DE60319600T2

DE60319600T2 - Passive sensoreinrichtung zur überwachung der verschleissproblemen in papiermachergeweben

Info

Publication number: DE60319600T2
Application number: DE2003619600
Authority: DE
Inventors: Robert A. Hansen
Original assignee: Albany International Corp
Current assignee: Albany International Corp
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2023-12-12
Also published as: KR20060123477A; NO20063189L; EP1692342A1; BR0318629B1; EP1692342B1; KR101098008B1; US7799175B2; AU2003293512A1; BR0318629A; US20080026194A1; DE60319600D1; CN1886553A; ATE388272T1; CA2548397A1; WO2005061787A1; CA2548397C; ES2301869T3; CN100582365C; JP2007521406A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung gehört der Technik der Papierherstellung an. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Pressengewebe, die in der Pressenpartie einer Papiermaschine Verwendung finden.
Beschreibung des Standes der Technik
Bei der Papierherstellung wird eine Faserbahn gebildet, indem man in der Formpartie einer Papiermaschine einen Faserbrei, d. h. eine wässrige Dispersion von Zellulosefasern, auf ein sich bewegendes Formgewebe aufgiesst. Durch dieses Formgewebe läuft eine grosse Menge Wasser aus der Aufschlämmung ab, und auf der Oberfläche des Formgewebes verbleibt eine Bahn aus Zellulosefasern.
Die frisch gebildete Faserbahn aus Zellulosefasern kommt aus der Formpartie in eine Pressenpartie, in der mehrere Paare von Presszylindern mit dazwischen liegenden Walzenspalten rotieren. Die Bahn aus Zellulosefasern geht durch die Walzenspalte und wird dabei von einem Pressengewebe unterstützt, oder die Faserbahn läuft zwischen zwei solchen Pressengeweben, wie es oft der Fall ist. In den Walzenspalten unterliegt die Bahn aus Zellulosefasern Druckkräften, durch welche weiteres Wasser aus der Faserbahn ausgepresst wird, wodurch die Zellulosefasern in der Bahn beginnen, aneinander zu haften, wodurch die Bahn aus Zellulosefasern zu einer Papierbahn wird. Das Wasser wird vom Pres sengewebe bzw. den Pressengeweben aufgenommen und tritt im Idealfalle nicht wieder in die Papierbahn zurück.
Die Papierbahn gelangt schliesslich in eine Trockenpartie, in der mindestens eine Gruppe von rotierenden Trockentrommeln oder Trockenzylindern arbeitet, welche von innen mittels Wasserdampf beheizt werden. Die frisch gebildete Papierbahn läuft in Schlangenlinien nacheinander um jeden Zylinder der Zylindergruppe und wird dabei von einem Trockentuch unterstützt, welches die Papierbahn eng gegen die Oberfläche des Zylinders presst. Die beheizten Zylinder vermindern den Wassergehalt der Papierbahn infolge Verdampfung auf ein gewünschtes Niveau.
Es soll noch erwähnt werden, dass das Formgewebe, das Pressengewebe und das Trockengewebe auf der Papiermaschine sämtlich die Form von endlosen Bändern aufweisen und nach Art von Transportbändern wirken. Ausserdem soll nicht unerwähnt bleiben, dass die Papierherstellung ein kontinuierliches Verfahren darstellt, welches mit beträchtlicher Geschwindigkeit abläuft. Das heisst, dass der Faserbrei in der Formstation kontinuierlich auf dem Formgewebe abgelagert wird, während eine frisch hergestellte Papierbahn kontinuierlich aufgerollt wird, nachdem sie aus der Trockenpartie austritt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich speziell auf diese Pressengewebe, die in der Pressenpartie Verwendung finden. Pressengewebe spielen bei der Papierherstellung eine wichtige Rolle. Eine ihrer Funktionen, wie oben schon erwähnt wurde, ist es, das in Herstellung befindliche Papierprodukt zu unterstützen und es durch die Walzenspalte zu führen.
Pressengewebe sind aber auch wichtig, um der Oberfläche der Papierbahn ein Finish zu geben. Demgemäss sind die Pres sengewebe so ausgelegt, dass sie glatte Oberflächen und gleichmässig elastische Strukturen aufweisen, so dass dem Papier beim Durchlauf durch die Walzenspalte eine glatte, markierungsfreie Oberfläche verliehen wird.
Was vielleicht am wichtigsten ist, ist die Tatsache, dass das Pressengewebe grosse Mengen von Wasser aufnimmt, das aus der nassen Papierbahn in den Walzenspalten ausgedrückt wird. Um diese Aufgabe zu erfüllen, müssen die Pressengewebe in ihrem Inneren des Pressengewebes eine räumliche Struktur haben, was im allgemeinen als Leervolumen oder Porenvolumen bezeichnet wird, damit Wasser aufgenommen werden kann, und das Gewebe muss während seiner gesamten Lebensdauer sowohl für Wasser als auch für Luft eine ausreichende Durchlässigkeit besitzen. Schliesslich muss das Pressengewebe in der Lage sein, das Wasser, welches aus der Papierbahn aufgenommen wurde, daran zu hindern, wieder zurückzulaufen und das Papier beim Austritt aus dem Pressenspalt erneut anzufeuchten.
Die heute verwendeten Pressengewebe werden in sehr verschiedenen Ausführungen hergestellt, um die Anforderungen der Papiermaschinen, auf welchen sie laufen sollen, zu erfüllen, und zwar in Abhängigkeit von der Qualität des herzustellenden Papiers. Allgemein bestehen diese Pressengewebe aus einem gewebten Basisstoff, auf welchem eine Matte aus reinem, nicht gewebten Fasermaterial aufgenadelt ist. Die Grundgewebe können aus einem Monofilamentgarn, einem mehrschichtigen Monofilamentgarn, einem Multifilamentgarn oder einem mehrschichtigen Multifilamentgarn gewebt sein und können aus einer Schicht, aus mehreren Schichten oder aus einem Laminat bestehen. Die verwendeten Garne werden meist als eines der bekannten synthetischen Polymerharze extrudiert, wie Polyamid- und Poyesterharze, und die Ver wendung dieser Materialien ist dem Fachmann der Herstellung von Tüchern und Filzen für die Papiermaschinen bekannt.
