DE60310848T2

DE60310848T2 - Papiermaschinenfilz und Pressenanordnung für eine Papiermaschine

Info

Publication number: DE60310848T2
Application number: DE2003610848
Authority: DE
Inventors: Ichikawa Co. Hiroyuki Oda; Ichikawa Co. Shin Kawashima; Ichikawa Co. Kazumasa Watanabe; Ichikawa Co. Minenari Imada; Hiroshi Paper & Printing Machinery D Iwata; Daisuke Paper & Printing Machinery D Goto; Hidemasa Paper&Printing Machinery Di Iijima; Paper & Printing Machinery Div. Naoyuki Harada
Original assignee: Ichikawa Co Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Ichikawa Co Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2023-10-24
Also published as: NO20034216L; KR20040036649A; BR0304646A; CA2446249C; CN1318692C; JP2004143627A; EP1413673B1; CA2446249A1; JP4102644B2; AU2003257522A1; NZ529100A; ATE350532T1; US7135095B2; US20040137819A1; EP1413673A1; TWI314598B; CN1497099A; AU2003257522B2; KR101006295B1; NO20034216D0

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft einen Filz für die Verwendung in der Pressenpartie einer Papiermaschine und insbesondere einen Pressfilz mit verbessertem Wasserabfuhrvermögen und die Pressenpartie einer Papiermaschine, die den Pressfilz nutzt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine herkömmliche Pressenvorrichtung, die zum Pressen von Wasser aus einer nassen Papierbahn in einem Papierherstellungsverfahren verwendet wird, hat vier Quetschspalte und ist in 1 dargestellt.
Eine nasse Papierbahn W mit einer Dichte von 15–18%, die in einer Drahtgitterpartie der Papierherstellungsvorrichtung gebildet wird, wird von einer Aufnahme-Saugwalze 2 angesaugt und an einem Aufnahmefilz 3 angebracht. Wasser wird in einer ersten Presse 1P, die als "Doppelfilzpresse" bezeichnet wird, da sie zwei Filze 3 und 4, sowie eine Saugwalze 5 und eine Rillenwalze 6a umfasst, durch den Filz 3 und einen unteren Filz 4 aus der nassen Papierbahn gepresst.
Die nasse Papierbahn wird auf der Oberfläche des Aufnahmefilzes 3 gehalten und vom Unterdruck der Saugwalze 5 angesaugt. Wasser wird weiter in einer Einfilzpresse 2P, die eine Mittelwalze 6 mit einer dichten, glatten Oberfläche und eine Rillenwalze 6b umfasst, aus der nassen Papierbahn gepresst.
In diesem Verfahren findet dort, wo die nasse Papierbahn vom ersten, von den Walzen 5 und 6a gebildeten Quetschspalt an den zweiten, von den Walzen 6 und 6b gebildeten Quetschspalt transportiert wird, die Wiederbefeuchtung der nassen Papierbahn W, das heißt der Rücklauf des Wassers vom Pressfilz an die nasse Papierbahn statt.
Nachdem der Aufnahmefilz 3 die nasse Papierbahn W an die Mittelwalze transportiert, wird Wasser in einer dritten, die Walze 6 und eine dritte Rillenwalze 6c umfassenden Presse 3P, und in einer vierten, eine Walze 7 und eine Rillenwalze 6d umfassenden vierten Presse 4P aus der nassen Papierbahn gepresst. Danach wird die nasse Papierbahn zu einer, Trocknerwalzen 8 umfassenden Trocknungspartie der Papierherstellungsvorrichtung transportiert.
Ein Doppelfilz-Quetschspalt ist in 2 im Detail gezeigt. Der Quetschspalt umfasst ein Paar Quetschwalzen P und ein Paar Pressfilze 11, die eine nasse Papierbahn W quetschen. Die Pressfilze 11 und die nasse Papierbahn W werden von den Quetschwalzen P zusammengedrückt und so wird Wasser aus der nassen Papierbahn W gepresst.
Obwohl 2 eine Walzenpresse zeigt, bei der ein Quetschspalt zwei Walzen umfasst, kann alternativ eine Schuhpresse verwendet werden, bei der der Quetschspalt eine Walze und ein Schuhpressenmodul umfasst. In der Schuhpresse absorbieren, wie bei der Walzenpresse, Pressfilze aus einer nassen Papierbahn gepresstes Wasser.
