DE7108902U - Entwasserungselement - Google Patents

Description

Conrad Munzinger & Cie_e,
Aktiengesllschaft
Ölten / Schweiz

Entwässerungselement

Die Neuerung betrifft ein Entwässerungselement aus einem
Gewebe, das mono- und multifile Filamente hoher Festigkeit und geringer Dehnung sowie Fasernaterial enthält und
gegebenenfalls ein- oder beidseitig mit einer Vliesauflage versehen ist.

Es ist hierbei in erster Linie an Sieb/ί und Filze bzw.
Siebfilze für Maschinen zvr Herstellung von Papier, Pappe, Zellstoff und ähnlichem Material gedacht, jedoch ist der
Ausdruck "Entwässerungselement¹¹ allgemein zu verstehen
und soll beispielsweise auch Filterelemente und Transporttücher für die Asbestzement-Industrie umfassen. Bei der Konstruktion der Gewebe für solche Entwässerung-,.elemente sind verschiedene Anforderungen zu erfüllen, die miteinander unvereinbar zu sein scheinen.

Die Entwässerungselemente sollen eine hohe Durchlässigkeit aufweisen, ob sie nun als Naß- oder Trockensieb, als Filz in der Naßpressen- oder Trockenpartie der Papiermaschine
ο«dgl. eingesetzt werden.

Verwendet man zur Herstellung der Gewebe Mono- oder Multifilamente, so erreicht man ohne weiteres eine hohe Durchlässigkeit, weil die Fäden glatt sind und deswegen den Durchtritt von Wasser bzw. Luft nicht behindern. Die gleicheEigenschaft führt

jedoch auch zu dem Problem, daß die Gewebe zum Schieben neigen, d.h. die Kett- und Schußfäden rutschen aufeinander ab. Dadurch wird nicht nur das Maschenbild, sondern auch die Festigkeit des Gewebes beeinträchtigt, so daß es als Entwässerungselement unbrauchbar -wird. Man ist daher gezwungen, zur Fixierung des Gewebes eine besondere, meist chemische Zweckbehandlung durchzuführen.

Auch als Trägergewebe von Nadelfilzen sind Gewebe aus Filamenten nicht gut geeignet, weil die Befestigung des Faservlieses durch Aufnadelung schwierig ist und die Filamente durch die Nadeln verletzt werden können, was bei Trägergeweben aus Schuß- und Kettfäden von Garnen weniger der Fall ist.

Solche Gewebe sind meist auch ohne besondere Nachbehandlung schiebefest. Dafür muß man die erheblich größere Dichte des Gewebes und damit geringere Durchlässigkeit in Kauf nehmen. So hat etwa ein Streichgarn-Gewebe nur einen Bruchteil der Entwässerungsleistung eines gleich schweren Monofilament-Gewebes derselben Bindungsart.

Hinzu kommt, daß Garne eine gewisse Kompressibilität ihres Querschnittes aufweisen. Diese Kompressibilität ist jedoch bei Entwässerungselementen und insbesondere für Trägergewebe von Nadelfilzen nachteilig, da die Fäden untör dem Druck, die das Entwässerungselement beim Durchgang zwischen den Preßwalzen erfahrt, ihren ursprünglich runden Querschnitt im Gebrach allmählich verlieren, sich abflachen und dabei die Fadenzwischenräume des Gewebes verkleinern. Schon dadurch wird die Wasserdurchlässigkeit beeinträchtigt; je kleiner aber diese Fadenzwischenräume sind, desto eher werden sie/auch von Schmutz verstopft.

Ferner weisen die aus Spinnfasern gesponnenen Fäden bei gleicher Festigkeit einen wesentlich größeren Querschnitt auf als

Fäden, die aus einem oder mehreren, Gegebenenfalls verzwirnten synthetischen monofilen oder multifilen Filamenten von unbegrenzter Länge bestehen. Ihr Gewicht muß also zwangsläufig jrijfi?r ci?w£UT._Lt r?e:rd.~ri_; ~'ar* vor alles t-ei Nadelfilzen unerwünscht ist, wo das Trägergewebe einen beträchtlichen Teil des Gesamtgewichtes ausmacht.

Man ist daher bestrebt, die Entwässerungselemente und insbesondere die Trägergewebe von Nadelfilzen unter Verwendung von mono- oder multifilen Filamenten herzustellen, um deren große Festigkeit und geringe Radial-Kompressibilität nutzbar zu machen.

Aufgabe der Neuerung ist die Konstruktion eines Entwässerungselementes aus solchen Filamenten, das sich durch hohe Entwässerungsleistung auszeichnet, gleichwohl aber schiebefest ist und sich zudem gut als Trägergewebe für Nadelfilze eignet.