Die Grundgewebe als solche können in vielen unterschiedlichen Formen vorliegen. Es kann sich beispielsweise um endlos gewebte Tücher oder um Tücher handeln, die zunächst kontinuierlich gewebt und anschliessend mit einem angewebten Saum in die endlose Form gebracht werden. Als Alternative können sie nach einem Verfahren hergestellt werden, das im allgemeinen als modifiziertes Endlosweben bekannt ist, wobei die über der Breite liegenden Ränder des Grundgewebes mit Saumschleifen versehen werden, für die die Garne in Maschinenrichtung (MD) verwendet werden. Bei diesem Verfahren webt man die MD-Garne zwischen den Querrändern des Gewebes kontinuierlich vor und zurück, wobei die Webrichtung an jedem Rand umgekehrt wird und sich dabei eine Saumschleife bildet. Ein Gewebe, welches auf diese Weise erzeugt wurde, wird während dem Einbringen in eine Papiermaschine in endlose Form gebracht, und aus diesem Grunde wird es als ein auf der Maschine verbindbares Gewebe bezeichnet. Um ein solches Gewebe in seine endlose Form zu bringen, fügt man die beiden Querränder zusammen und schiebt die Schleifen an den beiden Rändern abwechselnd ineinander, und schliesslich wird ein Verbindungsstift durch den Durchgang gesteckt, der von den jeweiligen Saumschleifen, die ineinandergreifen, gebildet wird.
Auch können die Grundgewebe laminiert werden, indem mindestens ein Grundgewebe zu einer endlosen Schleife zusammengesetzt wird, welche von anderen Geweben gebildet wird, und indem man eine Stapelfasermatte durch diese beiden Grundgewebe hindurch vernadelt, wobei die beschriebene Verbund-Anordnung gebildet wird. Eines oder mehrere dieser Grundgewebe können von der Art sein, die auf der Maschine ver bunden wird. Man erhält auf diese Weise ein bekanntes Pressengewebe mit einer mehrfachen Trägerstruktur.
Auf jeden Fall befinden sich die Grundgewebe in Form einer Endlosschleife oder können in diese Form gebracht werden, und sie besitzen eine spezifische Länge, die über die genannte Schleife gemessen wird, und eine spezifische Breite, die quer dazu bestimmt wird. Weil nun die Konstruktionsmerkmale von Papiermaschinen stark schwanken, sind die Hersteller von Papiermaschinentüchern dazu gezwungen, Pressengewebe und andere Maschinentücher der Papiermaschine mit den Dimensionen herzustellen, welche durch die jeweilige Verwendungsstelle in den Papiermaschinen der Kunden bestimmt wird. Es ist klar, dass dieses Erfordernis eine schnelle und preisgünstige Herstellung unmöglich macht, weil jedes Pressengewebe nur auf Bestellung und nach Mass angefertigt werden kann.
Um diesen Nachteil auszuschalten und die Möglichkeit zu schaffen, Pressengewebe schneller und mit mehr Effizienz in beliebigen Längen und Breiten herzustellen, ist man in den letzten Jahren dazu übergegangen, Pressengewebe nach einer Spiraltechnik herzustellen, die in der US-Patentschrift Nr. 5'360'656 (Rexfelt u. a.) beschrieben ist.
Diese US-Patentschrift Nr. 5'360'656 zeigt ein Pressengewebe mit einem Grundgewebe, auf das eine oder mehrere Schichten eines Stapelfasermaterials aufgenadelt sind. Das Grundgewebe besteht aus mindestens einer Schicht, die sich aus einem schraubenförmig aufgewickelten Streifen eines Gewebes zusammensetzt, dessen Breite kleiner ist als die Breite des Grundgewebes. Das Grundgewebe ist in Längsrichtung, d. h. in Maschinenrichtung, endlos. Die längsgerichteten Bahnen des schraubenförmig aufgewickelten Streifens bilden einen Winkel mit der Längsrichtung des Pressengewe bes. Der Gewebestreifen kann auf einem Webstuhl kontinuierlich gewebt werden, der schmaler ist als die Webmaschinen, die normalerweise zur Herstellung von Papiermachertücher verwendet werden.
Das Grundgewebe besteht aus vielen schraubenförmig aufgewickelten und miteinander verbundenen Windungen eines relativ schmalen Gewebestreifens. Der Gewebestreifen ist wie ein normales Gewebe mit längs gerichteten Fäden (Kettfäden) und quer liegenden Fäden (Schussfäden) konstruiert. Aneinander liegende Wicklungen des schraubenförmig aufgewickelten Gewebestreifens können aneinander gedrückt werden, und die schraubenförmige kontinuierliche Verbindungslinie, die so entsteht, kann durch Nähen, Sticken, Schmelzen oder Schweissen geschlossen werden. Andererseits können längs gerichtete Randbereiche des Gewebes, die zum Verbinden aneinander gelegt werden, auch mit Überlappung übereinander gelegt werden, unter der Voraussetzung, dass die Randbereiche dünner sind, damit die Dicke beim Aufeinanderlegen zweier Lagen nicht grösser wird als der Rest des Streifens. Weiterhin kann der Abstand zwischen den einzelnen Kettfäden an den Randbereichen des Streifens vergrössert werden, so dass sich bei einer Übereinanderlegung der Randbereiche der Schraubenwindungen wieder die gleiche Fadenzahl ergibt wie im übrigen Streifen, weil nun zwei Gewebe übereinander liegen.
