EP1013822A2 - Papiermaschinensieb für die Nasspartie einer Papiermaschine - Google Patents

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EP1013822A2
EP1013822A2 EP19990124253 EP99124253A EP1013822A2 EP 1013822 A2 EP1013822 A2 EP 1013822A2 EP 19990124253 EP19990124253 EP 19990124253 EP 99124253 A EP99124253 A EP 99124253A EP 1013822 A2 EP1013822 A2 EP 1013822A2
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EP
European Patent Office
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nonwoven layer
paper machine
fabric
paper
layer
Prior art date
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EP19990124253
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1013822B1 (de
EP1013822A3 (de
Inventor
Arved H. Dipl.-Ing. Westerkamp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Fabrics Patent GmbH
Original Assignee
Voith Fabrics Heidenheim GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1013822A3 publication Critical patent/EP1013822A3/de
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Publication of EP1013822B1 publication Critical patent/EP1013822B1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F7/00—Other details of machines for making continuous webs of paper
    • D21F7/08—Felts
    • D21F7/083—Multi-layer felts
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/0027—Screen-cloths
    • D21F1/0036—Multi-layer screen-cloths
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3707—Woven fabric including a nonwoven fabric layer other than paper
    • Y10T442/3724—Needled

Definitions

  • the invention relates to a paper machine wire for the wet end of a paper machine according to the preamble of claim 1.
  • Such paper machine screens which have one or more layers or in the form of a composite fabric can be formed and generally a woven or non-woven, textile or Non-textile fabrics, preferably a fabric, are known from practice. They serve to dewater an aqueous fiber suspension and this to the press section of the To manage paper machine.
  • the known paper machine screens of all types of construction are characterized in that the side of the screen facing the paper by the side predetermined by the weave of the fabric Structure is determined. If possible, the surface structure of the fabric should not have any markings left on paper. Thus there are reduced topographical markings of the sieve particularly in demand due to the sensitive types of paper.
  • the retention ability also called retention
  • it can by the drainage and guide elements of the paper machine from the running or wear side of the Tissues are washed out, which also leads to low retention values to lead.
  • a paper machine screen according to the preamble of claim 1 with a textile fabric in the form of a fabric is known from US-A-5 077 116.
  • the fleece layer is made up of individual fibers and laid loosely on top of the fabric and connected to the threads of the fabric forming the surface of the fabric.
  • the nonwoven layer adheres to the Adapts the surface of the fabric so that the structure of the fabric is modeled becomes. It follows that the surface of the nonwoven layer is similar to the surface of the fabric does not form a uniform horizontal level.
  • the invention has for its object a paper machine screen of the type mentioned to create, in which the topographic marking tendency is reduced to a minimum and the Retention values in paper production are improved.
  • the nonwoven layer is permanently less strong in some areas than in others Areas compressed, the nonwoven layer being less compressed in the areas, in which corresponding areas of the surface of the paper-facing side of the textile or non-textile fabric in a predominantly the surface of the fabric Level.
  • the fleece layer therefore has a completely uniform, flat surface on.
  • the permeability of the fleece can be determined by the fiber orientation and the Adjust the structure of the fleece. It follows that with such a paper machine screen produced paper can be produced almost without any markings and therefore meets the highest demands enough. It also follows from this that the retention capacity of the fibers and the auxiliaries and additives the fiber suspension depending on the density or the pore sizes of the selected Fleece can be largely adjusted. This also applies to the ability of the non-woven layer to To dewater pulp suspension.
  • the nonwoven layer has a thickness of preferably 0.1 up to 1 mm and an essentially uniform permeability.
  • the named thickness of the Non-woven layer increases the overall thickness of the paper machine screen by a manageable amount Area.
  • a uniform permeability of the nonwoven layer also enables a uniform Dewatering the fiber suspension and thus a largely homogeneous consistency of the Press section of the paper machine guided fibers.
  • the nonwoven layer consists of plastic melt fibers, such as polyethylene terephthalate, polyamide, polyethylene, polypropylene, Polybutylene terephthalate and combinations of the materials mentioned.
  • plastic melt fibers such as polyethylene terephthalate, polyamide, polyethylene, polypropylene, Polybutylene terephthalate and combinations of the materials mentioned.
  • the surface of the Vils layer is advantageously permanently topographical, preferably through circular, triangular, rectangular or other recesses, or hydrophilic with the help of physical / chemical surface treatment processes, Designed or designed to be hydrophobic or antistatic or dirt-repellent.
  • the chosen Topographies can be made regardless of the structure of the fabric, as requested by the paper manufacturer made by simply designing the surface of the nonwoven layer on the paper become. As such, it is possible to have certain patterns on paper regardless of the To provide the structure of the fabric by appropriate formation of the nonwoven layer. Thereby the structure of the paper can be designed in almost any way.
  • the fleece layer is penetrated by pores, whereby the pores can taper or widen towards the fabric.
  • the pore size or a pore size range is in particular the retention capacity of the entire paper machine screen as well as the drainage characteristics in three dimensions Regarding the size of the fibers that are to be retained customizable.
