DE102004011665A1

DE102004011665A1 - Integraler Schuhpressenbelt

Info

Publication number: DE102004011665A1
Application number: DE102004011665A
Authority: DE
Inventors: Franz Ing. Danzler
Original assignee: Stowe Woodward AG
Current assignee: Stowe Woodward AG
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2005-10-06
Also published as: US20050199361A1; EP1574617A1

Abstract

Schuhpressenbelt einer Nasspresse oder eines Kalanders mit verlängertem Pressenspalt, insbesondere für eine Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, mit einer biegsamen, flüssigkeitsundurchlässigen Elastomer- oder Thermoplastschicht, deren eine Oberfläche im Betrieb als Gleitschicht mit dem Schuh in Berührung steht, mit einer mit der anderen Oberfläche der Gleitschicht innig und fest verbundene integralen Träger- und Funktionsschicht auf textiler Basis, mit einem als Entwässerungsprofil wirkenden freien Oberflächenbereich.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schuhpressenbelt einer Nasspresse oder eines Kalanders, insbesondere in einer Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Schuhpressenbelt, das im Deutschen auch als Pressmantel bezeichnet wird, wird in Papier-, Karton- oder Tissuemaschinen zur weitgehenden Entwässerung des jeweiligen Produktes (Nasspresse) oder auch zur Veredlung der Oberfläche (Kalander) eingesetzt. Die entsprechenden Nasspressen bzw. Kalander haben einen verlängerten Pressenspalt ("Pressnip") und werden daher auch als Schuhpressen bezeichnet.

In ihrem Pressenspalt kommt das Schuhpressenbelt oder der Pressmantel auf seiner Rückseite (Unterseite) mit dem eigentlichen Pressenschuh in Gleitkontakt und muss daher auf dieser Seite ausgezeichnete Gleiteigenschaften aufweisen. Auf seiner Vorderseite (Oberseite) kommt das Schuhpressenbelt mit einem Entwässerungsfilz (und über diesen indirekt mit dem jeweiligen Produkt) oder – bei einem Kalander – auch direkt mit dem Produkt in Berührung, welches durch eine rotierende Walze angedrückt wird.

Neben den erwähnten Gleiteigenschaften der Rückseite kommt es hierbei auch auf die Flüssigkeitsundurchlässigkeit des Belts an, denn es soll weder Wasser aus dem Produkt bzw. Entwässerungsfilz auf den Pressenschuh gelangen, noch darf Schmiermittel von diesem in das Produkt bzw. den Filz kommen. Zudem sind bestimmte Elastizitäts- und Biegeeigenschaften gefordert.

Schuhpressenbelts sind in verschiedenen Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt.

So beschreibt die EP 0 420 372 B1 ein gattungsgemäßes Schuhpressenbelt mit einem Basisgewebe in Form einer endlosen Schleife mit innen- und außenseitiger, glatter Polymerharzbeschichtung, die das Gewebe impermeabel für Flüssigkeiten macht und ihm eine gleichförmige Dicke verleiht. Als Polymerharz, welcher das Elastomere bildet, wird hier Polyurethan genannt.

Aus der DE 50 20 005 C1 ist ein weiteres Band zum Einsatz in Papiermaschinen, insbesondere in Nasspressen mit verlängertem Pressenspalt (Schuhpressen), bekannt. Das Band hat eine auf der Rückseite glatte, biegsame, flüssigkeitsundurchlässige Bandschicht und auf der Vorderseite eine Trägerbahn und eine daran befestigte Faserschicht.

Auch aus der DE 42 02 731 A1 ist ein gattungsgemäßer Pressmantel für eine Schuhpresse bekannt, der ein elastomeres Mantelmaterial und zwei Lagen von Verstärkungsfäden aufweist. Zur Spezifikation des Mantelmaterials wird hier einerseits auf ein quellfähiges Material, andererseits auf Polyurethan hingewiesen.

Aus der WO 95/16820 ist ein Papiermaschinengewebe – speziell ein Schuhpressenbelt – beschrieben, bei dem ein Trägergewebe mit einer Polymerbeschichtung versehen ist, welche ein tixotropes Material (beispielsweise Aramit oder Kieselglas) aufweist. Als Basismaterial ist auch hier speziell Polyurethan genannt.

Des weiteren ist aus der DE 44 38 354 A1 ein weiterer Pressmantel aus elastomerem Material bekannt, in das eine im wesentlichen parallel zur Oberfläche verlaufende Gewebeschicht aus einem hochfesten Material – beispielsweise Aramidfasern – eingebettet ist.

