EP2185769A1 - Pressfilz - Google Patents

Pressfilz

Info

Publication number
EP2185769A1
EP2185769A1 EP08760767A EP08760767A EP2185769A1 EP 2185769 A1 EP2185769 A1 EP 2185769A1 EP 08760767 A EP08760767 A EP 08760767A EP 08760767 A EP08760767 A EP 08760767A EP 2185769 A1 EP2185769 A1 EP 2185769A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
press felt
nonwoven
filter layer
fibers
nonwoven structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08760767A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hubert Walkenhaus
Robert Crook
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2185769A1 publication Critical patent/EP2185769A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a press felt for use in a machine producing a fibrous web, in particular a paper, board or tissue machine, according to the preamble of patent claim 1.
  • Press felts are mainly used in the press section of a paper, board or tissue machines to transport the fibrous web with the target through the press nip to absorb the pressed-out of the fibrous web in the press nip water without this issue to the fibrous web again.
  • the quality and the dry content of the fibrous web after the press section in this case depends essentially on the surface condition, the water absorbency and the return capacity of the press felts used in the press section at the respective position.
  • the abovementioned properties can be positively influenced by introducing polymer particles into the nonwoven structure of the press felt.
  • the disadvantage is that the penetration depth of the polymer particles can not be adjusted specifically.
  • a press felt having a first surface provided by a nonwoven structure and a second surface opposite thereto, and a load-bearing base structure which is connected to the nonwoven structure and is arranged between the first and the second surface, as well as with particulate polymer material , which is penetrated from the first surface into the nonwoven structure in sections in the direction of the second surface and is attached to fibers of the nonwoven structure so that the press felt has a permeability of at least 5 cfm, in particular at least 10cfm.
  • the press felt according to the invention is characterized in that at least one filter layer is arranged in the nonwoven structure or at the interface between the nonwoven structure and the base structure, which is permeable to fluid and substantially impermeable to polymer material above a certain particle size.
  • the filter layer consequently forms an interface between the nonwoven structure and the base structure.
  • substantially impermeable it is meant herein that at least 98% of the polymer particles reaching the filter layer will adhere to the filter layer with a specific particle size and above
  • the filter layer may also be completely impermeable to the polymer particles having a specific particle size.
  • the second surface may be formed either by a free surface of the nonwoven structure or by a free surface of the base structure.
  • the filter layer therefore limits the penetration depth of the polymer material into the nonwoven structure from the first to the second surface as a function of the particle size of the polymer material.
  • the particulate polymer material is introduced from the first surface into the nonwoven structure by means of a fluid, for example in the form of at least one dispersion or with air support.
  • a fluid for example in the form of at least one dispersion or with air support.
  • the filter layer for fluid i. Liquid or gas or mixtures thereof
  • the polymer material can be transported by the fluid in the nonwoven structure and attach there in the area between the first surface and the filter layer, whereas the fluid passes the fulfillment of its transport function, the filter layer and thus easy out of the Felt can be removed, for example by vacuum support.
  • connection of the nonwoven structure to the base structure is preferably done by needling, the needling preferably taking place before the introduction of the particulate polymer material into the nonwoven structure.
  • the filter layer has an original thickness of 0.5 mm or less. This has the effect that the filter layer does not or only slightly influences the structure of the press felt. Under the original thickness, the thickness of the filter layer is to be understood, which has these prior to installation in the press felt.
  • At least one filter layer is a nonwoven layer, which is formed in particular by fibers with 3.3 dtex or less.
  • Such nonwoven layers are used in the prior art in press felts as a membrane to prevent the rewetting of the paper web and have the advantage that they are simple and inexpensive to produce.
  • the press felt has a reduced pore size. This means that in the region of this "needling point" a zone with locally increased fiber density extending in the thickness direction of the press felt predominates, and in the thickness direction above and below this zone there is a lower fiber density and thus an increased pore size.
  • non-woven layer filter layer within the press felt, i. within the nonwoven structure or at the boundary between nonwoven structure and base structure fibers with 3.3dtex or less arranged.
  • At least one filter layer is formed by 1, 7dtex fibers.
  • a preferred embodiment of the invention provides that fibers of at least one filter layer are fused together at mutual points of contact.
  • the fusion of the fibers takes place here preferably by the action of heat.
  • Such a fusion bonding process is referred to, for example, as "thermobonding".
  • the filter effect of the filter layer can be influenced by the size of the openings in the filter layer.
  • a possible influencing factor for the size of the openings in the filter layer designed as a nonwoven layer is the basis weight of the nonwoven layer.
  • a preferred embodiment of the invention provides that at least one filter layer has a basis weight in the range from 20 to 180 g / m 2 .
  • the filter layer formed by a nonwoven layer may comprise fibers of a plastic material.
  • PU fibers or PP fibers or PA fibers or mixtures of two or more of the aforementioned fibers are conceivable.
  • this nonwoven layer is formed only from PU fibers or only from PP fibers or only from PA fibers.
  • fibers are also conceivable, which are constructed of two materials, for example. From a higher melting and a lower melting material.
  • the fibers comprise natural materials.
  • a further embodiment of the invention provides that at least one filter layer is hydrophobic.
  • the fluid flow slows down. Reduction of the fluid flow facilitates the filtering process, the polymer particles can be more easily positioned in the structure over the filter layer.
  • At least one filter layer is formed by a sacrificial material, which can be dissolved out of the press felt after fixation of the polymer particles in the nonwoven structure.
  • a filter layer has the advantage that it does not affect the properties of the finished press felt.
  • At least one filter layer is formed by a sacrificial material, in particular thermoplastic PU, which in the fixation of Polymer particles has been melted in the nonwoven structure in the press felt. Since such a filter layer is melted in the fixing process, it is no longer recognizable as such in the finished felt, but only in the form of an increased proportion of molten thermoplastic PU in the press felt.
  • a sacrificial material in particular thermoplastic PU
  • At least one filter layer is formed by a layer in the nonwoven structure or the interface between the nonwoven structure and the base structure is treated so physically and / or chemically that it is permeable to fluid and for the polymer material from a certain particle size is substantially impermeable.
  • a plasma treatment of, for example, a surface of a nonwoven layer of the nonwoven structure is conceivable before a further nonwoven layer is applied over it so that the nonwoven structure as a result forms a filter layer in an intermediate layer.
  • At least one filter layer is a perforated film having a thickness of 0.5 mm or less. Films are particularly easy and inexpensive to produce. The particle size to be filtered can be easily adjusted by the size of the perforations.
  • a preferred embodiment of the invention provides that at least one of the filter layers has a thickness of 0.2 mm or less, in particular 0.1 mm or less.
  • the press felt comprises two filter layers, wherein the one of the filter layers for polymer material from a certain particle size and the other of the filter layers for polymer material from a different, smaller particle size is substantially impermeable.
  • An embodiment of the invention based thereon further provides that in the direction from the first to the second surface first the one and then the other of the filter layers is arranged.
  • the penetration depth of polymer material in the nonwoven structure is limited from a certain particle size and the other of the two filter layers, the penetration depth of polymer material in the nonwoven structure from another, smaller particle size.
  • the particulate polymer material comprises particles having different particle sizes, wherein in the production of the felt first small polymer particles and then larger polymer particles were introduced from the first surface into the nonwoven structure.
  • the particulate polymer material comprises particles having different physical and / or chemical properties. It is conceivable in this context to use particles with different melting point.
  • the process can be made very flexible, so that the particles not only get into the structure from one side and also alternate application is conceivable. This in combination with the most different filter media allows this high flexibility
  • a press felt produced according to the above embodiment larger and smaller polymer particles are then arranged above the one filter layer, ie in the region from the first surface to the one filter layer, whereas only smaller polymer particles are arranged between the one and the other filter layer.
  • a press felt which has a higher polymer content in the region between the first surface and the one filter layer than in the first Area between one and the other filter layer.
  • the press felt thus has a denser surface.
  • one possible embodiment of the invention provides that in the production of the felt, the particulate polymer material is introduced into the nonwoven structure in the form of at least one dispersion.
  • the dispersion may comprise water and the polymer particles.
  • the particles may also be thermoplastic or thermoset polymer particles or mixtures thereof.
  • the particle size is preferably in the range of 0.1-600 ⁇ m, preferably 1 -300 ⁇ m, particularly preferably 20-150 ⁇ m.
