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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Band mit Wiederbefeuchtungsschutz
und eine ebensolche Pressentextilie (Pressentuch) mit kegelförmigen Öffnungen
zur Verwendung in der Pressenpartie einer Papiermaschine gemäss den vorliegenden
Patentansprüchen
1 und 5.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Bei
der Papierherstellung wird eine Bahn aus Zellulosefasern erzeugt,
indem eine Faseraufschlämmung,
d. h. eine wässrige
Dispersion von Zellulosefasern, in der Formpartie einer Papiermaschine auf
ein fortlaufendes Formgewebe aufgegeben wird. Eine grosse Menge
an Wasser läuft
aus der Aufschlämmung
durch dieses Formtuch ab und hinterlässt die Bahn aus Zellulosefasern
auf der Oberfläche
des Formtuchs.
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Die
frisch gebildete Faserbahn aus Zellulosefasern kommt aus der Formpartie
in eine Pressenpartie der Maschine, in der mehrere Paare von Presszylindern
mit dazwischen liegenden Walzenspalten rotieren. Die Bahn aus Zellulosefasern
geht durch die Walzenspalte und wird dabei von einem Pressentuch
unterstützt,
oder die Faserbahn läuft zwischen
zwei solchen Pressentüchern,
wie es oft der Fall ist. Die Bahn aus Zellulosefasern unterliegt
in den Walzenspalten Druckkräften,
durch welche weiteres Wasser aus der Faserbahn ausgepresst wird. Dadurch
beginnen die Zellulosefasern in der Bahn aneinander zu haften, und
die Bahn aus Zellulosefasern geht in eine Papierbahn über. Das
Wasser wird vom Pressentuch bzw. von den Pressentüchern aufgenommen
und tritt im Idealfalle nicht wieder in die Papierbahn zurück.
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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
jedes Zylinders presst. Die beheizten Zylinder vermindern infolge
Verdampfung den Wassergehalt der Papierbahn auf ein gewünschtes
Niveau.
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Es
soll noch erwähnt
werden, dass das Formtuch, das Pressentuch und das Trockentuch auf der
Papierbahn sämtlich
die Form von endlosen Bändern
aufweisen und nach Art von Transportbändern wirken. Ausserdem soll
nicht unerwähnt
bleiben, dass die Papierbahn ein kontinuierliches Verfahren darstellt,
welches mit beträchtlicher
Geschwindigkeit abläuft.
Das heisst, dass der Faserbrei in der Formstation kontinuierlich
auf dem Formtuch abgelagert wird, während eine frisch hergestellte
Papierbahn, nachdem sie aus der Trockenpartie ausgetreten ist, kontinuierlich
aufgerollt wird.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich speziell auf diese Pressentücher, die
in der Pressenpartie Verwendung finden. Pressentücher spielen bei der Papierherstellung
eine wichtige Rolle. Eine ihrer Funktionen, wie oben schon erwähnt wurde,
ist es, das in der Herstellung befindliche Papierprodukt zu unterstützen und
es durch die Walzenspalte zu führen.
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Pressentücher sind
aber auch wichtig, um der Oberfläche
der Papierbahn ein Finish zu geben. Demgemäss sind die Pressentücher 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.
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Üblicherweise
befinden sich in der Pressenpartie eine Anzahl von Walzenspalten,
die zwischen einander benachbarten zylindrischen Presswalzen gebildet
werden. In den letzten Jahren wurde gefunden, dass die Verwendung
langer Pressenspalte vom Schuhtyp vorteilhafter ist als die Verwendung
von Walzenspalten zwischen je zwei benachbarten Presswalzen. Dies
beruht darauf, dass die Bahn in einem langen Pressenspalt länger für den Durchlauf benötigt als
durch den Walzenspalt zwischen Presszylindern. Je länger eine
Papierbahn unter dem hohen Druck im Pressenspalt steht, desto mehr
Wasser kann ausgedrückt
werden, und demgemäss
verbleibt weniger Wasser in der Papierbahn, welches dann mittels
Verdampfung in der Trockenpartie ausgetrieben werden muss.
