DE60316598T2

DE60316598T2 - Trockensieb

Info

Publication number: DE60316598T2
Application number: DE60316598T
Authority: DE
Inventors: Rauno Enqvist; Teuvo Ahonen
Original assignee: Tamfelt Oyj AB
Current assignee: Metso Fabrics PMC Oy
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2023-11-12
Also published as: FI20022018A0; ATE374284T1; WO2004044313A1; AU2003276320A1; EP1573124B1; ES2291748T3; DE60316598D1; FI112514B; EP1573124A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Trockensieb, das eine Rückseiteoberfläche und eine Gewebeseiteoberfläche und das gewoben ist aus mehreren Garnen in Maschinenrichtung und mehreren Garnen, die quer zur Maschinenrichtung liegen, wobei die Garne Monofilamente sind und dass Sieb weiter auf der Gewebeoberseitefläche mehrere Garne in Querrichtung zur Maschinenrichtung umfasst, die sich vom Rest der Siebgarne unterscheiden, das Sieb eine 1,5 Lagenstruktur aufweist und die Gewebeseiteoberfläche beim Weben mit zusätzlichen, quer zur Maschinenrichtung liegenden Garnen versehen wird, die eine leicht formbare Struktur haben.
HINTERGRUNG DER ERFINDUNG
Die Trockenpartie einer Papiermaschine benutzt Trockensiebe, mit denen ein Papierblatt, das getrocknet werden soll, durch die Trockenpartie geleitet wird. Die flächige Struktur des Trockensiebs wird aus Hochtemperatur- und gegenüber Feuchtigkeit widerstandsfähigen Garnen gebildet, wobei Gewebeeinstellungen benutzt werden, die für den Zweck geeignet sind. Damit der Kontakt zwischen dem Blatt und dem Sieb gleichmäßig und glatt ist, werden Fasergarne quer zur Maschinenrichtung entsprechend dem Stand der Technik auf der Gewebeseiteoberfläche angeordnet. Gegenwärtig sind Trockensiebe mit glatter Oberfläche Mehrschichtenstrukturen, die eine hohe Garndichte quer zur Maschinenrichtung besitzen. Die Herstellung solcher Trockensiebe ist teuer. Die Kosten der derzeitigen Siebe werden ferner dadurch erhöht, dass die Strukturen eine Reihe von teuren Fasergarnen umfassen. Zusätzlich sind solche Trockensiebe relativ dick, was zu einer Zugspannung zwischen dem Blatt und dem Sieb führt. Die US-Patentschrift 5 449 548 offenbart ein industrielles Flächengebilde, das Fasern mit dünnen Seitenflossen umfasst, die das textile Gebilde ausfüllen und die Porosität des Flächengebildes reduzieren. Außerdem offenbart die japanische Anmeldung JP-A-3 059 189 ein Flächengebilde, das Garne umfasst, die mit einem synthetischen Harz beschichtet sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ein neues und verbessertes Trockensieb zur Verfügung zu stellen.
Das Trockensieb entsprechend der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Garne so angeordnet sind, dass sie die Zwischenräume zwischen den Garnen in Maschinenrichtung auf der Gewebeseiteoberfläche im wesentlichen bedecken, und dass die zusätzlichen Garne aus schmelzbaren Fasern bestehen, die auf der Oberfläche des Siebes mittels einer Wärmebehandlung geformt sind.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist darin zu suchen, dass das Trockensieb eine 1,5 Lagenstruktur ist, wobei die Monofilamentgarne, die in Querrichtung zur Maschinenrichtung liegen, so angeordnet sind, dass sie auf der Rückseiteoberfläche des Siebes verlaufen und wo zusätzliche Garne in Querrichtung zur Maschinenrichtung vorhanden sind, welche sich von den übrigen Garnen unterscheiden, die auf der Gewebeseiteoberfläche des Siebes verlaufen. Die zusätzlichen in Querrichtung zur Maschinenrichtung liegenden Garne sind leicht formbar, werden während des Webens bei einer Wärmebehandlung und/oder während der Benutzung in solcher Weise geformt, dass sie sich in Richtung der Oberfläche des Siebes ausdehnen, wobei sie die Räume zwischen den Garnen in der Maschinenrichtung auf der Gewebeseiteoberfläche im wesentlichen vollständig ausfüllen.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass dank der formbaren zusätzlichen Garne die Gewebeseiteoberfläche des Siebs eine extrem breite Kontaktfläche aufweist. Das liegt daran, dass die zusätzlichen Garne die Räume auf der Gewebeseiteoberfläche des Siebs ausfüllen. Zusätzlich bilden die Monofilamentgarne, welche in Maschinenrichtung angeordnet sind, im Verhältnis zu der Fläche eine große Anzahl von Kontaktpunkten auf der Gewebeseiteoberfläche. So wird die Wärme gut vom Sieb auf das Blatt übertragen, und die Trocknung ist effizient. Ferner ist ein Vorteil der Erfindung darin zu suchen, dass ein 1,5 Schichtenflächengebilde bedeutend weniger Garne hat als ein Vielschichtflächengebilde, und deshalb ist die Herstellung auch weniger kostenintensiv. Zusätzlich werden weniger teure zusätzliche Garne für die Struktur entsprechend der Erfindung als früher benötigt. Ein weiterer Vorteil ist noch, dass das Sieb entsprechend der Erfindung die gewünschten Oberflächeneigenschaften unmittelbar nach dem Weben hat. So braucht das Sieb nicht noch notwendigerweise glatt gerieben werden, kalandert oder einer intensiven Schrumpfbehandlung unterworfen werden. Auf diese Weise kann die Herstellung schneller durchgeführt und die Herstellungskosten niedriger gehalten werden. Ferner ist es nicht nötig, schrumpffähige oder andere spezielle Garne bei dem Basisgewebe zu benutzen.
