EP1690981B1 - Verfahren zur Erzeugung eines topografischen Musters auf oder in einer Papiermaschinenbespannung - Google Patents

Verfahren zur Erzeugung eines topografischen Musters auf oder in einer Papiermaschinenbespannung Download PDF

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EP1690981B1
EP1690981B1 EP20050111133 EP05111133A EP1690981B1 EP 1690981 B1 EP1690981 B1 EP 1690981B1 EP 20050111133 EP20050111133 EP 20050111133 EP 05111133 A EP05111133 A EP 05111133A EP 1690981 B1 EP1690981 B1 EP 1690981B1
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EP
European Patent Office
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pattern
polymer
topographical
rotary screen
fabric
Prior art date
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Active
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EP20050111133
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English (en)
French (fr)
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EP1690981A1 (de
Inventor
Justin Alan Payne
David Stuart Ponton
John Jeffery
Arved Westerkamp
Antony Dr. Morton
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 Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1690981A1 publication Critical patent/EP1690981A1/de
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Publication of EP1690981B1 publication Critical patent/EP1690981B1/de
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    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/006—Making patterned paper
    • 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
    • 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
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    • 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
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a topographic pattern on or in a papermachine fabric according to the preamble of claim 1.
  • Rotary screens supplied by Stork NV, are usually located in the Fig. 1 resulting configuration.
  • End or end rings 10 which have a larger diameter than the wires 12 themselves, provide the means by which the wire 12 is secured and rotated on the machine.
  • the fabric must be in a width which allows it to pass between the two end rings 10 and which allows it to make direct contact with the wire 12.
  • the actual application width 14 of a rotary screen is therefore always narrower than its entire "machine width" dimension 16.
  • Stork NV supplies rotary screens in the following machine widths: 1410, 1750, 1980, 2650, 3050, 3500 and 3800 mm.
  • Saxon Screens is another manufacturer of rotary screens, with the maximum available width of these screens being 2080 mm.
  • topographical fabrics for the production of jewelry paper products.
  • US 6203663 Karls
  • US 6203663 teaches a method of applying a pattern to a forming fabric using either embroidering, stencil printing, printing or weaving techniques.
  • the latter technique of weaving does not allow for the creation of complex topographical patterns and is more suitable for "dot patterning" where raised fabric bumps are used to create small holes in the paper product.
  • complex topographical patterns can be achieved by using embroidery techniques, the pattern is prone to deteriorate by the effect of abrasion.
  • Stencil printing has similar problems to those associated with rotary screen printing in relation to the limited screen widths.
  • US 452980 (Trokhan) teaches a method of making a woven fabric having a UV-cured polymer pattern network with deflection channels.
  • the pattern mesh and the deflection channels extend across the entire width of the papermaking screen and are referred to as endless because it is essentially an unbroken net-like pattern.
  • the UV-cured pattern mesh must be applied to the screen in a batch fashion or section by section.
  • the application of a UV-cured portion requires a number of different and defined steps which must be performed consecutively. This particular complex process has the disadvantage that it is both time consuming and requires great attention in aligning and aligning the topographical pattern during the patching application.
  • the US 2004/0126544 shows a papermachine fabric in which was applied to the crossing points of the longitudinal and transverse threads of polymer material to increase the abrasion resistance, for example by means of a screen printing process.
  • the invention has for its object to provide a simple and fast method for producing a durable pattern structure, can be made with the paper improver quality. With the invention, it should be possible to apply the pattern structure over the entire width of the paper machine clothing.
  • the rotary screen extends only over a partial width of a carrier structure of the clothing.
  • the rotary screen is moved relative to the support structure, whereby, with respect to the width of the support structure, a plurality of juxtaposed topographic pattern sections of polymer material are formed on the support structure.
  • the movement of the rotary screen relative to the support structure takes place here in such a way that the offset between adjacent pattern sections, at least in the plane of the support structure, is 0.1 mm or less.
  • the polymer is in this case fed to the paper machine clothing via the rotary screen.
  • the invention thus provides a topographical pattern structure which can be applied simply and precisely by means of a rotary screen application head on a papermachine fabric.