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Bei
dieser Bauart von Langspaltpressen wird der Walzenspalt zwischen
einem Druckzylinder und einem gekrümmten Pressschuh hergestellt.
Letzterer zeigt eine zylindrische, konkave Oberfläche, deren Krümmungsradius
nahe demjenigen der zylindrischen Presswalze ist. Wenn die Walze
und der Pressschuh einander angenähert werden, bildet sich ein
Walzenspalt, der in Maschinenrichtung 5 bis 10 mal länger ist
als der Walzenspalt zwischen zwei Presszylindern. Da, wie gesagt,
der lange Spalt 5- bis 10 mal länger
ist als der Walzenspalt in üblichen Zweiwalzenpressen,
wird die sogenannte Verweilzeit der Faserbahn im langen Walzenspalt
unter den gleichen Werten der Druckkraft, die im Walzenspalt einer Zweiwalzenpresse
herrscht, entsprechend länger. Als Ergebnis
dieser neuen Langspalt-Technologie erhält man auf Papiermaschinen
eine bedeutende Steigerung der Entwässerung der Faserbahn, verglichen mit
den üblichen
Walzenspalten.
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Eine
Langspaltpresse des Schuhtyps erfordert ein spezielles Tuch, beispielsweise
ein solches, wie es in der
US-Patentschrift
Nr. 5'238'537 beschrieben
ist. Dieses Tuch oder Band ist so ausgebildet, dass es das Pressentuch,
welches die Faserbahn trägt,
fördert
und entwässert
und vor einer beschleunigten Abnützung
schützt,
die bei einem unmittelbaren Gleitkontakt mit dem ortsfesten Druckschuh
entstehen würde.
Ein derartiges Band muss eine glatte, undurchlässige Oberfläche aufweisen,
welche auf einem Schmierfilm aus einem Öl über den ortsfesten Pressschuh
gleitet. Dabei bewegt sich dieses Band mit etwa der gleichen Geschwindigkeit
durch den Pressenspalt wie das Pressentuch, und dieses Pressentuch
wird nur eine ganz geringe Reibung gegen die Oberfläche des
Bandes ausüben.
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Was
vielleicht am wichtigsten ist, ist die Tatsache, dass das Pressentuch
grosse Mengen an Wasser aufnimmt, welches aus der nassen Papierbahn
im Walzenspalt ausgedrückt
wird. Um diese Aufgabe zu erfüllen,
muss das Pressentuch in seinem Inneren eine räumliche Struktur haben, die
im allgemeinen als Leervolumen oder Porenvolumen bezeichnet wird,
damit Wasser aufgenommen werden kann, und das Pressentuch muss während seiner
gesamten Lebensdauer sowohl für
Wasser als auch für
Luft eine ausreichende Durchlässigkeit
besitzen. Schliesslich muss das Pressentuch 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.
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Die
heute verwendeten Pressentücher
werden in sehr verschiedenen Ausführungsformen hergestellt, um
die Anforderungen der Papiermaschinen, auf welchen sie laufen sollen,
zu erfüllen,
und auch in Abhängigkeit
von der Qualität
des herzustellenden Papiers. Allgemein bestehen diese Pressentücher aus
einem gewebten Basisstoff, auf welchem eine Matte aus feinem, nicht
gewebten Fasermaterial aufgenadelt ist. Die Grundgewebe können aus
einem Monofilamentgarn, einem mehrfädigen Monofilamentgarn, einem
Multifilamentgarn oder einem mehrfädigen 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 Polyesterharze, und die Verwendung
dieser Materialien ist dem Fachmann der Herstellung von Tüchern und
Filzen für
die Papiermaschinen bekannt.
