird die Luft aus dem Filz ausgedrückt und die Bahn durch die Luft vom Filz hochgehoben und verursacht ein sogen. Blasen, was die Bahn dehnt, zerknittert und zerreißt. Je grös­ ser die Geschwindigkeit der Papiermaschine ist, umso mehr Luft bringt der Filz in den Preßwalzenspalt und umso schwieriger ist das Blasproblem. Dieses stellt oft Grenzen für die Geschwindigkeit oder den Preßdruck der Papiermaschine.

Aus der DE-OS 28 56 429 ist es vorbekannt, die von dem Filz transportierte Luftmenge durch Richtung einer gleichzeitigen Heiz-, Preß- und Dehnwirkung auf den Filz, zwecks Glätten der Filzoberfläche, zu reduzieren. In der Praxis wurde jedoch bemerkt, daß ein solches Glätten nur auf die Oberschicht des Filzes gerichtet ist, welche Schicht leicht unter dem harten Verschleiß, welcher gerade auf die auf der Oberfläche Liegenden Fasern gerichtet ist, abgenutzt wird, wenn der Filz durch einen harten Preßspalt passiert.

Die Beschichtung eines üblichen Filzes mit irgendeinem Kunststoff, Gummi od. dgl. Beschichtungsstoff löst auch das Blasproblem des Filzes nicht. Der Nachteil bei ver­ schiedenen Beschichtungsverfahren ist, daß die Ober­ fläche zu glatt und dicht wird. Dieses erschwert das Lösen der Bahn vom Filz, weil eine sehr glatte und dichte Oberfläche eine kräftige Adhäsion aufweist. Aus diesem Grunde eignet sich z. B. ein Gummiriemen, gerade wegen seiner Oberflächeneigenschaften, gar nicht als Transportfilz verwendet zu werden.

Es ist auch, z. B. aus der FI-AS 60 418 vorbekannt, auf der Filzoberfläche verhältnismäßig feine Fasern und in den inneren Schichten verhältnismäßig grobe Fasern zu benutzen. In einer solchen Filzkonstruktion gibt es auf der Filzoberfläche zwar kleine Poren, welche wegen der transportierten kleinen Luftmenge günstig sind, aber die in den unter der Oberfläche befindlichen gröberen Faserschichten enthaltene Luftmenge verursacht leicht Blasprobleme, wenn der Filz im Preßspalt zusammenge­ preßt wird und die Luft aus dem Filz entweicht.

Das erneute Naßwerden ist ein fast ebenso bedeutendes Problem wie das Blasen. Wenn der Filz und die Bahn verhältnismäßig lange aneinanderliegen, kann das im Filz befindliche Wasser in die Bahn übergehen, wenn die Oberflächenkapillare des Filzes zu groß sind. Die Oberfläche eines üblichen Preßfilzes weist gerade solche große Poren und Kapillare auf, aus denen das Wasser leicht in die Bahn, deren Kapillare sehr klein sind, eingesaugt werden kann.

Außerdem ist die Oberfläche eines üblichen Preßfilzes so uneben, daß die Bahn daran nicht allzu fest haftet. Dieses kann wieder veranlassen, daß die Bahn, anstatt daß sie mit dem Transportfilz laufen würde, mit einem, zunächst für die Entwässerung vorgesehenen Filz läuft.

Zwecks Vermeidung des Problems anläßlich des Blasens und des erneuten Naßwerdens, wurde früher vorgeschla­ gen, den Filz ganz aus der Papiermaschinenpresse aus­ zulassen. Wenn kein Filz gebraucht wird, kommt die Bahn in unmittelbaren Kontakt mit der Oberfläche der Preß­ walze. Hierbei kann das Lösen der Bahn direkt von der Walzenoberfläche Probleme wegen der zwischen der Bahn und der glatten Walzenoberfläche vorhandenen starken Adhäsion verursachen, was bei hohen Papiermaschinenge­ schwindigkeiten die Bahn beschädigt.

In der DE-Z "Wochenblatt für Papierfabrikation" (Heft 16, 1978, S. 628) wird zwar erwähnt, daß die Filze mit Harzen oder anderen Stoffen vollständig undurch­ lässig beschichtet werden können, aber in dieser Druck­ schrift wird auch besonders herausgestellt, daß die verwendeten Behandlungsmittel bzw. Füllstoffe so aus­ gelegt sind, daß sie in der Papiermaschine ausgewaschen werden, so daß die Gefahr einer Verstopfung nicht be­ steht.