Der Aufbau eines Pressfilzes 11 der Art, wie sie allgemein bei der Papierherstellung verwendet wird, ist in 3 gezeigt, bei der es sich um eine Querschnittsansicht in einer sich in Maschinenrichtung erstreckenden Ebene handelt. Der in 3 gezeigte Filz 11 ist ein endloser Pressfilz, der ein Grundgewebe 20 und Schichten 30 aus Vliesmaterial umfasst. Das Vliesmaterial umfasst eine auf der Seite der nassen Papierbahn liegende Schicht 31 und eine auf der Seite der Presse liegende Schicht 32. Das Vliesmaterial wird durch Vernadeln einer Vliesfaser an das Grundgewebe 20 gebildet. Daher sind Vliesfasern im Grundgewebe 20 vorhanden.
Die Bewegung von Wasser aus der nassen Papierbahn in der Pressenpartie von 2 ist in 4 dargestellt. Zur Vereinfachung ist in 4 nur ein Pressfilz 11 gezeigt. Wenn sich die beiden Quetschwalzen P in den durch die Pfeile in 4 angedeuteten Richtungen drehen, werden der Pressfilz 11 und eine nasse Papierbahn W von den Quetschwalzen P gequetscht, während sie die Pressenpartie durchlaufen. Wie zuvor erwähnt, werden der Pressfilz 11 und die nasse Papierbahn W in der Pressenpartie zusammengedrückt und Wasser wird aus der nassen Papierbahn W gepresst und im Pressfilz 11 absorbiert.
Wenn die nasse Papierbahn und der Pressfilz jedoch von der Mitte des Quetschspalts an die Ausgangsseite der Pressenpartie transportiert werden, wird der auf die nasse Papierbahn W und den Pressfilz 11 aufgebrachte Druck rasch abgebaut und das Volumen des Pressfilzes 11 und der nassen Papierbahn W dehnt sich rasch aus. Als Folge entsteht im Pressfilz 11 ein negativer Druck. Außerdem tritt ein Kapillarphänomen ein, da die nasse Papierbahn dünne Fasern umfasst. Der negative Druck und das Kapillarphänomen führen dazu, dass im Pressfilz 11 absorbiertes Wasser zur nassen Papierbahn W zurückkehrt. Dieses "Wiederbefeuchtungs"-Phänomen ist dem Fachmann allgemein als Problem bei einer herkömmlichen Pressenvorrichtung bekannt.
4 zeigt einen Fall eines Walzenpressen-Quetschspalts, das selbe Phänomen tritt jedoch auch bei einem Schuhpressen-Quetschspalt auf. Bei beiden Typen von Quetschspalt ist die Wiederbefeuchtung eine Hauptursache für vermindertes Wasserabfuhrvermögen.
Ein herkömmlicher Filz, der die Wiederbefeuchtung reduzieren soll, ist in 5 abgebildet und auf Seite 3 der ungeprüften japanischen Patentschrift 8888/1991 beschrieben. Bei diesem Pressfilz wird in einem pressenseitigen Teil 32 des Vliesmaterials eine Sperrschicht 41 gebildet, die superfeine Fasern oder ein hydrophiles Material umfasst.
In einem weiteren herkömmlichen Pressfilz, der in 6 dargestellt und in U.S. Patent Nr. 5,372,876 beschrieben ist, wird eine hydrophobe gesponnene Klebeschicht 42 als Teil des auf der Seite der nassen Papierbahn liegenden Teils 31 des Vliesmaterials bereitgestellt.
Die Ergebnisse von Versuchen haben ergeben, dass die in 5 und 6 gezeigten Aufbauten die Wiederbefeuchtung nicht ausreichend verhinderten. Die Unfähigkeit des Pressfilzes 12 in 5, die Wiederbefeuchtung zu verhindern, scheint daran zu liegen, dass Wasser zwar in der superfeine Fasern oder hydrophiles Material umfassenden Sperrschicht 41 gehalten wird, Wasser in der auf der Seite der nassen Papierbahn liegenden Schicht 31, die kein Sperrschichtmaterial hat, jedoch zur nassen Papierbahn zurückkehrt, nachdem der Pressfilz aus der Pressenpartie der Maschine freigegeben wird.
Im Fall des Pressfilzes 13 in 6 verhindert das hydrophobe gesponnene Klebematerial 42 das Wasser, das sich auf der Walzenseite relativ zum gesponnenen Klebematerial befindet, sich zur nassen Papierbahn bewegt. Der Pressfilz in 6 funktioniert jedoch anscheinend deshalb nicht sehr wirksam, die Wiederbefeuchtung zu verhindern, da das gesponnene Klebematerial 42 hydrophob ist und daher Wasser, das im gesponnenen Klebematerial gehalten wird und Wasser, das sich in der Vliesschicht auf der zur nassen Papierbahn weisenden Seite des gesponnen Klebematerials befindet, sich leicht zur nassen Papierbahn bewegt.