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Die
Grundgewebe als solche können
in vielen unterschiedlichen Formen vorliegen. Es kann sich beispielsweise
um endlos gewebte Tücher
oder um Textilien 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 Ränder
des Grundgewebes, welche sich über
die Breite erstrecken, 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 bei seiner Montage in einer 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, wobei sich die Schleifen an den beiden Rändern abwechselnd
ineinander schieben, und schliesslich wird ein Verbindungsstift
oder -stab durch den Durchgang gesteckt, der von den jeweiligen
Saumschleifen, die ineinandergreifen, gebildet wird.
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Die
Grundgewebe können
auch laminiert werden, indem ein Grundgewebe ins Innere der Endlosschleife
gebracht wird, welche von einem anderen Gewebe gebildet wird, und
indem man eine Stapelfasermatte durch diese beiden Grundgewebe hindurch vernadelt,
wodurch die Gewebe miteinander verbunden werden. Eines oder beide
Grundgewebe können solche
sein, die auf der Maschine verbunden werden.
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In
der Pressenpartie der Papiermaschine wird die gebildete Faserbahn
stärker
ausgepresst, indem sie nacheinander durch mehrere Pressenspalten
geleitet wird. Dabei wird die Bahn zusammen mit einer oder mehreren
endlosen Textilien, die man allgemein als Pressentücher bezeichnet,
durch diese Pressenspalte geführt.
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Was
nun die eigentlichen Pressentücher
anbetrifft, so sind bereits mehrere Theorien vorgeschlagen worden,
um zu erläutern,
was in der Papierbahn und im Pressentuch beim Durchlaufen durch
den Pressenspalt vor sich geht. Der im Walzenspalt ausgeübte mechanische
Druck ist für
die Papierbahn und das Pressentuch der gleiche, während der
hydrodynamische Druck in der Faserbahn bedeutend höher ist
als im Pressentuch. Dieser Druckunterschied erzeugt die Triebkraft
für den Übergang
des Wassers aus der Faserbahn in das Pressentuch.
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Die
Papierbahn und das Pressentuch erhalten ihre Mindestdicke irgendwo
in der Nähe
der Mitte des Pressenspaltes wahrscheinlich gleichzeitig. Die Papierbahn
sollte den Höchstwert
ihres Trockengehaltes im gleichen Augenblick erreichen. Danach beginnen
sich die Papierbahn und auch das Pressentuch auszudehnen.
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Während dieser
Expansion wird in der Papierbahn und in der Oberflächenschicht
des Pressentuches ein Unterdruck erzeugt, weil beide zuvor unter einem
Höchstdruck
auf eine Mindestdicke komprimiert worden waren. Als Ergebnis dieses
Unterdruckes fliesst Wasser aus dem Inneren und möglicherweise
aus den Grundschichten des Pressentuches in die Oberflächenschicht
des Tuches zurück
und von da in die Papierbahn, damit der Druckausgleich wieder hergestellt
wird. Diese Expansionsphase schafft im Inneren des Pressenspaltes
die Triebkraft zur erneuten Befeuchtung der Papierbahn.
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Bei
den Konstruktionen der Pressentücher des
Standes der Technik geht man üblicherweise
so vor, dass das Tuch mit einer Oberflächenschicht, welche der Papierbahn
gegenüberliegt,
die beträchtlich dichter
ist als die Rückseite
der Struktur, versehen wird, und es ist beispielsweise nicht unüblich, der Länge nach
orientierte Vliesfasern auf derjenigen Seite des Tuches anzubringen,
die der Papierbahn gegenüberliegt,
um den Strömungswiderstand
zu senken. Hohe Kapillarkräfte
absorbieren während der
Expansionphase im Zusammenwirken mit dem hohen Unterdruck in der
Struktur des Pressentuches Wasser aus einer offenen rückseitigen
Struktur in Richtung der Oberflächenschicht,
wodurch der Unterdruck in der Oberflächenschicht schnell absinkt. Wenn
der Unterdruck in der Bahn beim Austritt aus dem Pressenspalt beträchtlich
ansteigt und der Strömungswiderstand
in der Berührungsfläche des
Pressentuches mit der Papierbahn ab nimmt, wird eine starke Wiederbefeuchtung
und ein niedriger Trockengehalt der Papierbahn beobachtet.
