DE3784451T2

DE3784451T2 - Mehrlagiges formgewebe.

Info

Publication number: DE3784451T2
Application number: DE8787117322T
Authority: DE
Inventors: Bernard Johnson Dale
Original assignee: Jwi Ltd
Current assignee: Jwi Ltd
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1987-11-24
Publication date: 1993-07-01
Anticipated expiration: 2007-11-25
Also published as: NO166658B; FI875215A; JPH0366437B2; NO166658C; EP0269070B1; AU8135587A; EP0269070A2; NO874973L; FI90360C; NO874973D0; AU597123B2; FI875215A0; CA1277209C; US4815499A; FI90360B; JPS63175192A; EP0269070A3; DE3784451D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Papiermaschinen-Formgewebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ist besonders auf ein zusammengesetztes Gewebe gerichtet, das mindestens zwei vollständige Webelagen umfaßt, von denen jede ihre eigene Reihe von Kett- und Schußgarnen besitzt mit einem Kett- oder Schußbindergarn, das die beiden Lagen verbindet. Die obere Webelage, d.h. die papierseitige Webelage ist mit abgeflachten Kettgarnen versehen.
Bei der kontinuierlichen Herstellung von Papier umfaßt die Papiermaschine im wesentlichen einen Formabschnitt, einen Preßabschnitt und einen Trocknerabschnitt. In dem Formabschnitt wird ein verdünnter Brei aus Fasern und Füllstoffen mittels eines Stoffauflaufkastens auf die Oberfläche eines sich bewegenden Formgewebes gerichtet. Während das Formgewebe sich längs des Formabschnitts bewegt, wird Wasser aus dem Brei durch Schwerkraft und verschiedene Entwässerungs-Einrichtungen entfernt. Am Ende des Formabschnitts bleibt eine kontinuierliche nasse, jedoch selbsttragende Bahn von Fasern und Füllstoffen an der Oberfläche des Formgewebes zurück. Das Gewebe läuft dann aus dem Formabschnitt in den Preßabschnitt, wo durch mechanisches Pressen weiteres Wasser entfernt wird, wonach das Gewebe in den Trocknerabschnitt weitergeht, wo das restliche Wasser durch einen Verdampfungsvorgang entfernt wird.

