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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft die Papierherstellung und insbesondere Verbesserungen
bei einem Transferband für
eine nasse Papierbahn zum Transferieren einer nassen Papierbahn
bei hoher Geschwindigkeit.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In
den letzten Jahren sind Papierherstellungsmaschinen mit geschlossenem
Zug zum Erhöhen
der Betriebsgeschwindigkeit einer Papierherstellungsmaschine entwickelt
worden. Die Papierherstellungsmaschine mit geschlossenem Zug weist
keinen offenen Zug auf, d.h. ein Teil, wo eine nasse Papierbahn
so transferiert wird, ohne dass sie gestützt wird. Die Struktur mit
geschlossenem Zug vermeidet verschiedene Probleme, die mit dem Arbeitsablauf
einer Maschine mit offenem Zug verbunden sind, wie einem Nachlaufen
an Papier, und liefert folglich einen Arbeitsablauf bei höherer Geschwindigkeit
und eine größere Produktivität.
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Eine
typische Papierherstellungsmaschine mit geschlossenem Zug ist in 1 veranschaulicht. Eine
nasse Papierbahn WM, gezeigt durch eine gestrichelte Linie, wird
von rechts nach links transferiert und durch Pressfilze PF1 und
PF2, ein Transferband TB für
eine nasse Papierbahn und durch ein Trocknergewebe DF getragen.
Diese Pressfilze PF1 und PF2, das Transferband TB und das Trocknergewebe DF
sind Endlosbänder,
die durch Führungsrollen
GR gestützt
werden.
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Die
Maschine schließt
eine Pressrolle PR, einen Schuh PS, ein Schuhpressenband SB und
eine Saugrolle SR, alle mit Strukturen, die im allgemeinen bekannt
sind, ein. Der Schuh PS weist eine konkave Form auf, die mit der
Pressrolle PR konform ist. Der Schuh PS, das Schuhpressenband SB
und die Pressrolle PR bilden das Pressteil PP der Maschine.
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Beim
Betrieb der Papierherstellungsmaschine mit geschlossenem Zug gelangt
die nasse Papierbahn WW, die kontinuierlich ist, sukzessive durch
einen Drahtteil und einen ersten Pressenteil, die nicht gezeigt
sind, und wird aus dem Pressfilz PF1 zum Pressfilz PF2 transferiert.
Der Pressfilz PF2 transferiert die nasse Papierbahn zum Pressteil
PP. Die nasse Papierbahn WW, die zwischen dem Pressfilz PF2 und
dem Transferband TB für
die nasse Papierbahn im Pressteil PP eingeklemmt ist, wird durch
den Schuh PS und die Pressrolle PR zusammengedrückt, wobei das Schuhpressenband
SB dazwischen liegt.
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Der
Pressfilz PF2 weist eine hohe Wasserpermeabilität auf, und das Transferband
TB für
die nasse Papierbahn weist eine geringe Wasserpermeabilität auf. Daher
bewegt sich das Wasser in der nassen Papierbahn WW zum Pressfilz
PF2 am Pressteil PP. Unmittelbar nachdem sich der Pressfilz PF2,
die nasse Papierbahn WW und das Transferband TB für die nasse
Papierbahn aus dem Pressteil PP bewegen, dehnt sich deren Volumen
sofort aus, wenn der auf diese beaufschlagte Druck plötzlich aufgehoben
wird. Diese Expansion und die Kapillarwirkung der Pulpenfaser der
nassen Papierbahn WW bewirken ein Phänomen, das als eine "Rückfeuchtung" bekannt ist, wobei ein Teil des Wasser
im Pressfilz PF2 zur nassen Papierbahn WW zurückgeführt wird.
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Da
jedoch das Transferband TB für
die nasse Papierbahn eine sehr geringe Permeabilität aufweist, hält dieses
kein Wasser. Daher tritt das Rückfeuchtungsphänomen nicht
in dem Band TB auf, und daher trägt
das Transferband TB für
die nasse Papierbahn zu einer Verbesserung in der Effizienz des
Wasserentfernens aus der nassen Papierbahn bei. Die nasse Papierbahn
WW, die sich aus dem Pressteil PP herausbewegt, wird über das
Band TB zur Saugrolle SR transferiert, wo es durch Saugwirkung zum
Trocknergewebe DS zum Trocknen transferiert wird.
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Für das Transferband
TB ist es erforderlich, zwei Funktionen zu erfüllen. Es muß die nasse Papierbahn WW transferieren,
während
sie am Transferband TB angefügt
ist, nachdem das Band TB das Pressteil PP verlässt, und es muß es der
nassen Papierbahn ermöglichen,
sanft vom Transferband TB entfernt zu werden, wenn die nasse Papierbahn
WW zum nächsten
Verfahren transferiert wird, in diesem Falle dem Trocknungsverfahren.
Verschiedene Transferbandstrukturen sind vorgeschlagen worden zum
Durchführen
dieser zwei Funktionen. Beispielsweise in einer Transferbandstruktur,
die in der
US 4,529,643 gezeigt
ist, wird ein Nadelfilz, umfassend einen Webstoff und einen Faserflor,
der ineinandergreifend mit dem Webstoff durch Vernadelung integriert
ist, mit einem elastischen Material mit hohem Molekulargewicht imprägniert und
gehärtet.
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In
einer weiteren Struktur, die in
2 gezeigt
und in der
US 4,500,588 beschrieben
wird, weist ein Transferband TB10 für eine nasse Papierbahn einen
Webstoff
31, eine Faserflorfaser
41, die mit dem
Webstoff
31 durch Nadelstanzen ineinandergreifend integriert
ist, und einen elastischen Abschnitt
51 mit hohem Molekulargewicht,
der auf der Faserflorfaser
51 bereitgestellt ist, als die
Basisstruktur auf. Dieses Transferband TB10 für die nasse Papierbahn weist
eine Nasspapierbahnseitenschicht TB11 und eine Maschinenseitenschicht
TB12 auf und ist gekennzeichnet durch die Tatsache, dass die Oberflächenschicht
der nassen Papierbahnseitenschicht TB11 keinen elastischen Abschnitt
51 mit
hohem Molekulargewicht aufweist und lediglich eine Faserflorfaser
umfasst.