  • the textile or non-textile fabric on one side faces the paper oriented side fibers or threads that are able to make a permanent with the nonwoven layer
  • the fibers or threads preferably made of plastic melt fibers, such as. Polyethylene terephthalate, polyamide, polyethylene, polypropylene, polybutylene terephthalate as well as combinations of the materials mentioned. So that can at least part of the fibers or threads of the fabric and the material from which the Fleece layer is formed, be identical and thus easily a permanent connection with each other come in.
  • the nonwoven layer is formed by a connecting means, preferably a hot melt adhesive, fixed on the fabric.
  • a connecting means preferably a hot melt adhesive
  • the Non-woven layer through a heat / pressure treatment a permanent bond with the fabric come in, depending on the materials chosen, the temperature is approximately between 170 and 270 ° C and the line pressure is approximately between 10 and 50 N / mm.
  • the fleece layer is permanently on the ultrasound textile fabrics fixed, the welding frequency between about 15 and 72 MHz, preferably between 15 and 35 MHz. The advantage of the mentioned methods is in that the materials partially dissolve into each other and thus a close connection is brought about between the fleece layer and the textile or non-textile fabric.
  • the advantage of the above-mentioned ultrasonic method is that only the the immediate weld is heated, but the area around the weld remains cold.
  • the nonwoven layer can be applied selectively to the surface of the fabric and with it this connectable. Unwanted thermal deformations or thermal decomposition due to a too high temperature occur less easily and are on certain areas limited.
  • the coverage ratio between the Fleece layer and the paper-facing side of the fabric more than 40%. This enables slower and therefore gentler dewatering of the fiber suspension than in In the case of a less covered surface of the textile or non-textile fabric.
  • Fig. 1 is a schematic longitudinal section, also called a weft section through part of a Paper machine screen 15 shown for the wet end of a paper machine, not shown.
  • the paper machine screen 15 has a textile or non-textile fabric 16 in the form of a Fabric from an upper layer facing the paper (not shown) from Weft threads 1, 3, 5, 7, 9, 11 and 13 and from a lower one facing the paper machine Location of wefts 2, 4, 6, 8, 10, 12 and 14. It should be noted that the Fabric can be woven or non-woven in nature and therefore only as an example Tissue is formed.
  • the fabric 16 has a series of warp threads 17 only of which in FIGS. 1 and 2 a warp thread connecting the upper layer of weft threads and the lower layer of weft threads is shown.
  • the warp thread 17 shown extends depending on the Binding phase partly above the wefts 1 and 3 of the upper layer, partly between the Weft threads of the upper layer and the lower layer, between the weft threads 5 and 6, 7 and 8, 9 and 10, partially below at least one weft thread of the lower layer, in selected embodiment below the weft thread 12, and partly again between the layers of the weft threads, namely between the weft thread 13 of the upper layer and the Weft 14 of the lower layer.
  • One side 18 with the wefts of the upper layer of the as Fabric formed sheet is to paper, the opposite, other side 19, that is, the lower layer of the weft threads is directed towards the paper machine, not shown.
  • the basic structure is any one or more layers Structure, in particular fabric structure, can be used.
  • a nonwoven layer 20 is provided on one upper side 18 of the fabric, which this one side of the fabric at least essentially or at least almost completely covered.
  • the upper side 18 is completely covered by the nonwoven layer
  • the nonwoven layer can also be generally referred to as a non-woven structure.
  • the paper-contacting layer formed by the fleece layer 20, which is the aqueous fiber suspension preferably has a fiber-bearing and drainage function.
  • the formed by the fabric 16, directed towards the paper machine and with the paper machine in Contacting position represents the wear volume of the sieve and also supports the Drainage of the fleece.
  • the fabric 16 forms, as it were, the force-absorbing position of the paper machine screen 15, it runs over standing or moving elements of the not shown Paper machine and protects the nonwoven layer 20 from direct contact with the Paper machine and therefore from wear.
  • the fleece layer 20 is permanently compressed and has a thickness of preferably 0.1 to 1 mm and a substantially uniform permeability from FIGS. 1 and 2 can be seen that in the illustrated embodiments, the fibers of the Fleece layer in the area of the weft threads 5, 7, 9, 11 and 13 of the upper layer of the fabric 16 are less compressed than in the area above the warp thread 17 and the weft threads 1 and 3 the top layer. It is clear that in practice the warp thread 17 is closer to the weft threads 1 and 3 of the upper layer and, if at all, only insignificantly above that of the Weft threads 5, 7, 9, 11 and 13 of the upper layer formed level protrudes. It will also go on noted that the illustrations of FIGS. 1 and 2 are simplified schematically and not necessarily are drawn to scale.
  • the surface of the textile or non-textile fabric is in different levels.
  • the fleece layer ultimately balances these different levels the mentioned different compression, so that the surface of the fleece layer completely is smooth and even.
  • the fleece layer is therefore less strong in the areas compressed, in which corresponding areas of the surface of the side facing the paper 18 of the fabric in a predominantly forming the surface of the fabric Level.
  • the fleece layer is compressed more in the areas in which individual Threads, in FIGS. 1 and 2 of the warp thread 17, protrude this plane. This is in FIGS. 1 and 2 in the area above the weft threads 1 and 3 the case.
  • the aforementioned permanent compression of the nonwoven layer can take place, for example, by that this one with a calender between two counter-rotating rollers Temperature of 170 to 270 ° C and a line pressure of about 10 to 50 N / mm is exposed.
