DE69408635T2 - Papiermaschinenbespannung - Google Patents

Papiermaschinenbespannung

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Papiermaschinenbespannungen mit angeschmolzenen Teilchen.
  • Ein geeigneter, aus Teilchen bestehender Stoff kann durch eine starke Energiequelle angeschmolzen werden, um eine Struktur mit einer Vielzahl von Lücken zu erzeugen. Wenn die Teilchen oberhalb ihres kristallischen Schmelzpunktes erhitzt sind, werden sie nicht verflüssigt, sondern nehmen eine viskoelastische Form an. Die äußere Form der einzelnen Teilchen wird im wesentlichen beibehalten, die eine kontinuierliche Anordnung von getrennten, benachbarten Teilchen schafft. Um eine erfolgreiche Anschmelzung von Polymeren zu erreichen, müssen üblicherweise Materialien mit extrem hohem Molekulargewicht (UHMW) benutzt werden, ein typisches Molekulargewicht beträgt 3 bis 9 x 10&sup6; g/mol. Dennoch benötigen einige Stoffe wie Polyurethan und thermoplastisches Polyurethan kein extrem hohes Molekulargewicht für ein erfolgreiches Anschmelzen.
  • Die EP 0 187 967 offenbart eine Papiermaschinenbespannung mit einer Grundbespannung, die auf einer Seite einen Überzug aus gesintertem Material aufweist. Das Sintermaterial bedeckt nicht beide Seiten des Grundgewebes. Das Grundgewebe ist somit sorgfältig hergestellt, um zu verhindern, daß Spuren auf dem Papier hinterlassen werden. Solche Gewebe sind durch langdauernde und schwierige Herstellungstechniken erzeugt.
  • Die EP 0 342 171 offenbart ein Verfahren zum Aufbringen von Teilchen und einem Bindemittel auf einem Gewebe und betrifft das Erzeugnis gemäß der EP 0 187 967. Eine Harzteilchen/Bindemittel/Lösungsmittel-Mischung ist auf ein textiles Substrat aufgetragen. Erheblichen Kosten sowie strengen Gesundheits- und Sicherheitsbestimmungen bezüglich der Lagerung, Handhabung und Benutzung von Lösungsmitteln muß begegnet werden, zusätzlich zu Mehrkosten der Rohstoffe. Ferner ist eine gleichmäßige Verteilung der Teilchen auf dem Textilsubstrat schwierig. Das Patent betrifft nur Überzugsschichten und nicht eine gesamte gesinterte Struktur, wie in der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Papiermaschinenbespannung aus angeschmolzenen Teilchen mit einer Verstärkungsstruktur, die in die Struktur aus angeschmolzenen Teilchen vollständig eingebettet ist, geschaffen. Die Erfindung sieht auch Papiermaschinenbespannungen aus angeschmolzenen Teilchen vor.
  • Die Gewebe gemäß der Erfindung können viel schneller hergestellt werden als diejenigen durch das in der EP 0 187 967 offenbarte Verfahren und sind folglich relativ billig herzustellen.
  • Die Teilchen sind vorzugsweise polymer, obwohl gegebenenfalls auch andere Stoffe wie Metalle verwendet werden können.
  • Dieser angeschmolzene Stoff weist einen stark erhöhten Abriebwiderstand auf. Die Maschinenseite des Materials kann gerillt sein, um die hydraulische Differenz zwischen der Papierseite des Gewebes und der Druckwalze zu erhöhen und um die Anbringung des Gewebes auf der Maschine zu erleichtern, wo die Oberfläche des Ansaugkastens der Papiermaschine gerillt ist.
  • Bevorzugte Polymere für anschmelzbare Teilchen umfassen Polyalkene wie Polyethylen und Polypropylen, Polyurethan, thermoplastisches Polyurethan oder EPDM (Ethylen-Propylen- Dien-Monomer). Ein Beispiel eines Polymers ist Hostalon GUR (geschützte Marke der Hoechst AG) aus UHMW Polyethylen mit einem Molekulargewicht von 3,2 bis 8 x 10&sup6; g/mol. Ein anderes Beispiel ist das Goodrich Product 58810 (TM), das eine Härte von 90 Shore aufweist.