WO 02/44468 offenbart einen Pressstoff mit einem Anti-Wiederbefeuchtungs-Gitterstoff im internen Aufbau eines Pressstoffs. Zur Erzeugung der Sperre werden keine externen Materialien benötigt und die Sperre wird gebildet, indem lediglich die Eigenschaften des zum Aufbauen des übrigen Pressstoffs verwendeten Materials geändert werden.
DE 30 00278 offenbart einen Pressstoff für die Papierherstellung, der eine tragende Grundstruktur und eine darauf angeordnete Schicht umfasst, die eine Oberfläche bildet. Die Kontaktfläche der Oberfläche ist mehr als 10% und ihre durchschnittliche Porengröße liegt zwischen 80 und 0 μm. Die Oberflächenschicht ist aus einem Faserbandmaterial gebildet, dessen Grobheit ungefähr 3 dtex beträgt.
In Anbetracht der oben erwähnten Probleme ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Papierherstellungs-Pressfilz und eine Pressenvorrichtung bereitzustellen, die die Wiederbefeuchtung wirksamer verhindern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Papierherstellungs-Pressfilz gemäß der Erfindung umfasst ein Grundgewebe und ein Vliesmaterial, wobei das Vliesmaterial aus einer zur nassen Papierbahn weisenden Schicht auf einer zur nassen Papierbahn weisenden Seite des Grundgewebes und einer auf der Seite der Presse liegenden Schicht auf einer zur Presse weisenden Seite des Grundgewebes besteht, wobei ein hydrophiler, nichtgewebter Stoff in der auf der Seite der nassen Papierbahn liegenden Schicht des Vliesmaterials bereitgestellt ist und wobei das Verhältnis des Flächengewichts des auf der zur nassen Papierbahn weisenden Seite des hydrophilen nichtgewebten Stoffs liegenden Teils des Vliesmaterials zum Flächengewicht des hydrophilen nichtgewebten Stoffs im Bereich zwischen 8:1 und 3:1 liegt.
Wobei das Vliesmaterial Stapelfasern umfasst, und die Feinheit der auf der zur nassen Papierbahn weisenden Seite des hydrophilen nichtgewebten Stoffs liegenden Fasern vorzugsweise 9 dtex oder weniger ist.
Der Wasserkontaktwinkel des hydrophilen nichtgewebten Stoffs ist vorzugsweise 30 Grad oder weniger, wenn der Wassergehalt des nichtgewebten Stoffs 30–50% beträgt.
Eine Pressenvorrichtung einer Papiermaschine gemäß der Erfindung schließt den zuvor beschriebenen Filz ein. Der Filz kann einer von zwei Filzen in einer Doppelfilzpresse sein oder kann ein einzelner Filz sein, auf dem eine nasse Papierbahn aus einer Pressenvorrichtung heraus transportiert wird. Der Filz kann in einer oder mehreren aufeinander folgenden Pressenvorrichtungen einer Papiermaschine integriert sein und ist am wirksamsten, wenn er in die letzte einer Reihe von Pressenvorrichtungen integriert wird.
Der Pressfilz gemäß der Erfindung hat einen relativ einfachen Aufbau und weist, wenn er in eine Pressenvorrichtung einer Papiermaschine integriert ist, hervorragende Wasserabfuhr und hervorragende Verhinderung von Wiederbefeuchtung auf.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische erklärende Ansicht einer Pressenvorrichtung einer Papiermaschine;
2 ist eine schematische erklärende Ansicht eines Quetschspalts;
3 ist eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Pressfilzes;
4 ist eine erklärend Querschnittsansicht, die die Bewegung von Wasser zu und von einer nassen Papierbahn in der Pressenpartie einer Papiermaschine zeigt;
5 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren herkömmlichen Pressfilzes;
6 ist eine Querschnittsansicht noch eines weiteren herkömmlichen Pressfilzes;
7 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Pressfilzes gemäß der Erfindung;
8 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Pressfilzes gemäß der Erfindung;
9 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Bestimmen der Auswirkungen eines Pressfilzes gemäß der Erfindung;
10 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Vorrichtung zum Bestimmen der Auswirkungen eines Pressfilzes gemäß der Erfindung;
11 ist eine Tabelle, die die Ergebnisse von Versuchen zeigt, die mit den Versuchsvorrichtungen aus 9 und 10 durchgeführt wurden.
12 ist eine schematische erklärende Ansicht einer Versuchsvorrichtung zum Messen der Menge der Wiederbefeuchtung;
13 ist eine Tabelle, die die Ergebnisse von Versuchen zeigt, die mit der Vorrichtung aus 12 durchgeführt wurden; und
14 ist eine schematische Ansicht einer Pressenvorrichtung, in der ein Filz gemäß der Erfindung installiert ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen eines Pressfilzes gemäß der Erfindung werden unter Verweis auf 7 und 8 erklärt, bei denen es sich um Querschnittsansichten auf sich in Maschinenrichtung erstreckenden Schnittebenen handelt.