Auf jeden Fall ergibt sich bei diesem Verfahren ein Grundgewebe in Form einer Endlosschleife mit einer inneren Fläche, einer Längsrichtung (Maschinenrichtung, MD) und einer Querrichtung (CD). Die Seitenränder des Grundgewebes werden dann zugeschnitten, um parallel zur Längsrichtung (MD) zu verlaufen. Der Winkel zwischen der Maschinenrichtung des Grundgewebes und des schraubenförmig verlaufenden kontinuierlichen Verbindungssaums kann relativ klein gemacht werden, d. h. normalerweise weniger als 10°. Gleicherweise schliesst die Richtung der Kettfäden im Gewebestreifen den gleichen relativ kleinen Winkel mit der Maschinenrichtung des Grundgewebes ein. Die quer liegenden Schussfäden des Gewebestreifens, welche senkrecht zu den Kettfäden verlaufen, bilden den gleichen relativ kleinen Winkel mit der Querrichtung des Grundgewebes. Zusammengefasst lässt sich sagen, dass weder die Kettfäden noch die Schussfäden des Gewebestreifens mit der Längsrichtung (Maschinenrichtung) oder der Querrichtung des Grundgewebes zusammenfallen.
Beim Verfahren gemäss US-Patentschrift Nr. 5'360'656 wird der Gewebestreifen um zwei parallele Walzen gewickelt, um das Grundgewebe zusammenzustellen. Dabei werden endlose Grundgewebe mit den verschiedensten Breiten und Längen erhalten, wenn man einen verhältnismässig schmalen Gewebestreifen um die beiden parallelen Walzen herumlegt, wobei die Länge des jeweiligen endlosen Grundgewebes durch die Länge jeder schraubenförmigen Windung des Gewebestreifens bestimmt wird, und die Breite des Pressengewebes ergibt sich aus der Anzahl der schraubenförmigen Windungen des Gewebestreifens. Die bis anhin wichtigste Notwendigkeit beim Weben vollständiger Grundgewebe mit spezifizierter Länge und Breite auf Bestellung kann dadurch vermieden werden. Statt dessen kann ein Webstuhl verwendet werden, der nur 20 Zoll (0,5 m) breit ist, um den Gewebestreifen herzustellen, aber aus praktischen Gründen werden die üblichen Webstühle mit einer Arbeitsbreite von 40 bis 60 Zoll (1,0 bis 1,5 m) bevorzugt.
Die angegebene US-Patentschrift Nr. 5'360'656 zeigt weiterhin ein Pressengewebe mit einem Grundgewebe aus zwei Schichten, von denen jede von einem schraubenförmig aufgewickelten Gewebestreifen gebildet wird. Beide Schichten haben die Form einer Endlosschleife, und die eine Schicht befindet sich im Inneren der Endlosschleife, die von der anderen Schicht gebildet wird. Vorzugsweise laufen die Spiralwindungen eines Gewebestreifens in der einen Richtung und diejenigen des Gewebestreifens der anderen Schicht in der anderen Richtung. Beispielsweise und als nähere Erläuterung definiert der schraubenförmig gewundene Streifen der einen Schicht eine rechtsgängige Schraubenwindung, während der Gewebestreifen in der anderen Schicht eine linksgängige Schraubenwindung bildet. Bei einem derartigen zweischichtigen laminierten Grundgewebe bilden die Kettgarne (längs gerichtet) des einen Gewebestreifens in beiden Schichten relativ kleine Winkel mit der Längsrichtung (Maschinenrichtung) des Grundgewebes, und die Kettgarne des Gewebestreifens in der einen Schicht bilden einen Winkel mit den Kettgarnen (längs gerichtet) im Gewebestreifen der anderen Schicht. Auf ähnliche Weise und analog verlaufen die quer gerichteten Garne (Schussgarne) des Gewebestreifens in jeder der beiden Schichten in relativ kleinen Winkeln gegenüber der Querrichtung des Grundgewebes, und die Schussgarne des Gewebestreifens in der einen Schicht bilden einen Winkel mit den Schussgarnen des Gewebestreifens in der anderen Schicht. Zusammengefasst ist zu sagen, dass weder die Kettgarne noch die Schussgarne der Gewebestreifen in beiden Schichten auf die Längsrichtung (Maschinenrichtung) oder die Querrichtung des Grundgewebes ausgerichtet sind. Weiterhin ist keines der Kettgarne oder der Schussgarne des Gewebestreifens in beiden Schichten auf die entsprechenden Richtungen der Garne in den anderen Schichten ausgerichtet.
Daraus ergibt sich, dass in Grundgeweben gemäss der US-Patentschrift Nr. 5'360'656 keine Garne vorhanden sind, die genau in Maschinenrichtung oder in Querrichtung verlaufen. Die Bandsysteme liegen vielmehr in Richtungen, die in stumpfen Winkeln zur Maschinenrichtung und zur Querrichtung verlaufen. Ein Pressengewebe mit einem derartigen Grundge webe kann als multiaxiales Pressengewebe bezeichnet werden. Während die üblichen Pressengewebe des Standes der Technik drei Achsen aufweisen, nämlich eine Achse in Maschinenrichtung (MD), eine Achse in Querrichtung (CD) und eine Achse in der Z-Richtung, die in Dickenrichtung durch das Gewebe hindurchgeht, hat ein multiaxiales Pressengewebe nicht nur drei solche Achsen, sondern mindestens zwei weitere Achsen, die durch die Laufrichtungen der Garnsysteme in den schraubenförmig gewundenen Schichten definiert werden. Zudem bestehen vielfältige Strömungswege in der Z-Richtung eines multiaxialen Pressengewebes. Daraus folgt, dass ein multiaxiales Pressengewebe mindestens fünf Achsen aufweist. Wegen seiner multiaxialen Struktur zeigt ein multiaxiales Pressengewebe mit mehr als einer Schicht bei der Kompression im Walzenspalt eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen eine innere Verschiebung und/oder ein Zusammenfallen im Vergleich zu einem Pressengewebe, welches Gewebeschichten aufweist, in denen die Garnsysteme zueinander parallel sind.