  • the application process can be either continuous or section by section, but in any case, accurate alignment and alignment of the topographic pattern is achieved regardless of screen width.
  • the invention thus serves the exact application and attachment of topographic polymer patterns on the support structure paper machine clothing.
  • the backing structure may be woven as used for forming and dryer fabrics, or it may be a nonwoven, such as in bonded fabrics or needled felts for press felts.
  • the support structure serves to support the polymeric topographical pattern.
  • the support structure may have load-receiving function in the papermachine fabric, such as a fabric.
  • the support structure may not have a load-bearing function, such as a nonwoven fabric.
  • the topographic pattern may take the form of a unique motif or a symmetrical grid of polymer dots.
  • the polymer is fed to the papermachine fabric by means of a rotary screen having the motif or dot pattern engraved in it.
  • the volume of polymer which is supplied to the papermachine clothing is controlled by the dimensions of the screen motif and also by the polymer pumping system. Polymer penetration into the fabric is determined by rearward force generated by the pump.
  • the topographical pattern may be used as an outer or inner feature of the papermachine fabric.
  • the topographic pattern forms part of the paper-contacting side of the fabric.
  • the topographic pattern is applied as an intrinsic feature on the surface of a support structure, such as a nonwoven, disposed in a press felt. Therefore, the pattern will be within the composite structure of the press felt and thus affect paper formation during wet pressing.
  • the invention provides a greater degree of control and reduces the difficulties of other such processes described in the prior art.
  • Fig. 2 shows two embodiments of the invention with a topographical pattern in the form of a dot pattern 18 and a topographic pattern in the form of a motif pattern 20th
  • the topographic pattern 18, 20 may thus be e.g. take the form of a unique motif or a symmetrical grid of polymer dots.
  • the polymer is supplied to the support structure through a rotary screen having the motif or dot pattern engraved therein.
  • the volume of polymer which is supplied to the papermachine clothing is controlled by the dimensions of the screen motif and also by the polymer pumping system.
  • the polymer penetration depth into the support structure of the fabric is influenced by the force generated by the pump which forces the polymer through the rotary fabric.
  • the topographical pattern may be used as an outer or inner feature of the papermachine fabric.
  • the topographic pattern is applied, for example, as an intrinsic feature on the surface of the support structure of a press felt, the support structure being within the composite structure of the press felt and thus affecting the paper formation by wet pressing.
  • Fig. 3 shows an embodiment of the invention with a topographic pattern 22 on the paper side of a woven papermachine fabric, such as a forming fabric.
  • Fig. 4 shows an embodiment of the invention with a topographic pattern 24 on the surface of a woven and thus load-bearing support structure and in the structure of a wet felt.
  • Fig. 5 shows an embodiment of the invention with respect to the application of the topographical pattern by the semi-continuous method in which each juxtaposed pattern sections are formed, each of which forms an enclosed in the circumferential direction of the support structure endless loop. After formation of each section, the rotary screen 28 is translated by the width of that section before the next section is applied to the support structure 26.
  • FIG. 5 is an initial section labeled "30" and a second section labeled "32".
  • Fig. 6 shows an embodiment of the invention with respect to the application of the topographical pattern by the continuous process, ie in the form of a spiral.
  • the continuous mode In the continuous mode, the entire width of the papermachine fabric 26 is covered with the topographic pattern in one go.
  • the continuous mode is achieved by slowly traversing the rotary screen 28 relative to the fabric, so that the pattern is applied in a helical fashion.
  • the spiral angle movement of the wire is determined by a number of interconnected process parameters, which include the amount of clothing, the clothing width, the clothing speed, the screen circumference, the screen pattern pitch and the screen speed.
  • the high degree of process control during continuous helical operation allows accurate pattern matching, which can only occur within a tolerance of 0.1 mm.
  • Fig. 6 is the paper machine clothing 26 and the rotary screen 28 can be seen, which performs a spiral angle movement.
  • Topographic pattern matching is an important and unique feature of the invention and is essential to meeting quality standards during the papermaking process.
  • the topographical pattern matching concerns both continuous and discontinuous motif and point design forms.