In 7 und 8 umfasst ein Pressfilz 10 jeweils ein Grundgewebe 20, ein Vliesmaterial 30 und einen hydrophilen nichtgewebten Stoff 40, die alle mittels Vernadeln durch Verschlingen integriert sind.
Das Grundgewebe 20 verleiht dem Pressfilz Festigkeit. Ein gewebter Stoff, ein Aufbau, in dem Garne nicht gewoben sondern gestapelt sind oder eine Folie oder Dergleichen sind dem Fachmann als für Grundgewebe geeignet bekannt und können als Grundgewebe im Pressfilz gemäß der Erfindung verwendet werden.
Das Vliesmaterial 30 umfasst eine Stapelfaser 50 und besteht aus einer auf der Seite der nassen Papierbahn liegenden Schicht 31 und einer auf der Seite der Presse liegenden Schicht 32. Die Stapelfaser 50 ist auch im Grundgewebe 20 bereitgestellt.
Eine Faser mit einer Feinheit von 6 dtex oder mehr wird als die das Vliesmaterial 30 bildende Stapelfaser 50 verwendet. Es wird eine Faser mit einer Feinheit von ungefähr 17 dtex bevorzugt.
Eine natürliche Faser wie Wolle und eine synthetische Faser wie Nylon 6 oder Nylon 66, deren Verschleißfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit, Verlängerungseigenschaften und Fleckenbildungsresistenz überlegen sind, werden vorzugsweise als Materialien für das Grundgewebe 20 und das Vliesmaterial 30 verwendet.
Der hydrophile nichtgewebte Stoff 40 wird in der auf der Seite der nassen Papierbahn liegenden Schicht 31 des Vliesmaterials 30 bereitgestellt. Daher beseht die auf der Seite der nassen Papierbahn liegende Schicht 31 aus einer ersten Subschicht 31a, die sich auf der zur nassen Papierbahn weisenden Seite relativ zum hydrophilen nichtgewebten Material 40 befindet und einer zweiten Subschicht 31b, die sich auf der zur Walze weisenden Seite relativ zum hydrophilen nichtgewebten Stoff 40 befindet.
Der hydrophile nichtgewebte Stoff 40 umfasst Fasern, die dünner sind und eine höhere Dichte aufweisen als die Fasern des Vliesmaterials 30. Der hydrophile nichtgewebte Stoff wird gebildet, indem Fasern laminiert werden, die durch Schmelzen und Spinnen von Harz hergestellt werden. Beispielsweise kann ein nichtgewebter Spinnvlies verwendet werden, der durch Laminieren eines kontinuierlichen Filaments hergestellt wird. Als weiteres Beispiel kann ein nichtgewebter Stoff verwendet werden, der gebildet wird, indem geschmolzenes Polymer mit einem heißen Luftstoß ausgedehnt wird, wobei feine Fasern entstehen und eine dünne Lage daraus gebildet wird. Eine geeignete Feinheit der Fasern des nichtgewebten Stoffs 40 ist 4 dtex oder weniger. Nylon kann als das Material der feinen Fasern oder des nichtgewebten Stoffs verwendet werden.
Ausgezeichnete Ergebnisse werden erhalten, wenn der Grad der Hydrophilie des nichtgewebten Stoffs 40 derart ist, dass der Wasserkontaktwinkel 30 Grad oder weniger beträgt, wenn der Wassergehalt des nichtgewebten Stoffs auf 30–50% eingestellt ist. Der prozentuale Wassergehalt des nichtgewebten Stoffs ist 100 mal das Gewicht des Wassergehalts, geteilt durch das Gesamtgewicht des Stoffs, einschließlich seines Wassergehalts.
Wenn ein Nylon-Spinnvliesmaterial zur Verwendung als nichtgewebter Stoff gekauft wird, ist es zum Zeitpunkt des Kaufs möglicherweise hydrophob. Das liegt daran, dass bei der Herstellung eines Spinnvlieses normalerweise hydrophobes Spinnöl verwendet wird, um seine Öffnungseigenschaften und Faserkohäsion zu verbessern. Das hydrophobe Öl entweicht jedoch zu einem sehr frühen Stadium der Verwendung des Papierherstellungsfilzes mit dem Spinnvlies aus dem Spinnvlies. So kann, obwohl ein nichtgewebter Stoff zum Zeitpunkt des Kaufs möglicherweise hydrophob sein kann, das Ziel der Erfindung erreicht werden, wenn der nichtgewebte Stoff im Gebrauch hydrophil wird. Es reicht aus, dass der nichtgewebte Stoff hydrophile Eigenschaften hat, wenn der Papierherstellungs-Pressfilz in Gebrauch ist.