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Noch
ein weiteres Nasspapierbahntransferband TB20, das in
3 gezeigt
ist, wird in dem
japanischen
Patent 3264461 (auf Seite 10-13 und
4) beschrieben.
Dieses Transferband umfasst einen Webstoff
31, einen elastischen
Abschnitt
51 mit hohem Molekulargewicht, der auf einer
Seite des Webstoffs gebildet ist, und eine Faserflorschicht
41, die
auf der anderen Seite des Webstoffs gebildet ist. Daher wird eine
Nasspapierbahnseitenschicht TB21 des Transferbands TB20 durch den
elastischen Abschnitt
51 mit hohem Molekulargewicht gebildet,
und eine Maschinenseitenschicht TB22 wird durch die Faserflorschicht
41 gebildet.
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Die
Oberfläche
der Nasspapierbahnseitenschicht TB 21 ist aufgeraut, beispielsweise
durch Abschleifen. Die mittlere Zehn-Punkt-Rauhigkeit Rz gemäß JIS-B0601
liegt im Bereich von 0 bis 20 Mikrometer im Pressteil und liegt
im Bereich von 2 bis 80 Mikrometer, nachdem sich das Band aus dem
Pressteil herausbewegt hat.
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Beim
Betrieb des Bandes nach 3 wird die mittlere Zehn-Punkt-Rauhigkeit
Rz im Bereich von 0 bis 20 Mikrometern für eine kurze Zeit, nach der
sich das Band aus dem Pressteil bewegt hat, gehalten. Mit anderen
Worten ist die Oberfläche
der Nasspapierbahnseitenschicht TB21 verhältnismäßig glatt an dieser Stelle.
Daher kann ein dünner
Wasserfilm zwischen der Nasspapierbahn und der Oberfläche der
Nasspapierbahnseitenschicht TB21 gebildet werden. Die Nasspapierbahn
wird in geeigneter Weise an der Oberfläche der Nasspapierbahnseitenschicht
TB21 durch Anhaftung aufgrund des dünnen Wasserfilms angefügt. Wenn
das Nasspapierbahntransferband TB20 sich weiter bewegt, nimmt die Oberflächenrauhigkeit
seiner Nasspapierbahnseitenschicht auf eine mittlere Zehn-Punkt-Rauhigkeit
Rz im Bereich von 2 bis 80 Mikrometern zu. Als ein Ergebnis wird
der dünne
Wasserfilm zwischen der nassen Papierbahn und der Oberfläche der
Nasspapierbahnseitenschicht TB21 aufgebrochen, und die Anhaftung
zwischen dem Transferband und der nassen Papierbahn wird reduziert.
Daher ist ein Transfer der nassen Papierbahn zur nächsten Stufe
einfach. Das Nasspapierbahntransferband TB20, das in 3 gezeigt
ist, erfüllt
in geeigneter Weise die Doppelfunktion, die für einen richtigen Betrieb eines
Nasspapierbahntransferbandes notwendig ist.
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Eine
weitere Nasspapierbahntransferbandstruktur, die in
4 gezeigt
ist, ist in der nicht geprüften
japanischen Patentveröffentlichung 89990/2001 beschrieben.
Eine Nasspapierbahnseitenschicht TB31 des Bandes TB30 umfasst einen
Faserkörper
41 und
einen elastischen Abschnitt
51 mit hohem Molekulargewicht.
Entweder dieser Faserkörper
41 oder
der elastische Abschnitt
51 mit hohem Molekulargewicht
ist hydrophob, und der andere ist hydrophil.
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Diese
Technologie weist eine ausgezeichnete Fähigkeit auf, den Wasserfilm
aufzubrechen, der zwischen der nassen Papierbahn und dem nassen Papierbahntransferband
gebildet wird.
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Im
Falle des Nasspapierbahntransferbandes der
US 4,529,643 werden Hohlräume zwischen
Faserflorfasern nicht immer mit dem elastischen Material mit hohem
Molekulargewicht ausgefüllt.
Auf der anderen Seite, im Falle der Struktur der
US 4,500,588 , wird die Nasspapierbahnseitenschicht
lediglich durch die Faserflorschicht gebildet. In beiden diesen
Fällen
wird die nasse Papierbahnseitenschicht durch die Faserflorschicht
gebildet. Daher wird eine große
Menge an Wasser in der Nasspapierbahnseitenschicht absorbiert und
ein gewisses Rückfeuchten
kann auftreten. Zusätzlich
findet ein glatter Transfer einer nassen Papierbahn von dem Transferband
zur nächsten
Stufe des Papierherstellungsverfahrens nicht immer statt.
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Im
Nasspapierbahntransferband des
japanischen
Patents 3264461 nimmt die Rauhigkeit der Oberfläche eines
elastischen Abschnitts mit hohem Molekulargewicht ab, wenn das Band
zusammengepresst wird, und die Oberfläche kehrt zu ihrem vorangehenden
Rauigkeitsniveau nach einer bestimmten Zeit zurück. Jedoch bewirkt eine Abnutzung
der Nasspapierbahnseitenschicht eine Verschlechterung der Fähigkeit
der Oberflächenrauhigkeit
des Bandes sich zu verändern,
und daher ist das Band für
eine lang anhaltende Verwendung nicht verlässlich.
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Zusätzlich offenbart
die
japanische Patentveröffentlichung
89990/2001 keine Struktur zum Verbessern der Haftung zwischen
der nassen Papierbahn und dem Nasspapierbahntransferband.
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US2002/0137416 offenbart
ein Transferband für
eine Papierherstellungsmaschine, umfassend eine Basisstruktur und
eine Faserflorschicht, angefügt
an der Basisstruktur und zugewandt der Faserbahn. Wenigstens die
Faserflorschichtseite des Bandes ist mit einer Polymermatrix versehen,
die die Faserflorschicht imprägniert.
