EP2984225A2 - Vorrichtung und verfahren zur erzeugung eines musters auf einer bespannung für eine maschine zur herstellung von bahnmaterial und bespannung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur erzeugung eines musters auf einer bespannung für eine maschine zur herstellung von bahnmaterial und bespannung

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Publication number
EP2984225A2
EP2984225A2 EP14716563.3A EP14716563A EP2984225A2 EP 2984225 A2 EP2984225 A2 EP 2984225A2 EP 14716563 A EP14716563 A EP 14716563A EP 2984225 A2 EP2984225 A2 EP 2984225A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pattern
fabric
rotary screen
pattern component
component
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Withdrawn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
EP14716563.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Raymond Riding
David Stuart Ponton
Andrew Allum
Antony 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
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 EP2984225A2 publication Critical patent/EP2984225A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F15/00—Screen printers
    • B41F15/08—Machines
    • B41F15/0831—Machines for printing webs
    • B41F15/0836—Machines for printing webs by means of cylindrical screens or screens in the form of endless belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F15/00—Screen printers
    • B41F15/08—Machines
    • B41F15/0868—Machines for printing on filamentary articles
    • 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
    • D21F1/44—Watermarking devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/12—Stencil printing; Silk-screen printing

Definitions

  • the invention is based on an apparatus and a method for producing a pattern on a covering for a machine for producing sheet material, such as e.g. Paper, cardboard, tissue or a nonwoven product and of such a fabric.
  • sheet material such as e.g. Paper, cardboard, tissue or a nonwoven product and of such a fabric.
  • Such a fabric e.g. can be used as a forming fabric in a paper machine, is known from EP 1 690 981 A1.
  • a pattern of polymer material is applied to a support structure formed, for example, as a fabric in a screen printing process by means of a rotary screen.
  • the pattern can be applied to the support fabric with substantially any desired configuration so as to generate a surface structuring on one side of the papermachine fabric produced in this way, which is evident in papermaking with a corresponding topography in the produced paper.
  • EP 1 690 982 A1 discloses a method for applying a pattern to a papermachine fabric, in which a polymer material forming the pattern is dispensed from an extrusion head in an extrusion process and thus applied to the surface of, for example, a fabric-like support structure.
  • the extrusion head can be moved as desired over the surface of the support structure.
  • a covering for a paper machine in which a basic structure is printed several times with a polymer structure, wherein a first polymer layer has a lattice-like structure and a second polymer layer largely occupies the recesses in the lattice-like first layer and thereby the first layer partially overlaid.
  • a continuous papermachine woven papermachine fabric having a three-dimensional weave pattern having a structure having height differences of 0.2 mm or more in the z direction.
  • the fabric has decorative elements surrounded by highlight areas which are surrounded by the three-dimensional weave pattern of the fabric and have a structure which has a lower height than the structure of the weave pattern.
  • the weave pattern represents a textured background surface which is the predominant contact surface of the fabric to the paper web.
  • a disadvantage of known clothing and its production method is in particular that although combinations of patterns by appropriate production of the basic structure and subsequent printing are possible, but this is very expensive.
  • Multiple printing operations on a structured or unstructured basic structure are known as mentioned above, but have the same disadvantage.
  • the latter fabrics are subject to multiple processing, which requires high production costs and a high amount of time. It is therefore an object of the present invention to provide a method and a device with which in a simple and thus faster and more cost-effective manner different patterns can be applied simultaneously to the surface of a fabric, so that not several steps to produce a pattern are necessary. This can save processing time and the production of such fabrics can be made more economical.
  • the device comprises at least one rotary screen, the cylindrical surface of which has a first pattern component defining perforation pattern and in which pressed to produce the first pattern component on a surface of the fabric material in the liquid or pasty state through the perforations of the lateral surface of the rotary screen and is deposited on the surface of the fabric, while the rotary screen, rotating several times about its longitudinal axis, rolls on the surface of the fabric in at least one at least once on the surface of the fabric continuously circulating path.
  • At least one means indirectly or directly connected to the rotary screen is provided for the synchronous and / or simultaneous generation of a second pattern component.
  • the control of the pattern generation takes place via a Nachêtrsystem. Due to the synchronous and / or simultaneous application of the two sample components can be done very quickly and time-saving production of the fabric in only one processing step.
  • a suitable design of the rotary screen and the associated at least one means for producing the second pattern component a large variety of patterns is available, which can be produced in a simple manner and without undesirable offsets on any width of clothing.
  • the at least one means for synchronous and / or simultaneous generation of the second pattern component may be in the form of at least one pattern ring.
  • the at least one pattern ring can be arranged terminally on the rotary screen and firmly connected to the rotary screen. Thereby the pattern components are rigidly connected, avoiding offsets in the pattern.
  • a pattern ring is present per end of the rotary screen.
  • a plurality of pattern rings are present. These may be provided individually or in a plurality at one or both ends of the rotary screen.
  • At least one surface shape in particular a groove
  • the groove can be provided in the at least one pattern ring, which groove extends circumferentially on a surface of the pattern ring.
  • the groove may have a straight, curved, wavy or zigzag-like shape.
  • the means for generating the second pattern component may comprise a pattern recognition device, by means of which the first pattern component can be detected.