Die Funktionsweise des in 7 gezeigten Pressfilzes 10 ist wie folgt.
Als Erstes bewegt sich Wasser als Folge des von den Quetschwalzen aufgebrachten Drucks von einer nassen Papierbahn zum Pressfilz 10. Dann findet, wie oben erklärt, wenn der Pressfilz über die Quetschwalzen hinaus fährt und der Druck abgebaut wird, das Wiederbefeuchtungsphänomen statt. Im Fall eines Pressfilzes 10 gemäß der Erfindung hat der hydrophile nichtgewebte Stoff 40 jedoch eine höhere Dichte und geringere Wasserpermeabilität als die Vliesfaser. Daher kann sich Wasser in dem Teil des Vliesmaterials, das sich auf der Walzenseite relativ zum nichtgewebten Stoff 40 befindet, das heißt, das Wasser in der Subschicht 31b, nicht ohne Weiteres durch den hydrophilen nichtgewebten Stoff 40 bewegen und zur nassen Papierbahn zurückkehren.
Da die Fasern des hydrophilen nichtgewebten Stoffs 40 feiner sind als die des Vliesmaterials 30, kann sich außerdem Wasser, das in der Subschicht 31a auf der zur nassen Papierbahn weisenden Seite des hydrophilen nichtgewebten Stoffs 40 gehalten wird, aufgrund des Kapillarphänomens ohne Weiteres in den Stoff 40 bewegen.
Außerdem übt der hydrophile nichtgewebte Stoff eine "Hydrationskraft" aus. Das heißt, die hydrophile Eigenschaft des nichtgewebten Stoffs 40 verbessert nicht nur die Bewegung von Wasser in den nichtgewebten Stoff 40 erheblich, sondern auch das Halten des Wassers in der Vliesfaserschicht. Daher wird Wasser in der Subschicht 31a, die der nassen Papierbahn am nächsten ist, entweder durch die Hydrationskraft in der Subschicht 31a gehalten oder wird von der hydrophilen Eigenschaft des nichtgewebten Stoffs 40 selbst daran gehindert, sich zur nassen Papierbahn zu bewegen.
Als Folge verhindert der Pressfilz gemäß der Erfindung die Wiederbefeuchtung wirksamer als ein herkömmlicher Pressfilz.
In der Subschicht 31a gehaltenes Wasser, das sich auf der zur nassen Papierbahn weisenden Seite relativ zum hydrophilen nichtgewebten Stoff 40 befindet, führt aufgrund der vom hydrophilen nichtgewebten Stoff 40 ausgeübten Hydrationskraft mit geringerer Wahrscheinlichkeit zu Wiederbefeuchtung als im Fall eines herkömmlichen Pressfilzes. Selbst im Fall einer hydrophilen nichtgewebten Stoffschicht bewegt sich jedoch ein Teil des Wassers in der Subschicht 31a zur nassen Papierbahn.
Die Hydrationskraft in der Subschicht 31a kann verstärkt werden, indem Fasern, die dünner sind als herkömmlicher Fasern, als Stapelfasern 50 verwendet werden, wie in 8 gezeigt, so dass die Wassermenge, die sich von der Subschicht 31a zur nassen Papierbahn bewegt, weiter verringert wird. Da die Stapelfasern 50 der Subschicht 31a, die in direktem Kontakt mit der nassen Papierbahn ist, dünner sind als herkömmliche Fasern, wird der Unterschied zwischen der Feinheit der Stapelfasern 50 der Schicht 31a und den Fasern der nassen Papierbahn relativ gering. Daher wird die Wassermenge, die sich aufgrund des Kapillarphänomens von der Subschicht 31a zur nassen Papierbahn bewegt, relativ gering.
Anhand der Versuchsergebnisse wurde festgestellt, dass ausgezeichnete Wirkungen erzielt werden können, wenn die Feinheit einer Stapelfaser 50 der äußersten Subschicht 31a auf der Seite der nassen Papierbahn 9 dtex oder weniger beträgt.
Es wurde außerdem festgestellt, dass das Gewichtsverhältnis der äußersten Subschicht 31a auf der Seite der nassen Papierbahn zu einer hydrophilen nichtgewebten Stoffschicht eine enge Beziehung zur Verhinderung der Wiederbefeuchtung hatte und dass das Flächengewichtsverhältnis (d.h. das Verhältnis der Gewichte pro Flächeneinheit) der äußersten Schicht 31a auf der Seite der nassen Papierbahn zur hydrophilen nichtgewebten Stoffschicht 40 im Bereich zwischen 8:1 und 3:1 liegen muss.