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Im
Stand der Technik finden sich Vorschläge zum Aufbau eines Pressentuches,
welches kegelförmige
oder trichterförmige
Durchgänge
aufweist, siehe beispielsweise die Dokumente
WO 86/05219 und
EP 0'103'376 , aber
keines dieser Tücher
weist kleine Endöffnungen
dieser Durchgänge
auf, die sich öffnen und
schliessen können,
wodurch Wasser nur in einer Richtung durch das Tuch strömen kann,
wenn ein Druck anliegt, so dass das Pressentuch eine Wiederbefeuchtung
verhindern könnte.
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Im
allgemeinen liegen die Grundgewebe normalerweise in Form von Endlosschleifen
vor oder können
auf der Maschine in Endlosform gebracht werden und sie besitzen
eine spezifische Länge,
die über
die genannte Endlosschleife gemessen wird, und eine spezifische
Breite, die quer zur Länge
bestimmt wird. Weil die Konstruktionsmerkmale von Papiermaschinen
stark schwanken, sind die Hersteller von Papiermaschinentüchern dazu
gezwungen, Pressentücher
und andere Maschinentücher
der Papiermaschine mit denjenigen 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 Pressentuch nur auf Bestellung und nach Mass angefertigt
werden kann.
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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.
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Die
US-Patentschrift Nr. 5'360'656 zeigt
ein Pressentuch mit einem Grundgewebe, auf welches eine oder mehrere
Schichten aus einem Stapelfasermaterial aufgenadelt sind. Das Grundgewebe
weist mindestens eine Schicht auf, welche aus einem schraubenförmig aufgewickelten
Streifen eines Gewebes besteht, dessen Breite kleiner ist als die
Breite des Grundgewebes. Das Grundgewebe ist in Längsrichtung,
d. h. in Maschinenrichtung, endlos. In Längsrichtung verlaufende Bänder des
schraubenförmig
aufgewickelten Streifens bilden mit der Längsrichtung des Pressentuchs
einen Winkel. Die Streifen des Gewebes können auf einem Webstuhl, der schmaler
ist als die Webstühle,
die normalerweise zur Herstellung von Papiermaschinentüchern eingesetzt
werden, flach gewebt werden.
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Das
Grundgewebe besteht aus vielen schraubenförmig aufgewickelten und miteinander verbundenen
Windungen aus einem relativ schmalen Gewebestreifen. Der Gewebestreifen
ist wie üblich aus
längs verlaufenden
Garnen (Kettgarnen) und quer verlaufenden Garnen (Schussgarnen)
gewebt. Aneinander anstossende Windungen des schraubenförmig aufgewickelten
Gewebestreifens müssen eng
aneinander liegen, und die derart entstandene schraubenförmige Verbindungslinie
kann durch Vernähen,
Verstechen, Verschmelzen, Verschweissen (beispielsweise mittels
Ultraschall) oder Verkleben geschlossen werden. Alternativ können aneinander liegende,
in Längsrichtung
verlaufende Randbereiche benachbarter Schraubenwindungen überlappt werden,
wobei jedoch die Randbereiche eine verminderte Dicke haben müssen, so
dass die Gesamtdicke im Bereich des Übereinanderliegens nicht erhöht wird.
Andererseits kann der Abstand zwischen Kettgarnen in diesem Bereich
auch vergrössert
werden, so dass beim Übereinanderlaufen
anliegender Schraubenwindungen im Verbindungsbereich wieder der
gegenüber
dem Rest des Streifens unveränderte Abstand
zwischen Kettgarnen hergestellt wird.