Die Transferbandfaserflorschicht umfasst wenigstens zwei Fasern
mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften,
wobei die Transferbandoberfläche,
die der Faserbahn zugewandt ist, dadurch mit hydrophilen und entsprechender weise
hydrophoben Bereichen versehen wird. Die Fasern in der Faserflorschicht
können
sich voneinander in Bezug auf ihre Polarität, Hydrophilie, elektrische
Ladung, Oberflächenenergie,
Reibungseigenschaften und Grad an Feinheit oder Porosität unterscheiden.
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EP 1 085 124 offenbart ein
Bahntransferband zur Verwendung in der Papierherstellung. Das Bahntransferband
schließt
ein elastisches Element mit hohem Molekulargewicht mit einer die
Bahn aufnehmenden Fläche
zum Aufnehmen und Transferieren einer Bahn und ein eine Oberflächenschicht
bildendes Element, das am elastischen Element mit hohem Molekulargewicht
angeordnet ist, ein. Ein Bereich des elastischen Elements mit hohem
Molekulargewicht ist gegenüber
der die Bahn aufnehmenden Fläche
exponiert, wobei entweder die die Bahn aufnehmende Fläche oder
das die Oberflächenschicht
bildende Element aus hydrophoben Materialien hergestellt ist.
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US 4,565,735 offenbart einen
Papierherstellungsfilz, der durch Vernadeln einer zusammendrückbaren
Faserflorschicht auf eine oder beide Seiten eines Basisschichtwebstoffs
gebildet wird. Die Faserflorschicht wird aus einer Mischung von
wenigstens zwei Fasern gebildet. Ein erster Fasertyp ist in kleineren
Mengen als der Rest vorhanden und weist einen Schmelzpunkt bei einer
Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts des Rests auf. Der Filz wird
auf eine Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt des ersten Fasertyps
und des zweiten Fasertyps (d.h. des Rests) erwärmt, um so den ersten Typ zu
schmelzen, so dass er den Rest mit dem Basisstoff zusammenbindet.
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Angesichts
der obigen Probleme ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Nasspapierbahntransferband
bereitzustellen, welches über
eine lange Zeitdauer verwendet werden kann, während es eine gute Anhaftung
einer nassen Papierbahn am Transferband und ebenfalls ein glattes
Entfernen der nassen Papierbahn vom Transferband realisiert, wenn die
nasse Papierbahn zu einer nächsten
Stufe im Papierherstellungsverfahren transferiert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung löst
die oben erwähnten
Probleme durch Bereitstellen eines Transferbands für eine nasse
Papierbahn, wie es in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Ansicht einer typischen Papierherstellungsmaschine
mit geschlossenem Zug;
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2 ist
eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Transferbandes für eine nasse
Papierbahn;
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3 ist
eine Querschnittsansicht eines weiteren herkömmlichen Transferbandes für eine nasse Papierbahn;
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4 ist
eine Querschnittsansicht eines noch weiteren herkömmlichen
Transferbandes für eine
nasse Papierbahn;
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5 ist
eine Querschnittsansicht, aufgenommen in der Quermaschinenrichtung,
die schematisch ein Transferband für eine nasse Papierbahn gemäß der Erfindung
zeigt;
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6 ist
eine Querschnittsansicht, die die Funktion eines Transferbandes
für eine
nasse Papierbahn gemäß der Erfindung
zeigt;
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7 ist
eine weitere Querschnittsansicht, die die Funktion eines Transferbandes
für eine
nasse Papierbahn gemäß der Erfindung
zeigt;
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8 ist
eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Transferbandes
für eine
nasse Papierbahn gemäß der Erfindung;
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9 ist
eine Querschnittsansicht eines Transferbandes für eine nasse Papierbahn gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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10 ist
eine Querschnittsansicht eines Transferbandes für eine nasse Papierbahn gemäß einer
noch weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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11 ist
eine Elektronenmikroskopphotographie, die die Oberfläche der
Nasspapierbahnseitenschicht eines Transferbandes für eine nasse
Papierbahn gemäß der Erfindung
zeigt;
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12 ist
eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Evaluieren der Leistung
von Beispielen eines Transferbandes für eine nasse Papierbahn;
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13 ist
ein Diagramm, das die Ergebnisse der Evaluierungen zeigt, die unter
Verwendung einer Vorrichtung der 12 durchgeführt worden
sind;
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14 ist
schematische Ansicht, die die Schneidrichtungen von Proben, die
in den Tests verwendet wurden, erklärt; und
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15 ist
eine schematische Ansicht, die die Herstellungsmethode, die zum
Herstellen der Transferbänder
der Beispiele 5 und 6 verwendet wurde, erklärt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen
der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 5-10 erklärt. In 5 umfasst
ein Transferband 10 für
eine nasse Papierbahn einen Basiskörper 30, eine Nasspapierbahnseitenschicht 11 und
eine Maschinenseitenschicht 12. Die Nasspapierbahnseitenschicht
wird aus einem elastischen Material 50 mit einem hohen Molekulargewicht
gebildet. Fasern, in der Form eines Faserkörpers 20, stehen aus
der die Nasspapierbahn berührenden
Oberfläche
des elastischen Abschnitts 50 mit hohem Molekulargewicht
hervor.
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6 ist
eine Querschnittsansicht der Elemente, die sich durch das Pressteil
einer Papierherstellungsmaschine bewegen, wo ein Pressfilz PF, eine
nasse Papierbahn WW, ein Transferband 10 für eine nasse
Papierbahn in einer zueinander gestaffelten Beziehung sind. Die
nasse Papierbahn WW ist zwischen dem Pressfilz PF und dem Transferband 10 für die nasse
Papierbahn eingeklemmt. Das meiste Wasser aus der nassen Papierbahn
bewegt sich in den Pressfilz PF, da die Permeabilität des Transferbandes 10 für die nasse
Papierbahn entweder null oder sehr gering ist. Wasser WA aus der
nassen Papierbahn WW füllt
die Zwischenräume
zwischen der nassen Papierbahn WW und dem Transferband 10 für die nasse
Papierbahn.