  • the second pattern component can be applied in relation to the first pattern component, which nevertheless takes place in only one processing step without the clothing having to undergo a second separate printing process.
  • the post-rotor system is indirectly or directly coupled to the at least one means for synchronous and / or simultaneous generation of the second pattern component.
  • the shape of the at least one pattern ring can be mechanically or optically traced by the post-rotor system.
  • an extrusion head can be integrated in the post-rotor system, which has one or more nozzles through which material can be applied to the surface of the clothing.
  • the post-rotor system can have a control, by which a pattern recognition and an activation of the extrusion head takes place.
  • the first pattern component consists of a first material and the second pattern component of a second material, wherein the first and the second material may be the same or different. If different requirements are placed on the sample components, it may be advantageous if one of the materials is harder or softer, more abrasion resistant, smoother or rougher than the other.
  • a cross-sectional shape of the first pattern component and a cross-sectional shape of the second pattern component may be the same or different.
  • personalized motifs for example, can be strongly and clearly highlighted and surrounded by a softer drawn and less prominent background.
  • the material may contain or consist of the sample components: amide, ester, silicone, polyurethane.
  • the dimensioning of the second pattern component can be at a height of 0 to 10 mm, in a width of 0.1 to 10 mm and in any desired length.
  • the lines of the second pattern component may be continuous or interrupted as desired.
  • Fig. 2 is a highly schematic representation of a rotary screen for
  • Fig. 3 is a schematic perspective view of a pattern ring for
  • Fig. 1 is a plan view of a fabric 1 is shown in a highly schematic view, which is particularly suitable for use in a machine for producing a fibrous web such as a paper, board or tissue machine and in a machine for producing a nonwoven product.
  • a plurality of clothing 1 are usually provided, which fulfill different tasks depending on their position.
  • a covering 1 serves as a forming fabric and thus the initial dewatering of the fiber suspension sprayed onto the forming fabric or injected in a twin-wire former between two forming fabrics and the orientation of the fibers in the young fiber web.
  • coverings 1 are provided as press felts for further drainage, which should have a high water absorption capacity, good resilience, smooth contact surfaces to the fiber web and low tendency to rewet.
  • the fabric 1 is often designed as a dryer fabric in the form of a spiral structure and is characterized by a high temperature resistance with high vapor permeability.
  • Cloths 1 are also often used to introduce a decorative pattern in the fibrous web, which represents today's standard, especially in the field of sanitary papers. The patterns have both aesthetic and the properties of the paper web influencing characteristics, such as the grip of the surface, the layer thickness, etc.
  • the individual features are often designed so that a decorative, often personalized pattern is desirable, but this can not meet the demands made on the physical properties of the fiber web. It was thus previously necessary to subject the fabric 1 at least two separate steps in order to produce at least two patterns in / on the respective fabric.
  • a three-dimensional structure in the production of the basic structure of the covering 1 and then to superimpose this structure by a pattern, for example printed on at least one surface of the covering 1.
  • the structure of the basic structure can be produced by fixed weave patterns, while the printed pattern can be printed e.g. is applied by a screen printing process.
  • the weaving of such basic structures is a very complex process, which is also still very limited in its variety of patterns. Due to the nature of weaving, only the machine direction, the cross-machine direction and diagonals can be included in the pattern, an arbitrary pattern choice is not possible.
  • the multiple printing for example by screen printing and subsequent printing by means of a nozzle extrusion device are known and possible.
  • it can take a very long time and / or be very costly to produce a covering 1 by means of such multi-stage methods.
  • it is therefore proposed to apply two pattern groups A and B synchronously and / or simultaneously using only one device on the fabric 1, so that a regular or irregular pattern of two different components with a personalized motif and surrounding the subject background structure results, without elaborate weaving processes or multiple printing steps are necessary.
  • any fabrics such as fabrics, scrims, knitted fabrics, spiral screens, spiral structures and films are printable.
  • a personalized pattern component A represented by the faces is formed against a background of line-shaped structures forming a zigzag pattern B in the embodiment.
  • Both sample components A and B are made of a material such as amides, polyurethane, silicone, Esther or other suitable pressure or extrudable processable materials, which is discharged from appropriately shaped extrusion devices on the base substrate of the fabric 1.
  • the pattern component A may consist of the same or of a different material as the pattern component B.
  • the choice of materials can be made according to the requirements of stability, dimensioning, smoothness, elasticity, gas and water permeability etc. of the individual sample components.
  • pattern components A and B for example, personalized pattern components A such as company logos, lettering, pictorial representations of arbitrary objects, etc. with pattern components B of straight lines, wavy lines, zigzag lines, broken lines or dots.
  • the material application of the pattern components A and B is precisely controlled so that the personalized motif A is framed by the background pattern B.
  • the base substrate may be in the form of an endless belt or as a flat structure. Accordingly, it must be held or clamped by a suitable device in order to be able to attach the patterns A and B to it.
  • a suitable device for example, if the base substrate is in the form of an endless belt, it may be held and tensioned by a combination of two or more rollers.
  • the rollers can be rotatably mounted and provided with a drive.
