DE69302136T2

DE69302136T2 - Überführungsband

Info

Publication number: DE69302136T2
Application number: DE69302136T
Authority: DE
Inventors: Nils Ola Eklund; Lars Erik Christian Fagerholm; Lynne Rita Muscato
Original assignee: Albany International Corp
Current assignee: Albany International Corp
Priority date: 1992-06-11
Filing date: 1993-02-22
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2013-02-23
Also published as: NZ244196A; KR940000347A; EP0576115B1; FI923803A0; ZA926593B; DE69302136D1; MX9205185A; JP3264461B2; NO304799B1; NO924313L; KR100309204B1; AU2201492A; FI923803L; CA2087212C; US5298124A; ATE136607T1; CA2087212A1; AU656402B2; EP0576115A1; JPH0657678A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gurt, der geeignet ist für die Verwendung auf einer Papierherstellungs- oder Plattenherstellungsmaschine oder dergleichen für das Transferieren einer Bahn zwischen Partien oder zwischen Elementen einer Partie der Maschine, wie beispielsweise den einzelnen Pressen in der Pressenpartie einer Papiermaschine.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich insbesondere mit der Schaffung eines Überführungsgurtes, der in der Lage ist, eine Papierbahn durch eine Partie einer Papiermaschine so zu transportieren, daß offene Züge (in welchen die Papierbahn keine Abstützung von einem Träger erfährt und die Gefahr des Bruchs besteht) von der Maschine eliminiert werden und die Bahn leicht für ein anderes Tuch oder einen anderen Gurt an irgendeinem gewünschten Punkt freigegeben wird.
Der Stand der Technik ist übervoll mit Vorschlägen für das Eliminieren der sogenannten offenen Züge von Papiermaschinen. Definitionsgemäß ist ein offener Zug einer, in welchem eine Papierbahn ohne Abstützung durch eine Komponente einer Papiermaschine zu einer anderen über eine Distanz durchläuft, die größer ist als die Länge der Cellulosefasern in der Bahn. Alle solchen Vorschläge für das Eliminieren offener Züge haben als Ziel die Vermeidung der Hauptursache für unbeabsichtigte Maschinenstillsetzung, nämlich den Bruch der Bahn an einem solchen Punkt, wo sie zeitweilig unabgestützt durch einen Filz oder einen anderen Bahnträger ist. Wenn Störungen in dem normalerweise stabilen Fluß des Papierstoffs auftreten, ist die Wahrscheinlichkeit eines solchen Bruchs ganz erheblich, wo die unabgestützte Bahn von einem Punkt zu einem anderen innerhalb der Pressenpartie überführt wird oder von der abschließenden Presse in der Pressenpartie zu der Trocknerpartie. An solchen Punkten besteht die Bahn gewöhnlich zumindest 50% aus Wasser und als eine Konsequenz ist es schwach und leicht zerreißbar. Gegenwärtig bringt ein offener Zug deshalb eine Beschränkung bezüglich der Maximalgeschwindigkeit mit sich, mit der eine Papiermaschine betrieben werden kann.
Die Vorschläge aus dem Stand der Technik für das Eliminieren offener Züge umfassen irgendeine Form eines Überführungsgurtes zum Tragen und Abstützen der Papierbahn zwischen Komponenten der Papiermaschine. Dabei kann der Überführungsgurt einige der nachfolgenden separaten Funktionen auszuführen haben:
a) Abnehmen der Papierbahn von einer Preßwalze oder einem Pressentuch (Filz);
b) Tragen der Papierbahn in einen Preßspalt;
c) Zusammenwirken mit einem Pressentuch im Preßspalt zum Entwässern der Papierbahn;
d) Tragen der Papierbahn aus dem Preßspalt heraus;
e) Wiederholung der Funktionen b) bis d) je nach Bedarf, wo der Überführungsgurt die Papierbahn durch mehr als eine Presse trägt; und
f) Überführung der Papierbahn zu einem anderen Tuch oder Gurt, wie beispielsweise einem Trocknertuch.
Wie unten erörtert, gibt es spezifische Probleme in Verbindung mit jeder dieser Überführungsgurtfunktionen.
Überführungsgurte sind in einer Anzahl von erteilten U.S.- Patenten gezeigt. Beispielsweise zeigt US-A-4,483,745 Pressenanordnungen, bei denen es sich entweder um die typische gepaarte Walzenpresse oder eine Langspaltpresse handeln kann. In der dargestellten Pressenanordnung ist die Papierbahn zwischen einem Pressentuch und einem in sich geschlossenen endlosen und impermeablen Gurt eingebettet, der relativ glatt und hart ist, so daß die Papierbahn dem Gurt folgen kann beim Verlassen des Preßspalts, ohne erneut durch ein Pressentuch oder einen anderen permeablen Gurt befeuchtet zu werden. Diese Anordnung nutzt die Papierherstellern bekannte Tatsache aus, daß die Papierbahn der Oberfläche folgen wird, an der sie am festesten haftet mittels eines dünnen, kontinuierlichen Wasserfilms, und aus diesem Grunde wird sie einer glatten, undurchdringlichen Oberfläche eher folgen als einer gröberen Oberfläche, wenn die beiden in einer Papiermaschine voneinander gelöst werden.
Wenig Einzelheiten werden jedoch bezüglich des Gurtes selbst vorgesehen über seine Beschreibung als mit einer glatten oberen Oberfläche versehen hinaus mit einer Glätte und einer Härte oder Dichte, die generell ähnlich ist einer blanken Preßwalzenbeschichtung. Von der Gurtoberfläche wird gesagt, daß sie vorzugsweise eine Härte im Bereich von zwischen 10 und 200 P&J (Pusey & Jones Härteskala) aufweist. Keine Aufmerksamkeit wird der Schwierigkeit geschenkt, die gegenwärtig angetroffen würde bei dem Versuch, eine nasse Papierbahn von der Oberfläche eines solchen Gurtes in einer Papiermaschine abzulösen.
US-A-4,976,821 zeigt eine andere Pressenkonfiguration ohne offene Züge. In den Pressenpartien, die dort beschrieben und dargestellt sind, gibt es zwei aufeinanderfolgende Preßspalte für das Entwässern einer Papierbahn, die in einem geschlossenen Zug zwischen den Preßspalten läuft. Die Papierbahn wird auch von dem letzten Preßspalt der Pressenpartie zu der Trocknungspartie in einem geschlossenen Zug transferiert mittels eines im wesentlichen kein Wasser aufnehmenden Transfertuchs. Die Papierbahn wird direkt von der Oberfläche des im wesentlichen kein Wasser aufnehmenden Transfertuchs abgenommen und auf ein Trocknertuch überführt mittels einer Saugwalze.
Im Gegensatz zu dem in dem '745-Patent gezeigten Gurt ist das im wesentlichen kein Wasser aufnehmende Transfertuch, das in dem '821- Patent gezeigt wird, generell relativ undurchdringlich und kann beispielsweise ein Tuch sein, hergestellt durch Imprägnieren eines Pressentuches mit einem entsprechenden Kunststoffmaterial. Das heißt, es ist relativ undurchdringlich im Vergleich mit einem nichtimprägnierten Pressentuch. Als solches lehrt jedoch das '821-Patent, daß das Tuch immer noch in einigem Ausmaß in der Entwässerung der Papierbahn im Preßspalt mitwirkt, so daß das erzeugte Papier symmetrischer in der Dichte und Oberflächenglätte sein wird als jenes, das erzeugt wird, wenn der Transfergurt glatt und impermeabel ist. Während gesagt wird, es sei leichter, die Papierbahn von der Oberfläche eines solchen Transfertuches abzunehmen, wird keine Aufmerksamkeit den Problemen geschenkt, die tatsächlich mit der Verwendung eines Transfertuches dieser Art auf einer Papiermaschine verbunden sind. Im tatsächlichen Gebrauch wird ein solcher Bahntransfergurt, konstruiert zur Funktion mit einer niedrigen, konstanten Porosität, schließlich versagen. Feine Partikel von dem Papierstoff, wie Cellulosefeinteile, Füllstoffe, Harze und "Stippel", werden die Poren in solch einem Gurt schnell füllen. Hochdruckwasserstrahlberegnung, das Standardverfahren zum Rein- und Offenhalten von Tüchern und Filzen auf einer Papiermaschine, ist nicht wirksam bei einer feinporösen Struktur wie jene, die in diesem '821-Patent beschrieben ist.
Im allgemeinen und bezüglich der oben identifizierten verschiedenen Funktionen eines Überführungsgurtes, wo der Überführungsgurt die Papierbahn von einer Preßwalze abnimmt, eine Prozedur, die in der Praxis selten angewandt wird, muß er die starke Adhäsion der Papierbahn überwinden, die diese normalerweise für die Walze haben wird, die sehr glatt sein kann. Auf der Einlaufseite eines Preßspaltes wird das Papier gequetscht, bis es vollständig gesättigt ist, an welchem Punkt Wasser beginnt, aus der Bahn in den Wasseraufnehmer zu wandern, nämlich das Pressentuch. Als Konsequenz wird es immer einen Wasserfilm, möglicherweise teilweise unterbrochen, an der Grenzfläche zwischen der Walzenoberfläche und der Papierbahn geben. Dieser Film muß aufgebrochen werden, bevor die Papierbahn zuverlässig von der Walze auf den Überführungsgurt überführt werden kann.
Wo der Überführungsgurt die Papierbahn in einen Preßspalt trägt, wird ein Gurt mit einer nichtluftdurchlässigen Papierseitenoberfläche generell bevorzugt gegenüber einem, der permeabel ist. Ein Überführungsgurt, der in einigem Ausmaß permeabel sein kann, wird beschrieben in dem oben erörterten '821-Patent. Andere sind beschrieben in US- A-4,500,588 und US-A-4,529,643, die unten diskutiert werden. Der Nachteil in Verbindung mit der Verwendung von permeablen oder halbpermeablen Überführungsgurten ist das Risiko des Abblasens der Papierbahn am Einlauf des Preßspalts als Ergebnis von Luft, die aus dem porösen Gurt, der komprimiert wird, ausgetrieben wird oder selbst durch den Überführungsgurt von seiner Rückseite mittels einer Preßwalze.
Im Preßspalt muß der Überführungsgurt mit einem Pressentuch zusammenwirken zum Entwässern und Verdichten der Papierbahn. Als Konsequenz sind die Oberflächentopographie und die Kompressionseigenschaften des Überführungsgurtes kritisch für die Erzeugung einer Papierbahn mit einer glatten, markierungsfreien Oberfläche. Da, wie Fachleuten wohlbekannt, selbst ein hochqualitatives gutgebrochenes Pressentuch eine sehr ungleichförmige Druckverteilung im Spalt bewirken kann, wird ein Überführungsgurt mit einer glatteren und härteren Papierseitenoberfläche als das Pressentuch eine mehr gleichförmige Druckverteilung auf die zu entwässernde Papierbahn ausüben und der Bahn eine glattere Oberfläche verleihen.