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7 zeigt
die nasse Papierbahn WW und das Transferband 10, unmittelbar
nachdem sich der Pressfilz PF, die nasse Papierbahn WW und das Transferband 10 für die nasse
Papierbahn aus dem Pressteil der Maschine bewegt haben und der Pressfilz
von der nassen Papierbahn abgetrennt ist. Nachdem sich diese Elemente
aus dem Pressteil bewegt haben, wird Wasser zwischen der nassen
Papierbahn WW und dem Transferband 10 für die nasse Papierbahn in dem
Faserkörper
durch die Oberflächenspannung
der hervorstehenden Fasern abgezogen. Das im Faserkörper 20 gehaltene
Wasser veranlaßt,
dass die nasse Papierbahn WW am nassen Transferband angefügt wird.
Wenn der Faserkörper 20 konzentriert
ist, wird Wasser durch eine Kapillarkraft konzentriert, die zwischen
den Fasern erzeugt wird, sowie durch die Oberflächenspannung der einzelnen
Fasern.
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Das
Transferband 10 für
die nasse Papierbahn und die nasse Papierbahn WW bewegen sich zusammen
weiter, und die nasse Papierbahn WW wird zur nächsten Stufe transferiert, üblicherweise
einem Trocknungsstoff in einer Trocknungsstufe. Wie oben erklärt, wird
Wasser zwischen dem Transferband 10 für die nasse Papierbahn und
der nassen Papierbahn WW durch den Faserkörper 20 gehalten. Da
jedoch dieses Wasser nicht in der Form eines Films ist, der eine
starke Anhaftung erzeugt, wird die nasse Papierbahn WW glatt zur
nächsten
Stufe transferiert.
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Es
wurde aus den Ergebnissen von Tests bestimmt, dass ausgezeichnete
Effekte erhalten werden können,
wenn eine durchschnittliche Länge
der Fasern 20, die von der Oberfläche des elastischen Abschnitts 50 mit
hohem Molekulargewicht hervorstehen, zwischen 0,01 und 3 mm ist.
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Eine
Messung der mittleren Länge
der Fasern des Faserkörpers,
die aus der Oberfläche
hervorstehen, wird wie folgt durchgeführt. Zunächst werden Proben aus dem
Transferband in mehreren unterschiedlichen Richtungen relativ zur
Quermaschinenrichtung oder Maschinenrichtung der Papierherstellungsmaschine
geschnitten. Minimal wird das Band in vier Richtungen geschnitten,
wie es in 14 gezeigt ist, um die Effekte
der Ungleichmäßigkeit,
die durch eine Ausrichtung der Fasern verursacht werden, zu minimieren.
Wenigstens drei Probensätze,
geschnitten in vier Richtungen, werden hergestellt, so dass die
Gesamtzahl an Proben zur Messung wenigstens 12 ist.
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Ein
Elektronenmikroskop oder ein optisches Mikroskop wird eingestellt,
um auf den Querschnitt zu fokussieren, und eine Fotografie wird
aufgenommen. Jede Faser, wobei die Enden des hervorstehenden Teils
derselben in der Fotografie sind, kann als ein Meßobjekt
verwendet werden. Die Faserlänge
wird auf der Basis eines vorbestimmten Standards gemessen. Der vorbestimmte
Standard kann beispielsweise sein, jede Meßobjektfaser sequentiell, beginnend
von der linken Seite einer Fotografie, zu messen. Wenigstens zehn
Fasern sollten in jeder Probe gemessen werden. Der gleiche vorgegebene
Standard und die Anzahl an Messungen pro Probe werden auf alle Proben
angewendet. Somit ist die Anzahl an gemessenen Fasern wenigstens
120 (12 (Anzahl an Proben) × 10
(Anzahl an Fasern in einer Probe) = 120). Die mittlere Länge der
hervorstehenden Teile der Fasern eines Transferbands für eine nasse
Papierbahn wird erhalten durch Berechnen des arithmetischen Mittels
der Längen,
die durch diese Messungen erhalten werden.
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Ein
Elektronenmikroskop weist eine gewisse Brennweite auf, und in dem
Falle eines Elektronenmikroskops wird Licht nicht zurückreflektiert,
sogar in dem Falle eines transparenten Materials mit hohem Molekulargewicht.
Daher kann die Anzahl an Fasern gezählt werden, außer wenn
Fasern vollständig überlappt
sind. Auf der anderen Seite weist ein optisches Mikroskop eine flache
Brennweite auf, und lediglich die Oberfläche, auf die das optische Mikroskop
fokussiert wird, kann klar erkannt werden. Demzufolge gab es eine
gewisse Schwierigkeit beim Unterscheiden der Fasern gegenüber Spuren
aufgrund eines Abschleifens.
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Es
wurde ebenfalls ermittelt, dass, wenn die Fasern eines Faserkörpers 20 übermäßig lang
sind, die Wasserretentionseigenschaft der Fasern übermäßig hoch
wird, und dies bewirkt eine Rückfeuchtung,
d. h. eine Bewegung von Wasser, das von den langen Fasern gehalten
wird, zurück
zur nassen Papierbahn, nachdem sich ein Band aus dem Pressteil der
Papierherstellungsmaschine bewegt hat. Zusätzlich wurde ebenfalls ermittelt,
dass, wenn die Fasern übermäßig lang
sind, die Oberflächenglattheit
der nassen Papierbahnseitenschicht 11 schlechter wird als
diejenige der die nasse Papierbahn berührenden Oberfläche eines
Pressfilzes PF. Da eine nasse Papierbahn, die sich aus dem Pressteil
einer Papierherstellungsmaschine herausbewegt, eine Tendenz aufweist,
an der glatteren Oberfläche
angefügt
zu verbleiben, würde
die nasse Papierbahn angefügt
am Pressfilz PF verbleiben.
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Wenn
auf der anderen Seite die Fasern übermäßig kurz sind, ist die Wasserretention
des Faserkörpers 20 gering,
und ein dünner
Wasserfilm wird zwischen der nassen Papierbahn WW und dem Transferband 10 gebildet.
In diesem Falle gibt es Schwierigkeiten beim Entfernen der nassen
Papierbahn WW von dem Transferband 10 für die nasse Papierbahn, wenn
die nasse Papierbahn zur nächsten
Stufe im Papierherstellungsverfahren transferiert wird.
