DE2520209B2

DE2520209B2 - Langsieb für Langsiebpapiermaschinen

Info

Publication number: DE2520209B2
Application number: DE2520209A
Authority: DE
Inventors: Donald R. Curtis; Christian B. Widen
Original assignee: Albany International Corp
Current assignee: Albany International Corp
Priority date: 1974-05-03
Filing date: 1975-05-02
Publication date: 1980-11-27
Also published as: IT1035599B; SE406945B; US3915202A; DE2520209A1; FI751290A; NL7505210A; CA1011974A; NO144175B; BR7502658A; GB1507346A; ES437409A1; FR2269604B1; BE828657A; SE7505077L; NO144175C; JPS50154505A; NO751583L; AU8075575A; FR2269604A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Langsieb für Langsiebpapiermaschinen, bestehend aus thermofixierten Polyesterfäden, die in Maschinenrichtung und quer hierzu verlaufen, wobei die in Maschinenrichtung verlaufenden Polyesterfäden in gewebtem und thermofixiertem Zustand einen Elastizitätsmodul größer als ungefähr 70 N/mm² pro 10% Dehnung aufweisen.

In den letzten Jahren sind für d;« Langsiebe verstärkt Kunststoffmaterialien verwendet worden, wie z. B. Polyesterfäden (vgl. hierzu Druckschrift »Sieb und Filz«, 3. Auflage, Seiten 42, 43; US-PS 38 58 623, US-PS 38 51 681, US-PS 35 73 164, US-PS 34 73 576, US-PS 32 07 659, US-P^ 29 03 021). Papiermaschinensiebe aus Polyesterfäden weisen eine groP·? Anzahl erwünschter Eigenschaften auf, was zu ihrer verstärkten Verwendung geführt hat, und ungefähr in-'en letzten 5 Jahren sind bei etwa 85% der Papiermaschinen Maschinensiebe aus Polyesterfäden verwendet worden, die jedoch nicht die gleiche Formbeständigkeit wie Metallsiebe aufweisen.

Daher ist z. B. bei einer gegebenen Spannung die elastische Dehnung eines Langsiebes aus Polyestertäden größer als die eines Metallsiebes. Diese Eigenschaften haben zu zahlreichen Bearbeitungsschritten geführt, die zwecks Verbesserung der Formbeständigkeit des Kunststoffsiebes durchgeführt werden müssen.

Beim Herstellen eines Langsiebes aus Polyesterfäden zum Papierherstellen wird zuerst ein Gewebe entweder als endloses Sieb oder als Flaches Gewebe gewebt und dann einer nachfolgenden Wärmebehandlung unterworfen. Die Wärmebehandlung führt dazu, daß sich die Polyesterfäden quer zur Maschinenrichtung zusammenziehen, wodurch die Polyesterfäden in Maschinenrichtung geradlinig ausgerichtet werden, während die Kräuselung in den Polyesterfäden quer zur Maschinenrichtung verstärkt wird.

Hierzu wird die gegenseitige Einwirkung der Kräuselung der Polyesterfäden beim Laufen des Langsiebes in der Maschine sehr klein gehalten, wodurch die Breitenschrumpfung des Langsiebes sehr klein gehalten oder verringert wird. Es ist möglich, eine derartige nachfolgende Wärmebehandlung in einer Stufe auszuführen, in der die Polyesterfäden in Maschinenrichtung nahezu geradlinig sind. Die Dehnungseigenschaften des Gewebes werden auch durch die Verringerung der Kräuselung in Maschinenrichtung infolge einer solchen Wärmebehandlung verringert. Im allgemeinen gilt für eine bestimmte Anzahl Polyesterfäden gleichen Durchmessers: |c geradliniger die Polyesterfäden in Maschinenrichtung sind, desto geringer wird die Dehnung des Gewebes sein. Eine derartige Wärmebehandlung wird häufig als eine Wärmebehandlung außerhalb des Webstuhls bezeichnet, da sie nach dem Weben des Gewebes auf dem Webstuhl und dem Anordnen des Gewebes in einer speziellen Vorrichtung zum Recken, wie z. B. einem Spannrahmen, vorgenommen wird.

Das Recken außerhalb des Webstuhls bringt den

ίο Nachteil mit sich, drß das Gewebe während des Reckens wesentlich enger wird, was zu bis einer 20%igen Verringerung in der Breite des Gewebes führen kann.