Das neuerungsgemäße Entwässerungselement, mit dem diese Aufgabe gelöst wird, ist gekennzeichnet durch in Kette und/oder Schuß liegende Textilkabel aus mehreren, in ganz oder teilweise entspanntem Zustand verzwirnten Core-Spun-Fäden mit einem Kern aus wenigstens einem endlosen Filament und einer Ummantelung aus Fasermaterial»

Der Ausdruck "Core-Spun-Faden" wird hier in allgemeinerem Sinn verwandt, als es heute meistens geschieht. Seit Anfang der 60er Jahre bezeichnet man mit Core-Spun-Fäden bzw. -Garnen kernummantelte Textilgarne einer speziellen Stretchgattung. Im Prinzip wird hierbei ein meist sshr elastischer Kernfaden (Seele) , als Träger der mechanischen Eigenschaften, mit einer Mantelfaser umsponnen, die Aussehen und Griff bestimmt. Kernmaterial sind vorzugsweise Elastomer-Fäden, Gummi-Fäden o.dgl., während als Mantelmate^ial insbesondere Stapelfasern fust jeder Art dienen können.

Im Gegensatz zu diesen Stretchgarnen enthalten die Core-Spun-Fäden des erfindungsgemäße:* Entwässerungelementes endlose Filamente hoher Festigkeit und geringer Dehnung. Die Filamente

TfSS¹Cl SS! JSCLOCii Sl3 SlZfclH3 in S2S.S~ti.BCil. ^SdSiiHtSSi ZtISt=LZlCL Siit ClSiS

Fasermaterial umsponnen» und zwar einzeln oder auch zu mehreren gebündelt· Im letzteren Fall ist es möglich» eine Mehrzahl miteinander bereits verzwirnter, ebenfalls endloser Filamente zu unmanteln. Die so erhaltenen Core-Spun-Fäden werden nach Verminderung oder beseitigung ihrer Dehnung zu mehreren miteinander verzwirnt· Das Textilkabel kann also miteinander verzwirnte Fäden aus je einem mit Fasermaterial umsponnenen mono- oder multifilen Filament von unbegrenzter Länge enthalten·

Insbesondere bestehen die Filamente oder/und das die Ummantelung bildende Fasermaterial aus Synthetics, insbesondere Polyamid bzw. Polyester.

Vorzugsweise hat das Fasermaterial der Ummantelung eine wesentlich höhere Feinheit als die Filamente, wobei der Unterschied je nach der Zahl der in einem Core-Spun-Faden vereinigten Filamente 1 bis 2 Größenordnungen oder mehr betragen kann·

Derartige Textilkabel vereinen die Vorzüge der mono- oder multifilen Filamente mit denen der aus Spinnfasern gesponnenen Fäden, d.h. sie ähneln in ihrer Festigkeit und Struktur den ersteren, in ihrer Oberflächenbeschaffenheit jedoch den letzte» ren· Die aus ihnen hergest eilten Gewebe sind daher ebenso durchlässig wie reine Filament-Gewebe und haben mindestens eine so hohe Entwässsrungsleistung als diese; andererseits ist die Maschen Stabilität in der Regel sogar größer als die eines Streichgarntuches, so daß es auch bei starken mechanischen Beanspruchungen nicht zu einer Zerstörung des Maschenbildes kommt· Die Fixierung der Kreuzungspunkte wird von den Ummantelungen der Filamente übernommen, so daß Kette und Schuß nicht aufeinander verrutschen können. Die Ummantelungen bewirken ferner, daß der Fadenquerschnitt nach einer Verformung durch Preßdrücke normal zum Gewebe immer wieder seine ursprüngliche Gestalt annimmt,

während die Filamente dem Gewebe die mechanischen Eigenschaften in Langs- und Querrichtung verleihen. Es ist daher möglich} ein relativ leichtes und doch festes Gewebe mit weiten Maschenbffnungen herzustellen; das sich füx* Entwässerungselemente von Papiermaschinen hervorragend eignet. Besonders wertvoll ist es als Trägermaterial für Nadelfilze, da seine Struktur die Auf ladelung des Vlieses erleichtert.

Ein weiterer Vorteil der neuerungsgemäßen Entwässerungselemente besteht darin, daß die beschriebenen Textilkabel, obwohl sie Filamente aus wenig dehnbaren Werkstoff enthalten, in der Längsrichtung eine gewisse Dehnbarkeit aufweisen, was bei reinen Pilamentgeweben nicht der Fall ist.