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Das
Dokument
EP 1'293'602 A1 bildet
einen Stand der Technik im Sinne von Artikel 54(3) EPU. Dieses Dokument
zeigt ein Pressentuch, welches die Merkmale gemäss vorliegendem Patentanspruch
5 aufweist. Ausserdem offenbart dieses Dokument (siehe Absatz 48)
die Anwesenheit von Stapelfasern in den Einschlüssen, so dass der Durchgang
dieser Elemente niemals geschlossen ist. Dieses Merkmal wird im
Kennzeichen der vorliegenden Patentansprüche 1 und 5 durch einen Disclaimer
(Ausschlussmerkmal) ausgeschlossen.
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Die
Dokumente
US-A-5'232'768 und
EP-A-1'041'195 beschreiben
ebenfalls Maschinentücher,
die das Papier vor einer Wiederbefeuchtung schützen, und im Dokument
US-A-5'232'768 (siehe
2)
ist eine erste und eine zweite Schicht beschrieben, wobei die zweite
Schicht zylindrische Durchgänge
aufweist. Gemäss
Dokument
EP-A-1'041'195 sind
eine erste und eine zweite Schicht vorhanden, welche unterschiedliche
Dichten aufweisen, jedoch keinerlei Löcher oder Einschlüsse enthalten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Pressentuch für Papier- und Kartonmaschinen,
welches gegen Wiederbefeuchtung schützt. Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, während
der vorstehend erläuterten
Expansionsphase einen Unterdruck zu erzeugen und aufrecht zu erhalten,
indem der Wasserströmung
in Richtung derjenigen Seite des Pressentuches entgegengewirkt wird,
welche an der Papierbahn anliegt, wodurch diese gegen Wiederbefeuchtung
geschützt
wird. Um diese Aufgabe zu erfüllen,
ist das gegen Wiederbefeuchtung schützende Pressentuch der Anmelderin
mit einer Schicht versehen, in der sich konisch geformte Durchgänge befinden,
die mit kleinen endständigen Öffnungen
versehen sind. Durch diese Öffnungen
wird Wasser gepresst, wenn sich das Pressentuch im Kompressionsbereich
des Pressenspaltes befindet, und die sich schliessen, um eine Rückströmung des
Wassers zu verhindern und eine Saugwirkung in den kegelförmigen Durchgängen zu
erzeugen, wenn der Druck aufgehoben wird.
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Insbesondere
weist das Pressentuch der vorliegenden Erfindung ein kontinuierliches
Material auf, in welchem sich beispielsweise kreisförmige, tetraederförmige und/oder
konische Einschlüsse
befinden, die an der Unterseite der Struktur eine kleinere Öffnung und
an der Oberseite eine grössere Öffnung aufweisen.
Jeder dieser "Trichter" bildet ein Einwegventil
und erzeugt einen Unterdruck, um durch die Papierbahn eine Wiederabsorption
von Wasser zu verhindern. Unter dem Druck im Kompressionsbereich
des Pressenspaltes ermöglicht
es diese Struktur, dass Wasser in die konischen Einschlüsse einfliesst
und durch die kleineren Öffnungen
an der Unterseite ausfliesst. Wenn der Druck im Expansionsbereich
des Walzenspaltes aufgehoben wird, begrenzt die kleinere Öffnung an
der Unterseite der Struktur einen Rückfluss des Wassers und erzeugt auf
der anderen Seite ein Vakuum. Dieser Unterdruck erhöht den Wasserrückhalt im
Pressentuch und verhindert eine Wiederabsorption des Wassers durch die
Papierbahn.
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Die
Struktur kann im Inneren eines vernadelten Pressentuchs eingeschlossen
werden, kann aber auch als Substrat eines separaten Tuches dienen, das
durch die Pressenpartie geleitet wird, oder aber als unteres Laminat
eines Pressentuches vorhanden sein, das mit einer feinen Oberflächenschicht
aus einem vernadelten Vlies versehen ist, mit einer feinen gewebten
Grundschicht oder einer nicht gewebten Struktur.