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Zusätzlich wurde
bestimmt, dass der Faserkörper 20 die
beste Leistung zeigt, wenn seine mittlere Dichte (Anzahl an Fasern
pro Flächeneinheit)
auf der Oberfläche
einer nassen Papierbahnseitenschicht des Transferbandes im Bereich
von 10 bis 500.000 Fasern/cm2 liegt.
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Eine
Messung der mittleren Dichte des Faserkörpers wird durchgeführt unter
Verwendung eines optischen Mikroskops oder eines Elektronenmikroskops.
Eine Fotografie der Oberfläche
der Nasspapierbahnseitenschicht wird aufgenommen, und die Anzahl
an Fasern wird gezählt. 11 ist
eine Elektronenmikroskopfotografie eines Bereichs der Oberfläche einer
Nasspapierbahnseitenschicht 11 eines Transferbands für eine nasse
Papierbahn gemäß der Erfindung.
Die Fläche
der Oberfläche,
in der 100 Fasern vorliegen, wird gemessen. Diese Messungen werden
an 10 Stellen durchgeführt
und die mittlere Fläche
bestimmt. Die mittlere Dichte ist das Reziprok der mittleren Fläche.
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Wenn
die Dichte des Faserkörpers 20 übermäßig klein
ist, wird ein dünner
Wasserfilm zwischen der nassen Papierbahn WW und dem Transferband für die nasse
Papierbahn gebildet, was bewirkt, dass die nasse Papierbahn WW stark
an dem Transferband angefügt
wird, wenn sich das Band aus dem Pressteil der Papierherstellungsmaschine
bewegt. Folglich gab es Schwierigkeiten beim Entfernen der nassen
Papierbahn WW von dem Transferband, wenn die nasse Papierbahn WW
zur nächsten
Stufe im Papierherstellungsverfahren zu transferieren ist. Wenn
auf der anderen Seite die Dichte eines Faserkörpers 20 übermäßig groß ist, wird
seine Wasserretention übermäßig hoch,
und dies bewirkt Rückfeuchtungsprobleme.
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Spezifische
Strukturen von Transferbändern für eine nasse
Papierbahn gemäß der Erfindung
werden unter Bezugnahme auf 8-10 beschrieben.
In 8 umfasst ein Transferband 10 für eine nasse
Papierbahn einen Basiskörper 30,
eine Nasspapierbahnseitenschicht 11 und eine Maschinenseitenschicht 12.
Die Maschinenseitenschicht 12 umfaßt eine Faserflorschicht 40 umfassend
Faserflorfasern, die mit der Maschinenseite des Basiskörpers 30 ineinandergreifend
integriert sind. Die Nasspapierbahnseitenschicht 11 umfasst
einen elastischen Abschnitt 50 mit hohem Molekulargewicht,
der gebildet wird durch Imprägnieren
eines elastischen Materials mit hohem Molekulargewicht in eine Faserflorschicht 40 umfassend
Faserflorfasern, die mit der Nasspapierbahnseite des Basiskörpers 30 ineinandergreifend
integriert sind und Härten
des elastischen Materials. Fasern eines Faserkörpers 20 stehen von
der Oberfläche
des elastischen Abschnitts 50 mit hohem Molekulargewicht
hervor. Der Faserkörper 20 kann erhalten
werden durch Abschleifen der Oberfläche der Nasspapierbahnseitenschicht 11 mit
Sandpapier, Schleifstein oder dergleichen, und dadurch Exponieren
eines Teils der Faserflorschicht 40.
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In 9 umfasst
ein Transferband 10 für eine
nasse Papierbahn einen Basiskörper 30,
eine Nasspapierbahnseitenschicht 11 und eine Maschinenseitenschicht 12.
Die Nasspapierbahnseitenschicht 11 umfasst einen elastischen
Abschnitt 50 mit hohem Molekulargewicht, gebildet auf der
Nasspapierbahnseite des Basiskörper 30,
und die Maschinenseitenschicht 12 umfasst eine Faserflorschicht 40 umfassend
eine Faserflorfaser, die mit der Maschinenseite des Basiskörpers 30 ineinandergreifend
integriert ist. Fasern eines Faserkörpers 20 stehen aus der
Oberfläche
des elastischen Abschnitts 50 mit hohem Molekulargewicht
hervor. In diesem Beispiel sind die Fasern des Faserkörpers 20 verteilt
durch Mischen derselben in dem elastischen Material mit hohem Molekulargewicht,
wenn das elastische Material mit hohem Molekulargewicht in einem
flüssigen Zustand
während
der Bildung von Abschnitt 50 ist. Nachdem das elastische
Material mit hohem Molekulargewicht, in welchem der Faserkörper 20 gemischt ist,
gehärtet
ist, werden die Fasern durch Abschleifen der Oberfläche von
Abschnitt 50 mit Sandpapier, einem Schleifstein oder dergleichen
exponiert.
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In
der in 10 gezeigten Ausführungsform umfasst
ein Transferband für
eine nasse Papierbahn einen Basiskörper 30, eine Nasspapierbahnseitenschicht 11 und
eine Maschinenseitenschicht 12. Die Nasspapierbahnseitenschicht 11 umfasst
einen elastischen Abschnitt 50 mit hohem Molekulargewicht, der
auf der Nasspapierbahnseite des Basiskörpers 30 gebildet
ist, und die Maschinenseitenschicht 12 umfasst eine Faserflorschicht 40 umfassend
eine Faser florfaser, die an eine Maschineseite des Basiskörpers 30 angebunden
ist. In diesem Falle wird ein bandförmiger Faserkörper 20 auf
der äußeren Oberfläche des
elastischen Abschnitts 50 mit hohem Molekulargewicht bereitgestellt.
Dieser bandförmige
Faserkörper
weist Fasern auf, die von der Oberfläche der Nasspapierbahnseitenschicht 11 hervorstehen. Um
die hervorstehenden Fasern herzustellen, wird ein Webstoff 60 auf
der Oberfläche
des elastischen Abschnitts mit hohem Molekulargewicht bereitgestellt,
nachdem der elastische Abschnitt 50 in einer gewünschten
Höhe gebildet
ist. Flüssiges
elastisches Material mit hohem Molekulargewicht wird in den Webstoff 60 imprägniert,
bis seine Oberfläche beschichtet
ist. Das flüssige
elastische Material mit hohem Molekulargewicht wird gehärtet, und
die Fasern werden veranlasst, durch Abschleifen der Oberfläche der
Nasspapierbahnseitenschicht 11 mit Sandpapier, einem Schleifstein
oder dergleichen hervorzustehen.