Wenn man von der Breite des Gewebes ausgeht, wie

ΐϊ es auf dem Webstuhl tatsächlich gewebt worden ist, kann die Breitenverringerung bis zu 25% betragen. Hierdurch werden breitere Webstühle erforderlich, um genügend breite Gewebe weben zu können, wie sie für große Siebe erforderlich sind, die bei vielen Papiermaschinen nunmehr Anwendung finden. So müßte z. B. ein Sieb einer Breite von 760 cm im endgültigen Zustand aus einem 1000 cm breit gewebten Gewebe hergestellt worden sein, wenn es einer Reckbehandlung außerhalb des Webstuhls unterworfen worden ist.

Da ein Recken außerhalb des Webstuhls breitere Webstühle sowie zusätzliche Vorrichtungen erforderlich macht, ist zur Verbesserung der Stabilität des Siebes eine Wärmebehandlung im Webstuhl entwickelt worden, gemäß der eine Wärmequelle im Webstuhl angeordnet und während des Webens in Betrieb gesetzt wird, um die Kräuselung beim Weben einer Thermofixierung zu unterwerfen.

Eine Wärmebehandlung im Webstuhl erfordert jedoch hohe Webspannungen, um eine gegenseitige

J5 Einwirkung der Kräuselung zwischen den Polyesterfäden in Maschinenrichtung und denen quer zur Maschinenrichtung auf dem Webstuhl zu bewirken. Das Recken im Webstuhl führt zu einem Gewebe mit einer Ausdehnung unter sich bewegender Last, die 20 bis 30% größer ist als die bei einer Reckbch^ndlung außerhalb des Webstuhls, und die Breitenschrumpfung des Gewebes nähert sich (selbst bei Webstühlen mit hohen Spannungen) nicht der bei einer Wärmebehandlung außerhalb des Webstuhls.

Für gewöhnlich weist ein im Webstuhl gerecktes Gewebe eine Breiti-nschrumpfung auf, die ungefähr dreimal so groß ist wie die eines außerhalb des Webstunis gereckten Gewebes. So weist z. B. ein Stoff mit 31 Maschen pro cm bei einer Wärmebehandlung im

■ίο Webstuhl typischerweise eine Breitenschrumpfung von 0,3% auf, während dieselbe Gewebestruktur bei einer Wärmebehandlung außerhalb des Webstuhls eine Breitenschrumpfung von ungefähr 0,1% aufweist, und, bezogen auf 5,4 N/mm, ohne Schwierigkeiten eine Breitenschrumpfung von 0,05% erzielt werden kann.

Die Wärmebehandlung im Webstuhl erweist sich auch dadurch als nachteilig, daß in einigen Fällen die Grenze der Belastbarkeit des Webstuhls erreicht worden ist, wobei Herstellungsprobleme wegen des Arbeitens an der oberen Grenze der Vorrichtung auftreten und Schwierigkeiten bezüglich der Anzahl der Polyesterfäden quer zur Maschinenrichtung pro cm auftreten, die verwebt werden können, so daß ein Spielraum beim Weben möglich ist, wenn die Spannun-

M gen variiert werden können, und gute physikalische Eigenschaften des endgültigen Siebes erzielbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Langsieb für eine Papiermaschine gemäß der eingangs

; erwähnten Art zu schaffen, das eine geringere Dehnung

in Maschinenrichtung und eine geringere Zusammen-■}: schnürung quer zur Maschinenrichtung als bisher

: bekannte Bänder aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß die Polyesterfäden quer zur Maschinenrichtung im

;;'; gewebten und thermofixierten Zustand einen Elastizi-

-■ tätsmodul von weniger als 67 N/mm² pro 10% Dehnung

" und eine Bruchdehnung von mindestens 90% im nicht

gewebten und nicht thermofixierten Zustand aufweisen,

Bei dem erfindungsgemäßen Langsieb weisen die Polyesterfäden quer zur Maschinenrichtung eine Kräuselung auf, die sich wesentlich von der unterscheidet, wie ; sie bislang bei Papiermaschinensieben bei Verwendung

von Kunststoffmaterialien auftrat Die Kräuselung in den Polyesterfäden des erfindungsgemäßen Langsiebes quer zur Maschinenrichtung richten sich nach der Wärmebehandlung stärker nach den Polyesterfäden des Langsiebes in Maschinenrichtung als im Falle herkömmi._ä licher synthetischer Langsiebe.

Die Erfindung wird ausführlich an Hand der einzigen

ψ: Figur beschrieben, die eine vergrößerte Ansicht einer

fi kurzen Kröpfung eines Polyesterfadens gemäß der

ί Erfindung sowie Querschnittsansichten davon zeigt.

