EP4448864A1 - Grundstruktur, bespannung und herstellungsverfahren - Google Patents

Grundstruktur, bespannung und herstellungsverfahren

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Publication number
EP4448864A1
EP4448864A1 EP22817126.0A EP22817126A EP4448864A1 EP 4448864 A1 EP4448864 A1 EP 4448864A1 EP 22817126 A EP22817126 A EP 22817126A EP 4448864 A1 EP4448864 A1 EP 4448864A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
threads
fabric
basic structure
base fabric
scrim
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.)
Pending
Application number
EP22817126.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Eberhardt
Tracy Yu
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 EP4448864A1 publication Critical patent/EP4448864A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/0027—Screen-cloths
    • D21F1/0054—Seams thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/0027—Screen-cloths
    • D21F1/0036—Multi-layer screen-cloths

Definitions

  • the invention relates to a basic structure for a clothing for a machine for producing or processing a fibrous web according to the preamble of claim 1, an associated clothing according to the preamble of claim 9 and a method for producing a basic structure according to claim 13.
  • the base fabrics of papermachine clothing such as press felts, are typically woven structures. Traditionally, circular-woven base fabrics were used for this. However, the production of such circular fabric is very expensive. In addition, when weaving the base fabric, the exact length of the later covering must already be known.
  • EP 1 579 066 proposes welding for connecting the front edges. From EP 3 687 774 other methods for welding the front edges are known.
  • the base fabric can be pre-produced on a loom in maximum width on a roll.
  • the desired length can then be cut off the roll and made endless and the width can be adjusted.
  • the dimension of the covering does not have to be known.
  • connection point can represent a weak point in the fabric, especially in challenging applications where the fabric is subjected to high tensile loads.
  • connection point can also produce markings in the fibrous web, since its structure differs from the structure of the rest of the fabric, and these structures can also be transferred to the fibrous web through the fleece layers that are usually applied.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art while maintaining the desirable economic advantages.
  • the object is achieved according to the invention by a basic structure for a covering according to independent claim 1 , a covering according to claim 9 and a method for producing a basic structure according to claim 13 .
  • a basic structure for a clothing for a machine for producing or processing a fibrous web is proposed, the basic structure having an endless basic fabric, the endless basic fabric being designed as a flat fabric which is made endless by connecting its two front edges by means of a joint.
  • the basic structure also has a layer of threads, which is made up of a group of threads that are arranged in a spiral on the endless base fabric and are fixed to it, the threads of the layer of threads being oriented essentially in the running direction (MD) of the later covering and from in this direction by a maximum of 20°, preferably by a maximum of 10°.
  • the joint connection advantageously either runs transversely to the running direction of the later covering or deviates from this transverse direction (CD) by a maximum of 20°, in particular a maximum of 10°.
  • the joint connection is designed as a welded connection and/or an adhesive connection.
  • the fibrous web can be, in particular, a paper or cardboard web, a tissue web, a cellulosic web or a nonwoven web.
  • the basic structure proposed here can also be manufactured very easily and quickly. It uses the flat fabric known from the prior art, which is made endless by joining the front edges. As a result, even with basic structures according to aspects of the present invention, the economic and production-related advantages compared to traditional round fabrics are retained.
  • the thread scrim can also be wound onto the endless base fabric very quickly and inexpensively using modern winding machines, such as those manufactured by M&A Dieterle.
  • the scrim threads can be fixed to the endless base fabric by gluing or welding, for example. Both types of fixation can also be done quickly and possibly in one operation with the winding.
  • a basic structure according to aspects of the present invention therefore offers largely the same production-related advantages as those known from EP 1 579 066.
  • the marking tendency due to the joint connection can also be reduced or prevented by a connection according to the invention. This can be the case in particular when the basic structure is used in a clothing in such a way that the scrim is arranged on the side of the endless basic fabric that faces the upper side of the clothing in contact with the web.
  • the scrim not only dampens possible markings caused by the joint.
  • a surface that is comparatively smooth towards the fibrous web also avoids or reduces the markings that can be transferred to the paper through the crimps in the fabric, especially in the case of sensitive types of paper.
  • the thread count of the scrim is greater than 75% of the MD thread count of the endless base fabric, in particular greater than the MD thread count of the endless base fabric.
  • the thread density is given as usual in threads per 10 cm.
  • the permeability of the scrim can be influenced very easily via the thread density of the scrim. As a result, a permeability gradient (in the direction of thickness) can be generated within the basic structure.
  • the permeability gradient is often chosen in such a way that the side facing the surface in contact with the web (usually the scrim) has a more closed structure than the side facing away (usually the flat fabric).
  • the thread density of the scrim will often be up to 125% or 150% of the MD thread density of the endless base fabric.
  • Thread counts in the scrim of 200% or more of the MD thread count of the endless base fabric are uncommon.
  • the threads of the scrim can all or at least partially have a diameter between 0.15mm and 1.5mm.
  • the permeability of the scrim and thus the permeability gradient of the basic structure can also be influenced by means of the thread diameter, in combination with the thread density.
  • the coverage Q of the scrim is advantageously between 40% and 80%, preferably between 50% and 70%.
  • the fabric provides a sufficiently covered surface and still has sufficient permeability.
  • the thread count of the scrim is 147% of the MD thread count of the flat fabric
  • the tensile strength of the scrim is at least 75%, in particular at least 100%, particularly preferably at least 125% of the fabric.
  • At least some, in particular all threads of the scrim comprise or consist of a polyamide, a copolyamide, a polyamide copolyether, a polyurethane or a combination thereof.
  • the flat fabric for the endless base fabric can be designed in a comparatively simple manner, in particular as a canvas fabric. Both monofilaments and threads can be used.