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Wenn
Mehrfilamentgarne in der Oberfläche des
Webstoffs 60 bereitgestellt sind, ist es einfach, viele
Fasern durch Abschleifen der Oberfläche zu exponieren, da die Multifilamentgarne
geschnitten werden. Alternativ kann eine Struktur ähnlich zu
derjenigen, die in 10 gezeigt, hergestellt werden
durch Verwendung eines Vliesstoffes anstelle eines Webstoffes 60.
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In
einer weiteren Struktur, die nicht in den Zeichnungen gezeigt ist,
wird ein Teil eines Basiskörpers,
entsprechend dem Basiskörper 30 in 10, durch
Abschleifen eines elastischen Abschnitts mit hohem Molekulargewicht
exponiert, der auf der Nasspapierbahnseitenschicht des Basiskörpers bereitgestellt
ist, so dass ein Teil des Basiskörpers
die exponierten Fasern wird, die von der Oberfläche des Bandes auf der Nasspapierbahnseite
hervorstehen. In diesem Falle ist es wünschenswert, einen Basiskörper mit
einer ausreichenden Festigkeit zu verwenden. Daher werden Mehrfachwebstoffe
oder überlappende
Endloswebstoffe bevorzugt verwendet.
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In
jedem Falle werden die Fasern des Faserkörpers veranlasst, durch Abschleifen
der Oberfläche der
Nasspapierbahnseitenschicht umfassend einen elastischen Abschnitt
mit hohem Molekulargewicht hervorzustehen. Die Nasspapierbahnseitenschicht des
Transferbands für die
nasse Papierbahn gemäß der Erfindung
trägt zur
Bildung einer ausgezeichneten Papieroberfläche bei, da sie wenigstens
so glatt wird wie die die nasse Papierbahn berührende Oberfläche eines
Pressfilzes.
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In
dem Falle eines Multifilamentwebstoffs, der in die Oberfläche des
elastischen Materials mit hohem Molekulargewicht eingebettet ist,
wie es zuvor erwähnt
wurde, werden zahlreiche Fasern exponiert, da die Fasern im Schleifverfahren
geschnitten werden. Jedoch sollten im allgemeinen die Fasern, die
den Faserkörper
bilden, eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um einem Zerschneiden
zu widerstehen, so dass die Fasern nicht durch das Schneiden im
Verfahren des Abschleifens des elastischen Materials mit hohem Molekulargewicht,
um die Fasern zu exponieren, entfernt werden. Es ist wünschenswert,
dass die Festigkeit der Fasern 0,8 g/dtex oder größer ist.
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Zusätzlich ist
es wünschenswert,
dass die Feinheit einer Faser, die einen Faserkörper 20 bildet, zwischen
0,1 und 150 dtex ist, da ihre Festigkeit unzureichend ist, wenn
sie übermäßig dünn ist,
und die Form der Fasern wird auf die Oberfläche der nassen Papierbahn transferiert,
wenn die Fasern übermäßig dick
sind. Organische Fasern, wie Nylon, Polyester, Aramid, Reyon, Wolle,
Baumwolle, Hanf, Acryl etc., und anorganische Fasern, wie Glasfasern,
können als
das Material des Faserkörpers 20 verwendet
werden. Wasserretentionseigenschaften, die für eine Papierherstellungsmaschine
geeignet sind, können
erhalten werden durch geeignet ausgewählte Materialien auf der Basis
ihrer hydrophoben oder hydrophilen Eigenschaften. Zusätzlich können modifizierte Querschnittsfasern
und Hohlfasern verwendet werden, um die Wasserretentionseigenschaften
des Faserkörpers
zu verbessern.
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Verschiedene
Harze, wie wärmehärtende Harze
und thermoplastische Harze, können
als ein Material für
einen elastischen Abschnitt mit hohem Molekulargewicht verwendet
werden. Optional können
hydrophobe oder hydrophile Materialien verwendet werden, und Füllstoffe
können
in das Harz eingemischt werden.
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Gewöhnlich wird
ein geeignetes Transferband für
eine nasse Papierbahn gemäß der Erfindung
keine Permeabilität
aufweisen. Auf der anderen Seite können einige Papierherstellungsmaschinen ein
Transferband mit Permeabilität
erfordern. In einem solchen Falle kann eine geeignete permeable Struktur
erhalten werden durch Reduzieren der Menge des elastischen Materials
mit hohem Molekulargewicht, das in die Faserflorschicht in der Ausführungsform
nach 8 imprägniert
worden ist, was den Umfang der Abschleifung erhöht, oder unter Verwendung eines
elastischen Materials mit hohem Molekulargewicht mit offenen Zellen.
Jedoch ist es auch in diesem Falle bevorzugt, dass die Permeabilität des Transferbands
für die
nasse Papierbahn 2 cc/cm2/sec oder kleiner
ist. Die Permeabilität
kann durch die Verwendung einer Bruchtestmaschine gemessen werden,
wie sie in JIS L 1096 spezifiziert ist, welche ein Testverfahren
für einen
allgemeinen Webstoff beschreibt.
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Der
Basiskörper 30 vermittelt
dem Transferband für
die nasse Papierbahn Festigkeit. Obwohl ein Webstoff, der aus Maschinenrichtungsgarnen
und Quermaschinenrichtungsgarnen zusammengesetzt ist, in 8-10 gezeigt
ist, kann der Basiskörper verschiedene
andere Strukturen aufweisen, wie es geeignet ist. Beispielsweise
kann der Basiskörper
zusammengesetzt sein aus Maschinenrichtungsgarnen und Quermaschinenrichtungsgarnen,
die sich eher miteinander überlappen
als dass sie verwebt sind. Alternativ kann der Basiskörper aus
einem Film, einem Strickstoff zusammengesetzt sein oder kann in
der Form eines bandförmigen
Körpers
mit einer verhältnismäßig großen Breite
sein, der hergestellt wird durch Aufwickeln eines verhältnismäßig schmalen bandförmigen Körpers in
einer Spirale.
