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Gebiet der
Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich allgemein
auf Webstoffe und bezieht sich im Spezielleren auf Webstoffe zur
Papierherstellung.
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Hintergrund
der Erfindung
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Im herkömmlichen Langsiebpapierherstellungsverfahren
wird ein wässriger
Brei oder eine Suspension aus Zellulosefasern (bekannt als „Papierbrei") oben auf den oberen
Lauf eines Endlosbands aus Drahtgeflecht und/oder synthetischem
Material aufgetragen, das zwischen zwei oder mehr Walzen hindurchläuft. Das
Band, das oftmals als „Formiergewebe
oder Papiermaschinensieb" bezeichnet
wird, stellt eine Papierherstellungsfläche auf der Oberfläche seines
oberen Laufs bereit, welche als Filter wirkt, um die Zellulosefasern
des Papierbreis vom wässrigen
Medium zu trennen, wodurch eine nasse Papierbahn gebildet wird.
Das wässrige
Medium läuft durch
Maschenöffnungen
des Formiergewebes, die als Ablauflöcher bekannt sind, entweder
allein durch Schwerkraft ab, oder mit Unterstützung von einem oder mehreren Saugkästen, die
sich an der Unterseite (d. h., der „Maschinenseite") des oberen Laufs
des Gewebes befinden.
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Nach dem Verlassen der Formierpartie
wird die Papierbahn der Pressenpartie der Papiermaschine zugeführt, in
der man die Papierbahn den Walzenspalt eines oder mehrerer Paare
von Druckrollen durchlaufen lässt,
die mit einem weiteren Gewebe bedeckt sind, das typischerweise als „Pressfilz" bezeichnet wird.
Druck der Walzen entfernt zusätzliche Feuchtigkeit
aus der Bahn; das Entfernen von Feuchtigkeit wird oftmals durch
das Vorhandensein einer „Watteschicht" auf dem Pressfilz
verstärkt.
Das Papier wird dann zu weiterem Feuchtigkeitsentzug zu einer Trockenpartie
befördert.
Nach dem Trocknen ist das Papier zur Weiterverarbeitung und Verpackung bereit.
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Typischerweise werden Papiermaschinengewebe
durch ein oder zwei grundlegende Webtechniken als Endlosbänder hergestellt.
Bei der ersten dieser Techniken werden Gewebe durch ein Flachwebverfahren
flachgewebt, wobei ihre Enden zusammengefügt werden, um durch irgendeines
vieler hinlänglich
bekannter Verbindungsverfahren ein Endlosband herzustellen, beispielsweise,
indem die Enden aufgetrennt und wieder miteinander verwebt werden (allgemein
als „Verspleißen" bekannt), oder indem
an jedem Ende eine mit Heftnaht zu versehende Klappe oder ein spezieller
Umschlag angenäht
wird und diese dann wieder zu mit Heftnähten zu versehenden Schlingen
verwebt werden. Beim flachgewebten Papiermaschinengewebe erstrecken
sich Kettfäden
in der Maschinenrichtung, und die Schussfäden erstrecken sich quer zur
Maschinenrichtung. Bei der zweiten Technik werden die Gewebe mit
einem Endloswebverfahren direkt in Form eines durchgehenden Bandes
gewoben. Im Endloswebverfahren erstrecken sich die Kettfäden quer
zur Maschinenrichtung, und die Schussfäden erstrecken sich in der
Maschinenrichtung. Wie hierin verwendet, beziehen sich die Begriffe „Maschinenrichtung" (MR) bzw. „quer zur Maschinenrichtung" (QMR) auf eine Richtung,
die mit der Laufrichtung des Papiermaschinengewebes auf der Papiermaschine
ausgerichtet ist bzw. auf eine Richtung, die parallel zur Gewebeoberfläche und quer
zur Laufrichtung ist. Beide oben beschriebenen Webverfahren sind
im Stand der Technik hinlänglich bekannt,
und der Begriff „Endlosband", wie er hier verwendet
wird, bezieht sich auf Bänder,
die mit einem der beiden Verfahren hergestellt werden.
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Effizienter Papierbahn- und Faserhalt
und ein Nichtvorhandensein von Siebabdruck sind wichtige Überlegungen
bei der Auswahl von Papiermaschinengeweben, insbesondere im Formierabschnitt
der Papiermaschine, wo die nasse Bahn zu Anfang gebildet wird. Ein
Siebabdruck, welcher die Neigung des Papiers ist, Abrücke aufzuweisen,
wo es von den Fäden
oder Drähten
des Papiermaschinengewebes gehalten wurde, ist das Ergebnis davon,
dass einzelne Zellulosefasern innerhalb der Papierbahn so ausgerichtet
sind, dass ihre Enden in Spalten zwischen den einzelnen Fäden oder
Garnen des Formiergewebes zu liegen kommen. Ein Siebabdruck kann
bei der Ausbildung feiner Papierqualitäten besonders problematisch
sein, da er viele Papiereigenschaften wie Bogenmarkierung, Porosität, Durchsichtigkeit
und Nadelstiche betrifft. Diesem Problem wird im Allgemeinen entgegengetreten,
indem eine wasserdurchlässige
Gewebestruktur mit einer im Wesentlichen koplanaren Feinmaschenweite
vorgesehen wird, die es den Papierfasern ermöglicht, benachbarte Fäden des
Gewebes zu überbrücken und
nicht in die Spalten zwischen Fäden
einzudringen. So wie es hier verwendet wird, bedeutet „koplanar", dass die oberen Enden
der Fäden,
die die papierausbildende Fläche bilden,
sich im Wesentlichen auf derselben Höhe befinden, so dass eine im
Wesentlichen „plane" Fläche vorhanden
ist. Dementsprechend wurden bislang feine Papierqualitäten, die
zur Verwendung bei Karbondruck, Zigaretten, elektrischen Kondensatoren,
Qualitätsdruck
vorgesehen sind, und ähnliche
Qualitäten feinen
Papiers, aus sehr fein gewebten oder Drahtformiergeweben hergestellt.