  • the endless base fabric has a combination of monofilaments and threads in the transverse direction, which can in particular be arranged in an alternating manner.
  • the yarn sequence 1 monofilament - 2x twine is also conceivable.
  • the advantage here is the combination of increased transverse stability of the fabric due to the monofilament cross direction (CD) yarns and the improved fiber anchoring of an applied fleece layer by the threads in the CD of the fabric.
  • the object is achieved by a clothing for a machine for producing or processing a fibrous web, the clothing having at least one basic structure according to one aspect of the invention.
  • the fabric is a press felt.
  • the covering has at least one layer of non-woven fibers, which is attached to the base structure, in particular by means of needling, and which provides the upper side of the covering that touches the web.
  • At least one further layer of fleece fibers can also be provided, which is attached to the basic structure, in particular by means of needling, and which makes the machine-contacting running side of the clothing available.
  • each of these layers of nonwoven fibers can comprise different types of nonwoven fibers and can also be composed of several layers of nonwoven fibers.
  • the scrim is arranged on the side of the endless basic fabric that faces the upper side of the clothing that touches the web.
  • the marking tendency can be reduced or prevented by the joint connection, which no longer comes into direct contact with the nonwoven overlay, but is largely dampened by the scrim.
  • the scrim not only dampens possible markings the joint. It also avoids or reduces the markings that can be transferred to the paper due to the crimps in the fabric, especially in the case of sensitive paper types.
  • the permeability of the scrim can be influenced very easily via the thread density of the scrim. As a result, a permeability gradient can be created within the basic structure.
  • the permeability within the basic structure increases with increasing distance from the surface in contact with the web.
  • the permeability of the scrim can be reduced very easily—by increasing the thread density and/or the thread diameter.
  • the clothing comprises a further fabric layer, the further fabric layer being arranged in particular on the side of the endless basic fabric facing away from the upper side of the clothing in contact with the web.
  • the object is achieved by a method for producing a basic structure for a cover for a machine for producing or processing a fibrous web, comprising the steps: a) providing a flat fabric b) connecting the two front edges of the flat fabric by means of a joint with formation an endless base fabric c) Spiral winding of a group of threads onto the endless base fabric to form a scrim d) Fixing the scrim on the base fabric
  • steps c) and d) it is expedient if the endless base fabric is guided over at least two rotatable roller elements and, if necessary, is tensioned. This provides a stable and defined area for laying down the group of threads.
  • the group of threads usually consists of a plurality of threads which are arranged next to one another and are wound spirally at the same time in step c).
  • bundles of threads consisting of several threads are wound up. Thread sheets of 2, 10, 50, 100 or more threads are possible.
  • the bundle of threads is wound onto the endless base fabric with a width of between 1 cm and 25 cm, in particular between 2 cm and 15 cm.
  • connection elements can also be used, such as threads or tapes, in particular also absorbent connection elements, which are then connected to the front edges by welding.
  • the threads of the scrim can also be fixed in place on the endless base fabric in various ways.
  • the options of gluing and (laser) transmission welding are available.
  • the same method can be used for fixing the scrim threads as for connecting the front edges.
  • steps c) and d) can take place in a common process.
  • the fixation can take place by means of spray adhesive application to the endless base fabric in the range of 15-100 g/m 2 , preferably 25-50 g/m 2 spray adhesive.
  • Such a spray adhesive can preferably be sprayed onto the endless base fabric during the winding process, just before the threads are wound onto it.
  • a pressure element can then be provided, in particular in the form of a pressure roller, which presses the scrim threads onto the endless base fabric.
  • a reactive hot-melt adhesive with a melting point ⁇ 200° C., preferably ⁇ 180° C., can preferably be used. In particular, it can be advantageous if the hardened hot-melt adhesive still has an elastic component.
  • the wound game is usually only bonded to the fabric in sections or at certain points, i.e. small sections along the wound game are not bonded to the fabric layer.
  • the bond is also to be regarded as temporary, since the bond can be partially or even predominantly or completely detached in the subsequent production steps such as needling the felt structure or at the latest during the run in the paper machine.
  • a fixing process using transmission welding e.g. using NIR transmission welding
  • Either the MD game of the scrim or some or all (MD/CD) yarns of the flat woven tape can be NIR absorbent. This can be done, for example, by adding absorber additives such as carbon black.
  • connection of the MD game is usually preferably not carried out over the entire surface, but materially bonded connection points of the MD game of the scrim with the fabric are created at distances of e.g. >5mm, preferably >10mm, but ⁇ 50mm.
  • This is possible, for example, with a laser beam in the form of a point that travels over the sheet of threads and fabric during winding (e.g. from left to right) and creates a sinusoidal weld line in the area of the sheet of threads with the fabric layer.
  • FIG. 1 shows schematically the production of a basic structure according to one aspect of the present invention
  • FIG. 2a shows a section of a clothing according to the prior art
  • FIG. 2b shows a section of a covering according to one aspect of the present invention.
  • FIG. 1 shows an endless base fabric 1 which is formed from a flat fabric in which the front edges are connected by means of a joint 7 .
  • This joint connection can be a welded or glued connection 7, for example.
  • the flat weave can advantageously be in the form of a plain weave.
  • the endless base fabric 1 is guided around two rollers 10 .
  • the endless base fabric 1 can also be stretched over these rollers 10 in order to ensure a stable surface for laying down the group of threads 3a.
  • a sheet of threads 3a is deposited on the endless base fabric 1 with a winding head 4, while the endless base fabric 1 moves away underneath.
  • the winding head 4 can be moved transversely to the running direction than in the CD direction.
