EP4200475B1 - Pressfilz - Google Patents

Pressfilz

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Publication number
EP4200475B1
EP4200475B1 EP21737656.5A EP21737656A EP4200475B1 EP 4200475 B1 EP4200475 B1 EP 4200475B1 EP 21737656 A EP21737656 A EP 21737656A EP 4200475 B1 EP4200475 B1 EP 4200475B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
threads
fabric layer
thread
longitudinal
transverse
Prior art date
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Active
Application number
EP21737656.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4200475A1 (de
Inventor
Robert EBERHARDT DR.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP4200475A1 publication Critical patent/EP4200475A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4200475B1 publication Critical patent/EP4200475B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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

  • press felts are used to transport and dewater the fiber web in the press section.
  • the main components of such felts are a load-bearing base structure and nonwoven layers, which are usually needled to the base structure. In most cases, fabrics are used for the base structures.
  • the load-bearing base structure can have several fabric layers arranged one above the other. Felts with such basic structures are used, for example, in EP 0 425 523 or the EP O 672 784 81 Likewise, as described in the EP2160495 B1 As described, several layers of nonwoven fibers with different fiber finenesses can also be provided.
  • a press felt is subjected to repeated stresses in one or more press nips.
  • the felt In the press nip, the felt is compressed, and after passing through the press nip, the felt expands again essentially to its original thickness. Since this process is repeated extremely frequently, the felt compacts after a short time.
  • the state of the art explains this by the compression of the nonwoven layers. Compaction of the fabric layers with the formation of a layer of reduced permeability also occurs. This changes important properties of the felt, such as the permeability.
  • EP2 678 472 It is known to provide a particularly fine fleece layer, which is abraded during operation of the felt. The abrasion of the fine fleece fibers increases the permeability of the felt, while simultaneously reducing it through compaction. While this can achieve a largely consistent permeability of the felt, the provision of the "sacrificial fleece layer" involves additional costs and effort.
  • a press felt for a machine for producing a fibrous web comprising a woven base structure and a nonwoven overlay attached thereto, wherein the base structure has a first fabric layer and a second fabric layer.
  • the first fabric layer has longitudinal threads and transverse threads that intersect at intersection points, wherein the longitudinal threads and the transverse threads of the first fabric layer are welded together at at least 5% of the intersection points, in particular at at least 10% of the intersection points.
  • the inventor proposes that, at least in the first fabric layer, parts of the longitudinal threads and transverse threads that cross at intersection points are welded together. It is envisaged that at least 5% of the intersection points, in particular at least 10% of the intersection points, the longitudinal threads and the transverse threads of the first fabric layer are materially connected to one another, in particular welded to one another. In this way, the displacement of the threads is prevented or made more difficult, and the compaction effect described above is suppressed.
  • the fixation of the threads and the suppression of displacement increases.
  • this also increases the stiffness of the basic structure and thus of the entire felt. This is usually only possible or desired to a certain extent.
  • the longitudinal threads and the transverse threads of the first fabric layer are welded together at less than 60%, in particular at less than 50% of the crossing points.
  • the advantageous effect of the invention can be increased if the second fabric layer also has longitudinal threads and transverse threads crossing at crossing points, wherein at least 5% of the crossing points, in particular at least 10% of the crossing points, the longitudinal threads and the transverse threads of the second fabric layer are materially connected to one another, in particular welded to one another. This further reduces the mobility of the threads of the two layers relative to one another.
  • the second layer too, it is true that with an increase in the proportion of welded crossing points, e.g.
  • the fixation of the threads and the suppression of displacement increases and that it is often advantageous if the longitudinal threads and the transverse threads of the second Fabric layers are welded together at less than 60%, in particular at less than 50% of the crossing points.
  • the basic structure has exactly two fabric layers, designs can also be provided in which the basic structure comprises one or more further layers, in particular one or more further fabric layers.
  • the material connection at the intersection points can be created in various ways.
  • Bi-component fibers consist of two components, e.g., a core and a sheath.
  • the two polymers have different softening or melting temperatures.
  • the melting temperature of the core is higher than that of the sheath, so that the sheath can be melted at a certain temperature increase, thus creating connection points between the respective core fibers in the mixture of the existing matrix.
  • An alternative is to join the MD and CD fibers together using welded joints.
  • Various processes such as ultrasonic welding or transmission welding, are possible for creating the welded joint.
  • NIR transmission welding is considered particularly advantageous.