Darüber hinaus kann ein Überführungsgurt mit geeigneten Kompressionseigenschaften tatsächlich den Preßspalt verlängern zum Verlängern der Zeit, während der die Papierbahn dem Druck ausgesetzt ist und um dem Wasser mehr Zeit zu geben, die Papierbahn unter einer gegebenen Pressenlast zu verlassen. Zusätzlich wird ein Überführungsgurt mit einer Papierseite, die für Wasser und Luft impermeabel ist, zur Trockenheit der Papierbahn beitragen durch Eliminieren der Möglichkeit der Wiederbefeuchtung hinter dem Preßspalt, wie sie auftreten kann, wenn ein konventionelles Pressentuch die Papierbahn aus dem Spalt herausträgt.
Natürlich muß ein Überführungsgurt mit dem Verständnis konstruiert werden, daß er in dem Spalt mit einem Pressentuch als Funktionspaar zusammenwirken wird, um einen hohen Entwässerungswirkungsgrad und hohe Papierqualität zu erzeugen.
Indem erneut auf die verschiedenen oben identifizierten Überführungsgurtfunktionen eingegangen wird, sollte der Überführungsgurt die Papierbahn aus dem Preßspalt heraustragen. Das heißt genauer gesagt, die Papierbahn sollte an der Oberfläche des Überführungsgurtes beim Verlassen des Spaltes anhaften, anstatt dem Pressentuch aus dem Spalt heraus zu folgen und dann auf den Überführungsgurt hinter dem Spalt überzugehen. Das letztere erlaubt nicht nur eine Wiederbefeuchtung, während die Papierbahn in Kontakt mit dem Pressentuch bleibt, sondern das Übergehen der Papierbahn zu dem Überführungsgurt nach Verlassen des Preßspalts würde auch einen offenen Zug darstellen, das eigentliche Problem, welches der Überführungsgurt eliminieren soll. Eine solche Situation kann zu Blähungen oder anderen Deformationen der Papierbahn führen. Eine gute Anhaftung der Bahn an dem Überführungsgurt auf der Auslaßseite des Spalts ist sogar noch wichtiger in Pressenkonfigurationen, wo der Gurt in der oberen Position läuft und die Bahn an die Unterseite des Gurtes zu transferieren ist. Wie zuvor, sollte die papierseitige Oberfläche des Überführungsgurtes weder wasserabsorbierend noch wasserpermeabel sein, so daß eine Wiederbefeuchtung der Papierbahn durch den Überführungsgurt vermieden werden kann.
Wo der Überführungsgurt die Papierbahn durch mehr als eine Presse fördert, wird die Stabilität des Überführungsgurtes ein wichtiger Faktor. Die Geschwindigkeit aufeinanderfolgender Pressen in einer Pressenpartie kann niemals absolut synchronisiert werden und wird normalerweise etwas in Stromabwärtsrichtung in der Partie zunehmen. Unter solchen Bedingungen muß der Überführungsgurt in der Lage sein, die Papierbahn ohne Aufblasen, Blähungen oder Herunterfallen zu tragen. Zusätzlich muß der Überführungsgurt selbst von einer dauerhaften Konstruktion sein, in der Lage, den rückseitigen Verschleiß und hohe Scherkräfte auszuhalten, die seinen Gebrauch durch mehr als eine Presse begleiten, ohne rapide Verschlechterung.
Die schließliche und kritischste Funktion des Überführungsgurtes besteht darin, eine korrekte Überführung der Papierbahn zu der nächsten Partie der Papiermaschine zu bewirken. In vielen Anwendungsfällen wird dies ein Transfer zu dem ersten Tuch in der Trocknerpartie sein. Es ist bevorzugt, daß dieses erste Tuch von einer Konstruktion sein sollte, geeignet sowohl für die Papiertrocknung als auch für den geschlossenen Transfer der Papierbahn.
Ein typisches Trocknertuch in der ersten Trocknerposition kann ein gewebtes, nur Polyestermonofilamenttuch sein. Tuche, die in der ersten Trocknerposition verwendet werden, haben normalerweise eine geringe Luftdurchlässigkeit und eine glatte, feine Papierseite. Demgemäß kann die Oberfläche, auf die der Überführungsgurt die Papierbahn zu überführen hat, anfänglich aus glatten, hydrophoben Monofilamentbuckeln bestehen.
Die Überführung von dem Überführungsgurt zu dem ersten Trocknertuch sollte mit sowenig Kontaktdruck wie möglich ausgeführt werden, um die Markierung der Papierbahn durch die Buckel zu vermeiden. Da das Trocknertuch luftdurchlässig ist, kann Vakuum eingesetzt werden, um die Überführung der Papierbahn von dem Überführungsgurt zu unterstützen. Um das Markieren der Papierbahn durch die Buckel des ersten Trocknertuchs zu vermeiden, muß das Vakuumniveau, das an dem Überführungspunkt eingesetzt wird, so niedrig wie möglich sein. Es folgt daraus, daß der Überführungsgurt leicht die Papierbahn an dem Übergabepunkt loslassen kann, so daß der erforderliche Vakuumpegel auf einem Minimalniveau gehalten werden kann.
Wie oben erwähnt, sind Überführungsgurte verschiedener Arten im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise wird in US-A-5,002,638 eine nasse Papierbahn auf einem Pressentuch abgestützt und durch den Spalt zwischen zusammenwirkenden Preßwalzen geführt, um aus der Bahn Wasser zu extrahieren. Das Pressentuch, das die Papierbahn trägt, bewegt sich dann durch eine gewisse Distanz und wird um eine erhitzte Trocknerrolle in der Trocknerpartie geführt, mit dem Filz eingefügt zwischen der erhitzten Walze und der Papierbahn. Das Pressentuch wird demgemäß aufgeheizt und isoliert die Papierbahn von der Hochtemperaturwalze. Die Papierbahn wird dann von dem Pressentuch getrennt und läuft um die verbleibenden Trocknerwalzen in der Trocknerpartie, während das erhitzte Pressentuch zu dem Spalt in Position zur Abstützung der nassen Papierbahn rückgeführt wird.
Der Nachteil, der aus einem solchen Ansatz folgt, ist eine erhebliche Wiederbefeuchtung der Papierbahn in dem Zwischenraum zwischen dem Preßspalt und der erhitzten Trocknerwalze, weil der Überführungsgurt wörtlich ein Pressentuch ist. Darüber hinaus ist ein solcher Überführungsgurt nicht hart genug, um die glatte Walzenoberfläche in späten Pressen bei einer Zeitungspapiermaschine zu ersetzen. Kurz gesagt, ist die einzige vernünftige Anwendung für einen Überführungsgurt der in US-A-5,002,638 gezeigten Art in langsamen Maschinen, die schwere Papiere erzeugen.
Die Verwendung von modifizierten Pressentüchern als Überführungsgurte ist in verschiedenen U.S.-Patenten gezeigt. Beispielsweise zeigt US-A-4,500,588 einen Förderfilz für die Förderung einer Papierbahn durch eine Pressenpartie einer Papiermaschine. Der Vorderfilz ist mit Ausnahme des Oberflächenabschnitts der der Bahn zugekehrten Faservlieslage mit einem Füllmaterial gefüllt, so daß der Filz vollständig luftundurchlässig ist und eine chamois-ähnliche Oberfläche aufweist. Eine solche Oberfläche ist wegen ihres faserartigen Charakters empfindlich gegenüber Verschmutzung durch anhaftende Materialien und die chamois- ähnliche Struktur ist empfindlich gegenüber Verschleiß und schwierig zu warten.
In US-A-4,529,643 ist ein Pressenfilz für die Förderung einer Papierbahn durch eine Pressenpartie einer Papiermaschine gezeigt. Er umfaßt ein Stütztuch, gebildet aus einer Garnstruktur, und eine Faservlieslage, gebildet aus Fasern und aufgenadelt an mindestens eine Seite des Stütztuchs. Das Stütztuch und die Faservlieslage werden gefüllt mit einem Füllmaterial, vorzugsweise von der Oberfläche, die dem Papier zugekehrt ist, mit einer Gummi- oder Harzemulsion, so daß der Pressenfilz geringfügig luftdurchlässig bleibt.
Gurte der Art, die in diesen beiden Patenten gezeigt ist, wiesen Bahnabfall beim Austritt aus dem Preßspalt auf. Die Ursache dieses Bahnabwurfs steht in Beziehung mit der Unfähigkeit der porösen Oberfläche eines solchen Gurtes, einen dünnen, kontinuierlichen Wasserfilm zwischen seiner Oberfläche und einer Papierbahn in dem Preßspalt zu ermöglichen und einen solchen Wasserfilm lange genug zu halten, um sicherzustellen, daß die Papierbahn dem Gurt folgt anstatt dem Pressentuch bei Austritt aus dem Preßspalt. Zusätzlich ist es schwierig, die Porosität dieser Art von Gurt bei einem konstanten Wert zu halten, da Material von dem Papierstoff allmählich die Poren füllt. Hochdruckspritzen haben sich als nichtwirksam bezüglich der mikroporösen Struktur der Oberfläche solcher Gurte erwiesen und können sogar die Gurtoberfläche zerstören.
Schließlich wurden nichtkompressible, beschichtete Gurte wie jene, die in Langspaltpressengurten (LNP) verwendet wurden, ebenfalls für die Verwendung als Überführungsgurte getestet. Ein Gurt dieser Art ist in CA-A-1,188,556 gezeigt und umfaßt ein Basistuch, das mit einem thermoplastischen oder thermohärtenden Polymermaterial imprägniert ist. Der Gurt ist von gleichförmiger Dicke und hat mindestens eine glatte Oberfläche. Während der Gurt sich in überlegener Weise in seiner beabsichtigten Position in einer Langspaltpresse bewährte, haben alle Versuche, ihn als Überführungsgurt zu verwenden, versagt, da der Gurt nicht ausgebildet werden konnte, eine Papierbahn auf ein Trocknertuch freizusetzen. Es wird angenommen, daß dies herrührt vom Fehlen eines dünnen Wasserfilms zwischen dem impermeablen Gurt und der Papierbahn, der in Tropfen aufbrechen sollte und ermöglichte, die Papierbahn von dem Überführungsgurt zu lösen.
Die vorliegende Erfindung zielt auf die Schaffung einer lange gesuchten Lösung dieser Schwierigkeiten in Form eines Überführungsgurtes, der nicht den Nachteilen der oben erörterten Überführungsgurte nach dem Stand der Technik unterliegt. Im Hinblick auf die vorangehende Erörterung wird verständlich, daß ein erfolgreicher Überführungsgurt in der Lage sein muß, verschiedene unterschiedliche Funktionen auszuführen, wenn er eine Papierbahn von Stelle zu Stelle in einer Papiermaschine trägt. Dementsprechend muß sich das Verhalten des Überführungsgurtes ändern in Reaktion auf die Bedingungen, denen er an verschiedenen Stellen in der Maschine unterworfen ist.
Die kritischsten dieser Funktionen sind: a) Abnehmen der Papierbahn von einem Pressentuch, ohne daß Bahninstabilitätsprobleme bewirkt werden; b) Zusammenwirken mit einem Pressentuch in einem oder mehreren Preßspalten zum Sicherstellen optimaler Entwässerung und hoher Qualität der Papierbahn; und c) Transfer der Papierbahn in einem geschlossenen Zug von einer Presse in der Pressenpartie zu einem bahnaufnehmenden Tuch oder Gurt in der nächsten Presse oder den nächsten Pressen in der Pressenpartie, oder zu einem Trockneraufnahmetuch in der Trocknerpartie.
