DE3713510A1 - Papiermaschinensieb aus einem doppellagigen gewebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Papiermaschinensieb aus einem doppellagigen Gewebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Herstellung von Papier werden Papiermaschinensiebe be­ nötigt, die die Aufgabe haben, eine Faser-Füllstoff-Suspen­ sion zu entwässern und dadurch eine naßfeste Papierbahn zu bilden, die auf dem Sieb zur Pressenpartie transportiert werden kann. Zu diesem Zweck muß das Sieb hinsichtlich sei­ ner Wasserdurchlässigkeit bzw. seines Faserrückhaltevermö­ gens, ferner seiner Oberflächenbeschaffenheit und seiner Stabilität bestimmten Anforderungen genügen, die im Laufe der zurückliegenden Entwicklung solcher Siebe ständig ge­ stiegen sind, und zwar aufgrund des Bestrebens der Papier­ macher, die Papierqualitäten zu verbessern. Deshalb sind die Papierhersteller gezwungen, ihre Produkte diesen wach­ senden Anforderungen anzupassen, d. h., die Papiermaschinen­ siebe im Hinblick auf die genannten Eigenschaften ständig weiterzuentwickeln.

Dabei hat es sich als notwendig erwiesen, bei Wahrung einer maximalen Wasserdurchlässigkeit und Stabilität des Siebes die Anzahl der Maschen pro cm² Siebfläche beträchtlich zu erhöhen, um eine möglichst gleichmäßige Faserablage bei möglichst geringer Siebmarkierung zu erzielen. Dies bedeu­ tet eine zunehmende Verfeinerung des Siebgewebes. Dieser Verfeinerung sind aber dadurch Grenzen gesetzt, daß zwangsläufig mit zunehmender Feinheit die Durchmesser al­ ler Fäden kleiner werden müssen, was eine rapide Abnahme der Stabilität zur Folge hat, so daß das Sieb im Grenz­ fall den enormen Spannungs- und Verschleißbelastungen nicht mehr gewachsen ist, bzw. unter wirtschaftlichen Ge­ sichtspunkten nur noch eine unbrauchbare Lebensdauer auf­ weist.

Es sind nun bereits Vorschläge bekannt geworden (DE-OS 31 02 624, US-PS 42 81 688 und EP 85 363), die darauf ab­ zielen, die obigen Nachteile zu beseitigen oder zumindest zu mindern, indem in ein Längsfadensystem abwechselnd Querfäden eingewebt werden, die zwei verschiedenen Faden­ gruppen angehören, welche sich in der Länge ihrer Flottie­ rungen unterscheiden. Damit sollen u. a. bei ausreichender Wasserdurchlässigkeit hohe Querfadenzahlen erreicht wer­ den. Dies ist offenbar in einigen Fällen gelungen. So konnte bei einem herkömmlichen doppellagigen Papierma­ schinensieb bei Beibehaltung der Längsfadenzahl und des Längsfadendurchmessers die Querfadenzahl um etwa 50% er­ höht werden. Damit ließ sich in einigen Anwendungsfällen das Faserrückhaltevermögen der Siebe verbessern. Als nach­ teilig jedoch hat sich in vielen Fällen erwiesen, daß ins­ besondere auf Langsiebmaschinen im Papier nicht akzeptable Siebmarkierungen auftreten, die eine Folge der strengen und auffälligen geometrischen Verteilungen der Flottierun­ gen sind, wie aus dem in Fig. 6 dargestellten Abdruck eines bekannten doppellagigen Siebes mit nur zwei papierseitigen Querfadengruppen E, F ersichtlich ist. Außerdem vermindern sich wegen der bei diesen bekannten Sieben vorgesehenen sehr geringen Anzahl von laufseitigen Querfäden die Lauf­ zeiten und damit die Sieblebensdauer ganz erheblich. Hier­ zu wird auf Fig. 2 verwiesen, die den Verlauf eines Längs­ fadens 3 eines bekannten doppellagigen Siebes zeigt, das mit zwei papierseitigen Querfadengruppen E und F ausge­ stattet ist, welche sich in der Länge ihrer außenliegen­ den Flottierungen unterscheiden. Die papierseitigen Quer­ fäden sind mit Abstand voneinander getrennt. Die Anzahl der laufseitigen Querfäden 4 ist wegen des vergleichswei­ se großen Abstandes sehr gering.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, das Pa­ piermaschinensieb der genannten Art so auszubilden, daß bei Erhöhung der Anzahl der papierseitigen Querfäden kei­ ner der o. g. Nachteile auftritt, insbesondere keine unak­ zeptablen Stabilitätsminderungen des Siebes und Markierun­ gen im Papier.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Tatsache, daß die verschiedenen papier­ seitigen Querfäden in ihrer Häufigkeit und relativen Po­ sitionierung im Rapport so verteilt sind, daß an jenen Stellen, an denen drei aufeinanderfolgende papierseitige Querfäden von einem Längsfaden überquert werden, diese Querfäden, die jeder einer anderen Fadengruppe angehören, sehr dicht nebeneinander liegen und sich in bevorzugten Ausführungen zumindest teilweise berühren, wird eine ex­ trem hohe papierseitige Querfadenzahl erreicht. Anderer­ seits wird durch das Merkmal, daß an den Stellen, an denen drei aufeinanderfolgende papierseitige Querfäden, die von­ einander mit Abstand getrennt sind, von einem Längsfaden unterquert werden, trotz der außerordentlich hohen Querfa­ denzahl die Wasserdurchlässigkeit des Siebes in ausreichen­ der Weise gewährleistet. Daß dabei Längs- sowie Querflot­ tierungen der Papierseite annähernd in der gleichen Ebene liegen und in dieser Ebene sehr günstig verteilt sind, trägt wesentlich dazu bei, daß der Nachteil erhöhter Mar­ kierungsgefahr bei dem erfindungsgemäßen Papiermaschinen­ sieb nicht besteht.