  • the order of the sample components A and B is carried out according to a preferred embodiment of the invention using a rotary screen 2, which is shown in a highly schematic manner in FIG. Such rotary screens 2 are already known from the prior art.
  • the rotary screen 2 unrolls on the base substrate, exposing material to the surface of the base substrate through the openings. If the base substrate is substantially wider than the width of the rotary screen 2, the rotary screen 2 can be guided in a spiral path over several revolutions across the entire surface of the base substrate.
  • the sizing of the rotary screen 2 and a suitable control system ensure that the pattern component A thus produced remains free of offsets and overlaps.
  • the second pattern component B or background pattern is applied to the base substrate in the embodiment by using a guide system with pattern rings 3. These are arranged terminally on the rotary screen 2.
  • This at least one pattern ring 3 has the characteristic shape of the background pattern B, as shown in FIG. 3.
  • the line geometry is determined by a groove 4 in the pattern ring 3.
  • the groove 4 can be introduced, for example, by milling or laser machining in the pattern ring 3.
  • the material for generating the background pattern B is supplied to the at least one pattern ring 3 by a suitable feed system and deposited on the base structure.
  • a suitable feed system supplied to the at least one pattern ring 3 by a suitable feed system and deposited on the base structure.
  • One of the great advantages of this arrangement is that the pattern-generating structures for motif A and background B are firmly connected to each other. This allows a high degree of control for the accuracy of the pattern job and also allows complex combinations. As a result, motif A and background B are always accurately arranged and delimited, subject A is framed cleanly by background B, patterns A and B are not overlapped by unwanted accidental offsets when applying material.
  • a suitable control system can be used to automatically cause the beginning and end of the background pattern B, thus ensuring a clean separation of subject A and background B.
  • motif A and background B touch, cut or cover, depending on which properties are desired in terms of design and technical requirements of the sample components A and B.
  • a follower system which can operate mechanically or optically, can be used to follow the shape of the at least one pattern ring 3, for example the groove 4.
  • An extrusion head which may have one or more nozzles, is integrated in the post-rotor system and is controlled by suitable control means so that the material application begins and ends at the desired location.
  • the one or more nozzles of the extrusion head may be turned on or off so as to allow or inhibit the dispensing of material. This is synchronized with the position of the subject A in the rotary screen 2.
  • the finished fabric 1 contains after complete printing a simultaneously produced pattern of the components A and B.
  • Typical dimensions of the pattern component B can be selected as described below:
  • Length any combinations of line lengths (from very short or punctiform to very long or continuous) over the circumferential length of the base substrate are conceivable and possible (in the case of an endless belt).
  • the lines can be continuous if no large-scale motif A is provided.
  • the final result can therefore be any combination of continuous and broken lines B and areas with and without motif A.
  • control of the beginning and end of the background pattern B may be pneumatically, hydraulically, electrically controlled, or may include a suitable combination of the foregoing.
  • an image recognition device indirectly or directly connected to the rotary screen 2, which software-controlled recognizes the pattern component A and controls the application of the pattern component B by suitable coupling with the post-cursor system.
  • the detection can be done by optical or mechanical, such as tactile sensors.
  • a suitable control and coupling must then be provided between the rotary screen 2, image recognition device and Nachiquersystem.
  • the image recognition device can furthermore also be an integral part of the post-cursor system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Decoration Of Textiles (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Musterkombination auf einer Bespannung (1) umfasst zumindest: ein Rotationssieb (2), dessen zylindrische Mantelfläche ein eine erste Musterkomponente (A) festlegendes Perforationsmuster aufweist und bei welchem zum Erzeugen der ersten Musterkomponente (A) auf einer Oberfläche der Bespannung (1) Material im flüssigem oder pastösem Zustand durch die Perforationen der Mantelfläche des Rotationssiebs (2) gedrückt und auf der Oberfläche der Bespannung (1) abgelegt wird, während das Rotationssieb (2), sich mehrmals um seine Längsachse drehend, auf der Oberfläche der Bespannung (1) in zumindest einer zumindest einmal auf der Oberfläche der Bespannung (1) ununterbrochen umlaufenden Bahn abrollt; zumindest ein mit dem Rotationssieb mittelbar oder unmittelbar in Verbindung stehendes Mittel zur synchronen und/oder simultanen Erzeugung einer zweiten Musterkomponente (B); und ein Nachlaufsystem.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Musters auf einer Bespannung für eine Maschine zur Herstellung von Bahnmaterial und Bespannung
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Erzeugung eines Musters auf einer Bespannung für eine Maschine zur Herstellung von Bahnmaterial, wie z.B. Papier, Karton, Tissue oder eines Nonwoven-Produktes sowie von einer derartigen Bespannung.
Eine derartige Bespannung, die z.B. als Formiersieb in einer Papiermaschine eingesetzt werden kann, ist aus der EP 1 690 981 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Papiermaschinenbespannung wird auf eine beispielsweise als Gewebe ausgebildete Tragestruktur ein Muster aus Polymermaterial in einem Siebruckverfahren vermittels eines Rotationssiebes aufgebracht. Das Muster kann mit im Wesentlichen beliebiger Ausgestaltung auf das Tragegewebe aufgebracht werden, um somit an einer Seite der so hergestellten Papiermaschinenbespannung durch dieses Muster eine Oberflächenstrukturierung zu generieren, die sich bei der Papierherstellung mit entsprechender Topographie im hergestellten Papier abzeichnet.