US-A-4,552,620 offenbart einen Gurt gemäß der Präambel des Anspruchs 1. Genauer gesagt, ist dort ein harter, undurchlässiger Gurt für das Fördern einer Papierbahn durch einen Preßspalt mit einer durchgehend urethanbeschichteten Oberfläche mit granitsteinartiger Textur offenbart.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Gurt für das Tragen einer Bahn in einer Papierherstellungs-, Plattenherstellungs- oder ähnlichen Maschine, welcher Gurt eine verstärkende Basis mit einer Rückseite und einer Papierseite umfaßt und mit einer Polymerbeschichtung auf der Papierseite mit einer Härte im Bereich von Shore A 50 bis Shore A 97, und dadurch gekennzeichnet, daß der Gurt einen Überführungsgurt für das Tragen der Bahn von einem ersten Transferpunkt, an welchem der Überführungsgurt Kompression unterworfen würde, in einem geschlossenen Zug zu einem zweiten Transferpunkt, und daß der Überführungsgurt eine bahnkontaktierende Oberfläche aufweist mit einem auf Druck reagierenden, sich erholenden Grad an Rauhheit, wobei die Polymerbeschichtung eine unkomprimierte Rauhheit im Bereich von Rz = 2 Mikron bis 80 Mikron besitzt, gemessen entsprechend ISO 4287, Teil I, und komprimierbar ist zu einer geringeren Rauhheit im Bereich von Rz = 0 Mikron bis 20 Mikron, wenn eine lineare Last innerhalb des Bereichs von 20 bis 200 kN/m auf die Bahn einwirkt, welche Beschichtung die Fähigkeit hat, zu ihrer im wesentlichen unkomprimierten Rauhheit zurückzukehren, wenn der auf die Bahn einwirkende Druck aufgehoben wird.
Die Erfindung schafft außerdem eine Papierherstellungs- oder Plattenherstellungsmaschine, ausgestattet mit einem solchen Überführungsgurt.
Die Erfindung sieht auch die Verwendung eines solchen Gurtes für das Tragen einer Bahn in einer Papierherstellungs-, Plattenherstellungs- oder ähnlichen Maschine von einem ersten Transferpunkt, wo der Gurt Kompression unterworfen wird, in einem geschlossenen Zug zu einem zweiten Transferpunkt, wo die Bahn von dem Gurt abgenommen wird, vor.
Demgemäß hat die Oberfläche des Überführungsgurts eine Topographie bei mikroskopischem Maßstab mit einem Grad der Rauhheit, der abnimmt oder ausgeglättet wird unter den Niveaus der Kompression, welchen der Gurt typischerweise in einem Preßspalt unterworfen wird, welche sich jedoch nach dem Austritt aus einem Preßspalt wiederherstellt, um die oben erwähnten Funktionen auszuführen. In anderen Worten hat die Oberflächentopographie des Überführungsgurtes einen auf Druck reagierenden, wiederherstellbaren Grad von Rauhheit, so daß unter Kompression in einem Preßspalt der Grad der Rauhheit abnimmt, wodurch ein dünner, kontinuierlicher Wasserfilm zwischen dem Überführungsgurt und einer Papierbahn gebildet wird, um die Papierbahn an dem Überführungsgurt bei Austritt aus dem Preßspalt zum Anhaften zu bringen, und derart, daß dann, wenn der ursprüngliche Grad der Rauhheit nach Austritt aus dem Preßspalt wiederhergestellt ist, die Papierbahn von dem Überführungsgurt gegebenenfalls mit der Unterstützung eines minimalen Grades von Vakuum zu einem permeablen Tuch gelöst werden kann, etwa einem Trocknerauffangtuch. Gleichzeitig sollte der Überführungsgurt die erforderlichen Kompressions- und Härteeigenschaften haben, um ein markierungsfreies Papier zu erzeugen.
Zusätzlich dazu, daß er eine Oberflächentopographie besitzt mit einem auf Druck reagierenden, wiederherstellbaren Grad der Rauhheit, sollte ein erfolgreicher Überführungsgurt idealerweise auch eine optimale Kombination der folgenden zusätzlichen funktionellen Eigenschaften haben: 1) Oberflächenenergie, die die Wechselwirkung der Überführungsgurtoberfläche mit Wasser bestimmt; 2) begrenzte Permeabilität bezüglich Luft oder Wasser; 3) Kompressionseigenschaften sowohl für die Oberfläche des Gurtes als auch für seine Struktur als Ganzes; 4) Härte; 5) Elastizitätsmodul; 6) Dauerhaftigkeit; und 7) chemische, thermische und Abriebresistenz.
Die vorliegende Erfindung schafft deshalb einen Überführungsgurt für eine Papierherstellungs-, Plattenherstellungs- oder ähnliche Maschine mit einer Oberflächentopographie mit dem erforderlichen, auf Druck reagierenden, wiederherstellbaren Grad von Rauhheit, welcher Gurt vorzugsweise auch eine optimale Kombination der oben festgehaltenen zusätzlichen funktionalen Eigenschaften besitzt. Ein Überführungsgurt, aufgebaut gemäß der Erfindung, wurde erfolgreich auf einer Papiermaschine unter mehreren Maschinenkonfigurationen und bei Herstellung einer Anzahl unterschiedlicher Papierarten getestet und hat sich als die oben erwähnten kritischen Funktionen erfolgreich ausführend erwiesen im Gegensatz zu den oben erwähnten Gurten nach dem Stand der Technik.
Der Überführungsgurt umfaßt eine verstärkende Basis mit einer Papierseite und einer Rückseite und hat auf der Papierseite eine Polymerbeschichtung, die eine ausgeglichene Verteilung mit Segmenten mindestens eines Polymers umfaßt. Diese ausgeglichene Verteilung nimmt die Form einer Polymermatrix an, die sowohl hydrophobe als auch hydrophile Polymersegmente umfassen kann. Die Polymerbeschichtung kann auch einen Partikelfüllstoff umfassen. Die verstärkende Basis sollte so konstruiert sein, daß sie Längs- und Querdeformation des Überführungsgurtes unterbindet und kann ein gewebtes Tuch sein und kann in sich geschlossen oder zusammennähbar sein für das Schließen in endlose Form bei der Installation auf der Papiermaschine. Ferner kann die verstärkende Basis Textilmaterial enthalten und kann eine oder mehrere Faservlieslagen haben, die durch Aufnadeln auf seine Rückseite angebracht sind. Unter Textilmaterial werden Fasern und Filamente von natürlichem oder synthetischem Ursprung verstanden, dazu bestimmt, Textilien herzustellen. Die Rückseite kann auch imprägniert sein und/oder mit Polymermaterial beschichtet sein.
Diesbezüglich sollte die Rückseite des Überführungsgurtes von einer Struktur sein, die geeignet ist, auf Walzen in der Pressenpartie einer Papiermaschine zu laufen und sollte aus einem Material bestehen, das mindestens so dauerhaft ist wie jenes auf der Papierseite des Gurtes. Textile Strukturen, das heißt Fasern oder Filamente, von natürlichen oder synthetischen Polymeren, die gewebt, gewirkt, geflochten, geknäult oder in bahnartige Strukturen zum Haften gebracht worden sind, mit anderen Worten, Textilien können an der Rückseite angebracht sein. Alternativ kann eine Feststoffolie, gebildet durch Beschichten der Rückseite der verstärkenden Basis mit demselben Polymer, der auf der Papierseite benutzt wird, an der Rückseite des Überführungsgurtes angebracht sein. Diese Folie kann porös gemacht werden durch Einfügen in die zu verwendende Beschichtung auf der Rückseite der verstärkenden Basis eines wasserlöslichen Harzes, das nach dem Abbinden des Polymers zum Erzeugen von Poren aufgelöst wird. Schließlich kann ein Polymerschaum an der Rückseite der verstärkenden Basis angebracht werden zur Bildung der Rückseite des Überführungsgurtes.
Der Überführungsgurt kann charakterisiert werden als mit einer der Bahn zugewandten Oberfläche versehen mit einer wohldefinierten Topographie und vorzugsweise einer wohldefinierten Oberflächenenergie, welche Oberfläche günstig ist für das Übernehmen einer Papierbahn von einer Preßwalze oder einem Pressentuch und Tragen derselben in einen Preßspalt, wo er mit einem Pressentuch zusammenwirken kann. Wie oben erwähnt, kann die Oberfläche selbst Regionen umfassen, definiert durch hydrophile und hydrophobe Polymersegmente (oder Partikelsegmente) der Polymermatrix in der Beschichtung. Normalerweise wird das Basispolymer, das die Beschichtung bildet, eher hydrophob sein, und die Füllstoffpartikel, wenn sie aus Metallen oder Mineralien bestehen, werden eine viel höhere Oberflächenenergie aufweisen und hydrophil sein. Füllstoffpartikel, hergestellt aus Polymeren (beispielsweise kreuzverbundene PVA oder kreuzverbundene Amide) können auch sehr hydrophil (und hart) sein. Im vorliegenden Kontext kann die Oberflächenenergie als ein Maß der Befeuchtbarkeit der Oberfläche des Überführungsgurtes mit Wassr genommen werden. Irgendwelche hydrophilen Polymersegmente, beispielsweise der Polymermatrix, haben eine höhere Oberflächenenergie als die hydrophoben Polymersegmente und sind vergleichsweise mehr durch Wasser befeuchtbar. Beim Austritt aus einem Preßspalt wird davon ausgegangen, daß die beiden Polymersegmente der Polymermatrix zusammenwirken beim Spielen zumindest einer Teilrolle im Aufbrechen des Wasserfilmes und Wasser wird dahin tendieren, Tropfen auf jenen Oberflächenbereichen zu bilden, die durch die hydrophilen Polymersegmente der Polymermatrix definiert sind.
Der Überführungsgurt kann weiter dadurch charakterisiert sein, daß er eine der Bahn zugekehrte Oberfläche aufweist, die optimal impermeabel ist für Wasser und Luft mit einer auf Druck reagierenden Mikromaßstabtopographie. Unter Druck nimmt die Mikromaßstabrauhheit dieser Oberfläche ab, macht die Oberfläche viel glatter und ermöglicht, daß sich ein dünner, kontinuierlicher Film aus Wasser zwischen der Papierbahn und jener Oberfläche aufbaut. Ein solcher dünner, kontinuierlicher Film aus Wasser liefert viel stärkere Adhäsionskräfte zwischen der Papierbahn und dem Überführungsgurt als jene zwischen der Papierbahn und dem Pressentuch, so daß die Papierbahn konsistent und zuverlässig dem Überführungsgurt folgen kann, wenn der Preßspalt verlassen wird. Selbst wo das Pressentuch wegen struktureller Expansion ein leichtes Vakuum an der auslaufenden Seite des Preßspaltes erzeugt, ist die Energie, die erforderlich ist, um die Adhäsionskräfte zu überwinden, herrührend von der Wasserfolie zwischen dem Überführungsgurt und der Papierbahn, größer als jene, die erforderlich ist, um irgendeine Adhäsion der Papierbahn zu überwinden, die diese für das Pressentuch haben mag. Zusätzlich ist der Dickenrückgewinn der Papierbahn beim Austritt aus einem Preßspalt normalerweise viel langsamer als jener des Pressentuches. Als eine Konsequenz hält, wenn ein leichtes Vakuum sowohl in dem expandierenden Pressentuch als auch in der expandierenden Papierbahn bei Austritt aus dem Preßspalt auftritt, die letztere ihr Vakuum für eine längere Zeitperiode und haftet an dem Überführungsgurt dank dem dünnen, kontinuierlichen Wasserfilm, der dazwischen ist. Als eine Konsequenz wird die Papierbahn dem Überführungsgurt folgen.