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Unglücklicherweise sind solche fein
gewebten Formiergewebe (insbesondere während der Handhabung) oftmals
empfindlich und es kann ihnen an Dimensionsstabilität in der
Maschinenrichtung und/oder quer zur Maschinenrichtung mangeln, was für das Gewebe
zu einer kurzen Lebensdauer führt. Zusätzlich kann
eine feine Webart die Entwässerungseigenschaften
des Gewebes nachteilig beeinflussen, was es für die Verwendung als Formiergewebe
weniger geeignet macht.
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Um diese mit feinen Webarten zusammenhängenden
Probleme zu bekämpfen,
wurden zur Erleichterung der Papierausbildung mehrlagige Formiergewebe
mit feinmaschigen Fäden
auf der Papierbildungsoberfläche
und größeren Fäden auf
der Maschinenkontaktseite entwickelt, um für Festigkeit und Langlebigkeit
zu sorgen. Beispielsweise offenbart das U.S.-Patent Nr. 4,709,732
ein doppellagiges Formiergewebe zur Verwendung in einem Papierherstellungsprozess,
und das U.S.-Patent Nr. 4,605,595 lehrt ein zweilagiges Formiergewebe
mit einem Twill- oder Satinwebmuster.
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Obwohl sich doppellagige Gewebe für viele Anwendungen
als effiziente Formiergewebe erwiesen haben, können sie teuer in der Herstellung
sein. Auch werden im Allgemeinen verschiedene Papiersorten auf verschiedenen
Arten von Geweben hergestellt. Beispielsweise wird ein Hochqualitätspapier wie
dasjenige, das in Magazinen und Druckern verwendet wird, typischerweise
aus einem ganz anderen Gewebe als Tissue-Papier hergestellt, welches eine
deutlich weichere Oberflächenbeschaffenheit hat.
Dementsprechend sind Gewebeentwickler ständig auf der Suche nach neuen
Ausführungen,
die eine geeignete Balance der Leistungsmerkmale und Kosten bereitstellen.
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Ein Beispiel eines doppellagigen
Gewebes, das sich zur Ausbildung von Tissue-Papier eignet, ist in
dem an Wright erteilten U.S.-Patent Nr. 5,025,839 offenbart. Dieses
Gewebe benutzt in Maschinenrichtung verlaufende Garne, die mit den
maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen
in einem „unter1/über1/unter1/über5"-Muster und mit den quer zur Maschinenrichtung
verlaufenden Garnen der Papierseite in einem sich wiederholenden „über1/unter1/über5/unter12"-Muster verwebt werden, wobei sich die
in Maschinenrichtung verlaufenden Garne mit den maschinenseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen in den „unter12"-Abschnitten verschlingen.
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Das Ergebnis dieses speziellen Musters
ist, dass die in Maschinenrichtung verlaufenden Garne auf der Maschinenseite
des Gewebes eine „Zickzackform" annehmen, was, wie
verlautet, die Entwässerung
verbessert.
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Unglücklicherweise hat sich herausgestellt, dass
dieses Gewebe dazu neigt, seine papierseitigen, quer zur Maschinenrichtung
verlaufenden Garne an den „unter2"-Positionen des Musters
(den Positionen zwischen den Stellen, an denen die in Maschinenrichtung
verlaufenden Garne über
die papierseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garne
laufen, um papierseitige „Bindungsstellen" zu bilden) zu „paaren". Eine Paarbildung
ist die Neigung benachbarter papierseitiger, quer zur Maschinenrichtung
verlaufender Garne, nahe beieinander zu liegen und nicht um einen
gleichmäßigen Abstand
voneinander beabstandet zu sein. Dies wird durch Spannung bei den
in Maschinenrichtung verlaufenden Garnen verursacht, die vom „unter1/über1/unter1"-Abschnitt des maschinenseitigen
Musters (einer spannungsinduzierenden Konfiguration) ausgeht. Die
Spannung führt
die papierseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden „unter2"-Garne zwangsläufig zu
einer „gepaarten" Konfiguration zusammen.
Eine Paarbildung kann zu einer ungleichmäßigen Entwässerung durch die papierseitige
Lage aufgrund der Ungleichheit der Entwässerungslochgröße führen, was
im Ergebnis zu einer inkonsistenten Papieroberflächengüte führen kann.
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Die Druckschrift
US 5,025,839 bezieht sich auf ein
zweilagiges Formiergewebe mit einer oberen, Papier tragenden/bildenden
Lage, welche zweimal so viele, quer zur Maschinenrichtung verlaufende Garne
umfasst als die untere, maschinenseitige Lage. Es ist ein System
von in Maschinenrichtung verlaufenden Garnen vorgesehen, die in
einem ausgewählten
Wiederholungsmuster so miteinander verwebt werden, dass durch die
in Maschinenrichtung verlaufenden Garne auf der Unterseite des Gewebes ein
Zickzackeffekt entsteht. Es ist eine größere Anzahl von quer zur Maschinenrichtung
verlaufenden Garnen in der oberen Lage vorhanden, die selektiv in einem
Nicht-Twill-Muster mit Abdeckung von 80–100% der in Maschinenrichtung
verlaufenden Garne verwebt werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Angesichts des vorstehend Erwähnten ist
es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Formiergewebe mit
einem gesunden Gleichgewicht von Festigkeit, Entwässerung
und Oberflächenmerkmalen
bereitzustellen.