  • the CD offset can be controlled in such a way that the winding head 4 moves on by exactly the width of the sheet of threads 3a during a full revolution of the endless base fabric 1. In this way, the group of threads 3 are wound spirally onto the endless base fabric 1 by forming a scrim 2 by rotating them several times.
  • a gluing device 5 is provided for fixing the threads 3 of the group of threads 3a.
  • the gluing device 5 sprays or pours an adhesive 6 onto the endless base fabric 1 before the threads 3 of the scrim 3 are deposited thereon.
  • the threads 3 can the laying down are also pressed onto the endless base fabric 1 by a pressure element, not shown in the figure, for example a pressure roller.
  • a welding process can also be used to fix the threads 3 of the thread structure 2 .
  • an NIR laser can be provided.
  • the threads 3 of the scrim 2 are connected to the fabric threads of the base fabric 1 by means of transmission welding. The connection can be carried out selectively.
  • FIG. 2a shows a covering known from the prior art in the form of a press felt.
  • a flat fabric is joined together to form an endless base fabric 1 by means of a joint 7 .
  • the joint 7 was realized in that the two front edges of the flat fabric are welded to a connecting element 9 .
  • This connecting element 9 can be a connecting thread 9, for example, which is made absorbing by adding a suitable additive for light in a wavelength range of the NIR spectrum. If the fabric threads are made of a polyamide, they are largely transparent to NIR rays. The front edges can then be welded using NR transmission welding.
  • a layer of non-woven fibers 8 is attached to the base fabric 1, which provides the paper-contacting top side.
  • the base fabric 1 has a different structure in the area of the joint 7 . Since the base fabric 1 is in direct contact with the layer of fleece fibers 8, there is a risk that these structural differences in the base fabric 1 will push through the soft fleece layer 8 onto the paper to be produced.
  • the felt shown in FIG. 2b develops the covering of FIG. 2a further. It inserts a scrim 2 made of spiral scrim threads 3 between the endless base fabric 1 and the layer of fleece fibers 8 .
  • the scrim threads 3 are connected to the endless base fabric 1 at discrete fixing points 11 .
  • This connection at the fixing points 11 can for example by gluing or welding. Since the joint connection 7 is no longer in direct contact with the soft fleece layer 8, the joint connection 7 is prevented from being pressed through onto the paper web.
  • the tensile strength of the covering is also significantly increased by aligning the scrim threads 3 in the MD direction. This significantly reduces the requirements for the strength of the joint.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Manufacturing Of Multi-Layer Textile Fabrics (AREA)

Abstract

Grundstruktur sowie Bespannung für eine Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, wobei die Grundstruktur ein endloses Grundgewebe aufweist, wobei das endlose Grundgewebe als Flachgewebe ausgeführt ist, das durch Verbinden seiner beiden stirnseitigen Kanten mittels einer Fügeverbindung endlos gemacht ist, wobei die Fügeverbindung insbesondere entweder quer zur Laufrichtung der späteren Bespannung verläuft oder von dieser Querrichtung (CD) um maximal 20°, insbesondere maximal 10° abweicht. Dabei ist vorgesehen, dass die Grundstruktur ferner ein Fadengelege aufweist, welches aus einer Schar von Fäden aufgebaut ist, die spiralförmig auf dem endlosen Grundgewebe angeordnet und auf diesem fixiert sind, wobei die Fäden das Fadengeleges im Wesentlichen in Laufrichtung (MD) der späteren Bespannung orientiert sind und von dieser Richtung um maximal 20°, bevorzug um maximal 10° abweichen. Zudem Verfahren zu deren Herstellung.

Description

Grundstruktur, Bespannung und Herstellungsverfahren
Die Erfindung betrifft eine Grundstruktur für eine Bespannung für eine Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , eine zugehörige Bespannung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Grundstruktur gemäß Anspruch 13.
Die Grundgewebe von Bespannungen für Papiermaschinen, wie zum Beispiel für Pressfilze, sind üblicherweise gewebte Strukturen. Traditionell wurden hierfür rundgewebte Grundgewebe eingesetzt. Allerdings ist die Herstellung solcher Rundgewebe sehr aufwändig. Außerdem muss beim Weben des Grundgewebes bereits die genaue Länge der späteren Bespannung bekannt sein.
Zur Vermeidung dieser Limitierung ist aus dem Stand der Technik, beispielsweise der EP 1 579 066, bekannt, das Rundgewebe durch ein Flachgewebe zu ersetzen. Zur Herstellung einer endlosen Grundstruktur werden die stirnseitigen miteinander verbunden.
Für die Verbindung der stirnseitigen Kanten schlägt die EP 1 579 066 beispielsweise ein Verschweißen vor. Aus der EP 3 687 774 sind weitere Verfahren zum Verschweißen der stirnseitigen Kanten bekannt.
Eine derartige Herstellung von Grundstrukturen bzw. Bespannungen ist aus ökonomischer Sicht sehr vorteilhaft. Das Grundgewebe kann auf einem Webstuhl in maximaler Breite auf Rolle vorproduziert werden. Für die Herstellung einer Bespannung kann dann von der Rolle die gewünschte Länge abgetrennt und endlos gemacht und die Breite angepasst werden. Zum Zeitpunkt des Webens muss die Dimension der Bespannung somit noch nicht bekannt sein.
Außerdem ist der Prozess des Flachwebens schneller als der des Rundwebens.
Allerdings weisen derartige Bespannungen insbesondere für die Anwendung als Pressfilz einige Nachteile auf. So kann die Verbindungsstelle eine Schwachstelle der Bespannung darstellen, insbesondere bei herausfordernden Anwendungen, bei denen starke Zuglasten auf die Bespannung wirken.