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Zusätzlich,
obwohl die Maschinenseitenschichten 12 der in 8-10 gezeigten
Bänder Faserflorschichten
sind, ist die Maschinenseitenschicht 12 nicht auf diese
Struktur begrenzt und kann beispielsweise aus einer Faserflorschicht 40 imprägniert mit
einem elastischen Material mit hohem Molekulargewicht oder lediglich
aus einem elastischen Material mit hohem Molekulargewicht gebildet
sein.
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Beispiele
von Transferbändern
für eine
nasse Papierbahn gemäß der Erfindung
werden wie folgt hergestellt.
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BEISPIEL 1
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Urethanharz
wurde verwendet, um die innere Oberfläche eines Endloswebstoffes
zu beschichten und wurde in den Webstoff imprägniert und über der äußeren Oberfläche des
Webstoffs laminiert. Nylonflor wurde über dem Urethanharz, das auf
die äußere Oberfläche des
Webstoffs vor dem Harten des Harzes auflaminiert wurde, verstreut.
Nylonflor mit einer Dicke von 6 dtex und einer Faserlänge von
3 mm wurde verwendet. Das Harz wurde gehärtet, während das Nylonflor leicht
unter der Oberfläche
des Harzes eingegraben wurde. Dann wurde die Oberfläche des
gehärteten
Urethanharzes mit Sandpapier abgeschliffen. Die durchschnittliche
Länge der
Teile der Fasern, die auf der äußeren Oberfläche der Nasspapierbahnseitenschicht
hervorstehen, war 0,08 mm, und die mittlere Dichte der Fasern war
etwa 3 Fasern/cm2.
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BEISPIEL 2
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Das
zweite Beispiel wurde unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie
in Beispiel 1 hergestellt, außer
dass die Menge des Nylonflors, der über die Urethanharzschicht
auf der äußeren Oberfläche des
Webstoffs zerstreut wurde, verdoppelt wurde. Das gleiche Nylonflor
wie dasjenige aus Beispiel 1, mit einer Dicke von 6 dtex und einer
Faserlänge
von 3 mm, wurde verwendet. In diesem Falle war die mittlere Länge eines
hervorstehenden Teils der Fasern 0,07 mm, und die mittlere Dichte
der Fasern war etwa 15 Fasern/cm2.
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BEISPIEL 3
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In
diesem Beispiel wurde ein Nadelfilz erhalten durch ineinandergreifendes
Integrieren von Fasermatten mit den äußeren und inneren Oberflächen eines
Endloswebstoffs durch Vernadelung. Fasermatten, jeweils umfassend
Nylon-6-Stapelfasern mit einer Dicke von 6 dtex, wurden verwendet.
Die Dichte der Stapelfasern wurde auf etwa 0,4 g/cm3 durch Wärmepressen
des Nadelfilzes gebracht. Urethanharz wurde in den Nadelfilz von
seiner äußeren Oberfläche imprägniert und
in die Mitte des Webstoffs imprägniert
und beschichtete die äußere Oberfläche des
Nadelfilzes. Das Urethanharz wurde gehärtet, und seine Oberfläche wurde
unter Verwendung von Sandpapier abgeschliffen. In diesem Beispiel
war die mittlere Länge
der hervorstehenden Teile der Fasern 0,08 mm, und die mittlere Dichte
der Fasern war etwa 10.000 Fasern/cm2.
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BEISPIEL 4
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Dieses
Beispiel wurde hergestellt unter Verwendung des gleichen Verfahrens
wie in Beispiel 3, außer
dass die Dicke der Stapelfasern 3 dtex war. Die mittlere Länge der
hervorstehenden Teile der Fasern war 0,09 mm, und die mittlere Dichte
der Fasern war etwa 20.000 Fasern/cm2.
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BEISPIEL 5
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Ein
Basiskörper,
zusammengesetzt aus gewebtem Nylonmultifilamentgarn, wurde mit Harz
beschichtet, und eine urgehärtete
Harzschicht mit einer Dicke von etwa 0,3 mm wurde auf der Oberseite
des Webbasiskörpers
gebildet. Ein Webstoff umfassend 0,3 dtex Fasern wurde in das Harz
eingegraben und dadurch mit dem Basiskörper integriert. Anschließend wurde
das Harz gehärtet.
Nachdem das Harz gehärtet
war, wurde die Harzbeschichtung des Webstoffs abgeschliffen und
der Webstoff exponiert. Die mittlere Länge der hervorstehenden Teile
der Fasern war 0,08 mm, und die mittlere Dichte der Fasern war etwa
500,000 Fasern/cm2.
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BEISPIEL 6
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Dieses
Beispiel wurde unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie in Beispiel
5 hergestellt, außer
dass der Umfang des Abschleifens so eingestellt wurde, dass mehr
Fasern hervorstanden. In diesem Falle war die mittlere Länge der
hervorstehenden Teile der Fasern 0,09 mm, und die mittlere Dichte der
Fasern war etwa 600.000 Fasern/cm2.
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In
dem Falle der Beispiele 5 und 6 wurden Transferbänder für eine nasse Papierbahn mit
unterschiedlichen mittleren Faserdichten erhalten durch Einstellen
des Umfangs des Abschleifens des gleichen Webstoffs. Wie in 15 gezeigt
ist, sind die mit „anderes
Garn" bezeichneten
Garne über
und unter eine Vielzahl von Garnen, die mit „ein Garn" gekennzeichnet sind, gewickelt, welche
nahezu parallel zueinander in dem Webstoff angeordnet sind. Die Menge,
d. h. die Dichte, der hervorstehenden Fasern kann eingestellt werden
durch Einstellen der Tiefe des Abschleifens relativ zu den „anderen
Garnen".