  • the polyamide threads commonly used are largely transparent to light in the NIR range between approximately 780 nm and 1100 nm.
  • the longitudinal threads and/or the transverse threads of the first layer and/or the second layer absorb laser light of a wavelength that lies in the range between 780 nm and 1100 nm completely or to a significant extent.
  • a significant absorption of more than 30%, in particular more than 40% of the corresponding light is considered to be a significant absorption.
  • Such threads are referred to below as absorbing threads).
  • the absorbent threads can be made of the same polymer as the other threads, with an additional absorber additive added. This allows for particularly durable welded joints.
  • compatible polymers can be used instead of the same polymer, e.g., polyamide 6 and polyamide 6.6.
  • this selective irradiation takes place in the form of regular patterns, e.g. in the form of straight lines, wavy lines, dot patterns, etc.
  • the width of these lines or the diameter of the dots can in particular be chosen to be so large that several crossing points, in particular 2, 3, 4, 5 or more, are covered.
  • intersection points with the material-fit connections are not located exclusively in a part of the covering - for example, a seam area - but are distributed over the entire surface of the covering and, in particular, are evenly distributed.
  • Such a uniform distribution can be achieved, for example, by weaving absorbent threads as CD threads or MD threads according to a fixed, predetermined pattern. For example, every 10th CD thread can be an absorbent thread. This leads to a rather low Number of connection points. If every 4th CD thread, every 2nd CD thread, or even every CD thread is woven in as an absorbent thread, the number of possible connection points increases.
  • BiCo threads can also be woven according to the pattern described above.
  • Adjacent crossing points are understood to be the four crossing points that are directly adjacent in the longitudinal and transverse directions.
  • Such an arrangement of the material-to-material connections, in particular the welded connections, is advantageous because it allows for good fixation of the threads, but even with a comparatively high proportion of material-to-material crossing points (e.g. 30%, 40% or 50%), the increase in the stiffness of the structure still remains tolerable.
  • Such a fabric layer is also easy to manufacture.
  • a plain weave fabric can be used as the first fabric layer.
  • the fabric can be made of longitudinal threads that are transparent to light of a specific wavelength, while the transverse threads absorb this wavelength completely or partially.
  • the bonded joints can then be realized as welded joints using transmission welding with light of this wavelength.
  • the fabric is irradiated from one side with light of this wavelength, for example, using a laser, there are intersection points where the transparent thread lies above the absorbing thread. At these intersection points, the light penetrates the transparent thread and is absorbed by the absorbing thread, causing heating at the contact point and a cohesive bond.
  • the absorbent thread now lies above the transparent thread at the four adjacent intersection points. Therefore, the absorbent thread only heats up on its surface, not at the contact point. Thus, there is no material bond at these intersection points.
  • Figure 1 shows a fabric layer that can be used as a first fabric layer 1 or a second fabric layer 2 in a press felt according to one aspect of the invention. Shown is a plain weave fabric made of intersecting longitudinal threads 3 and transverse threads 4. Some of the transverse threads 6 are designed as absorbent threads 6. In the case of the Figure 1 In the example shown, every second transverse thread 4 is designed as an absorbent thread 6. The remaining threads 3, 4 are made of a material such as a polyamide, which is completely or largely transparent to light in the NIR range.
  • the absorbent threads 6 can, for example, consist of the same polymer to which an absorber additive is added.
  • crossing points 5 are irradiated with light from a wavelength range that the absorbent threads 6 absorb - for example using a corresponding NIR laser - this light penetrates through the non-absorbing longitudinal threads 3 to the absorbing threads 6. These heat up primarily at the contact point between the two threads, resulting in a material-to-material connection between the two threads in the form of a welded joint.
  • intersection points 5 can be welded, or only a part of them.
  • the Figures 2a, 2b and 2c show schematically the behavior of a press felt under load, in which no intersection points 5 are materially connected to one another in any of the fabric layers 1, 2.
  • the press felt has a first fabric layer 1 and a second fabric layer 2, which together provide the basic structure of the felt.
  • a fleece layer 7 is provided on the first fabric layer 1.
  • the first fabric layer 1 and the second fabric layer 2 are different, which is exemplified here by different diameters of the longitudinal threads 3.1 of the first layer 1 and the longitudinal threads 3.2 of the second layer 2.
  • the two layers 1, 2 can also be of the same fabric type, in particular they can, as in EP 0 425 523 described, can be formed by folding and stacking a single piece of fabric.
  • Figure 2a shows the felt without external load.