Zudem kann die Verbindungsstelle auch Markierungen in der Faserstoffbahn erzeugen, da sich ihre Struktur von der Struktur des übrigen Gewebes unterscheidet, und sich diese Strukturen auch durch die meistens aufgebrachten Vlieslagen auf die Faserstoffbahn übertragen können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, und gleichzeitig die wünschenswerten ökonomischen Vorteile beizubehalten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Grundstruktur für eine Bespannung entsprechend dem unabhängigen Anspruch 1 , eine Bespannung gemäß Anspruch 9 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Grundstruktur gemäß Anspruch 13 .
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Es wird eine Grundstruktur für eine Bespannung für eine Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn vorgeschlagen, wobei die Grundstruktur ein endloses Grundgewebe aufweist, wobei das endlose Grundgewebe als Flachgewebe ausgeführt ist, das durch Verbinden seiner beiden stirnseitigen Kanten mittels einer Fügeverbindung endlos gemacht ist.
Erfindungsgemäß weist die Grundstruktur ferner ein Fadengelege auf, welches aus einer Schar von Fäden aufgebaut ist, die spiralförmig auf dem endlosen Grundgewebe angeordnet und auf diesem fixiert sind, wobei die Fäden das Fadengeleges im Wesentlichen in Laufrichtung (MD) der späteren Bespannung orientiert sind und von dieser Richtung um maximal 20°, bevorzug um maximal 10° abweichen. Die Fügeverbindung verläuft dabei vorteilhafterweise entweder quer zur Laufrichtung der späteren Bespannung oder weicht von dieser Querrichtung (CD) um maximal 20°, insbesondere maximal 10° ab.
Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Fügeverbindung als eine Schweißverbindung und/oder eine Klebeverbindung ausgeführt ist.
Bei der Faserstoffbahn kann es sich insbesondere um einer Papier- bzw. Kartonbahn, eine Tissuebahn, eine Zellstoffbahn oder eine Vliesstoffbahn („non-woven“) handeln.
Die hier vorgeschlagene Grundstruktur kann auch sehr einfach und schnell gefertigt werden. Sie verwendet das aus dem Stand der Technik bekannte Flachgewebe, welches durch eine Fügeverbindung der stirnseitigen Kanten endlos gemacht ist. Dadurch bleiben auch bei Grundstrukturen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung die ökonomischen und produktionstechnischen Vorteile gegenüber den traditionelle Rundgeweben erhalten.
Auch das Aufwickeln des Fadengeleges auf das endlose Grundgewebe ist mit modernen Wickelmaschinen, wie sie beispielsweise von der Firma M&A Dieterle hergestellt werden, sehr schnell und günstig möglich.
Die Fixierung des Gelegefäden auf dem endlosen Grundgewebe kann beispielsweise Verkleben oder Verschweißen realisiert sein. Beide Arten der Fixierung können ebenfalls schnell und gegebenenfalls in einem Arbeitsgang mit dem Aufwickeln geschehen.
Daher bietet eine Grundstruktur gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung weitgehend dieselben produktionstechnischen Vorteile, wie die aus der EP 1 579 066 bekannten.
Jedoch weisen diese Grundstrukturen durch die Gelegefäden eine deutlich gesteigerte Zugfestigkeit auf. Die ganz oder im Wesentlichen - mit einer Abweichung von max. 20°, bevorzugt max. 10°) in Maschinenrichtung orientierten Gelegefäden können die Zuglast aufnehmen; die Verbindungsstelle mit der Fügeverbindung stellt in der fertigen Bespannung auch bei starker Belastung keine merkliche Schwachstelle der Grundstruktur mehr dar.
Daher ist es auch vorstellbar, die Fügeverbindung so auszuführen, dass sie in einer fertigen Bespannung nicht mehr oder nicht mehr vollständig aktiv ist. Dies kann beispielsweise durch Beschädigung während der Vernadelung einer Vlieslage geschehen. Während solche Beschädigungen für eine Bespannung gemäß dem Stand der Technik fatal sein können, wird eine Bespannung gemäß Aspekten dieser Erfindung dadurch allenfalls minimal beeinträchtigt.
Auch die Markierungsneigung durch die Fügeverbindung kann durch eine erfindungsgemäße Verbindung reduziert oder verhindert werden. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die Grundstruktur so in einer Bespannung verwendet wird, dass das Fadengelege auf der der bahnberührenden Oberseite der Bespannung zugewandten Seite des endlosen Grundgewebes angeordnet ist. Dabei dämpft das Fadengelege nicht nur mögliche Markierungen durch die Fügeverbindung. Durch eine zur Faserstoffbahn hin vergleichsweise glatte Oberfläche vermeidet bzw. reduziert man auch die Markierungen, die besonders bei empfindlichen Papiersorten durch die Kröpfungen im Gewebe auf das Papier übertragen werden können.
Durch eine geeignete Anpassung des Flachgewebes und des Fadengeleges lassen sich einfach und effizient weitere Eigenschaften der Grundstruktur und der damit hergestellten Bespannung optimieren.
So kann es vorteilhaft sein, wenn die Fadendichte des Fadengeleges größer ist als 75% der MD-Fadendichte des endlosen Grundgewebes, insbesondere größer als die MD-Fadendichte des endlosen Grundgewebes.
Die Fadendichte wird dabei wie üblich in Fäden pro 10cm angegeben. Über die Fadendichte des Fadengeleges lässt sich die Permeabilität des Geleges sehr einfach beeinflussen. Dadurch kann ein Permeabiliätsgradient (in Dickenrichtung) innerhalb der Grundstruktur erzeugt werden.