Trotz der starken Adhäsion der Papierbahn an der Oberfläche des Überführungsgurtes bei Austritt aus dem Spalt, versehen die Materialzusammensetzung der Papierseite des Gurtes und seine Oberflächeneigenschaften ihn mit den notwendigen Freigabeeigenschaften für die erfolgreiche Überführung der Papierbahn auf ein anderes Tuch oder einen anderen Gurt. Diese Freigabeeigenschaften können erzielt werden durch die Auswahl einer entsprechenden Polymerbeschichtung, die Füllstoffpartikel aus einem Material enthalten kann mit unterschiedlicher Härte (und möglicherweise Hydrophobizität), als die Polymermatrix selbst aufweist auf der Papierseite des Überführungsgurtes. Diese Beschichtung mit einer Oberflächentopographie mit einem auf Druck reagierenden, wiederherstellbaren Ausmaß der Rauhheit, stellt sicher, daß der Wasserfilm zwischen der Papierbahn und der Überführungsgurtoberfläche im Preßspalt aufbricht in dem Trum zwischen dem Preßspalt und dem Punkt, wo die Papierbahn auf einen anderen Träger zu überführen ist, was das Lösen der Papierbahn ermöglicht.
Obwohl die Polymerbeschichtung oben als undurchdringlich für Luft oder Wasser beschrieben wurde, ist die vollständige Undurchdringbarkeit eine optimale Bedingung, die den Überführungsgurt mit der besten Funktion über eine lange Zeitperiode ausstattet. Ein im wesentlichen undurchdringlicher Gurt mit einer sehr geringen Permeabilität für Luft und Wasser und mit der Polymerbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch die Bahnhandhabungs- und -transferfunktionen von impermeablen Gurten ausführen, aufgebaut gemäß der Erfindung. Genauer gesagt, wird der Gurt in der Lage sein, diese Funktionen recht gut auszuführen, solange er eine Luftpermeabilität von weniger als 6m³/m²/Minute (20 Kubikfuß pro Quadratfuß pro Minute), gemessen entsprechend den Vorschriften in "Standard Test Method for Air Permeability of Textile Fabrics", ASTM D 737-75, American Society of Testing and Materials, bestätigt 1980, hat. Eine so niedrige Permeabilität beeinflußt nicht nachteilig die Transferfunktion des vorliegenden Gurtes und im Verlaufe der Verwendung auf einer Papiermaschine wird sie dahin tendieren, sich zu verringern, da Poren in dem Gurt mit Papierfeinteilen und anderen Materialien gefüllt werden.
Der Mechanismus, durch welchen der Wasserfilm während des Laufs zwischen dem Preßspalt und dem Punkt, wo die Papierbahn zu einem anderen Träger überführt wird, aufgebrochen wird, wird primär als eine Funktion der auf Druck reagierenden Mikromaßstab-Oberflächentopographie der Beschichtung auf der Papierseite des Überführungsgurtes angenommen. Diesbezüglich, um den Wasserfilm aufzubrechen, sollte der wiederhergestellte Grad der Rauhheit der Oberflächentopographie des Überführungsgurtes mindestens gleich der Minimumdicke des Wasserfilms sein. Andere Mechanismen mögen auch zu der Fähigkeit des vorliegenden Überführungsgurtes beitragen, die Papierbahn zu dem gewünschten Zeitpunkt freizugeben. Beispielsweise ist, wie oben erwähnt, vorgeschlagen worden, daß eine ausgeglichene Verteilung von Polymersegmenten auf der Papierseite des Überführungsgurtes, wobei jedes Polymersegment eine unterschiedliche Oberflächenenergie und Befeuchtbarkeit besitzt, das Aufbrechen des Wasserfilms in Tröpfchen unterstützt, womit radikal die Adhäsion der Bahn an dem Überführungsgurt verringert wird.
Das Vorhandensein von einem oder mehreren Partikelfüllstoffen in dem Polymerbeschichtungsmaterial, welche Füllstoffe selbst unterschiedliche Oberflächenenergien und Befeuchtbarkeiten gegenüber den Polymeren haben, können auch zum Aufbrechen des Wasserfilms beitragen, wenn ein Partikelfüllstoff in der Beschichtung enthalten ist. Während einzelne Partikel in dem Füllstoff Abmessungen haben, die in einen Bereich oder eine Verteilung von Werten fallen, wird angenommen, daß größere in die Gurtoberfläche eingebettete Partikel sich herausbewegen zum Herausragen aus dieser, wenn der Druck beim Austritt aus dem Preßspalt entlastet wird. Dabei wären jene größeren Partikel physikalisch in der Lage, durch den Wasserfilm zu dringen. Da diese ebenfalls unterschiedliche Oberflächenenergien und Grade der Hydrophilizität gegenüber den Polymersegmenten der Polymermatrix der Beschichtung aufweisen, können sie auch bewirken, daß Wasser Perlen um sie herum bildet. Zusätzlich wird angenommen, daß die Partikelfüllstoffe die Oberfläche der Polymerbeschichtung verstärken, so daß sein auf Druck reagierendes, wiederherstellbares Ausmaß der Rauhheit nicht nach einer unzuträglich kurzen Laufzeit auf einer Papiermaschine wegpoliert werden kann.
Es ist auch vorgeschlagen worden, daß eine ausgeglichene Verteilung von Polymersegmenten und einem oder mehreren Partikelfüllstoffen die Oberfläche eines Überführungsgurtes fähig machen können, die Papierbahn zu dem gewünschten Zeitpunkt freizugeben, weil die Materialien in der Beschichtung unterschiedliche Komprimierbarkeiten haben. Der leichte Druck und Scherwirkung, die auf die Gurtoberfläche in der Transferzone einwirken, können bewirken, daß der Wasserfilm in Tröpfchen aufbricht, wodurch weiter die Adhäsion der Papierbahn an dem Überführungsgurt herabgesetzt wird.
Wie oben erörtert worden ist, wird angenommen, daß der primäre Mechanismus, durch den der vorliegende Überführungsgurt die Papierbahn an einem gewünschten Punkt freigibt, seine auf Druck reagierende, wiederherstellbare Mikromaßstab-Oberflächentopographie ist, da die Festigkeit der adhäsiven Haftung, gebildet zwischen den Oberflächen des Überführungsgurtes und der Papierbahn, von der tatsächlichen Grenzschichtkontaktfläche und Oberflächenrauhheit von jedem abhängt.
Der Wasserfilm zwischen der Papierbahn und dem Überführungsgurt tendiert dahin, die niedrigen Flecken in der Gurtoberfläche zu füllen, und, falls vorhanden, sich zu allen Bereichen zu orientieren, die durch hydrophile Polymersegmente in der Polymermatrixoberfläche definiert sind. Wenn die Druckverteilung sich in der Grenzschicht zwischen Bahn und Gurt während der Expansion nach Austritt aus dem Spalt ändert, wird die Gurtrauhheit zunehmen, nachdem sie in dem Spalt auf einen glatter-als-normal-Zustand komprimiert worden ist. Die vergrößerte Rauhheit bewirkt das Aufbrechen des Wasserfilms. Die Arbeit, die erforderlich ist, um der Adhäsion der Papierbahn an dem Überführungsgurt entgegenzuwirken und die beiden voneinander zu lösen, hängt von der Oberflächenspannung ab, die abnimmt mit zunehmender Wasserfilmdicke. Wo es niedrige Flecken in der Oberfläche des Überführungsgurtes gibt, wird die Dicke des Wasserfilms vergrößert. Dies verringert die Adhäsion der Papierbahn an dem Transfergurt an solchen Stellen und begünstigt die Bahnfreigabe.
Es ist auch möglich, daß Luft in niedrigen Flecken auf der Oberfläche des Überführungsgurtes eingefangen sein kann, wenn der Überführungsgurt, die Papierbahn und das Pressentuch in den Spalt gelangen. Da die Papierbahn in dem Spalt komprimiert wird, wird die Luft in solche niedrigen Flecken komprimiert. Im Auslaßteil des Spaltes expandiert diese komprimierte Luft und übt einen Druck aus, der das Aufbrechen des Wasserfilms unterstützt.
Der Partikelfüllstoff in der Beschichtung, wenn solcher vorgesehen ist, kann auch zum Aufbrechen des Wasserfilms beitragen durch physikalische Wirkung als Spalteinleitorte. Dies wird besonders für größere als mittelgroße Partikel in dem Füllstoff angenommen. Da das Polymermaterial federnd sein wird, werden Partikel des Füllstoffs nahe der Oberfläche der Beschichtung tiefer in es hineingepreßt durch die Kompression im Spalt. Bei Austritt aus dem Spalt werden die Partikel von der Oberfläche der Beschichtung vorkragen, wo sie beginnen, den Wasserfilm physikalisch aufzubrechen zum Beginn eines Enthaftungsprozesses in der Grenzschicht.
Es ist höchstwahrscheinlich, daß der die Papierbahn an dem Überführungsgurt haltende Wasserfilm in dem Trum zwischen dem Preßspalt und dem Transferpunkt durch eine Kombination dieser Mechanismen aufgebrochen wird.
Demgemäß ist die Polymerbeschichtung auf der Papierseite des Überführungsgurtes vorzugsweise im wesentlichen, wenn nicht vollständig, undurchdringlich für Luft oder Wasser, hat eine Oberflächenglätte innerhalb des oben spezifizierten Bereichs, vorzugsweise mit Komponenten mit unterschiedlichen Oberflächenenergien, und hat eine Härte innerhalb des oben spezifizierten Bereichs wie auch geeignete Kompressionseigenschaften.
Zusammengefaßt wird der vorliegende Überführungsgurt auf einem stützenden, der Dimensionsstabilität dienenden Träger aufgebaut. Die papierseitige Schicht kann durch Beschichten, Imprägnieren, Folienlaminierung, Aufschmelzen, Aufsintern oder Niederschlag eines Harzes hergestellt werden, was durch einen sekundären Prozeß eine Schicht vorzugsweise im wesentlichen impermeabel für Luft und Wasser bildet. Die bodenseitige oder rückseitige Schicht des Überführungsgurtes kann eine textile, feste oder poröse Folie oder ein Polymerschaum sein oder eine Kombination von diesen. Die Papierseite des Überführungsgurtes ist beschichtet. Die Beschichtung kann ein Homopolymer, ein Copolymer, ein Polymergemisch oder ein einander durchsetzendes Netzwerk von Polymeren sein und kann einen Partikelfüllstoff enthalten.
Ein Überführungsgurt, aufgebaut gemäß der vorliegenden Erfindung, und verschiedene Pressenanordnungen mit einem solchen Gurt werden nunmehr ins einzelne gehend, jedoch nur beispielshalber unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Figur 1 eine erste repräsentative Pressenanordnung einschließlich eines Überführungsgurtes für das Eliminieren eines offenen Zuges in einer Papiermaschine zeigt;
Figur 2 eine zweite solche Pressenanordnung zeigt;
Figur 3 eine dritte solche Pressenanordnung zeigt;
Figur 4 eine Querschnittsansicht in Richtung quer zur Maschine eines Überführungsgurtes zeigt, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