  • Fig. 7 shows a plan view of the plane of a support structure for a continuous design form. In this case, a first pattern section and a second pattern section and the pattern matching point can be seen.
  • the offset of the two pattern sections in the plane of the support structure is 0.1 mm or less.
  • the vertical offset of the two pattern sections ie the offset perpendicular to the plane of the support structure, is 0.1 mm or less.
  • Fig. 8 shows an embodiment of the invention for a non-continuous design.
  • the offset of the two pattern sections in the plane of the support structure is 0.1 mm or less.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Decoration Of Textiles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines topografischen Musters auf oder in einer Papiermaschinenbespannung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Der Einsatz von Rotationssiebdruck in der Textilindustrie ist gut bekannt. Typische Beispiele von Rotationssiebdruck sind in den Patentschriften US 2511511 (Murphy) und US 3420167 (Van der Winden) dargestellt. Einschränkungen in der Gestaltung und Herstellung von Rotationssieben bestimmen zum Beispiel, welche Bespannungsbreiten verarbeitet werden können.
  • Rotationssiebe, welche durch Stork NV geliefert werden, sind normalerweise in der sich aus der Fig. 1 ergebenden Konfiguration ausgeführt. End- oder Abschlussringe 10, welche einen größeren Durchmesser als die Siebe 12 selbst aufweisen, stellen das Mittel bereit, durch welches das Sieb 12 befestigt und auf der Maschine gedreht wird. Während des Druckens muss die Bespannung in einer Breite vorliegen, welche es dieser erlaubt, zwischen den beiden Abschlussringen 10 hindurchzulaufen, und welche ihr den direkten Kontakt mit dem Sieb 12 gestattet. Die tatsächliche Anwendungsbreite 14 eines Rotationssiebs ist daher immer schmaler als seine gesamte "Maschinenbreiten"-Abmessung 16.
  • Stork NV liefert Rotationssiebe in den folgenden Maschinenbreiten: 1410, 1750, 1980, 2650, 3050, 3500 und 3800 mm.
  • Saxon Screens ist ein weiterer Hersteller von Rotationssieben, wobei die maximal verfügbare Breite dieser Siebe 2080 mm beträgt.
  • Bespannungen, welche in den verschiedenen Abschnitten einer Papiermaschine verwendet werden, können nun aber bis zu 10 m Breite aufweisen. Da dies der Fall ist, können Standardrotationssiebe nicht eingesetzt werden, um topographische Merkmale über die gesamte Breite der Papiermaschinenbespannungen zu übertragen, und zwar aufgrund der Siebgestaltungseinschränkungen, wie oben beschrieben.
  • Die Herstellung von topographischen Bespannungen für die Herstellung von Schmuckpapierprodukten ist bekannt. Zum Beispiel lehrt die US 6203663 (Kamps) ein Verfahren zum Einbringen eines Schmuckmusters auf einem Formiersieb durch Einsatz von entweder Sticken, Schablonendrucken, Drucken oder Webtechniken. Die letztere Technik des Webens erlaubt nicht das Erzeugen von komplexen topographischen Mustern und ist besser geeignet für "Punktbemusterung", wobei erhabene Gewebehöcker verwendet werden, um kleine Löcher im Papierprodukt zu erzeugen. Während komplexe topographische Muster durch das Verwenden von Sticktechniken erzielt werden können, ist das Muster anfällig dafür, durch die Wirkung von Abrieb schlechter zu werden. Schablonendrucken weist ähnliche Probleme wie jene auf, die mit dem Rotationssiebdruck in Bezug auf die begrenzten Siebbreiten in Verbindung gebracht werden. Um daher topographische Merkmale auf breite Papiermaschinenbespannungen durch dieses Verfahren zu übertragen, wäre es erforderlich, dass die Bespannung Abschnitt für Abschnitt über ihre gesamte Breite bedruckt wird. Die diesem Verfahren innewohnenden Probleme bestehen darin, dass es einerseits äußerst zeitraubend ist und dass es andererseits erforderlich ist, das Schablonensieb relativ zu einem zuvor bedruckten Abschnitt zu positionieren, so dass das topographische Muster ausgerichtet und dementsprechend abgeglichen ist.