Nun soll das feine, nicht gewebte Fasermaterial beschrieben werden, das bei der Herstellung eines heute verwendeten Pressengewebes in das Grundgewebe eingenadelt wird, wobei viele derartigen Pressengewebe mit einer sogenannten geschichteten Mattenstruktur hergestellt werden.
Die geschichteten Vliesstrukturen sind aus mehreren Vliesschichten zusammengesetzt, von denen jede Schicht Fasern mit unterschiedlichen Titern enthält. Normalerweise wird zunächst eine Lage aus Faservliesmaterial mit relativ groben Fasern auf das Grundgewebe aufgenadelt. Sodann werden eine oder mehrere Schichten von Faservliesmaterial mit feineren Fasern über die Schichten aus gröberen Fasern aufgebracht. Schliesslich erhält man ein Pressengewebe mit einer hohen Durchlässigkeit für Luft und Wasser wegen der groben Fasern in den inneren Vliesschichten, und eine glatte obere Arbeitsfläche, die unter Druck sehr gleichförmig ist, weil sie auf der Oberfläche feine Fasern aufweist.
Das Dokument WO 03/071030 offenbart ein geschichtetes Pressengewebe für die Pressenpartie einer Papiermaschine, mit einer Aussenseite und einer Innenseite, und an der Aussenseite des Grundgewebes ist eine erste Faservliesschicht angebracht. Sodann überdeckt ein feines Gewebe diese erste Vliesschicht, und eine zweite Vliesschicht ist wiederum mit dem Feingewebe verbunden.
Das Dokument US Nr. 2'165'772 beschreibt ein Grundgewebe mit verseilten Kettfäden und mit mehreren Schichten aus Wolle, die auf die Unterseite genadelt sind; das Gewebe besitzt ausserdem noch zwei Schichten, die auf die obere Fläche aufgenadelt sind.
Vorzugsweise ist die Pressfläche des Pressengewebes frei von Nadelspuren; dies sind die Zwischenräume oder die Löcher, die zurückbleiben, wenn die mit Widerhaken versehenen Nadeln, die beim Vernadelungsvorgang verwendet werden, durch die Oberfläche hindurchgedrungen sind. Um die Nadelspuren von der Oberfläche des Pressengewebes zu entfernen, ist es üblich, die Vernadelung von der anderen Seite her vorzunehmen, so dass die Nadeln die Fasern des Vlieses im Inneren des Pressengewebes nach aussen drücken, und dabei werden die Nadelspuren gefüllt und die Oberfläche des Pressengewebes wird glatt. Leider drückt dieses umgekehrte Nadeln bei einem Pressengewebe mit einer geschichteten Vliesstruktur gröbere Fasern vom Inneren des Pressengewebes in die Oberfläche. Dies verschlechtert die gute Druckverteilung, die sonst durch die feine Oberflächenschicht gewährleistet wird, da grobe Fasern bis zur Oberfläche gelangen, und es wird schwierig, ein geschichtetes Pressengewebe zu erhalten, welches frei von Nadelspuren ist.
Weiterhin sind die Tücher auf der Papiermaschine einer Abnutzung ausgesetzt und müssen aufgrund der normalen Abnutzung von Zeit zu Zeit ersetzt werden. Bei geschichteten Pressengeweben wird zunächst die Oberfläche des Gewebes abgerieben, wodurch die darunterliegenden Schichten und Strukturen des Gewebes offenliegen. Eine solche Abnutzung der Oberfläche ergibt oft eine Verminderung der Qualität des erzeugten Papiers (beispielsweise kann ein abgenutztes Gewebe Markierungen im Papier hinterlassen). Daher müssen die Tücher der Papiermaschine bei Abnutzung ersetzt werden. Nun ist eine Technik erforderlich, um diese Abnutzung der Tücher in Papiermaschinen ermitteln zu können, einschliesslich von geschichteten Pressengeweben, so dass die Gewebe zum richtigen Zeitpunkt ersetzt werden können.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Lösung dieser Probleme des Standes der Technik.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäss betrifft die vorliegende Erfindung ein mehrschichtiges Pressengewebe für die Pressenpartie einer Papiermaschine mit einem passiven Detektorsystem zur Ermittlung von Abnutzung des Pressengewebes. Die untere Schicht bzw. die Schichten des mehrschichtigen Pressengewebes, die nicht in der Oberfläche liegen, werden unter Verwendung von gefärbten Stapelfasern in den Mattenlagen hergestellt. Wenn die Oberfläche des Gewebes während des Gebrauchs abgenutzt und abgetragen wird, kann das gefärbte Vliesmaterial hervortreten und sichtbar werden, weil es an der Oberfläche erscheint. Diese visuelle Anzeige ermöglicht es dem Benut zer leicht, den richtigen Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem er das Pressengewebe ersetzen muss.
Das vorliegende mehrschichtige Pressengewebe enthält eine untere Trägerstruktur, die in Form einer Endlosschleife vorliegt und eine Aussenseite und eine Innenseite aufweist. Eine erste Mattenlage aus Stapelfasern ist an der Aussenseite der unteren Trägerstruktur befestigt. Die erste Mattenlage besteht aus vielen ersten Stapelfasern, die gefärbt sind, um sichtbar zu werden, wenn die Mattenlage frei liegt.
Ein Feingewebe ist auf der Aussenseite der unteren Trägerstruktur über die erste Mattenlage aus Stapelfasern gelegt, und eine zweite Lage aus einer Stapelfasermatte ist am Feingewebe angebracht. Die zweite Stapelfasermatte besteht aus sehr vielen zweiten Stapelfasern, die feiner sind als die ersten Stapelfasern, d. h. dass sie einen kleineren Durchmesser oder einen niedrigeren Titer aufweisen. Weiterhin ist diese zweite Stapelfasermatte nicht gefärbt oder trägt eine solche Färbung, die von derjenigen der ersten Stapelfasern verschieden ist.