  • the polymer particles are fused intermittently with each other and in sections with fibers of the nonwoven structure by heat treatment after their introduction into the nonwoven structure, whereby a discontinuous and porous composite structure formed from the polymer particles and the fibers of the nonwoven structure bonded to the polymer particles.
  • the polymer particles thus partially impregnate fibers of the nonwoven structure and partially fill spaces between fibers of the nonwoven structure, whereby the porous composite structure is formed.
  • the heat treatment may cause a chemical reaction of the polymer particles, such as their crosslinking.
  • the nonwoven structure is formed by fibers of 6.7 dtex or more.
  • the nonwoven structure fibers in the range 17 to 600dtex, for example. 22 to 67dtex or 80dtex include. It is conceivable in this context that the nonwoven structure is formed by a plurality of nonwoven layers stacked on each other between the first and the second surface, wherein in particular at least one of the nonwoven layers of the nonwoven structure is formed by thicker fibers than another of the nonwoven layers.
  • the paper-side surface of the press felt is formed by the first surface with polymer particles, i. the surface which is contactable with the fibrous web and the second surface is the surface of the press felt which is engaged with the machine in
  • Fibrous web brought into contact surface (paper side) of the press felt in the nonwoven structure.
  • the surface of the press felt is formed by the second surface with polymer particles, which is brought into contact with the fibrous web and the first surface is the machine-side surface of the press felt, i. the surface that can be brought into contact with the machine.
  • the polymer particles are introduced into the nonwoven structure from the machine-contacting surface (machine side) of the press felt.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the polymer particles with fibers of the nonwoven structure in the nonwoven structure form a porous layer arranged below the paper-side surface, which is attached to the filter layer and which has a thickness of 1.0 mm or less, in particular 0, 7 mm or less.
  • the porous layer can assume the function of a layer which minimizes or prevents rewetting, so-called "anti-rewet layer.”
  • the thin layer can be formed by vacuum support after or during introduction of the polymer particles by virtue of the vacuum be sucked to the filter layer and attach there as a thin layer, so that between the first surface of the nonwoven structure and this porous layer, a portion of the nonwoven structure remains in which no polymer particles are attached to the fibers of the nonwoven structure.
  • the polymer Particles having a certain particle size and moreover penetrated from the first surface to the filter layer filtering this particle size in the nonwoven structure, wherein the concentration of these polymer particles decreases or increases over the depth of penetration or remains constant.
  • the load-bearing base structure is preferably formed by a textile fabric such as, for example, a fabric, a bundle of threads or a foil arrangement with optional reinforcing threads.
  • the group of threads may in this case comprise both machine direction (MD) and cross machine direction (CMD) oriented threads.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a press felt according to the invention in
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a press felt according to the invention in cross section
  • Figure 3 shows a third embodiment of a press felt according to the invention in
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of a press felt according to the invention in
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of a press felt according to the invention in
  • FIG. 1 shows a press felt 1 in cross-section.
  • the press felt 1 has a nonwoven structure 5 formed by a plurality of nonwoven layers 2 to 4, as well as a base structure 6 needled with the nonwoven structure 5 and designed as a fabric 6.
  • the nonwoven structure 5 comprises a first surface 7, which is provided by the free surface of the upper nonwoven layer 2 of the nonwoven structure 5.
  • the nonwoven layer 2 is formed by 17 dtex fibers 11.
  • the middle nonwoven layer 3 arranged between the upper nonwoven layer 2 and the fabric 6 is formed by 67 dtex fibers 16.
  • the second surface 8 of the press felt 1 is provided here by the free surface of the lower nonwoven layer 4.
  • a filter layer 9 is arranged, which is a nonwoven layer 9 with a thickness of 0.1 mm, which is formed by polyurethane fibers (PU fibers) with less than 1.7 dtex.
  • the PU fibers are fused together at their mutual points of contact.
  • the filter layer 9 has a basis weight in the range of 80 g / m 2 .
  • the filter layer 9 is according to the invention for fluid, so for example. Water and air, permeable and impermeable to polymer material from a certain particle size substantially. In the present case, the filter layer 9 is impermeable to particle sizes of 30 ⁇ m and more.
  • the lower nonwoven layer 4 of the nonwoven structure 5 is arranged, which is formed from fibers 15 with 22dtex.
  • the fabric 6 is connected to the nonwoven structure 5 and the filter layer 9 by needling.
  • a dispersion with water and particulate polymer material 10 was introduced from the first surface 7 into the nonwoven structure 5 and causes the polymer particles 10 to be penetrated from the first surface 7 in sections toward the second surface 8 and have attached to fibers 11 of the nonwoven structure 5.
  • the felt 1 was heat-treated, so that the polymer particles 10 in the non-woven structure 5 are fused with each other and with fibers 11 of the nonwoven structure 5 and form a composite structure.
  • the polymer particles 10 partially impregnate fibers 11 of the nonwoven layer 2 and partially fill spaces between fibers 11 of the Nonwoven layer 2, whereby the porous and permeable composite structure in the area of the nonwoven layer 2 is formed.
  • the unfused polymer particles 10 have a particle size in the range of 30-50 ⁇ m.
  • the present press felt 1 has a permeability of 50 cfm.
  • the penetration depth of the polymer particles 10 into the nonwoven structure is therefore limited to the upper nonwoven layer 2.
  • the polymer particles 10 are penetried from the first surface 7 to the filter element 9 filtering the polymer particles 10 into the nonwoven structure 5, the concentration of the polymer particles 10 in the upper nonwoven layer 2 remaining constant over the penetration depth. This has been achieved, for example, by the fact that during the introduction and then no vacuum support has taken place.
  • the paper-contacting surface 12 of the press felt 1 is formed.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a press felt 1 in cross-section.
  • the press felt 1 has a nonwoven structure 5 formed by two nonwoven layers 2 and 4, as well as a base structure 6 needled with the nonwoven structure 5 and designed as a fabric 6.
  • the nonwoven structure 5 comprises only an upper nonwoven layer 2, which is arranged in the Dar position of Figure 2 above the fabric 6, and a lower nonwoven layer 4, which is arranged in the illustration of Figure 2 below the fabric 6.
  • the two nonwoven layers 2 and 4 are similar in structure to those provided with the same reference numerals nonwoven layers of Figure 1.
  • the filter layer 9 ' is arranged at the interface between the upper nonwoven layer 2 and the fabric 6, which is a nonwoven layer 9 ' with a thickness of 0.1 mm, which by polyurethane fibers (PU fibers) with less than 2.2dtex is formed.
  • the PU fibers are fused together at their mutual points of contact.
  • the filter layer 9 ' has a basis weight in the range of 40 g / m 2 .
  • the filter layer 9 ' for fluid, so for example. Water and air, permeable and impermeable to polymer material from a certain particle size substantially.
  • the filter layer 9 ' is impervious to particle sizes of 50 ⁇ m and more.
  • the fabric 6 is connected to the nonwoven structure 5 and the filter layer 9 ' by needling.
  • a dispersion of water and particulate polymer material 10 ' is introduced from the first surface 7 into the nonwoven structure 5 and causes the polymer particles 10 to be potted from the first surface 7 in sections toward the second surface 8 and have attached to fibers 11 of the nonwoven structure 5.
  • the Felt 1 was followed by the Felt 1, so that the polymer particles 10 ' in the nonwoven structure 5 are fused together and with fibers 11 of the nonwoven structure 5 and form a composite structure.
  • the polymer particles 10 'in this case partially impregnate fibers 11 of the nonwoven layer 2 and partially fill spaces between fibers 11 of the nonwoven layer 2, whereby the porous and permeable composite structure in the region of the nonwoven layer 2 is formed.
  • the unfused polymer particles 10 ' have a particle size in the range of 60-100 ⁇ m.
  • the present press felt 1 has a permeability of 20 cfm.
  • the penetration depth of the polymer particles 10 ' into the nonwoven structure is therefore limited to the upper nonwoven layer 2, ie no polymer particles are present in the web Tissue 6 penetrates.
  • the polymer particles 10 ' are in this case from the first surface 7 to which the polymer particles 10' 'penetrates into the nonwoven structure 5, wherein the concentration of Polymerpartilel 10' filtering filter layer 9 increases in the upper fabric layer 2 over the penetration depth. This has been achieved, for example, by applying a vacuum on the side of the second surface 8 during the introduction and / or afterwards.