Im gewebten Zustand sind die Polyesterfäden quer % zur Maschinenrichtung in den erfindungsgemäßen

% Langsieben anders gekröpft als die Polyesterfäden

> herkömmlicher Langsiebe.

Dies ist aus der einzigen Figur ersichtlich, die eine Kröpfung S eines Querfadens des Langsiebes gemäß jo der Erfindung mit verschiedenen Schnitten entlang der ; Kröpfung zeigt. Danach besitzt der gekröpfte Polyesterfaden Abschnitte, die eine verhältnismäßig geringe Neigung zur Vertikalen aufweisen und die durch einen Schleifenteil mit kleinem Krümmungsradius miteinan- )5 der verbunden sind.

Eine Prüfung der gewebten Polyesterfäden ergibt, daß die Polyesterfäden in ihrem gekröpften Teilen eine beträchtliche Veränderung der Querschnittsform aufweisen. Dies wird durch die Schnitte a—d der Figur deutlich. Danach ändern sich die Querschnittsformen der Polyesterfäden von einem runden Querschnitt bis zu einem besonders abgeflachten Querschnitt über einen abgeflachten oder elliptischen Querschnitt am oberen Teil der Kröpfung, wie im Schnitt dgezeigt ist.

Die Figur zeigt, daß der Querfaden eine sehr starke Querschnittsverformung in der Nähe der Kröpfung aufweist.

Der Grad der Verformung kann grob durch das Verhältnis der längsten zu der kürzesten Achse der am meisten verformten Querschnitte bestimmt werden, wobei das Abplattungsverhältnis ungefähr 2,1 für den Querfaden nach der Figur betrug und der Querfaden beim Schnitt b und beim Schnitt d entlang seiner Innenfläche abflacht, wo er über den Kettenfaden lauft.

Weiterhin sind die Kröpfungen am Langsieb gemäß der Erfindung stärker ausgeprägt als bei bekannten Langsieben.

Allein die mit den Polyesterfäden qusr zur Maschinenrichtung gemäß der Erfindung erzielte einzigartige μ Kröpfungsgeomelrie bringt eine verringerte Dehnung unter Zugbeanspruchung mit sich, die eine verminderte Breitenschrumpfung und weitere Vorteile zur Folge haben.

Langsiebe gemäß der Erfindung können jede Bindung μ und Bereiche von Maschinengrößen aufweisen, wie sie normalerweise bei Lanesiebpapiermaschinen verwendet werden.

Die Polyesterfäden in Maschinenrichtung und qu<;r zur Maschinenrichtung können im Durchmesser und nach Art variieren (d. h. es können Einzelfäden, Zwirne usw.) sein. Außerdem können doppelschichtige Langsiebpapiermaschinensiebe hergestellt werden. Ausgezeichnete Langsiebpapiermaschinensiebe gemäß der Erfindung sind z. B. in folgenden Größen hergestellt worden.

Bei Langsieben mit Breiten von ungefähr 345 bis 690 cm, die für Papiermaschinen bestimmt sind, die mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 460 bis 820 m/min betrieben werden, fanden Polyesterfäden in Maschinenrichtung mit einem Durchmesser im Bereich von 0,17 bis 030 mm und Polyesterfäden quer zur Maschinenrichtung mit einem Durchmesser im Bereich von 0,20 bis 0,35 mm Anwendung.

Die Gewebe können sich im Bereich von 16 bis 40 Maschen pro cm halten und die Querfadenbündel können einen Durchmesser im Bereich von 0,125 bis 0,45 mm cufweisen.

Die Langsiebpapiermaschinensi'fve gemäß der Erfindung weisen eine Anzahl beträchtlicher Vorteile auf, die sowohl bei der Siebherstellung als auch bei der Papierherstellung zur Wirkung kommen. Es ist möglich, ein Langsiebpapiermaschinensieb zu erzeugen, das eine gering¹; prozentuale Dehnung in Maschinenrichtung und eine geringe Breitenschrunipfung aufweist, wobei die Webstühle bei Kettenfadenspannungen betrieben werden können, die innerhalb der Grenzen der mechanischen Belastbarkeit der Webstühle liegen. Hierdurch werden eine Überbeanspruchung und Beschädigung der Webstühle vermieden.

Weiterhin kann ein Langsiebpapiermaschinensieb bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung eines Gewebeaufbaus mit diesen erwünschten Eigenschaften erhalten werden, bei dem eine Kette Anwendung findet, die genügend Kräuselung aufweist, wodurch es möglich wird, Langsiebe aus flach gewebten Geweben herzustellen. Auf der anderen Seite eignet sich die Erfindung zur Herstellung eines in endloser Weise gewebten Langsiebes. Ferner kann die gewünschte Tuchart für den SicDhersteller erhalten werden, ohne auf eine Thermofixierung außerhalb des Webstuhls zurückgreifen zu müssen.