Die erste Stapelfasermatte ist im allgemeinen an der Aussenseite der unteren Trägerstruktur durch Nadeln befestigt. Auf ähnliche Weise ist im allgemeinen die zweite Stapelfasermatte an dem Feingewebe angebracht. Es lässt sich nicht vermeiden, dass auf der Oberfläche der zweiten Stapelfasermatte am Ende des Nadelungsprozesses noch Nadelspuren verbleiben. Die Anzahl und die Grösse dieser Nadelspuren kann dadurch vermindert werden, dass die Vernadelung von der Innenseite des Trägergewebes her ausgeführt wird. Bei der vorliegenden Erfindung verhindert das Feingewebe, dessen Öffnungen in keiner Richtung grösser als 0,50 mm sind, den Durchgang der gröberen ersten Stapelfasern durch das Feingewebe bis zur Oberfläche des Pressengewebes, die in Berührung mit der Papierbahn kommt.
Nun soll die vorliegende Erfindung näher beschrieben werden, wobei oft Bezug auf die nachstehend aufgezählten Figuren genommen wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt in perspektivischer Darstellung schematisch das mehrschichtige Pressengewebe der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine analoge Ansicht einer zweiten Ausführungsform; und
3 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in 1.
EINZELBESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird nun auf diese Figuren Bezug genommen. 1 zeigt schematisch in perspektivischer Ansicht ein Pressengewebe 10 der vorliegenden Erfindung. Das Pressengewebe 10 entspricht der Ausführungsform, bei der das Gewebe auf der Maschine verbunden wird und erst dann die Form einer Endlosschleife annimmt, wenn die beiden Enden 12 und 14 an der Verbindungsstelle 16 miteinander verbunden wurden.
Bei einer anderen Ausführungsform, die als schematische perspektivische Ansicht in 2 dargestellt ist, besitzt das Pressengewebe 20 keine Naht und liegt bereits von Anfang an in Form einer Endlosschleife vor.
3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 in 1. Dabei weist das Pressengewebe 10 ein Grundgewebe 30 auf. Im allgemeinen ist das Grundgewebe 30 ein gewebtes oder nicht gewebtes Textilgebilde oder stellt nicht gewebte Anordnungen von Garnen dar, die in Maschinenrichtung oder in Querrichtung orientiert sind, weiterhin Gestricke oder Geflechte von Garnen, deren Typen bei der Herstellung von Tüchern für Papiermaschinen verwendet werden, beispielsweise Monofilamente, mehrfädige Monofilamente und/oder Multifilamente, die aus Polymerharzen extrudiert sind. Als Polymerharze für diesen Zweck können solche aus der Familie der Polyamine, Polyester, Polyurethane, Polyaramide und Polyolefine Verwendung finden.
Das Grundgewebe 30 kann aber auch aus Maschennetzen bestehen, beispielsweise denjenigen, die in der US-Patentschrift Nr. 4'427'734 (Johnson) beschrieben sind. Auch ist es möglich, das Grundgewebe 30 durch schraubenförmige Windungen eines Textilmaterials herzustellen, nämlich Geweben, nicht gewebten Textilien, Gestricken, Geflechten oder Maschennetzen nach den Verfahren der US-Patentschrift Nr. 5'360'656 (Rexfelt u. a.). Das Grundgewebe 30 kann demgemäss aus einem schraubenförmig aufgewickelten Streifen bestehen, bei dem jede Windung mit der nächsten Windung kontinuierlich versäumt ist, wodurch das Grundgewebe 30 in Längsrichtung endlos wird.
Das Grundgewebe 30 kann endlos oder, wie es in 3 gezeigt ist, auf der Maschine verbindbar sein. Wie dargestellt, ist das Grundgewebe 30 doppelschichtig aus Monofilamentgarnen gewebt. Die Garne 32, die in Maschinenrichtung verlaufen und die Kettgarne des auf der Maschine verbindbaren Grundgewebes 30 bilden, sind mit Verbindungsschleifen 34 versehen, die jeweils ineinander eingeschoben werden können, und dadurch entsteht ein Durchgang, in den ein Verbindungsstift 36 eingeschoben wird. Dadurch werden die beiden Enden des Grundgewebes 30 miteinander vereinigt, und das Gewebe nimmt die Form einer Endlosschleife an. Die Garne 38 in Querrichtung, welche beim Weben des Grundgewebes 30 die Schussgarne bilden, sind wie die Garne 32 in Maschinenrichtung als Monofilamentgarne dargestellt.
Eine oder mehrere Schichten einer Stapelfasermatte 40 sind auf die Aussenseite des Grundgewebes 30 aufgelegt, gegebenenfalls auch auf die Innenseite, und die Fasern dieser Stapelfasermatte werden durch Vernadeln in das Grundgewebe 30 eingetrieben. Diese Verbindung wird so ausgeführt, dass eine Schicht der Stapelfasermatte 40 an der Aussenseite und gegebenenfalls auch an der Innenseite des Grundgewebes 30 verbleibt.
Ein Feingewebe 44 ist sodann an der Aussenseite des Grundgewebes 30 auf die Schicht der Stapelfasermatte 40 aufgelegt. Das Feingewebe 44 kann gewebt oder nicht gewebt sein, kann endlos sein, eben gewebt oder als Schraubenwindungen auf die Stapelfasermatte 40 aufgebracht sein. Wie in 3 gezeigt ist, besteht das Feingewebe 44 aus einer einzigen Gewebeschicht, beispielsweise als Gewebe in Leinwandbindung aus Garnen 46 in Maschinenrichtung und Garnen 48 in Querrichtung, wobei beide Garne Monofilamentgarne sein können. Es können natürlich beim Weben des Feingewebes 44 auch andere Garne als Monofilamentgarne eingesetzt werden. Die beiden Garne 46 und 48 und die Gitterstruktur, die vom Gewebe des Feingewebes 44 gebildet wird, sind feiner als diejenigen des Grundgewebes 30.