  • Temperature 170 to 270 ° C and a line pressure of about 10 to 50 N / mm is exposed.
  • the temperature and pressure ranges mentioned depend on the materials used.
  • the fleece layer 20 preferably consists of plastic melt fibers, such as polyethylene terephthalate, Polyamide, polyethylene, polypropylene, polybutylene terephthalate and combinations of the materials mentioned.
  • the surface 21 of the nonwoven layer 20 is according to the first embodiment shown in Fig. 1 as a smooth plane and according to the second, in Fig. 2 shown embodiment additionally permanently topographically in the form of a line structure or designed in the form of square depressions.
  • This design can also be circular, triangular or rectangular or generally polygonal depressions or other shapes (not shown).
  • the choice of topographical structure is adapted to the purpose.
  • the aforementioned circular depressions can have a diameter of, for example Have 0.1 to 3.5 mm.
  • recesses in the form of isosceles triangles a leg length of 0.1 to 3.5 mm. Even the outside lengths with rectangular, in particular square, shape can be 0.1 to 3.5 mm.
  • the wells mentioned can Have a length of up to 80% of the total thickness of the fleece layer.
  • the nonwoven layer is penetrated by pores. These can extend completely through the entire fleece layer and taper or widen toward tissue 16, for example.
  • the surface 21 of the fleece layer 20 with the help of physical / chemical surface treatment processes hydrophilic, hydrophobic, antistatic or dirt-repellent. This can be done, for example, by application suitable chemicals in the form of foam or using immersion processes become. It is clear that the surface charge potential of the nonwoven layer with that of Fiber suspension must be coordinated.
  • the fabric 16 has one side 18, which is directed towards the paper, threads that are able to with the Fleece layer 20 to enter into a permanent connection. This is exemplified in FIG Weft threads 5 and 11 of the upper layer are shown, which are permanent in their upper region 22 Connection with the nonwoven layer 20 have been received.
  • Such threads can be monofilament, multifilament, coated or so-called sheath core (Two-component) threads made of polyethylene terephthalate, polyamide of types 6.0, 6.6, 6.10, 6.12, polyethylene, polypropylene, polybutylene terephthalate and combinations of the above Materials exist or be made.
  • sheath core Tewo-component threads made of polyethylene terephthalate, polyamide of types 6.0, 6.6, 6.10, 6.12, polyethylene, polypropylene, polybutylene terephthalate and combinations of the above Materials exist or be made.
  • the fleece layer 20 preferably covers the entire surface of the fabric 16, so that a A new, continuous plane with a possibly structured, permeable surface 21 is created It is also important that the nonwoven layer 20 coincides with the surface of the underlying one Connects tissue and covers the structure of the tissue, so that ultimately the topography of the Fleece layer of the fiber suspension to be dewatered directly.
  • the new one Surface 21 of the nonwoven layer and the permeability of the entire paper machine screen 15 can, for example, about the fiber orientation of the fleece layer and the structure control them.
  • the nonwoven layer 20 can be applied to the fabric by means of different methods and be connected to it.
  • a connecting medium for example a Hot melt adhesive to fix on the fabric 16.
  • a connecting medium for example a Hot melt adhesive
  • This can take the form of, for example Melt fibers of existing connecting fleece, in the form of a connecting, meltable lattice structure or also in the form of an applied layer of hot melt adhesive, where the connecting means or connecting medium, for example made of polyethylene terephthalate, Polyamide, polyethylene, polypropylene, polybutylene terephthalate or combinations of the above Materials can exist.
  • the nonwoven layer 20 is permanent by heat / pressure treatment Bond with the fabric 16 is received, depending on the materials selected Temperature about between 170 and 270 ° C and the line pressure about between 10 and 50 N / mm and the time period is selected such that the fleece layer melts as well the top layer of the fabric is reached. It is clear that the temperatures chosen in the Range of melting points of the materials used are. It also makes sense for the Nonwoven layer material used to the material of the layer contacting the nonwoven layer Fabric 16, especially as far as the respective melting points are concerned. Here it can Fabrics made of polyethylene terephthalate / polypropylene, for example, and the nonwoven layer, for example are made of polypropylene. It is also possible that the surface of the screen fabric Bicomponent fibers or sheath-core fibers exist.
  • the fleece layer 20 is also possible to permanently fix the fleece layer 20 to the fabric 16 by means of ultrasound, the welding frequency being approximately between 15 and 72 MHz, preferably between 15 and 35 MHz, preferably 27.12 MHz when processing polyester.
  • the fiber orientation within the fleece layer can be varied within wide limits. It can be one targeted fiber orientation or a so-called randomly distributed random fleece for use come.
  • the nonwoven layer 20 can also be spray-bonded onto the fabric.
  • the coverage ratio between the nonwoven layer 20 and that of the paper directed side 18 of the fabric 16 more than 40 in the embodiments shown % is; the rate of drainage due to the coverage ratio is adjustable. The higher the coverage ratio, the slower and therefore more gentle the fiber suspension is drained.