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Das
Pressentuch kann in seiner einfachsten Form aus einer ersten Schicht,
nämlich
der Oberflächenschicht,
und einer zweiten Schicht, der Sperrschicht, bestehen, welche unterhalb
der Oberflächenschicht
angeordnet ist. Die Oberflächenschicht ist
im Pressentuch so angeordnet, dass sie am Papier anliegt und die
Papierbahn, die zu entwässern ist,
transportiert.
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Die
Sperrschicht besitzt gegenüber
der Oberflächenschicht
einen hohen Strömungswiderstand
in Richtung der Dicke. Der Strömungswiderstand
ist derart beschaffen, dass das Wasser und die Luft, welche bei
der Kompression der Papierbahn durch die Einwirkung des Pressendrucks
im Walzenspalt der Presse durch die Sperrschicht hindurchgedrückt wurden,
im wesentlichen an einem Rückfluss durch
die Sperrschicht gehindert werden.
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Bei
der Kompression des Pressentuches in einer in Betrieb befindlichen
Pressenpartie ist der relativ hohe Druck in der Lage, Wasser und
Luft aus der Papierbahn und der Oberflächenstruktur des Pressentuches
durch die zweite Schicht hindurch zu drücken. Wenn dabei eine sogenannte
ventilierte Presse verwendet wurde, bildet die zweite Schicht vorzugsweise
die Unterschicht des Pressentuches, welche an der unteren Presswalze
oder am ventilierten Filz einer Schuhpresse anliegt.
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Gemäss der einen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung besteht die Sperrschicht aus einer Polymerfolie
bzw. einem Polymerblatt mit zahlreichen konischen Einschlüssen. Diese "Trichter" in der Polymerfolie
besitzen eine enge Öffnung
an der Unterseite und sind derart ausgerichtet, dass Wasser unter
dem hohen Druck in der Kompressionsphase durchgelassen wird, ein
Rückfluss
in umgekehrter Richtung unter dem Unterdruck in der Expansionsphase
jedoch blockiert wird.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung wird anschliessend beschrieben, bei der die Sperrschicht
als getrenntes Textilgebilde vorliegt, welches durch die Pressenpartie
geleitet wird. Bei dieser Ausführungsform
kann das "individuelle
Gewebe" gerade noch
auf die "Bahn mit
konischen Einschlüssen" selbst beschränkt sein.
Dies bedeutet, dass diese Bahn als solche ein erfindungsgemässes Band
mit einem Wiederbefeuchtungsschutz darstellt.
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Die
vorliegende Erfindung soll nun in näheren Einzelheiten vorgestellt
werden, wobei öfters
auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Pressentuchs;
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2 stellt
eine schematische Querschnittsansicht des Pressentuches der vorliegenden
Erfindung mit Wiederbefeuchtungsschutz dar, welches sich in der
Pressenpartie einer Papiermaschine befindet;
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform eines Pressentuches
der vorliegenden Erfindung; und
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4 gibt
eine schematische Ansicht des mit Wiederbefeuchtungsschutz versehenen
erfindungsgemässen
Bandes in der Pressenpartie einer Papiermaschine im Querschnitt
wieder.
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EINZELBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 1 ist
allgemein ein Pressentuch 10 gezeigt, das eine innere Oberfläche 14 und
eine äussere
Oberfläche 12 aufweist.
Das dargestellte Pressentuch 10 ist vom Typ, der auf der
Maschine zusammengesetzt wird, und es ist eine Nahtstelle 16 sichtbar,
wobei der Verbindungsmechanismus zweckentsprechend ausgeführt ist,
was dem Fachmann der Papierherstellung bekannt ist. Selbstverständlich kann
das Pressentuch auch dem Typus angehören, der endlos gewebt ist
oder aus spiralig aufgewickelten Streifen besteht.
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2 zeigt
den Walzenspalt 20 zwischen einer oberen Presswalze 22 und
einer unteren Presswalze 23. Die untere Presswalze 23 weist
vorzugsweise Höhlungen
in Form von Sauglöchern
mit Unterdruck, als in Längsrichtung
verlaufende Nuten oder als Sacklöcher
auf. Eine Papierbahn 24 und das Pressentuch 10 laufen
durch den Pressenspalt 20.