Figuren 5A, 5B, 5C bzw. 5D in vergrößertem Maßstab (zwecks Illustration) die Rauhheit der Oberfläche des Überführungsgurtes an dem mit A, B, C bzw. D bezeichneten Punkten in Figur 3 zeigen; und
Figur 6 eine Reproduktion eines Rasterelektronenmikroskopfotos (SEM) ist zur Darstellung eines Querschnitts der partikelgefüllten Polymerbeschichtung des Überführungsgurtes.
Repräsentative Pressenanordnungen, die einen Überführungsgurt zur Eliminierung eines offenen Zuges in einer Papiermaschine umfassen, sind zwecks Illustration und zum allgemeinen Hintergrund in Figuren 1, 2 und 3 gezeigt. Pfeile in diesen Figuren zeigen die Bewegungsrichtungen oder Drehrichtungen der dort gezeigten Elemente.
Indem zunächst auf Figur 1 eingegangen wird, wird eine Papierbahn 1, repräsentiert durch eine gestrichelte Linie, nach rechts in der Figur anfänglich auf der Unterseite eines Auffangtuches 2 getragen, welches Auffangtuch 2 vorher die Papierbahn 1 von einem Formtuch, nicht dargestellt, abgenommen hat.
Die Papierbahn 1 und das Auffangtuch 2 bewegen sich in Richtung eines ersten Preßspalts 16, gebildet von einer ersten Preßwalze 3 und einer zweiten Preßwalze 5. Ein Überführungsgurt 4 wird angetrieben und um die erste Preßwalze 3 gelegt. In dem ersten Preßspalt 16 kommt die Papierbahn 1, getragen von der Unterseite des Auffangtuches 2, in Kontakt mit der Oberfläche des Überführungsgurtes 4.
Die Papierbahn 1, das Auffangtuch 2 und der Überführungsgurt 4 werden in dem ersten Preßspalt 16 zusammengepreßt. Um die Papierbahn 1 von dem Auffangtuch 2 auf den Überführungsgurt 4 zu überführen, wird ein gewisses Druckniveau, wie das im ersten Preßspalt 16 vorgesehene, benötigt, damit ein Wasserfilm zur Bildung zwischen der Papierbahn 1 und dem Überführungsgurt 4 gebracht wird. Das meiste Wasser in diesem Wasserfilm kommt aus der Papierbahn 1, die in dem ersten Preßspalt 16 mit einem hinreichend hohen Druck gepreßt werden muß, damit die Grenzschicht zwischen den Oberflächen des Überführungsgurtes 4 und der Papierbahn 1 mit Wasser gefüllt wird. Dieser Wasserfilm bringt die Papierbahn 1 zum haften an der Oberfläche des Überführungsgurtes 4, die glatter und härter ist als das Auffangtuch 2. Das Auffangtuch 2, angetrieben um die zweite Preßwalze 5, wird von der Papierbahn 1 und dem Überführungsgurt 4 beim Austritt aus dem ersten Preßspalt 16 getrennt, während der Überführungsgurt 4 die Papierbahn 1 weiter in Richtung eines zweiten Preßspaltes 6 trägt, gebildet zwischen einer dritten Preßwalze 7 und einer vierten Preßwalze 8. Eine Pressentuch 9 wird um die dritte Preßwalze 7 angetrieben, geführt von einer ersten Führungswalze 13 und einer zweiten Führungswalze 14, und entwässert die Papierbahn 1 in dem zweiten Preßspalt 6. Die dritte Preßwalze 7 kann genutet sein, wie durch die gestrichelte Linie innerhalb des Kreises in Figur 1 angedeutet, um einen Auffänger für Wasser zu bilden, der aus der Papierbahn 1 in dem zweiten Preßspalt 6 ausgepreßt wird.
Beim Verlassen des zweiten Preßspaltes 6 bleibt die Papierbahn 1 an der Oberfläche des Überführungsgurtes 4 anhaftend, dessen Oberfläche glatter ist als jene des Pressentuches 9. Nach rechts in Figur 1 vom zweiten Preßspalt 6 fortfahrend, erreichen die Papierbahn 1 und der Überführungsgurt 4 als nächstes eine Vakuumtransferwalze 10, um die ein Trocknertuch 11 gelegt ist. Sog von innerhalb der Vakuumtransferwalze 10 hebt die Papierbahn 1 von dem Überführungsgurt 4 auf das Trocknertuch 11, das die Papierbahn 1 zu dem ersten Trockenzylinder 15 der Trockenpartie trägt.
Der Überführungsgurt 4 läuft weiter nach rechts in Figur 1 weg von der Vakuumtransferwalze 10 zu einer dritten Führungswalze 12, um die er zu weiteren Führungswalzen, nicht dargestellt, gerichtet wird, die den Überführungsgurt 4 zu der ersten Preßwalze 3 zurückführen, wo er erneut die Papierbahn 1 von dem Auffangtuch 2 erhalten kann.
Wie in Figur 1 erkennbar, eliminiert der Überführungsgurt 1 offene Züge in der dargestellten Pressenanordnung, insbesondere den offenen Zug zwischen dem zweiten Preßspalt 6 und der Vakuumtransferwalze 10. Am wichtigsten wird die Papierbahn 1 an allen Punkten auf ihrem Lauf durch die gezeigte Pressenanordnung von einem Träger abgestützt.
Eine etwas kompliziertere Pressenanordnung ist in Figur 2 gezeigt. Dort trägt ein Überführungsgurt 20 eine Papierbahn 21, wieder durch gestrichelte Linie repräsentiert, durch zwei Pressen und bis zu einem Punkt, wo sie zu einer Trockenpartie überführt wird.
Genauer gesagt, wird die Papierbahn 21 anfänglich nach rechts in Figur 2 auf der Unterseite eines Auffangtuches 22 getragen, welches Auffangtuch 22 vorher die Papierbahn 21 von einem Formtuch, nicht dargestellt, übernommen hat.
Die Papierbahn 21 und das Auffangtuch 22 laufen gemeinsam in Richtung eines ersten Preßspalts 23, ausgebildet zwischen einer ersten Preßwalze 24 und einer zweiten Preßwalze 25. Der Überführungsgurt 20, angetrieben, um die erste Führungswalze 26, läuft ebenfalls in Richtung des ersten Preßspalts 23, wo er die Papierbahn 21 von der Unterseite des Auffangtuches 22 empfängt und die Papierbahn 21 zu einer anderen Presse trägt. Die erste Preßwalze 24 und die zweite Preßwalze 25 können beide genutet sein, wie durch die gestrichelten Linien innerhalb der Kreise, welche diese Walzen in Figur 2 repräsentieren, angedeutet ist, um einen Aufnehmer für aus der Papierbahn 21 in dem ersten Preßspalt 23 ausgetragenes Wasser zu bilden. Die zweite Preßwalze 25 kann für diesen Zweck genutet sein, da der Überführungsgurt 20 von der Art sein kann, die nicht vollständig impermeabel für Wasser ist und deshalb in einigem Ausmaß an der Entwässerung der Papierbahn 21 mitwirkt.
Bei Austritt aus dem ersten Preßspalt 23 haftet die Papierbahn 21 an der Oberfläche des Überführungsgurtes 20, wie oben festgehalten. Das Auffangtuch 22 läuft von dem ersten Preßspalt 23 um eine zweite Führungswalze 27 und weitere Führungswalzen, nicht dargestellt, die es gemeinsam zu dem Punkt zurückführen, wo es die Papierbahn 21 von einem Formtuch aufnimmt.
Die Papierbahn 21 und der Überführungsgurt 20 laufen weiter nach rechts in Figur 2 in Richtung eines zweiten Preßspalts 28, der als Langpreßspalt ausgebildet sein kann und dargestellt ist, gebildet zwischen einer dritten Preßwalze 29, welche ebenfalls genutet sein kann, um einen Auffänger für in dem zweiten Preßspalt 28 aus der Papierbahn 21 ausgetragenem Wasser zu bilden, und einer Langspaltpressenanordnung 30 mit einem Schuh 37. Ein Pressentuch 31, angetrieben um die dritte Führungswalze 32, läuft ebenfalls in Richtung des zweiten Preßspalts 28, um an der weiteren Entwässerung der Papierbahn 21 mitzuwirken.
Bei Verlassen des zweiten Preßspalts 28 bleibt die Papierbahn 21 an der Oberfläche des Überführungsgurtes 20 haften. Das Pressentuch 31 läuft vom zweiten Preßspalt 28 um eine vierte Führungswalze 33 und um weitere Führungswalzen, nicht dargestellt, die gemeinsam es zu der dritten Führungswalze 32 rückführen, von wo es erneut zum zweiten Preßspalt 28 läuft.
Die Papierbahn 21 und der Überführungsgurt 20, die sich vom zweiten Preßspalt 28 nach rechts in Figur 2 bewegen, erreichen als nächstes eine Vakuumtransferwalze 34, um die ein Trocknertuch 35 läuft. Sog von innerhalb der Vakuumtransferwalze 34 hebt die Papierbahn 21 vom Überführungsgurt 20 auf das Trocknertuch 35, welches die Papierbahn 21 zu dem ersten Trockenzylinder 38 der Trockenpartie trägt.
Der Überführungsgurt 20 läuft weiter weg von der Vakuumtransferwalze 34 zu einer fünften Führungswalze 36, um welche er zu weiteren Führungswalzen, nicht dargestellt, gerichtet wird, welche den Überführungsgurt 20 zu der ersten Führungswalze 26 zurückführen, wo er wiederum zum ersten Preßspalt 23 läuft.
Wie wieder in Figur 2 beobachtet werden kann, eliminiert der Überführungsgurt 20 offene Züge in der gezeigten Pressenanordnung und trägt tatsächlich die Papierbahn 21 durch zwei Pressen zu dem Punkt, wo er die Papierbahn 21 direkt zu dem Trocknertuch 35 überführt. Die Papierbahn 21 wird an allen Punkten in ihrer Passage durch die Pressenanordnung von einem Träger abgestützt.
Noch eine andere Pressenanordnung ist in Figur 3 gezeigt. Hier wird eine Papierbahn 40, wieder durch eine gestrichelte Linie repräsentiert, nach rechts anfänglich auf der Unterseite eines Auffangtuches 41 getragen, welches Auffangtuch 41 vorher die Papierbahn 40 von einem Formtuch, nicht dargestellt, übernommen hat.
Die Papierbahn 40 und das Auffangtuch 41 laufen in Richtung einer ersten Vakuumtransferwalze 42, um die ein Pressentuch 43 gelegt und angetrieben wird. Dort entnimmt der Sog aus dem Raum innerhalb der ersten Saugwalze 42 die Papierbahn 40 von dem Auffangtuch 41 ab und zieht sie auf das Pressentuch 43. Das Auffangtuch 41 läuft dann von diesem Transferpunkt in Richtung und um eine erste Führungswalze 44 und zurück mittels weiterer, nicht dargestellter Führungswalzen zu dem Punkt, wo es wieder die Papierbahn 40 von einem Formtuch übernehmen kann.
Die Papierbahn 40 läuft dann, getragen von dem Pressentuch 43, in Richtung eines Preßspalts 45, gebildet zwischen einer ersten Preßwalze 46 und einer zweiten Preßwalze 47. Die zweite Preßwalze 47 kann genutet sein, wie durch die gestrichelte Linie innerhalb des sie repräsentierenden Kreises in Figur 3 angedeutet, zur Bildung eines Auffängers für im Preßspalt 45 aus der Papierbahn 40 entnommenem Wasser. Ein Transfergurt 48 wird um die erste Preßwalze 46 herum angetrieben und durch den Preßspalt 45 mit der Papierbahn 40 und dem Pressentuch 43. Im Preßspalt 45 wird die Papierbahn 40 zwischen dem Pressentuch 43 und dem Überführungsgurt 48 komprimiert.
Bei Verlassen des Preßspalts 45 haftet die Papierbahn 40 an der Oberfläche des Überführungsgurtes 48, dessen Oberfläche glatter ist als jene des Pressentuches 43. Nach rechts in der Figur vom Preßspalt 45 laufend, nähern sich die Papierbahn 40 und der Überführungsgurt 48 einer zweiten Vakuumtransferwalze 49. Das Pressentuch 43 wird mittels einer zweiten Führungswalze 50, dritten Führungswalze 51 und vierten Führungswalze 52 zu der ersten Führungswalze 42 zurückgeführt, wo es wieder die Papierbahn 40 von dem Auffangtuch 41 übernehmen kann.