  • the topographic The tendency of the screen to mark is reduced to a minimum. Furthermore, the retention values of the sieve improved during paper production.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Papiermaschinensieb für die Naßpartie einer Papiermaschine. Es sind Papiermaschinensiebe bekannt, bei denen die zum Papier gerichtete Oberfläche des Siebes durch eine Vliesschicht bedeckt ist. Das neue Papiermaschinensieb soll die topographische Markierneigung auf ein Minimum reduzieren und die Retentionswerte während der Papierproduktion verbessern. Erfindungsgemäß ist die Vliesschicht (20) dauerhaft, in einigen Bereichen weniger stark als in anderen Bereichen komprimiert, wobei die Vliesschicht (20) vorzugsweise aus Kunststoff-Schmelzfasern besteht und vorzugsweise durch eine Wärme-/Druckbehandlung eine dauerhafte Bindung mit einem textilen oder nichttextilen Flächengebilde (16), vorzugsweise einem Gewebe, eingeht. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Papiermaschinensieb für die Naßpartie einer Papiermaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Papiermaschinensiebe, welche ein- oder mehrlagig oder in Form eines Verbundgewebes ausgebildet sein können und allgemein ein gewebtes oder nichtgewebtes, textiles oder nichttextiles Flächengebilde, vorzugsweise ein Gewebe, aufweisen, sind aus der Praxis bekannt. Sie dienen dazu, eine wäßrige Fasersuspension zu entwässern und diese zur Pressenpartie der Papiermaschine zu leiten.
Die bekannten Papiermaschinensiebe aller Konstruktionsarten zeichnen sich dadurch aus, daß die zum Papier gerichtete Seite des Siebes durch die von der Bindung des Gewebes her vorgegebene Struktur bestimmt wird. Die Oberflächenstruktur des Gewebes soll möglichst keine Markierungen auf dem Papier hinterlassen. Somit sind reduzierte topographische Markierungen des Siebes aufgrund der empfindlichen Papiersorten besonders gefragt. Bei den bekannten Papiermaschinen ist die vom Papierhersteller geforderte Rückhaltefähigkeit, auch Retention genannt, in bezug auf Fasern sowie Hilfs- und Zusatzstoffe oftmals nicht ausreichend. Darüber hinaus kann es durch die Entwässerungs- und Leitelemente der Papiermaschine von der Lauf- oder Verschleißseite des Gewebes her zu Auswaschungen kommen, welche ebenfalls zu niedrigen Retentionswerten führen.
Ein Papiermaschinensieb nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit einem textilen Flächengebilde in Form eines Gewebes ist aus der US-A-5 077 116 bekannt. Die Vliesschicht ist aus einzelnen Fasern aufgebaut und insgesamt locker auf die Oberseite des Gewebes aufgelegt und mit den die Oberfläche des Gewebes bildenden Fäden des Gewebes verbunden. Insbesondere aus den Fig. 5, 8, 11 und 14 dieser Schrift ist ersichtlich, daß sich die Vliesschicht an die Oberfläche des Gewebes derart anpaßt, daß dabei die Struktur des Gewebes nachempfunden wird. Daraus folgt, daß die Oberfläche der Vliesschicht ähnlich wie die Oberfläche des Gewebes nicht eine einheitliche horizontale Ebene ausbildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Papiermaschinensieb der eingangs enwähnten Art zu schaffen, bei dem die topographische Markierneigung auf ein Minimum reduziert ist und die Retentionswerte bei der Papierproduktion verbessert sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Papiermaschinensieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist die Vliesschicht dauerhaft in einigen Bereichen weniger stark als in anderen Bereichen komprimiert, wobei die Vliesschicht in den Bereichen weniger stark komprimiert ist, in denen entsprechende Bereiche der Oberfläche der zum Papier gerichteten Seite des textilen oder nichttextilen Flächengebildes in einer überwiegend die Oberfläche des Flächengebildes bildenden Ebene liegen. Die Vliesschicht weist daher eine völlig gleichmäßige, ebene Oberfläche auf. Darüber hinaus läßt sich die Durchlässigkeit des Vlieses über die Faserorientierung und den Aufbau des Vlieses einstellen. Daraus folgt, daß das mit einem derartigen Papiermaschinensieb erzeugte Papier so gut wie markierungsfrei herstellbar ist und daher höchsten Ansprüchen genügt. Daraus folgt ferner, daß die Rückhaltefähigkeit der Fasern und der Hilfs- sowie Zusatzstoffe der Faserstoffsuspension in Abhängigkeit der Dichte bzw. der Porengrößen des gewählten Vlieses weitgehend eingestellt werden kann. Dies gilt auch für die Fähigkeit der Vliesschicht, die Faserstoffsuspension zu entwässern.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Vliesschicht eine Dicke von vorzugsweise 0,1 bis 1 mm sowie eine im wesentlichen gleichmäßige Durchlässigkeit auf. Die genannte Dicke der Vliesschicht erhöht die Gesamtdicke des Papiermaschinensiebes um einen überschaubaren Bereich. Eine gleichmäßige Durchlässigkeit der Vliesschicht ermöglicht auch ein gleichmäßiges Entwässern der Fasersuspension und damit eine weitgehend homogene Konsistenz der zur Pressenpartie der Papiermaschine geführten Fasern.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung besteht die Vliesschicht aus Kunststoff-Schmelzfasern, wie beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polyethylen, Polypropylen, Polybutylenterephthalat sowie Kombinationen der genannten Materialien. Derartige Kunststoff-Fasern ermöglichen, wie nachstehend noch erläutert wird, eine Wärmebehandlung und damit ein leichtes Aufbringen der Vliesschicht auf die Oberseite des textilen oder nichttextilen Flächengebildes.