Die Absicht einer derartigen Behandlung besteht u. a. darin, die Ingebrauchnahme eines neuen Preßfilzes zu erleichtern.

Auch ist es bereits bekannt, daß bei Papiermaschinen­ filzen die Florschichten aus unterschiedlichen Fasern bestehen (DE-OS 24 35 376).

Weiterhin ist es bereits bekannt, unter der bahntragen­ den Schicht weitere Schichten anzuordnen (DE-OS 31 45 886/ DE-OS 23 61 711).

Aus der gemäß 3 (2) PatG 81 zu berücksichtigenden DE-OS 32 15 825 ist zu entnehmen, daß bei einem Papier­ maschinenfilz ein Grundgewebe 10′ mit einer Faser­ schicht abgedeckt sein kann, wobei in dem Grundgewebe Füllschußfäden vorgesehen sein können, die bei einer Wärmebehandlung schmelzen und dadurch die Durchlässig­ keit des Gewebes in diesem Bereich herabsetzen.

Wenn Füllfäden jedoch verwendet werden, die bei einer Wärmebehandlung schmelzen, ist es nicht leicht, die Menge des verstopfenden Materials stufenlos einzustel­ len. Außerdem füllt das von den Fäden geschmolzene Ma­ terial nur den Faden selbst und höchstens solche Poren, die sehr nahe am Faden liegen. Die füllende und ver­ stopfende Wirkung dieses Materials ist somit sehr be­ grenzt und konzentriert sich lediglich in dem Bereich in unmittelbarer Nähe des Gewebes. Eine Harzbehandlung würde dagegen in Richtung der gesamten Dicke mit der gewünschten Intensität wirken. Durch die Harzmenge könnte die Harzverteilung in Z-Richtung des Filzes kontrolliert und eingestellt werden. Außerdem wäre dann Harz in jedem Punkt des Filzes vorhanden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Transportfilz, welcher den Transport der zu trocknen­ den Bahn während einer längeren Zeit und mit hoher Geschwindigkeit in Berührung mit dem Transportfilz durch die Pressenpartie einer Papiermaschine ermög­ licht, ohne daß der Transportfilz die vorerwähnten Probleme anläßlich des Blasens, des erneuten Naßwer­ dens und der Adhäsion bringt, zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 ge­ kennzeichneten Merkmale gelöst.

Diese Lösung basiert auf dem Gedanken, daß die im Transportfilz befindlichen Poren mit einem Füllstoff verstopft werden, aber gleichzeitig in dem Transport­ filz eine filzartige aber dichte Oberflächenschicht behalten wird. Der Transportfilz wird hierbei durch Wählen des Füllstoffes so, daß dieser die elastische Bewegung des Filzes eliminiert, möglichst wenig zu­ sammenpreßbar gemacht. Ein so ausgebildeter Transport­ filz ermöglicht die Steigerung der Geschwindigkeit der Pressenpartie einer Papiermaschine sogar auf über 1000 m/min, ohne daß der Filz Probleme anläßlich des Blasens oder des erneuten Naßwerdens verursacht, weil der Filz nur sehr wenig Wasser und Luft absorbiert. Der Filz beteiligt sich somit nicht an der Überführung von Wasser aus der Bahn, sondern dieses wird mit üb­ lichen offenen Preßfilzen ausgeführt. Dank der Ober­ flächeneigenschaft des Filzes ist die Adhäsion der Oberfläche auf die Faserbahn niedrig, wobei deren Lösen vom Filz leicht ist, und keine Reißgefahr für das Papier vorhanden ist.

Es ist günstig, für den Filz sehr feine Fasern, deren Feinheit 6 Den oder feiner ist, durchgehend zu verwen­ den. Die Poren des Filzes werden in dieser Weise ver­ hältnismäßig fein, so daß der Filz mit einer angemes­ senen Füllstoffmenge verstopft werden kann.