Beschreibung des Standes der Technik

In den letzten Jahren wurden Formgewebe aus polymeren Kunststoffäden in einschichtigen Köpermustern gewebt, und, obwohl Verbesserungen in die Wege geleitet wurden, um vernünftige zufriedenstellende Ein-Lagengewebe zu erzeugen, erbrachte die jüngere Entwicklung von Mehrschicht-Formgeweben zusätzliche Vorteile für die Papierhersteller, indem erhöhte Faserhaltbarkeit und Gewebestabilität geschaffen wurden.
Typischerweise ist die Papierseite oder obere Schicht eines zusammengesetzten Formgewebes nach dem Stand der Technik ein feinmaschiges einfaches ( = mit Leinenbindung) Gewebe, das eine ausgezeichnete Rückhaltung für Fasern, gute Entwässerung und nur minimale Markierung bei dem an seiner Oberfläche erzeugten Papier ergibt. Die Laufseite oder untere Schicht eines solchen zusammengesetzten Gewebes ist üblicherweise gröber gewebt, mit Strängen größeren Durchmessers als bei der oberen Schicht, um Widerstand gegen Strecken, Zusammenziehen und Verschleiß zu schaffen.
Die beiden Schichten eines zusammengesetzten Gewebes sind typischerweise nach einer von zwei Arten miteinander verbunden. Das erste und verbreitetste Verfahren ist die Verwendung eines Schußbinders, der normalerweise aus einem Garn mit feinerem Durchmesser als dem der beiden Schichten besteht und so gewebt ist, daß die oberen und unteren Kettgarne miteinander verwebt und so die beiden Schichten miteinander verbunden sind. Das andere Verfahren ist, die Kettgarne der oberen Schicht mit den Schußgarnen der unteren Schicht zu verweben, umso die beiden Schichten miteinander zu verbinden.
Zusammengesetzte Formgewebe nach dieser Beschreibung und mit verschiedenen Bindergarn-Gestaltungen sind wohlbekannt, wobei Beispiele in CA-A-1 115 177 und US-A-4 501 303 beschrieben sind. Der Oberbegriff des Anspruchs 1 beruht auf dem bekannten Formgewebe nach CA-A 1 115 177.
Die Wichtigkeit der Gewebeflächen-Geometrie und insbesondere der Größe der Oberflächenöffnungen (Rahmen), die durch die Stränge in der oberen Schicht bestimmt werden, ist in dem Aufsatz des Erfinders "Retention and Drainage of Multilayer Fabrics" (Pulp & Paper Canada, Mai 1986) beschrieben. Für optimale Faserzurückhaltung ist es vorteilhaft, diese Öffnungen insbesondere ihre Länge in Maschinenlaufrichtung so klein wie möglich zu halten. Zusätzlich ist es oft erwünscht, die Öffnungen in dem Gewebe klein zu halten, so daß die Entwässerungskapazität des Gewebes reduziert und so besser gesteuert wird.
Eines der Probleme, an denen Papiermaschinen-Siebbänder leiden, die als zusammengesetztes Gewebe hergestellt wurden, ist, daß der schlichte Webaufbau ihrer oberen Schicht durch die Natur der Webgeometrie selbst ernsthafte Einschränkungen für den Grad auferlegt, bis zu dem die Größe der Öffnungen im Gewebe reduziert werden kann.
Ein weiteres Problem, an dem die zusammengesetzten Gewebe in manchen Anwendungen leiden, entsteht durch ihre größere Dicke, die das Leerraum-Volumen erhöht, wodurch sich das Mittragen von höheren Wasservolumen in dem Gewebe ergibt. Bei einigen Papiermaschinen ergibt die größere Dicke des zusammengesetzten Gewebes unannehmbare Defekte bei der Ausbildung der Papierbahn.
Ein weiteres Problem, an dem zusammengesetzte Gewebe leiden, ist daß die Kett- oder die Schußbindergarne die obere Papierherstellfläche verzerren, indem sie typischerweise eine örtlich begrenzte Oberflächensenkung schaffen, die als "Markierung (dimple)" bezeichnet wird. falls die "Markierung" zu tief ist, oder die Blockierung einiger Öffnungen in der oberen Schicht ergibt, kann eine unannehmbare Siebmarkierung in der an der oberen Schicht gebildeten Papierbahn erzeugt werden.

