DE4040861C3 - Preßfilz sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Preßfilz für eine Papiermaschine mit einem Trägergewebe oder mehre­ ren übereinanderliegenden Trägergeweben sowie ei­ nem darauf papierseitig aufliegenden Längsfadengele­ ge, auf das eine Faserschicht aufgebracht und bis in das Trägergewebe bzw. wenigstens das papierseitige Trä­ gergewebe durchgenadelt ist.

Ein solcher Preßfilz ist in der DE-OS 39 15 909 offen­ bart. Dabei werden zwei Alternativen vorgeschlagen. Sofern nur ein Trägergewebe vorhanden ist, soll ein Längsfadengelege zwischen Trägergewebe und Faser­ schicht angeordnet werden. Sind zwei oder mehr Trä­ gergewebe übereinander angeordnet, soll zwischen den Trägergeweben jeweils ein Längsfadengelege vorgese­ hen werden. Dabei bestehen die Längsfadengelege aus Monofilamenten oder Monofilamentzwirnen.

Bei dem vorbeschriebenen Preßfilz besteht nach wie vor die Gefahr, daß sich die von dem Trägergewebe bzw. den Trägergeweben ausgehenden Unebenheiten bei hohem Druck wie er im Pressenspalt einer Papier­ maschine herrscht, durch die Faserschicht hindurch­ drücken und Markierungen auf der Papierbahn sowie Vibrationen zur Folge haben. Dies gilt insbesondere für die Ausführungsform, bei denen der Träger aus mehre­ ren Trägergeweben besteht und demgemäß das Längs­ fadengelege zwischen den Trägergeweben angeordnet ist. Die Gefahr besteht aber auch für die Ausführungs­ form, bei der das Längsfadengelege zwischen Filz­ schicht und der einzigen Trägerbahn angeordnet ist. Die Längsfäden verlagern sich nämlich insbesondere unter Druckbeanspruchung hin zu den bei üblichen Geweben vorhandenen Vertiefungen, wodurch nicht nur deren Parallelität leidet, sondern sich auch nach oben vorste­ hende Huckel bilden, die Ursache für Markierungen und Vibrationen sein können.

Dieser bekannte Preßfilz hat den Nachteil, daß Pa­ piermarkierungen auftreten. Er neigt zudem auch zu Vibrationen.

Ferner sind aus der US-PS 4 781 967 Preßfilze be­ kannt, die aus einzelnen Modulen hergestellt sind, wobei jedes Modul aus einer Faserschicht und einem daran an der Unterseite angebrachten Fadengelege besteht. Da­ bei dient die Faserschicht als Träger des jeweiligen Fa­ dengeleges. Bei der Herstellung des Preßfilzes werden die Module derart aufeinandergelegt, daß das Fadenge­ lege eines Moduls auf der Faserschicht des benachbar­ ten Moduls aufliegt und daß die Fäden der Fadengelege zweier benachbarter Module in unterschiedlichen Rich­ tungen, vorzugsweise senkrecht zueinander verlaufen. Dabei wird vorgeschlagen, zur Maschinenseite des Preßfilzes hin gröber werdende Fadengelege vorzuse­ hen. Zusätzlich können auf einer oder beiden Seiten des Preßfilzes Faserschichten aufgenadelt werden, wobei deren Fasern um so feintitriger werden, je näher sie der papierseitigen Oberfläche des Preßfilzes sind.

Bei einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, zusätzlich ein Gewebe zwischen zwei Modulen anzu­ ordnen. Der hiervon ausgehenden Markiergefahr wird durch Anordnung zusätzlicher Faserschichten an der Papier- und der Maschinenseite begegnet. Im übrigen wird darauf hingewiesen, daß die Anordnung eines sol­ chen zwischengelegten Gewebes nicht bevorzugt ist.