Bei Versuchen hat man festgestellt, daß die unter Druck stehende Dicke des Filzes günstigerweise wenigstens 45% von der ursprünglichen Dicke bei einem Preßdruck von 14 MPa sein sollte. Auf diese Weise kann man die sonst sehr elastische Bewegung des Filzes reduzieren, weil ein gewöhnlicher Filz sogar zu einem Drittel seiner ursprünglichen Dicke zusammenpreßbar ist.

Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Transport­ filzes ist dadurch gekennzeichnet, daß das Stützgewebe und die Florschicht mit Ausnahme der bahnseitigen Ober­ fläche der Florschicht mit dem Behandlungsmittel voll­ ständig luftundurchlässig gefüllt werden.

Hierbei ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß das Ver­ stopfen des Filzes mit einem Füllstoff so ausgeführt wird, daß auf die bahnseitige Oberfläche des Filzes keine aus Füllstoff bestehende separate Belegungsschicht entsteht. Trotz dessen vollständiger Verstopfung erhält man auf den Filz eine Chamois-Oberfläche, welche nicht zu fest auf der Faserbahn haftet.

In den Filz kann eine Sperrschicht durch Kalandrierung der bahnseitigen Filzoberfläche vor der Verstopfungs­ behandlung ausgeformt werden. In dieser Weise wird auf den Filz eine glatte und dichte Oberfläche erzielt, so daß die kalandrierte Flächenschicht den Füllstoff daran hindert, bis zur bahnseitigen Oberfläche des Filzes zu drängen und die filzartigen Eigenschaften der Oberfläche bleiben bestehen.

Eine Sperrschicht kann auch durch Verwendung auf der bahnseitigen Oberfläche des Filzes von feineren Fasern als in den unteren Schichten erzielt werden, wobei der Füllstoff, welcher auf den Filz von der gegenüberlie­ genden Oberflächenseite geführt wird, mittels dieser feinen Faserschicht gestoppt wird. Es ist vorteilhaft, bei dieser Herstellungsweise auch eine Kalandrierung anzuordnen, wobei in der Oberfläche der Sperrschicht keine offenen Poren bleiben, sondern diese mittels der Wärme und der Pressung des Kalanders verstopft werden. Die erwähnten feineren Fasern sind vorzugsweise 4 Den oder feiner, während die erwähnten gröberen Fasern vorzugsweise 6 Den oder feiner sind.

Eine Sperrschicht kann auch durch Einfügung unter der bahnseitigen Oberfläche des Filzes einer filternden Zwischenschicht erzielt werden, wobei es günstig ist, daß sich die Zwischenschicht zwischen der in der Ober­ fläche befindlichen feinen Faserschicht und der unteren groben Faserschicht befindet. Die filternde Zwischen­ schicht kann z. B. ein Fasergewebe sein, dessen Gewicht 20 bis 200 g/m² beträgt. Die Zwischenschicht hindert den Füllstoff daran, in die Oberfläche des Transport­ filzes einzudrängen.

Die Verstopfungsbehandlung kann durch Spritzen oder Imprägnieren des Filzes in einem Foulard oder durch Aufbreiten des Füllstoffes auf den Filz mit einer Aushebewalze geschehen. Hiernach wird der Filz ge­ trocknet, und der Füllstoff fixiert oder vulkani­ siert.

Grundsätzlich kann das Verfahren auch so ausgeführt werden, daß das Bodengewebe des Filzes oder das Bo­ dengewebe und die Florschicht einer Verstopfungsbe­ handlung mit dem Füllstoff ausgesetzt werden und hier­ nach eine Oberflächenflorschicht an das gefüllte Boden­ gewebe bzw. die Florschicht festgenadelt wird. Schließ­ lich wird der Filz für das Glätten und für die Ver­ dichtung der Oberfläche kalandriert.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, daß die Fasern der feinfasrigen Schicht feiner ausgebildet sind als die Fasern der grobfasrigen Schicht.

Ein besonderer Vorteil besteht in der Verwendung eines Filzes als Übergabefilz für die Übergabe einer Faser­ stoffbahn innerhalb einer Papiermaschine, der wenig­ stens eine genadelte, aus Fasern bestehende Florschicht aufweist und mit einem bei der Filzherstellung zuge­ setzten verdichtenden oder verstopfenden Behandlungs­ mittel imprägniert ist und bei dem der Filz mit Aus­ nahme der bahnseitigen Oberflächenschicht der Flor­ schicht mit dem Behandlungsmittel vollständig luft­ undurchlässig gefüllt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch im Querschnitt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Transportfilzes,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des Transport­ filzes, und

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform des Transport­ filzes.

