DE69709115T2

DE69709115T2 - Verwendung eines filzes mit einer membran in einer yankee-papiermaschine

Info

Publication number: DE69709115T2
Application number: DE69709115T
Authority: DE
Inventors: L. Crook
Original assignee: Voith Fabrics Heidenheim GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Fabrics Heidenheim GmbH and Co KG
Priority date: 1996-07-08
Filing date: 1997-05-06
Publication date: 2002-07-25
Anticipated expiration: 2017-05-07
Also published as: EP0914518B1; ZA974623B; AU2706397A; EP0914518A1; DE69709115D1; CA2261204A1; US6071837A; ATE210758T1; TW338078B; WO1998001618A1; WO1998001779A1; ES2169861T3; AU3602897A

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Gewebemembranfilzes als Abnahme- und Preßfilz bei einem Yankee- Zylinder-Trockenvorgang.
Eine Yankee-Maschine formt, preßt und trocknet dünne Papierbahnen und besteht aus einer Siebpartie, einer Bahnabnahmevorrichtung, die die geformte Bahn zu einem Preßfilz, bekannt als Abnahmefilz, befördert, und einer oder mehreren Preßwalzen, über die der Filz mit der Bahn geführt wird, so daß die Bahn unmittelbar gegen einen beheizten Yankee-Zylinder gepreßt wird.
Üblicherweise wird in einer Yankee-Maschine ein Abnahmefilz auf Gewebebasis verwendet, um ein geformte Papierbahn von einer Siebpartie abzunehmen und die geformte Papierbahn zum Trocknen und Kreppen von der Siebpartie zu einem beheizten Yankee-Zylinder zu befördern. Aufgrund der kritischen Grenzen bei den hohen Maschinengeschwindigkeiten einer Yankee-Maschine, die bei einem Grammgewicht der Bahn von etwa 17 g/m² Geschwindigkeiten von etwa 2000 m/min erreichen kann, sind die Eigenschaften und die Qualität des Abnahmefilzes von Bedeutung. Üblicherweise hat der Abnahmefilz eine glatte Oberfläche. Er muß die erforderliche Dichte und den Wassergehalt aufweisen, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Die Abnahmefunktion wird durch die Wassermenge, die Durchlässigkeit und die Oberflächencharakteristika des Filzes beeinflußt. Große Mengen von Wasser im Filz können seine Abnahmefunktion verbessern, aber dies schafft Probleme beim Trockenzylinder.
In der WO 92/17643 ist ein Papiermaschinengewebe offenbart, das übereinanderliegende Schichten von synthetischen Gittermembranen unterschiedlicher Gittergrößen aufweist, die jeweils sich in Maschinenrichtung und in Maschinenquerrichtung erstreckende Stege umfassen und Fäden enthalten, die sich in den in Maschinenrichtung liegenden Fäden erstrecken. Ein Faserflor ist auf der oberen Membranschicht angebracht, deren Oberseite zur Verwendung in einem Markierfilz gerippt sein kann.
Der Hauptzweck dieser Erfindung besteht darin, einen alternativen Filz zur Verwendung als Abnahme- und Preßfilz in einer Yankee-Maschine vorzusehen, der gegenüber früheren Abnahmefilzen eine bessere Leistung aufweist, insbesondere hinsichtlich einer verbesserten Bauschigkeit und Weichheit der Papierbahn.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen Filz für einen solchen Verwendungszweck zu schaffen, der in einzigartiger Weise elastische und zusammendrückbare Verstärkungselemente aufweist, die in der Matrix des Filzes angeordnet sind und abriebfest, chemisch beständig oder hitzefest sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Membranfilzes in einer Yankee-Maschine zur Abnahme einer geformten Papierbahn und zum Befördern und Pressen der Bahn auf dem Yankee-Zylinder vorgesehen, wobei der Membranfilz eine Trägergrundstruktur und eine nichtgewebte Membrane umfaßt, die eine polymere Matrix mit Stegen aufweist, die sich zumindest in Maschinenquerrichtung der Membrane erstrecken, wobei zumindest einige der in Maschinenquerrichtung verlaufenden Stege relativ zu der Ebene der Hauptoberfläche der Membrane erhöht sind, wobei die Membrane ferner sich in ihrer Laufrichtung erstreckende Fäden umfaßt.
Vorzugsweise umfaßt die polymere Matrix ein rechteckiges Gitter mit in Maschinenrichtung und in Maschinenquerrichtung verlaufenden Stegen, wobei einige der in Maschinenrichtung verlaufenden Stege relativ zu der Ebene erhöht sind und mit den erhöhten, in Maschinenquerrichtung verlaufenden Stegen derart zusammenwirken, daß auf der Oberseite der Membrane ein zellenförmiges Prägemuster gebildet ist.