Aus der EP 1 690 982 A1 ist ein Verfahren zum Aufbringen eines Musters auf eine Papiermaschinenbespannung bekannt, bei welchem ein das Muster bildendes Polymermaterial in einem Extrusionsvorgang aus einem Extrusionskopf abgegeben und somit auf die Oberfläche einer beispielsweise gewebeartigen Tragestruktur aufgebracht wird. Der Extrusionskopf kann beliebig über der Oberfläche der Tragestruktur bewegt werden.
Weiterhin ist beispielsweise aus der US2008/0991701A eine Bespannung für eine Papiermaschine bekannt, bei welcher eine Grundstruktur mehrfach mit einer Polymerstruktur bedruckt ist, wobei eine erste Polymerlage eine gitterartige Struktur aufweist und eine zweite Polymerlage größtenteils die Aussparungen in der gitterartigen ersten Lage einnimmt und dabei die erste Lage teilweise überlagert. Aus der US7624765B ist eine gewebte Papiermaschinenbespannung zum Durchstromtrocknen bekannt, welche ein dreidimensionales Webmuster aufweist, das eine Struktur aufweist, die in z-Richtung Höhenunterschiede von 0,2mm oder mehr aufweist. Die Bespannung weist dekorative Elemente auf, die von Hervorhebungsarealen umgeben sind, welche von dem dreidimensionalen Webmuster der Bespannung umgeben sind und eine Struktur aufweisen, welche eine geringere Höhe als die Struktur des Webmuster aufweist. Das Webmuster stellt eine strukturierte Hintergrundoberfläche dar, welche die vorherrschende Kontaktfläche der Bespannung zur Papierbahn ist.
Nachteilig an bekannten Bespannungen und deren Herstellungsverfahren ist dabei insbesondere, dass zwar Kombinationen von Mustern durch entsprechende Herstellung der Grundstruktur und nachfolgendes Bedrucken möglich sind, dies jedoch sehr aufwändig ist. Auch mehrfache Druckvorgänge auf einer strukturierten oder unstrukturierten Grundstruktur sind wie weiter oben angesprochen bekannt, weisen jedoch den gleichen Nachteil auf. Insbesondere letztgenannte Bespannungen sind einer mehrfachen Bearbeitung zu unterwerfen, was hohe Herstellungskosten und einen hohen Zeitaufwand bedingt. Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit welchen in einfacher und somit schneller und kostengünstiger Weise verschiedene Muster gleichzeitig auf die Oberfläche einer Bespannung aufgebracht werden können, so dass nicht mehrere Schritte zur Herstellung eines Musters notwendig sind. Dadurch kann Bearbeitungszeit gespart und die Herstellung solcher Bespannungen wirtschaftlicher gestaltet werden.
Die Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 , hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 13 und hinsichtlich der Bespannung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 14 jeweils in Kombination mit den gattungsbildenden Merkmalen gelöst. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Vorrichtung zumindest ein Rotationssieb umfasst, dessen zylindrische Mantelfläche ein eine erste Musterkomponente festlegendes Perforationsmuster aufweist und bei welchem zum Erzeugen der ersten Musterkomponente auf einer Oberfläche der Bespannung Material im flüssigem oder pastösem Zustand durch die Perforationen der Mantelfläche des Rotationssiebs gedrückt und auf der Oberfläche der Bespannung abgelegt wird, während das Rotationssieb, sich mehrmals um seine Längsachse drehend, auf der Oberfläche der Bespannung in zumindest einer zumindest einmal auf der Oberfläche der Bespannung ununterbrochen umlaufenden Bahn abrollt. Weiterhin ist zumindest ein mit dem Rotationssieb mittelbar oder unmittelbar verbundenes Mittel zur synchronen und/oder simultanen Erzeugung einer zweiten Musterkomponente vorgesehen. Die Regelung der Mustererzeugung erfolgt über ein Nachläufersystem. Durch die synchrone und/oder simultane Applikation der beiden Musterkomponenten kann eine sehr zügige und zeitsparende Herstellung der Bespannung in nur einem Bearbeitungsschritt erfolgen. Durch eine geeignete Ausbildung des Rotationssiebs und des damit verbundenen zumindest einen Mittels zur Erzeugung der zweiten Musterkomponente steht eine große Vielfalt an Mustern zur Verfügung, die in einfacher Weise und ohne unerwünschte Versätze auf beliebig breiten Bespannungen herstellbar ist.
Weitere vorteilhafte Aspekte und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das zumindest eine Mittel zur synchronen und/oder simultanen Erzeugung der zweiten Musterkomponente in Form von zumindest einem Musterring ausgebildet sein. Besonders bevorzugt kann der zumindest eine Musterring endständig an dem Rotationssieb angeordnet und fest mit dem Rotationssieb verbunden sein. Dadurch sind die Musterkomponenten starr miteinander verbunden, was Versätze im Muster vermeidet.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass pro Ende des Rotationssiebs ein Musterring vorhanden ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mehrere Musterringe vorhanden sind. Diese können einzeln oder zu mehreren an einem oder beiden Enden des Rotationssiebs vorgesehen sein.