Häufig wird man den Permeabilitätsgradienten so wählen, dass die der bahnberührenden Oberseite zugewandte Seite (meist das Fadengelege) eine geschlossenere Struktur hat, als die abgewandte Seite (meist das Flachgewebe)
Häufig wird die Fadendichte des Fadengeleges bei bis zu 125% oder 150% der MD- Fadendichte des endlosen Grundgewebes liegen.
Fadendichten im Fadengelege von 200% oder mehr der MD-Fadendichte des endlosen Grundgewebes sind unüblich.
Die Fäden des Fadengeleges können alle oder zumindest in Teilen einen Durchmesser zwischen 0.15mm und 1.5mm aufweisen. Auch mittels der Fadendurchmessers kann, in Kombination mit der Fadendichte, die Permeabilität des Fadengeleges und damit der Permeabilitätsgradient der Grundstruktur beeinflusst werden.
Die Abdeckung Q des Fadengeleges beträgt vorteilhaftermaßen zwischen 40% und 80%, bevorzugt zwischen 50% und 70%. In diesem Bereich stellt die Bespannung eine ausreichend abgedeckte Oberfläche zur Verfügung und weist dennoch noch genügend Permeabilität auf.
Q ist dabei das Produkt aus Fadendichte (# Fäden pro 100mm) mit dem Fadendurchmesser (mm)
Beispiel
Besteht beispielsweise ein Fadengelege aus Vierfachzwirn 2x2x0, 2mm mit einem Durchmesser von 0,5mm für eine MD Fadendichte in der Wickellage von 115 Fäden/10cm eine Abdeckung der Gewebelage von Q=57,5%.
Q=(115 * 0.5 mm) / 100mm= 0,575 - 57,5%% Bei Verwendung eines Flachgewebes mit MD Fäden aus Monofilamenten mit 0,4mm Durchmesser und einer MD Garndichte von 78 Fäden/10cm ergibt sich:
P=115/78 =1 ,47
Die Fadendichte des Fadengeleges beträgt 147% der MD-Fadendichte des Flachgewebes
In bevorzugten Ausführungen ist die Zugfestigkeit des Geleges mindestes 75%, insbesondere mindestens 100%, besonders bevorzugt mindestens 125% des Gewebes.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass zumindest einige, insbesondere alle Fäden des Fadengeleges ein Polyamid, einem Copolyamid, einen Polyamid- Copolyether, ein Polyurethan oder eine Kombination davon umfassen oder daraus bestehen.
Bei Verwendung von Elastomeren wie beispielsweise Polyurethanen für die Gelegefäden kann in der Grundstruktur auch sehr einfach eine Elastizität erzeugt werden. Dies ermöglicht nach einer Kompression z.B. in einem Pressnip eine schnelle Expansion der Grundstruktur bzw. einer Bespannung. Dadurch können Rückbefeuchtungseffekte verringert werden.
Das Flachgewebe für das endlose Grundgewebe kann dabei vergleichsweise einfach insbesondere als Leinwandgewebe ausgeführt sein. Es können dabei sowohl Monofilamente als auch Zwirne verwendet werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das endlose Grundgewebe in Querrichtung eine Kombination aus Monofilamenten und Zwirnen aufweist, welche insbesondere alternierend angeordnet sein können. Denkbar ist auch die Garnfolge 1 Monofilament - 2x Zwirn. Vorteil hierbei ist die Kombination aus gesteigerter Querstabilität der Gewebe durch die Monofilament Querrichtung (CD) Garne und die verbesserte Faserverankerung einer aufgebrachten Vlieslage durch die Zwirne in CD des Gewebes.
Hinsichtlich der Bespannung wird die Aufgabe gelöst durch eine Bespannung, für eine Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, wobei die Bespannung zumindest eine Grundstruktur gemäß einem Aspekt der Erfindung aufweist.
In besonders bevorzugten Anwendungen handelt es sich bei der Bespannung um einen Pressfilz.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bespannung zumindest eine Lage aus Vliesfasern aufweist, welche auf der Grundstruktur insbesondere mittels Vernadelung befestigt ist, und welche die bahnberührende Oberseite der Bespannung zur Verfügung stellt.
Zudem kann auch noch zumindest eine weitere Lage aus Vliesfasern vorgesehen sein, welche auf der Grundstruktur insbesondere mittels Vernadelung befestigt ist, und welche die maschinenberührende Laufseite der Bespannung zur Verfügung stellt.
Jede dieser Lagen aus Vliesfasern kann, wie dem Fachmann bekannt, verschiedene Typen von Vliesfasern umfassen, und auch aus mehreren Schichten von Vliesfasern aufgebaut sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass das Fadengelege auf der der bahnberührenden Oberseite der Bespannung zugewandten Seite des endlosen Grundgewebes angeordnet ist.
Wie bereits beschrieben, kann dadurch unter anderem die Markierungsneigung durch die Fügeverbindung reduziert oder verhindert werden, welche nun nicht mehr direkt mit der Vliesauflage in Kontakt kommt, sondern durch das Fadengelege weitgehend gedämpft wird. Dabei dämpft das Fadengelege nicht nur mögliche Markierungen durch die Fügeverbindung. Sie vermeidet bzw. reduziert auch die Markierungen, die besonders bei empfindlichen Papiersorten durch die Kröpfungen im Gewebe auf das Papier übertragen werden können.
Außerdem lässt sich wie beschrieben über die Fadendichte des Fadengeleges die Permeabilität des Geleges sehr einfach beeinflussen. Dadurch kann ein Permeabiliätsgradient innerhalb der Grundstruktur erzeugt werden.