Vorteilhafterweise ist die Oberfläche der Vilesschicht dauerhaft topographisch, vorzugsweise durch kreisrunde, dreieckige, rechteckige oder auf sonstige Weise ausgebildete Vertiefungen, oder mit Hilfe von physikalischen/chemischen Oberflächenbehandlungsverfahren hydrophil, hydrophob oder antistatisch oder schmutzabweisend gestaltet bzw. ausgebildet. Die gewählten Topographien können unabhängig vom Aufbau des Flächengebildes nach Wunsch des Papierherstellers durch einfache Gestaltung der Oberfläche der Vliesschicht auf dem Papier vorgenommen werden. Insofern ist es möglich, bestimmte Muster auf dem Papier unabhängig von der Struktur des Flächengebildes durch entsprechende Ausbildung der Vliesschicht vorzusehen. Dadurch kann die Struktur des Papiers in nahezu jeder beliebigen Weise gestaltet werden.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die Vliesschicht von Poren durchdrungen, wobei sich die Poren zum Flächengebilde hin verjüngen oder verbreitern können. Durch die Porengröße bzw. einen Porengrößenbereich ist insbesondere die Rückhaltefähigkeit des gesamten Papiermaschinensiebes sowie die Entwässerungscharakteristik in dreidimensionaler Hinsicht gezielt einstellbar und an die Größe der Fasern, welche zurückgehalten werden sollen, anpaßbar.
Vorteilhafterweise weist das textile oder nichttextile Flächengebilde auf seiner einen, zum Papier gerichteten Seite Fasern oder Fäden auf, die in der Lage sind, mit der Vliesschicht eine bleibende Verbindung einzugehen, wobei die Fasern oder Fäden vorzugsweise aus Kunststoff-Schmelzfasern, wie z.B. Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polyethylen, Polypropylen, Polybutylenterephthalat sowie Kombinationen der genannten Materialien, gefertigt sind. Damit können zumindest ein Teil der Fasern oder Fäden des Flächengebildes und das Material, aus dem die Vliesschicht gebildet ist, identisch sein und somit leicht eine bleibende Verbindung miteinander eingehen.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die Vliesschicht durch ein Verbindungsmittel, vorzugsweise einen Schmelzkleber, auf dem Flächengebilde fixiert. Insbesondere kann die Vliesschicht durch eine Wärme-/Druckbehandlung eine dauerhafte Bindung mit dem Flächengebilde eingehen, wobei in Abhängigkeit der gewählten Materialien die Temperatur etwa zwischen 170 und 270 °C und der Liniendruck etwa zwischen 10 und 50 N/mm beträgt. Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die Vliesschicht mittels Ultraschall dauerhaft auf dem textilen Flächengebilde fixiert, wobei die Schweißfrequenz etwa zwischen 15 und 72 MHz, vorzugsweise zwischen 15 und 35 MHz, liegt. Der Vorteil der genannten Verfahren besteht darin, daß sich die Materialien teilweise ineinander lösen und somit eine enge Verbindung zwischen der Vliesschicht und dem textilen oder nichttextilen Flächengebilde herbeigeführt wird. Der Vorteil des vorgenannten Ultraschallverfahrens besteht vor allem darin, daß nur die unmittelbare Schweißstelle erwärmt wird, die Umgebung der Schweißstelle hingegen kalt bleibt. Dadurch ist die Vliesschicht gezielt auf die Oberfläche des Flächengebildes aufbringbar und mit dieser verbindbar. Nicht gewünschte thermische Verformungen oder thermische Zersetzungen infolge einer zu hohen Temperatur treten weniger leicht auf und sind auf bestimmte Bereiche beschränkt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt das Bedeckungsverhältnis zwischen der Vliesschicht und der zum Papier gerichteten Seite des Flächengebildes mehr als 40 %. Dies ermöglicht eine langsamere und damit schonendere Entwässerung der Fasersuspension als im Falle einer geringer bedeckten Oberfläche des textilen oder nichttextilen Flächengebildes.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung nähere erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen schematischen Längsschnitt durch einen Teil eines Papiermaschinensiebes gemäß einer ersten Ausführungsform; und
Fig. 2
einen schematischen Längsschnitt durch einen Teil eines Papiermaschinensiebes gemäß einer anderen Ausführungsform.
In Fig. 1 ist ein schematischer Längsschnitt, auch Schußschnitt genannt durch einen Teil eines Papiermaschinensiebes 15 für die Naßpartie einer nicht gezeigten Papiermaschine dargestellt. Das Papiermaschinensieb 15 weist ein textiles oder nichttextiles Flächengebilde 16 in Form eines Gewebes auf, das aus einer oberen, dem Papier (nicht gezeigt) zugewandten Lage von Schußfäden 1, 3, 5, 7, 9, 11 und 13 sowie aus einer unteren, der Papiermaschine zugewandten Lage von Schußfäden 2, 4, 6, 8, 10, 12 und 14 besteht. Es wird darauf hingewiesen, daß das Flächengebilde gewebter oder nichtgewebter Natur sein kann und daher lediglich beispielhaft als Gewebe ausgebildet ist.