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Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Formiergewebe bereitzustellen, das eine Paarbildung der papierseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garne reduziert.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Formiergewebe bereitzustellen, das sich zu Ausbildung von Tissue-Papier
eignet.
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Diese und weitere Aufgaben werden
von der vorliegenden Erfindung gelöst, die sich auf ein Papiermaschinenformiergewebe
bezieht, das besonders zur Ausbildung von Tissue-Papier geeignet
ist. Das Formiergewebe weist eine obere Maschinenseite und eine
entgegen gesetzte untere Papierseite auf und umfasst in Maschinenrichtung
verlaufende Garne und quer zur Maschinenrichtung verlaufende Garne,
die in einem sich wiederholenden Muster von mehreren sich wiederholenden
Einheiten miteinander verwoben sind. Die sich wiederholenden Einheiten
dieses Musters umfassen: eine erste voreingestellte Anzahl von papierseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen, die die Papierseite
des Gewebes bilden; eine zweite voreingestellte Anzahl von maschinenseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen, die die Maschinenseite
des Gewebes bilden, wobei die erste voreingestellte Anzahl mindestens
zwei Mal so groß ist
wie die zweite voreingestellte Anzahl, und wobei jedes der maschinenseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garne unter einem papierseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garn positioniert ist; eine
dritte voreingestellte Anzahl von in Maschinenrichtung verlaufenden
Garnen, wobei jedes der in Maschinenrichtung verlaufenden Garne
sowohl mit den papierseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden
Garnen als auch mit den maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung
verlaufenden Garnen verwoben ist. Die in Maschinenrichtung verlaufenden
Garne umfassen erste und zweite Sätze von in Maschinenrichtung
verlaufenden Garnen, wobei die ersten und zweiten Sätze von
in Maschinenrichtung verlaufenden Garnen in einem abwechselnden
Muster angeordnet sind, wobei jedes in Maschinenrichtung verlaufende
Garn des ersten Satzes zwischen zwei in Maschinenrichtung verlaufenden Garnen
des zweiten Satzes positioniert ist, und jedes in Maschinenrichtung
verlaufende Garn des zweiten Satzes zwischen zwei in Maschinenrichtung
verlaufenden Garnen des ersten Satzes positioniert ist. Innerhalb
der sich wiederholenden Einheit verläuft jedes der in Maschinenrichtung
verlaufenden Garne des ersten Satzes über vier papierseitigen, quer
zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen, um erste, zweite, dritte
und vierte papierseitige Bindungsstellen zu bilden. Die ersten und
zweiten papierseitigen Bindungsstellen sind durch mindestens zwei
papierseitige, quer zur Maschinenrichtung verlaufende Garne voneinander
getrennt, und die dritten und vierten papierseitigen Bindungsstellen
sind durch mindestens zwei papierseitige, quer zur Maschinenrichtung
verlaufende Garne voneinander getrennt. Jedes der in Maschinenrichtung
verlaufenden Garne des zweiten Satzes verläuft über vier papierseitigen, quer
zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen, um fünfte, sechste, siebte und achte
papierseitige Bindungsstellen zu bilden. Die fünften und sechsten papierseitigen
Bindungsstellen sind durch mindestens zwei papierseitige, quer zur
Maschinenrichtung verlaufende Garne voneinander getrennt, und die
siebten und achten papierseitigen Bindungsstellen sind durch mindestens
zwei papierseitige, quer zur Maschinenrichtung verlaufende Garne
voneinander getrennt. Jedes der in Maschinenrichtung verlaufenden
Garne des ersten Satzes verläuft
unter vier maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden
Garnen, um erste, zweite, dritte und vierte maschinenseitige Bindungsstellen
zu bilden, und jedes der in Maschinenrichtung verlaufenden Garne
des zweiten Satzes verläuft
unter drei maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden
Garnen, um fünfte,
sechste und siebte papierseitige Bindungsstellen zu bilden. Jede
der maschinenseitigen ersten, zweiten, dritten und vierten Bindungsstellen,
die durch ein in Maschinenrichtung verlaufendes Garn des ersten
Satzes gebildet ist, das unter jeweiligen maschinenseitigen, quer
zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen verläuft, weist eine entsprechende der
ersten, zweiten, dritten und vierten Bindungsstellen auf einem benachbarten,
in Maschinenrichtung verlaufenden Garn des ersten Satzes auf, die
unter demselben maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden
Garn gebildet ist. Auch weisen jeweils zwei der fünften, sechsten
und siebten maschinenseitigen Bindungsstellen, die durch ein in
Maschinenrichtung verlaufendes Garn des zweiten Satzes unter jeweiligen
maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen
gebildet sind, eine entsprechende der fünften, sechsten und siebten
Bindungsstellen auf einem benachbarten, in Maschinenrichtung verlaufenden
Garn des zweiten Satzes auf, die unter demselben maschinenseitigen, quer
zur Maschinenrichtung verlaufenden Garn gebildet ist, aber die andere
der fünften,
sechsten und siebten Bindungsstellen des einen, in Maschinenrichtung
verlaufenden Garns des zweiten Satzes weist keine entsprechende
fünfte,
sechste oder siebte Bindungsstelle auf einem benachbarten, in Maschinenrichtung
verlaufenden Garn des zweiten Satzes auf, die unter demselben maschinenseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garn gebildet ist. In dieser
Konfiguration bewahrt das Gewebe die gewünschte „Zickzack"-Konfiguration auf der Maschinenseite,
neigt aber weniger zur Paarbildung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die sich wiederholende Einheit des Gewebes 16 maschinenseitige,
quer zur Maschinenrichtung verlaufende Garne, 32 papierseitige,
quer zur Maschinenrichtung verlaufende Garne und 16 in
Maschinenrichtung verlaufende Garne. Die in Maschinenrichtung verlaufenden
Garne werden so miteinander verwoben, dass die ersten und zweiten
papierseitigen Bindungsstellen von zwei papierseitigen, quer zur Maschinenrichtung
verlaufenden Garnen voneinander getrennt werden. Auch die ersten
und dritten maschinenseitigen Bindungsstellen werden von zwei in Maschinenrichtung
verlaufenden Garnen voneinander getrennt, wie auch die zweiten und
vierten maschinenseitigen Bindungsstellen. Diese Konfiguration stellt
eine maschinenseitige Konfiguration mit höherer Verschleißfestigkeit
bereit und eine papierseitige Konfiguration, die sich besonders
zur Ausbildung von Tissue-Papier eignet.