  • US 452980 (Trokhan) lehrt ein Verfahren zum Herstellen einer gewebten Bespannung, welche ein UV-gehärtetes Polymer-Musternetz mit Ablenkungskanälen aufweist. Das Musternetz und die Ablenkungskanäle erstrecken sich über die gesamte Breite des Papierherstellungssiebs und werden als endlos bezeichnet, da es sich im Wesentlichen um ein ungebrochenes netzartiges Muster handelt. Jedoch aufgrund von Einschränkungen des Vorgangs muss das UV-gehäriete Musternetz auf das Sieb in schubartiger Weise oder Abschnitt für Abschnitt aufgebracht werden. Außerdem erfordert die Ausbringung eines UV-gehärteten Abschnitts eine Anzahl von unterschiedtichen und definierten Schritten, welche aufeinander folgend ausgeführt werden müssen. Dieser im Besonderen komplexe Vorgang weist die Nachteils auf, dass er sowohl zeitaufwändig ist als auch große Aufmerksamkeit beim Ausrichten und Abgleichen des topographischen Musters während der abschnittsweisen Aufbringung erfordert.
  • Aus der US 4,300,982 ist des weiteren ein Pressfilz bekannt, welches ein mit einem rotierenden Sieb aufgebrachtes Muster hat.
  • Die US 2004/0126544 zeigt eine Papiermaschinenbespannung bei der auf die Kreuzungspunkte der Längs- und Querfäden Polymermaterial zur Erhöhung der Abrasionsbeständigkeit bspw. mittels eines Siebdruckverfahrens aufgebracht wurde.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und schnelles Verfahren zur Herstellung einer haltbaren Musterstruktur vorzuschlagen, mit der Papier verbesserer Qualität hergestellt werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen \/erfahren soll es möglich sein, die Musterstruktur über die gesamte Breite der Papiermaschinenbespannung aufzubringen.
  • Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß erstreckt sich das Rotationssieb nur über eine Teilbreite einer Trägerstruktur der Bespannung. Zur Ausbildung des topographischen Polymermusters auf einer Trägerstruktur wird das Rotationssieb relativ zur Trägerstruktur bewegt, wodurch, bezüglich der Breite der Trägerstruktur, mehrere neben einander angeordnete topographische Musterabschnitte aus Pollymermaterial auf der Trägerstruktur erzeugt werden. Die Bewegung des Rotationssiebs relativ zur TrägerStruktur erfolgt hierbei derart, dass der Versatz zwischen neben einander engeordneten Musterabschnitten, zumindest in der Ebene der Trägerstruktur, 0,1mm oder weniger beträgt.
  • Das Polymer wird hierbei der Papiermaschinenbespannung über das Rotationssieb zugeführt.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen des erfihdungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgende Beschreibung.
  • Mit der Erfindung wird also eine mittels eines Rotationssiebausbringungskopfes einfach und genau aufbringbare topographische Musterstruktur auf einer Papiermaschinenbespannung geschaffen. Der Aufbringungsvorgang kann entweder auf ununterbrochene Art oder Abschnitt für Abschnitt erfolgen, aber in jedem Fall wird genaue Ausrichtung und Abgleich des topographische Musters unabhängig von der Siebbreite erzielt.
  • Die Erfindung dient somit dem genauen Auftragen und Anbringungen von topographischen Polymermustern auf die Trägerstruktur eine Papiermaschinenbespannung. Die Trägerstruktur kann gewebt sein, wie es für Formier- und Trockensiebanwendungen eingesetzt wird, oder es könnte ein Vlies sein, wie in verbundenen Bespannungen oder Nadelfilzen für Pressfilze.
  • Die Trägerstruktur dient hierbei dazu das polymere topographische Muster zu tragen. Die Trägerstruktur kann in der Papiermaschinenbespannung last aufnehmende Funktion haben, wie bspw. eine Gewebe. Alternativ dazu kann die Trägerstruktur keine last aufnehmende Funktion haben, wie bspw. ein Vlies.