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In
seiner allgemeinsten Form, die in 2 dargestellt
ist, besitzt das Pressentuch 10 eine erste Schicht, nämlich die
Oberflächenschicht 26,
die auf einer zweiten Schicht, der Sperrschicht 27, angebracht
ist, und schliesslich ist noch eine untere Trägerschicht 28 vorhanden,
welche aus einem endlos gewebten Textilmaterial als Grundschicht
bestehen kann. Die Oberflächenschicht 26 besteht
beispielsweise aus einem genadelten synthetischen Faservlies, welches
zwecks struktureller Festigkeit auf geeignete Weise verstärkt ist,
aus einem Feingewebe oder einer nicht gewebten Struktur. Diese Schicht
befindet sich unmittelbar in Berührung
mit der Papierbahn 24. Die Sperrschicht 27 liegt
unterhalb der Oberflächenschicht 26 und
besteht beispielsweise aus einer Polyurethanfolie mit zahlreichen
konischen Einschlüssen
oder Durchgängen 30,
deren untere Öffnungen 34 kleiner
als deren obere Öffnungen sind.
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Die
einzelnen Schichten, aus welchen das gesamte Pressentuch aufgebaut
ist, können
durch Vernadeln miteinander laminiert werden.
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Die
Auswirkungen des Pressenspaltes 20 können in zwei Phasen aufgeteilt
werden. Während der
ersten Phase werden sowohl die Papierbahn 24 als auch das
Pressentuch 10 miteinander aufgrund des Druckes zusammengepresst,
der zwischen den Presswalzen 22 und 23 erzeugt
wird. Während
dieser Kompressionsphase werden die Papierbahn 24 und die
Oberflächenschicht 26 auf
eine Mindestdicke zusammengedrückt,
bei der auch das Leerraumvolumen klein wird, und der Inhalt dieses
Volumens, der aus Wasser und Luft besteht, wird durch die Unterseite
des Pressentuchs gegen die Presswalze 23 ausgedrückt.
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Die
Sperrschicht 27 wird in der Kompressionsphase ebenfalls
stark komprimiert. Dabei werden Wasser und Luft zum Teil aus der
Papierbahn 24 und der Oberflächenschicht 26 ausgedrückt und
gelangen zum Teil ebenfalls durch die Sperrschicht 27 nach
unten in die Höhlungen
der unteren Presswalze 23. Dabei kann das Wasser durch
die Sperrschicht 27 hindurchtreten, weil es unter dem hohen
Druck steht, der im Pressenspalt 20 zwischen den Presswalzen 22 und 23 herrscht.
Unter diesem Druck fliesst das Wasser durch die grösseren oberen Öffnungen 32 der
konischen Passagen 30 in der Sperrschicht 27 und
verlässt
diese durch die kleineren Öffnungen 34 unten
an dieser Sperrschicht. Die Passagen 30 können mit
bestimmten Abständen
voneinander sowohl in Maschinenrichtung als auch in Querrichtung über die
ganze Länge
und Breite des Tuches angeordnet sein.
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Wenn
die Papierbahn 24 und das Pressentuch 10 maximal
zusammengedrückt
sind, was in der Nähe
der Mitte des Pressenspaltes 20 eintritt, wird angenommen,
dass die Papierbahn 24 ihren höchsten Trockengehalt erreicht
hat.
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Sodann
beginnt die zweite Phase, nämlich die
Expansionphase. Bei der Expansion begrenzt die kleinere Öffnung 34 an
der Unterseite jedes Durchganges 30 die Rückströmung von
Wasser und erzeugt auf der anderen Seite der Sperrschicht 27 einen
Unterdruck. Dieser Unterdruck erhöht den Rückhalt des Wassers im Pressentuch 10 und
verhindert eine erneute Absorption von Wasser durch die Papierbahn.