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In einer zweiten Ausführungsform
richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Papiermaschinenformiergewebe,
das eine obere Maschinenseite und eine entgegengesetzte untere Papierseite
aufweist und in Maschinenrichtung verlaufende Garne und quer zur
Maschinenrichtung verlaufende Garne umfasst, die in einem sich wiederholenden
Muster von mehreren sich wiederholenden Einheiten miteinander verwoben
sind. Eine sich wiederholende Einheit dieses Musters umfasst: eine
erste voreingestellte Anzahl von papierseitigen, quer zur Maschinenrichtung
verlaufenden Garnen, die die Papierseite des Gewebes bilden; eine
zweite voreingestellte Anzahl von maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden
Garnen, die die Maschinenseite des Gewebes bilden, wobei die erste
voreingestellte Anzahl mindestens zwei Mal so groß ist wie
die zweite voreingestellte Anzahl, und wobei jedes der maschinenseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garne unter einem papierseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garn positioniert ist; und
eine dritte voreingestellte Anzahl von in Maschinenrichtung verlaufenden
Garnen, wobei jedes der in Maschinenrichtung verlaufenden Garne
sowohl mit den papierseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden
Garnen als auch mit den maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung
verlaufenden Garnen verwoben ist. Innerhalb der sich wiederholenden Einheit
läuft jedes
der in Maschinenrichtung verlaufenden Garne über zwei papierseitige, quer
zur Maschinenrichtung verlaufende Garne, um erste und zweite papierseitige
Bindungsstellen zu bilden, welche durch mindestens zwei papierseitige,
quer zur Maschinenrichtung verlaufende Garne voneinander getrennt
sind. Jedes der in Maschinenrichtung verlaufenden Garne läuft auch
unter zwei maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden
Garnen durch, um erste und zweite maschinenseitige Bindungsstellen
zu bilden. Jede der maschinenseitigen Bindungsstellen, die von einem
ersten, in Maschinenrichtung verlaufenden Garn unter einem jeweiligen
maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garn
gebildet ist, weist eine entsprechende erste und zweite Bindungsstelle
auf einem zweiten, in Maschinenrichtung verlaufenden Garn auf, die
unter demselben maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden
Garn gebildet ist, wobei das erste und zweite, in Maschinenrichtung
verlaufende Garn durch ein drittes, in Maschinenrichtung verlaufendes Garn
voneinander getrennt sind. Die ersten und zweiten papierseitigen Bindungsstellen
des dritten, in Maschinenrichtung verlaufenden Garns bilden sich,
wenn das dritte, in Maschinenrichtung verlaufende Garn über papierseitige,
quer zur Maschinenrichtung verlaufende Garne anders als das papierseitige,
quer zur Maschinenrichtung verlaufende Garn läuft, das direkt oberhalb des
maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garns
positioniert ist, unter dem die erste maschinenseitige Bindungsstelle
des ersten, in Maschinenrichtung verlaufenden Garns gebildet ist. In
dieser Konfiguration kann die Spannung reduziert werden, die in
die in Maschinenrichtung verlaufenden Garne durch die maschinenseitige
Bindungsstellenkonfiguration eingebracht wird.
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Die vorliegende Erfindung ist durch
die Ansprüche
1 bis 20 definiert und bezieht sich auf eine Papiermaschinenformiergewebe
und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Das Papiermaschinenformiergewebe
nach den Ansprüchen
1 bis 10 weist eine obere Maschinenseite und eine entgegengesetzte
untere Papierseite auf und umfasst in Maschinenrichtung verlaufende
Garne und quer zur Maschinenrichtung verlaufende Garne, die in einem
sich wiederholenden Muster von mehreren sich wiederholenden Einheiten
miteinander verwoben sind. Eine sich wiederholende Einheit dieses
Musters umfasst: eine erste voreingestellte Anzahl von papierseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen, die die Papierseite
des Gewebes bilden; eine zweite voreingestellte Anzahl von maschinenseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen, die die Maschinenseite
des Gewebes bilden, wobei die erste voreingestellte Anzahl mindestens
zwei Mal so groß ist
wie die zweite voreingestellte Anzahl, und wobei jedes der maschinenseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garne unter einem papierseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garn positioniert ist; eine
dritte voreingestellte Anzahl von in Maschinenrichtung verlaufenden
Garnen, wobei jedes der in Maschinenrichtung verlaufenden Garne
sowohl mit den papierseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden
Garnen als auch mit den maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung
verlaufenden Garnen verwoben ist, wobei die in Maschinenrichtung
verlaufenden Garne erste und zweite Sätze von in Maschinenrichtung
verlaufenden Garnen umfassen, wobei die ersten und zweiten Sätze von
in Maschinenrichtung verlaufenden Garnen in einem abwechselnden
Muster angeordnet sind, wobei jedes in Maschinenrichtung verlaufende
Garn des ersten Satzes zwischen zwei in Maschinenrichtung verlaufenden
Garnen des zweiten Satzes positioniert ist, und jedes in Maschinenrichtung
verlaufende Garn zwischen zwei in Maschinenrichtung verlaufenden Garnen
des ersten Satzes positioniert ist.