  • a load acts on the felt when passing through a press nip.
  • the second fabric layer 2 is thereby pressed upward against the first fabric layer. This creates shear forces in the transverse direction on the longitudinal threads 3.1, 3.2, favored by the round shape of the threads.
  • Figure 2c shows the felt in compressed form.
  • the external load compresses the fleece layer 7.
  • the longitudinal threads 3.1, 3.2 also shift in the transverse direction, so that the two fabric layers 1, 2 are partially pressed into each other.
  • the void volume of one fabric layer 1, 2 is thus partially filled by the threads of the other fabric layer 2, 1 and is no longer available for fluid absorption.
  • Figure 3 differs from Figure 2c merely in that the felt is constructed according to one aspect of the present invention.
  • at least 5% of the intersection points 5, in particular at least 10% of the intersection points 5, the longitudinal threads 3.2 and the transverse threads 4 of the second fabric layer 2 are integrally connected to one another, in particular welded to one another.
  • the nonwoven overlay 7 is compressed.
  • the longitudinal threads 3.1, 3.2 cannot deflect in the transverse direction.
  • the transverse forces are absorbed by the cohesive connections at the intersection points 5. This prevents or at least reduces penetration of the first fabric layer 1 and the second fabric layer 2.
  • the void volume of the fabric layers 1, 2 is barely reduced by penetrating threads 3, 4 of the other fabric layer 2, 1 and thus remains available for fluid absorption.

Landscapes

  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

  • Bei der Herstellung von Papier bzw. Karton kommen zum Transport und zur Entwässerung der Faserstoffbahn im Bereich der Pressenpartie Bespannungen in Form von Pressfilzen zum Einsatz. Die Hauptbestandteile solcher Filze sind eine lastaufnehmende Grundstruktur, sowie Vlieslagen, die in der Regel mit der Grundstruktur vernadelt sind. In den meisten Fällen kommen für die Grundstrukturen Gewebe zum Einsatz.
  • Zur Steigerung des Volumens zur Flüssigkeitsaufnahme und auch zur Erhöhung der Festigkeit kann die lastaufnehmende Grundstruktur mehrere Gewebelagen aufweisen, de übereinander angeordnet sind. Filze mit solchen Grundstrukturen sind beispielsweise in der EP 0 425 523 oder der EP O 672 784 81 beschrieben. Ebenso können, wie in der EP2160495 B1 beschrieben, auch mehrere Lagen Vliesfasern mit unterschiedlichen Faserfeinheiten vorgesehen sein.
  • Im Betrieb ist ein Pressfilz einer widerholten Belastungen in einem oder mehrere Pressnips ausgesetzt. Im Pressnip wird der Filz komprimiert, und nach dem Durchlaufen des Pressnips expandiert der Filz wieder im Wesentlichen bis zu seiner ursprünglichen Dicke. Da dieser Prozess extrem häufig durchlaufen wird, kommt es schon nach kurzer Zeit zu einem Kompaktieren des Filzes. Der Stand der Technik gibt als Erklärung hierfür ein Zusammendrücken der Vlieslagen an. Auch das Kompaktieren der Gewebelagen mit Bildung einer Schicht reduzierter Permeabilität kommt vor Dadurch verändern sich wichtige Eigenschaften des Filzes wie z.B. die Permeabilität. Um dies zu kompensieren ist z.B. aus der EP2 678 472 bekannt, eine besonders feine Vlieslage vorzusehen, welche im Betrieb des Filzes abradiert wird. Durch die Abrasion der feinen Vliesfasern wird die Permeabilität des Filzes gesteigert, während gleichzeitig durch das Kompaktieren die Permeabilität gesenkt wird. Dadurch kann zwar eine weitgehend gleichbleibende Permeabilität des Filzes erreicht werden, jedoch ist das Vorsehen der ,Opfervlieslage' mit zusätzlichen Kosten und Aufwand verbunden.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Pressfilz vorzuschlagen, bei dem die Kompaktierungsneigung reduziert wird. Es ist weiterhin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Filz vorzuschlagen, der ein großes Volumen zur Flüssigkeitsaufnahme zur Verfügung stellt.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausführung entsprechend dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
  • Hier wird ein Pressfilz für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn vorgeschlagen, umfassend eine gewebte Grundstruktur sowie darauf befestigte Vliesauflage, wobei die Grundstruktur eine erste Gewebelage und eine zweite Gewebelage aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest die erste Gewebelage sich an Kreuzungsstellen kreuzende Längsfäden und Querfäden aufweist, wobei an mindestens 5% der Kreuzungsstellen, insbesondere an mindestens 10% der Kreuzungsstellen die Längsfäden und die Querfäden der ersten Gewebelage miteinander verschweißt sind.