Demgemäss
wird die Papierbahn 24 nicht merklich wiederbefeuchtet,
und man erhält
eine Papierbahn, die einen höheren
Trockenstoffgehalt aufweist, als es bisher auf anderem Wege möglich war.
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Die
Oberflächenschicht 26 dient
dazu, die Öffnungen
in der Sperrschicht 27 gegenüber der Papierbahn zu maskieren
und hilft beim Transport der Papierbahn 24 durch die Pressenpartie,
ohne dass das Papier auf nachteilige Weise markiert wird.
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Die
beschriebene Ausführungsform
der Erfindung ist lediglich als Beispiel zu betrachten, und zahlreiche
Abänderungen
sind möglich.
Beispielsweise kann die Sperrschicht 27 ins Innere eines
genadelten Pressentuchs verlegt werden oder als unteres Laminat
eines Pressentuchs vorliegen, bei dem eine feine Oberflächenschicht
aus einem Nadelvlies, ein Feingewebe oder eine nicht gewebte Struktur
vorhanden ist. Zusätzlich
kann die Sperrschicht als eigenes Substrat als getrennte Textilschicht
vorliegen, welche durch die Pressenpartie geleitet wird.
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Es
soll nun die Abänderung
beschrieben werden, bei der die Sperrschicht von einem getrennten
Textilmaterial gebildet wird.
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Bei
dieser Ausführungsform
kann das "getrennte
Textilmaterial" gerade
nur als "Band mit
konischen Einschlüssen" vorliegen. Dies
bedeutet, dass die Bahn selbst als erfindungsgemässes Substrat 27 dient,
welches gegen Wiederbefeuchtung schützt, wie in 4 dargestellt
ist.
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Aus 4 geht
weiter hervor, dass eine Papierbahn 24, ein Pressentuch 10 und
das erfindungsgemässe
Band 27 durch den Walzenspalt 20 geleitet werden.
Ausserdem zeigt 4, dass sich das erfindungsgemässe Band 27 unter
dem Pressentuch 10 befindet. Das heisst, dass das erfindungsgemässe Band 27 kein
Teil des Pressentuches 10 darstellt, und dies geht deutlich
aus 4 hervor. Schliesslich kann das erfindungsgemässe Band 27 zwecks
Stabilität
zusätzlich
eine Trägerschicht
(nicht dargestellt) besitzen.
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Es
ist klar, dass das erfindungsgemässe Band 27,
welches in 4 dargestellt ist, eine Wiederbefeuchtung
auf eine Weise behindert, wie sie oben unter Bezugnahme auf 3 für eine Sperrschicht 27 beschrieben
wurde. Der Mechanismus gegen Wiederbefeuchtung ist oben in allen
Einzelheiten beschrieben worden, und daher wird eine erneute Besprechung
dieses Mechanismus hier ausgelassen.
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Während die
Durchgänge 30,
die in 2 gezeigt sind, konische Form aufweisen, können sie auch
in beliebigen anderen Formen vorliegen, beispielsweise können sie
kreisförmig,
gestreckt, quadratisch, rechteckig oder tetraedrisch sein, solange die
oben liegende Öffnung
grösser
ist als die untere Öffnung.
Wie beispielsweise in 3 gezeigt ist, sind die oberen Öffnungen 32' der Durchgänge 30' viereckig,
rechteckig oder tetraedrisch, während
sich die Passagen nach unten gegen die unteren Öffnungen 34' verjüngen, welche
die gleiche oder aber auch andere Formen aufweisen können, solange
die Öffnungen
kleiner sind.
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Aus
dieser Beschreibung geht hervor, dass die vorliegende Erfindung
ihre Aufgaben erfüllt
und die angestrebten Vorteile erbringt, und obschon bevorzugte Ausführungsformen
geoffenbart und in Einzelheiten beschrieben wurden, wird der Geltungsbereich
der Erfindung dadurch nicht eingeschränkt; dieser Geltungsbereich
wird durch die beigefügten
Patentansprüche
definiert.