Die wesentliche Idee bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die, dass der Ausgangspunkt für die Basisstruktur ein Dreifachgewebe ist, in welchem Fall jedes Garn in Maschinenrichtung im Grundgebewebe über zwei Grundgarne in Querrichtung und unter einem Grundgarn in Querrichtung verläuft. In der Endstruktur verläuft das Garn in Maschinenrichtung über drei Garne in Querrichtung und unter drei Garnen in Querrichtung.
Die wesentliche Idee einer Ausführungsform der Erfindung ist, dass die Garne im Verhältnis zueinander in einer Weise angeordnet sind, dass die Struktur asymmetrisch ist.
Die wesentliche Idee einer Ausführungsform der Erfindung ist, dass die zusätzlichen Garne in Quermaschinenrichtung, welche auf der Gewebeseite verlaufen, Stapelfasergarne sind. Stapelfasergarn ist flexibel, nimmt gut die Form auf der Sieboberfläche an, und zwar sowohl während des Webens als auch, wenn es während des Gebrauchs Druckkräften ausgesetzt wird. Dank des Effekts der Druckkräfte kann die Struktur von Fasergarnen sich in der Richtung der Sieboberfläche ausdehnen. So kann die Berührungsfläche der Sieboberfläche extrem groß sein, bis nahezu 100% in Abhängigkeit von der Druckkraft. Trotz der großen Kontaktfläche ist die Anzahl der Kontaktpunkte auch groß.
Die wesentliche Idee einer Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass das Verhältnis der zusätzlichen Garne auf der Gewebeseitenoberfläche weniger als 60% der Fläche ausmacht. Wenn die Anzahl der teuren zusätzlichen Garne in der Struktur kleiner ist, ist die Herstellung des Siebes weniger kostenintensiv. Ferner bleiben, wenn eine begrenzte Zahl von zusätzlichen Garnen auf der Gewebeseitenoberfläche vorhanden sind, die Siebe für eine lange Zeit sauber.
Die wesentliche Idee einer Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass das Verhältnis der zusätzlichen Garne vorzugsweise zwischen 30 und 60% liegt.
Die wesentliche Idee einer Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Garne in Querrichtung zur Maschinenrichtung auf der Rückseitenoberfläche des Siebes flache Monofilamente sind. Flache Garne unterstützen die Siebstruktur in Richtung ihrer Oberfläche. Ferner kann die Oberfläche der Rückseitenoberfläche glatter sein, wenn flache Garne benutzt werden im Vergleich mit der Verwendung von runden Garnen, und deshalb trägt das Sieb weniger Luft mit sich. So hat das Sieb gute aerodynamische Eigenschaften und eine gute Laufqualität in einer Papiermaschine.
Die wesentliche Idee einer Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Dicke des Siebes weniger als 1,5 mm ist. Dank der Tatsache, dass das Sieb dünn ist und eine asymmetrische Struktur hat, kann der Zug zwischen dem Sieb und dem Blatt in einer Papiermaschine klein sein. So kann das schädliche Verstrecken des Blattes und/oder das Abnutzen des Siebs verhindert werden.
Die wesentliche Idee einer Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Kontaktfläche der Monofilamente auf der Gewebeseite im Sieb 40% oder mehr ist und dass zur gleichen Zeit die Anzahl der Kontaktpunkte der Monofilamente 30 Punkte/cm² oder mehr ist. Solch ein Sieb eine gute Wärmetransferkapazität.
Die wesentliche Idee einer Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die zusätzlichen Garne hydrophil sind. Wenn die Gewebeseiteoberfläche des Siebes entsprechend hydrophil und glatt ist, ist das Blatt gut angepresst auf der Sieboberfläche, woraus folgt, dass die Lauffähigkeit des Siebes gut ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird nun eingehender im Detail mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei
1 schematisch einen Querschnitt eines Trockensiebs entsprechend der Erfindung von der Querrichtung zur Maschinenrichtung zeigt, und
2 schematisch einen Teil der Gewebeseiteoberfläche des Trockensiebs von 1 zeigt.