  • the paper-contacting surface 12 of the press felt 1 is formed.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of a press felt 1 in cross-section.
  • components that are equal to those of the press felt of Figure 1, provided with the same reference numerals. In the following, essentially only the differences to the press felt of FIG. 1 will be discussed.
  • the press felt 1 has, as in the press felt of FIG. 1, a nonwoven structure 5 formed by the nonwoven layers 2 to 4.
  • the filter layer 13 is arranged at the interface between the lower nonwoven layer 4 and the fabric 6, which is a penetrated PU film 13 with a thickness of 0.06 mm.
  • the first surface 7 is provided by the free surface of the lower nonwoven layer 4.
  • the filter layer 13 is according to the invention for fluid, so for example. Water and air, permeable and impermeable to polymer material from a certain particle size substantially. In the present case, the filter layer 13 is impermeable to particle sizes of 150 ⁇ m and more.
  • the fabric 6 is connected to the nonwoven structure 5 and the filter layer 13 by needling.
  • a dispersion of water and particulate polymer material 10 " was introduced from the first surface 7 into the nonwoven structure 5 and causes the polymer particles 10 " to penetrate from the first surface 7 in sections toward the second surface 8 are and have attached to fibers 15 of the nonwoven structure 5.
  • the felt 1 was heat treated, so that the polymer particles 10 " in the nonwoven structure 5 are fused with each other and with fibers 15 of the nonwoven structure 5, thereby forming a composite structure
  • the polymer particles 10 " partially impregnate fibers 15 of the nonwoven layer 2 and partially fill spaces between Fibers 15 of the nonwoven layer 2, whereby the porous and permeable composite structure in the region of the nonwoven layer 2 is formed.
  • the unfused polymer particles 10 have a particle size in the range of 200-250 ⁇ m.
  • the present press felt 1 has a permeability of 40cfm.
  • the penetration depth of the polymer particles 10 into the nonwoven structure 5 is limited to the lower nonwoven layer 4, ie no polymer particles are present in the present invention Woven fabric 6 and the overlying upper nonwoven layers 2 and 3 penetrated.
  • the polymer particles 10 " are penetrated from the first surface 7 to the filter layer 13 " filtering the polymer particles 10 into the nonwoven structure 5, the concentration of the polymer particles 10 " in the lower nonwoven layer 4 remaining constant over the penetration depth achieved that in the introduction and then no vacuum support has taken place.
  • the machine-contacting surface 14 of the press felt 1 is formed by the first surface 7 with the polymer particles 10 " attached to the fibers 15.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of a press felt 1 in cross-section.
  • components that are equal to those of the press felts of Figures 1 or 2, provided with the same reference numerals.
  • the press felt 1 has, as in the press felt of FIG. 1, a nonwoven structure 5 formed by the nonwoven layers 2 to 4.
  • the press felt 1 comprises two filter layers, namely the filter layer 9 and the filter layer 9 ' .
  • the upper filter layer 9 ' is arranged between the upper nonwoven layer 2 and the middle nonwoven layer 3, whereas the lower filter layer 9 is arranged at the interface between the middle nonwoven layer 3 and the fabric 6.
  • the filter layers 9 and 9 ' according to the invention for fluid so for example. Water and air, permeable and impermeable to polymer material from a certain particle size substantially.
  • the upper filter layer 9 ' is impermeable to polymer material from a particle size of 50 ⁇ m or more, while the lower filter layer 9 is impermeable to polymer material from a particle size of 30 ⁇ m or more.
  • the filter layers 9 and 9 ' are constructed like the filter layers described in FIGS. 1 and 2.
  • the particulate polymer material comprises particles 10 and 10 ' with different particle size, wherein in the production of the felt 1 first the smaller polymer particles 10 and then the larger polymer particles 10 ' were introduced from the first surface 7 into the nonwoven structure 5.
  • the unfused polymer particles 10 have a particle size in the range of 30-50 ⁇ m. Furthermore, the unfused polymer particles 10 'have a particle size in the range of 60-1 OO ⁇ rn.
  • the first surface 7 is provided by the free surface of the upper nonwoven layer 2.
  • a press felt 1 produced according to the above embodiment the larger polymer particles 10 ' and the smaller polymer particles 10 are arranged above the upper filter layer 9 ' , ie in the region from the first surface 7 to the upper filter layer 9 ' , whereas between the upper filter layer 9 '. and lower filter layer 9, only the smaller polymer particles 10 are arranged.
  • a press felt which has a higher polymer fraction in the region between the first surface 7 and the upper filter layer 9 ' than in the region between the upper filter layer 9 ' and the lower filter layer 9.
  • the polymer particles 10 are in this case from the first surface 7 to the filtering the polymer particles 10 filter layer 9 in the nonwoven structure, i. penetrated through the nonwoven layers 2 and 3, wherein the concentration of the polymer particles 10 in the upper and the middle nonwoven layer 2, 3 remains constant over the penetration depth.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a press felt 1 according to the invention in which the nonwoven structure is formed by an upper nonwoven layer 2, a middle nonwoven layer 2 ' and a lower nonwoven layer 4.
  • the nonwoven layers 2 and 2 ' correspond in structure to the nonwoven layer 2 of Figure 1, as the structure of the nonwoven layer 4 corresponds to the nonwoven layer 4 of Figure 1.
  • the filter layer 9 is arranged, which corresponds to the structure of the filter layer 9 of Figure 1.
  • the first surface forms the paper-contacting side 12 of the press felt.
  • the porous layer 17 forms an anti-rewet layer and has a thickness of 0.05 mm.
  • the polymer particles 10 partially impregnate fibers 11 of the nonwoven layer 2 and partially fill spaces between fibers 11 of the nonwoven layer 2, whereby the porous and permeable layer 17 is formed.
  • the polymer particles 11 are in this case partly melted together and partly melted onto the fibers 11.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Pressfilz (1) mit einer durch eine Vliesstruktur (5) bereitgestellten ersten Oberfläche (7) und einer dieser gegenüberliegenden zweiten Oberfläche (8) sowie einer Last aufnehmenden Basisstruktur (6), die mit der Vliesstruktur (5) verbunden ist und zwischen der ersteh und der zweiten Oberfläche angeordnet ist, sowie partikelförmigern Polymermaterial (10), das von der ersten Oberfläche in die Vliesstruktur abschnittweise in Richtung der zweiten Oberfläche penetriert ist und an Fasern der Vliesstruktur eine Verbundstruktur' bildend so angelagert ist, dass der Pressfilz eine Permeabilität von zumindest 5 cfm, insbesondere zumindest lOcfm, hat. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Vliesstruktur (5) oder an der Grenzfläche zwischen der Vliesstruktur (5) und der Basisstruktur (6) zumindest eine Filterschicht (9) angeordnet ist, welche für Fluid durchlässig und für Polymermaterial (10) ab einer bestimmten Partikelgröße im Wesentlichen undurchlässig ist.

Description

Pressfilz
Die Erfindung betrifft einen Pressfilz für die Verwendung in einer eine Faserstoffbahn herstellenden Maschine, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Pressfilze werden überwiegend in der Pressenpartie einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschinen eingesetzt, um die Faserstoffbahn mit dem Ziel durch den Pressnip zu transportieren, das aus der Faserstoffbahn im Pressnip ausgepresste Wasser aufzunehmen ohne dieses wieder an die Faserstoffbahn abzugeben.
Die Qualität und der Trockengehalt der Faserstoffbahn nach der Pressenpartie hängt hierbei wesentlich von der Oberflächenbeschaffenheit, der Wasseraufnahmefähigkeit und dem Rücksprungvermögen der in der Pressenpartie an der jeweiligen Position verwendeten Pressfilze ab.
Die oben genannten Eigenschaften können hierbei durch das Einbringen von Polymerpartikeln in die Vliesstruktur des Pressfilzes positiv beeinflusst werden.
Nachteilig ist aber, dass die Eindringtiefe der Polymerpartikel bisher nicht gezielt eingestellt werden kann.