Aus der EP 0 258 759 ist im übrigen eine Nasspresse zum Entwässern von Faserstoffbahnen bekannt, die ebenfalls ein Schuhpressenbelt (hier bezeichnet als "end loses Band") aufweist, und in dieser Druckschrift werden auch zweckmäßige Parameter einer elastomeren Beschichtung bzw. Gummierung dieses Bandes sowie die Möglichkeit des Aufvulkanisierens oder Aufgießens des elastomeren Materials auf die Armierung des Bandes diskutiert.

Die EP 0 939 162 beschreibt ein Schuhpressenbelt für Papiermaschinen mit einem vielschichtigen Aufbau, der auch mehrere speziell verlaufende bzw. gewickelte textile Schichten umfasst und sowohl in Maschinenlaufrichtung als auch quer dazu außerordentliche Festigkeit aufweisen soll.

Ein hinsichtlich der Elastizitätseigenschaften und eines vorteilhaften mehrdimensionalen Krümmungsverhaltens weiterentwickeltes Schuhpressenbelt dieser Art ist in der EP 1 251 203 A1 der Anmelderin beschrieben. Dieses neuere Schuhpressenbelt zeichnet sich durch die Ausführung aus Weichgummi mit bestimmten Eigenschaften und, in vorteilhaften Ausführungen, durch spezielle Gestaltung einer textilen Verstärkungsschicht aus. Dieses neue, weichgummibasierte Belt wird bevorzugt im sogenannten Braunpapiermarkt eingesetzt, ist aber für Tissue-Anwendungen gleichermaßen interessant, da sich das weiche Gummiband an die Bewegungen des sogenannten Yankee gut anpasst und die Entstehung eines voluminösen Tissue-Produkts fördert.

Diesen bekannten Lösungen gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schuhpressenbelt mit besonders einfachem Aufbau und daher niedrigen Herstellungskosten anzugeben, welches gleichwohl den in der Praxis gestellten Anforderungen gerecht wird und eine hohe Laufzeit erreicht. Weiterhin soll mindestens ein zweckmäßiges Herstellungsverfahren für ein derartiges Schuhpressenbelt angegeben werden.

Diese Aufgabe wird in ihrem Vorrichtungsaspekt durch ein Schuhpressenbelt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und in ihrem Verfahrensaspekt durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 oder 10 gelöst.

Die Erfindung schließt den grundlegenden Gedanken einer integralen Ausführung des Schuhpressenbelts bei gleichzeitiger Realisierung des über den Querschnitt, von der den Pressenschuh kontaktierenden Oberfläche bis zu der die Faserstoffbahn kontaktierenden Oberfläche, benötigte Eigenschaftsprofil ein. Sie schließt weiter den Gedanken ein, einen mindestens oberflächlichen Bereich der die notwendige Zugfestigkeit liefernden, weitgehend eingebetteten Trag- bzw. Verstärkungsschicht zur Realisierung der Entwässerungs-Funktion des Belts zu nutzen.

Das Traggewebe realisiert also die Funktionen der Gewährleistung der erforderlichen Festigkeit und Formstabilität sowie der Entwässerung der Faserstoffbahn in Einem, so dass keine speziell geformte Entwässerungs-Funktionsschicht mehr erforderlich ist. Dies ermöglicht den Verzicht auf einen speziellen Formgebungsschritt für eine solche Schicht, was ein erhebliches Kostensenkungspotential birgt. Das hier vorgeschlagene integrale Belt ist für sämtliche Schuhpressen-Anwendungen geeignet.

Das integrale Grundgewebe kann als Nahtfilz- oder Endlosgewebe ausgebildet und in Abhängigkeit vom konkreten Einsatzzweck einlagig oder mehrlagig sein. Auch die Ausführung der Grundgewebefäden als verzwirnte oder unverzwirnte Monofile oder eine Längs-/Quer-Kombination dieser Varianten erfolgt in Anpassung an den konkreten Einsatzzweck.

In einer bevorzugten Ausführung des vorgeschlagenen Schuhpressenbelts dient ein wesentlicher Teil, insbesondere im Bereich zwischen 1/3 und 2/3, der Dicke der integralen Träger- und Funktionsschicht als Entwässerungsprofil für den Pressgegenstand, während der verbleibende Dickenanteil mit der Gleitschicht fest verbunden ist. Weiter bevorzugt ist eine Ausführung mit ca. 30 bis 50% offene Fläche (textile Oberfläche) auf der Entwässerungsseite (als "Entwässerungsprofil"). Dies ermöglicht es in vorteilhafter Weise, dass die dem Pressgegenstand zugewandte Oberfläche keine der textilen Struktur zusätzlich aufgeprägte Entwässerungs-Struktur aufweist.