  • Eine Lage von angeschmolzenem Polymer kann durch gleichmäßige Verteilung von Polymerpulver zu einer Schicht konstanter Dicke im typischen Bereich von 3-4 mm und anschließender Erhitzung des Polymers angefertigt werden. Die gleichmäßige Polymerschicht kann mit Hilfe einer Druckwalze oder einer Klinge erhalten werden. Alternativ kann das Polymerpulver zu der gewünschten Dicke geformt werden. Die Polymerschicht ist beispielsweise auf 230º-240º über eine Zeitdauer von etwa 1,9 min pro mm der Lagendicke erhitzt, um ein Schrumpfen wegen partieller Schmelzkräfte zu ermöglichen. Die Herstellung von durchgehenden Lagen kann ein Verteilen des Polymerpulvers auf einem gespannten Metallgürtel erfordern, der durch einen Ofen läuft, in dem der Gürtel von oben und unten durch Infrarotquellen erhitzt wird, um eine Teilschmelzung zu ermöglichen. Das fertige Produkt kann mechanisch behandelt werden, zum Beispiel durch Schleifen, zum Erreichen einer glattenoberfläche.
  • Einige Stoffe wie thermoplastische Polyurethane, die unter Einwirkung hoher Energie anschmelzen und teilweise eine viskoelastische Form annehmen, wie oben erwähnt, führen zu einem angeschmolzenen Produkt mit größerer Härte.
  • Andere Materialien schmelzen nicht in nennenswertem Maße. Solche Lagen mit nur angeschmolzenen polymeren Teilchen haben nur den Nachteil, daß jedes Polymerteilchen nur tangential gebunden ist. Die erforderliche Kraft zum Aufbrechen dieser Bindung wird nicht sehr groß sein, und deshalb wird eine angeschmolzene Lage geneigt sein, unter Reibung oder Schlagkräften polymere Teilchen zu verlieren. Eine Verstärkungsstruktur könnte vollständig in solchen Materialien eingebettet werden. Dies würde Fasern einschließen, die sich durch das angeschmolzene Produkt erstrecken würden. Alternativ könnte die Verstärkungsstruktur ein Gewebe enthalten, wie ein Textilverbundgewebe, ein Maschengewebe, ein vollständig geflochtenes Gewebe oder eine zufällige Verteilung von geschnitzelten Fasern.
  • Bevorzugt werden gebundene oder bikomponente Fasern, die einen größeren Schmelz- oder Erweichungspunkt als die polymeren Teilchen aufweisen. Auf einem makroskopischen Maßstab können die Fasern zu Fäden geformt werden. Die Fäden können eine gewebte oder ungewebte Matrix bilden.
  • Ein Beispiel einer bikomponenten Faser ist Danaklon ES-C (geschützte Marke), die einen Polyehtylenkern und einen Polypropylenmantel aufweist. Die Faser hat eine hohe Adhäsionskraft und eine niedrige Bindungstemperatur von 135- 145ºC. Ein Beispiel einer gebundenen Faser ist Dacron 134 (geschützte Marke von Dupont), die eine Polyethylen- Terephthalat-Faser mit einem Schmelz-/Erweichungspunkt von 205ºC ist. Eine besonders geeignete Faser ist Polyamid 6, mit einem Schmelzpunkt von 235ºC. Eine bikomponente Mantelkemfaser mit einem Polyamid 6 Mantel und einem Polyamid 6:6 Kern kann auch geeignet sein.
  • Die Durchdringbarkeit des angeschmolzenen Produktes kann verbessert werden durch Einbringung eines Treibmittels in das Produkt während des Anschmelzens von Teilchen oder durch ein poröses Auflagemittel (zum Beispiel angeschmolzenes Metall), um das angeschmolzene Pulver unmittelbar vor der Schmelzanbindung zu verflüssigen.