Ferner ist durch die EP-A-0 038 276 ein Preßfilz be­ kannt, der als Träger wenigstens zwei sich kreuzende Fadengelege aufweist, wobei der Träger zwischen zwei Faserschichten eingeschlossen ist. Die einzelnen Faden­ gelege werden derart hergestellt, daß für jedes Faden­ gelege ein Gewebe hergestellt wird, bei dem jeweils die in einer Richtung verlaufenden Fäden aus einem Mate­ rial bestehen, das mit einer Substanz auflösbar ist, gegen die die übrigen Teile des Preßfilzes beständig sind. Hier­ für kommt beispielsweise wasserlöslicher Polyvinyalko­ hol in Frage. Die Herstellungsmethode ermöglicht es, diejenigen Fäden für das Vernadeln der Faserschichten in einer definierten Lage zu halten, welche später als Fadengelege übrig bleiben sollen. Solche herauslösba­ ren Fäden sind auch der EP-B-0 123 431 zu entnehmen, um nach dem Herauslösen ein größeres freies inneres Volumen zu erhalten.

Daneben sind Preßfilze ohne Längsfadengelege be­ kannt (vgl. GSTREIN, H., Starkdruck- und Breitnip- Pressen - Neue Anforderungen an den Filz?, in: Wo­ chenblatt für Papierfabrikation, 1987, Nr. 6, Seiten 248 bis 251). Bei dem in Abb. 5 dargestellten Preßfilz sind maschinenseitig ein grobes, ein- oder zweilagiges Trä­ gergewebe mit hohem Wasseraufnahmevermögen und papierseitig ein feines, einlagiges Trägergewebe vorge­ sehen, welches mit einem geschichteten Vlies vernadelt ist. Das papierseitige Trägergewebe hat zur Erzielung einer maximalen, markierfreien Druckübertragung pa­ pierseitig ein Querfadensystem mit über drei Längsfä­ den verlaufenden Querfäden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Preßfilz der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß Papiermarkierungen und Vibrationen weitestgehend vermieden werden und eine verbesserte Entwässe­ rungsleistung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.

Dabei sollte angestrebt werden, daß die Fadenabstützfläche so dicht und eben ausgebildet ist, daß die von dem Längsfadengelege pa­ pierseitig gebildete Fläche im wesentlichen eben ist.

Durch diese besondere Ausbildung der Papierseite des Trägergewebes- bzw. bei mehreren Trägergewe­ ben des papierseitigen Trägergewebes - erhält man eine optimale Abstützung des Längsfadengeleges, wo­ bei auch unter der bestimmungsgemäßen Druckbean­ spruchung in der Presse einer Papiermaschine vermie­ den wird, daß sich die Längsfäden des Längsfadengele­ ges teilweise oder ganz in das Trägergewebe eindrüc­ ken und/oder ihre Richtung durch Ausweichen und Nachlaufen der Vertiefungen verändern. Dies reduziert die Gefahr von Papiermarkierungen und das Anregen von Vibrationen auf ein Minimum, ohne daß es hierzu eines zusätzlichen Aufwandes bedarf. Überraschender­ weise hat sich ferner gezeigt, daß die erfindungsgemäße Ausbildung des Trägergewebes nicht zu einer Beein­ trächtigung der Entwässerungsleistung führt, sondern dieses sogar noch verbessert. Dies beruht offenbar auf der gleichmäßigen und damit vergrößerten Kontaktflä­ che des Längsfadengeleges und hat zur Folge, daß in der Trockenpartie der Papiermaschine geringere Energie­ kosten anfallen.

Das Vorsehen von zwei unterschiedlich verlaufenden Querfadensystemen hat den Vorteil, daß papierseitig ei­ ne größere Querfadenkonzentration ohne Erhöhung der Anzahl der Querfäden verwirklicht wird, so daß die freie Durchtrittsfläche im Trägergewebe von der Pa­ pier- zur Maschinenseite hin zunimmt, andererseits aber das Längsfadengelege gut abgestützt und stabilisiert wird. Hierdurch nimmt der hydraulische Druck zur Ma­ schinenseite des Preßfilzes hin ab und wird die Entwäs­ serungsleistung zusätzlich verbessert.