Aus Gründen der Klarheit zeigen die Figuren die Erfindung in vereinfachter Weise. Gleiche Teile werden mit den gleichen Referenzzahlen bezeichnet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt einen Schnitt eines Siebes entsprechend der Erfindung. Das Sieb umfasst eine Rückseitenoberfläche A, welche gegen die Papiermaschine angeordnet ist und eine Blattseiteoberfläche B, welche gegen das Blatt angeordnet ist, das getrocknet werden muss. Das Sieb läuft in der Laufrichtung MD der Papiermaschine. Die Querrichtung der Papiermaschine ist ferner in der Figur als CMD angegeben. Das Sieb ist eine 1,5-Schichtstruktur, die durch Weben gebildet wurde und zwar aus Garnen 1 in der Maschinenrichtung und Garnen 2 in der Querrichtung zur Maschinenrichtung. Das Gewebe hat eine 3-Schussstruktur. Die Garne in Maschinenrichtung laufen über zwei Garne 2 in Querrichtung zur Maschinenrichtung und ferner unter einem Garn 2 in Maschinenquerrichtung und setzten sich dann fort zum gleichen Muster. Alle Maschinengarnen 1 im Flächengebilde laufen entsprechend dem gleichen Gewebemuster. Jedoch haben anliegende Garne in Maschinenrichtung immer eine Verschiebung eines Garns in Querrichtung in der gleichen Richtung oder in einer anderen Richtung. Ferner ist die Blattseitenoberfläche B beim Weben mit zusätzlichen Garnen 3 in Querrichtung zur Maschinenrichtung versehen, die aus Fasergarn bestehen können. Fasergarn passt sich in der Form gut in die Räume zwischen Maschinenrichtungsgarnen 1 auf der Oberfläche des Siebs. Das Material der Fasergarne kann zum Beispiel Polyacrylnitril (PAN) und/oder Aramid sein. Die zusätzlichen Garne 3 bestehen aus schmelzbarer Faser, wobei die Wärmebehandlung nach dem Weben bewirkt, dass die zusätzlichen Garne 3 sich auf der Oberfläche des Siebes anpassen. Ferner können geeignetes gezwirntes Garn, Multifilament- und/oder Multikomponentengarn als zusätzliche Garne 3 benutzt werden. Eine Option ist Polypropylen (PP) als das zusätzliche Garnmaterial zu benutzen. Was wesentlich bei der Auswahl von zusätzlichen Garnen 3 ist, dass die Garne 3 relativ leicht verformbare Garne sind, deren Form sich aufgrund der Webkräfte und/oder Presskräfte während der Verwendung auf der Papiermaschine in einer solchen Weise anpassen, dass sie die Räume zwischen Maschinenrichtungsgarnen 1 auf der Blattseiteoberfläche im Wesentlichen vollständig ausfüllen, wobei eine breite Kontaktfläche erzielt wird. Der ursprüngliche Querschnitt der zusätzlichen Garne 3 kann flach oder rund sein. Die Maschinenrichtungsgarne 1 können Monofilamente sein und das Material kann Polyethylenterephthalat (PET), Polyamid (PA), Polyphenylensulphid (PPS), Polyetheretherketon (PEEK), Polycyclohexylendimethylenterephthalat (PCTA) oder Polyethylennaphthalin (PEN) sein. Der Querschnitt der Maschinenrichtungsgarne 1 kann flach sein, in welchem Fall eine breite Kontaktoberfläche erzielt wird. Die Garne 2, welche in Querrichtung zur Maschinenrichtung auf der Rückseitenoberfläche A des Siebes laufen können auch einen flachen Querschnitt besitzen. Der Querschnitt der flachen Garne kann oval oder rechteckig mit abgerundeten Ecken sein. Flache Garne sind, wie bekannt, in einer Richtung starr und sehr flexibel in der anderen Richtung. So ist ein Sieb, das aus flachen Garnen gewebt worden ist, sehr fest in der Richtung der Sieboberfläche. Ferner kann dank der flachen Garne 2 in der Querrichtung der Maschinenrichtung die Rückseitenoberfläche A glatt sein, in welchem Falle sie wenig Luft mit sich zieht.
Da das Grundgewebe des Trockensiebs eine Einlagenstruktur ist, kann das Sieb dünn sein. Bei empirischen Tests wurde beobachtet, dass vorzugsweise die Dicke des Siebes weniger als 1,5 mm ist, vorzugsweise weniger als 1,3 mm. Ferner wurde beobachtet, dass die Luftdurchlässigkeit des Siebes weniger als 1000 m³/m²h sein kann. Jedoch ist die Luftdurchlässigkeit vorzugsweise im Bereich von 1000 bis 3000 m³/m²h.