Da für einige Anwendungen nur die Oberflächenbeschaffenheit oder nur das Rücksprungvermögen des Filzes wichtig ist und durch die Eindringtiefe der Polymerpartikel in die Vliesstruktur die jeweilige Eigenschaft eingestellt werden kann, ist es wünschenswert die Eindringtiefe der Polymerpartikel in die Vliesstruktur, insbesondere in Abhängigkeit von deren Partikelgröße, gezielt einstellen zu können.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Pressfilz vorzuschlagen, bei dem die Eindringtiefe von Polymerpartikeln in die Vliesstruktur gezielt eingestellt ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Pressfilz mit einer durch eine Vliesstruktur bereit-gestellten erste Oberfläche und einer dieser gegenüberliegenden zweiten Oberfläche sowie einer Last aufnehmenden Basisstruktur, die mit der Vliesstruktur verbunden ist und zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche angeordnet ist, sowie mit partikelförmigem Polymermaterial, das von der ersten Oberfläche in die Vliesstruktur abschnittweise in Richtung der zweiten Oberfläche penetriert ist und an Fasern der Vliesstruktur so angelagert ist, dass der Pressfilz eine Permeabilität von zumindest 5 cfm, insbesondere zumindest 10cfm, hat.
Das erfindungsgemäße Pressfilz ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Vliesstruktur oder an der Grenzfläche zwischen der Vliesstruktur und der Basisstruktur zumindest eine Filterschicht angeordnet ist, welche für Fluid durchlässig und für Poly-mermaterial ab einer bestimmten Partikelgröße im Wesentlichen undurchlässig ist.
Bei der letztgenannten Variante bildet die Filterschicht demzufolge eine Grenzschicht zwischen der Vliesstruktur und der Basisstruktur.
Unter „im Wesentlichen undurchlässig" soll vorliegend verstanden werden, dass zumindest 98% der auf die Filterschicht gelangenden Polymerpartikel mit einer spezifischen Partikelgröße und darüber an der Filterschicht hängen bleiben. Die Filterschicht kann auch für die Polymerpartikel mit einer spezifischen Partikelgröße vollkommen undurchlässig sein. Des Weiteren ist zu bemerken, dass die zweite Oberfläche entweder durch eine freie Oberfläche der Vliesstruktur oder durch eine freie Oberfläche der Basisstruktur gebildet werden kann.
Durch die Filterschicht wird daher die Penetrationstiefe des Polymermaterials in die Vliesstruktur von der ersten zur zweiten Oberfläche in Abhängigkeit von der Partikelgröße des Polymermaterials begrenzt.
Oftmals wird das partikelförmige Polymermaterial mittels eines Fluids, bspw. in Form zumindest einer Dispersion oder mit Luftunterstützung, von der ersten Oberfläche in die Vliesstruktur eingebracht. Da die Filterschicht für Fluid, d.h. Flüssigkeit oder Gas oder Mischungen davon, durchlässig ist, kann das Polymermaterial durch das Fluid in die Vliesstruktur transportiert werden und sich dort im Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der Filterschicht anlagern, wohingegen das Fluid nach Erfüllung seiner Transportfunktion die Filterschicht passiert und somit einfach aus dem Filz entfernt werden kann, bspw. durch Vakuumunterstützung.
Somit wird durch die erfindungsgemäße Lösung auch ein einfach und damit kostengünstig herzustellender Pressfilz bereitgestellt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorzugsweise erfolgt die Verbindung der Vliesstruktur mit der Basisstruktur durch vemadeln, wobei die Vemadelung vorzugsweise vor dem Einbringen des partikelförmigen Polymermaterials in die Vliesstruktur erfolgt.
Vorzugsweise hat die Filterschicht eine ursprüngliche Dicke von 0,5mm oder weniger. Hierdurch wird bewirkt, dass die Filterschicht den Aufbau des Pressfilzes nicht oder nur geringfügig beeinflusst. Unter der ursprünglichen Dicke soll die Dicke der Filterschicht verstanden werden, die diese vor dem Einbau in den Pressfilz hat.
Nach einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine Filterschicht eine Vlieslage ist, welche insbesondere durch Fasern mit 3,3dtex oder weniger gebildet ist. Solche Vlieslagen werden im Stand der Technik in Pressfilzen als Membrane zur Verhinderung der Rückbefeuchtung der Papierbahn eingesetzt und haben den Vorteil, dass diese einfach und kostengünstig herzustellen sind.
An der Stelle wo die, vor der Vernadelung als Vlieslage ausgebildete Filterschicht eingenadelt wurde, weist der Pressfilz eine reduzierte Porengröße auf. Dies bedeutet, dass im Bereich dieser „Vernadelungstelle" eine sich in Dickenrichtung des Pressfilzes erstreckende Zone mit lokal erhöhter Faserdichte vorherrscht. In Dickenrichtung über- und unterhalb dieser Zone herrscht eine geringere Faserdichte und somit eine erhöhte Porengröße.
Bei der als Vlieslage ausgebildeten Filterschicht sind aber innerhalb des Pressfilzes, d.h. innerhalb der Vliesstruktur oder an der Grenze zwischen Vliesstruktur und Basisstruktur Fasern mit 3,3dtex oder weniger angeordnet.
Abhängig von der Größe der Partikel, die durch die Filterschicht gefiltert werden sollen, kann es sinnvoll sein, wenn zumindest eine Filterschicht durch 1 ,7dtex Fasern gebildet ist.
Um eine durch eine Vlieslage gebildete Filterschicht mit guter Festigkeit und/oder sehr geringer Dicke bereitstellen zu können, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass Fasern zumindest einer Filterschicht an gegenseitigen Berührungspunkten miteinander verschmolzen sind. Das Verschmelzen der Fasern erfolgt hierbei vorzugsweise durch Wärmeeinwirkung. Ein solcher Schmelzver- bindungsprozess wird bspw. als „Thermobonding" bezeichnet. Die Filterwirkung der Filterschicht kann durch die Größe der Öffnungen in der Filterschicht beeinflusst werden. Ein möglicher Einflussfaktor für die Größe der Öffnungen in der als Vlieslage ausgebildeten Filterschicht besteht im Flächengewicht der Vlieslage. Um Polymerpartikel mit einer Partikelgröße von 0,1 μm-600μm filtern zu können sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass zumindest eine Filterschicht ein Flächengewicht im Bereich von 20 bis 180 g/m2 hat.
Die durch eine Vlieslage gebildete Filterschicht kann Fasern aus einem Kunststoffmaterial umfassen. Denkbar sind bspw. PU-Fasern oder PP-Fasern oder PA-Fasern oder Mischungen von zwei oder mehr der vorher genannten Fasern. Ferner ist es denkbar, dass diese Vlieslage nur aus PU-Fasern oder nur aus PP-Fasern oder nur aus PA-Fasern gebildet ist. Selbstverständlich sind auch Fasern denkbar, die aus zwei Materialien, bspw. aus einem höher schmelzenden und aus einem niedriger schmelzenden Material aufgebaut sind.
Denkbar ist auch, dass die Fasern natürliche Materialien umfassen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zumindest eine Filterschicht hydrophob ist. Hierdurch kommt es bei Auftrag der Partikel zu einer Verlangsamung des Fluidflusses. Eine Reduktion des Fluidflusses erleichtert den Filterprozess, die Polymerpartikel können leichter in der Struktur über der Filterschicht positioniert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Filterschicht durch ein Opfermaterial gebildet ist, welches nach Fixierung der Polymerpartikel in der Vliesstruktur aus dem Pressfilz herausgelöst werden kann bzw. worden ist. Eine solche Filterschicht hat den Vorteil, dass durch diese die Eigenschaften des fertig hergestellten Pressfilzes nicht beeinflusst werden.
Alternativ oder zusätzlich ist zumindest eine Filterschicht durch ein Opfermaterial, insbesondere thermoplastischem PU, gebildet, welches bei der Fixierung der Polymerpartikel in der Vliesstruktur im Pressfilz aufgeschmolzen worden ist. Da eine solche Filterschicht im Fixierprozess aufgeschmolzen wird, ist diese als Solche im fertigen Filz nicht mehr zu erkennen, sondern nur noch in Form eines erhöhten Anteils an aufgeschmolzenem thermoplastischem PU im Pressfilz.
Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass zumindest eine Filterschicht dadurch gebildet ist, indem eine Schicht in der Vliesstruktur oder der Grenzfläche zwischen der Vliesstruktur und der Basisstruktur so physikalisch und/oder chemisch behandelt ist, dass diese für Fluid durchlässig und für das Polymermaterial ab einer bestimmten Partikelgröße im Wesentlichen undurchlässig ist. Denkbar ist in diesem Zusammen- hang bspw. eine Plasmabehandlung bspw. einer Oberfläche einer Vlieslage der Vliesstruktur bevor über diese eine weitere Vlieslage aufgebracht wird, so dass die Vliesstruktur im Ergebnis in einer Zwischenschicht eine Filterschicht ausbildet.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Filterschicht eine perforierte Folie mit einer Dicke von 0,5mm oder weniger ist. Folien sind besonders einfach und kostengünstig herzustellen. Die zu filternde Partikelgröße kann einfach durch die Größe der Perforationen eingestellt werden.
Um die Eigenschaften des Pressfilzes so wenig wie möglich zu beeinflussen sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass zumindest eine der Filterschichten eine Dicke von 0,2mm oder weniger, insbesondere 0,1 mm oder weniger hat.
Nach einer konkreten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Pressfilz zwei Filterschichten umfasst, wobei die eine der Filterschichten für Polymermaterial ab einer bestimmten Partikelgröße und die andere der Filterschichten für Polymermaterial ab einer anderen, kleineren Partikelgröße im Wesentlichen undurchlässig ist. Eine darauf basierende Ausgestaltung der Erfindung sieht des Weiteren vor, dass in Richtung von der ersten zur zweiten Oberfläche zuerst die eine und dann die andere der Filterschichten angeordnet ist.
Durch die eine der Filterschichten wird somit die Penetrationstiefe von Polymermaterial in die Vliesstruktur ab einer bestimmten Partikelgröße und durch die andere der beiden Filterschichten die Penetrationstiefe von Polymermaterial in die Vliesstruktur ab einer anderen, kleineren Partikelgröße begrenzt.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere von Vorteil, wenn das partikelförmige Polymermaterial Partikel mit unterschiedlicher Partikelgröße umfasst, wobei bei der Herstellung des Filzes zuerst kleine Polymerpartikel und anschließend größere Polymerpartikel von der ersten Oberfläche aus in die Vliesstruktur eingebracht wurden.
Des Weiteren ist denkbar, dass das partikelförmige polymermaterial Partikel mit unterschiedlichen physikalischen und / oder chemischen Eigenschaften umfasst. Denkbar ist in diesem Zusammenhang Partikel mit unterschiedlichem Schmelzpunkt zu verwenden.
Alternative kann der Prozess sehr flexibel gestaltet werden, so dass die Partikel nicht nur von einer Seite in die Struktur gelangen und auch wechselweise Aufbringung ist denkbar. Das in Kombination mit den unterschiedlichsten Filtermedien erlaubt diese hohe Flexibilität
Bei einem nach der obigen Ausgestaltung hergestellten Pressfilz sind dann oberhalb der einen Filterschicht, d.h. im Bereich von der ersten Oberfläche bis zur einen Filterschicht, größere und kleinere Polymerpartikel angeordnet wohingegen zwischen der einen und der anderen Filterschicht nur kleinere Polymerpartikel angeordnet sind. Hierdurch wird ein Pressfilz bereitgestellt, der im Bereich zwischen der ersten Oberfläche und der einen Filterschicht einen höheren Polymeranteil hat, als im Bereich zwischen der einen und der anderen Filterschicht. Der Pressfilz hat somit eine dichtere Oberfläche.
Um eine gleichmäßige Verteilung der Polymerpartikel im Bereich bis zu deren gewünschten Penetrationstiefe einstellen zu können, sieht eine mögliche Ausge- staltung der Erfindung vor, dass bei der Herstellung des Filzes das partikelförmige Polymermaterial in Form zumindest einer Dispersion in die Vliesstruktur eingebracht wird. Die Dispersion kann hierbei Wasser und die Polymerpartikel umfassen. Bei den Partikeln kann es sich ferner um thermoplastische oder duroplastische Polymerpartikel oder Mischungen davon handeln. Die Partikelgröße liegt hierbei vorzugs- weise im Bereich von 0,1 -600μm, bevorzugt 1 -300μm, besonders bevorzugt 20- 150μm. Im Hinblick auf die konkrete Ausgestaltung der Dispersion wird vorliegend auf die WO2004/085727 verwiesen.
Zur Fixierung des partikelförmigen Polymermaterials in der Vliesstruktur kann es sinnvoll sein, wenn die Polymerpartikel nach deren Einbringen in die Vliesstruktur ab- schnittweise untereinander und abschnittweise mit Fasern der Vliesstruktur durch Wärmebehandlung verschmolzen werden, wodurch eine diskontinuierliche und poröse Verbundstruktur entsteht, gebildet aus den Polymerpartikeln und den mit den Polymerpartikeln verbundenen Fasern der Vliesstruktur.
Die Polymerpartikel imprägnieren also teilweise Fasern der Vliesstruktur und füllen teilweise Zwischenräume zwischen Fasern der Vliesstruktur, wodurch die poröse Verbundstruktur gebildet wird.
Zusätzlich kann die Wärmebehandlung eine chemische Reaktion der Polymerpartikel, wie bspw. deren Vernetzen, bewirken.
Vorzugsweise ist die Vliesstruktur durch Fasern mit 6,7 dtex oder mehr gebildet. Hierbei kann die Vliesstruktur Fasern im Bereich 17 bis 600dtex, bspw. 22 bis 67dtex oder 80dtex umfassen. Denkbar ist in diesem Zusammenhang, dass die Vliesstruktur durch mehrere zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche aufeinander gestapelte Vlieslagen gebildet ist, wobei insbesondere zumindest eine der Vlieslagen der Vliesstruktur durch dickere Fasern als eine andere der Vlieslagen gebildet ist.
Nach einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass durch die erste Oberfläche mit Polymerpartikeln die papierseitige Oberfläche des Pressfilzes gebildet wird, d.h. die Oberfläche, die mit der Faserstoffbahn in Kontakt bringbar ist und die zweite Oberfläche die Oberfläche des Pressfilzes ist, die mit der Maschine in
Kontakt bringbar ist. In diesem Fall werden die Polymerpartikel von der mit der
Faserstoffbahn in Kontakt bringbaren Oberfläche (Papierseite) des Pressfilzes in die Vliesstruktur eingebracht.
Nach einer dazu alternativen weiteren konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass durch die zweite Oberfläche mit Polymerpartikeln die Oberfläche des Pressfilzes gebildet wird, die mit der Faserstoffbahn in Kontakt bringbar ist und die erste Oberfläche die maschinenseitige Oberfläche des Pressfilzes ist, d.h. die Oberfläche die mit der Maschine in Kontakt bringbar ist. In diesem Fall werden die Polymerpartikel von der mit der Maschine in Kontakt bringbaren Oberfläche (Maschinenseite) des Pressfilzes in die Vliesstruktur eingebracht.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Polymerpartikel mit Fasern der Vliesstruktur in der Vliesstruktur eine unterhalb der papierseitigen Oberfläche angeordnete poröse Schicht bilden, die an der Filterschicht angelagert ist und die eine Dicke von 1 ,0 mm oder weniger, insbesondere 0,7 mm oder weniger, hat. Die poröse Schicht kann hierbei die Funktion einer die Rückbefeuchtung minimierenden oder verhindernden Schicht, sog. „Anti-Rewet-Layer", übernehmen. Die dünne Schicht kann hierbei durch Vakuumunterstützung nach oder beim Einbringen der Polymerpartikel dadurch gebildet werden, dass die Partikel durch das Vakuum an die Filterschicht gesaugt werden und sich dort als dünne Schicht anlagern, sodass zwischen der ersten Oberfläche der Vliesstruktur und dieser porösen Schicht ein Abschnitt der Vliesstruktur verbleibt, in dem keine Polymerpartikel an den Fasern der Vliesstruktur angelagert sind. Abhängig von der Art des Einbringens der Polymerpartikel in die Vliesstruktur, bspw. abhängig davon ob mit oder ohne Vakuumunterstützung oder abhängig von der Stärke und Richtung der Vakuumunterstützung, d.h. ob die Vakuumunterstützung von der ersten oder zweiten Oberfläche her erfolgt, ist es möglich, dass Polymer- partikel mit einer bestimmten Partikelgröße und darüber hinaus von der ersten Oberfläche bis zu der diese Partikelgröße filternden Filterschicht in die Vliesstruktur penetriert sind, wobei die Konzentration dieser Polymerpartikel über die Penetrationstiefe abnimmt oder zunimmt oder konstant bleibt.