In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß auf dem Trägergewebe bzw. dann maschinenseitigen Trä­ gergewebe maschinenseitig zusätzlich eine Faserschicht befestigt ist, was ebenfalls zur Vibrationsarmut beiträgt und zudem die Fäden des Trägers gegen Abrieb schützt. Es können hierfür Polyamid-Faser (PA6; PA6.6) mit 7 bis 100 dtex, vorzugsweise zwischen 7 bis 21 dtex, ver­ wendet werden.

Ein weiteres, wichtiges Merkmal der vorliegenden Er­ findung besteht darin, daß die papierseitige Faserschicht zumindest zweischichtig ausgebildet ist, wobei die au­ ßenliegende Faserschicht aus feintitrigeren Fasern be­ steht oder einen höheren Anteil solcher Fasern aufweist als die innenliegende Schicht(en). Dieser stufenweise Aufbau der Faserschicht begünstigt ebenfalls erheblich die Entwässerung der Papierbahn und vermeidet mit noch höherer Sicherheit das Auftreten von Papiermar­ kierungen und die Anregung von Vibrationen. Die au­ ßenliegende Faserschicht kann aus Polyamid-Fasern (PA6; PA6.6) mit 2 bis 44 dtex, vorzugsweise 3 bis 11 dtex, bestehen, während die innenliegende Faserschicht Polyamid-Fasern (PA6; PA6.6) mit 7 bis 100 dtex, bevor­ zugt 7 bis 21 dtex aufweist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß das Längsfadensystem aus einem provisori­ schen Gewebe gebildet ist, bei dem die Querfäden erst nach dem Aufnadeln der Faserschicht(en) herausgelöst worden sind. Dies hat eine besonders gleichmäßige Längsfadenverteilung des Längsfadensystems zur Fol­ ge, wodurch die Entwässerungseigenschaften begün­ stigt und die Markiergefahr noch weiter herabgesetzt wird.

An der stufenweisen Öffnung der Durchtrittsfläche in Richtung auf die Maschinenseite hin sollte auch das Längsfadengelege teilnehmen, indem die Fadendichte im Längsfadengelege und im Trägergewebe bzw. in den Trägergeweben so bemessen wird, daß die freie Durch­ trittsfläche zur Maschinenseite hin zunimmt, also die freie Durchtrittsfläche im Längsfadengelege geringer ist als im Trägergewebe bzw. in dem Trägergeweben.

Für das Längsfadengelege- und/oder für das Träger­ gewebe kommen Einzelfilamente oder vorzugsweise aus gezwirnten Monofilamenten bestehende Fäden in Frage.

Ein Verfahren zur Herstellung des Preßfilzes ist erfin­ dungsgemäß durch folgende Verfahrensschritte ge­ kennzeichnet:

• a) Fertigen des Trägergewebes bzw. der Trägerge­ webe;
• b) Herstellen eines provisorischen Gewebes mit Querfäden, die mit einer Substanz herauslösbar sind, gegenüber der der übrige Preßfilz beständig ist;
• c) Herstellen der Faserschicht(en);
• d) Zusammenführen von Trägergewebe(n), provi­ sorischem Gewebe, und Faserschicht(en) sowie an­ schließendes Vernadeln derselben;
• e) Herauslösen der Querfäden aus dem provisori­ schen Gewebe.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines schematisch gehaltenen Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Darin ist ausschnittsweise ein Quer­ schnitt - also quer zur Laufrichtung - durch den erfin­ dungsgemäßen Preßfilz (1) zu sehen. Der Preßfilz (1) hat eine Papierseite (2), die dazu bestimmt ist, die Papier­ bahn durch die Pressenpartie einer Papiermaschine zu tragen. Ihr gegenüber liegt die Maschinenseite, mit der der Preßfilz (3) insbesondere über die Preßwalzen läuft.

Der Preßfilz (1) weist einen doppellagiges Trägerge­ webe (4) auf. Die papierseitige Lage (5) und die maschi­ nenseitige Lage (6) wird von Längsfäden - beispielhaft mit (7) bezeichnet - gebildet, wobei jeweils zwei über­ einanderliegen. Die Längsfäden (7) bestehen aus Polya­ mid-Zwirnen (PA6; PA6.6) (0,2 × 2) × 2. Die Längsfäden (7) werden von einem sogenannten zweiten Querfaden­ system (8) eingebunden, wobei jeder Querfaden - bei­ spielhaft mit (9) bezeichnet - unten einen Längsfäden (7) einbindet, dann zwischen zwei Längsfäden (7) hin­ durchgeht und schließlich oben einen Längsfaden (7) einbindet, bevor er wieder zwischen zwei Längsfäden (7) zur Unterseite geht. Dabei sind jeweils zwei benach­ barte Querfäden (9) in Querrichtung um jeweils einen Längsfaden (7) versetzt.