Bei der zweiten Vakuumtransferwalze 49 wird die Papierbahn 40 zu einem Trocknertuch 53 transferiert, das um diese gelegt und angetrieben ist. Das Trocknertuch 53 trägt die Papierbahn 40 in Richtung des ersten Trockenzylinders 54 der Trockenpartie.
Der Überführungsgurt 48 läuft weiter nach rechts in der Figur, weg von der zweiten Vakuumtransferwalze 49, zu einer fünften Führungswalze 55, um welche er zu einer sechsten Führungswalze 56 gerichtet wird, einer siebenten Führungswalze 57, einer achten Führungswalze 58 und einer neunten Führungswalze 59, die ihn schließlich zu der ersten Preßwalze 46 und dem Preßspalt 45 zurückführt, wo er wieder die Papierbahn 40 von dem Pressentuch 43 übernehmen kann.
Wie in Figur 3 erkennbar, eliminiert der Überführungsgurt 48 auch offene Züge in der dargestellten Pressenanordnung, insbesondere den offenen Zug zwischen dem Preßspalt 45 und der zweiten Vakuumtransferwalze 49. Die Papierbahn 40 wird an allen Punkten in ihrem Lauf durch die gezeigte Pressenanordnung durch einen Träger abgestützt. Zusätzlich ist festzuhalten, daß die Papierbahn 40 auf der Unterseite des Transfergurtes 48 beim Austritt aus dem Preßspalt 45 getragen wird.
Ein Überführungsgurt, aufgebaut gemäß der vorliegenden Erfindung, kann in irgendeiner der vorstehenden Pressenanordnungen verwendet werden mit Ergebnissen, die besser sind als jene des Standes der Technik. Ein Beispiel eines solchen Gurtes ist im Querschnitt in Richtung quer zur Maschine in Figur 4 gezeigt. Der Überführungsgurt 60 umfaßt eine verstärkende Basis mit einer gewebten Basis 62, die eine Rückseite 64 und eine Papierseite 66 aufweist.
Die Basis 62 kann in einem Duplexmuster gewebt sein mit vertikal gestaffelten Schußgarnen, welche zwei Lagen definieren, die verbunden sind durch ein einziges System von Kettgarnen. In der Basis 62, die in Figur 4 gezeigt ist, liegen die Kettgarne 70 in Quermaschinenrichtung des Überführungsgurtes 60. Das heißt, die Basis 62 ist endlos gewebt worden zum Erzeugen des Überführungsgurtes 60, der in der Figur gezeigt ist, obwohl man die Basis 62 in einer Weise weben könnte, die ihre Verbindung in endlose Form während der Installation des Überführungsgurtes 60 auf einer Papiermaschine ermöglicht. In einem solchen Falle ist die Basis 62 flach gewebt und ihre beiden Enden mit Schlaufen versehen für das Schließen in endlose Form mit einem Stiftsaum. Alternativ können die beiden Enden einer flachgewebten Basis 62 zusammengewebt werden unter Bildung eines gewebten Saumes, um die Basis 62 in endlose Form zu bringen. Wiederum als Alternative kann die Basis 62 in einer modifizierten Endloswebtechnik gewebt werden, bei der die Füllgarne hin und her kontinuierlich zwischen den entgegengesetzten Seiten des Webstuhls gewebt werden und die Schlaufen bilden, die erforderlich sind für die Stiftnaht an jeder Seite. Bei einer in dieser letztgenannten Technik gewebten Basis 62 laufen die Füllgarne in Maschinenrichtung, wenn das Tuch auf einer Papiermaschine ist, und die Schlaufen sind an jedem Ende erforderlich. In jedem Falle kann die Basis 62 auch in einer Länge vorliegen gleich dem Umfang einer Preßwalze, so daß ein Überführungsgurt 60, der dadurch erzeugt wird, als ein Preßwalzenbezug verwendet werden kann durch Installation auf einer Walze nach Art einer Hülse.
Die in Maschinenrichtung laufenden Garne der Basis 62, in Figur 4 im Querschnitt gesehen, sind die Schußgarne während des Webens einer endlosen Basis. Die oberen Schußgarne 72 sind auf der Papierseite 66 des Überführungsgurtes 60. In einer vertikal gestaffelten eins-zu- eins-Beziehung mit den oberen Schußgarnen 72 liegen die unteren Schußgarne 74 auf der Unterseite 64 des Überführungsgurtes 60. Aus Gründen der Klarheit sind die Abstände zwischen den Kettgarnen 70, oberen Schußgarnen 72 und unteren Schußgarnen 74 in Figur 4 stark übertrieben.
Die Garne, verwendet zum Weben der gewebten Basis 62, das heißt die Kettgarne 70, oberen Schußgarne 72 und unteren Schußgarne 74, können Monofilamentgarne eines synthetischen Polymerharzes einer der üblicherweise beim Weben von Tüchern für die Papierindustrie verwendeten Art sein und sind so in Figur 4 dargestellt. Die Garne können aus Polyamid, Polyimid, Polyester, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat oder anderen synthetischen Polymerharzen extrudiert sein. Monofilamentgarne der folgenden Durchmesser können beim Weben der Basis 62 verwendet werden: 0,20 mm, 0,30 mm, 0,40 mm oder 0,50 mm. Die Basis 62 sollte in einem Muster gewebt werden, das hinreichend offen ist, um sicherzustellen, daß die Polymerbeschichtung, die auf die Papierseite 66 aufgebracht wird, jene Seite vollständig imprägniert durch Umschließen der oberen Schußgarne 72, so daß nach dem Aushärten die Polymerbeschichtung eine mechanische Verknüpfung zwischen ihnen bildet.
Alternativ kann die Basis 62 aus Multifilamentgarnen gewebt werden, gezwirnten Monofilamentgarnen oder gesponnenen oder texturierten Garnen, hergestellt aus diesen Harzen. Beispielsweise kann die Basis 62 3-, 4-, 6- oder 10-fach verzwirnte Monofilamentgarne von 8 mil (0,20 mm) oder 24-fach verzwirnte 0,10 mm Multifilamentgarne umfassen. Zusätzlich kann die Verstärkungsbasis anstatt die Form einer gewebten Basis 62 anzunehmen, eine nichtgewebte Faseransammlung sein, eine gewirkte Faseransammlung oder eine Polymerfolie. Im letzteren Falle kann die Polymerfolie permeabel oder impermeabel sein und kann durch Fasern verstärkt sein.
Die Rückseite 64 der Basis 62 kann genadelt sein mit mindestens einer Schicht aus Faserbahn 76. Der Nadelungsprozeß kann abgeschlossen werden mit zusätzlichen trockenen Durchgängen sowohl auf der Rückseite 64 als auch auf der Papierseite 66 der Basis 62. Die Faserbahn 76 kann direkt in die Rückseite 64 der Basis 62 genadelt werden oder kann in die Papierseite 66 derselben genadelt sein für hinreichend lange Zeit, um die meisten genadelten Fasern auf der Rückseite 64 zu belassen.
Ein Textilmaterial kann an der Rückseite 64 der gewebten Basis 62 anstelle oder zusätzlich zu der Faserbahn 76 angebracht sein. Alternativ kann eine nichtporöse oder poröse Polymerfolie oder ein Polymerschaum an der Rückseite 64 der gewebten Basis 62 anstelle oder zusätzlich zu der Faserbahn 76 angebracht sein.
Die Beschichtung 80 kann eine anorganische, partikelgefüllte Wasserbasis-Acrylpolymerharz-Zusammensetzung sein, gemischt in Chargen einer geeigneten Größe, wie 150 kg, gemäß der folgenden Formel: KOMPONENTE GEWICHTS-% (NASS) Acrylpolymerharz (nichtionische Emulsion - 45% Feststoffe) Wasser Ammoniumhydroxid Kaolinton Entspannungsmittel (nichtionisches Acetylendiol) Polyäthermodifizierte Dimethylpolysiloxancopolymerlösung (50% Feststoffe) (Oberflächeneigenschaftsverbesserer) Butylcellosolveacetat Dioctylphthalat Melaminformaldehydharz Aminosalz von p-Toluensulfonsäure (25 - 28% Feststoffe)
Die Bestandteile wurden der Polymerharzzusammensetzung in der gezeigten Reihenfolge zugesetzt. Andere Additive können verwendet werden, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern, wie Eindicker und Entschäumer. Der Kaolinton kann weggelassen werden, wenn eine Polymerbeschichtung ohne Partikelfüllstoff gewünscht wird.
Alternativ kann die Beschichtung 80 eine anorganische, partikelgefüllte, wasserbasierte Polyurethan-Polymerharz-Zusammensetzung sein, gemischt in Chargen geeigneter Größe, wie 150 kg, gemäß der folgenden Formel: KOMPONENTE GEWICHTS-% (NASS) Aliphatische Polyurethandispersion (35% Feststoffe) Ammoniumhydroxid Ethylenglycol Kaolinton Entspannungsmittel (nichtionisches Acetylendiol) Polyäthermodifizierte Dimethylpolysiloxancopolymerlösung (50% Feststoffe) (Oberflächeneigenschaftsverbesserer) Butylcellosolveacetat Dioctylphthalat Melaminformaldehydharz Aminosalz von p-Toluensulfonsäure (25 - 28% Feststoffe)
Wiederum können die Bestandteile der Polymerharzzusammensetzung in der gezeigten Reihenfolge zugesetzt werden. Andere Additive können verwendet werden, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern, wie Eindicker und Entschäumer. Wiederum kann der Kaolinton weggelassen werden, wenn eine Polymerbeschichtung ohne Partikelfüllstoff gewünscht wird.
Die Beschichtung 80 kann auch eine nichtorganische, partikelgefüllte, wasserbasierte Polyurethan/Polycarbonat-Polymerharz-Zusammensetzung sein.
Der Kaolinton ist ein Partikelfüllstoff, der in der Beschichtung 80 vorhanden sein kann und wird als Partikel 82 in Figur 4 wiedergegeben. Die Verteilung der Partikelgrößen im Kaolinton (Porzellanerde) liegt von Submikrongröße bis über 53 Mikron. Im allgemeinen jedoch sind mindestens 75% der Partikel kleiner als 10 Mikron und nicht mehr als 0,05% sind größer als 53 Mikron.
Im allgemeinen werden einzelne Partikel 82 in dem Partikelfüllstoff, der verwendet wird, eine Härte haben, die abweicht von der der Polymerbeschichtung 80. Das heißt, die Partikel 82 können entweder härter oder weicher sein als die Polymerbeschichtung 80. Wenn der Partikelfüllstoff Kaolinton ist, werden die Partikel 82 härter sein als die Beschichtung 80.
Allgemeiner ausgedrückt, können die Partikelfüllstoffe Partikel aus einem nichtorganischen Material, einem Polymermaterial oder Metall umfassen. Kaolinton ist ein mögliches nichtorganisches Material, das als eingesetzter Partikelfüllstoff geeignet ist. Ein Metallpulver kann auch für diesen Zweck verwendet werden; korrosionsfester Stahl ist nur ein mögliches Beispiel. Wo der Partikelfüllstoff Metallpartikel umfaßt, werden einzelne Partikel 82 härter sein als die Beschichtung 80. Wo andererseits der Partikelfüllstoff Partikel eines Polymermaterials umfaßt, können einzelne Partikel 82 je nach ihrer Zusammensetzung entweder härter oder weicher als die Beschichtung 80 sein.