Meist ist es erstrebenswert, wenn die Permeabilität innerhalb der Grundstruktur mit zunehmender Entfernung von der bahnberührenden Oberfläche zunimmt. In diesem Fall kann sehr einfach -durch Erhöhung der Fadendichte und/oder der Fadendurchmesser- die Permeabilität des Fadengeleges reduziert werden.
Zusätzlich zu der Grundstruktur kann auch vorgesehen sein, dass die Bespannung eine weitere Gewebelage umfasst, wobei die weitere Gewebelage insbesondere an der der bahnberührenden Oberseite der Bespannung abgewandten Seite des endlosen Grundgewebes angeordnet ist.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Grundstruktur für eine Bespannung für eine Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Flachgewebes b) Verbinden der beiden stirnseitigen Kanten des Flachgewebes mittels einer Fügeverbindung unter Ausbildung eines endlosen Grundgewebes c) Spiralförmiges wickeln einer Fadenschar auf das endlose Grundgewebe unter Ausbildung eines Fadengeleges d) Fixieren des Fadengeleges auf dem Grundgewebe
Für die Schritte c) und d) ist es zweckmäßig, wenn das endlose Grundgewebe über zumindest zwei rotierbare Walzenelemente geführt, und gegebenenfalls gespannt wird. Somit wird eine stabile und definierte Fläche für das Ablegen der Fadenschar bereitgestellt.
Die Fadenschar besteht üblicherweise aus mehreren Fäden, die nebeneinander angeordnet sind, und in Schritt c) gleichzeitig spiralförmig gewickelt werden. Prinzipiell ist es auch möglich, das Fadengelege aus einem einzelnen Faden durch Spiralisieren herzustellen. Bei den Breiten der aktuellen Bespannungen von 10m oder mehr, und bei den angestrebten hohen Fadendichten des Fadengeleges von 100 Fäden/10cm oder mehr würde dies aber zu einem sehr langen Wickelprozess führen. Daher werden vorteilhafterweise Fadenscharen aufgewickelt, die aus mehreren Fäden bestehen. So sind Fadenscharen von 2, 10, 50, 100 oder mehr Fäden möglich.
Je breiter die Fadenschar ist, desto weniger Windungen werden benötigt, um das Fadengelege herzustellen. Wählt man die Fadenschar aber zu breit, so entsteht durch das schräge, spiralförmige Aufwickeln an den Rändern der Grundstruktur ein sehr großer Ausschuss, der vermieden werden soll.
Außerdem führen zu breite Fadenscharen auch dazu, dass bei der Spiralisierung ein größerer Spiralisierungswinkel gewählt werden muss, wodurch die Fäden des Fadengeleges weiter von der MD-Richtung abweichen, was auch hinsichtlich der Zugfestigkeit ungewünscht sein kann.
Es hat sich daher als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Fadenschar in einer Breite zwischen 1 cm und 25cm, insbesondere zwischen 2cm und 15cm auf das endlose Grundgewebe gewickelt wird.
Bei einer Breite von 15 cm und einer beispielhaften Fadendichte von 110 Fäden/10cm ergibt sich daraus eine Fadenschar mit rund 165 Fäden.
Das Verbinden der stirnseitigen Kanten des Flachgewebes kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise bekannt, die Kanten durch Verschweißen, zum Beispiel durch Ultraschallschweißen oder auch (Laser- )Transmissionsschweißen zu verbinden. Dabei können auch Verbindungselemente eingesetzt werden, wie beispielsweise Fäden oder Bänder, insbesondere auch absorbierende Verbindungselemente, welche dann mit den stirnseitigen Kanten durch Schweißen verbunden werden.
Alternativ ist es auch möglich, die stirnseitigen Kanten durch Verkleben miteinander zu verbinden.
Im Prinzip ist es auch möglich, die beiden Kanten mittels einer Webnaht zu verbinden, wie sie aus dem Bereich der Formiersiebe bekannt ist. Da eine solche Webnaht aber sehr aufwändig herzustellen ist, und der Vorteil der höheren Zugfestigkeit bei Ausführungen gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung nicht notwendig ist, wird eine Webnaht eher selten zur Anwendung kommen.
Die Fixierung der Fäden des Fadengeleges auf dem endlosen Grundgewebe kann auch auf verschiedene Arten realisiert werden. Auch hier stehen beispielsweise wieder die Möglichkeiten des Klebens und des (Laser-)transmissionsschweissens zur Verfügung. Dabei kann für die Fixierung der Gelegefäden insbesondere dieselbe Methode verwendet werden, wie für das Verbinden der stirnseitigen Kanten.
In vorteilhaften Ausführungen des Verfahrens können die Schritte c) und d) in einem gemeinsamen Prozess erfolgen.
So kann die Fixierung beispielsweise mittels Sprühkleberauftrag auf das endlose Grundgewebe im Bereich von 15-100 g/m2, bevorzugt von 25-50 g/m2 Sprühkleber erfolgen.
Ein solcher Sprühkleber kann bevorzugt während des Wickelprozesses auf das endlose Grundgewebe aufgesprüht werden, kurz bevor die Fäden darauf gewickelt werden. Gegebenenfalls kann dann ein Andruckelement, insbesondere in Form einer Andruckwalze vorgesehen sein, welche die Gelegefäden auf das endlose Grundgewebe presst. Bevorzugt kann ein reaktiver Schmelzkleber mit einem Schmelzpunkt < 200°C, bevorzugt <180°C verwendet werden. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der ausgehärtete Schmelzkleber noch einen elastischen Anteil aufweist.
Aufgrund der Gewebestruktur sind die gewickelten Game üblicherweise nur abschnittsweise bzw. punktuell mit dem Gewebe verklebt, d.h. kleine Abschnitte entlang der gewickelten Game weisen keine Verklebung zur Gewebelage auf.