Die Last aufnehmende Basisstruktur wird vorzugsweise durch ein textiles Flächen- gebilde wie bspw. ein Gewebe, eine Fadenschar oder eine Folienanordnung mit optionalen Verstärkungsfäden gebildet. Die Fadenschar kann hierbei sowohl in Maschinenrichtung (MD) als auch in Maschinenquerrichtung (CMD) orientierte Fäden umfassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen nicht maßstäblichen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pressfilzes im
Querschnitt,
Figur 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pressfilzes im Querschnitt,
Figur 3 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pressfilzes im
Querschnitt, Figur 4 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pressfilzes im
Querschnitt, Figur 5 eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pressfilzes im
Querschnitt.
Die Figur 1 zeigt ein Pressfilz 1 im Querschnitt. Der Pressfilz 1 hat eine durch mehrere Vlieslagen 2 bis 4 gebildete Vliesstruktur 5, sowie eine mit der Vliesstruktur 5 vernadelte und als Gewebe 6 ausgebildete Basisstruktur 6. Die Vliesstruktur 5 umfasst eine erste Oberfläche 7, die durch die freie Oberfläche der oberen Vlieslage 2 der Vliesstruktur 5 bereitgestellt wird. Die Vlieslage 2 wird durch 17dtex Fasern 11 gebildet. Die zwischen der oberen Vlieslage 2 und dem Gewebe 6 angeordnete mittlere Vlieslage 3 wird durch 67dtex Fasern 16 gebildet. Die zweite Oberfläche 8 des Pressfilzes 1 wird vorliegend durch die freie Oberfläche der unteren Vlieslage 4 bereitgestellt. Zwischen oberen Vlieslage 2 und der mittleren Vlieslage 3 ist eine Filterschicht 9 angeordnet, die eine Vlieslage 9 mit einer Dicke von 0,1mm ist, welche durch Polyurethan Fasern (PU-Fasem) mit weniger als 1 ,7dtex gebildet ist. Die PU-Fasern sind hierbei an ihren gegenseitigen Berührungspunkten miteinander verschmolzen. Die Filterschicht 9 hat ein Flächengewicht im Bereich von 80 g/m2.
Die Filterschicht 9 ist erfindungsgemäß für Fluid, also bspw. Wasser und Luft, durchlässig und für Polymermaterial ab einer bestimmten Partikelgröße im Wesentlichen undurchlässig. Vorliegend ist die Filterschicht 9 für Partikelgrößen von 30μm und mehr undurchlässig.
In der Darstellung der Figur 1 unterhalb des Gewebes 6 ist die untere Vlieslage 4 der Vliesstruktur 5 angeordnet, welche aus Fasern 15 mit 22dtex gebildet ist.
Das Gewebe 6 ist mit der Vliesstruktur 5 und der Filterschicht 9 durch Vernadeln verbunden.
Nach dem Vernadeln wurde bei der Herstellung des Pressfilzes 1 eine Dispersion mit Wasser und partikelförmigem Polymermaterial 10 von der ersten Oberfläche 7 in die Vliesstruktur 5 eingebracht und bewirkt, dass die Polymerpartikel 10 von der ersten Oberfläche 7 abschnittweise in Richtung der zweiten Oberfläche 8 penetriert sind und sich an Fasern 11 der Vliesstruktur 5 angelagert haben. Nachfolgend wurde das Filz 1 wärmebehandelt, so dass die Polymerpartikel 10 in der Vliesstruktur 5 untereinander und mit Fasern 11 der Vliesstruktur 5 verschmolzen sind und eine Verbundstruktur bilden. Die Polymerpartikel 10 imprägnieren hierbei teilweise Fasern 11 der Vlieslage 2 und füllen teilweise Zwischenräume zwischen Fasern 11 der Vlieslage 2, wodurch die poröse und permeable Verbundstruktur im Bereich der Vlieslage 2 gebildet wird.
Die unverschmolzenen Polymerpartikel 10 haben eine Partikelgröße im Bereich von 30-50μm.
Der vorliegende Pressfilz 1 hat eine Permeabilität von 50cfm.
Aufgrund der zwischen der oberen Vlieslage 2 und der mittleren Vlieslage 3 angeordneten Filterschicht 9, die für die eingebrachten Polymerpartikel 10 undurchlässig ist, ist daher die Penetrationstiefe der Polymerpartikel 10 in die Vliesstruktur auf die obere Vlieslage 2 begrenzt.
Die Polymerpartikel 10 sind hierbei von der ersten Oberfläche 7 bis zu der die Polymerpartikel 10 filternden Filterschicht 9 in die Vliesstruktur 5 penethert, wobei die Konzentration der Polymerpartilel 10 in der oberen Vlieslage 2 über die Penetrationstiefe konstant bleibt. Dies wurde bspw. dadurch erreicht, dass bei dem Einbringen und danach keine Vakuumunterstützung stattgefunden hat.
Durch die erste Oberfläche 7 mit den an die Fasern 11 angebundenen Polymerpartikeln 10 wird die papierberührende Oberfläche 12 des Pressfilzes 1 gebildet.
Die Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Pressfilzes 1 im Querschnitt. Im Folgenden sind Bestandteile, die gleich zu denen des Pressfilzes der Figur 1 sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Im Folgenden soll im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zum Pressfilz der Figur 1 eingegangen werden. Der Pressfilz 1 hat eine durch zwei Vlieslagen 2 und 4 gebildete Vliesstruktur 5, sowie eine mit der Vliesstruktur 5 vernadelte und als Gewebe 6 ausgebildete Basisstruktur 6.
Vorliegend umfasst die Vliesstruktur 5 nur eine obere Vlieslage 2, die in der Dar- Stellung der Figur 2 über dem Gewebe 6 angeordnet ist, sowie eine untere Vlieslage 4, die in der Darstellung der Figur 2 unterhalb dem Gewebe 6 angeordnet ist.
Die beiden Vlieslagen 2 und 4 sind im Aufbau gleich denen mit denselben Bezugszeichen versehenen Vlieslagen der Figur 1.
Vorliegend ist die Filterschicht 9' an der Grenzfläche zwischen der oberen Vlieslage 2 und dem Gewebe 6 angeordnet, die eine Vlieslage 9' mit einer Dicke von 0,1 mm ist, welche durch Polyurethan Fasern (PU-Fasern) mit weniger als 2,2dtex gebildet ist. Die PU-Fasern sind hierbei an ihren gegenseitigen Berührungspunkten miteinander verschmolzen. Die Filterschicht 9' hat ein Flächengewicht im Bereich von 40 g/m2.
Die Filterschicht 9' ist erfindungsgemäß für Fluid, also bspw. Wasser und Luft, durchlässig und für Polymermaterial ab einer bestimmten Partikelgröße im Wesentlichen undurchlässig. Vorliegend ist die Filterschicht 9' für Partikelgrößen von 50μm und mehr undurchlässig.
Das Gewebe 6 ist mit der Vliesstruktur 5 und der Filterschicht 9' durch vernadeln verbunden.
Nach dem Vernadeln wurde bei der Herstellung des Pressfilzes 1 eine Dispersion mit Wasser und partikelförmigem Polymermaterial 10' von der ersten Oberfläche 7 in die Vliesstruktur 5 eingebracht und bewirkt, dass die Polymerpartikel 10 von der ersten Oberfläche 7 abschnittweise in Richtung der zweiten Oberfläche 8 penethert sind und sich an Fasern 11 der Vliesstruktur 5 angelagert haben. Nachfolgend wurde das Filz 1 wärmebehandelt, so dass die Polymerpartikel 10' in der Vliesstruktur 5 untereinander und mit Fasern 11 der Vliesstruktur 5 verschmolzen sind und eine Verbundstruktur bilden. Die Polymerpartikel 10' imprägnieren hierbei teilweise Fasern 11 der Vlieslage 2 und füllen teilweise Zwischenräume zwischen Fasern 11 der Vlies- läge 2, wodurch die poröse und permeable Verbundstruktur im Bereich der Vlieslage 2 gebildet wird.