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BEISPIEL 7
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In
diesem Beispiel wurde ein Nadelfilz erhalten durch ineinandergreifendes
Integrierens von Fasermatten mit den äußeren und inneren Oberflächen eines
Endloswebstoffs durch Vernadelung. Fasermatten, umfassend eine Nylon-6-Stapelfaser
mit einer Dicke von 6 dtex, wurden verwendet. Durch Wärmepressens
des Nadelfilzes wurde die Dichte der Stapelfasern auf etwa 0,4 g/cm3 gebracht. Urethanharz wurde in den Nadelfilz
von seiner äußeren Oberfläche und
in die mittlere Schicht des Webstoffs imprägniert. Die Fasermatte auf
der inneren Oberfläche des
Nadelfilzes wurde nicht mit Harz imprägniert. Das Urethanharz wurde
dann gehärtet.
Die inneren und äußeren Oberflächen des
Nadelfilzes wurden umgedreht, und die Fasermattenschicht, die nicht
mit Harz imprägniert
worden war, wurde durch eine Schneidvorrichtung geschnitten, um
die Längen
ihrer Fasern so einzustellen, dass die mittlere Länge der hervorstehenden
Teile der Fasern 6,80 mm in der äußeren Oberfläche war,
d. h. der Nasspapierbahnseitenschicht des Bandes. Die mittlere Dichte
der Fasern war etwa 10.000 Fasern/cm2.
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Tests
der Transferbänder
für die
nasse Papierbahn gemäß der oben
beschriebenen Beispiele wurden durchgeführt durch Verwendung der in 12 gezeigten
Vorrichtung. Diese Vorrichtung umfasst ein paar von Pressrollen
PR, die ein Pressteil bilden, einen Pressfilz PF, der durch die
Pressrollen eingeklemmt ist, und ein Transferband 10 für eine nasse
Papierbahn. Dieser Pressfilz PF und das Transferband 10 für die nasse
Papierbahn sind stützt und
werden durch eine vorgegebene Spannung gehalten, durch eine Vielzahl
von Führungsrollen
GR, die zusammen mit der Rotation der Pressrollen rotieren. Während lediglich
ein Teil eines Trocknerstoffs DF in 12 gezeigt
ist, ist der Trocknerstoff ebenfalls endlos und wird durch Führungsrollen
getragen und angetrieben (nicht gezeigt).
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Eine
nasse Papierbahn WW wird auf dem Transferband für die nasse Papierbahn dieser
Vorrichtung an der Stromaufwärtsseite
des Pressteils angeordnet. Die nasse Papierbahn WW gelangt durch
den Pressteil und wird zu einer Saugrolle SR durch das Transferband 10 für die nasse
Papierbahn transferiert. Die nasse Papierbahn WW wird zum Trocknerstoff
DR durch die durch die Saugrolle SR beaufschlagte Saugwirkung transferiert.
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Die
unter Verwendung dieser Vorrichtung durchgeführten Tests zeigten die Leistung
der Transferbänder
für die
nasse Papierbahn in Bezug auf (1) Anhaftung der nassen Papierbahn
WW an dem Transferband 10 für die nasse Papierbahn, unmittelbar
nachdem die nasse Papierbahn sich aus dem Pressteil herausbewegt
hat; (2) Transfer der nassen Papierbahn WW zum Trocknerstoff DF;
und (3) Rückfeuchtungseigenschaften
der nassen Papierbahn. Eine Evaluierung der ersten und zweiten Punkte
wurde durch visuelle Beobachtung durchgeführt. Für den dritten Punkt wurde der
Unterschied zwischen der Trockenheit der nassen Papierbahn WW, bevor
sie auf der Testvorrichtung angeordnet wird, und ihrer Trockenheit
beim Ankommen am Trocknerstoff DF gemessen.
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Die
Antriebsgeschwindigkeit der Testvorrichtung war 150 m/min. Der auf
das Pressteil beaufschlagte Druck war 40 kg/cm. Das Vakuum an der Saugrolle
SR war 150 mm Hg. Eine nasse Papierbahn WW umfassend Kraftpulpe,
mit einem Flächengewicht
von 80 g/m2 und einer Trockenheit von 38
%, wurde verwendet. Der Pressfilz PF wies eine herkömmliche
Struktur auf, umfassend einen Webstoff und eine Faserflorschicht,
die ineinandergreifend mit dem Webstoff durch Vernadelung integriert
war. Der Pressfilz PF wies ein Flächengewicht von 1.200 g/m2, eine Faserflorfeinheit von 10 dtex und
eine Dichte von 0,45 g/cm3 auf.
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Die
Ergebnisse der Tests sind in 13 tabuliert.
Ausgezeichnete Ergebnisse wurden aus Beispielen 2-5 in allen Tests
erhalten. Auf der anderen Seite war im Falle von Beispiel 1 die
Anhaftung der nassen Papierbahn WW übermäßig hoch, und die nasse Papierbahn
WW wurden nicht glatt zum Trocknerstoff transferiert. Beispiel 6
war leicht unterlegen, indem der Feuchtigkeitsgehalt der nassen
Papierbahn WW, nachdem sie aus dem Pressenteil herausbewegt war,
1-3 % höher
war als im Falle von Beispielen 1-5. Im Falle von Beispiel 7 haftete
die nasse Papierbahn nicht an der Oberfläche des Transferbandes, unmittelbar
nachdem die nasse Papierbahn sich aus einem Pressteil herausbewegt
hatte, und eine gewisse Oszillation trat auf. Ferner wurde ermittelt, dass
der Feuchtigkeitsgehalt der nassen Papierbahn WW, nachdem sie sich
aus dem Pressteil bewegt hat, 3 % oder größer war als der Feuchtigkeitsgehalt
im Falle der Beispiele 1-5.
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Gemäß der Erfindung
hält ein
Faserkörper, der
von der Oberfläche
einer Nasspapierbahnseitenschicht des Transferbands hervorsteht,
Wasser aus der nassen Papierbahn, und daher sind der Transfer einer
nassen Papierbahn durch Anfügung
am Transferband und die Glattheit der Entfernung der nassen Papierbahn
von dem Transferband, wenn die nasse Papierbahn zur nächsten Stufe
des Papierherstellungsverfahrens transferiert wird, verbessert,
ohne die Beständigkeit
des Transferbands abzusenken.