Nun haben aber moderne Papiermaschinen eine Arbeitsbreite von mehreren Metern, und dementsprechend breit müssen die Entwässerungselemente sein« Haben diese eine ungenügende Dehnbarkeit in Längsrichtung, so biegen sich die langen Walzen, über die und zwischen denen die Entwässerungselemente durch die Maschine laufen, infolge der Zugkraft, der sie unterworfen sind, etwas durch. Sie könnten mit einer diese Durchbiegung korrigierenden Bombierung versehen werden· Dadurch wird jedoch nur eine begrenzte Abhilfe geschaffen, denn durch die Bombierung wird der Umlaufweg des Entwässerungselementes in dessen Mitte länger als an den Rändern, so daß es eine über seine Breite veränderliche Länge aufweisen muß, welche eine unterschiedliche Dehnung der einzelnen Längsfäden des Gewebes voraussetzt. Eine ausreichende Dehnbarkeit der Fäden ist also notwendig. Ungenügend dehnbar sind jedoch nicht nur gezwirnte mono- oder multifile Filamente, sondern auch aus mehreren synthetischen Filamenten begrenzter Länge gezwirnte Fäden, da deren Filamente zwar schraubenförmig verlaufen, aber infolge der Verdrillung des Fadens eng und hart aneinanderliegen. In Ermangelung einer unterschiedlichen Dehnung der einzelnen Längsfäden des Gewebes suchen sich diese dann

den Längenunterschieden des Umlaufweges möglicherweise durch Bildung von Falten anzupassen. Eine solche Faltenbildung ist jedoch unbedingt zu vermeiden, da sie nicht nur zu Abdrücken im Papier, sondern zu baldigen Beschädigung des Entwässerungselementes füiureii wiix-de.

Bei denrBuerungsgemäßen Entwässerungseleraenten besteht diese Gefahr dank der Struktur der Textelkabel nicht, da deren Filamente durch die Ummantelungen elastisch im Abstand voneinander gehalten werden, so daß sie sich wie eine Schraubenfeder unter Torsion der Filamente durch relativ kleine Kräfte dehnen lassen.

Die Neuerung ist im nachstehenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert:

Als Filamente von unbegrenzter Länge werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel Polyamid-Monofilamente von 120 Denier verwendet, die einen Durchmesser von etwa 0,12 mm aufweisen. Diese Filamente werden jedes für sich nach dem bekannten Core-Spinning-Verfahren mit Polyester-Spinnfasern von 2,8 Denier umsponnen, d.h. das Filament wird bis in die Nähe seiner Elastizitätsgrenze gedehnt und in diesem Zustande mit feinen Spinnfasern umsponnen. Der derart erzeugte Faden wird auf Kops gewickelt.

In einer Zwirnmaschine werden nun mehrere, beispielsweise acht derartige Fäden von je einem Kop unter Bremsung desselben abgezogen. Die Fäden werden durch je eine Fadenbremse geführt und miteinander verzwirnt. Es entsteht hierbei ein Textilkabel, dessen Filamente von unbegrenzter Länge durch ihre Umspinnung aus relativ feinen Spinnfasern auf ihrer ganzen Länge weich und nachgiebig in einem gewissen Abstand voneinander gehalten werden, und daher einander radial annäherbar sind.

Da die Filamente durch das Verzwirnen in Schraubenlinienform gebracht worden sind und sich gegenseitig über die Umspinnungs-

fasern achgiebig in ihrer Lage festhalten, so daß sie wie
Schraubenfedern wirken und das von ihnen gebildete Kabel sich radial zu kontrahieren vermaß, zeichnet sich dieses Kable durch große elastische Längsdehnbarkeit schon bei geringen Längszugkräften aus.

Infolge der gegenseitigen radialen Annäherbarkeit der nachgiebig gehaltenen Filamente läßt sich das Kabel auch im Querschnitt elastisch verformen, wobei es nach Wegfallen der verformenden Querkräfte wieder seinen ursprünglichen Querschnitt und seine ursprüngliche Länge annimmt«

Dieses dehnbare Teectilkabel läßt sich unter anderem für Kette
und Schuss des Trägergewebes eines endlosen Siebnadelfilzes
für Papiererzeugungsmaschinen verwenden. Zu diesem Zwecke wird mit derartigen Textilkabeln in der herkömmlichen Weise ein
endloses Trägergewebeband gewebt. Dieses Gewebe hat eine sehr große Festigkeit und Maschonstabilität, ist andererseits aber auch hochdurchlässig für Wasser und Luft. Auf das Trägergewebe legt man in der bei der Herstellung von Papiermaschinenfilzen üblichen Weise ein Vlies aus Polyamid-Stapelfρsern von 3 bis
20 Denier auf, und nadelt dessen Fasern mit Nadeln, die an ihrer Spitze nach vorn offene Widerhaken besitzen, in das Gewebe
ein.