In die papierseitige Lage (5) der Längsfäden (7) ist zusätzlich ein erstes Querfadensystem (10) eingebun­ den. Dessen beispielhaft mit (11) bezeichneten Querfä­ den flottieren auf der Papierseite des Trägergewebes (4) über drei Längsfäden (7), bevor sie dann jeweils einen Längsfaden (7) der papierseitigen Lage (5) einbinden. Anschließend flottiert der jeweilige Querfaden (11) wie­ der über drei Längsfäden (7) der papierseitigen Lage (5) des Trägers. Auch hier sind zwei benachbarte Querfä­ den (11) des ersten Querfadensystems (10) jeweils in Querrichtung um einen Längsfaden (7) versetzt. Es er­ gibt sich auf der Papierseite des Trägergewebes (4) eine ausgeprägte Querfadenstruktur, wobei die Dichte (Fa­ denzahl) dieser Querfadenstruktur dadurch beeinflußt wird, wie häufig Querfäden (11) des ersten Querfadensy­ stems (10) sich mit Querfäden (9) des zweiten Querfa­ densystems (8) abwechseln bzw. wie hoch die Dichte der Querfäden (11) des ersten Querfadensystems (10) im Verhältnis zu der des zweiten Querfadensystems (8) ist. Die Querfäden (9, 11) stimmen mit den Längsfäden (7) nach Struktur und Material überein.

Auf der Papierseite des Trägergewebes (4) liegt ein Längsfadengelege (12) auf, das aus einer Vielzahl von Längsfäden - beispielhaft mit (13) bezeichnet - be­ steht. Die Längsfäden (13) sind als Polyamid-Monofila­ ment (PA6; PA6.6) (0,2 × 2) × 3 ausgebildet. Ihre Dichte ist so bemessen, daß der freie Durchtrittsquerschnitt geringer ist als der der papierseitigen Lage (5) des Trä­ gergewebes (4), wobei dessen freier Durchtrittsquer­ schnitt auf Grund der zusätzlichen Einbindung des er­ sten Querfadensystems wiederum geringer ist als in der maschinenseitigen Lage (6) des Trägergewebes (4). Das System aus Längsfadengelege (12) und Trägergewebe (4) öffnet sich also zur Maschinenseite des Preßfilzes (1) stufenweise, wodurch sich eine hohe Entwässerungslei­ stung ergibt.

Auf das Längsfadengelege (12) ist eine Faserschicht (14) aufgebracht, die zweistufig ausgebildet und demge­ mäß aus einer dem Längsfadengelege (12) benachbarten Basisfaserschicht (15) und einer außenseitigen Deckfa­ serschicht (16) besteht. Die Basisfaserschicht (15) hat gröbere Fasern als die Deckfaserschicht (16) und ist auch dicker als diese ausgebildet. Die Faserschicht (14) ist bis in den Träger (4) hineingenadelt, was hier nicht näher dargestellt ist.

Auf die Maschinenseite des Trägergewebes (4) ist ei­ ne weitere Faserschicht (17) aufgenadelt, deren Fasern denjenigen der Basisfaserschicht (15) entspricht.

Der vorbeschriebene Preßfilz (1) zeichnet sich durch hohe Entwässerungsleistung aus, was sich durch einen um 2% höher liegenden Trockengehalt gegenüber dem gattungsgemäßen Preßfilz ausdrückt, wodurch eine ent­ sprechende Energiekosteneinsparung in der Trocken­ partie der Papiermaschine erzielt wird. Ferner wird durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Preßfilzes (1) eine praktisch vollständige Markierfreiheit erreicht. Es treten keine oder kaum noch Vibrationen auf. Hinzu kommt, daß sich der Preßfilz (1) wegen seiner geringe­ ren Quersteifigkeit vergleichsweise bequem in die Pa­ piermaschine einziehen läßt.