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Innerhalb der sich wiederholenden
Einheit verläuft
jedes der in Maschinenrichtung verlaufenden Garne des ersten Satzes über vier
papierseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen, um
erste, zweite, dritte und vierte papierseitige Bindungsstellen zu
bilden. Die ersten und zweiten papierseitigen Bindungsstellen sind
durch mindestens zwei papierseitige, quer zur Maschinenrichtung
verlaufende Garne voneinander getrennt, und die dritten und vierten
papierseitigen Bindungsstellen sind durch mindestens zwei papierseitige,
quer zur Maschinenrichtung verlaufende Garne voneinander getrennt.
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Jedes der in Maschinenrichtung verlaufenden
Garne des zweiten Satzes verläuft über vier
papierseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen,
um fünfte,
sechste, siebte und achte papierseitige indungsstellen zu bilden,
wobei die fünften und
sechsten papierseitigen Bindungsstellen durch mindestens zwei papierseitige,
quer zur Maschinenrichtung verlaufende Garne voneinander getrennt sind,
und die siebten und achten papierseitigen Bindungsstellen sind durch
mindestens zwei papierseitige, quer zur Maschinenrichtung verlaufende
Garne voneinander getrennt sind.
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Jedes der in Maschinenrichtung verlaufenden
Garne des ersten Satzes verläuft
unter vier maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden
Garnen, um erste, zweite, dritte und vierte maschinenseitige Bindungsstellen
zu bilden, und jedes der in Maschinenrichtung verlaufenden Garne des
zweiten Satzes verläuft
unter drei maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden
Garnen, um fünfte,
sechste und siebte papierseitige Bindungsstellen zu bilden.
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Jede der maschinenseitigen ersten,
zweiten, dritten und vierten Bindungsstellen, die durch ein in Maschinenrichtung
verlaufendes Garn des ersten Satzes gebildet ist, das unter jeweiligen
maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen
verläuft,
weist eine entsprechende der ersten, zweiten, dritten und vierten
Bindungsstellen auf einem benachbarten, in Maschinenrichtung verlaufenden
Garn des ersten Satzes auf, die unter demselben maschinenseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garn gebildet ist.
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Jeweils zwei der fünften, sechsten
und siebten maschinenseitigen Bindungsstellen, die durch ein in
Maschinenrichtung verlaufendes Garn des zweiten Satzes unter jeweiligen
maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garnen
gebildet sind, weisen eine entsprechende der fünften, sechsten und siebten
Bindungsstellen auf einem benachbarten, in Maschinenrichtung verlaufenden
Garn des zweiten Satzes auf, die unter demselben maschinenseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garn gebildet ist, und wobei
die andere der fünften, sechsten
und siebten Bindungsstellen des einen, in Maschinenrichtung verlaufenden
Garns des zweiten Satzes keine entsprechende fünfte, sechste oder siebte Bindungsstelle
auf einem benachbarten, in Maschinenrichtung verlaufenden Garn des
zweiten Satzes aufweist, die unter demselben maschinenseitigen,
quer zur Maschinenrichtung verlaufenden Garn gebildet ist.
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Das Papierherstellungsverfahren nach
den Ansprüchen
11 bis 20 umfasst folgende Schritte: Bereitstellen eines Papiermaschinenformiergewebes nach
Anspruch 1 bis 10; Papierrohstoff auf das Gewebe aufzubringen; und
Feuchtigkeit aus dem Papierrohstoff zu entfernen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Draufsicht auf die Papierseite des Formiergewebes
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine schematische Schnittansicht in Draufsicht auf die Maschinenseite
des Formiergewebes von 1;
diese Ansicht zeigt den „Zickzack"-Effekt der in Maschinenrichtung
verlaufenden Garne auf der Maschinenseite des Gewebes nicht, um
das Webmuster des Gewebes klar darzustellen.
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Die 3 bis 18 sind Schnittansichten
entlang aufeinanderfolgender, in Maschinenrichtung verlaufender
Garne, die das Verwebmuster der in Maschinenrichtung verlaufenden
Garne bezüglich der
papier- und maschinenseitigen, quer zur Maschinenrichtung verlaufenden
Garne darstellt.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wird nun
im Spezielleren mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
in denen gegenwärtige
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gezeigt sind. Die Erfindung kann jedoch
in vielen verschiedenen Ausführungsformen
realisiert werden und ist nicht auf die hier dargelegte Ausführungsform
beschränkt;
diese Ausführungsform
ist eher dazu vorgesehen, dem Fachmann auf diesem Gebiet den Umfang
der Erfindung gänzlich
nahe zu bringen.
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Nunmehr mit Bezug auf die Zeichnungen
ist ein doppellagiges Gewebe 20 in den 1 bis 18 dargestellt.
Das doppellagige Gewebe 20 umfasst mehrere sich wiederholende
Einheiten (wovon eine in 1 mit 21 angegeben
ist), die aus in Maschinenrichtung (MR) verlaufenden Garnen gebildet
sind, die mit papierseitigen, quer zur Maschinenrichtung (QMR) verlaufenden
Garnen und maschinenseitigen QMR-Garnen verwoben sind. Die sechzehn
MR-Garne der sich wiederholenden Einheit sind mit 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 und 52 bezeichnet.
Diese können
in zwei Sätze
sich abwechselnder MR-Garne unterteilt werden, wobei der erste Satz
die MR-Garne 22, 26, 30, 34, 38, 42, 46 und 50 und
der zweite Satz die MR-Garne 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48 und 52 umfasst.