  • Das topographische Muster kann zum Beispiel die Form eines einmaligen Motivs oder eines symmetrischen Gitters von Polymerpunkten annehmen. In jedem Fall wird das Polymer auf die Papiermaschinenbespannung mittels eines Rotationssiebs zugeführt, welches das Motiv oder das Punktmuster in sich eingraviert aufweist. Das Volumen des Polymers, welches auf die Papiermaschinenbespannung zugeführt wird, wird durch die Abmessungen des Siebmotivs und auch durch das Polymerpumpsystem geregelt. Die Polymereindringung in die Bespannung wird durch Kraft von hinten bestimmt, welche durch die Pumpe erzeugt wird.
  • Das topographische Muster kann als ein äußeres oder inneres Merkmal der Papiermaschinenbespannung verwendet werden. Als ein äußeres Merkmal bildet das topographische Muster einen Teil der Papier berührenden Seite der Bespannung. Im Gegensatz dazu wird das topographische Muster als ein inneres Merkmal auf der Oberfläche einer in einem Pressfilz angeordneten Trägerstruktur, wie bspw. einem Vlies, angewendet. Daher wird das Muster innerhalb der Verbundstruktur des Pressfilzes liegen und folglich die Papierformierung während des Nasspressens beeinflussen.
  • Die Erfindung bietet einen größeren Grad an Regelung und verringert die Schwierigkeiten anderer solcher Vorgänge, beschrieben im Stand der Technik.
  • Die Erfindung ist gekennzeichnet durch ihre genaue technologische Steuerung und Wiederholbarkeit und kann durch eines oder mehrere der folgenden Merkmale definiert werden:
    • Eine einsetzbare Polymerviskosität von > 70 Pa.s (70 000 cP), vorzugsweise 100 bis 150 Pa.s (100 000 bis 150 000 cP).
    • Eine Musterhöhe über der Bespannung von 0,05 mm - 1,0 mm.
    • Ein Breite-zu-Höhe-Verhältnis von bis zu 1 : 0,7 (Silikon), 1 : 0,5 (Polyurethan).
    • Rotationssiebbreite von bis zu 2 m breit.
    • Eine topographische Musterabgleichgenauigkeit bzw. einen Versatz, zumindest in der Ebene der Trägerstruktur, von 0, 1 mm oder weniger.
    • Totale topographische Mustersynchronisation in Bezug auf den Bespannungsumfang.
    • Das Polymer kann aus Polyurethan, Silikon, Polyharnstoffen oder jeder Verbindung davon bestehen.
    • Gewebte Papiermaschinenbespannungen können von jeder Webgestaltung sein und Garne aus jeder Polymerart (Polyester, Polyamid usw.) umfassen.
    • Vliespapierherstellungsbespannungen können von jedem Typ (vernadelt, spunbonded, vernetzt usw.) sein und Fasern oder Garne aus jeder Polymerart (Polyester, Polyamid usw.) umfassen.
  • Ein Vorteil des Systems besteht in der Fähigkeit auszuwählen, ob das topographische Muster in entweder halbfortlaufender (d.h. Abschnitt-für-Abschnitt) oder fortlaufender (spiraler) Art angewendet wird. In jeder Art wird das Polymer ununterbrochen dem Rotationssieb zugeführt, welches es seinerseits auf die Bespannung überträgt.
    • Im halbfortlaufenden Betrieb muss die erste Stufe einen anfänglichen Abschnitt auf den gesamten Umfang der Bespannung aufbringen. Das Rotationssieb wird dann über eine Position mit einem Index versehen, wo es den zweiten Abschnitt aufbringen wird. Die Steuerung und der Grad der Siebbewegung sind derartig, dass der genaue Musterabgleich in Bezug auf den anfänglichen Abschnitt innerhalb einer Toleranz von 0,1 mm oder weniger auftritt. Der Vorgang setzt sich auf diese Weise fort, bis die gesamte Breite der Papiermaschinenbespannung mit dem topographischen Muster bedeckt ist. Ein zusätzlicher Vorteil des halbfortlaufenden Betriebs besteht darin, dass das Rotationssieb vor dem Abschnittsauftrag gewechselt werden kann. Daher ist es möglich, eine Vielzahl von topographischen Mustern auf einer Papiermaschinenbespannung aufzuweisen.