Im Vergleich zu dem bekannten doppellagigen Papiermaschi­ nensieb, das in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt ist, dessen Papierseite aus zwei Querfadengruppen E, F gebil­ det ist, kann das erfindungsgemäße Sieb bei gleicher Längsfadenzahl/cm eine um mindestens 15% höhere papier­ seitige und laufseitige Querfadenzahl/cm aufweisen. Ver­ glichen mit einem bekannten doppellagigen Papiermaschi­ nensieb, das in Fig. 1 im Schnitt dargestellt ist, des­ sen papierseitige Querfäden alle von gleicher Bindung sind, kann das erfindungsgemäße Sieb ebenfalls bei glei­ cher Längsfadenzahl/cm sogar eine um mindestens 80% hö­ here papierseitige Querfadenzahl/cm aufweisen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsvorschlags sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines bekannten doppellagigen Siebs mit nur einer papierseitigen Querfadengruppe;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines weiteren bekannten dop­ pellagigen Siebs mit zwei papierseitigen Querfa­ dengruppen;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Papiermaschinensiebs im Längs­ schnitt, und zwar über eine ganze Rapportlänge;

Fig. 4 eine schematische Draufsicht eines Ausschnittes des Siebgewebes von Fig. 3, gesehen von der Pa­ pierseite;

Fig. 5 den Abdruck der Papierseite eines bekannten Siebes gemäß Fig. 1;

Fig. 6 den Abdruck der Papierseite eines bekannten Gewe­ bes gemäß Fig. 2, und

Fig. 7 den Abdruck der Papierseite des erfindungsgemäßen Gewebes gemäß den Fig. 3 und 4.

Das in Fig. 3 dargestellte erfindungsgemäße Papiermaschi­ nensieb besteht aus einem doppellagigen Gewebe mit einem Geweberapport von sieben Längsfäden und zweiundvierzig Querfäden. Dargestellt ist der Verlauf zweier benachbar­ ter Längsfäden 6 und 7, die um zwölf bzw. sechzehn papier­ seitige Querfäden gegeneinander versetzt sind. Das Sieb weist außerdem Querfäden 8, 9, 10, 11, 12, 13 auf, die sich hinsichtlich ihrer Durchmesser und/oder Materialbe­ schaffenheit sowie ihrer Flottierungslängen insofern un­ terscheiden, als die drei Querfäden 8, 9, 10 jeweils ei­ ner anderen Querfadengruppe A, B, C angehören, während von den Querfäden 11, 12 und 13 jeweils die Fäden 11 und 13 der Querfadengruppe B und die Fäden 12 der Querfaden­ gruppe A oder C angehören, die sich, wie ausgeführt, im Hinblick auf den Fadendurchmesser unterscheiden.