Vorteilhafterweise kann in dem zumindest einen Musterring zumindest eine Oberflächenform, insbesondere eine Rille, vorgesehen sein, welche sich an einer Oberfläche des Musterrings umfänglich erstreckt. Bevorzugt kann die Rille eine gerade, gekrümmte, wellenförmige oder zickzack-artige Form aufweisen. Dadurch können entsprechende Hintergrundmuster erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Mittel zur Erzeugung der zweiten Musterkomponente eine Mustererkennungsvorrichtung aufweisen, durch welche die erste Musterkomponente erfassbar ist. Dadurch kann beispielsweise mit einer parallel geführten Extrusionseinheit die zweite Musterkomponente in Relation zur ersten Musterkomponente aufgetragen werden, was trotzdem in nur einem Bearbeitungsschritt erfolgt, ohne dass die Bespannung einen zweiten separaten Bedruckungsprozess durchlaufen muss.
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Nachläufersystem mit dem zumindest einen Mittel zur synchronen und/oder simultanen Erzeugung der zweiten Musterkomponente mittelbar oder unmittelbar gekoppelt ist.
Besonders vorteilhaft kann die Form des zumindest einen Musterrings durch das Nachläufersystem mechanisch oder optisch nachfahrbar sein. Besonders bevorzugt kann in dem Nachläufersystem ein Extrusionskopf integriert sein, der eine oder mehrere Düsen aufweist, durch welche Material auf die Oberfläche der Bespannung ausbringbar ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das Nachläufersystem eine Steuerung aufweisen, durch welche eine Mustererkennung und eine Ansteuerung des Extrusionskopfes erfolgt. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die erste Musterkomponente aus einem ersten Material und die zweite Musterkomponente aus einem zweiten Material besteht, wobei das erste und das zweite Material gleich oder verschieden sein können. Werden unterschiedliche Anforderungen an die Musterkomponenten gestellt, kann es von Vorteil sein, wenn eines der Materialien härter oder weicher, abriebsbeständiger, glatter oder rauher ist als das andere.
Gleichermaßen kann vorteilhafterweise eine Querschnittsform der ersten Musterkomponente und eine Querschnittsform der zweiten Musterkomponente gleich oder unterschiedlich sein. Dadurch können beispielsweise personalisierte Motive stark und klar hervorgehoben werden und durch einen weicher gezeichneten und weniger stark hervortretenden Hintergrund umgeben sein.
Bevorzugt kann das Material der Musterkomponenten enthalten oder bestehen aus: Amid, Esther, Silikon, Polyurethan.
Vorteilhafterweise kann die Dimensionierung der zweiten Musterkomponente in einer Höhe von 0 bis 10mm, in einer Breite von 0,1 bis 10mm und in beliebiger Länge liegen. Die Linien der zweiten Musterkomponente können je nach Wunsch fortlaufend oder unterbrochen ausgebildet sein. Dadurch ist ein hohes Maß an Flexibilität und Individualisierung der Bespannung und des hergestellten Endproduktes möglich. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren ohne Beschränkung der Allgemeinheit beispielhaft näher beschrieben. In den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine stark schematisierte Aufsicht auf eine Bespannung, welche mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist,
Fig. 2 eine stark schematisierte Darstellung eines Rotationssiebs zur
Herstellung einer Bespannung mit zwei Mustern, und
Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines Musterrings zur
Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. In Fig. 1 ist in einer stark schematisierten Ansicht eine Aufsicht auf eine Bespannung 1 dargestellt, welche insbesondere zur Verwendung in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn wie einer Papier-, Karton oder Tissuemaschine sowie in einer Maschine zur Herstellung eines Nonwoven-Produktes geeignet ist. In einer solchen Maschine sind gängigerweise mehrere Bespannungen 1 vorgesehen, welche je nach ihrer Position unterschiedliche Aufgaben erfüllen. In der Formierpartie etwa dient eine Bespannung 1 als Formiersieb und somit der Initialentwässerung der auf das Formiersieb aufgespritzten oder in einem Doppelsiebformer zwischen zwei Formiersiebe eingespritzten Fasersuspension sowie der Ausrichtung der Fasern in der jungen Faserbahn. In der nachfolgenden Pressenpartie sind Bespannungen 1 als Pressfilze zur weiteren Entwässerung vorgesehen, welche ein hohes Wasseraufnahmevermögen, gute Rückstellfähigkeit, glatte Kontaktflächen zur Faserbahn und geringe Rückfeuchtungsneigung aufweisen sollten. In der Trockenpartie ist die Bespannung 1 als Trockensieb oft in Form einer Spiralstruktur ausgebildet und zeichnet sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit bei hoher Dampfdurchlässigkeit aus. Bespannungen 1 dienen oft auch dazu, ein dekoratives Muster in die Faserstoffbahn einzubringen, was insbesondere im Bereich der Hygienepapiere den heutigen Standard darstellt. Die Muster haben dabei sowohl ästhetische als auch die Eigenschaften der Papierbahn beeinflussende Merkmale, wie beispielsweise die Griffigkeit der Oberfläche, die Lagendicke etc.