    • In der fortlaufenden Betriebsart wird die gesamte Breite der Papiermaschinenbespannung mit dem topographischen Muster in einem Vorgang bedeckt. Die fortlaufende Betriebsart wird durch langsames Queren des Rotationssiebs relativ zur Bespannung erzielt, so dass das Muster auf eine spiralförmige Weise aufgebracht wird. Die Spiralwinkelbewegung des Siebs wird durch eine Anzahl von miteinander verbundenen Vorgangsparametern bestimmt, welche den Bespannungsumfang, die Bespannungsbreite, die Bespannungsgeschwindigkeit, den Siebumfang, die Siebmu sterteilung und die Siebgeschwindigkeit umfassen. Der hohe Grad an Vorgangssteuerung während des fortlaufenden (Spiral-)Betriebs erlaubt genauen Musterabgleich, welcher nur innerhalb einer Toleranz von 0,1 mm auftreten kann.
  • Topographischer Musterabgleich ist ein wichtiges und einzigartiges Merkmal dieser Erfindung und ist wesentlich für das Einhalten von Qualitätsstandards während des Papierherstellungsvorgangs. Topographischer Musterabgleich betrifft sowohl die fortlaufenden als auch die nicht fortlaufenden Motiv- und Punktgestaltungsformen.
    • Bei den fortlaufenden Gestaltungsformen wird die Betonung auf Beibehalten eines netzartigen Musters gelegt.
    • Bei den nicht fortlaufenden Gestaltungsformen wird die Betonung auf Beibehalten des Siebteilungsabstands zwischen den Motiven oder Punkten gelegt.
  • Im Folgenden werden konkrete Ausführungsbeispiele bzw. bevorzugte Ausführungsformen wiedergegeben.
  • Ein genaues topographisches Musteraufbringungs- und Musterabgleichsystem, wie hierin offenkundig:
    1. 1) Eine fortlaufende oder nicht fortlaufende Musteraufbringung auf eine Papiermaschinenbespannung für den Einsatz in der Herstellung von Schmucktissue oder Schmuckpapier.
    2. 2) Genauer Abgleich des topographischen Musters, um die Qualität des Schmucktissues oder Schmuckpapiers sicherzustellen und aufrechtzuerhalten.
    3. 3) Anwendung auf der Papierseite ein er Formierbespannung, um Wasserzeicheneffekte durch Neuverteilung von Papierfaserausrichtung während der Blattformierung bzw. Blattbildung zu erzeugen.
    4. 4) Anwendung auf der Papierseite oder innerhalb einen(s) Pressfilz(es), um Schmuckpapiereffekte während des Nasspressvorgangs zu erzeugen.
    5. 5) Anwendung von unterschiedlichen topographischen Mustern auf eine Bespannung, um mehrere Schmuckeffekte in einem Papierprodukt zu erzeugen.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung; in dieser zeigen:
    • Fig. 1
    eine herkömmliche Konfiguration eines Rotationssiebes,
    Fig. 2
    zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung mit einem topographischen Muster in Form eines Punktmusters bzw. einem topographischen Muster in Form eines Motivmusters,
    Fig. 3
    ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem topographischen Muster auf der Oberfläche einer gewebten Papiermaschinenbespannung,
    Fig. 4
    ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem topographischen Muster auf der Oberfläche einer gewebten Grundbespannung und in der Struktur eines Nassfilzes,
    Fig. 5
    ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bezüglich des Aufbringens des topographischen Musters durch das halbfortlaufende Verfahren, d.h. Abschnitt für Abschnitt,
    Fig. 6
    ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bezüglich des Aufbringens des topographischen Musters durch das fortlaufende Verfahren, d.h. in Form einer Spirale,
    Fig. 7
    ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine fortlaufende Gestaltungsform in Draufsicht auf die Ebene einer Trägerstruktur und
    Fig. 8
    ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine nicht fortlaufende Gestaltungsform in Draufsicht auf die Ebene einer Trägerstruktur.