  • Die Teilchen können in Schichten mit unterschiedlicher Korngröße angeordnet werden, um ein pyramidales Porositätsprofil und somit einen Permeabilitätsgradienten zu erzeugen. Die angeschmolzene Schicht kann mit Fluorpolymeren überzogen werden, um eine verbesserte wischsaubere hydrophobe Oberfläche zu erzeugen, vorteilhafterweise, um ein erneutes Feuchtwerden der Papiermaschinenbespannung zu vermeiden und die Verunreinigung des Gewebes zu verringern. Eine Überzugsschicht aus organisch modifizierter Keramik würde einen erheblichen Abriebwiderstand verleihen, wobei ein Luftrückstrom zum Zeitpunkt der Übernahme der Bahn während der Anbringung der Überzugsschicht verwendet wird, um die Durchdringbarkeit der Struktur aufrechtzuerhalten.
  • Eine hybride Oberfläche aus vernadeltem Filz/angeschmolzenen Teilchen kann durch die teilweise Einbettung von polymeren Teilchen in der Faseroberfläche erzeugt werden, um als Grundlage für die letzte angeschmolzene Schicht zu dienen.
  • Ein zusätzlicher Vorteil dieses Verfahrens besteht in der Leichtigkeit, mit der Pigmente hinzugefügt werden können; zum Beispiel eine Markierung in Form eines Streifens einzubringen, um die Ausrichtung von Geweben auf den Maschinen zu erleichtern, und ein Logo kann leicht eingefügt werden.

Claims (21)

1. Papiermaschinenbespannung aus angeschmolzenen Teilchen mit einer Verstärkungsstruktur, die in die Struktur aus angeschmolzenen Teilchen vollständig eingebettet ist.
2. Papiermaschinenbespannung nach Anspruch 1, bei der die Teilchen polymer sind.
3. Papiermaschinenbespannung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Teilchen aus Polyalken, Polyurethan oder EPDM bestehen.
4. Papiermaschinenbespannung nach Anspruch 1, bei der die Teilchen aus Metall bestehen.
5. Papiermaschinenbespannung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die auf der Papiermaschine aufliegende Seite der Bespannung Rillen aufweist.
6. Papiermaschinenbespannung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Verstärkungsstruktur durch Fasern gebildet ist, die sich durch die Masse der angeschmolzenen Teilchen hindurch erstrecken.
7. Papiermaschinenbespannung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Verstärkungsstruktur durch ein Gewebe gebildet ist.
8. Papiermaschinenbespannung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Verstärkungsstruktur aus regellos verteilten geschnitzelten Fasern besteht.
9. Papiermaschinenbespannung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Verstärkungsstruktur durch Fasern gebildet ist, die einen höheren Schmelz- oder Erweichungspunkt haben als die angeschmolzenen Teilchen.
10. Papiermaschinenbespannung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Verstärkungsstruktur durch Verbundoder Bikomponenten-Fasern gebildet ist.
11. Papiermaschinenbespannung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die angeschmolzenen Teilchen in Schichten unterschiedlicher Korngröße angeordnet sind.
12. Papiermaschinenbespannung nach einem vorhergehenden Anspruch, die eine überzugsschicht aus Fluorpolymer aufweist.
13. Papiermaschinenbespannung nach einem vorhergehenden Anspruch, die eine Überzugsschicht aus organisch modifizierter Keramik aufweist.
14. Papiermaschinenbespannung, hergestellt aus angeschmolzenen Teilchen.
15. Papiermaschinenbespannung nach Anspruch 14, bei der die Teilchen polymere Teilchen sind.
16. Papiermaschinenbespannung nach Anspruch 14, bei der die Teilchen aus einem Stoff der Gruppe bestehen, die durch Polyalken, Polyurethan und EPDM gebildet ist.
17. Papiermaschinenbespannung nach Anspruch 14, bei der die Teilchen aus Metall bestehen.
18. Papiermaschinenbespannung nach Anspruch 14, bei der die Bespannung zwei Seiten aufweist und eine Maschinenseite der Bespannung mit Rillen versehen ist.
19. Papiermaschinenbespannung nach Anspruch 14, bei der die angeschmolzenen Teilchen in Schichten unterschiedlicher Korngröße angeordnet sind.
20. Papiermaschinenbespannung nach Anspruch 14, die eine Überzugsschicht aus Fluorpolymer aufweist.
21. Papiermaschinenbespannung nach Anspruch 14, die eine Überzugsschicht aus organisch modifizierter Keramik aufweist.
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