Die unverschmolzenen Polymerpartikel 10' haben eine Partikelgröße im Bereich von 60-100μm.
Der vorliegende Pressfilz 1 hat eine Permeabilität von 20cfm.
Aufgrund der zwischen der oberen Vlieslage 2 und der Gewebelage 6 angeordneten Filterschicht 9', die für die eingebrachten Polymerpartikel 10 undurchlässig ist, ist daher die Penetrationstiefe der Polymerpartikel 10' in die Vliesstruktur auf die obere Vlieslage 2 begrenzt, d.h. vorliegend sind keine Polymerpartikel in das Gewebe 6 penetriert.
Die Polymerpartikel 10' sind hierbei von der ersten Oberfläche 7 bis zu der die Polymerpartikel 10' filternden Filterschicht 9' in die Vliesstruktur 5 penetriert, wobei die Konzentration der Polymerpartilel 10' in der oberen Vlieslage 2 über die Penetrationstiefe zunimmt. Dies wurde bspw. dadurch erreicht, dass bei dem Einbringen und / oder danach ein Vakuum auf der Seite der zweiten Oberfläche 8 angelegt wurde.
Durch die erste Oberfläche 7 mit den an die Fasern 11 angebundenen Polymerpartikeln 10' wird die papierberührende Oberfläche 12 des Pressfilzes 1 gebildet.
Die Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Pressfilzes 1 im Querschnitt. Im Folgenden sind Bestandteile, die gleich zu denen des Pressfilzes der Figur 1 sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Folgenden soll im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zum Pressfilz der Figur 1 eingegangen werden.
Der Pressfilz 1 hat, wie beim Pressfilz der Figur 1 , eine durch die Vlieslagen 2 bis 4 gebildete Vliesstruktur 5.
Vorliegend ist die Filterschicht 13 an der Grenzfläche zwischen der unteren Vlieslage 4 und dem Gewebe 6 angeordnet, die eine penetrierte PU-FoNe 13 mit einer Dicke von 0,06mm ist.
Wie aus der Darstellung der Figur 3 zu erkennen ist, wird die erste Oberfläche 7 durch die freie Oberfläche der unteren Vlieslage 4 bereitgestellt.
Die Filterschicht 13 ist erfindungsgemäß für Fluid, also bspw. Wasser und Luft, durchlässig und für Polymermaterial ab einer bestimmten Partikelgröße im Wesentlichen undurchlässig. Vorliegend ist die Filterschicht 13 für Partikelgrößen von 150μm und mehr undurchlässig.
Das Gewebe 6 ist mit der Vliesstruktur 5 und der Filterschicht 13 durch vernadeln verbunden.
Nach dem Vernadeln wurde bei der Herstellung des Pressfilzes 1 eine Dispersion mit Wasser und partikelförmigem Polymermaterial 10" von der ersten Oberfläche 7 in die Vliesstruktur 5 eingebracht und bewirkt, dass die Polymerpartikel 10" von der ersten Oberfläche 7 abschnittweise in Richtung der zweiten Oberfläche 8 penetriert sind und sich an Fasern 15 der Vliesstruktur 5 angelagert haben. Nachfolgend wurde das Filz 1 wärmebehandelt, so dass die Polymerpartikel 10" in der Vliesstruktur 5 untereinander und mit Fasern 15 der Vliesstruktur 5 verschmolzen sind, wodurch eine Verbundstruktur gebildet wird. Die Polymerpartikel 10" imprägnieren hierbei teilweise Fasern 15 der Vlieslage 2 und füllen teilweise Zwischenräume zwischen Fasern 15 der Vlieslage 2, wodurch die poröse und permeable Verbundstruktur im Bereich der Vlieslage 2 gebildet wird.
Die unverschmolzenen Polymerpartikel 10" haben eine Partikelgröße im Bereich von 200-250μm.
Der vorliegende Pressfilz 1 hat eine Permeabilität von 40cfm.
Augrund der zwischen der unteren Vlieslage 4 und der Gewebelage 6 angeordneten Filterschicht 13, die für die eingebrachten Polymerpartikel 10" undurchlässig ist, ist daher die Penetrationstiefe der Polymerpartikel 10 in die Vliesstruktur 5 auf die untere Vlieslage 4 begrenzt, d.h. vorliegend sind keine Polymerpartikel in das Gewebe 6 und die darüber liegenden oberen Vlieslagen 2 und 3 penetriert.
Die Polymerpartikel 10" sind hierbei von der ersten Oberfläche 7 bis zu der die Polymerpartikel 10" filternden Filterschicht 13 in die Vliesstruktur 5 penetriert, wobei die Konzentration der Polymerpartilel 10" in der unteren Vlieslage 4 über die Penetrationstiefe konstant bleibt. Dies wurde bspw. dadurch erreicht, dass bei dem Einbringen und danach keine Vakuumunterstützung stattgefunden hat.
Durch die erste Oberfläche 7 mit den an die Fasern 15 angebundenen Polymerpartikeln 10" wird die maschinenberührende Oberfläche 14 des Pressfilzes 1 gebildet.
Die Figur 4 zeigt eine vierte Ausführungsform eines Pressfilzes 1 im Querschnitt. Im Folgenden sind Bestandteile, die gleich zu denen der Pressfilze der Figuren 1 oder 2 sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Im Folgenden soll im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zum Pressfilz der Figur 1 eingegangen werden. Der Pressfilz 1 hat, wie beim Pressfilz der Figur 1 , eine durch die Vlieslagen 2 bis 4 gebildete Vliesstruktur 5.
Vorliegend umfasst das Pressfilz 1 zwei Filterschichten, nämlich die Filterschicht 9 und die Filterschicht 9'.
Hierbei ist die obere Filterschicht 9' zwischen der oberen Vlieslage 2 und der mittleren Vlieslage 3 angeordnet, wohingegen die untere Filterschicht 9 an der Grenzfläche zwischen der mittleren Vlieslage 3 und dem Gewebe 6 angeordnet ist.
Die Filterschichten 9 und 9' sind erfindungsgemäß für Fluid, also bspw. Wasser und Luft, durchlässig und jeweils für Polymermaterial ab einer bestimmten Partikelgröße im Wesentlichen undurchlässig.
Die obere Filterschicht 9' ist für Polymermaterial ab einer Partikelgröße von 50μm oder mehr undurchlässig während die untere Filterschicht 9 für Polymermaterial ab einer Partikelgröße von 30μm oder mehr undurchlässig ist.
Die Filterschichten 9 und 9' sind wie die in den Figuren 1 und 2 beschriebenen Filter- schichten aufgebaut.
Wie aus der Figur 4 zu erkennen ist, ist in Richtung von der ersten Oberfläche 7 zur zweiten Oberfläche 8 zuerst die obere Filterschicht 9' und dann die untere Filterschicht 9 angeordnet.
Das partikelförmige Polymermaterial umfasst Partikel 10 und 10' mit unter- schiedlicher Partikelgröße, wobei bei der Herstellung des Filzes 1 zuerst die kleineren Polymerpartikel 10 und anschließend die größeren Polymerpartikel 10' von der ersten Oberfläche 7 aus in die Vliesstruktur 5 eingebracht wurden. Die unverschmolzenen Polymerpartikel 10 haben eine Partikelgröße im Bereich von 30-50μm. Ferner habe die unverschmolzenen Polymerpartikel 10' eine Partikelgröße im Bereich von 60-1 OOμrn.
Wie aus der Darstellung der Figur 4 zu erkennen ist, wird die erste Oberfläche 7 durch die freie Oberfläche der oberen Vlieslage 2 bereitgestellt.
Bei einem nach der obigen Ausgestaltung hergestellten Pressfilz 1 sind oberhalb der oberen Filterschicht 9', d.h. im Bereich von der ersten Oberfläche 7 bis zur oberen Filterschicht 9', die größeren Polymerpartikel 10' und die kleineren Polymerpartikel 10 angeordnet wohingegen zwischen der oberen Filterschicht 9'und unteren Filter- schicht 9 nur die kleineren Polymerpartikel 10 angeordnet sind. Hierdurch wird ein Pressfilz bereitgestellt, das im Bereich zwischen der ersten Oberfläche 7 und der oberen Filterschicht 9'einen höheren Polymeranteil hat als im Bereich zwischen der oberen Filterschicht 9' und der unteren Filterschicht 9.