Ferner weist das Gewebe 16 eine Reihe von Kettfäden 17 auf von denen in Fig. 1 und 2 lediglich ein, die obere Lage von Schußfäden und die untere Lage von Schußfäden verbindender Kettfaden gezeigt ist.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, erstreckt sich der dargestellte Kettfaden 17 in Abhängigkeit von der Bindephase teilweise oberhalb der Schußfäden 1 und 3 der oberen Lage, teilweise zwischen den Schußfäden der oberen Lage und der unteren Lage, und zwar zwischen den Schußfäden 5 und 6, 7 und 8, 9 und 10, teilweise unterhalb zumindest eines Schußfadens der unteren Lage, im gewählten Ausführungsbeispiel unterhalb des Schußfadens 12, und teilweise wieder zwischen den Lagen der Schußfäden, nämlich zwischen dem Schußfaden 13 der oberen Lage und dem Schußfaden 14 der unteren Lage. Die eine Seite 18 mit den Schußfäden der oberen Lage des als Gewebe ausgebildeten Flächengebildes ist zum Papier, die gegenüberliegende, andere Seite 19, also die untere Lage der Schußfäden, ist zur nicht dargestellten Papiermaschine gerichtet. Generell ist als Basisstruktur in Abhängigkeit vom Einsatzzweck jede ein- oder mehrlagige Struktur, insbesondere Gewebestruktur, verwendbar.
Erfindungsgemäß ist auf der einen, oberen Seite 18 des Gewebes eine Vliesschicht 20 vorgesehen, welche diese eine Seite des Gewebes zumindest im wesentlichen oder zumindest nahezu vollständig bedeckt. In den Figuren ist die obere Seite 18 vollständig von der Vliesschicht bedeckt Die Vliesschicht kann auch allgemein als nicht gewebte Struktur bezeichnet werden.
Die durch die Vliesschicht 20 gebildete, papierberührende Lage, welche die wäßrige Fasersuspension aufnimmt besitzt vorzugsweise eine fasertragende und entwässernde Funktion. Die durch das Gewebe 16 gebildete, zur Papiermaschine gerichtete und mit der Papiermaschine in Kontakt tretende Lage stellt das Verschleißvolumen des Siebes dar und unterstützt zusätzlich die Entwässerung des Vlieses. Das Gewebe 16 bildet gleichsam die kraftaufnehmende Lage des Papiermaschinensiebes 15, sie läuft über nicht gezeigte stehende oder bewegte Elemente der Papiermaschine und schützt die Vliesschicht 20 vor einem direkten Kontakt mit der Papiermaschine und damit vor Verschleiß.
Die Vliesschicht 20 ist dauerhaft komprimiert und weist eine Dicke von vorzugsweise 0,1 bis 1 mm sowie eine im wesentlichen gleichmäßige Durchlässigkeit auf Aus den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß in den dargestellten Ausführungsbeispielen erfindungsgemäß die Fasern der Vliesschicht im Bereich der Schußfäden 5, 7, 9, 11 und 13 der oberen Lage des Gewebes 16 weniger stark komprimiert sind als im Bereich oberhalb des Kettfadens 17 und der Schußfäden 1 und 3 der oberen Lage. Es ist klar, daß der Kettfaden 17 in der Praxis enger an den Schußfäden 1 und 3 der oberen Lage anliegt und, wenn überhaupt, nur unwesentlich über die durch die Schußfäden 5, 7, 9, 11 und 13 der oberen Lage gebildete Ebene vorsteht. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß die Darstellungen der Fig. 1 und 2 schematisch vereinfacht und nicht unbedingt maßstabsgerecht gezeichnet sind.
Gemäß den Figuren liegt die Oberfläche des textilen oder nichttextilen Flächengebildes in unterschiedlichen Ebenen. Die Vliesschicht gleicht diese unterschiedlichen Ebenen letztlich durch die erwähnte unterschiedliche Komprimierung aus, so daß die Oberfläche der Vliesschicht völlig glatt und eben ist. Die Vliesschicht ist mit anderen Worten daher in den Bereichen weniger stark komprimiert, in denen entsprechende Bereiche der Oberfläche der zum Papier gerichteten Seite 18 des Flächengebildes in einer überwiegend die Oberfläche des Flächengebildes bildenden Ebene liegen. Somit ist die Vliesschicht in den Bereichen stärker komprimiert, in denen einzelne Fäden, in den Fig. 1 und 2 der Ketttfaden 17, diese Ebene überragen. Dies ist in den Fig. 1 und 2 im Bereich oberhalb der Schußfäden 1 und 3 der Fall.
Die vorerwähnte dauerhafte Komprimierung der Vliesschicht kann zum Beispiel dadurch erfolgen, daß diese mit einer Kalandriereinrichtung zwischen zwei gegenlaufenden Walzen einer Temperatur von 170 bis 270 °C und einem Liniendruck von etwa 10 bis 50 N/mm ausgesetzt ist. Die genannten Temperatur- und Druckbereiche sind von den verwendeten Materialien abhängig.
