DE3148175A1 - Trockenfilz fuer papiermaschinen sowie verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Papiermaschinen-Bespannungen und insbesondere auf ein Material, das für Trockenfilze verwendet werden kann, auf die Verwendung des Materials und auf ein Verfahren zur Stabilisierung ' des Materials.

Es gibt eine Vielzahl von Vorschlägen und Beschreibungen von Trockenfilzen und Trockenfilz-Werkstoffen, die zur Herstellung von Trockenfilzbändern verwendet werden können zwecks Einsatz in der Trockenpartie einer Papiermaschine. Trotz der Vielzahl von verschiedenen verfügbaren Materialien wurde das ideale Trockenfilzmaterial noch nicht gefunden, da viele der bekannten Werkstoffe

an mangelnder Formstabilität leiden.

Eine Art von Trockenfilz, die üblicherweise in der Trokkenpartie einer Papiermaschine verwendet wird, wird als "Sieb" bezeichnet und wird dadurch hergestellt, daß synthetische Monofilgarne oder verdrillte Multifilgarne zusammen zu einem offenen Gewebe verwoben werden. Obgleich diese "Siebe" nicht gewalkt werden und daher keine "Filze" im ursprünglichen Sinne sind, werden sie trotzdem als Trockenfilze bezeichnet. Die daraus hergestellten endlosen Bänder werden normalerweise flach gewebt und ihre Enden werden miteinander verbunden, um ein endloses Band zu erhalten. Das ausgewählte Gewebe kann beispielsweise ein Zwei- oder Dreilagengewebe aus synthetischen Garnen, wie Mulitfilgarnen, gesponnenen Garnen oder Monofilgarnen bestehen.

Derartige "Trockenfilz"-Siebe sind verhältnismäßig^ offen und haben demzufolge eil¹*« hohe" Durch13"ss"IgReit,-"d-'ti." eine Luftdurchlässigkeit in der Größenordnung von etwa

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21 bis 210 ro /m pro Minute bei einem Druck von 12,7 mm WS. Derartige Fabrikate gestatten einen freien Durchgang von Dampf während des Arbeitens der Papiermaschine. Dieser hohe Grad an Offenheit hat einige Nachteile. Beispielsweise hat das Material im.Gebrauch eine nur ge- · ringe Formstabilität, insbesondere in der Quermaschinenrichtung, während in der Maschinenrichtung dieser Umstand aufgrund der auf das Trockenband wirkenden Spannung nicht von Bedeutung ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile der bekannten Trockenfilzstoffe, insbesondere solche der "Sieb"-Art, zu vermeiden und insbe-

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sondere deren Formstabilität zu verbessern, ohne deren Durchlässigkeit wesentlich zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Quermaschinenrichtung in das Gewebe hitzeerweichte Garne aus synthetischen thermoplastischen Polymerharzgarnen eingefügt sind.

Durch diese zusätzlichen Garne wird eine hohe Formstabilität erreicht, ohne daß die Durchlässigkeit wesentlich verringert wird, da auch das erfindungsgemäße Fabrikat eine Durchlässigkei'
bei 12,7 mm WS hat.

3 2 eine Durchlässigkeit von etwa 9 bis 213 m /m pro Minute

Die erfindungsgemäßen Erzeugnisse haben eine geringe Wasseraufnahme und gestatten hervorragend den Durchgang von feuchten Dämpfen aus der zu trocknenden Papierbahn, wodurch die Trockengeschwindigkeit erhöht wird. Die Offenheit des Fabrikates"'Verhindert auch", daß die Hohlräume in dem Gewebe mit Schmutzpartikeln aus der Papierbahn verstopft werden.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen TrockenfiIzfabrikates werden in ein Gewebe, das aus ersten Garnen aus einem synthetischen Polymerharz besteht, zweite synthetische thermoplastische Polymerharzgarne eingewebt, deren Erweichungspunkt niedriger liegt als der Schmelzpunkt der ersten Garne. Dann wird das Fabrikat unter Bedingungen, bei denen die zweiten Garne erweichen und sich dem Gewebe anpassen, während die ersten Garne ungeschmolzen bleiben, thermofixiert. Aus dem Fabrikat kann in üblicher Weise ein endloses Trockenband durch Zusammenfügen der Enden hergestellt werden.

Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt „in der Maschinenrichtung eines Vorfabrikats,

einen Schnitt ähnlich Fig. 1 eines Endfabrikates, einen Schnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 2, eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes des in Fig. 3 gezeigten Fabrikats, und

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines aus dem erfindungsgemäßen Fabrikat hergestellten endlosen Trockenfilzes.