ZIELE DER ERFINDUNG

Ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorher erwähnten Probleme zu überwinden durch Schaffen eines zusammengesetzten Gewebes, das wesentich kleinere Oberflächenöffnungen in der oberen oder papierseitigen Schicht besitzt durch Benutzung von einfädigen Kettsträngen mit einem geflachten Profil (Querschnitt).
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein zusammengesetztes Gewebe mit reduzierter Dicke zu schaffen.
Noch ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, die ernsthaften Folgen der "Markierungen (dimples)" zu reduzieren, welche durch die Kett- oder Schußbindergarne in der oberen Schicht erzeugt werden, die zum Verbinden der beiden Lagen des zusammengesetzten Gewebes benutzt werden.
Die Benutzung von abgeflachten Kettsträngen aus Polyester mit hohem Molekulargewicht in Mehrschichtgeweben wurde bereits in GB-A-2 157 328 beschrieben. In diesem Fall war jedoch das Ziel der Benutzung abgeflachter Kettstränge die Verbesserung des Verschleißwiderstandes und die Verringerung der Dicke und damit des Leervolumens in dem Gewebe. Zusätzlich wurde die Erfindung besonders für solche Doppellagengewebe angewendet, bei denen es nur eine Reihe von Kettgarnen gab. Das ältere deutsche Patent DE-A-680 111 zeigt die Verwendung von flachen Drahtkettfäden bei einem Einlagen-Formgewebe aus Metalldrähten.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein zusammengesetztes Papierherstell-Formgewebe geschaffen, das mindestens zwei vollständige Webelagen umfaßt, die jeweils mit ihrer eigenen Reihe von Kett- und Schußgarnen gebildet und miteinander durch Bindergarne verbunden sind, welche getrennt mit den zwei vollständigen Weblagen verwebt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine obere der vollständigen Webelagen, die eine papierseitige Webelage bildet, abgeflachte Kettgarne mit einem Querschnittsverhältnis von Breite zu Höhe zwischen 1,20 und 2,30 umfaßt, die mit den Schußgarnen verwebt sind und eine einfache (Leinen-)Webung besitzt, und daß eine untere der vollständigen Webelagen, die eine maschinenseitige Webelage bildet, abgeflachte Kettgarne mit einem Querschnittsverhältnis von Breite zu Höhe zwischen 1,20 und 2,30 umfaßt, wobei die untere Gewebelage eine Maschenzahl von im wesentlichen der Hälfte der der oberen Gewebeschicht besitzt.
Ein Formgewebe dieser Art besitzt verringerte Dicke und verbesserte Faserrückhaltung. Weiter besitzt die obere Gewebeschicht eine Rahmenlänge in Maschinenrichtung, die geringer ist, als wenn runde Kettgarne verwendet werden.
Weitere bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf ein Ausführungsbeispiel derselben beschrieben, wie es in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist, in welcher sind:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die obere Schicht eines zusammengesetzten Gewebes nach dem Stand der Technik;
Fig. 1A und 1B Schnittdarstellungen des zusammengesetzten Gewebes längs Linien A-A bzw. B-B;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die obere Schicht eines zusammengesetzten Gewebes, bei dem die Kettgarne der oberen Schicht ein abgeflachtes Profil besitzen;
Fig. 2A und 2B Schnittansichten längs Linien A-A bzw. B-B;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die obere Schicht eines zusammengesetzten Gewebes nach der Erfindung;
Fig. 3A und 3B Schnittansichten ähnlich Fig. 2A und 2B, die jedoch eine modifizierte untere Gewebeschicht mit abgeflachten Kettfäden zeigt; und
Fig. 4 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines der abgeflachten Kettfäden.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGEN

In Fig. 1 ist in Draufsicht die obere Lage 10 eines zusammengesetzten Gewebes nach dem Stand der Technik gezeigt, bei dem alle Stränge 11 und 12 runden Querschnitt besitzen. In dieser oberen Lage sind Kettstränge 11 und Schußstränge 12 in einem einfachen Webaufbau miteinander verwoben.
Fig. 1A und 1B stellen die zusammengesetzte Natur des Gewebes dar, das umfaßt eine obere Schicht 10 aus Ketten 11 und Schüssen 12 in einfacher Webbindung und eine untere Schicht 13 mit einem vierbindigen Satingewebe mit gröberen Ketten 14 und Schüssen 15 und mit der Hälfte der Maschenzählung der oberen Schicht. Die beiden Schichten sind in Schußrichtung durch ein Bindergarn 16 miteinander verbunden. Die quer zur Maschinenrichtung gemessene Breite der Oberflächenöffnungen (Rahmen) in der oberen Lage 10 wird durch die Abmessung "x" und die Länge der Rahmen in Maschinenrichtung durch die Abmessung "y" dargestellt.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die obere Schicht eines zusammengesetzten Gewebes mit der gleichen Maschenzählung wie das Gewebe in Fig. 1. Die Kettgarne 21 der oberen Gewebelage besitzen hier jedoch ein abgeflachtes Profil und die Schußgarne 22 sind von größerem Durchmesser. Die Form der abgeflachten Kettgarne 21 ist in der Schnittansicht der Fig. 2A und im stark vergrößerten Querschnitt in Fig. 4 gezeigt. Die untere Lage 23 ist ein vierbindiges Satingewebe mit groben Ketten 24 und Schüssen 25 mit der halben Maschenzählung der oberen Lage 20. Die beiden Lagen sind in Schußrichtung durch ein Bindergarn 26 miteinander verbunden. Die Abmessung der Rahmen in Quermaschinenrichtung "x¹" wurde infolge der Verwendung der abgeflachten Kettstränge 21 reduziert, die breiter als die runden Stränge 11 der Fig. 1 sind. Eine Verringerung der Abmessung "y¹" der Rahmen in Maschinenlaufrichtung wurde erreicht durch die Verwendung von Schußsträngen 22 mit größerem Durchmesser. Abgeflachte Kettfäden ermöglichen die Verwendung entweder von Schußfäden größeren Durchmessers bei der gleichen Schußzählung oder alternativ ungeänderte Schußfadendurchmesser bei einer höheren Schußzählung. Jede Kombination erreicht das gleiche Ergebnis einer verringerten Rahmenlänge in Maschinenlaufrichtung. Eine schlicht gewebte obere Lage mit einer Kettzählung von 24,8 Strängen pro cm (63 Strängen pro inch) wurde mit abgeflachten Kettfäden gewebt, die Abmessungen von 0,0114 cm x 0,0190 cm (.0045" x .0075") hatten, d.h. ein Querschnittverhältnis von 1,67. Dadurch war es möglich, Schußfäden mit 0,0178 cm (.007") Durchmesser bei einer Schußzählung von 29,1 Strängen pro cm (74 Strängen pro inch) zu verweben, während mit runden Kettfäden von 0,0178 cm Durchmesser bei der gleichen Kettzählung von 24,8 Strängen pro cm (63 Strängen pro inch) es nicht möglich war, eine höhere Schußgröße als 0,0183 cm (.0072") bei einer Schußzählung von 29,1 Strängen pro cm (74 Strängen pro inch) einzusetzen. Ein ähnliches Ergebnis wurde in der gleichen schlicht gewebten oberen Lage mit der gleichen Kettzählung von 24,8 Strängen pro cm (63 Strängen pro inch) mit abgeflachten Kettfäden mit Abmessungen von 0,0112 cm x 0.0196 cm (.0044" x .0077") erzielt, d.h. einem Querschnittsverhältnis von 1,75.
Fig. 3, 3A und 3B zeigen eine Ausführung eines zusammengesetzten Gewebes nach der Erfindung. Bei dieser Ausführung ist die obere Schicht 30 die gleiche wie die obere Schicht 20 der Fig. 2 mit der gleichen reduzierten Rahmenbreite x¹ und -Länge y¹. Die untere Schicht 33 ist ein vierbindiges Satingewebe mit groben Ketten 34 und Schüssen 35, wieder mit der halben Maschenzählung der oberen Schicht 30, wobei jedoch die Kettfäden 34 ein abgeflachtes Profil besitzen. Diese beiden Schichten sind wiederum in Schußrichtung durch ein Bindergarn 36 verbunden.
Obwohl die in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungen eine untere Weblage mit der halben Maschenzählung der oberen Weblage zeigen, ist zu verstehen, daß die Erfindung nicht auf zusammengesetzte Gewebe mit diesem bestimmten Maschenverhältnis begrenzt ist. D.h., das Maschenverhältnis von Kett- und Schußfäden in der oberen Weblage zu den Kett- und Schußfäden in der unteren Lage kann 3:2, 4:3, 5:4 oder irgendeine Kombination sein, wie im Stand der Technik beschrieben.