Was die Ausführung der auf optimale Gleiteigenschaften abgestimmten Gleitschicht angeht, so ist zunächst deren absolute Wasser- und Öldichtigkeit hervorzuheben. Als konkretes Elastomer-Material weist die Gleitschicht insbesondere Polyurethan oder ein Weichgummimaterial auf. Alternativ hierzu oder in Kombination hiermit kann ein Thermoplast-Haar, insbesondere PEEK, oder auch eine Thermoplastfolie bei der Bildung der Gleitschicht eingesetzt sein.

Eine bevorzugte Ausführung des Herstellungsverfahrens für das vorgeschlagene Schuhpressenbelt zeichnet sich dadurch aus, dass auf einen zylindrischen Träger die Gleitschicht, dessen Umfang bedeckend, aufgebracht und anschließend ein gespleisstes (oder endloses) textiles Material mit Schrumpfeigenschaften über die Gleitschicht auf dem Träger gezogen wird und Gleitschicht und textiler Träger zusammen einer thermischen Behandlung unterzogen werden, in der sich der textile Träger auf die Gleitschicht zusammenzieht und mit dieser innig verbindet.

In einer anderen Gestaltung des Herstellungsverfahrens wird das gespleisste textile Material auf einen zylindrischen Träger aufgespannt und eine Naht geschlossen und danach ein Gleitschichtmaterial auf den textilen Träger aufgebracht, insbesondere ein Thermoplastmaterial auf den textilen Träger warm aufgepresst. Hierbei wird insbesondere der Nahtbereich vor dem Aufbringen des Gleitschichtmaterials mit einem Kunststofffolienstreifen, insbesondere Teflonstreifen, abgedeckt.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden, skizzenartigen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Von diesen zeigen:
1 eine schematische Längsschnittdarstellung des Nasspressenabschnitts einer Papiermaschine und
2 eine vereinfachte Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schuhpressenbelts einer solchen Nasspresse.
1 zeigt in einer Ausschnittsdarstellung den Pressenspalt einer Nasspresse 1 einer Papiermaschine mit verlängertem Pressenspalt (Schuhpresse). Einem Pressenschuh 3 gegenüber ist eine Presswalze 5 angeordnet, und in dem zwischen beiden gebildeten Pressspalt (Preßnip) 7 wird zwischen einem auf dem Pressenschuh 3 gleitenden Schuhpressenbelt 9, einem Pressfilz 11 und der Oberfläche der Presswalze 5 eine Papierbahn 13 entwässert.
Der Schuhpressenbelt 9 muss einerseits Elastizität und Biegsamkeit haben, die ein möglichst gutes Anliegen an der gekrümmten Oberfläche des Pressenschuhs 3 und die gleichmäßige Ausübung eines elastischen Andruckes an die Papierbahn 13 (über den Pressfilz 11) gewährleistet. Andererseits muss er hinreichend stabil ausgeführt sein, um der hohen Dauerbeanspruchung (Zug-, Druck- und Schwingungsbeanspruchung) im Pressenspalt 7 über eine wirtschaftlich akzeptable Standzeit gewachsen zu sein.
Ein zur Erfüllung dieser Anforderungen geeignetes Schuhpressenbelt 9 ist in 2 (schematisch) im Querschnitt dargestellt. Dieses Belt ist so gefertigt, dass es eine Dauertemperaturstabilität bei mindestens 100°C hat und kurzzeitig Temperaturen bis zu 130°C aushält, und es hat eine Gesamtdicke im Bereich zwischen 3 und 6 mm und eine Härte im Bereich zwischen 5 und 30 P+J.
In der dargestellten Ausführung besteht das Schuhpressenbelt 9 aus einer dichten elastomeren Gleitschicht 9a, etwa aus einem thermoplastischen Harz oder Polyurethan, in das – im noch flüssigen Zustand – ein mehrlagiges Trägergewebe 9b eingeschrumpft ist. 2 ist insofern als synoptische Darstellung zu verstehen, als im oberen Bereich verschiedene Arten von Multifilen 9c, 9c' und Monofile 9d als mögliche Ausführung der Fäden des integralen Trägergewebes symbolisiert sind. Mit dem Bezugszeichen OV ist das durch die frei überstehenden Schlingen der oberen Schicht des Trägergewebes gebildete offene Volumen des Belts 9 bezeichnet, das das Entwässerungsprofil auf der Filzseite bildet.
Das Belt 9 wird bevorzugt so hergestellt, dass die flüssige bzw. zähflüssige Gleitschicht auf einen Dorn (eine Drum) aufgebracht und darüber anschließend das tex tile Gewebe mit Übermaß aufgezogen und anschließend thermisch aufgeschrumpft wird. Mittels der Auswahl eines konkreten Designs des Schrumpfgewebes und/oder geeigneter Temperatureinstellung wird die Schrumpfkraft und damit das Eindringvermögen des endlos gewebten oder gespleissten und mit Naht versehenen Gewebes in die Gleitschicht-Masse gesteuert.
Das ausgehärtete (oder zumindest bis zu einem geeigneten Handling-Zustand vernetzte) Schuhpressenbelt wird anschließend beispielsweise mit Pressluft vom Bearbeitungs-Dorn gezogen. Das Abziehen des Belts vom Dorn wird im übrigen dadurch erleichtert, dass der Dorn vor dem Aufbringen des Gleitschicht-Materials mit einer Antihaftschicht, als aufgewickelte Folie oder mit üblichen Mitteln aufgebrachte Antihaftbeschichtung, versehen wird.
Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf den oben gezeigten und beschriebenen Aufbau und das erwähnte Herstellungsverfahren beschränkt, sondern kann ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen erfolgen, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen.