Die Polymerpartikel 10 sind hierbei von der ersten Oberfläche 7 bis zu der die Polymerpartikel 10 filternden Filterschicht 9 in die Vliesstruktur, d.h. durch die Vlieslagen 2 und 3 penetriert, wobei die Konzentration der Polymerpartilel 10 in der oberen und der mittleren Vlieslage 2, 3 über die Penetrationstiefe konstant bleibt.
Des weiteren sind die Polymerpartikel 10' von der ersten Oberfläche 7 bis zu der die Polymerpartikel 10' filternden Filterschicht 9' in die Vliesstruktur, d.h. durch die obere Vlieslage 2 penetriert, wobei die Konzentration der Polymerpartilel 10' in der oberen und Vlieslage 2 über die Penetrationstiefe konstant bleibt.
Der Pressfilz hat somit eine dichte Oberfläche 12, welche die papierberührende Oberfläche 12 des Pressfilzes 1 bereitstellt. Die Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pressfilzes 1 bei dem die Vliesstruktur durch eine obere Vlieslage 2, eine mittlere Vlieslage 2'und eine untere Vlieslage 4 gebildet wird.
Die Vlieslagen 2 und 2' entsprechen im Aufbau der Vlieslage 2 der Figur 1 , wie der Aufbau der Vlieslage 4 dem der Vlieslage 4 der Figur 1 entspricht.
Zwischen den beiden Vlieslagen 2 und 2' ist die Filterschicht 9 angeordnet, die im Aufbau der Filterschicht 9 der Figur 1 entspricht. Die erste Oberfläche bildet vorliegend die papierberührende Seite 12 des Pressfilzes.
Wie aus der Darstellung der Figur 1 zu erkennen ist, bilden die Polymerpartikel 10, diese entsprechen denen der Figur 1 , mit Fasern 11 der Vliesstruktur 5 in der Vliesstruktur 5 eine unterhalb der papierseitigen Oberfläche 12 angeordnete poröse Schicht 17, die an der Filterschicht 9 angelagert ist. Die poröse Schicht 17 bildet eine Anti-Rückbefeuchtungslage und hat eine Dicke von 0,05mm. Dies bedeutet, dass es einen Abschnitt A in der oberen Vlieslage 2 gibt, in dem keine Polymerpartikel 10 an den Fasern 11 der Vlieslage 2 angelagert sind. Die Polymerpartikel 10 imprägnieren hierbei teilweise Fasern 11 der Vlieslage 2 und füllen teilweise Zwischenräume zwischen Fasern 11 der Vlieslage 2, wodurch die poröse und permeable Schicht 17 gebildet wird. Die Polymerpartikel 11 sind hierbei teilweise aneinander geschmolzen und teilweise an die Fasern 11 angeschmolzen.

Claims

Patentansprüche
1. Pressfilz mit einer durch eine Vliesstruktur bereitgestellten ersten Oberfläche und einer dieser gegenüberliegenden zweiten Oberfläche sowie einer Last aufnehmenden Basisstruktur, die mit der Vliesstruktur verbunden ist und zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche angeordnet ist, sowie partikelförmigem Polymermaterial, das von der ersten Oberfläche in die Vliesstruktur abschnittweise in Richtung der zweiten Oberfläche penetriert ist und an Fasern der Vliesstruktur eine Verbundstruktur bildend so angelagert ist, dass der Pressfilz eine Permeabilität von zumindest 5 cfm, insbesondere zumindest 10cfm, hat, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in der Vliesstmktur oder an der Grenzfläche zwischen der Vliesstruktur und der Basisstruktur zumindest eine Filterschicht angeordnet ist, welche für
Fluid durchlässig und für Polymermaterial ab einer bestimmten Partikelgröße im Wesentlichen undurchlässig ist.
2. Pressfilz nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest eine Filterschicht eine Dicke von 0,5mm oder weniger hat.
3. Pressfilz nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest eine Filterschicht eine Vlieslage ist, welche durch Fasern mit 3,3dtex oder weniger gebildet ist.
4. Pressfilz nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest eine Filterschicht durch Fasern mit 1 ,7dtex oder weniger gebildet ist.
5. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Fasern zumindest einer Filterschicht an gegenseitigen Berührungspunkten miteinander verschmolzen sind.
6. Pressfilz nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Verschmelzen durch Wärmeeinwirkung erfolgt ist.
7. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zumindest eine Filterschicht ein Flächengewicht im Bereich von 20 bis 180 g/m2 hat.
8. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest eine Filterschicht PU-Fasern und/oder PP-Fasern und/oder PA-Fasern umfasst oder insbesondere aus PU-Fasern oder PP-Fasern oder PA-Fasern gebildet ist.
9. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest eine Filterschicht hydrophob oder hydrophil ist.
10. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest eine Filterschicht durch ein Opfermaterial gebildet ist, welches nach Fixierung der Polymerpartikel in der Vliesstruktur aus dem Pressfilz herausgelöst worden ist.
11. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest eine Filterschicht durch ein Opfermaterial, insbesondere thermoplastisches PU, gebildet ist, welches bei der Fixierung der Polymerpartikel in der Vliesstruktur im Pressfilz aufgeschmolzen worden ist.
12. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest eine Filterschicht dadurch gebildet ist, indem eine Schicht in der Vliesstruktur oder der Grenzfläche zwischen der Vliesstruktur und der Basisstruktur so physikalisch und/oder chemisch behandelt ist, dass diese für Fluid durchlässig und für das Polymermaterial ab einer bestimmten Partikelgröße im Wesentlichen undurchlässig ist.
13. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest eine Filterschicht eine perforierte Folie ist.
14. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest eine Filterschicht eine Dicke von 0,2mm oder weniger, 0,1 mm oder weniger hat.
15. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Filz zwei Filterschichten umfasst, wobei die eine der Filterschichten für Polymermaterial ab einer bestimmten Partikelgröße und die andere der Filterschichteπ für Polymermaterial ab einer anderen, kleineren Partikelgröße im Wesentlichen undurchlässig ist.
16. Pressfilz nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in Richtung von der ersten zur zweiten Oberfläche zuerst die eine und dann die andere der Filterschichten angeordnet ist.
17. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das partikelförmige Polymermaterial Partikel mit unterschiedlicher Partikelgröße umfasst, wobei bei der Herstellung des Filzes zuerst kleine
Polymerpartikel und anschließend größere Polymerpartikel von der ersten Oberfläche aus in die Vliesstruktur eingebracht wurden.
18. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei der Herstellung des Filzes das partikelförmige Polymermaterial in
Form zumindest einer Suspension in die Vliesstruktur eingebracht wird.
19. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Polymerpartikel nach deren Einbringen in die Vliesstruktur unterein- ander und mit Fasern der Vliesstruktur verschmolzen sind.
20. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vliesstruktur durch Fasern mit 6,7dtex oder mehr gebildet ist.
21. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vliesstruktur durch mehrere zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche aufeinander gestapelte Vlieslagen gebildet ist.
22. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest eine der Vlieslagen der Vliesstruktur durch dickere Fasern als eine andere der Vlieslagen gebildet ist.
23. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass durch die erste Oberfläche mit Polymerpartikeln die papierseitige Ober- fläche des Pressfilzes gebildet wird.
24. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass durch die erste Oberfläche mit Polymerpartikeln die maschinenseitige Oberfläche des Pressfilzes gebildet wird.
25. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Polymerpartikel mit Fasern der Vliesstruktur in der Vliesstruktur eine unterhalb der papierseitigen Oberfläche angeordnete poröse Schicht bilden, die an der Filterschicht angelagert ist und die eine Dicke von 1 ,0mm oder weniger, insbesondere 0,7mm oder weniger, hat.
26. Pressfilz nach einem der Ansprüche 1 bis 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Polymerpartikel mit einer bestimmten Partikelgröße und darüber von der ersten Oberfläche bis zu der diese Partikelgröße filternden Filterschicht in die Vliesstruktur penetriert sind, wobei die Konzentration dieser Polymerpartilel über die Penetrationstiefe abnimmt oder zunimmt oder konstant bleibt.
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