Der in Fig. 1 gezeigte Transportfilz umfaßt ein Stütz­ gewebe 1 und an dessen beiden Seiten genadelte Flor­ schichten 2 und einen das Stützgewebe füllenden Füll­ stoff 3.

Das Stützgewebe 1 verleiht dem Filz gute Festigkeits­ werte in der Längs- und Querrichtung. Das Stützgewebe gleicht den als Bodenstoffe in gewöhnlichen genadelten Papiermaschinenfilzen gebrauchten Stoffen. Das Stütz­ gewebe kann aus Monofilament-, Multifilament- oder gesponnenen Fäden gewoben werden. Die Fadenkonstruk­ tion kann ein- oder mehrschichtig sein.

Die Florschichten 2 bestehen aus Fasern, deren Feinheit wenigstens 6 Den beträgt. Die Fasern können aus der Herstellung von üblichen Preßfilzen bekannte Fasern sein. Die Schichten 2 sind durch Aufbreitung von auf­ einanderliegenden Schleierschichten auf das Stützgewebe und durch deren Nadelung aneinander und an das Stütz­ gewebe erzielt worden.

Als Füllstoff 3 ist eine Harzemulsion verwendet wor­ den. Ein geeignetes Harz kann ein Acrylharz oder eines der folgenden sein: Epoxi-, Phenol-, Polyvinylazetat-, Styren-, Butadien- od. dgl. -Harz. Ein hartes Harz gibt einen sehr wenig zusammenpreßbaren Filz, während ein weicheres Harz die Zusammenpreßbarkeit etwas steigert. Als Füllstoff kann auch ein synthetischer oder Natur­ gummilatex, Polyurethan oder Silikonelastomer verwendet werden.

Die bahnseitige Oberfläche 2a des Filzes ist in die Form einer glatten und dichten Sperrschicht 4 kalandriert worden, deren Poren durch die Einwirkung von Wärme und Pressung der Kalandrierung verstopft sind, so daß die Sperrschicht den Füllstoff daran hindert, in die bahn­ seitige Oberfläche 2a des Filzes einzudrängen. Der Füllstoff verstopft den übrigen Filz vollständig luftundurchlässig.

Der in Fig. 2 gezeigte Transportfilz unterscheidet sich von dem vorerwähnten dadurch, daß die Florschicht 12 aus einer bahnseitigen, aus feinen Fasern gebildeten Schicht 12A und einer darunter befindlichen, aus gröberen Fasern gebildeten Schicht 12B besteht. Die feinfaserige Schicht 12A bildet eine Sperrschicht 14, welche den Füllstoff daran hindert, in die Oberfläche des Filzes 12a einzudringen. Die Oberfläche 12a ist vorzugsweise kalandriert. Im übrigen ist der Filz mit Füllstoff vollständig gefüllt.

Der in Fig. 3 vorgelegte Transportfilz unterscheidet sich von dem in Fig. 2 vorgelegten dadurch, daß zwischen der feinfaserigen Florschicht 22A, der Florschicht 22 und der Flor­ schicht 22B aus gröberen Fasern ein, eine filternde Zwischen­ schicht bildendes Fasergewebe 24 eingeordnet ist, welches den Füllstoff daran hindert, in die Oberflächenschicht 22A und in die Oberfläche 22a des Filzes einzudringen. Im übrigen ist der Filz mit Füllstoff vollständig gefüllt.

Beispiel 1

Auf ein aus Monofilamentfäden einschichtig gewobenes Bodengewebe wird eine 6 Den Florschicht auf beide Seiten des Bodengewebes genadelt. Das Gewicht des so erhaltenen Filzes war 1400 g/m².

Hiernach wurde der Filz, zwecks Glätten und Verstopfen der bahnseitigen Oberfläche, kalandriert. Der kalandrierte Filz wurde in einem Foulard mit Acrylharz gefüllt und das Überschußharz wurde aus dem Filz gepreßt. Abschlußweise wurde der Filz getrocknet und das Harz fixiert. Kein Füllstoff lag auf der bahnseitigen, kalandrierten Oberfläche vor.