Das Mischen der Komponenten bei jeder der voranstehenden Formeln zum Erzeugen der Polymerharzzusammensetzung für die Verwendung als Beschichtung 80 kann in einem Industriemischer bei einer Mischgeschwindigkeit von 550 U/min ausgeführt werden. Bei endgültigem Trockengewicht nach dem Trocknen und Aushärten trägt der Füllstoff zu 45% des Gewichtes der Beschichtung 80 bei, wenn er denn vorgesehen ist. Dieser Füllstoffgehalt verschafft der Beschichtung 80 eine härtere und etwas mehr hydrophile Oberfläche, wo der Partikelfüllstoff Kaolinton ist.
Die Beschichtung 80 kann auf die Basis 62 mittels eines Blattbeschichtungsverfahrens aufgebracht werden, bei der die Basis zwischen einem Paar von Walzen in endloser Form aufgespannt wird und darauf mit einer Geschwindigkeit von 1,5 m/min bewegt wird. Die Blatthöhe oberhalb der gespannten Basis 62 kann graduell angehoben werden zum Glätten der Mischung, die aufgetragen wird, um eine größere Dicke zu erzielen.
Anfänglich kann, wenn die Blatthöhe auf 0,0 mm eingestellt ist, das heißt in direktem Kontakt mit der Oberfläche der Basis 62 steht, die Basis 62 durch zwei Beschichtungsumläufe bewegt werden zum Ermöglichen einer effizienten Penetration in die Basisstruktur. Danach kann die Beschichtung 80 während irgendwelcher Umläufe zwischen 2 bis 5 aufgebracht werden, während die Blatthöhe allmählich gesteigert wird auf bis zu 2,4 mm, zum Aufbau von Schichten allmählich zunehmender Dicke. Danach können optional noch ein oder zwei zusätzliche Beschichtungsumläufe ausgeführt werden unter Vergrößern der Blatthöhe um bis zu weiteren 0,3 mm zwecks Erzielung eines glatten Finishs. Die Beschichtung 80 sollte dann sorgsam während 2 oder 3 abschließenden Umläufen unter Infrarotheizern getrocknet werden, welche eine Temperatur im nominellen Bereich von 30ºC bis 40ºC liefern. Der Gurt 60 kann dann unter Spannung auf der Beschichtungsvorrichtung während mehrerer zusätzlicher Stunden gelassen werden, gegebenenfalls über Nacht, bis er trocken ist.
Der Gurt 60 sollte dann ausgehärtet werden um sicherzustellen, daß die Beschichtung 80 sich in angemessener Weise vernetzt, um einen mechanischen Formschluß mit der Basis 62 zu schaffen. Dieser positive mechanische Formschluß stellt sicher, daß die Beschichtung 80 nicht sich während des Gebrauchs des Überführungsgurtes 60 auf einer Papiermaschine delaminiert.
Der Gurt 60 kann auf einem Produktionstrockner mit einem heißen Zylinder ausgehärtet werden. Für die Hälfte der Zeit kann die beschichtete Gurtoberfläche von der heißen Zylinderoberfläche weggewandt sein und dies kann umgekehrt werden für die zweite Hälfte der Aushärtezeit. Die Zylindertemperatur kann bei 150ºC liegen. Die Gurtgeschwindigkeit auf dem Zylinder kann 1,0 m/min betragen.
Die Beschichtung 80 kann auf demselben Produktionstrockner geschliffen werden. Sandpapier von drei unterschiedlichen Körnungen, 50, 100 und 400, kann verwendet werden zum Erzeugen von Gurten 60 mit der gewünschten Topographie. Die Schleifprozedur wird begonnen mit dem gröbsten Sandpapier (50), um gleichförmige und vollständig geschliffene Oberflächen zu erhalten. Das Schleifen wird fortgesetzt mit Sandpapier Grad 100 und abgeschlossen mit Sandpapier Grad 400, bis die gewünschte Oberflächentopographie erreicht wurde.
Nach dem Schleifen können die seitlichen Kanten des Überführungsgurtes 60 beschnitten und aufgeschmolzen werden vor seinem Abnehmen von dem Produktionstrockner.
Die Polymerbeschichtung 80 des fertiggestellten Gurtes 60 sollte eine Härte im Bereich von etwa Shore A 50 bis Shore A 97 haben. Einzelne Partikel 82 in dem Partikelfüllstoff, der verwandt wird, werden Härten haben, die abweichend davon sind, das heißt entweder härter oder weicher als jene der Polymerbeschichtung 80.
Nach dem Schleifen sollte die Oberfläche der Polymerbeschichtung 80 des fertiggestellten Gurtes 60 eine unkomprimierte Rauhheit im Bereich von etwa 2 Mikron bis 80 Mikron haben, gemessen als Rz-Werte gemäß ISO 4287, Teil I. Spezifisch ist Rz die Zehnpunkthöhe, definiert in der "International Standard Organization"-Norm als mittlerer Distanz zwischen den fünf höchsten Spitzen und den fünf tiefsten Einsenkungen innerhalb der Probenlänge, gemessen von einer Linie parallel zur Mittellinie und nicht das Oberflächenprofil kreuzend. Wenn der Gurt 60 in einem Preßspalt ist, wo die lineare Last typischerweise bei 100 kN/m liegt und mehr generell in einen Bereich von 20 kN/m bis 200 kN/m fallen kann, sollte die Rauhheit komprimiert werden auf den Bereich von etwa 0 Mikron bis 20 Mikron. Der Gurt 60 hat die Fähigkeit, seine unkomprimierte Rauhheit beim Austritt aus einem Preßspalt wieder herzustellen, so daß er eine Papierbahn in der beabsichtigten Weise freisetzen kann. Ob komprimiert oder unkomprimiert, ist die Rauhheit ein Maß für die Größe, um welche die Oberfläche der Polymerbeschichtung 80 von der absoluten Glätte in einer Richtung senkrecht dazu abweicht. Generell gesagt, je glatter der Gurt 60 wird, wenn er in dem Spalt komprimiert wird, desto besser wird der Gurt 60 als Bahnfördergurt arbeiten, solange er seine unkomprimierte Rauhheit bald nach Austritt aus einem Preßspalt wieder herstellt, indem sein Erfolg gemessen wird durch seine Fähigkeit, einen dünnen, kontinuierlichen Wasserfilm sich zwischen seiner Oberfläche und jener einer Papierbahn in dem Preßspalt ausbilden zu lassen.
Die Rückseite 64 der Basis 62 kann auch mit einer Polymerharzbeschichtung versehen sein, die von der gleichen Zusammensetzung ist wie jene auf der Papierseite 66. Eine solche Beschichtung kann entweder porös oder nichtporös sein. Eine Beschichtung der letzteren Art ist erforderlich, wo der Überführungsgurt der Erfindung auch dazu dient, als Langspaltpreßgurt zu dienen, der über den Schuh oder die Schlitzkomponente in einer Langspaltpresse läuft. In einem solchen Fall muß die Beschichtung impermeabel sein, um zu verhindern, daß das Öl zur Schmierung des Schuhs oder die unter Druck stehende Flüssigkeit in dem Schlitz die Papierbahn verschmutzt. Die Beschichtung muß auch gleichförmig glatt und abriebfest sein. Eine Polyurethanharz-Zusammensetzung kann verwendet werden als Beschichtung für die Rückseite 64, wo der Überführungsgurt auch als Langspaltpressengurt verwendet wird.
Wie oben diskutiert, wird angenommen, daß der Mechanismus, durch welchen der Wasserfilm zwischen einer Papierbahn und dem Überführungsgurt der vorliegenden Erfindung nach Austritt aus einem Preßspalt aufgebrochen wird, primär eine Funktion der auf Druck reagierenden Mikromaßstab-Oberflächentopographie der Oberfläche der Beschichtung auf der Papierseite ist. Unter Bezugnahme auf Figuren 5A bis 5D, die in übertriebenem Maßstab die Rauhheit der Oberfläche des Überführungsgurtes der vorliegenden Erfindung an dem mit A, B, C bzw. D in Figur 3 markierten Punkten wiedergibt, ist dieser Mechanismus schematisch dargestellt.
In Figur 5A ist ein Abschnitt der Polymerbeschichtung 80 des Überführungsgurtes gezeigt, wie sie erscheinen kann vor dem Eintritt in einen Preßspalt, wie an dem Punkt A in Figur 3. Die Rauhheit, welche zwecks Illustration erheblich übertrieben ist, liegt im Bereich von Rz = 2 Mikron bis 80 Mikron. Die Rauhheit tritt in Erscheinung durch die zahlreichen Spitzen 90 und Einsenkungen 92, die längs der Oberfläche vorhanden sind. In einigen der Einsenkungen 92 bleiben Wassertröpfchen 94 von dem vorhergehenden Durchgang des Überführungsgurtes durch den Preßspalt.
Figur 5B zeigt einen Abschnitt der Polymerbeschichtung 80 des Überführungsgurtes, wie er in einem Preßspalt erscheinen mag, wie beim Punkt B in Figur 3. Ein dünner, kontinuierlicher Wasserfilm 100 ruht zwischen einer Papierbahn 40 und der Polymerbeschichtung 80 des Überführungsgurtes. Die Papierbahn 40 wird von einem Pressenfilz 43 abgestützt, der etwas von dem im Preßspalt ausgepreßten Wasser aufnimmt. Die Oberfläche der Polymerbeschichtung 80 ist als glatt dargestellt; in der Realität hätte sie eine Rauhheit in dem Spalt im Bereich von 0 Mikron bis 20 Mikron.
In Figur 5C, die einen Abschnitt der Polymerbeschichtung 80 des Überführungsgurtes zeigt, wie er am Punkt C in Figur 3 kurz nach dem Austritt aus einem Pressenspalt erscheinen könnte, jedoch vor dem Erreichen des Transferpunktes, hat die Oberfläche der Polymerbeschichtung 80 begonnen, ihre unkomprimierte Rauhheit wieder anzunehmen. Die Papierbahn 40 wird immer noch an der Unterseite des Überführungsgurtes gehalten, doch hat der dünne, kontinuierliche Wasserfilm 100 begonnen, in Tröpfchen 102 aufzubrechen. Wenn die Rauhheit der Oberfläche der Polymerbeschichtung 80 sich ihrem unkomprimierten Wert nach dem Austritt aus dem Spalt nähert, werden diese Tröpfchen 102 wachsen und die Trennung zwischen der Papierbahn 40 und der Polymerbeschichtung 80 vergrößern und die Festigkeit der Haftung zwischen ihnen herabsetzen.
Figur 5D zeigt einen Abschnitt der Polymerbeschichtung 80, wie er am Punkt D in Figur 3 erscheinen könnte, wo die Papierbahn 40 zu dem Trocknertuch 53 transferiert wird. Am Punkt D hat die Oberfläche der Polymerbeschichtung 80 ihre unkomprimierte Rauhheit vollständig wiedergewonnen, die wieder im Bereich von Rz = 2 Mikron bis 80 Mikron liegt. Die Wassertröpfchen 102 sind größer geworden und weiter voneinander entfernt, was wiederum die Trennung zwischen der Papierbahn 40 und der Oberfläche der Polymerbeschichtung 80 vergrößert und die Festigkeit der Haftung herabsetzt, mit der die Papierbahn 40 daran gehalten wird. Wenn nach der Trennung die Papierbahn 40 zu der Trockenpartie weiterläuft, bleiben Wassertröpfchen 94 in einigen der Einsenkungen 92 der rauhen Oberfläche der Polymerbeschichtung 80.
Figur 6 ist ein Rasterelektronenmikroskopfoto (SEM), das einen Querschnitt der partikelgefüllten Polymerbeschichtung eines Überführungsgurtes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Spitzen 90 und Einsenkungen 92 sind deutlich auf der Oberfläche der Polymerbeschichtung 80 sichtbar, wie auch eine Anzahl von individuellen Partikeln 82 des Partikelfüllstoffs. Einige relativ große Partikel 82 ragen aus der Oberfläche der Beschichtung 80 heraus. Ein Partikel 82 tut dies etwa alle fünfzehn Polymerspitzen 90. Die Abstände in der Fotografie können gemessen werden entsprechend der Skala, die in der rechten unteren Ecke desselben erscheint.