Claims

Schuhpressenbelt einer Nasspresse oder eines Kalanders mit verlängertem Pressenspalt, insbesondere für eine Papier-, Karton- oder Tissuemaschine, mit einer biegsamen, flüssigkeitsundurchlässigen Elastomer- oder Thermoplastschicht, deren eine Oberfläche im Betrieb als Gleitschicht mit dem Schuh in Berührung steht, gekennzeichnet durch eine mit der anderen Oberfläche der Gleitschicht innig und fest verbundene integrale Träger- und Funktionsschicht auf textiler Basis, mit einem als Entwässerungsprofil wirkenden freien Oberflächenbereich.
Schuhpressenbelt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die integrale Träger- und Funktionsschicht ein einlagiges Grundgewebe als Nahtfilz- oder Endlosgewebe aus verzwirnten oder unverzwirnten Monofilen aufweist.
Schuhpressenbelt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die integrale Träger- und Funktionsschicht ein mehrlagiges Grundgewebe als Nahtfilz- oder Endlosgewebe aus verzwirnten oder unverzwirnten Monofilen aufweist.
Schuhpressenbelt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein wesentlicher Teil, insbesondere im Bereich zwischen 1/3 und 2/3, der Dicke der integralen Träger- und Funktionsschicht als Entwässerungsprofil für den Pressgegenstand dient, während der verbleibende Dickenanteil mit der Gleitschicht fest verbunden ist.
Schuhpressenbelt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Pressgegenstand zugewandte Oberfläche keine der textilen Struktur zusätzlich aufgeprägte Entwässerungs-Struktur aufweist.
Schuhpressenbelt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht Polyurethan oder ein Weichgummimaterial aufweist.
Schuhpressenbelt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht ein Thermoplast-Harz, insbesondere PEEK, aufweist.
Schuhpressenbelt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht eine Thermoplastfolie aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Schuhpressenbelts nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen zylindrischen Träger die Gleitschicht, dessen Umfang bedeckend, aufgebracht und anschließend ein quasi-endloses oder gespleisstes textiles Material mit Schrumpfeigenschaften über die Gleitschicht auf dem Träger gezogen wird und Gleitschicht und textiler Träger zusammen einer thermischen Behandlung unterzogen werden, in der sich der textile Träger auf die Gleitschicht zusammenzieht und mit dieser innig verbindet.
Verfahren zur Herstellung eines Schuhpressenbelts nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein quasi-endloses oder gespleisstes textiles Material auf einen zylindrischen Träger aufgespannt und eine Naht geschlossen und danach ein Gleitschichtmaterial auf den textilen Träger aufgebracht, insbesondere ein Thermoplastmaterial auf den textilen Träger warm aufgepresst, und beim Vernetzen/Aushärten innig mit diesem verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Nahtbereich vor dem Aufbringen des Gleitschichtmaterials mit einem Kunststofffolienstreifen, insbesondere Teflonstreifen, abgedeckt wird.