Dadurch werden zusätzliche Vorrichtungen und ihre notwendige Bedienung überflüssig. Anstelle davon kann ein äquivalentes Sieb durch Thermofixierung im Webstuhl erzielt werden. Die Gewebe können, je nach Wunsch, auch unter Thermofixierung außerhalb des Webstuhls hergestellt werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß breite Langsiebpapiermaschinensiebe flach auf einem Webstuhl unter Thermofixierung gewebt werden können, so daß ..s nicht notwendig ist, ein Sieb 20 bis 30% breiter als in seinem fertiggestellten Zustand herzustellen, wodurch eine betiächtliche Steigerung der Kapazität vorhandener Webstühle zur Herstellung geeigneter Langsiebpapiermaschinensiebe für breite Papiermaschinen möglich ist.

Die dargelegten Vorteile führen ferner zu einer längeren Laufdauer der Langsiebpapiermaschinensiebe auf der Papiermaschine.

Hierdurch werden die Betriebskosten verringert, sowie die durch die stets notwendige Siebauswechslung bedingte Maschinerstillstandzcit beträchtlich reduziert. Die vergrößerte Ebenendifferenz trägt dazu bei, daß eir, größerer Teil der Querfadenkröpfung die Abnutzung aufzufangen vermag, bevor die Kettenfadenkröpfungen

erreicht werden.

Die Ebenendifferen/ befindet sich an der Verschleißflache des Siebes, das über verschiedene Walzen, Saugkasten und andere der Papiermaschine zugeordneten Einrichtungen läuft. Z. B. wurde ein Band mit einer Maschenstruktur von 21 χ 15, einer Breite von ungefähr 450 cm und einer Länge von ungefähr 39 Metern auf einer Papiermaschine für Kraftpapiere installiert und mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 610 m/min betrieben.

Das erfindungsgemäß hergestellte Langsieb war 70 Tage im Betrieb, bevor eine Maschinenstörung auftrat, die das Langsieb beschädigte, wobei eine Fehlfunktion des Langsiebes jedoch noch nicht auftrat. Im Vergleich dazu beträgt die mittlere Lebensdauer eines herkömmlichen Siebes 35 Tage.

Der Elastizitätsmodul wird, wie oben dargelegt, an den thermofixierten Polyesterfäden gemessen, nachdem diese aus ihrem gekräuselten Zustand gerade gerichtet worden sind. Ein besonderer Bereich des Elastizitätsmoder Polyesterfäden quer zur Maschinenrichtung liegt bei ungefähr 38 bis 62 N/mm² pro 10% Dehnung Der Elastizitäsmodul der Polyesterfäden in Maschinenrichtung ist größer als ihr Elastizitätsmodul quer zur

■> Maschinenrichtung, und zwar größer als ungefähi 69 N/mm² pro 10% Dehnung.

Es wird mit einem Fehlerbereich von ±5% bei den hier wiedergegebenen Werten des Elastizitätsmoduls gerechnet, was mit der Angabe »ungefähr« zum

ίο Ausdruck gebracht wird. Alle Werte des Elastizitätsmoduls sind bei einer Dehnung eines gewebten thermofixierten Polyesterfädenbündels gemessen worden, nachdem es zwecks Entfernung jeglicher Kräuselung gerade gerichtet worden ist. Das Langsiebpapiermaschinensieh

ι¹; kann in jeder Bindung, wie sie bei Langsiebpapierma schinen üblich sind, gewebt werden und einschichtig oder doppelschichtig id. h. in zwei Schichten det Polyesterfäden quer zur Maschinenrichtung) ausgeführl

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Langsieb fur Papiermaschinen, bestehend aus thermofixierten Polyesterfäden, die in Maschinenrichtung und quer hierzu verlaufen, wobei die in Maschinenrichtung verlaufenden Pojyesterfäden in gewebtem und thermofixiertem Zustand einen Elastizitätsmodul größer als ungefähr 69 N/mm² pro ίθ% Dehnung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterfäden quer zur Maschinenrichtung in gewebtem und thermofixiertem Zustand einen Elastizitätsmodul von weniger als 66 N/mm² pro 10% Dehnung und eine Bruchdehnung von mindestens 90% in nicht gewebtem und nicht thermofixiertem Zustand aufweisen.