Die einzelnen Merkmale sind dabei vielfach so ausgelegt, dass ein dekoratives, oft auch personalisiertes Muster wünschenswert ist, dieses jedoch nicht die Forderungen erfüllen kann, die an die physikalischen Eigenschaften der Faserbahn gestellt werden. Es war somit bislang notwendig, die Bespannung 1 zumindest zwei separaten Arbeitsschritten zu unterziehen, um zumindest zwei Muster in/auf der jeweiligen Bespannung herzustellen. Beispielsweise ist es, wie eingangs erwähnt, möglich, eine dreidimensionale Struktur bei der Herstellung der Grundstruktur der Bespannung 1 zu erzeugen und diese Struktur dann durch ein auf zumindest eine Oberfläche der Bespannung 1 beispielsweise aufgedrucktes Muster zu überlagern. Die Struktur der Grundstruktur kann dabei durch festgelegte Webmuster hergestellt werden, während das aufgedruckte Muster z.B. durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht wird. Insbesondere das Weben solcher Grundstrukturen ist ein sehr aufwendiger Prozess, der zudem noch in seiner Mustervielfalt sehr begrenzt ist. Es kann bedingt durch die Natur des Webens jeweils nur die Maschinenrichtung, die Quermaschinenrichtung sowie Diagonalen in das Muster einbezogen werden, eine willkürliche Musterwahl ist nicht möglich.
Auch die mehrfache Bedruckung beispielsweise durch Siebdruck und nachfolgendes Bedrucken mittels einer Düsenextrusionsvorrichtung sind bekannt und möglich. Entsprechend ihrer Dimensionierung kann es jedoch sehr lange dauern und/oder sehr kostenintensiv sein, eine Bespannung 1 mittels solcher mehrstufiger Verfahren herzustellen. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, zwei Mustergruppen A und B synchron und/oder simultan unter Verwendung nur einer Vorrichtung auf die Bespannung 1 aufzubringen, so dass sich ein regelmäßiges oder unregelmäßiges Muster aus zwei verschiedenen Komponenten mit personalisiertem Motiv und einer das Motiv umgebenden Hintergrundstruktur ergibt, ohne dass aufwendige Webprozesse oder mehrere Bedruckungsschritte notwendig sind. Als Grundstruktur sind somit beliebige Flächengebilde wie Gewebe, Gelege, Gewirke, Spiralsiebe, spiralisierte Strukturen und auch Folien bedruckbar.
In Fig. 1 ist eine personalisierte Musterkomponente A, welche durch die Gesichter repräsentiert ist, vor einem Hintergrund aus linienförmigen Strukturen, die im Ausführungsbeispiel ein Zickzack-Muster B bilden, ausgebildet. Beide Musterkomponenten A und B bestehen aus einem Material wie beispielsweise Amide, Polyurethan, Silikon, Esthern oder anderen geeigneten druck- oder extrudierbar verarbeitbaren Materialien, welches aus entsprechend gestalteten Extrusionsvorrichtungen auf das Grundsubstrat der Bespannung 1 abgegeben wird. Dabei kann die Musterkomponente A aus dem gleichen oder aus einem anderen Material wie die Musterkomponente B bestehen. Die Auswahl der Materialien kann gemäß den Anforderungen an die Stabilität, Dimensionierung, Glätte, Elastizität, Gas- und Wasserdurchlässigkeit etc. der einzelnen Musterkomponenten erfolgen.
Es ist möglich, beliebige Musterkomponenten A und B zu kombinieren, beispielsweise personalisierte Musterkomponenten A wie Firmenlogos, Schriftzüge, bildhafte Darstellungen von beliebigen Gegenständen etc. mit Musterkomponenten B aus geraden Linien, Wellenlinien, Zickzack-Linien, unterbrochenen Linien oder Punkten. Dabei wird in einem weiter unten genauer beschriebenen Verfahren der Materialauftrag der Musterkomponenten A und B präzise gesteuert, so dass das personalisierte Motiv A durch das Hintergrundmuster B eingerahmt ist.