  • Fig. 2 zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung mit einem topographischen Muster in Form eines Punktmusters 18 bzw. einem topographischen Muster in Form eines Motivmusters 20.
  • Das topographische Muster 18, 20 kann also z.B. die Form eines einmaligen Motivs oder eines symmetrischen Gitters von Polymerpunkten annehmen. Das Polymer wird der Trägerstruktur durch ein Rotationssiebes zugeführt, das das Motiv oder das Punktmuster in sich eingraviert aufweist. Das Volumen das Polymers, welches auf die Papiermaschinenbespannung zugeführt wird, wird durch die Abmessungen des Siebmotivs und auch durch das Polymerpumpsystem geregelt. Die Polymereindringtiefe in die Trägerstruktur der Bespannung wird durch die durch die Pumpe erzeugte Kraft mit beeinflusst, welche as Polymer durch das Rotationssieb drückt.
  • Das topographische Muster kann als ein äußeres oder inneres Merkmal der Papiermaschinenbespannung verwendet werden. Als ein äußeres Merkmal wird das topographische Muster verwendet, um die Papierformierung auf der Papierseite der Bespannung zu beeinflussen. Im Gegensatz dazu wird das topographische Muster bspw. als ein inneres Merkmal auf der Oberfläche der Trägerstruktur eines Pressfilzes angewendet, wobei die Trägerstruktur innerhalb der Verbundstruktur des Pressfilzes liegt und folglich die Papierformierung anhand des Nasspressens beeinflusst.
  • Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem topographischen Muster 22 auf der Papierseite einer gewebten Papiermaschinenbespannung, wie bspw. einem Formiersieb.
  • Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem topographischen Muster 24 auf der Oberfläche einer gewebten und somit last aufnehmenden Trägerstruktur und in der Struktur eines Nassfilzes.
  • Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bezüglich des Aufbringens des topographischen Musters durch das halbfortlaufende Verfahren, bei dem jeweils nebeneinander angeordnete Musterabschnitte gebildet werden, welche jeweils für sich eine in Umfangrichtung der Trägerstruktur geschlossene Endlosschleife bilden. Nach der Bildung jedes Abschnitt wird das Rotationssieb 28 um die Breite dieses Abschnitts verschoben, bevor der nächste Abschnitt auf die Trägerstruktur 26 aufgebracht wird.
  • In der Fig. 5 ist ein Anfangsabschnitt mit "30" und ein zweiter Abschnitt mit "32" bezeichnet.
  • Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bezüglich des Aufbringens des topographischen Musters durch das fortlaufende Verfahren, d.h. in Form einer Spirale.
  • In der fortlaufenden Betriebsart wird die gesamte Breite der Papiermaschinenbespannung 26 mit dem topographischen Muster in einem Vorgang bedeckt. Die fortlaufende Betriebsart wird durch langsames Queren des Rotationssiebes 28 relativ zur Bespannung erzielt, so dass das Muster auf eine spiralförmige Weise aufgebracht wird. Die Spiralwinkelbewegung des Siebes wird durch eine Anzahl von miteinander verbundenen Vorgangsparametern bestimmt, welche den Bespannungsumfang, die Bespannungsbreite, die Bespannungsgeschwindigkeit, den Siebumfang, die Siebmusterteilung und die Siebgeschwindigkeit umfassen. Der hohe Grad an Vorgangssteuerung während des fortlaufenden spiralförmigen Betriebs erlaubt einen genauen Mustervergleich, der nur innerhalb einer Toleranz von 0,1 mm auftreten kann.
  • In dieser Fig. 6 ist die Papiermaschinenbespannung 26 sowie das Rotationssieb 28 zu erkennen, das eine Spiralwinkelbewegung vollzieht.
  • Der topographische Musterabgleich ist ein wichtiges und einzigartiges Merkmal der Erfindung und ist wesentlich für das Einhalten von Qualitätsstandards während des Papierherstellungsvorgangs. Der topographische Musterabgleich betrifft sowohl die fortlaufenden als auch die nicht fortlaufenden Motiv- und Punktgestaltungsformen.
  • Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf die Ebene einer Trägerstruktur für eine fortlaufende Gestaltungsform. Dabei sind ein erster Musterabschnitt und ein zweiter Musterabschnitt sowie der Musterabgleichpunkt zu erkennen. Der Versatz der beiden Musterabschnitte in der Ebene der Trägerstruktur beträgt 0,1 mm oder weniger.
  • Des weiteren beträgt der vertikale Versatz der beiden Musterabschnitte, d.h. der Versatz senkrecht zur Ebene der Trägerstruktur, 0,1 mm oder weniger.
  • Bei den fortlaufenden Gestaltungsformen wird die Betonung auf Beibehalten eines netzartigen Musters gelegt.
  • Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine nicht fortlaufende Gestaltungsform.
  • Dabei ist in dieser Fig. 8 ein erster Musterabschnitt und ein zweiter Musterabschnitt sowie ein Siebteilungsabstand zu erkennen.
  • Bei den nicht fortlaufenden Gestaltungsformen wird die Betonung auf Beibehalten des Siebteilungsabstands zwischen den Motiven oder Punkten gelegt.
  • Auch bei diesem Beispiel beträgt der Versatz der beiden Musterabschnitte in der Ebene der Trägerstruktur 0,1 mm oder weniger.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Endring, Abschlussring
    12
    Sieb
    14
    Anwendungsbreite
    16
    Maschinenbreite
    18
    Punktmuster, topographisches Muster
    20
    Motivmuster, topographisches Muster
    22
    topographisches Muster
    24
    topographisches Muster
    26
    Papiermaschinenbespannung
    28
    Rotationssieb
    30
    Anfangsabschnitt
    32
    zweiter Abschnitt

Claims (15)

  1. Verfahren zur Erzeugung eines topographischen Musters auf oder in einer Papiermaschinenbespannung (26), bei dem
    mittels eines Rotationssiebes (28) ein topographisches Polymermuster (18-24) erzeugt wird und bei dem das Polymer der Papiermaschinenbespannung (26) über das Rotationssieb (28) zugeführt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich das Rotationssieb (28) nur über eine Teilbreite einer Trägerstruktur der Bespannung erstreckt und dass das Rotationssieb (28) zur Ausbildung des topographischen Polymermusters (18-24) auf der Trägerstruktur, relativ zur Trägerstruktur derart bewegt wird, dass das topographische Polymermuster bezüglich der Breite der Trägerstruktur, durch mehrere neben einander angeordnete topographische Musterabschnitte gebildet wird, die zueinander, zumindest in der Ebene der Trägerstruktur, einen Versatz von 0,1 mm oder weniger haben.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Rotationssieb (28) mit eingraviertem topographischem Muster verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Volumen des der Papiermaschinenbespannung (26) zugeführten Polymers durch die Abmessungen des Rotationssiebmusters und durch das Polymerpumpensystem regelbar ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das topographische Polymermuster (18-24) in Form eines einzigen Motivs erzeugt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das topographische Polymermuster (18-24) in Form eines symmetrischen Gitters von Polymerpunkten erzeugt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das topographische Polymermuster (18-24) fortlaufend erzeugt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das topographische Polymermuster (18-24) auf spiralförmige Weise erzeugt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das topographische Polymermuster (18-24) unter Beibehaltung eines netzartigen Musters erzeugt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das topographische Polymermuster (18-24) Abschnitt für Abschnitt erzeugt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Polymer dem Rotationssieb (28) kontinuierlich zugeführt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Polymerviskosität > 70 Pa.s (70 000 cP) gewählt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Polymerviskosität in einem Bereich von etwa 100 bis etwa 150 Pa.s (etwa 100 000 bis etwa 150 000 cP) liegt.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Musterhöhe über der Papiermaschinenbespannung (26) in einem Bereich von 0,05 mm bis 1,0 mm liegt.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zur Erzeugung des topographische Polymermusters (18-24) ein Polymer verwendet wird, das zumindest einen der folgenden Bestandteile oder eine beliebige Verbindung daraus umfasst: Polyurethan, Silikon, Polyharnstoffe.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Rotationssieb (28) mit einer Breite bis zu 2 m verwendet wird.
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