2 zeigt die Blattseitenoberfläche des Trockensiebs entsprechend der Erfindung. Zwischen Garnen 1 in Maschinenrichtung sind leere Räume 4, welche durch zusätzliche Garne 3 gefüllt werden. Da die zusätzlichen Garne 3 leicht formbar sind, füllen sie die leeren Räume 4 im Wesentlichen voll aus. Wie aus der Figur gesehen werden kann, hat die Sieboberfläche eine breite Kontaktfläche. Andererseits bilden die Maschinenrichtungsgarne 1 eine große Anzahl von Kontaktpunkten auf der Blattseitenoberfläche.
Es wurde bei der Benutzung beobachtet, dass, wenn das Verhältnis von zusätzlichen Garnen auf der Blattseitenoberfläche zu hoch ist, die Sieboberfläche zu hydrophil werden kann. Wenn die Sieboberfläche zu nass ist, bleibt Schmutz an ihr hängen, und das Sieb kann vorzeitig verstopft werden. Außerdem ist die Sieboberfläche rauer, was auch dazu beiträgt, dass der Dreck kleben bleibt. Im Rahmen der Erfindung ist das Verhältnis zusätzlicher Garne auf der Oberfläche weniger als 60% des Flächengebildes, und es wurden keine entsprechenden Probleme beobachtet.
Weiter kann das Trockensieb entsprechend der Erfindung in einigen Fällen ein Zweischuss-, Vierschuss- oder Sechsschussstruktur besitzen.
Die Zeichnungen und die entsprechende Beschreibung sollen lediglich dazu dienen, die Idee der Erfindung zu erläutern. Die Details der Erfindung können variieren innerhalb des Umfangs der Ansprüche.

Claims

Ein Trockensieb, das umfasst eine Rückseiteoberfläche (A) und eine Gewebeseiteoberfläche (B) und das gewoben ist aus mehreren Garnen (MD) (1) in Maschinenrichtung und mehreren Garnen (CMD) (2), die in Querrichtung zur Maschinenrichtung liegen, wobei die Garne (1, 2) Monofilamente sind und das Sieb weiter auf der Gewebeseitenoberfläche (B) mehrerer Garne in Querrichtung der Maschinenrichtung umfasst, die sich von dem Rest der Siebgarne unterscheiden, das Sieb eine 1,5-Lagenstruktur aufweist und die Gewebeseiteoberfläche (B) beim Weben mit zusätzlichen quer zur Maschinenrichtung liegenden Garnen versehen wird, die eine leicht formbare Struktur haben, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Garne (3) so angeordnet sind, dass sie die Zwischenräume (4), die zwischen den in der Maschinenrichtung liegenden Garnen (1) auf der Gewebeseiteoberfläche (B) gebildet sind, vollständig abdecken und dass die zusätzlichen Garne (3) aus schmelzbaren Fasern bestehen, die auf der Oberfläche des Siebs mittels Wärmebehandlung geformt sind.
Trockensieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Garne (1), welche in Maschinenrichtung liegen, im Basisgewebe so angeordnet sind, dass sie über zwei Garnen (2), welche quer zur Maschinenrichtung liegen, und unter einem Garn (2), das in Querrichtung zur Maschinenrichtung liegt, angeordnet sind, und zwar so, dass sie kontinuierlich das gleiche Muster bilden.
Trockensieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimensionen der Garne relativ zueinander so angeordnet sind, dass die Struktur des Trockensiebs asymmetrisch ist.
Trockensieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Garne (1), welche in Maschinenrichtung liegen, flache Monofilamente sind, und dass die Garne (2), welche quer zur Maschinenrichtung, auf der Rückseite der Oberfläche liegen, flache Monofilamente sind.
Trockensieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das der Anteil der zusätzlichen Garne (3) auf der gewebeseitigen Oberfläche (B) weniger als 60% der gesamten Fläche beträgt.
Trockensieb gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der zusätzlichen Garne (3) auf der gewebeseitigen Oberfläche (B) zwischen 30 und 60% ist.
Trockensieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Siebes weniger als 1,5 mm ist.
Trockensieb nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Siebes weniger als 1,3 mm ist.
Trockensieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Garne (3) hydrophil sind.
Trockensieb entsprechend mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Garne (1), welche in Maschinenrichtung liegen, Monofilamente sind; dass die Berührungsfläche der Monofilamente in der gewebeseitigen Oberfläche (B) des Siebs 40% oder mehr ist und dass gleichzeitig die Anzahl der Kontaktpunkte der Monofilamente auf der gewebeseitigen Oberfläche (B) 30 Punkte/cm² oder mehr ist.