Das Grundsubstrat kann in Form eines Endlosbandes oder als Flachstruktur vorliegen. Entsprechend muss es durch eine geeignete Vorrichtung gehalten oder aufgespannt werden, um die Muster A und B darauf anbringen zu können. Wenn beispielsweise das Grundsubstrat in Form eines Endlosbandes vorliegt, kann es durch eine Kombination von zwei oder mehr Walzen gehalten und aufgespannt sein. Die Walzen können drehbar gelagert und mit einem Antrieb versehen sein. Der Auftrag der Musterkomponenten A und B erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung eines Rotationssiebs 2, welches stark schematisiert in Fig. 2 dargestellt ist. Derartige Rotationssiebe 2 sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Es handelt sich dabei um ein trommeiförmiges Gebilde beispielsweise aus einem dünnen Blech, in welches die Musterkomponente A in geeigneter Weise eingebracht ist, beispielsweise durch Ausstanzen oder Laserbearbeitung. Das Rotationssieb 2 rollt auf dem Grundsubstrat ab und bringt dabei durch die Öffnungen Material auf die Oberfläche des Grundsubstrats aus. Wenn das Grundsubtrat wesentlich breiter als die Breite des Rotationssiebs 2 ist, kann das Rotationssieb 2 in einer Spiralbahn über mehrere Umläufe quer über die gesamte Oberfläche des Grundsubstrats geführt werden. Die Dimensionierung des Rotationssiebs 2 sowie ein geeignetes Steuerungssystem sorgen dafür, dass die so hergestellte Musterkomponente A frei von Versätzen und Überlappungen bleibt. Die zweite Musterkomponente B oder Hintergrundmuster wird im Ausführungsbeispiel durch Verwendung eines Führungssystems mit Musterringen 3 auf das Grundsubstrat aufgebracht. Diese sind endständig auf dem Rotationssieb 2 angeordnet. Es kann nur an einem Ende des Rotationssiebs 2 ein Musterring 3 angeordnet sein, es kann jeweils zumindest ein Musterring 3 pro Ende vorgesehen sein, es können auch mehrere Musterringe 3 pro Ende kombiniert werden. Dieser zumindest eine Musterring 3 weist die charakteristische Form des Hintergrundmusters B auf, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Liniengeometrie durch eine Rille 4 im Musterring 3 bestimmt. Die Rille 4 kann beispielsweise durch Fräsen oder Laserbearbeitung in den Musterring 3 eingebracht werden.
Das Material zur Erzeugung des Hintergrundmusters B wird dem zumindest einen Musterring 3 durch ein geeignetes Zufuhrsystem zugeführt und auf der Grundstruktur abgelegt. Einer der großen Vorteile dieser Anordnung liegt darin, dass die mustererzeugenden Strukturen für Motiv A und Hintergrund B fest miteinander verbunden sind. Dies erlaubt einen hohen Grad an Kontrolle für die Genauigkeit beim Musterauftrag und erlaubt auch komplexe Kombinationen. In der Folge sind Motiv A und Hintergrund B stets akkurat zueinander angeordnet und abgegrenzt, das Motiv A wird sauber vom Hintergrund B eingerahmt, die Muster A und B überlappen sich nicht durch unerwünschte versehentliche Versätze beim Materialauftrag.
Ein geeignetes Steuerungssystem kann benutzt werden, um Beginn und Ende des Hintergrundmusters B automatisch zu veranlassen, so dass eine saubere Trennung von Motiv A und Hintergrund B gewährleistet ist. Wahlweise ist natürlich auch möglich, dass sich bei Bedarf Motiv A und Hintergrund B berühren, schneiden oder überdecken, je nachdem, welche Eigenschaften in Hinblick auf Gestaltung und technische Anforderungen der Musterkomponenten A und B gewünscht werden.
Die Geometrie des Hintergrunds B und dessen Anordnung wird durch die Musterringe 3 bestimmt. Ein Nachläufersystem, welches mechanisch oder optisch arbeiten kann, kann verwendet werden, um die Form des zumindest einen Musterrings 3, beispielsweise der Rille 4, nachzufahren. Ein Extrusionskopf, der eine oder mehrere Düsen aufweisen kann, ist in dem Nachläufersystem integriert und wird durch geeignete Steuerungsmittel so angesteuert, dass der Materialauftrag jeweils an gewünschter Stelle beginnt und endet.
Um die Motive A freizustellen, kann die eine oder die mehreren Düsen des Extrusionskopfes an- oder abgeschaltet werden, um so die Abgabe von Material zuzulassen oder zu unterbinden. Dies ist mit der Position des Motivs A im Rotationssieb 2 synchronisiert.
Die fertige Bespannung 1 enthält nach der vollständigen Bedruckung ein gleichzeitig hergestelltes Muster aus den Komponenten A und B.
Typische Dimensionierungen der Musterkomponente B können wie nachfolgend beschrieben gewählt sein:
Höhe: 0mm (in diesem Fall erhebt sich das Muster B nicht über der Oberfläche des Grundsubstrats, sondern sinkt vollständig ein) bis 10mm Breite: 0,1 mm bis 10mm
Länge: es sind beliebige Kombinationen von Linienlängen (von sehr kurz bzw. punktförmig bis sehr lang bzw. durchgehend) über die Umfangslänge des Grundsubstrats denkbar und möglich (im Falle eines Endlosbandes). Die Linien können durchgängig sein, wenn kein großflächiges Motiv A vorgesehen ist. Das Endergebnis kann somit jede Kombination von durchgehenden und unterbrochenen Linien B und Bereichen mit und ohne Motiv A sein.
Die Steuerung von Beginn und Ende des Hintergrundmusters B kann beispielsweise pneumatisch, hydraulisch, elektrisch gesteuert werden oder eine geeignete Kombination aus den vorstehend genannten Möglichkeiten umfassen.