Das Feingewebe 44 kann wie das Grundgewebe 30 ein gewebtes oder nicht gewebtes Textilmaterial sein oder nicht gewebte Anordnungen von Garnen, die in MD oder CD angeordnet sind, gestrickte oder geflochtene Strukturen von Garnen der Sor ten, die bei der Herstellung von Papiermaschinentüchern eingesetzt werden, beispielsweise Monofilamentgarne, mehrfädige Monofilamentgarne und/oder Multifilamentgarne, die aus Polymerharzen extrudiert sind. Harze aus der Familie der Polyamide, Polyester, Polyurethane, Polyaramide und Polyolefine können für diesen Zweck verwendet werden.
Das Feingewebe 44 kann aber auch aus Netzgewebestrukturen bestehen, wie denjenigen, die in der US-Patentschrift Nr. 4'427'734 (Johnson) beschrieben sind. Das Feingewebe 44 lässt sich auch dadurch erzeugen, dass ein Streifen aus einem gewebten, nicht gewebten, gestrickten, geflochtenen oder netzförmigen Material schraubenförmig aufgewickelt wird, und zwar nach den Verfahren der US-Patentschrift Nr. 5'360'656 (Rexfelt u. a.). Das Feingewebe 44 besteht in diesem Falle aus einem schraubenförmig aufgewickelten Streifen, wobei jede Wicklung durch einen kontinuierlichen Saum mit der nächsten Wicklung verbunden ist, und das Feingewebe 44 ist in Längsrichtung ein endloses Gebilde.
Wenn das Feingewebe 44 endlos ist, kann es wie eine Hülse oder ein Strumpf über die Stapelfasermatte 40 gezogen werden. Wenn andererseits ein endloses Feingewebe 44 oder ein solches, welches gemäss der Offenbarung der US-Patentschrift Nr. 5'360'656 in Schraubenwindungen auf die Stapelfasermatte 40 aufgebracht ist, und wenn das Grundgewebe 30 wie in 3 erst auf der Maschine zusammengesetzt wird, ist es schliesslich erforderlich, das Feingewebe 44 in der Nähe der Verbindung durch die Verbindungsschleifen 34 und den Verbindungsstift 36 quer aufzuschneiden, damit das Pressengewebe 10 auf einer Papiermaschine eingerichtet werden kann, wobei diese ganze Prozedur dem Fachmann bekannt ist.
Auf jeden Fall trägt das Feingewebe 44 diese Bezeichnung, weil seine Bildungsgarne und/oder das Netzmaterial feiner sind als diejenigen des Grundgewebes 30, und sie weisen einen kleineren Durchmesser oder einen niedrigeren Titer (in denier) auf, und das vom Gewebe gebildete Gitter ist feiner als dasjenige des Grundgewebes 30. Als Beispiel kann das Feingewebe 44 Öffnungen aufweisen, die in sämtlichen Richtungen nicht grösser sind als 0,50 mm.
Schliesslich werden eine oder mehrere Schichten einer Stapelfasermatte 50 auf der Aussenseite des Feingewebes 44 befestigt, und Fasern, die diese Matte bilden, werden durch Vernadeln in das Innere des Feingewebes 44 getrieben, wo sie als Wirrvlies festgehalten werden. Die Befestigung geschieht derart, dass eine Schicht der Stapelfasermatte 50 an der Aussenseite des Feingewebes 44 verbleibt.
Die Stapelfasermatte 40 und andere Stapelfasermatten 50 können aus Stapelfasern bestehen, die aus beliebigen Polymerharzen hergestellt sind und üblicherweise zur Herstellung von Papiermaschinentüchern verwendet werden, bestehen jedoch vorzugsweise aus einem Polyamidharz. Die Stapelfasern der Stapelfasermatte 50 können eine geringere Querschnittsgrösse oder einen geringeren Durchmesser bzw. Titer aufweisen als die Stapelfasern der Stapelfasermatte 40. Beispielsweise haben die Stapelfasern der Stapelfasermatte 50 einen Titer von 6 denier, während die Stapelfasern der Stapelfasermatte 40 einen solchen von 24 denier aufweisen.
Im Gegensatz zu den mehrschichtigen Pressengeweben des Standes der Technik sind die feinen Fasern der Stapelfasermatte 50 von den relativ gröberen Fasern der Stapelfasermatte 40 durch das Feingewebe 44 voneinander getrennt. Dabei begrenzt das Feingewebe 44 die Menge der feinen Fasern der Stapelfasermatte 50, die während der Vernadelung der Stapelfasermatte 50 durch das Feingewebe 44 in die Stapelfasermatte 40 und das Grundgewebe 30 übertreten.
Wenn das Pressengewebe 10 von der Rückseite her vernadelt wird, verhindert die feine Struktur des Feingewebes 44 nach dem Anbringen dieser Stapelfasermatte 50 auf der Vorderseite den Übertritt der relativ gröberen Stapelfasern der Stapelfasermatte 40 in die Stapelfasermatte 50.
Bei den mehrschichtigen Pressengeweben des Standes der Technik kann der Anteil der feinen Fasern in der Matte aus feinen Fasern nach dem Nadeln etwa 75% betragen, während in der Fasermatte mit den groben Fasern deren Anteil ebenfalls 75% sein kann, wobei die übrigen 25% der Fasern in den beiden Fasermatten jeweils solche der anderen Natur sind, da sie durch das Vernadeln in diese Schichten eingebracht worden sind. Ausserdem besteht an der Grenzfläche zwischen den feinen und den gröberen Fasergebilden ein Zwischengebiet, in dem sich eine Mischung von feinen und groben Fasern befindet. Die vorliegende Erfindung erlaubt die Verhinderung oder zumindest eine fast vollständige Verminderung dieses Vermischens. Daraus ergibt sich, dass keine oder fast keine groben Fasern aus der Stapelfasermatte 40 auf der Oberfläche des Pressengewebes 10 erscheinen.