Fig. 4 ist ein weitgehend vergrößerter Querschnitt einer der abgeflachten Kettfäden, die das abgeflachte Querschnittsverhältnis zeigen, das hier als die Strangbreite "b" geteilt durch die Stranghöhe "a" definiert ist.
Eine Erhöhung des Kettfaden-Abflachverhältnisses, insbesondere durch Erhöhen der Strangbreite "b" bei konstanter Stranghöhe "a" ermöglicht es, wesentliche Grade der Verminderung der Größe der Gewebeoberflächen-Öffnungen zu realisieren.
Höhere Abflachverhältnisse ermöglichen es auch, Herabsetzungen der Gewebedicke zu erreichen, insbesondere wenn auch in der unteren Lage 23 des zusammengesetzten Gewebes abgeflachte Kettfäden benutzt werden. Wenn beispielsweise die vorher erwähnte obere Weblage mit 24,8 (63) Maschenzahlzahl-Schlichtgewebe mit abgeflachten Kettfäden von 0,0114 cm x 0,0190 cm (.0045" x .0075") mit einer unteren Weblage kombiniert wurde, welche abgeflachte Kettfäden von 0,0190 cm x 0,0381 cm (.0075" x .015") (Querschnittsverhältnis von 2,0) oder mit 0,0185 cm x 0,0381 cm (.0073" x .015") (Querschnittsverhältnis von 2,05) bei einer Maschenzählung von 12,4 Strängen pro cm (31 1/2 Strängen pro inch) verwendete, konnten Reduktionen von 0,005 cm - 0,008 cm (.002" - .003") Gewebestärke beobachtet werden, verglichen mit denselben Naschenzahlen, die mit runden Kettsträngen gewebt waren.
Vorzugsweise wird das Abflachungs-Querschnittsverhältnis der einfädigen Kettgarne sowohl in der oberen wie der unteren Lage 1,20 - 2,30 betragen. Noch mehr bevorzugt hat sich ein Querschnittsverhältnis von 1,30 - 2,00 als empfehlenswert für die abgeflachten Kettfäden der oberen Lage erwiesen, um die Länge der Oberflächenöffnungen in Maschinenrichtung und die Entwässerungskapazität des Gewebes zu steuern. Ein bevorzugtes Querschnittsverhältnis für die abgeflachten Kettfäden der unteren Lage beträgt 1,60 - 2,20, wodurch die Herabsetzung der Gewebedicke ohne schädliche Auswirkung auf den Widerstsand des Tuches gegen Strecken und Verengen gefördert wird.
Die Verwendung von abgeflachten Kettfäden in der oberen Lage reduziert die unguten Folgen der mit den Schußbindergarnen verbundenen "Markierungen (dimples)" und reduziert so die Tendenz für Siebmarken in der Papierbahn.
Bei zusammengesetztem Geweben nach dem Stand der Technik werden, wenn Kettfäden mit rundem Querschnitt der oberen Lage als Bindergarne benutzt werden, die sich ergebenden "Markierungen (dimples)" in der oberen Fläche tiefer und störender für die benachbarten Maschen als bei mit Schußbindern gebildeten. Bei dem zusammengesetzten Gewebe der Erfindung läßt die Verwendung von abgeflachten Kettfäden es praktisch durchführbar werden, Kettbinder zu benutzen, da die Maschenverzerrung und Tiefe der "Markierungen (dimples)" weit reduziert wird.
Im Falle von Kettbindergarnen wird die Störung der oberen Lage noch weiter reduziert, wenn untere Schußstränge von kleinerem Durchmesser in der unteren Lage nur an jenen Stellen benutzt werden, wo die Kettbinder der oberen Lage tatsächlich in die untere Schußlage einweben. Diese unteren Schußlagen mit kleinerem Durchmesser können auch vorteilhafterweise aus einem anderen Material als die regulären unteren Schußgarne bestehen, beispielsweise können Polyamide wie Nylon 6 oder Nylon 66 statt Polyester benutzt werden.
Die Erfindung betrifft zusammengesetzte Gewebe mit einer oberen Gewebelage, die mit Kettmaschenzählungen von 14 - 39 Strängen pro cm (36 - 100 Strängen pro inch) gewebt sind, was der Normalbereich für Papiermaschinen-Formgewebe ist. Mehr bevorzugt wird die Kettfaden-Maschenzählung der oberen Weblage 16 - 31,5 Stränge pro cm (40 -80 Stränge pro inch) betragen. Typische Flachkettfaden-Abmessungen für die bevorzugten Bereiche von Querschnittsverhältnis und Kettmaschenzählung sind: Querschn.Verh = 1,3 16 Stränge pro cm (40 Stränge pro inch)
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Gewebelagen beschränkt; d.h. die obere Gewebelage und die untere Gewebelage können mit irgendeinem Aufbau und mit irgendeiner Maschenzählung gewebt werden. Dementsprechend liegt es innerhalb der Absicht der vorliegenden Erfindung, offensichtliche Abwandlungen zu überdecken, vorausgesetzt, daß diese Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