Es wäre auch denkbar und möglich, als Mittel zur Erzeugung der zweiten Musterkomponente B eine mit dem Rotationssieb 2 mittelbar oder unmittelbar verbundene Bilderkennungsvorrichtung vorzusehen, welche softwaregesteuert die Musterkomponente A erkennt und durch geeignete Koppelung mit dem Nachläufersystem den Auftrag der Musterkomponente B steuert. Die Erkennung kann dabei durch optische oder mechanische, beispielsweise taktile Sensoren erfolgen. Eine geeignete Ansteuerung und Koppelung muss dann zwischen Rotationssieb 2, Bilderkennungsvorrichtung und Nachläufersystem vorgesehen sein. Die Bilderkennungsvorrichtung kann weiterhin auch integraler Bestandteil des Nachläufersystems sein. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt. Insbesondere sind Kombinationen der Merkmale möglich und denkbar.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zur Erzeugung einer Musterkombination auf einer Bespannung, wobei die Vorrichtung zumindest umfasst: ein Rotationssieb (2), dessen zylindrische Mantelfläche ein eine erste Musterkomponente (A) festlegendes Perforationsmuster aufweist und bei welchem zum Erzeugen der ersten Musterkomponente (A) auf einer Oberfläche der Bespannung (1 ) Material im flüssigem oder pastösem Zustand durch die Perforationen der Mantelfläche des Rotationssiebs (2) gedrückt und auf der Oberfläche der Bespannung (1 ) abgelegt wird, während das Rotationssieb (2), sich mehrmals um seine Längsachse drehend, auf der Oberfläche der Bespannung (1 ) in zumindest einer zumindest einmal auf der Oberfläche der Bespannung (1 ) ununterbrochen umlaufenden Bahn abrollt; zumindest ein mit dem Rotationssieb mittelbar oder unmittelbar in Verbindung stehendes Mittel zur synchronen und/oder simultanen Erzeugung einer zweiten Musterkomponente (B); und ein Nachläufersystem.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Mittel zur simultanen Erzeugung der zweiten Musterkomponente (B) in Form zumindest eines Musterrings (3) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Musterring (3) endständig an dem Rotationssieb (2) angeordnet und fest mit dem Rotationssieb (2) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass pro Ende des Rotationssiebs (2) ein Musterring (3) vorhanden ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Musterringe (3) vorhanden sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zumindest einen Musterring (3) zumindest eine Oberflächenform (4), insbesondere eine Rille (4), vorgesehen ist, welche sich an einer Oberfläche des Musterrings (3) umfänglich erstreckt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rille (4) eine gerade, gekrümmte, wellenförmige oder zickzack-artige Form aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Mittel zur simultanen Erzeugung der zweiten Musterkomponente (B) eine Mustererkennungsvorrichtung aufweist, durch welche die erste Musterkomponente (A) erfassbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachläufersystem mit dem zumindest einen Mittel zur simultanen Erzeugung der zweiten Musterkomponente (B) mittelbar oder unmittelbar gekoppelt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des zumindest einen Musterrings (3) mechanisch oder optisch durch das Nachläufersystem erfassbar und nachfahrbar ist.
1 1 .Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem
Nachläufersystem ein Extrusionskopf integriert ist, der eine oder mehrere Düsen aufweist, durch welche Material auf die Oberfläche der Bespannung (1 ) ausbringbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Nachläufersystem eine Steuerung aufweist, durch welche eine Mustererkennung und eine Ansteuerung des Extrusionskopfes erfolgt.
13. Verfahren zum Erzeugen einer Musterkombination auf einer Bespannung (1 ), bei dem ein Rotationssieb (2) verwendet wird, dessen zylindrische Mantelfläche ein eine erste Musterkomponente (A) festlegendes Perforationsmuster aufweist und zum Erzeugen der ersten Musterkomponente (A) auf einer Oberfläche der Bespannung (1 ) Material in flüssigem oder pastösem Zustand durch die Perforationen der Mantelfläche des Rotationssiebs (2) gedrückt und auf der Oberfläche der Bespannung (1 ) abgelegt wird, während das Rotationssieb (2), sich mehrmals um seine Längsachse drehend, auf der Oberfläche der Bespannung (1 ) in zumindest einer zumindest einmal auf der Oberfläche der Bespannung (1 ) ununterbrochen umlaufenden Bahn abrollt, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Musterkomponente (B) synchron und/oder simultan mit der ersten Musterkomponente (A) durch zumindest ein mit dem Rotationssieb (2) mittelbar oder unmittelbar verbundenes Mittel zur Erzeugung der zweiten Musterkomponente (B) auf der Oberfläche der Bespannung (1 ) erzeugt wird.
14. Bespannung (1 ) für eine Maschine zur Herstellung von Bahnmaterial, insbesondere Papier, Karton oder Tissue, hergestellt mittels einer Vorrichtung und einem Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
15. Bespannung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Musterkomponente (A) aus einem ersten Material und die zweite Musterkomponente (B) aus einem zweiten Material besteht, wobei das erste und das zweite Material gleich oder verschieden sind.
16. Bespannung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsform der ersten Musterkomponente (A) und eine Querschnittsform der zweiten Musterkomponente (B) gleich oder verschieden ist.
17. Bespannung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Musterkomponenten (A, B) enthält oder besteht aus: Amid, Esther, Silikon, Polyurethan.
18. Bespannung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimensionierung der zweiten Musterkomponente (B) in einer Höhe von 0 bis 10mm, in einer Breite von 0,1 bis 10mm und in beliebiger Länge liegt 19. Bespannung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Musterkomponente (B) fortlaufend oder unterbrochen ausgebildet ist.
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