Die Verstärkungsfäden können Monofilament- oder Multifilament-Fäden sein.
Die Trägergrundstruktur ist vorzugsweise ein Grundgewebe, oder die Grundstruktur kann eine weitere Membranstruktur mit einer polymeren Matrix und darin angeordneten tragenden Fäden umfassen.
Zwischen der Trägergrundstruktur und der nichtgewebten Membranschicht ist vorzugsweise eine Faservliesschicht angebracht. Die Faservliesschicht kann aus Polyamid oder Polyolefin hergestellt sein, und die nichtgewebte Membrane kann auf der Oberseite der Faservliesschicht angebracht sein.
Eine oder mehrere zusätzliche Stapelfaser-Schichten können auf der der Papierbahn zugewandten Obersaite der Membrane angebracht sein.
Die Stapelfasern des Faservlieses können mit dem Membranfilz von der der Membranseite des Filzes gegenüberliegenden Oberseite der Grundstruktur aus vernadelt sein.
Die Stapelfasern der Faservliesschicht weisen eine Feinheit von 3,3 bis 16,5 dtex (3 bis 15 denier), vorzugsweise von 3,3 bis 6,6 dtex (3 bis 6 denier) auf.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die mit der Bahn in Berührung kommende Membranoberfläche ein rechteckiges Muster aufweisen. Bei einer solchen Ausbildung sind einige der in Maschinenrichtung verlaufenden Stege relativ zu der Hauptebene der Membrane erhöht, während andere relativ zu der Ebene abgesenkt sind. Die erhöhten, in Maschinenrichtung verlaufenden Stege enthalten Multifilament- oder Monofilament-Kernfäden und sind in der oben beschriebenen Weise erhöht. Dadurch bilden die erhöhten, in Maschinenrichtung verlaufenden Stege in Kombination mit den in Maschinenquerrichtung verlaufenden Querrippen, wie oben erwähnt, ein rechteckiges Gittermuster auf der Oberfläche der Membrane. Dies ist in den Zeichnungen dargestellt.
Vorzugsweise sind zwei von jeweils vier der in Maschinenrichtung verlaufenden Gitterstege relativ zu der die Papierbahn berührenden Oberfläche des Filzes abgesenkt, während die übrigen beiden in Maschinenrichtung verlaufenden, Fäden enthaltenden Gitterstege relativ zu der die Papierbahn berührenden Oberfläche des Filzes erhöht sind, wie oben beschrieben. Das Fäden enthaltende Muster bildet zusammen mit den erhöhten, in Maschinenquerrichtung verlaufenden Stegen, die vorzugsweise in Abständen von 2,5 mm angeordnet sind, ein quadratisches oder annähernd rechteckiges Gittermuster auf der Oberfläche der Membrane. Durch dieses Netzwerk von Zellen ist es möglich, Bereiche mit gebauschten und nichtgebauschten Papierfasern auf der Papierbahn auszubilden.
Die Vorteile dieser Anordnung liegen darin, daß der große Oberflächenkontaktbereich der Membrane die Haftung der Papierbahn am Yankee-Zylinder verbessert. Außerdem sind die Fäden enthaltenden, in Maschinenrichtung verlaufenden Stege verglichen mit der Ebene der Hauptoberfläche der Membrane aufgrund ihrer relativen Unnachgiebigkeit etwas steif. Die in Maschinenquerrichtung verlaufenden Stege sind ebenfalls etwas steif, weil mehr Membranpolymer vorhanden ist, was sie weniger elastisch macht als die in Maschinenrichtung verlaufenden Stege, die keine Fäden enthalten. Dies hat eine bessere Kreppung der Papierbahn zur Folge, was zu einer größeren Bauschigkeit und Weichheit der Papierbahn führt. Die Bauschigkeit wird durch den unterschiedlichen spezifischen Druck auf die Membranrippen weiter verbessert, die unter hohem Druck stehen verglichen mit den nichtgerippten Oberflächenbereichen, die unter einem sehr viel geringeren Druck stehen.
Die Trägergrundstruktur kann eine Membranstruktur in Gitterform umfassen, bei der die Gitterschicht in einer Richtung verlaufende Fäden enthält. Die Membranstruktur kann gemäß dem in der GB 2202873-A beschriebenen Verfahren hergestellt sein. Die Ränder der Membrane können gemäß dem in der GB 2254287 beschriebenen Verfahren zusammengefügt sein.