Wie ersichtlich, treten innerhalb des Rapport drei pa­ pierseitige Querfadengruppen A, B und C auf, und jeder der Längsfäden 6 und 7 überquert jeweils drei aufeinander­ folgende papierseitige Querfäden 8, 9, 10, unterquert da­ nach drei aufeinanderfolgende papierseitige Querfäden 11, 12, 13 und überquert daraufhin wiederum die folgenden drei papierseitigen Querfäden 8, 9, 10, bevor er danach zwischen dem papierseitigen und dem laufseitigen Querfa­ densatz verläuft und dabei zwei nicht aufeinanderfolgende laufseitige Querfäden 14, die auch eine andere Position haben können, einbindet. Die papierseitigen Querfäden 8, 9, 10 haben eine sehr dichte Lage, wodurch sie einander berühren können. Jeder dieser drei Querfäden unterschei­ det sich von den beiden anderen in der Länge seiner Flot­ tierungen und, wie bereits erwähnt, in vorteilhaften Aus­ gestaltungen im Durchmesser und/oder in seinem Material. Die auf diese drei Querfäden folgenden, unterquerten Quer­ fäden 11, 12, 13 sind mit Abstand voneinander getrennt und gehören jeweils nur zwei verschiedenen Fadengruppen an, wobei sich die beiden Querfäden 11 und 13 bezüglich ihres Durchmessers gleichen und bezüglich ihres Materials und/oder ihres Durchmessers von dem dritten Querfaden 12 ebenfalls unterscheiden können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsge­ mäßen Siebes kann jeder Längsfaden zwei nicht aufeinan­ derfolgende laufseitige Querfäden einbinden, wobei jeder dieser Querfäden innerhalb des Rapports nur von einem Längsfaden eingebunden ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind in Anwendung dieser Ausgestaltung die Längsfäden zweimal in der unteren Querfadenlage eingebunden, wodurch zwischen den beiden mit 15 bezeichneten Einbindungsstel­ len eine nach außen gerichtete Kraftkomponente erzeugt wird, die die zwischen den beiden Einbindungsstellen lie­ genden Querfäden 5 nach außen drückt, wenn das Sieb beim Fixiervorgang unter Längsspannung gesetzt wird. Auf die­ se Weise entsteht ein hervorragender Querfadenläufer.

Fig. 4 verdeutlicht an einem Ausschnitt des erfindungs­ gemäßen Siebes, gesehen von der Papierseite, den Unter­ schied der Flottierungslängen der drei Querfadengruppen A, B, C sowie deren Häufigkeit und Verteilung.

Für besondere Anwendungsfälle, in denen eine besonders hohe Wasserdurchlässigkeit verlangt wird, beispielsweise bei der Herstellung von Tissue-Geweben, kann die Querfa­ denzahl auf übliche Weise reduziert und somit die ge­ wünschte Durchlässigkeit erreicht werden.

In der folgenden Vergleichstabelle sind kennzeichnende Merkmale des erfindungsgemäßen Siebes mit denjenigen der in den Fig. 1 und 2 dargestellten bekannten Siebe vergli­ chen, wobei von gleichen Längsfadenzahlen/cm und Längsfa­ dendurchmessern (mm) ausgegangen wird.

Vergleichstabelle

Die Anzahl der aus Längs- oder Querflottierungen der Pa­ pierseite gebildeten Diagonalen/cm² bzw. deren Abstand ist ein Maß für die Markierungsgefahr. Je größer der Dia­ gonalabstand und damit je kleiner die Anzahl der Diagona­ len, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit für das Auf­ treten der unerwünschten Siebmarkierungen.

Die papierseitigen Querfadenzahlen/cm sind bei den be­ kannten Sieben erheblich kleiner als beim erfindungsge­ mäßen Sieb, wobei im Vergleich zu den feinsten Sieben der bekannten Art die Stabilität des erfindungsgemäßen Siebes erheblich vergrößert werden konnte, so daß die im Be­ triebszustand auf der Papiermaschine auftretenden enormen Spannungs- und Verschleißbelastungen wesentlich länger er­ tragen werden.