Die Verklebung ist im Weiteren auch als temporär anzusehen, da bei den folgenden Herstellungsschritten wie Vernadeln der Filzstruktur oder spätestens im Lauf in der Papiermaschine die Verklebung teilweise oder auch überwiegend oder vollständig gelöst werden kann.
Alternativ ist auch ein Fixierprozess mittels Transmissionsschweißen, z.B. mittels NIR Transmissionsschweißen möglich. Dabei können entweder die MD Game des Fadengeleges oder einige bzw. alle (MD/CD-)Garne des Flachgewebebandes NIR absorbierend sind. Dies kann beispielsweise durch Zugabe von Absorberadditiven wie Industrieruß („Carbon Black“) geschehen.
Die Anbindung der MD Game erfolgt hierbei üblicherweise bevorzugt nicht vollflächig, sondern es werden stoffschlüssige Verbindungsstellen der MD Game des Fadengeleges mit dem Gewebe in Abständen von z.B. >5mm, bevorzugt >10mm, jedoch <50mm erzeugt. Dies ist z.B. durch einen Laserstrahl in Form eines Punktes, der die Fadenschar-Gewebeanordnung beim Wickeln überfährt (z.B. von links nach rechts) und eine sinusförmige Schweißlinie im Bereich der Fadenschar mit der Gewebelage erzeugt, möglich.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Dabei ist die Erfindung nicht auf die hier gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
Figur 1 zeigt schematisch die Herstellung einer Grundstruktur gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung
Figur 2a zeigt einen Ausschnitt einer Bespannung gemäß dem Stand der Technik
Figur 2b zeigt einen Ausschnitt einer Bespannung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Figur 1 zeigt ein endloses Grundgewebe 1 , welches aus einem Flachgewebe gebildet ist, bei dem die stirnseitigen Kanten mittels einer Fügeverbindung 7 verbunden sind. Diese Fügeverbindung kann beispielsweise eine Schweiß- oder Klebeverbindung 7 sein. Das Flachgewebe kann vorteilhafterweise als Leinwandgewebe vorliegen.
Das endlose Grundgewebe 1 ist dabei um zwei Walzen 10 geführt. Über diese Walzen 10 kann das endlose Grundgewebe 1 auch gespannt werden, um eine stabile Fläche für das Ablegen der Fadenschar 3a zu gewährleisten.
Auf das endlose Grundgewebe 1 wird mit einem Wickelkopf 4 eine Fadenschar 3a abgelegt, während sich das endlose Grundgewebe 1 darunter weg bewegt. Der Wickelkopf 4 ist hier quer zur Laufrichtung, als in CD-Richtung bewegbar. Der CD- Versatz kann so gesteuert werden, dass sich der Wickelkopf 4 während einer vollen Umdrehung des endlosen Grundgewebes 1 genau um die Breite der Fadenschar 3a weiterbewegt. Auf diese Weise über mehrmaliges Umlaufen die Fadenschar 3 spiralförmig auf das endlose Grundgewebe 1 unter Ausbildung einer Fadengeleges 2 gewickelt.
In dem in Figur 1 gezeigten Beispiel ist zum Fixieren der Fäden 3 der Fadenschar 3a eine Klebevorrichtung 5 vorgesehen. Die Klebevorrichtung 5 sprüht oder gießt einen Klebstoff 6 auf das endlose Grundgewebe 1 , bevor darauf die Fäden 3 des Fadengeleges 3 abgelegt werden. Zur besseren Fixierung können die Fäden 3 nach dem Ablegen auch noch durch ein in der Figur nicht gezeigte Andruckelement, beispielsweise eine Andruckwalze auf das endlose Grundgewebe 1 gedrückt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann zur Fixierung der Fäden 3 des Fadengeleges 2 auch ein Schweißverfahren verwendet werden. So kann beispielsweise nach dem Ablegen der Fäden 3 ein NIR Laser vorgesehen sein. Mit diesem werden die Fäden 3 des Fadengeleges 2 mit den Gewebefäden des Grundgewebes 1 mittelst Transmissionsschweißen verbunden. Die Verbindung kann dabei punktuell ausgeführt sein.
Figur 2a zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Bespannung in Form eines Pressfilzes. Ein Flachgewebe ist hierbei mittels einer Fügeverbindung 7 zu einem endlosen Grundgewebe 1 zusammengefügt. Die Fügeverbindung 7 wurde dadurch realisiert, dass die beiden stirnseitigen Kanten des Flachgewebes mit einem Verbindungselement 9 verschweißt sind. Dieses Verbindungselement 9 kann beispielsweise ein Verbindungsfaden 9 sein, der durch Zugabe eines geeigneten Additivs für Licht in einem Wellenlängenbereich des NIR Spektrums absorbierend gemacht ist. Sind die Gewebefäden aus einem Polyamid, so sind diese für NIR Strahlen weitgehend transparent. Das Verschweißen der stirnseitigen Kanten kann dann mittels NR-Transmissionsschweißen erfolgen. Auf dem Grundgewebe 1 ist eine Lage aus Vliesfasern 8 befestigt, welche die papierberührende Oberseite zur Verfügung stellt. Man erkennt gut, dass das Grundgewebe 1 im Bereich der Fügeverbindung 7 eine andere Struktur aufweist. Da das Grundgewebe 1 direkt mit der Lage aus Vliesfasern 8 in Kontakt steht besteht die Gefahr, dass diese strukturellen Unterschiede des Grundgewebes 1 sich durch die weiche Vlieslage 8 auf das herzustellende Papier durchdrücken.