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Diese MR-Garne sind mit zwei unterschiedlichen
Sätzen
von QMR-Garnen verwoben:
denjenigen, die die papierseitige Lage 60 des Gewebes 20 bilden
(siehe 1); und denjenigen,
die die maschinenseitige Lage 100 bilden (siehe 2). Jede sich wiederholende
Einheit 21 umfasst insgesamt zweiunddreißig papierseitige
QMR-Garne. Diese sind der Reihe nach in den 1 und 3 bis 18 mit 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 62a, 64a, 66a, 68a, 70a, 72a, 74a, 76a, 78a, 80a, 82a, 84a, 86a, 88a, 90a und 92a bezeichnet.
Die maschinenseitigen QMR-Lage 100 umfasst sechzehn maschinenseitige
QMR-Garne; diese sind der Reihe nach in den 2 bis 18 mit 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, 126, 128, 130 und 132 bezeichnet.
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Das Verwebmuster der einzelnen MR-Garne wird
mit Bezug auf die 3 bis 18 am Klarsten, wovon jede
das Verweben eines MR-Garns durch die papier- und maschinenseitigen
QMR-Garne darstellt. Beispielsweise zeigt 3, wie das MR-Garn 22 über dem
papierseitigen QMR- Garn 62,
unter den papierseitigen QMR-Garnen 64 und 66, über dem
papierseitigen QMR-Garn 68 und unter den papierseitigen
QMR-Garnen 70 bis 92 hindurchläuft. Zu Erläuterungszwecken bezieht sich „oberhalb", „oben" u. dgl. auf die
Richtung, in die die Papierseite des Gewebes 20 gewandt
ist (in den 3 bis 18 zum oberen Teil der Seite
hin), und „unten", „unterhalb" u. dgl. bezieht
sich auf die Richtung, in die die Maschinenseite des Gewebes gewandt
ist. Dieses Webmuster des MR-Garns 22 wiederholt
sich bei den papierseitigen QMR-Garnen 62a bis 92a.
Somit weist das MR-Garn 22 ein „über1/unter2/über1/unter12"-Wiederholungsmuster
auf, wenn es mit den papierseitigen QMR-Garnen verwoben ist. Bei
der in 1 dargestellten
Wiederholungseinheit 21 wiederholt sich das „über1/unter2/über1/unter12"-Muster zweimal.
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Wie in den 1 und 4 bis 18 zu sehen ist, folgt jedes
der übrigen
MR-Garne 24 bis 52 demselben Webmuster in Bezug
auf die papierseitigen QMR-Garne. Somit folgt jedes MR-Garn einem über1/unter12/über1/unter12-Muster
in Bezug auf die papierseitigen QMR-Garne.
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Wie in 1 zu
sehen, werden benachbarte MR-Garne in Bezug auf die papierseitigen
QMR-Garne mit einem Versatz von sechs papierseitigen QMR-Garnen
verwebt, d. h., die Bindungsstellen, die durch die MR-Garne auf
der Papierfläche
von einem MR-Garn gebildet werden, sind von den entsprechenden Bindungsstellen
auf benachbarten MR-Garnen
durch sechs papierseitige QMR-Garne getrennt. Beispielsweise bildet
das MR-Garn 22 eine erste papierseitige Bindungsstelle,
wenn es über
dem papierseitigen QMR-Garn 62 verläuft, und eine weitere papierseitige
Bindungsstelle, wenn es über
dem papierseitigen QMR-Garn 68 verläuft. Das nächste benachbarte MR-Garn 24 bildet
papierseitige Bindungsstellen, wenn es über dem papierseitigen QMR-Garn 74 und
dem papierseitigen QMR-Garn 80 läuft, wovon jedes sechs QMR-Garne
von ihren entsprechenden Bindungsstellen auf dem MR-Garn 22 entfernt
ist.
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Dieser Versatz um sechs papierseitige QMR-Garne
ist durchgehend bei der Wiederholungseinheit des Gewebes 20.
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Nun mit Rückbezug auf 3, wird das MR-Garn 22, wenn
es zwischen den papierseitigen QMR-Garnen 62 bis 92a hindurchläuft, auch
mit den maschinenseitigen QMR-Garnen verwoben. Im Spezielleren verläuft das
MR-Garn 22 über
den maschinenseitigen QMR-Garnen 102, 104, 106 und 108,
unter dem maschinenseitigen QMR-Garn 110, über dem
maschinenseitigen QMR-Garn 112, unter dem maschinenseitigen
QMR-Garn 114, über den
maschinenseitigen QMR-Garnen 116 bis 124, unter
dem maschinenseitigen QMR-Garn 126, über dem maschinenseitigen QMR-Garn 128,
unter dem maschinenseitigen QMR-Garn 130 und über dem
maschinenseitigen QMR-Garn 132. Somit weist das MR-Garn 22 ein „über5/unter1/über1/unter1"-Webmuster in Bezug
auf die maschinenseitigen QMR-Garne auf, das innerhalb der Wiederholungseinheit 121 zweimal
wiederholt wird. Wie in den 1, 5, 7, 9, 11, 13, 15 und 17 zu sehen ist, folgen die
MR-Garne des ersten Satzes der abwechselnden MR-Garne 26, 30, 34, 38, 42, 46 und 50 demselben Muster
wie das MR-Garn 22 in
Bezug auf die maschinenseitigen QMR-Garne.
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Nun ist mit Bezug auf 4 ersichtlich, dass das
MR-Garn 24 über
den maschinenseitigen QMR-Garnen 102 bis 114,
unter dem maschinenseitigen QMR-Garn 116, über dem
maschinenseitigen QMR-Garn 118, unter dem maschinenseitigen QMR-Garn 120, über den
maschinenseitigen QMR-Garnen 122 bis 130 und unter
dem maschinenseitigen QMR-Garn 132 verläuft. Somit besitzt das MR-Garn 24 in
Bezug auf die maschinenseitigen QMR-Garne ein „über7/unter1/über1/unter1/über5/unter1"-Muster. Erkennbarer
Weise unterscheidet sich dieses Muster von demjenigen der benachbarten
MR-Garne 22 und 26.