  • Die Begriffe "Längsfaden" und "MD-Faden" sowie "Querfaden" und "CD-Faden" sind dabei Synonyme.
  • Wie erwähnt, sind Grundstrukturen, die mehrere Gewebelagen aufweisen, vorteilhaft hinsichtlich des Zurverfügungstellens eines großen Volumens zur Flüssigkeitsaufnahme ("Void Volume"). Es hat sich jedoch gezeigt, dass derartige Filze auch verhältnismäßig stark zum Kompaktieren neigen. Der Erfinder hat erkannt, dass ein Teil dieses Kompaktierungseffekts dadurch zustande kommt, dass die verschiedenen Gewebelagen durch die Belastungen im Nip teilweise ineinander gedrückt werden. Dies wird dadurch begünstigt bzw. verstärkt, dass die Fäden der Gewebe in gewissem Umfang verschiebbar sind. Durch die fortgesetzte Belastung im Nip können die einzelnen MD- oder CD- Fäden so verschoben werden, dass Fäden der einen Lage in Zwischenräume der anderen Lage hineingepresst werden, wodurch die Kompaktierung des Filzes gesteigert, und auch die Permeabilität reduziert wird. Um diesen Effekt zu verhindern, oder zumindest deutlich zu reduzieren wird vom Erfinder vorgeschlagen, dass zumindest in der ersten Gewebelage Teile der sich an Kreuzungsstellen kreuzende Längsfäden und Querfäden miteinander verschweißt werden. Es ist vorgesehen, dass an mindestens 5% der Kreuzungsstellen, insbesondere an mindestens 10% der Kreuzungsstellen die Längsfäden und die Querfäden der ersten Gewebelage stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt sind. Auf diese Art und Weise wird das Verschieben der Fäden verhindert bzw. erschwert, und der oben beschriebene Kompaktierungseffekt unterdrückt.
  • Mit einer Steigerung des Anteils der verschweißten Kreuzungsstellen z.B. auf 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40% oder mehr steigt die Fixierung der Fäden und die Unterdrückung der Verschiebbarkeit. Jedoch steigt damit auch die Steifigkeit der Grundstruktur und damit des gesamten Filzes. Dies ist üblicherweise nur bis zu einem gewissen Grad möglich bzw. gewünscht. Somit ist vorgesehen, dass die Längsfäden und die Querfäden der ersten Gewebelage an weniger als 60%, insbesondere an weniger als 50% der Kreuzungspunkte miteinander verschweißt sind. Die vorteilhafte Wirkung der Erfindung kann gesteigert werden, wenn auch die zweite Gewebelage sich an Kreuzungsstellen kreuzende Längsfäden und Querfäden aufweist, wobei an mindestens 5% der Kreuzungsstellen, insbesondere an mindestens 10% der Kreuzungsstellen die Längsfäden und die Querfäden der zweiten Gewebelage stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt sind. Dadurch wird die Beweglichkeit der Fäden der beiden Lagen zueinander noch weiter reduziert. Auch in der zweiten Lage gilt, dass mit einer Steigerung des Anteils der verschweißten Kreuzungsstellen z.B. auf 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40% oder mehr die Fixierung der Fäden und die Unterdrückung der Verschiebbarkeit steigt und dass es häufig vorteilhaft ist, wenn die Längsfäden und die Querfäden der zweiten Gewebelage an weniger als 60%, insbesondere an weniger als 50% der Kreuzungspunkte miteinander verschweißt sind.
  • Auch wenn in den meisten beschriebenen Beispielen die Grundstruktur genau zwei Gewebelagen aufweist können auch Ausführungen vorgesehen sein, in denen die Grundstruktur noch eine oder mehrere weitere Lagen, insbesondere eine oder mehrere weitere Gewebelage umfasst.
  • Die stoffschlüssige Verbindung an den Kreuzungspunkten kann auf verschiedene Weise erzeugt werden.