Ausserdem rüstet das Feingewebe 44 das Pressengewebe 10 mit einer zusätzlichen Widerstandsfähigkeit gegen Zusammenpressen aus, wobei die Wasseraufnahme nur minimal beeinträchtigt wird.
Unter den Vorteilen des vorliegenden mehrschichtigen Pressengewebes 10 seien dessen überlegene Eigenschaften einer glatten Oberfläche hervorgehoben, die durch die homogene Schicht der Stapelfasermatte auf der Oberseite herrührt. Diese Oberflächenschicht verleiht wiederum der nassen Pa pierbahn eine glattere Oberfläche, wenn sie im Pressenspalt mit dem Pressengewebe zusammenkommt.
Das vorliegende mehrschichtige Pressengewebe 10 verursacht wegen der homogenen Schicht der feinen Fasermatte nur eine minimale Rückbefeuchtung; diese gibt im Vergleich zu den Pressengeweben des Standes der Technik am Ausgang des Walzenspaltes nur wenig Wasser an die Papierbahn ab. Dieselbe Gleichförmigkeit der Oberfläche des Pressengewebes bringt den Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn nach dem Austritt aus dem Walzenspalt auf ein Minimum. Weiterhin bewirkt die feine, homogene und glatte Oberfläche der oberen Fasermatte, dass das Pressengewebe 10 bei seiner Annäherung an den Pressenspalt weniger anfällig auf die Ausbildung von Bögen und Wellen ist und vermindert ein Markieren der Bahn, da die Oberfläche frei von Nadelspuren ist.
Natürlich ist das Feingewebe 44 vorzugsweise "fein" genug, um keine Markierung einer Papierbahn durch die Stapelfasermatte 50 zuzulassen, die auf die Oberfläche genadelt ist, und die relativ grobe Stapelfasermatte 40 daran zu hindern, sich während des Vernadelungsprozesses mit der relativ feinen Stapelfasermatte 50 zu vermischen. Weiterhin kann das Feingewebe 44 "fein" genug sein, um den Durchgang von Fasern 50 zu verhindern und ausserdem einen ausreichenden Strukturzusammenhalt zu besitzen, um das Vernadelungsverfahren auszuhalten.
Ausserdem kann das Feingewebe 44 eine gewebte oder gestrickte Struktur darstellen, die unter Verwendung von Garnen (Kette und Schuss) mit Durchmessern von 0,04 bis 0,50 mm hergestellt wurde. Solche Garne haben die gleichen oder unterschiedliche Durchmesser bzw. Denier-Titer. Weiterhin können die Garne als Fäden aus Polyamiden, Polyurethanen, Polyethylenterephthalat (BET), Polybutylen terephthalat (PBT), Polyolefinen oder anderen Polymerharzen extrudiert sein, die vom Fachmann für diesen Zweck verwendet werden.
Als Beispiel kann das Feingewebe 44 mit Polyamid-Kettgarnen mit einem Durchmesser von 0,25 mm und mit Polyamid-Schussgarnen mit dem gleichen Durchmesser hergestellt werden und jeweils 18 Fäden pro cm aufweisen. Solche Gewebe haben Öffnungen, die etwa 0,30 mm breit und 0,30 mm lang sind und die ausreichend klein sind, um beim Nadeln den Durchgang von gröberen Vliesfasern von der Innenseite des Grundgewebes her zu verhindern.
Gemäss einem anderen Beispiel kann das Feingewebe 44 aus einem Monofilament-Kettgarn aus Polyethylen mit einem Durchmesser von 0,19 mm und einem Monofilament-Schussgarn aus Polyethylen mit einem Durchmesser von 0,25 mm gewebt werden und zwar mit einer Dichte von 21,4 Kettfäden pro cm und 18 Schussfäden pro cm. Ein derartiges Gewebe kann Öffnungen aufweisen, die die Abmessungen von etwa 0,28 auf 0,30 mm besitzen.
Das Feingewebe 44 kann aber auch aus geschmolzenen Filmen extrudiert und perforiert oder unperforiert sein. Im letzteren Falle werden die Perforationen im Verlauf des Vernadelungsverfahrens angebracht. Auch können nicht gewebte oder spinngebundene Materialien verwendet werden.
Weiter kann diese mehrschichtige Anordnung dazu verwendet werden, ein passives Detektorsystem zur Ermittlung von Abnutzungen des Pressengewebes zu ermöglichen. Die inneren Schichten des mehrschichtigen Gewebes, die nicht in der Oberfläche liegen, können unter Verwendung von gefärbtem Vliesmaterial erzeugt werden. Wenn die Oberfläche des Gewebes infolge Abnutzung abgetragen wird, zeigt sich das da runterliegende gefärbte Faservlies und schafft so eine visuelle Anzeige der Abnutzung. Beispielsweise kann das mehrschichtige Pressengewebe, das in 3 dargestellt ist, aus einem weissen Grundgewebe 30, einem blau gefärbten Faservlies aus groben Stapelfasern 40, einem rot gefärbten feinen Gewebe 44 und einer weissen Stapelfasermatte 50 als Oberflächenschicht hergestellt werden. Bei der Verwendung wird zunächst die weisse Oberflächenschicht 50 abgetragen, und es erscheint dann das darunterliegende rote Feingewebe 44 und/oder die blaue Faservliesmatte 40 mit groben Fasern. Diese visuelle Anzeige gibt dem Benutzer einen Hinweis, wie er ohne weiteres den richtigen Zeitpunkt zum Ersatz dieses Pressengewebes bestimmen kann. Die visuelle Anzeige kann in beliebiger Färbung erfolgen (beispielsweise eine dunkelblaue oder rote Vliesschicht mit einer weissen Oberflächenschicht). Auch kann als Variante eine Färbung verwendet werden, die in ultraviolettem Licht sichtbar ist, so dass das Gewebe stets weiss erscheint, wobei aber schwarzes Licht die Abnutzung leicht entdecken kann.
Abänderungen des oben beschriebenen Erfindungsgegenstandes sind dem Fachmann zugänglich, wobei aber die so abgeänderte Erfindung nicht aus dem Rahmen der anhängenden Patentansprüchen fällt.