Wie in den 1, 6, 8, 10, 12, 14, 16 und 18 zu sehen ist, wird das „über7/unter1/über1/unter1/über5/unter1"-Muster, dem das
MR-Garn 24 folgt, auch vom zweiten Satz der sich abwechselnden
MR-Garne 28, 32, 36, 40, 44, 48 und 52 befolgt.
Bei diesen MR-Garnen bilden sich drei maschinenseitige Bindungsstellen
in dem Wiederholungsmuster, und keine vier maschinenseitigen Bindungsstellen,
die im Wiederholungsmuster des ersten Satzes der sich abwechselnden
MR-Garne 22, 26, 30, 34, 38, 42, 46 und 50 gebildet
werden.
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Wie in 2 zu
sehen ist, sind die maschinenseitigen Bindungsstellen jedes MR-Garns,
die durch den „unter1/über1/unter1"-Abschnitt beider Muster
der MR-Garne gemeinsam gebildet sind, von ihren entsprechenden Bindungsstellen
auf benachbarten MR-Garnen um einen Versatz von drei maschinenseitigen
QMR-Garnen versetzt. Als Beispiel bildet das MR-Garn 22 eine
maschinenseitige Bindungsstelle 22', wenn es unter dem maschinenseitigen
QMR-Garn 110 verläuft,
und eine weitere maschinenseitige Bindungsstelle 22'', wenn es unter dem maschinenseitigen
QMR-Garn 114 verläuft
(siehe 3). Das nächste benachbarte
MR-Garn, welches das MR-Garn 24 ist, bildet eine maschinenseitige
Bindungsstelle 24',
wenn es unter dem maschinenseitigen QMR-Garn 116 verläuft, und
eine weitere maschinenseitige Bindungsstelle 24''',
wenn es über dem
maschinenseitigen QMR-Garn 120 verläuft (siehe 4). Somit sind diese maschinenseitigen
Bindungsstellen benachbarter MR-Garne voneinander um drei maschinenseitige
QMR-Garne versetzt.
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Unter erneutem Bezug auf 2 ist ersichtlich, dass
beim ersten Satz der sich abwechselnden MR-Garne 22, 26, 30, 34, 38, 42, 46 und 50 dieses Webmuster
die Entstehung maschinenseitiger Bindungsstellen unter demselben
QMR-Garn durch MR-Garne verursacht, die um ein MR-Garn vom zweiten
Satz der sich abwechselnden MR-Garne versetzt sind. Beispielsweise
bildet das MR-Garn 26 maschinenseitige Bindungsstellen 26', 26'', 26''', 26'''', wenn es unter
den maschinenseitigen QMR-Garnen 106, 110, 122,
und 126 verläuft
(5). Wenn über ein
MR-Garn zum MR-Garn 30 übergegangen
wird, ist ersichtlich, dass das MR-Garn 30 auch maschinenseitige
Bindungsstellen bildet (mit 30', 30'' bezeichnet),
wenn es unter den maschinenseitigen QMR-Garnen 106 und 122 verläuft (7). Wenn über ein
MR-Garn in der entgegengesetzten Richtung zum MR-Garn 22 übergegangen
wird, ist ersichtlich, dass das MR-Garn 22 maschinenseitige Bindungsstellen 22', 22''' bildet,
wenn es unter den maschinenseitigen Garnen 110 und 126 verläuft. Somit
hat beim ersten Satz der sich abwechselnden Garne 22, 26, 30, 34, 38, 42, 46 und 50 jede
maschinenseitige Bindungsstelle eine entsprechende Bindungsstelle,
die unter demselben maschinenseitigen QMR-Garn auf einem benachbarten
MR-Garn der ersten Satzes sich abwechselnder Garne ausgebildet ist.
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Im Gegensatz dazu ist der zweite
Satz der sich abwechselnden MR-Garne 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48 und 52 nicht
so angeordnet, dass jede maschinenseitige Bindungsstelle eine entsprechende
maschinenseitige Bindungsstelle unter demselben maschinenseitigen
QMR-Garn auf einem benachbarten MR-Garn des zweiten Satzes aufweist.
Als Beispiel weist das MR-Garn 28 maschinenseitige Bindungsstellen 28', 28'', 28''' unter den maschinenseitigen QMR-Garnen 112, 128 und 132 auf.
Wird über
ein MR-Garn zum MR-Garn 32 übergegangen, weist das benachbarte
MR-Garn des zweiten Satzes, MR-Garn 32, maschinenseitige
Bindungsstellen 32', 32'', 32''' unter den maschinenseitigen
QMR-Garnen 108, 112 und 124 auf. Wird
vom MR-Garn 28 über
ein MR-Garn in die entgegengesetzte Richtung zum MR-Garn 24 übergegangen,
weist das benachbarte MR-Garn des zweiten Satzes in der entgegengesetzten
Richtung, MR-Garn 24, maschinenseitige Bindungsstellen 24', 24'', 24''' unter den maschinenseitigen
QMR-Garnen 116, 120 und 132 auf. Somit
gibt es, obwohl beim MR-Garn 28 entsprechende maschinenseitige
Bindungsstellen unter den maschinenseitigen QMR-Garnen 132 und 112 an
benachbarten MR-Garnen des zweiten Satzes der sich abwechselnden
MR-Garne vorhanden
sind, keine entsprechende maschinenseitige Bindungsstelle an einem
dieser benachbarten MR-Garne des zweiten Satzes unter dem maschinenseitigen
QMR-Garn 128. Jedes der anderen MR-Garne des zweiten Satzes
der sich abwechselnden MR-Garne 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48 und 52 weist
auf ähnliche
Weise eine maschinenseitige Bindungsstelle auf, der eine entsprechende
maschinenseitige Bindungsstelle unter demselben maschinenseitigen
QMR-Garn an jedem der benachbarten MR-Garne des zweiten Satzes fehlt.