  • Möglich ist beispielsweise die Verwendung von Zweikomponenten-Fasern ("BiCo-Fasern". Bi-Komponenten Fasern bestehen aus zwei Komponenten, z.B. einem Kern und einem Mantel. Die beiden Polymere haben dabei unterschiedliche Erweichungs- oder Schmelztemperaturen. Die Schmelztemperatur des Kerns liegt höher als beim Mantel, so dass sich der Mantel bei einem bestimmten Temperaturaufschlag schmelzen lässt und somit Verbindungspunkte zwischen den jeweiligen Kernfasern in der Mischung der vorliegenden Matrix schafft.
  • Eine Alternative dazu ist es, die MD- und CD- Fasern über Schweißverbindungen miteinander zu verbinden. Zur Erzeugung der Schweißverbindung sind verschiedenen Verfahren wir das Ultraschallschweißen oder das Transmissionsschweißen möglich. Als besonders vorteilhaft wird das NIR-Transmissionsschweißen angesehen. Die üblicherweise verwendeten Fäden aus Polyamid sind nämlich für Licht aus dem NIR-Bereich zwischen ca. 780 nm und 1100 nm weitgehend transparent.
  • Nun kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass zumindest einige der Längsfäden und/oder der Querfäden der ersten Lage -und /oder der zweiten Lage - Laserlicht einer Wellenlänge ganz oder in signifikantem Umfang absorbieren, die im Bereich zwischen 780 nm und 1100 nm liegt. (Eine Absorption von mehr als 30%, insbesondere mehr als 40% des entsprechenden Lichts wird dabei als signifikante Absorption angesehen. Solche Fäden werden im Folgenden als absorbierende Fäden bezeichnet). Bei einer geeigneten Bestrahlung des Gewebes mit Licht aus diesem Wellenlängenbereich dringt das Licht relativ ungehindert durch die nicht- absorbierenden Fäden hindurch, und wird von den absorbierenden Fäden absorbiert. Dadurch heizt sich die Kontaktstelle der beiden Fäden soweit auf, dass ein Verschweißen erfolgt.
  • Vorteilhafterweise können die absorbierenden Fäden aus dem gleichen Polymer bestehen, wie die übrigen Fäden, dem zusätzlich ein Absorberadditiv beigemischt ist. Auf diese Weise können besonders haltbare Schweißverbindungen erzielt werden. Alternativ können statt des gleichen Polymers auch kompatible Polymere verwendet werden, z.B. Polyamid 6 und Polyamid 6.6.
  • Desweitern können auch Quasi-Simultanschweißverfahren genutzt werden um punktuelle Verschweißungen zu erzeugen. Hierbei kann teilweise auf den Einsatz von Absorbern verzichtet werden.
  • Durch selektive Bestrahlung von ausgewählten Kontaktbereichen/Kreuzungspunkten können nur diese verschweißt werden.
  • Es ist beispielsweise möglich, dass diese selektive Bestrahlung in Form regelmäßiger Muster erfolgt, z.B. in Form von geraden Linien, Wellenlinien, Punktmuster etc.. Die Breite dieser Linien oder der Durchmesser der Punkte kann insbesondere so groß gewählt sein, dass davon mehrere Kreuzungspunkte, insbesondere 2, 3, 4, 5 oder mehr überdeckt werden.
  • Es ist für den gewünschten Effekt vorgesehen, dass die Kreuzungspunkte mit den stoffschlüssigen Verbindungen sich nicht ausschließlich in einem Teilbereich der Bespannung - zum Beispiel einem Nahtbereich - befinden, sondern über die gesamte Fläche der Bespannung verteilt, insbesondere gleichmäßig sind.
  • Eine solche gleichmäßige Verteilung lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass nach einem festen, vorgegebenen Muster absorbierende Fäden als CD-Fäden oder auch als MD-Fäden eingewebt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass jeder 10. CD-Faden ein absorbierender Faden ist. Dies führt zu einer eher geringen Anzahl von Verbindungsstellen. Wird jeder 4. CD-Faden, jeder 2. CD Faden oder gar jeder CD-Faden als absorbierender Faden eingewebt, erhöht sich die Zahl der möglichen Verbindungsstellen.
  • Analog können auch BiCo-Fäden nach dem oben beschriebenen Muster eingewebt werden.
  • Für die hier beschriebenen Gewebelagen hat man sehr große Freiheiten. Einige Beispiele sind im Folgenden aufgezählt:
    • Die Gewebe können Flachgewoben sein.
    • Die Gewebe können in einem Rolle zu Rolle Prozess behandelt werden. Insbesondere kann ein Gewebe mit den stoffschlüssigen Verbindungen als Rollenware erzeugt werden, und dann bei der Herstellung des eigentlichen Filzes entsprechend zugeschnitten werden.