Die Vliesschicht 20 besteht vorzugsweise aus Kunststoff-Schmelzfasern, wie beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polyethylen, Polypropylen, Polybutylenterephthalat sowie Kombinationen der genannten Materialien. Die Oberfläche 21 der Vliesschicht 20 ist gemäß dem ersten, in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel als glatte Ebene und gemäß dem zweiten, in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel zusätzlich dauerhaft topographisch in Form einer Linienstruktur oder in Form quadratischer Vertiefungen gestaltet. Diese Gestaltung kann auch kreisrunde, dreieckige oder rechteckige oder generell mehreckige Vertiefungen oder andere Formen (nicht gezeigt) umfassen. Dabei ist die Wahl der topographischen Struktur dem Einsatzzweck angepaßt. Die vorerwähnten kreisrunden Vertiefungen können beispielsweise einen Durchmesser von 0,1 bis 3,5 mm aufweisen. Vertiefungen in Form gleichschenkliger Dreiecke haben beispielsweise eine Schenkellänge von 0,1 bis 3,5 mm. Auch die Außenlängen mit rechteckiger, insbesondere quadratischer, Form können 0,1 bis 3,5 mm betragen. Die erwähnten Vertiefungen können eine Länge von bis zu 80 % der Gesamtdicke der Vliesschicht aufweisen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Vliesschicht von Poren durchdrungen. Diese können sich vollständig durch die gesamte Vliesschicht hindurcherstrecken und sich beispielsweise zum Gewebe 16 hin verjüngen oder verbreitern.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Oberfläche 21 der Vliesschicht 20 mit Hilfe von physikalischen/chemischen Oberflächenbehandlungsverfahren hydrophil, hydrophob, antistatisch oder schmutzabweisend ausgebildet. Dies kann beispielsweise durch Aufbringen geeigneter Chemikalien in Form von Schaum oder mit Hilfe von Tauchverfahren realisiert werden. Es ist klar, daß dabei die Oberflächenladungspotentiale der Vliesschicht mit denen der Fasersuspension abzustimmen sind.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Gewebe 16 auf seiner einen Seite 18, welche zum Papier gerichtet ist, Fäden auf, die in der Lage sind, mit der Vliesschicht 20 eine bleibende Verbindung einzugehen. Dies ist in Fig. 1 beispielhaft an den Schußfäden 5 und 11 der oberen Lage gezeigt, welche in ihrem oberen Bereich 22 eine dauerhafte Verbindung mit der Vliesschicht 20 eingegangen sind.
Derartige Fäden können monofile, multifile, beschichtete oder auch sogenannte Mantel-Kern (Zweikomponenten-) Fäden aus Polyethylenterephthalat, Polyamid der Typen 6.0, 6.6, 6.10, 6.12, Polyethylen, Polypropylen, Polybutylenterephthalat sowie aus Kombinationen der vorgenannten Materialien bestehen bzw. gefertigt sein.
Die Vliesschicht 20 deckt vorzugsweise die gesamte Oberfläche des Gewebes 16 ab, so daß eine neue, durchgehende Ebene mit gegebenenfalls strukturierter, durchlässiger Oberfläche 21 entsteht Wichtig ist ferner, daß sich die Vliesschicht 20 mit der Oberfläche des darunterliegenden Gewebes verbindet und die Struktur des Gewebes abdeckt, so daß letztlich die Topographie der Vliesschicht der zu entwässernden Fasersuspension unmittelbar zugewandt ist. Die neu entstandene Oberfläche 21 der Vliesschicht und die Durchlässigkeit des gesamten Papiermaschinensiebes 15 läßt sich beispielsweise über die Faserorientierung der Vliesschicht und den Aufbau derselben steuern.
Die Vliesschicht 20 kann mit Hilfe unterschiedlicher Verfahren auf das Gewebe aufgebracht und mit diesem verbunden werden.
Es ist möglich, die Vliesschicht 20 durch ein verbindendes Medium, beispielsweise einen Schmelzkleber, auf dem Gewebe 16 zu fixieren. Dies kann zum Beispiel in Form eines aus Schmelzfasern bestehenden Verbindungsvlieses, in Form einer verbindenden, schmelzbaren Gitterstruktur oder auch in Form einer aufgebrachten Schicht aus Schmelzkleber geschehen, wobei das Verbindungsmittel bzw. verbindende Medium beispielsweise aus Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polyethylen, Polypropylen, Polybutylenterephthalat oder Kombinationen der genannten Materialien bestehen kann.
Es ist auch möglich, daß die Vliesschicht 20 durch eine Wärme-/Druckbehandlung eine dauerhafte Bindung mit dem Gewebe 16 eingeht wobei in Abhängigkeit der gewählten Materialien die Temperatur etwa zwischen 170 und 270 °C und der Liniendruck etwa zwischen 10 und 50 N/mm beträgt und die Zeitdauer derart gewählt ist, daß ein Anschmelzen der Vliesschicht sowie der oberen Lage des Gewebes erreicht wird. Es ist klar, daß die gewählten Temperaturen im Bereich der Schmelzpunkte der verwendeten Materialien liegen. Es ist ferner sinnvoll, das für die Vliesschicht verwendete Material an das Material der die Vliesschicht berührenden Lage des Gewebes 16, vor allem was die jeweiligen Schmelzpunkte betrifft, anzupassen. Hier kann das Gewebe beispielsweise aus Polyethylenterephthalat/Polypropylen und die Vliesschicht beispielsweise aus Polypropylen bestehen. Weiter ist es möglich, daß die Oberfläche des Siebgewebes aus Bikomponenten-Fasern oder Mantel-Kern-Fasern besteht.