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Die Anordnung der Bindungsstellen
ist eine wünschenswerte
Konfiguration für
die Maschinenseite eines Gewebes, da sich herausstellte, dass eine Trennung
von maschinenseitigen Bindungsstellen, die am selben maschinenseitigen
QMR-Garn durch ein MR-Garn ausgebildet sind, geeignete Verschleißeigenschaften
bereitstellen. Der Effekt, zwei benachbarte, in Maschinenrichtung
verlaufende Garne zwischen in Maschinenrichtung verlaufenden Garnen angeordnet
zu haben, welche Bindungsstellen am selben maschinenseitigen QMR-Garn
bilden, ist, dass der „Zickzack"-Effekt, der von
anderen doppellagigen Geweben hervorgerufen wird, wie dem Gewebe,
das in dem an Wright erteilten U.S.-Patent 5,025,839 offenbart ist,
wünschenswerter
Weise beibehalten bleibt (dieser Effekt, der in den Zeichnungen des
U.S.-Patents 5,025,839
im übertriebenen
Detail dargestellt ist, dessen Offenbarung in ihrer Gänze hierin
aufgenommen wird, ist in 2 der
Klarheit des Webmusters halber nicht dargestellt). Der Effekt kann
durch die Abwesenheit entsprechender Bindungsstellen bei einer der
Bindungsstellen an jedem MR-Garn des zweiten Satzes sich abwechselnder Garne
zu einem etwas weniger ausgeprägten
Zickzackverlauf abgeschwächt
werden.
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Zusätzlich wäre festzuhalten, dass es keine papierseitige
Bindungsstelle gibt, die über
einem papierseitigen QMR-Garn zwischen den zuvor erwähnten maschinenseitigen
Bindungsstellen gebildet ist, die unter demselben papierseitigen
QMR-Garn auf benachbarten MR-Garnen entweder des ersten oder zweiten
Satzes sich abwechselnder MR-Garne ausgebildet sind. Beispielsweise
bilden die MR-Garne 22 und 26 maschinenseitige
Bindungsstellen unter den maschinenseitigen QMR-Garnen 110 und 126;
das MR-Garn 24 jedoch bildet keine papierseitige Bindungsstelle über jedem
der papierseitigen QMR-Garne 78, 78a, die über diesen
QMR-Garnen positioniert sind. Statt dessen bildet das MR-Garn 24 papierseitige
Bindungsstellen über
den papierseitigen QMR-Garnen 80, 80a,
die um ein papierseitiges QMR-Garn von den papierseitigen QMR-Garnen 78, 78a versetzt
sind. Diese Konfiguration kann insofern vorteilhaft sein, als sie
die vom „unter1/über1/unter1"-Abschnitt des maschinenseitigen
Musters eingebrachte Spannung reduzieren kann.
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Der Einschluss zweier oder mehrerer
benachbarter maschinenseitiger QMR-Garne zwischen maschinenseitigen
Bindungsstellen kann den Paarungseffekt erheblich mindern, der in
doppellagigen Geweben aus dem Stand der Technik mit im Zickzack verlaufenden
maschinenseitigen QMR-Garnen
vorhanden war. Die Trennung dieser maschinenseitigen Bindungsstellen
läuft darauf
hinaus, die Spannung in den MR-Garnen in deren Abschnitten zwischen
den papierseitigen Bindungsstellen zu reduzieren. Dementsprechend
nehmen die papierseitigen QMR-Garne von den MR-Garnen weniger Paarungskraft
auf. Als Ergebnis kann Entwässerung
durch das Gewebe 20 verbessert sein.
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Die Form der in den Geweben der vorliegenden
Erfindung verwendeten Garne kann je nach den gewünschten Eigenschaften des fertigen
Papiermaschinengewebes variieren. Beispielsweise können die
Garne mehrfädige
Garne, einfädige
Garne, verdrillte mehr- oder einfädige Zwirne, gesponnene Garne
oder irgendeine Kombination davon sein. Auch die Materialien, die
Garne umfassen, die im Gewebe der vorliegenden Erfindung verwendet
werden, können diejenigen
sein, die für
gewöhnlich
in einem Papiermaschinengewebe verwendet werden. Beispielsweise können die
Garne aus Baumwolle, Wolle, Polypropylen, Polyester, Aramid, Polyamid
o. dgl. gefertigt sein. Der Fachmann sollte ein Garnmaterial nach
der besonderen Anwendung des fertigen Gewebes auswählen.
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Vorzugsweise haben die papierseitigen QMR-Garne
einen kleineren Durchmesser als die maschinenseitigen QMR-Garne,
wobei der Durchmesser der MR-Garne ca. 0,10 bis 0,20 mm und vorzugsweise
ca. 0,12 bis 0,15 mm beträgt.
Die besondere Größe der MR-
und QMR-Garne wird typischerweise durch die Größe und Beabstandung der QMR-Garne
der Papierherstellungsfläche
des Basisgewebes diktiert. Im Allgemeinen beträgt der Durchmesser der papierseitigen
QMR-Garne ca. 50 bis 75 Prozent des Durchmessers der maschinenseitigen QMR-Garne,
und der Durchmesser der MR-Garne beträgt ca. 80 bis 120 Prozent des
Durchmessers der papierseitigen QMR-Garne.
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Die vorstehenden Ausführungsformen
stellen die vorliegende Erfindung dar und sind nicht als diese einschränkend gedacht.
Die Erfindung ist durch die folgenden Ansprüche definiert.