Die Vliesfasern kommen dabei in vorwiegend aufrechter Stellung in die das Gewebe bildenden Kabel zwischen deren Filamente in deren Umspinnung zu stecken. Da deren Fasern in den Zwischenräumen zwischen den miteinander verzwirnten Filamenten und um diese herum einen federnden Belag bilden, werden sie durch diesen im Trägergewebe wesentlich besser und dauerhafter festgehalten als bei den bisher bekannten Siebnadelfllzen. Diesen oingenadelton Fasern entlang laufen zwischen den Umspinnungsfasern der Kabclfilamente zahlreiche Kanälchen durch den Filz hindurch, die diesen die erwünschte Wasserdurchlässigkeit durch Kapillarwirkung verleihen.

Da die Filamente beim Einnadeln der Vliffifasern die Möglichkeit haben, unter radialer Zusammendrückung dieses von ihrer Umspinnung gebildeten Belages den Nadeln seitlich auszuweichen, werden sie viel wenige·" verletzt als die bisher verwendeten nicht umsponnenen Filamente.

Infolge der bereits erwähnten elastischen Verformbarkeit des Querschnittes der Kabel, aus denen das Trägergewebe besteht, und ihrer großen elastischen Längsdehnbarkeit schon bei geringen Längszugkraften ist eine unterschiedliche Längsdehnung der einzelnen Längsfäden des Trägergewebes entsprechend de^iiber die Filzbreite veränderlichen Länge des Umfangweges möglich, ohne daß sich im Gewebe bzw₀ Filz Falten bilden. Dank der elastischen Verformbarkeit des Kabelquerschnittes kommt es überdies beim Durchgang des Filzes zwischen den Walzen der Papiererzeugungsmaschi.ne auch nach langem Betrieb nicht zu einer wesentlichen Verkleinerung der Kabelzwischenräume im Gewebe. Diese Zwischenräume werden daher auch viel weniger durch Schmutz verstopft, so daß die Wasserdurchlässigkeit des Elementes erhalten bleibt.

Da die Umspinnungsfasern dem Entwässerungselement eine große und über dessen Oberfläche gleichmäßige Nachgiebigkeit in der Dickenrichtung verleihen, ist die Gefahr vermieden, daß sich Einzelheiten seiner Struktur, beispielsweise die einzelnen Fäden des Trägergeweben, in dem von ihm getragenen und zwischen den Maschinenwalzen hindurchtransportierten Papier abzeichnen.

Es sind verschiedene Ausfuhrungeformen der Neuerung möglich. So können als Ausgaxigsmaterial statt je eines Monofilamentes unbegrenzter Länge eine Vielzahl bereits einmal miteinander verzwirnter Filamente von ebenfalls unbegrenzter Länge mit feinen Fasern umsponnen und dann miteinander verzwirnt werden.

rw Q a.

Wenn auch Polyamide und Polyester wie vorstehend angegeben, für die Filamente und das Fasermaterial bevorzugt verwendet werden, so kommen auch andere Stoffe in Betracht. Insbesondere können die Filamente auch aus Polypropylen, ja sogar aus Metall, z.B. Stahl, bestehen. Zur Umspinnung könnten außer synthetischen auch pflanzliche, tierische oder mineralische Fasern, z.B. Baumwoll-, Voll-, Glas«- oder Asbestfasern, verwendet werden.

Das beigefügte Muster ist ein Ausschnitt aus einem Gewebte der neuerungsgemäßen Konstruktion.

Claims (2)

- 10 - Schutzansprüche

1. Entwässerungselement aus einem Gewebe, das mono- oder/und multifile Filamente hoher Festigkeit und geringer Dehnung sowie Fasermaterial enthält und gegebenenfalls ein- oder beidseitig mit einer Vliesauflage versehen ist, gekennzeichnet duarh in Kette und/oder Schuß liegende Textilkabel aus mehreren, in ganz oder teilweise entspanntem Zustand verzwirnten Core-Spun-Fäden mit einem Kern aus wenigstens einem endlosen Filament und einer Ummantelung aus Fasermaterial·

2. Entwässerungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Filament oder/und Fasermaterial aus Synthetics bestehen·

3· Entwässerungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß de Core-Spun-Fäden eine Mehrzahl miteinander verzwirnter Filamente enthalten,

k. Entwässerungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch Gekennzeichnet, daß das Fasermaterial der Ummantelung eine wesentlich höhere Feinheit hat als die Filamente des Kerns der Core-Spun-Fäden.

5· Entwässerungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüohe, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente des Kerns aus Polyamid und das Fasermaterial aus Polyester besteht.