Das bei der vorliegenden Erfindung zu verwendende Matrixmaterial kann aus einer großen Vielzahl von polymeren Materialien ausgewählt sein. Ein bevorzugtes Material hinsichtlich Elastizität und Zusammendrückbarkeit ist thermoplastisches Polyurethan. Die zusammendrückbare Beschaffenheit eines solchen elastomeren Membranmaterials bedeutet, daß die Kreppung der Papierbahn verbessert wird, was zu der gewünschten größeren Bauschigkeit und Weichheit der Papierbahn beiträgt. Ein weitere Vorteil der Membrane mit gerippter oder rechteckiger Oberflächenstruktur besteht darin, daß sie gitterartige oder gerippte symmetrische Muster auf der Papierbahn erzeugt und so ein ästhetisch ansprechendes Erzeugnis schafft.
Die Erfindung ist im folgenden lediglich als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisch dargestellte perspektivische Ansicht eines abgeschnittenen Stückes des erfindungsgemäßen Membranfilzes;
Fig. 2 und 3 vergrößert dargestellte Schnitte nach den Linien II-II bzw. III-III in Fig. 1;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Membranschicht eines Membranfilzes gemäß Fig. 1.
In den Zeichnungen, und insbesondere in Fig. 1, ist ein Membranfilz gezeigt, der in einer Yankee-Maschine verwendet werden kann und eine Membranschicht 11 sowie ein Grundgewebe 12 umfaßt, die durch ein Stapelfaservlies 13 miteinander verbunden sind.
Wie in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt, weist die Membranschicht 11 in Längsrichtung verlaufende erhöhte Stegbereiche 14 und in Querrichtung verlaufende erhöhte Stegbereiche 15 auf, die rechteckige Bereiche 16 bilden. Die Stegbereiche 14 enthalten tragende Fäden 17, die sich in der geplanten Laufrichtung des Membranfilzes erstrecken.
Der unterschiedliche spezifische Druck auf die Stegbereiche 14 und 15, die während des Betriebs des Membranfilzes in einer Yankee-Maschine unter hohem Druck stehen, ist sehr viel größer als der Druck auf die rechteckigen Bereiche 16, die unter geringerem Druck stehen. Dies hat eine bessere Kreppung der Papierbahn zur Folge, was zu einer größeren Bauschigkeit und Weichheit der Papierbahn sowie einer geringeren Faserkompression in den Bereichen mit geringem Druck führt.
Die Faservliesschicht 13 ist auf ihrer einen Seite mit der Membranschicht 11 verbunden. Die andere Seite der Faservliesschicht 13 ist an einem Grundgewebe durch Heißverkleben, durch ein Klebemittel, Ultraschallschweißen, durch Vernadeln oder durch ein anderes herkömmliches oder sonstiges Verfahren befestigt. Normalerweise verlaufen die Fasern in dem Vlies wirr, aber unter manchen Umständen kann eine Längsausrichtung bevorzugt werden.
Die Membranschicht der vorliegenden Ausführungsform kann vorteilhaft gemäß dem in der GB-A-2202873 beschriebenen Verfahren hergestellt werden, obwohl andere Verfahren, wie z. B. eine Pulverdispersionstechnik, bevorzugt werden können.
Das Grundgewebe kann von herkömmlicher Form und Beschaffenheit sein und soll in der Lage sein, dem Abnahmefilz Stabilität und Wasserbehandlungsvermögen zu verleihen.
Das Vlies kann an dem Grundgewebe befestigt sein, alternativ kann das Vlies vor Ort auf das Grundgewebe mit Hilfe eines Schmelzblasverfahrens aufgebracht werden, bei dem Fasern auf das Grundgewebe aufextrudiert werden und aufgrund ihres halbgeschmolzenen Zustandes mit ihren Begrenzungsflächen am Grundgewebe haften. Der Feinheitsgrad der Fasern kann während der Vliesbildung entsprechend den speziellen Erfordernissen des Abnahmefilzes variiert werden. Es versteht sich natürlich, daß zur Bildung des Vlieses auch Spunlaced-, Spinnvlies- oder andere Verfahren zur Herstellung einer Vliesstoffbahn verwendet werden können.
Es versteht sich, daß die Dicke der Membrane, des Grundgewebes und der Stapelfaservliesschicht, falls eine solche Schicht zur Verbindung der Anordnung aus Membrane und Grundgewebe verwendet wird, verändert werden kann, um sie den Erfordernissen der Papierbahn anzupassen, die in der Yankee-Maschine geformt, getrocknet und gekreppt wird.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die oben beschriebene Ausführungsform nur der Veranschaulichung dient. Viele Abwandlungen und Änderungen sind möglich, sofern sie in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