Es ist auch möglich, die Vliesschicht 20 mittels Ultraschall dauerhaft auf dem Gewebe 16 zu fixieren, wobei die Schweißfrequenz etwa zwischen 15 und 72 MHz, vorzugsweise zwischen 15 und 35 MHz, bei Verarbeitung von Polyester vorzugsweise bei 27,12 MHz liegt.
Die Faserorientierung innerhalb der Vliesschicht ist in weiten Grenzen variierbar. Es kann eine gezielte Faserorientierung oder auch ein sogenanntes zufallsverteiltes Wirrvlies zur Anwendung kommen. Die Vliesschicht 20 kann ferner sprühverfestigt auf dem Gewebe aufgebracht sein.
Außerdem beträgt das Bedeckungsverhältnis zwischen der Vliesschicht 20 und der zum Papier gerichteten Seite 18 des Flächengebildes 16 bei den gezeigten Ausführungsformen mehr als 40 % beträgt; wobei durch das Bedeckungsverhältnis die Geschwindigkeit der Entwässerung einstellbar ist. Je höher das Bedeckungsverhältnis ist, umso langsamer und damit schonender vollzieht sich die Entwässerung der Fasersuspension.
Mit Hilfe des erfindungsgemäß aufgebauten Papiermaschinensiebes wird die topographische Markierneigung des Siebes auf ein Minimum reduziert. Ferner sind die Retentionswerte des Siebes während der Papierproduktion verbessert.

Claims (13)

  1. Papiermaschinensieb für die Naßpartie einer Papiermaschine,
    mit einem textilen oder nichttextilen Flächengebilde (16), insbesondere einem Gewebe, dessen eine Seite (18) zum Papier und dessen gegenüberliegende, andere Seite (19) zur Papiermaschine gerichtet ist,
    wobei die eine, zum Papier gerichtete Seite (18) des Flächengebildes (16) mittels einer Vliesschicht (20) zumindest teilweise bedeckt ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesschicht dauerhaft, in einigen Bereichen weniger stark als in anderen Bereichen komprimiert ist.
  2. Papiermaschinensieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesschicht (20) in den Bereichen weniger stark komprimiert ist, in denen entsprechende Bereiche der Oberfläche der zum Papier gerichteten Seite (18) des Flächengebildes (16) in einer überwiegend die Oberfläche des Flächengebildes (16) bildenden Ebene liegen.
  3. Papiermaschinensieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesschicht eine Dicke von vorzugsweise 0,1 bis 1 mm sowie eine im wesentlichen gleichmäßige Durchlässigkeit aufweist.
  4. Papiermaschinensieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesschicht (20) aus Kunststoff-Schmelzfasern, wie beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polyethylen, Polypropylen, Polybutylenterephthalat sowie Kombinationen der genannten Materialien, besteht.
  5. Papiermaschinensieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (21) der Vliesschicht (20) dauerhaft topographisch, vorzugsweise durch kreisrunde, dreieckige, rechteckige oder auf sonstige Weise ausgebildete Vertiefungen, gestaltet ist.
  6. Papiermaschinensieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (21) der Vliesschicht (20) mit Hilfe von physikalischen/chemischen Oberflächenbehandlungsverfahren hydrophil, hydrophob, antistatisch oder schmutzabweisend ausgebildet ist.
  7. Papiermaschinensieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesschicht (20) von Poren durchdrungen ist, die sich vorzugsweise zum textilen oder nichttextilen Flächengebilde (16) hin verjüngen oder verbreitern.
  8. Papiermaschinensieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächengebilde (16) auf seiner einen, zum Papier gerichteten Seite (18) Fasern oder Fäden aufweist, die in der Lage sind, mit der Vliesschicht (20) eine bleibende Verbindung einzugehen.
  9. Papiermaschinensieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern oder Fäden aus Kunststoff-Schmelzfasern, wie beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polyethylen, Polypropylen, Polybutylenterephthalat sowie aus Kombinationen der genannten Materialien, gefertigt sind.
  10. Papiermaschinensieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesschicht (20) durch ein Verbindungsmittel, vorzugsweise einen Schmelzkleber, auf dem Flächengebilde (16) fixiert ist.
  11. Papiermaschinensieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesschicht (20) durch eine Wärme-/Druckbehandlung eine dauerhafte Bindung mit dem Flächengebilde (16) eingeht, wobei in Abhängigkeit der gewählten Materialien die Temperatur etwa zwischen 170 und 270 °C und der Liniendruck etwa zwischen 10 und 50 N/mm beträgt.
  12. Papiermaschinensieb nach einem Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vliesschicht (20) mittels Ultraschall dauerhaft auf dem Flächengebilde (16) fixiert ist, wobei die Schweißfrequenz etwa zwischen 15 und 72 MHz, vorzugsweise zwischen 15 und 35 MHz, liegt.
  13. Papiermaschinensieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedeckungsverhältnis zwischen der Vliesschicht (20) und der zum Papier gerichteten Seite (18) des Flächengebildes (16) mehr als 40 % beträgt.
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