1. Zusammengesetztes Papierherstell-Formgewebe, das mindestens zwei vollständige Webelagen (30, 33) umfaßt, die jeweils mit ihrer eigenen Reihe von Kett- (31, 34) und Schuß- (32, 35) Garnen gebildet und miteinander durch Bindergarne (36) verbunden sind, welche getrennt mit den zwei vollständigen Weblagen verwebt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine obere (30) vollständige Webelage, die eine papierseitige Webelage bildet, abgeflachte Kettgarne (31) mit einem Querschnittsverhältnis von Breite zu Höhe zwischen 1,20 und 2,30 umfaßt, die mit den Schußgarnen (32) verwebt sind, und eine einfache (Leinen-)Webung besitzt, und daß eine untere (3) vollständige Webelage, die eine maschinenseitige Webelage bildet, abgeflachte Kettgarne (34) mit einem Querschnittsverhältnis von Breite zu Höhe zwischen 1,20 und 2,30 umfaßt, wobei das Maschenverhältnis der Ketten (31) und Schüsse (32) in der oberen Webelage (30) zu Ketten (34) und Schüssen (35) in der unteren Webelage (33). im wesentlichen 2:1, 3:2, 4:3 oder 5:4 sein können.

2. Zusammengesetztes Formgewebe nach Anspruch 1, bei dem die obere Webelage eine Kettmaschenzählung von 14 - 39 Strängen pro cm (36 - 100 Strängen pro inch) besitzt.

3. Zusammengesetztes Formgewebe nach Anspruch 2, bei dem die obere Webelage (30) eine Kettmaschenzählung von etwa 16 - 31,5 Strängen pro cm (40 - 80 Strängen pro inch) besitzt.

4. Zusammengesetztes Formgewebe nach Anspruch 1, bei dem die Bindergarne (36) in Schußrichtung gewebt sind.

5. Zusammengesetztes Formgewebe nach Anspruch 1, bei dem die Bindergarne (36) in der Kettrichtung gewebt sind.

6. Zusammengesetztes Formgewebe nach Anspruch 1, bei dem die abgeflachten Kettfäden (31) ein Querschnittsverhältnis von Breite zu Höhe zwischen 1,30 und 2,00 besitzen.

7. Zusammengesetztes Formgewebe nach Anspruch 1, bei dem die abgeflachten Kettfäden (31) ein Querschnittsverhältnis von Breite zu Höhe von zwischen 1,67 - 1,75 besitzen.

8. Zusammengesetztes Formgewebe nach Anspruch 1, bei dem die abgeflachten unteren Kettfäden (34) ein Querschnittsverhältnis von Breite zu Höhe zwischen 1,60 - 2,20 besitzen.

9. Zusammengesetztes Formgewebe nach Anspruch 1, bei dem die abgeflachten unteren Kettfäden (34) ein Querschnittsverhältnis von Breite zu Höhe zwischen 2,00 - 2,05 besitzen.