    • Die Gewebe können Flachgewoben und zu einem endlosen Band verschweißt sein.
    • Die Gewebe können endlos gewoben sein.
    • Die Gewebe können eine Nahtverbindung bevorzugt mit einer Steckdrahtnaht aufweisen.
    • Die Gewebe können einlagig oder mehrlagig sein.
    • Die Gewebe können aus Monofilamenten und/ oder Multifilamenten und/oder Zwirnen gewoben sein.
    • Die Gewebe können auch Drehergewebe sein.
  • In sehr vorteilhaften Ausführungen kann vorgesehen sein, dass in der ersten Gewebelage und/oder der zweiten Gewebelage zu jeder Kreuzungsstelle, bei der die Längsfäden und die Querfäden stoffschlüssig miteinander verbunden, sind, an den benachbarten Kreuzungsstellen keine stoffschlüssige Verbindung besteht.
  • Unter benachbarten Kreuzungsstellen werden dabei die vier in Längs- sowie Querrichtung direkt benachbarten Kreuzungsstellen verstanden.
  • Eine derartige Anordnung der stoffschlüssigen Verbindungen, insbesondere der Schweißverbindungen, ist vorteilhaft, da hier so eine gute Fixierung der Fäden möglich ist, jedoch auch bei einem vergleichsweise hohen Anteil von stoffschlüssig verbundenen Kreuzungsstellen (z.B. 30%, 40% oder 50%) die Zunahme der Steifigkeit der Struktur noch tolerierbar bleibt.
  • Eine solche Gewebelage ist zudem auch einfach herstellbar. So kann man beispielsweise als erste Gewebelage ein Gewebe verwenden, das in Leinwandbindung hergestellt ist. Für das Gewebe können Längsfäden eingesetzt werden, die für das Licht einer speziellen Wellenlänge transparent sind, während die Querfäden diese Wellenlänge ganz oder teilweise absorbieren. Die stoffschlüssigen Verbindungen können dann als Schweißverbindungen mittels Transmissionsschweißen mit Licht dieser Wellenlänge realisiert werden.
  • Bestrahlt man das Gewebe von einer Seite mit Licht dieser Wellenlänge z.B. mit einem Laser, so gibt es Kreuzungspunkte, an denen der transparente Faden über dem absorbierenden liegt. An diesen Kreuzungspunkten dringt das Licht durch den transparenten Faden durch und wird von dem absorbierenden Faden absorbiert, wodurch es zu einer Erwärmung an der Kontaktstelle und einer stoffschlüssigen Verbindung kommt.
  • Durch die Leinwandbindung liegt nun aber an den vier benachbarten Kreuzungspunkten jeweils der absorbierende Faden über dem transparenten. Daher erhitzt sich der absorbierende Faden lediglich an seiner Oberseite, aber nicht an der Kontaktstelle. Es kommt somit nicht zu einer stoffschlüssigen Verbindung an diesen Kreuzungspunkten.
  • Wird mit diesem Verfahren das gesamte Gewebe mit dem Laser bestrahlt, so sind im Wesentlichen 50% der Kreuzungsstellen miteinander verschweißt.
  • Es ist aber auch möglich, nur Teile des Gewebes mit dem Laser zu bestrahlen. Dadurch ergibt sich ein geringerer Anteil an verbundenen Kreuzungsstellen.
  • Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Ausprägungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die genannten Merkmale können nicht nur in der dargestellten Kombination vorteilhaft umgesetzt werden, sondern auch einzeln untereinander kombiniert werden. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
    • Figur 1 Gewebelage für einen Pressfilz gemäß einem Aspekt der Erfindung
    • Figuren 2a, 2b, 2c zeigen den Vorgang der Kompaktierung, der durch eine Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung unterdrückt wird.
    • Figur 3 zeigt einen Pressfilz gemäß einem Aspekt der Erfindung
  • Nachfolgend werden die Figuren detaillierter beschrieben.