Claims

1. Ein Gurt für das Tragen einer Bahn in einer Papierherstellungs-, Plattenherstellungs- oder ähnlichen Maschine, welcher Gurt eine Verstärkungsbasis mit einer Rückseite und einer Papierseite umfaßt, und mit einer Polymerbeschichtung auf der Papierseite mit einer Härte im Bereich von Shore A 50 bis Shore A 97, und dadurch gekennzeichnet, daß der Gurt ein Überführungsgurt für das Tragen der Bahn von einem ersten Überführungspunkt, an welchem der Überführungsgurt einer Kompression ausgesetzt würde, in einem geschlossenen Zug zu einem zweiten Übertragungspunkt ist, und daß der Übertragungsgurt eine mit der Bahn in Kontakt gelangende Oberfläche aufweist mit einem auf Druck reagierenden, sich erholenden Grad von Rauhheit, wobei die Polymerbeschichtung eine unkomprimierte Rauhheit im Bereich von Rz = 2 Mikron bis 80 Mikron, gemessen gemäß ISO 4287, Teil I, aufweist und komprimierbar ist auf eine niedrigere Rauhheit im Bereich von Rz = 0 Mikron bis 20 Mikron bei einer Linearbelastung innerhalb des Bereichs von 20 bis 200 KN/m, die auf die Bahn einwirkt, wobei die Beschichtung die Fähigkeit hat, zu ihrer im wesentlichen unkomprimierten Rauhheit zurückzukehren, wenn der auf die Bahn wirkende Druck aufgehoben wird.

2. Ein Überführungsgurt nach Anspruch 1, bei dem die Polymerbeschichtung einen Partikelfüllstoff umfaßt, umfassend eine Mehrzahl von diskreten Partikeln, die innerhalb der Beschichtung eingefügt sind und eine Härte besitzen, die abweicht von der der Polymerbeschichtung.

3. Ein Überführungsgurt nach Anspruch 2, bei dem die Partikel eine größere Härte haben als die Polymerbeschichtung.

4. Ein Überführungsgurt nach Anspruch 2, bei dem die Partikel eine niedrigere Härte haben als die Polymerbeschichtung.

5. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Partikel aus nichtorganischem Material, vorzugsweise Kaolinton, oder einem Polymermaterial oder einem Metall, vorzugsweise korrosionsfestem Stahl, bestehen.

6. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Polymerbeschichtung eine ausgeglichene Verteilung von hydrophilen und hydrophoben Polymersegmenten umfaßt, welche ausgeglichene Verteilung eine Polymermatrix mit hydrophilen und hydrophoben Bereichen bildet.

7. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Polymerbeschichtung ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend eine Acrylpolymerharz-Zusammensetzung, eine Polyurethanpolymerharz-Zusammensetzung und eine Polyurethan/Polycarbonatpolymerharz-Zusammensetzung.

8. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Polymerbeschichtung aus einem Homopolymer oder Copolymer besteht.

9. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Polymerbeschichtung ein Polymergemisch ist oder ein Netzwerk von einander durchdringenden Polymeren.

10. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Polymerbeschichtung im wesentlichen impermeabel ist und vorzugsweise eine Luftpermeabilität aufweist, die geringer ist als 6m³/m²/Minute (20 Kubikfuß pro Quadratfuß pro Minute), gemessen gemäß der Prozedur, niedergelegt in "Standard Test Method for Air Permeability of Textile Fabrics", ASTM D 737-75, American Society of Testing and Materials, bestätigt 1980.

11. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Polymerbeschichtung impermeabel ist.

12. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die verstärkende Basis ein gewebtes Tuch ist, gewebt aus mindestens einem System von in Maschinenrichtung laufenden Fäden und mindestens einem System von quer zur Maschinenrichtung laufenden Fäden, wobei die Maschinenrichtung und die Quermaschinenrichtung die Richtung der Bewegung bzw. quer dazu des Überführungsgurtes auf einer Papierherstellungs-, Plattenherstellungs- oder ähnlichen Maschine sind, und bei dem das gewebte Tuch vorzugsweise Monofilamentfäden umfaßt.

13. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die verstärkende Basis eine nichtgewebte Faserbaugruppe oder eine gewirkte Faserbaugruppe ist.

14. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die verstärkende Basis eine Polymerfolie ist, optional durch Fasern verstärkt.

15. Ein Überführungsgurt nach Anspruch 14, bei dem die Polymerfolie permeabel ist.

16. Ein Überführungsgurt nach Anspruch 14, bei dem die Polymerfolie impermeabel ist.

17. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem die verstärkende Basis eine in sich geschlossene Schleifenform besitzt oder vernähbar ist in eine endlose Schleifenform bei der Installation des Überführungsgurtes auf einer Papierherstellungs-, Plattenherstellungs- oder ähnlichen Maschine.

18. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem die verstärkende Basis eine Länge aufweist, die im wesentlichen gleich der des Umfangs einer Pressenwalze ist, so daß der Überführungsgurt als eine Preßwalzenabdeckung einsetzbar ist.

19. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ferner umfassend textiles Material, welches textile Material an der Rückseite der verstärkenden Basis angebracht ist.

20. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ferner umfassend ein Vlies aus Stapelfasermaterial, welches Vlies an der Rückseite der verstärkenden Basis durch Aufnadeln angebracht ist.

21. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ferner umfassend eine poröse oder nichtporöse Polymerfolie oder einen Polymerschaum, angebracht an der Rückseite der verstärkenden Basis.

22. Ein Überführungsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ferner umfassend eine Polymerharzbeschichtung auf der Rückseite der verstärkenden Basis.

23. Ein Überführungsgurt nach Anspruch 22, bei dem die Polymerharzbeschichtung auf der Rückseite der verstärkenden Basis porös ist.

24. Ein Überführungsgurt nach Anspruch 22, bei dem die Polymerharzbeschichtung auf der Rückseite der verstärkenden Basis nichtporös ist.

25. Ein Überführungsgurt nach Anspruch 22, bei dem die Polymerharzbeschichtung auf der Rückseite der verstärkenden Basis impermeabel ist, gleichförmig glatt und abtragfest, so daß der Überführungsgurt auch als Langpreßspaltgurt einsetzbar ist, wobei das Harz vorzugsweise ein Polyurethanharz umfaßt.

26. Eine Papierherstellungs- oder Plattenherstellungsmaschine, versehen mit einem Überführungsgurt, wie in einem der vorangehenden Ansprüche spezifiziert.

27. Die Verwendung eines Überführungsgurtes, wie in einem der Ansprüche 1 bis 25 spezifiziert, für das Tragen einer Bahn einer Papierherstellungs-, Plattenherstellungs- oder ähnlichen Maschine von einem ersten Überführungspunkt, wo der Gurt Druckbelastung unterworfen ist, über einen geschlossenen Zug zu einem zweiten Überführungspunkt, wo die Bahn von dem Gurt abgenommen wird.