Der Filz fungierte als Transportfilz einer Papier­ maschinenpresse tadellos, wenn die Laufgeschwindigkeit über 1000 m/min lag.

Beispiel 2

An ein 2-schichtig gewobenes Bodengewebe, wurde an die Bahnseite eine 6 Den Florschicht genadelt, auf deren Oberfläche noch eine 3,75 Den Faserschicht aufgebreitet wird. Das Gewicht des Filzes war 1250 g/m².

Auf der Rückseite des Filzes wurde eine Acrylharzemulsion mit einer Walze aufgebreitet, welche Emulsion in das Stütz­ gewebe des Filzes und in die Florschicht bis zur feinfaserigen Oberflächenschicht eindrängt. Abschlußweise wurde der Filz getrocknet und das Harz fixiert.

Der Filz fungiert tadellos als Transportfilz einer Papiermaschinenpresse, wenn die Laufgeschwindigkeit über 1000 m/min liegt.

Die Zeichnung und die angeschlossene Beschreibung sind nur vorgesehen, den Erfindungsgedanken zu veranschaulichen. Im Einzelnen können der erfindungsgemäße Filz und das Verfahren für dessen Herstellung sogar bedeutend im Rahmen der Patent­ ansprüche variieren. Somit ist es möglich, einen Filz ohne Stützgewebe herzustellen, wobei die Florschicht aus aufein­ anderliegenden non-woven Faserschichten gebildet wird, welche aneinander zu einer Schicht genadelt werden, welche die Be­ lastungen einer Füllstoffbehandlung ohne Stützgewebe verträgt. Alternativ kann das Stützgewebe aus Fäden hergestellt werden, welche z. B. mit heißem Wasser vor der Füllstoffbehandlung gelöst werden können. Geeignete Faden-Rohstoffe sind Alginat und Polyvinylalkohol. In dieser Weise kann der Transportfilz so ausgeführt werden, daß dieser nicht in Betrieb Markierungen auf der Papierbahn hinterläßt. Das Stützgewebe ermöglicht jedoch die Herstellung einer Florschicht aus Schleierschichten in einem kontinuierlichen Prozeß.

Claims (6)

1. Transportfilz für die Führung einer Faserstoff­ bahn durch eine Pressenpartie einer Papiermaschine, wobei der Filz wenigstens eine genadelte, aus Fa­ sern bestehende Florschicht aufweist und mit einem bei der Filzherstellung zugesetzten, verdichtenden oder verstopfenden Behandlungsmittel, wie Harzemul­ sion, imprägniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Filz mit Ausnahme der bahnseitigen Oberflä­ che (2a, 12a, 22a) der Florschicht (2, 12, 22) mit dem Behandlungsmittel (3) vollständig luftundurch­ lässig gefüllt ist.

2. Transportfilz nach Anspruch 1, wobei der Filz Flor­ schichten aus unterschiedlichen Fasern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Florschicht (12) neben einer stützgewebesei­ tigen (1) grobfasrigen Schicht (12B) eine bahnsei­ tige, feinfasrige und behandlungsmittelundurchlässige Schicht (12A) aufweist.

3. Transportfilz gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Florschicht (22) unterhalb der bahnsei­ tigen Oberfläche (22a) eine behandlungsmittelun­ durchlässige Zwischenschicht (24) angeordnet ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines Transportfilzes für die Führung einer Papierbahn durch eine Pres­ senpartie einer Papiermaschine unter Verwendung eines Filzes mit genadelten, aus Fasern bestehen­ den Florschicht, der mit einem bei der Filzher­ stellung zugesetzten, verdichtenden oder ver­ stopfenden Behandlungsmittel, wie Harzemulsion, imprägniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützgewebe und die Florschicht mit Aus­ nahme der bahnseitigen Oberfläche der Florschicht mit dem Behandlungsmittel vollständig luftundurch­ lässig gefüllt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Florschicht (22) zur Verhinderung eines Eindringens des Behandlungsmittels in die bahn­ seitige Oberfläche ein unter der bahnseitigen Ober­ fläche (22a) befindliches behandlungsmittelundurch­ lässiges Fasergewebe (24) eingebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützgewebe (1) vor der Füllung der Flor­ schicht mit dem Behandlungsmittel aufgelöst wird.