  • Figur 1 zeigt eine Gewebelage, die als erste Gewebelage 1 oder zweite Gewebelage 2 in einem Pressfilz gemäß einem Aspekt der Erfindung eingesetzt werden kann. Gezeigt ist ein Gewebe in Leinwandbindung aus sich kreuzenden Längsfäden 3 und Querfäden 4. Einige der Querfäden 6 sind dabei als absorbierende Fäden 6 ausgeführt. Bei dem in Figur 1 gezeigten Beispiel ist jeder zweite Querfaden 4 als absorbierender Faden 6 ausgeführt. Die übrigen Fäden 3, 4 sind aus einem Material wie beispielsweise einem Polyamid, das für Licht im NIR Bereich ganz oder weitgehend transparent ist. Die absorbierenden Fäden 6 können beispielsweise aus demselben Polymer bestehen, dem ein Absorberadditiv beigemischt ist. Bestrahlt man die Kreuzungsstellen 5 mit Licht aus einem Wellenlängenbereich, den die absorbierenden Fäden 6 absorbieren - beispielsweise mittels eines entsprechenden NIR-Lasers- dringt dieses durch die nicht absorbierenden Längsfäden 3 hindurch bis zu den absorbierenden Fäden 6. Diese heizen sich vornehmlich an der Kontaktstelle der beiden Fäden auf, wodurch es zu einer stoffschlüssigen Verbindung der beiden Fäden in Form einer Schweißverbindung kommt.
  • Dabei können entweder alle dieser Kreuzungsstellen 5 verschweißt sein, oder auch nur ein Teil davon.
  • Hier sei angemerkt, dass bei einem Teil der Kreuzungsstellen in Figur 1 der absorbierende Faden 6 oberhalb des Längsfadens 3 verläuft. Möchte man an diesen Kreuzungsstellen ebenfalls eine stoffschlüssige Verbindung herstellen, so ist es vorteilhaft, das Gewebe von der entgegengesetzten Seite zu bestrahlen.
  • Bestrahlt man nur von der einen Seite, so ergibt auch das in Figur 1 gezeigte Gewebe eine Ausführung, bei der zu jeder Kreuzungsstelle 5, bei der die Längsfäden 3 und die Querfäden 4 stoffschlüssig miteinander verbunden, sind, an den benachbarten Kreuzungsstellen 5 keine stoffschlüssige Verbindung besteht.
  • Bei einer solchen Gewebelage 1, 2 wird sowohl das Verschieben der Längsfäden 3 in Querrichtung, als auch der Verschieben der Querfäden 4 in Längsrichtung behindert bzw. verhindert.
  • Die Figuren 2a, 2b und 2c zeigen schematisch das Verhalten eines Pressfilzes unter Last, bei dem in keiner der Gewebelagen 1, 2 Kreuzungspunkte 5 miteinander stoffschlüssig verbunden sind. Der Pressfilz weist dabei eine erste Gewebelage 1 und eine zweite Gebebelage 2 auf, die zusammen die Grundstruktur des Filzes bereitstellen. An der ersten Gewebelage 1 ist eine Vliesauflage 7 vorgesehen. Der einfachen Darstellung halber sind von den Gewebelagen 1, 2 nur die Längsfäden 3.1, 3.2 dargestellt. In dem hier dargestellten Filz sind die erste Gewebelage 1 und die zweite Gewebelage 2 unterschiedlich, das hier exemplarisch durch unterschiedliche Durchmesser der Längsfäden 3.1 der ersten Lage 1 sowie den Längsfäden 3.2 der zweiten Lage 2 dargestellt ist. Die beiden Lagen 1, 2 können jedoch auch von demselben Gewebetyp sein, insbesondere können sie, wie z. B. in EP 0 425 523 beschrieben, durch Falten und Aufeinanderablegen eines einzelnen Gewebestücks gebildet sein.
  • Figur 2a zeigt den Filz dabei ohne äußere Last. Wie in Figur 2b angedeutet, wirkt z.B. beim Durchlaufen eines Pressnips eine Last auf den Filz. Die zweite Gewebelage 2 wird dadurch nach oben gegen die erste Gewebelage gedrückt. Dabei entstehen - begünstigt durch eine runde Form der Fäden - Schubkräfte in Querrichtung auf die Längsfäden 3.1, 3.2.
  • Figur 2c zeigt den Filz dann in komprimierter Form. Durch die äußere Last wird zum einen die Vliesauflage 7 komprimiert. Zum andere verschieben sich aber auch die Längsfäden 3.1, 3.2 in Querrichtung, so dass die beiden Gewebelagen 1, 2 teilweise ineinander gedrückt werden. Das ,Void-Volume' einer Gewebelage 1, 2 wird somit teilweise durch die Fäden der anderen Gewebelage 2, 1 aufgefüllt, und steht nicht mehr für die Flüssigkeitsaufnahme zur Verfügung.