Der in Figur 2b gezeigte Filz gemäß einem Aspekt der Erfindung entwickelt die Bespannung der Figur 2a weiter. Sie fügt zwischen das endlose Grundgewebe 1 und die Lage aus Vliesfasern 8 ein Fadengelege 2 aus spiralisierten Gelegefäden 3 ein.
Die Gelegefäden 3 sind dabei an diskreten Fixierpunkten 11 mit dem endlosen Grundgewebe 1 verbunden. Diese Verbindung an den Fixierpunkten 11 kann beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen erfolgen. Da die Fügeverbindung 7 nicht mehr in direktem Kontakt mit der weiche die Vlieslage 8 steht, wird ein Durchdrücken der Fügeverbindung 7 auf die Papierbahn vermieden. Durch die Ausrichtung der Gelegefäden 3 in MD Richtung wird die Zugfestigkeit der Bespannung zudem deutlich erhöht. Dadurch sinken die Anforderungen an die Festigkeit der Fügeverbindung deutlich.
Bezugszeichenliste
1 Endloses Grundgewebe
2 Fadengelege
3 Faden
3a Fadenschar
4 Wickelkopf
5 Klebevorrichtung
6 Klebstoff
7 Fügeverbindung
8 Lage aus Vliesfasern
9 Verbindungselement
10 Walze
11 Fixierstelle
CD - Querrichtung
MD - Maschinenrichtung

Claims

Patentansprüche
(1)
Grundstruktur für eine Bespannung für eine Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, wobei die Grundstruktur ein endloses Grundgewebe (1) aufweist, wobei das endlose Grundgewebe (1) als Flachgewebe ausgeführt ist, das durch Verbinden seiner beiden stirnseitigen Kanten mittels einer Fügeverbindung (7) endlos gemacht ist, wobei die Fügeverbindung (7) insbesondere entweder quer zur Laufrichtung der späteren Bespannung verläuft oder von dieser Querrichtung (CD) um maximal 20°, insbesondere maximal 10° abweicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundstruktur ferner ein Fadengelege (2) aufweist, welches aus einer Schar (3a) von Fäden (3) aufgebaut ist, die spiralförmig auf dem endlosen Grundgewebe (1 ) angeordnet und auf diesem fixiert sind, wobei die Fäden (3) das Fadengeleges (2) im Wesentlichen in Laufrichtung (MD) der späteren Bespannung orientiert sind und von dieser Richtung um maximal 20°, bevorzug um maximal 10° abweichen
(2) Grundstruktur gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fügeverbindung (7) eine Schweißverbindung und/oder eine Klebeverbindung ist.
(3) Grundstruktur gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadengelege (2) auf dem endlosen Grundgewebe (1 ) durch Verkleben oder Verschweißen fixiert ist.
(4) Grundstruktur gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadendichte des Fadengeleges (2) größer ist als 75% der MD-Fadendichte des endlosen Grundgewebes (1), insbesondere größer als die MD-Fadendichte des endlosen Grundgewebes (1), wobei die Fadendichte in Fäden pro 10cm bewertet wird.
(5) Grundstruktur gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige, insbesondere alle Fäden (3) des Fadengeleges (2) als Multifilamentgarne und/oder als Zwirne aus Monofilamenten und/oder als Zwirne aus Monofilamenten und Multifilamenten ausgeführt sind.
(6) Grundstruktur gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige, insbesondere alle Fäden (3) des Fadengeleges (2) einen Durchmesser zwischen 0.15mm und 1.5mm aufweisen.
(7) Grundstruktur gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige, insbesondere alle Fäden (3) des Fadengeleges (2) ein Polyamid, ein Copolyamid, einen Polyamid- Copolyether, ein Polyurethan oder eine Kombination davon umfassen oder daraus bestehen.
(8) Grundstruktur gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das endlose Grundgewebe (1 ) in Querrichtung eine Kombination aus Monofilamenten und Zwirnen aufweist, welche insbesondere alternierend angeordnet sind.
(9) Bespannung, insbesondere Pressfilz für eine Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die Bespannung zumindest eine Grundstruktur gemäß einem der vorherigen Ansprüche aufweist. - 18 -
(10) Bespannung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bespannung zumindest eine Lage aus Vliesfasern (8) aufweist, welche auf der Grundstruktur insbesondere mittels Vernadelung befestigt ist, und welche die bahnberührende Oberseite der Bespannung zur Verfügung stellt.
(11 ) Bespannung gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadengelege (2) auf der der bahnberührenden Oberseite der Bespannung zugewandten Seite des endlosen Grundgewebes (1) angeordnet ist.
(12) Bespannung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Bespannung eine weitere Gewebelage umfasst, wobei die weitere Gewebelage insbesondere an der der bahnberührenden Oberseite der Bespannung abgewandten Seite des endlosen Grundgewebes (1) angeordnet ist.
(13) Verfahren zur Herstellung einer Grundstruktur für eine Bespannung für eine Maschine zur Herstellung oder Verarbeitung einer Faserstoffbahn, umfassend die Schritte a) Bereitstellen eines Flachgewebes b) Verbinden der beiden stirnseitigen Kanten des Flachgewebes mittels einer Fügeverbindung (7) unter Ausbildung eines endlosen Grundgewebes (1 ) c) Spiralförmiges wickeln einer Fadenschar (3b) auf das endlose Grundgewebe (1 ) unter Ausbildung einer Fadengeleges (2) d) Fixieren des Fadengeleges (2) auf dem Grundgewebe
(14) Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte c) und d) in einem gemeinsamen Prozess erfolgen - 19 -
(15) Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenschar (3b) in einer Breite zwischen 1 cm und 25cm, insbesondere zwischen 2cm und 15cm auf das endlose Grundgewebe (1) gewickelt wird.
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