1. Verwendung eines Membranfilzes in einer Yankee-Maschine zur Aufnahme einer geformten Papierbahn und zum Befördern und Pressen der Bahn auf dem Yankee-Zylinder, wobei der Membranfilz eine Trägergrundstruktur (12) und eine nichtgewebte Membrane (11) umfaßt, die eine polymere Matrix mit Stegen (15) aufweist, die sich zumindest in Maschinenquerrichtung der Membrane erstrecken, wobei zumindest einige der in Maschinenquerrichtung verlaufenden Stege (15) relativ zu der Ebene der Hauptoberfläche der Membrane (11) erhöht sind, wobei die Membrane (11) ferner sich in ihrer Laufrichtung erstreckende Fäden (17) umfaßt.

2. Verwendung eines Membranfilzes nach Anspruch 1, wobei die polymere Matrix ein rechteckiges Gitter mit in Maschinenrichtung verlaufenden Stegen (14, 16) und in Maschinenquerrichtung verlaufenden Stegen (15) umfaßt, wobei einige der in Maschinenrichtung verlaufenden Stege (14) relativ zu dar Ebene erhöht sind und mit den erhöhten, in Maschinenquerrichtung verlaufenden Stegen (15) derart zusammenwirken, daß auf der Oberseite der Membrane ein zellenförmiges Prägemuster gebildet ist.

3. Verwendung eines Membranfilzes nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fäden (17) Monofilamente oder Multifilamente sind.

4. Verwendung eines Membranfilzes nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Trägergrundstruktur (12) ein Grundgewebe ist.

5. Verwendung eines Membranfilzes nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Trägergrundstruktur (12) eine Verbundmembranstruktur ist, die eine polymere Matrix und darin angeordnete tragende Fäden umfaßt.

6. Verwendung eines Membranfilzes nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen der Trägergrundstruktur (12) und der nichtgewebten Membranschicht (11) eine Faservliesschicht (13) angebracht ist.

7. Verwendung eines Membranfilzes nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen der Trägergrundstruktur (12) und der nichtgewebten Membranschicht (11) eine Faservliesschicht (13) angebracht ist, und wobei die Faservliesschicht (13) aus Polyamid oder Polyolefin hergestellt ist.

8. Verwendung eines Membranfilzes nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen der Trägergrundstruktur (12) und der nichtgewebten Membranschicht (11) eine Faservliesschicht (13) angebracht ist, und wobei die nichtgewebte Membrane (11) auf der Oberseite der Faservliesschicht (13) angebracht ist.

9. Verwendung eines Membranfilzes nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen der Trägergrundstruktur (12) und der nichtgewebten Membranschicht (11) eine Faservliesschicht (13) angebracht ist, und wobei eine oder mehrere zusätzliche Stapelfaser-Schichten auf der der Papierbahn zugewandten Oberseite der Membrane (11) angebracht sind.

10. Verwendung eines Membranfilzes nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen der Trägergrundstruktur (12) und der nichtgewebten Membranschicht (11) eine Faservliesschicht (13) angebracht ist, und wobei die Stapelfasern der Faservliesschicht (13) mit dem Membranfilz von der der Membranseite des Filzes gegenüberliegenden Oberseite der Grundstruktur (12) aus vernadelt sind.

11. Verwendung eines Membranfilzes nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen der Trägergrundstruktur (12) und der nichtgewebten Membranschicht (11) eine Faservliesschicht (13) angebracht ist, und wobei die Stapelfasern der Faservliesschicht eine Feinheit von 3,3 bis 16,5 dtex (3 bis 15 denier), vorzugsweise von 3,3 bis 6,6 dtex (3 bis 6 denier) aufweisen.