  • Figur 3 unterscheidet sich von Figur 2c lediglich dadurch, dass der Filz gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Das heißt, dass insbesondere an mindestens 5% der Kreuzungsstellen 5, insbesondere an mindestens 10% der Kreuzungsstellen 5 die Längsfäden 3.1 und die Querfäden 4 der ersten Gewebelage 1 stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt sind. Weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass an mindestens 5% der Kreuzungsstellen 5, insbesondere an mindestens 10% der Kreuzungsstellen 5 die Längsfäden 3.2 und die Querfäden 4 der zweiten Gewebelage 2 stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt sind.
  • Auch hier wird die Vliesauflage 7 komprimiert. Jedoch können die Längsfäden 3.1, 3.2 nicht in Querrichtung ausweichen. Die Querkräfte werden von den stoffschlüssigen Verbindungen an den Kreuzungspunkten 5 aufgenommen. Dadurch wird ein Durchdringen der ersten Gewebelage 1 und der zweiten Gewebelage 2 vermieden oder zumindest reduziert. Das Void Volume der Gewebelagen 1, 2 wird kaum durch eindringende Fäden 3, 4 der anderen Gewebelage 2, 1 reduziert, und steht somit weiterhin für die Flüssigkeitsaufnahme zur Verfügung.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    erste Gewebelage
    2
    zweite Gewebelage
    3
    Längsfaden
    3.1
    Längsfaden
    3.2
    Längsfaden
    4
    Querfaden
    5
    Kreuzungsstelle
    6
    absorbierender Faden
    7
    Vliesauflage

Claims (7)

  1. Pressfilz für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, umfassend eine gewebte Grundstruktur sowie darauf befestigte Vliesauflage (7), wobei die Grundstruktur eine erste Gewebelage (1) und eine zweite Gewebelage (2) aufweist, wobei zumindest die erste Gewebelage (1) sich an Kreuzungsstellen (5) kreuzende Längsfäden (3, 3.1) und Querfäden (4) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens 5% der Kreuzungsstellen (5), insbesondere an mindestens 10% der Kreuzungsstellen (5) die Längsfäden (3, 3.1) und die Querfäden (4) der ersten Gewebelage (1) stoffschlüssig miteinander verbunden, sind, wobei die Kreuzungspunkte (5) mit den stoffschlüssigen Verbindungen sich nicht ausschließlich in einem Teilbereich des Pressfilzes - insbesondere einem Nahtbereich - befinden, sondern über die gesamte Fläche des Pressfilzes verteilt, insbesondere gleichmäßig verteilt sind, und wobei die Längsfäden (3, 3.1) und die Querfäden (4) der ersten Gewebelage (1) an weniger als 60%, insbesondere an weniger als 50% der Kreuzungsstellen (5) miteinander verschweißt sind.
  2. Pressfilz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch die zweite Gewebelage (2) sich an Kreuzungsstellen (5) kreuzende Längsfäden (3, 3.2) und Querfäden (4) aufweist, wobei an mindestens 5% der Kreuzungsstellen (5), insbesondere an mindestens 10% der Kreuzungsstellen (5) die Längsfäden (3, 3.2) und die Querfäden (4) der zweiten Gewebelage (2) stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt sind.
  3. Pressfilz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundstruktur noch eine weitere Lage, insbesondere eine weitere Gewebelage umfasst.
  4. Pressfilz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Längsfäden (3, 3.1, 3.2) und/oder der Querfäden (4) der ersten Gewebelage (1) absorbierende Fäden (6) sind, die Laserlicht einer Wellenlänge ganz oder in signifikantem Umfang absorbieren, die im Bereich zwischen 780 nm und 1100 nm liegt.
  5. Pressfilz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest jeder 10. Querfaden (4) , insbesondere zumindest jeder 4. Querfaden (4), bevorzugt jeder 2. Querfaden (4) ein absorbierender Faden (6) ist.
  6. Pressfilz nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest jeder 10. Längsfaden (3, 3.1, 3.2), insbesondere zumindest jeder 4. Längsfaden (3, 3.1, 3.2), bevorzugt jeder 2. Längsfaden (3, 3.1, 3.2) ein absorbierender Faden (6) ist.
  7. Pressfilz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Gewebelage (1) und/oder der zweiten Gewebelage (2) zu jeder Kreuzungsstelle (5), bei der die Längsfäden (3, 3.1) und die Querfäden (4) stoffschlüssig miteinander verbunden, sind, an den benachbarten Kreuzungsstellen (5) keine stoffschlüssige Verbindung besteht.
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