Ein geeignetes Flächengewicht der äußersten Schicht 31a auf der Seite der nassen Papierbahn ist 100–200 g/m² während das Flächengewicht des hydrophilen nichtgewebten Stoffs 40 im Bereich zwischen ungefähr 16–50 g/m² liegt.
Beispiele
Es wurden Versuche durchgeführt, um die Auswirkungen von Papierherstellungs-Pressfilzen gemäß der Erfindung zu bestimmen.
Ein Grundaufbau aller Filze war wie folgt, so dass die Beispiele der Erfindung und die Vergleichsbeispiele gewisse Bedingungen gemeinsam hatten. Insbesondere hatte das Grundgewebe, bei dem es sich um ein einfaches Gewebe aus Nylon aus Nylon-Monofilamentgarn handelte, ein Flächengewicht von 300 g/m². Das Vliesmaterial, das aus Stapelfasern aus Nylon 6 bestand, hatte ein Gesamtflächengewicht von 550 g/m². Die Vernadelungsdichte betrug 700 Mal/cm².
Außer bei den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurde ein hydrophiler nichtgewebter Stoff in einer auf der Seite der nassen Papierbahn liegenden Subschicht des Vliesmaterials bereitgestellt, wobei das Vliesmaterial eine erste, auf der Seite der nassen Papierbahn liegende Subschicht und eine zweite, auf der Seite der nassen Papierbahn liegende Subschicht hatte. In den Beispielen gemäß der Erfindung und in den Vergleichbeispielen außer Vergleichsbeispielen 1 und 2 betrug die Feinheit der Fasern der inneren, auf der Seite der nassen Papierbahn liegenden Subschicht und der auf der Pressenseite liegenden Schicht 17 dtex.
Wie in 11 gezeigt, wurden die Beispiele und die Vergleichsbeispiele erhalten, indem Material, Feinheit und Flächengewicht des Vliesmaterials verändert wurden und indem im Fall der Beispiele 1–7 und der Vergleichsbeispiele 3 und 4 Aufbau und Flächengewicht der nichtgewebten Stoffschicht sowie der Wasserkontaktwinkel auf der nichtgewebten Stoffschicht verändert wurden.
Die Versuche wurden unter Verwendung der Papierherstellungs-Pressfilze der obigen Beispiele und der Vergleichsbeispiele sowie der in 9 und 10 gezeigten Vorrichtungen durchgeführt.
In den in 9 und 10 gezeigten Vorrichtungen bezeichnet P eine Quetschwalze, 110 bezeichnet einen obenliegenden Filz, 10 bezeichnet einen untenliegenden Filz, SC steht für eine Saugröhre und SN bezeichnet einen Duschkopf.
Die Beispiele gemäß der Erfindung und die Vergleichsbeispiele wurden als untenliegender Filz 10 verwendet. Der Pressfilz des Vergleichsbeispiels 1 wurde als obenliegender Filzverwendet.
Die Versuchsvorrichtungen von 9 und 10 hatten jeweils eine Filzlaufgeschwindigkeit von 500 m/min und einen Quetschdruck von 100 kg/cm².
In der Vorrichtung von 9 wurde eine vom Quetschdruck freigegebene nasse Papierbahn auf einen untenliegenden Filz 10 gelegt und transportiert. Daten zum Wassergehalt der nassen Papierbahn, die den Grad der Wiederbefeuchtung angeben, wurden erhalten, in dem die Benetzbarkeit der nassen Papierbahn am Pressenausgangsort 1 gemessen wurde, an den die nasse Papierbahn nach dem Freigeben vom Quetschdruck vom Filz auf der Unterseite transportiert wurde.
Auf der anderen Seite war im Fall der in 10 gezeigten Vorrichtung die Fläche eines untenliegenden Filzes 10, der mit einer Quetschrolle in Kontakt war, verhältnismäßig groß und die Zeit, während der die nasse Papierbahn nach dem Freigeben vom Quetschdruck mit den Filzen 10 und 110 in Kontakt war, war sehr kurz. Daher können Daten zum Wassergehalt einer nassen Papierbahn, wenn die Wiederbefeuchtung nicht vollständig stattfindet, erhalten werden, indem die Benetzbarkeit der nassen Papierbahn am Pressenausgang 2 gemessen wird, direkt nachdem die nasse Papierbahn vom Quetschdruck freigegeben wird.