Claims (9)

1. Preßfilz für eine Papiermaschine mit einem Trägergewebe oder mehreren, übereinander liegenden Trägergeweben sowie einem darauf papierseitig anfliegenden Längsfadengelege, auf das eine Faserschicht aufgebracht und bis in das Trä­ gergewebe oder bei mehreren Trägergeweben in wenigstens das papierseitige Trägergewebe durchgenadelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergewebe (4) oder bei mehre­ ren Trägergeweben wenigstens das papierseitige Träger­ gewebe zwei Lagen (5, 6) von jeweils übereinander liegen­ den Längsfäden (7) sowie ein erstes und ein zweites Quer­ fadensystem (10, 8) hat, wobei das erste Querfadensystem, (10) papierseitig über wenigstens zwei Längsfäden (7) flottierende Querfäden (11) aufweist, die nur in die papierseitige Lage (5) der Längsfäden (7) einbinden und papierseitig eine solch dichte und ebene Fadenabstütz­ fläche für das Längsfadengelege (12) bilden, daß die von dem Längsfadengelege (12) papierseitig gebildete Fläche an allen Stellen oberhalb des höchsten Punktes der Faden­ abstützfläche liegt, während das zweite Querfadensystem (8) in beide Lagen (5, 6) der Längsfäden (7) einbindet, wobei jeder Querfaden (9) des zweiten Querfadensystems (8) unten einen Längsfaden (7) einbindet, dann zwischen zwei übereinander liegenden Längsfäden (7) hindurchgeht und schließlich oben einen Längsfaden (7) einbindet, bevor er wieder zwischen zwei übereinander liegenden Längsfäden (7) zur Unterseite geht.

2. Preßfilz nach Anspruch (1), dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste Querfadensystem (10) we­ nigstens über drei Längsfäden (7) flottierende Querfäden (11) aufweist.

3. Preßfilz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fadenabstützfläche so dicht und eben ausgebildet ist, daß die von dem Längsfa­ dengelege (12) papierseitig gebildete Fläche eben ist.

4. Preßfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß auf das Trägergewebe (4) oder bei mehreren Trägergeweben das maschi­ nenseitige Trägergewebe maschinenseitig eine Fa­ serschicht (17) aufgebracht ist.

5. Preßfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die papierseitige Faser­ schicht (14) zumindest zweischichtig ausgebildet ist, wobei die außenliegende Faserschicht (16) aus fein­ titrigeren Fasern besteht oder einen höheren Anteil solcher Fasern aufweist als die innenliegende Fa­ serschicht (15).

6. Preßfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die freie Durchtrittsflä­ che im Trägergewebe (4) oder bei mehreren Trä­ gergeweben in den Trägergeweben von der Pa­ pier- zur Maschinenseite hin zunimmt.

7. Preßfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Fadendichte im Längsfadengelege (12) und im Trägergewebe (4) oder in den Trägergeweben so bemessen ist, daß die freie Durchtrittsfläche von der Papier- zur Ma­ schinenseite hin zunimmt.

8. Preßfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das Längsfadengelege (12) und/oder das bzw. die Trägergewebe (4) aus Einzelmonofilamenten oder aus Fäden (7, 9, 11; 13), gebildet aus gezwirnten Monofilamenten, besteht.

9. Verfahren zur Herstellung des Preßfilzes nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• a) Fertigen des oder der Trägergewebe (4);
• b) Herstellen eines provisorischen Gewebes mit Querfäden, die mit einer Substanz heraus­ lösbar sind, gegenüber der der übrige Preßfilz (1) beständig ist;
• c) Herstellen der Faserschicht(en) (14, 17);
• d) Zusammenführen von Trägergewebe(n), (4) provisorischen Gewebe und Faserschicht(en) (14, 17) sowie anschließendes Vernadeln der­ selben;
• e) Herauslösen der Querfäden aus dem provi­ sorischen Gewebe.