Im Vergleich zu den bei den bekannten Sieben gemäß Fig. 1 und 2 vorhandenen Werten für den Diagonalabstand d₁ bzw. d₂ und der Anzahl der Diagonalen von circa 15, wie aus Fig. 5 ersichtlich, und andererseits circa 13, wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist aus dem Abdruck der Pa­ pierseite des erfindungsgemäßen Siebes, wie aus Fig. 7 entnehmbar, ein Diagonalabstand d₃ mit circa 17 Diagona­ len erkennbar. Somit ist d₃<d₁<d₂. Die in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Abdrücke der Papierseite sind alle vergrößert und entsprechen einer Fläche von 1 cm². Die Längsfadenzahlen liegen bei circa 62/cm.

Aus dem in der Vergleichstabelle angeführten Ausführungs­ beispiel eines erfindungsgemäßen Siebes ist auch zu ent­ nehmen, daß die Anzahl der papierseitigen Querfäden pro cm zweckmäßigerweise mindestens 60% der Anzahl der Längs­ fäden pro cm betragen soll.

Claims (8)

1. Papiermaschinensieb aus einem doppellagigen Gewebe, bestehend aus einem Satz Längsfäden und einem Satz lauf­ seitiger Querfäden sowie einem Satz papierseitiger Quer­ fäden, der sich aus wenigstens zwei Querfadengruppen zu­ sammensetzt, die sich bezüglich der außenliegenden Flot­ tierungslängen unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, daß drei papier­ seitige Querfadengruppen A, B, C vorhanden sind und inner­ halb eines Rapports jeder Längsfaden (6, 7) jeweils drei aufeinanderfolgende, papierseitige Querfäden (8, 9, 10) überquert, danach drei aufeinanderfolgende papierseitige Querfäden (11, 12, 13) unterquert, danach drei aufeinan­ derfolgende papierseitige Querfäden (8, 9, 10) wieder überquert und anschließend zwischen den papierseitigen und den laufseitigen Querfäden verläuft und dabei minde­ stens irgendeinen laufseitigen Querfaden (14) einbindet.

2. Papiermaschinensieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die papier­ seitigen Querfäden (8, 9, 10, 11, 12, 13) im Rapport so angeordnet sind, daß an jenen Stellen, an denen drei auf­ einanderfolgende Querfäden (8, 9, 10) der Papierseite von einem Längsfaden (6, 7) überquert werden, jeder dieser drei Querfäden einer anderen Querfadengruppe A, B, C an­ gehört und diese drei Querfäden wenigstens teilweise ein­ ander berühren, während an den Stellen, an denen drei aufeinanderfolgende papierseitige Querfäden (11, 12, 13) von einem Längsfaden (6, 7) unterquert werden, zwei die­ ser drei Querfäden der gleichen Querfadengruppe B angehö­ ren und die Querfäden (11, 12, 13) voneinander einen Ab­ stand aufweisen.

3. Papiermaschinensieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Längs­ faden (6, 7) gegenüber dem vorangegangenen Längsfaden um zwölf papierseitige Querfäden versetzt ist.

4. Papiermaschinensieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Längs­ faden (6, 7) gegenüber dem vorangegangenen Längsfaden um sechzehn papierseitige Querfäden versetzt ist.

5. Papiermaschinensieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rapport sieben Längsfäden (6, 7) und zweiundvierzig Querfäden (5, 8, 9, 10, 11, 13, 14) umfaßt.

6. Papiermaschinensieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Längs­ faden (6, 7) zwei nicht aufeinanderfolgende, laufseitige Querfäden (14) einbindet, wobei jeder dieser Querfäden innerhalb des Rapports nur von einem Längsfaden eingebun­ den ist.

7. Papiermaschinensieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der papierseitigen Querfäden pro cm Sieblänge mindestens 60% der Anzahl der Längsfäden pro cm Siebbreite beträgt.

8. Papiermaschinensieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die drei papierseitigen Querfadengruppen A, B, C hinsicht­ lich ihrer mechanischen Eigenschaften, wie Dehnung und Schrumpfverhalten, und/oder hinsichtlich ihres Faden­ durchmessers voneinander unterscheiden.