Das Wiederbefeuchtungsphänomen wurde bewertet, indem die Differenz zwischen dem mit der Vorrichtung in 9 erhaltenen Wassergehalt und dem mit der in 10 abgebildeten Vorrichtung berechnet wurde. Wenn die Differenz unter 0,5% lag, wurde geurteilt, dass keine Wiederbefeuchtung stattfand (Bewertung: "O") Wenn andererseits die Differenz 0,5% oder mehr und unter 1,0% war, wurde geurteilt, dass eine geringe Wiederbefeuchtung stattfand (Bewertung: "Δ") und wenn die Differenz zwischen ihnen über 1,0% lag, wurde geurteilt, dass ein Wiederbefeuchtungsphänomen stattfand (Bewertung: "X").
Die Zusammenfassung dieser Ergebnisse ist in 11 dargestellt.
Wie in 11 gezeigt, wurde festgestellt, dass ein Papierherstellungs-Pressfilz gemäß der Erfindung in der Lage war, die Wiederbefeuchtung hervorragend und wirksam zu unterdrücken.
Der als Folge der hydrophilen Eigenschaft des nichtgewebten Stoffs erhaltene Effekt wurde bestimmt, indem Beispiel 1 mit Vergleichsbeispiel 3 verglichen wurde.
Außerdem wurde aus Beispielen 1–5 festgestellt, dass das Flächengewichtsverhältnis des äußersten Teils der Vliesschicht zur nichtgewebten Stoffschicht im Bereich zwischen 8:1 und 3:1 liegen muss.
Außerdem wurde aus Beispielen 1, 6 und 7 festgestellt, dass die Feinheit der Fasern des äußersten Teils der Vliesschicht vorzugsweise 9 dtex oder weniger ist.
Es wurden außerdem Versuche mit der in 12 gezeigten Versuchsvorrichtung durchgeführt, um die Auswirkung der Änderung der Zeitdauer zu bestimmen, während der der Filz nach dem Durchlaufen eines Quetschspalts mit der nassen Papierbahn in Kontakt ist. Diese Versuche wurden mit zwei Arten von Filz als unterem Filz durchgeführt: einem herkömmlichen Filz bei Vergleichsbeispiel 1 und einem Filz gemäß der Erfindung, entsprechend Beispiel 1.
Eine nasse Papierbahn, die nicht durch einen Quetschspalt gepresst wurde, wurde durch die Versuchsvorrichtung transportiert. Das Verhältnis zwischen der Filzkontaktdauer und der beobachteten Wiederbefeuchtungsmenge wurde untersucht, indem die Zeitdauer verändert wurde, während der eine nasse Papierbahn nach dem Durchlaufen des Quetschspalts vom oberen und unteren Filz gequetscht wurde. Die Ergebnisse sind in 13 dargestellt.
Wie in 13 gezeigt, wies der Filz gemäß der Erfindung eine ausgezeichnete Verhinderung der Wiederbefeuchtung auf, da die Menge der Wiederbefeuchtung mit zunehmender Filzkontaktdauer im Wesentlichen konstant blieb, wohingegen beim herkömmlichen Filz die Menge der Wiederbefeuchtung mit zunehmender Filzkontaktzeit deutlich zunahm.
Eine Papiermaschine 100, auf der ein Filz gemäß der Erfindung installiert ist, ist in 14 gezeigt. Diese Maschine umfasst eine erste Pressenvorrichtung 103 und eine zweite Pressenvorrichtung 203, die der ersten nachgeschaltet ist, die beide eine nasse Papierbahn W zwischen zwei Lagen aus Filz quetschen und dadurch Wasser aus der nassen Papierbahn W pressen. Obwohl 14 den Fall zeigt, in dem ein Filz 10 gemäß der Erfindung in der zweiten Pressenvorrichtung 203 als unterer Filz verwendet wird, ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Der Pressfilz der Erfindung kann in der ersten Pressenvorrichtung 103, in der zweiten Pressenvorrichtung 203 oder sowohl in der ersten Pressenvorrichtung 103 als auch in der zweiten Pressenvorrichtung 203 verwendet werden.
Eine nasse Papierbahn W wird zwischen Filzen gequetscht oder auf einem unteren Filz gehalten, so dass ein Hochgeschwindigkeitstransport der nassen Papierbahn erhalten werden kann. Daher kann eine nasse Papierbahn mit hoher Geschwindigkeit (ohne Aussetzen der Papierzufuhr) stabil durch die gesamte Partie transportiert werden, wie in 14 gezeigt, indem sie zwischen oder auf Filzen gemäß der Erfindung gehalten wird.
Es ist besonders wünschenswert, einen Filz gemäß der Erfindung als unteren Filz in der zweiten Pressenvorrichtung 203 einzusetzen, da der Endwassergehalt der nassen Papierbahn mehr von der zweiten Pressenvorrichtung 203 beeinflusst wird.