Claims

Mehrschichtiges Pressengewebe (10) für die Pressenpartie einer Papiermaschine, enthaltend: eine untere Trägerstruktur (30) in Form einer Endlosschleife, mit einer Aussenseite und einer Innenseite; eine erste Mattenlage, die auf der Aussenseite der genannten Trägerstruktur (30) befestigt ist; ein Feingewebe (44), das die genannte erste Mattenlage bedeckt; und eine zweite Mattenlage, die auf dem genannten Feingewebe (44) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte erste Mattenlage ein Mattenmaterial (40) aus einer ersten Stapelfaser aufweist, welches gegenüber einem zweiten Stapelfaser-Mattenmaterial (50) gröber ist und mit einer ersten Färbung versehen ist, die von derjenigen des zweiten Stapelfaser-Mattenmaterials der genannten zweiten Mattenlage verschieden ist, wobei die genannte erste Färbung eine Abnutzung anzeigt, wenn die genannte zweite Mattenlage abgenutzt ist und die erste Mattenlage freiliegt.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach Anspruch 1, bei dem das genannte Feingewebe (44) mit einer zweiten Färbung ausgerüstet ist, die von derjenigen der genannten zweiten Mattenlage verschieden ist, wobei diese zweite Färbung eine Abnutzung anzeigt, wenn die genannte zweite Mattenlage abgenutzt ist, derart, dass das Feingewebe freiliegt.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach Anspruch 1 oder 2, welches weiterhin mehrere Mattenlagen zwischen der genannten unteren Trägerstruktur (30) und dem genannten Feingewe be (44) aufweist, wobei mindestens eine Lage der genannten mehreren Mattenlagen zwecks einer Anzeige von Abnutzung die genannte erste Färbung aufweist.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die genannte erste Färbung lediglich im ultravioletten Licht sichtbar ist.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das genannte Feingewebe (44) einen Übergang von Mattenmaterial aus Stapelfasern (40, 50) zwischen der genannten ersten und der genannten zweiten Mattenlage begrenzt.
Mehrschichtiges Pressengewebe für die Pressenpartie einer Papiermaschine gemäss Anspruch 5, bei dem das genannte Feingewebe (44) den Übergang der genannten ersten Stapelfasern und der genannten zweiten Stapelfasern durch das Gewebe und dadurch ein Vermischen der ersten Stapelfasern mit den zweiten Stapelfasern begrenzt.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach Anspruch 6, bei dem die genannte untere Trägerstruktur (30) ein Tuch ist, welches aus gewebten und nicht gewebten Textilmaterialien, ungewebten Anordnungen von Garnen, die in Maschinenrichtung oder in Querrichtung orientiert sind (32, 38), und aus gestrickten und geflochtenen Textilmaterialien ausgewählt ist.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach Anspruch 6, bei dem die genannte untere Trägerstruktur (30) eine extrudierte Maschenware ist.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach Anspruch 6, bei dem die genannte untere Trägerstruktur (30) aus einem Material streifen besteht, der in vielen Windungen schraubenförmig aufgewickelt ist, wobei jede Windung mit den anstossenden Windungen kontinuierlich versäumt ist, und wobei die genannte untere Trägerstruktur (30) in Längsrichtung endlos ist und das genannte streifenförmige Material aus gewebten und nicht gewebten Textilmaterialien, Gestricken, geflochtenen Materialien und extrudierter Textilmaschenware ausgewählt ist.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach Anspruch 6, bei dem die genannte untere Trägerstruktur (30) ein Gewebe ist, das auf der Maschine zusammenfügbar ist.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei dem das genannte Feingewebe (44) ein Gewebe ist, das aus gewebten, nicht gewebten, gestrickten und geflochtenen Textilmaterialien ausgewählt ist.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach Anspruch 11, bei dem das genannte Feingewebe (44) aus einer extrudierten Maschenware besteht.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei dem das genannte Feingewebe (44) aus einem streifenförmigen Material besteht, das in vielen Windungen schraubenförmig aufgewickelt ist, wobei jede Windung mit den anstossenden Windungen kontinuierlich versäumt ist, und wobei das genannte Feingewebe (44) in Längsrichtung endlos ist und das genannte streifenförmige Material aus gewebten und nicht gewebten Textilmaterialien, Gestricken, geflochtenen Materialien und extrudierter Textilmaschenware ausgewählt ist.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach einem der Ansprüche 6 bis 13, bei dem das genannte Feingewebe (44) ein Endlosgewebe ist.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach einem der Ansprüche 6 bis 14, bei dem die genannten ersten Stapelfasern einen ersten Durchmesser aufweisen und die genannten zweiten Stapelfasern einen zweiten Durchmesser besitzen, der kleiner ist als der genannte erste Durchmesser.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach einem der Ansprüche 6 bis 14, bei dem die genannten ersten Stapelfasern eine erste Querschnittsfläche und die genannten zweiten Stapelfasern eine zweite Querschnittsfläche aufweisen, die kleiner ist als die genannte erste Querschnittsfläche.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach einem der Ansprüche 6 bis 16, bei dem das genannte Feingewebe (44) Öffnungen aufweist, bei denen keine Dimension grösser ist als 0,50 mm, so dass die genannten ersten Stapelfasern nicht durch das Feingewebe hindurch getrieben werden, wenn das genannte mehrschichtige Pressengewebe von der Innenseite der genannten unteren Trägerstruktur (30) vernadelt wird.
Mehrschichtiges Pressengewebe nach einem der Ansprüche 6 bis 17, bei dem die genannte Trägerstruktur aus einem der folgenden Gebilde ausgewählt ist: Gewebe, nicht gewebte Materialien, nicht gewebte Anordnungen von Garnen in Maschinenrichtung oder Querrichtung und gestrickten, geflochtenen oder extrudierten Maschenwaren oder Filmstrukturen.