Bei dieser Art von Presse, in der eine nasse Papierbahn nach dem Durchlaufen eines Quetschspalts zwischen Filzen oder auf einem Filz gehalten wird. verringert die Rückkehr von Wasser an den Filz als Folge der Wiederbefeuchtung ein Wasserabfuhrvermögen der Vorrichtung. Das Wasserabfuhrvermögen wird jedoch stark verbessert, indem ein herkömmlicher Filz durch einen Filz gemäß der Erfindung ersetzt wird.
14 zeigt eine Schuhpresse in einer Papiermaschine, die zwei in Reihe geschaltete Schuhpressen umfasst, ein Filz gemäß der Erfindung kann jedoch die Wiederbefeuchtung auch dann wirksam verhindern, wenn eine der Schuhpressen durch eine Walzenpresse ersetzt wird oder wenn die Pressenpartie der Maschine nur eine Schuhpresse umfasst.
Wie vorangehend erklärt, kann gemäß der Erfindung ein Papierherstellungs-Pressfilz, der eine ausgezeichnete Verhinderung der Wiederbefeuchtung aufweist, durch einen relativ einfachen Aufbau bereitgestellt werden, bei dem ein hydrophiler nichtgewebter Stoff in den auf der Seite der nassen Papierbahn liegenden Teil eines Vliesmaterials integriert wird. Wenn der Pressfilz in einer Pressenvorrichtung einer Papiermaschine verwendet wird, kann ein ausgezeichnetes Wasserabfuhrvermögen erhalten werden.

Claims

Papierherstellungs-Pressfilz (10), umfassend ein Grundgewebe (20) und ein Vliesmaterial (30), wobei das Vliesmaterial (30) aus einer auf der Seite der nassen Papierbahn liegenden Schicht (31) auf einer zur nassen Papierbahn weisenden Seite des Grundgewebes und einer auf der Seite der Presse liegenden Schicht (32) auf einer zur Presse weisenden Seite des Grundgewebes besteht, wobei ein hydrophiler, nichtgewebter Stoff (40) in der auf der Seite der nassen Papierbahn liegenden Schicht (31) des Vliesmaterials (40) bereitgestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Flächengewichts des auf der Seite der nassen Papierbahn liegenden Teils (31a) des hydrophilen nichtgewebten Stoffs des Vliesmaterials (30) zum Flächengewicht des hydrophilen nichtgewebten Stoffs (40) im Bereich zwischen 8:1 und 3:1 liegt.
Papierherstellungs-Pressfilz nach Anspruch 1, wobei das Vliesmaterial (30) Stapelfasern (50) umfasst und wobei die Feinheit der auf der zur nassen Papierbahn weisenden Seite des hydrophilen nichtgewebten Stoffs (40) liegenden Stapelfasern (50) 9 dtex oder weniger ist.
Papierherstellungs-Pressfilz nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wasserkontaktwinkel des hydrophilen nichtgewebten Stoffs (40) 30 Grad oder weniger ist, wenn der Wassergehalt des nichtgewebten Stoffs 30–50% ist.
Pressenvorrichtung für eine Papiermaschine umfassend eine erste Pressenvorrichtung (103) und eine zweite Pressenvorrichtung (203), die in Bewegungsrichtung einer nassen Papierbahn (W) dadurch hindurch der ersten Pressenvorrichtung nachgeschaltet ist, wobei die Pressenvorrichtungen (103, 203) jeweils einen Filz (F) umfassen, der dazu angeordnet ist, Wasser von der Bahn abzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Papierherstellungs-Pressfilz (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als Filz (F) verwendet wird, der dazu angeordnet ist, Wasser von der Bahn (W) in der ersten und/oder der zweiten Pressenvorrichtung (103, 203) abzuführen.
Pressenvorrichtung für eine Papiermaschine, umfassend eine erste Pressenvorrichtung (103) und eine zweite Pressenvorrichtung (203), die in Bewegungsrichtung einer nassen Papierbahn (W) dadurch hindurch der ersten Pressenvorrichtung (103) nachgeschaltet ist, wobei die Pressenvorrichtungen (103, 203) jeweils zwei Lagen Filz (F) umfassen, die dazu angeordnet sind, eine nasse Papierbahn (W) zwischen ihnen zu quetschen und dadurch Wasser von der Bahn abzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Papierherstellungs-Pressfilz (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als einer der zwei Lagen Filz (F) in der ersten und/oder der zweiten Pressenvorrichtung (103, 203) verwendet wird.
Pressenvorrichtung für eine Papiermaschine, umfassend eine Pressenvorrichtung mit zwei Lagen Filz (F), die dazu angeordnet sind, eine nasse Papierbahn (W) zu quetschen und dadurch Wasser aus der Bahn abzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Papierherstellungs-Pressfilz (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als einer der zwei Lagen Filz (F) verwendet wird.