Die Erfindung hat ein verbessertes Trockenfilz-Material zum Gegenstand. Im allgemeinen ist ein derartiges Material ein Gewebe mit Längs- und Quergarnen. Die Garne können Monofilgarne, Multifilgarne oder von Stapeifa-, sern.gesponnene Garne sein. Das Material kann ein einfaches einlagiges ^

lagigen Geweben bestehen, je nachdem, was für Eigenschaften gefordert werden.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Vorfabrikats für ein Trockenfilz-Material gemäß der Erfindung im Längsschnitt Das Textilmaterial 10 weist eine Mehrzahl von Quergar-, nen 12 auf, die in einer oberen Lage A und in einer unteren Lage B angeordnet sind. Diese Lagen A, B sind parallel zu der Querebene des Fabrikats 10 (quer zur Bewegungsrichtung des Filzes in der Papiermaschine, wobei die Bewegungsrichtung durch den Pfeil MD in Fig. 1 veranschaulicht ist). Die Quergarne 12 und die Lagen A und B sind miteinander durch eingewebte Längsgarne 14 verbunden. Die Garne 12, 14 können Monofilgarne,-Multi-

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filgarne oder gesponnene Garne jedes üblichen Gewichts sein» Für einen Trockenfilz werden vorzugsweise Monofilgarne mit geringem Wasser-Absorptionsvermögen verwendet. Repräsentativ für bevorzugte Monofilgarne 12,14 sind solche aus Polyestern, Polyamiden, Polyaramiden, Polyolefinen und dergl., welche nur geringe Feuchtigkeitsmengen absorbieren. Vorzugsweise haben die Monofilgarne einen Durchmesser zwischen 0,43 und 0,22 mm, um die Stabilität und strukturelle Festigkeit zu verbessern.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß zwischen den Lagen A und B Zwischenräume oder Hohlräume 16 liegen, welche benachbarte Quergarne 12 an bestimmten Stellen entlang der Quergarne 12 voneinander trennen. Diese Hohlräume 16 sind offene Bereiche innerhalb des Gewebes 10, welche eine unbehinderte Luftströmung durch das Gewebe 10 ermöglichen und teilweise für die hohe Durchlässigkeit verantwortlich sind, die diese "sieb"-artigen Gewebe auszeichnet. In dem Gewebe 10 sind die Hohlräume 16 teilweise ausgefüllt durch Fül1-Schußfäden 18, die in der Querebene des Gewebes 10 im wesentlichen parallel zu den Quergarnen 12 angeordnet sind. Die Art der Füll-Schußgarne 18 ist kritisch und ihr Durchmesser wird so gewählt, daß sie die Hohlräume 16 teilweise ausfüllen, ohne die Dicke des Gewebes 10 zu vergrößern oder alle Hohlräume 16 zu schließen. Repräsentativ für Garne, die als Fül 1-Schußgame 18 verwendet werden können, sind Monofilgarne, gesponnene und Multifilgarne aus synthetischen thermoplastischen Polymer-Kunststoffen, beispielsweise Mono- oder Multifilgarne aus Polyolefinen wie Polypropylen, Polyäthylen und dergl.. Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungs-

gemäße Material ist die Auswahl der Garne 18 aus thermoplastischen Polymerharz-Kunststoffen, die einen Erweichungspunkt haben, der wesentlich niedriger liegt als derjenige der Garne 12 und 14. Der Zweck für diese Not- wendigkeit ergibt sich aus der folgenden Beschreibung. Vorzugsweise sind die Garne 18 gesponnene Garne aus Polypropylentextilfasern.

Das Gewebe 10 kann mit üblichen Webtechniken gewebt werden. Nach dem Weben des Gewebes 10 wird dieses thermofixiert, um es zu stabilisieren und die Garne in ihre gewünschten relativen Lagen zueinander zu ziehen. Die Längsgarne 14 werden von den"Außenflächen des Gewebes 12 nach innen gezogen und dieser Druck "kräuselt" die Garne 12 und 18 etwas. Der Grad von Thermofixierung, der benötigt wird, um die gewünschte Struktur des Gewebes 10 zu erhalten, hängt naturgemäß von der Art der Garne 12, 14 und 18 ab. Die angewandte Temperatur muß in einem Bereich iTegefF7~der niedriger ist als -der Schmelzpunkt der Garne 12, 14, jedoch höher als der Erweichungspunkt der Garne 18. Während der Hitzeverfestigung schmelzen oder erweichen die Garne 12 und 14 nicht merklich,, während die Garne 18 erweichen. Beim Erweichen erschlaffen die Polymerketten und die Garne passen sich der Form des Gewebes an. Nach dem Abkühlen des thermofixierten Gewebes 10 unter den Erweichungspunkt der Garne 18 verfestigen sich diese wieder in dem Gewebe und stabilisieren sich in diesen Positionen. Wenn das bevorzugte gesponnene Polypropylen die Polymer-Substanz der Garne 18 bildet, so schmelzen die Fasern während der Thermofixierung, und beim Wiederverfestigen nehmen die Garne 18 die Form von Monofilgarnen

an. Die wiederverfestigten Garne 18 nehmen auch weniger Feuchtigkeit auf und halten auch weniger Feuchtigkeit als die unbehandelten gesponnenen Garne 18. Fig. 2 ent- ' spricht Fig. 1, jedoch nach der Thermofixierung des Gewebes 10. Wie ersichtlich ist, sind die Garne 18 verformt, derart, daß sie wie Monofilgarne aussehen, s. auch Fig. 3.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes eines Garnes 18 nach der Wärmebehandlung, und sie zeigt., wie das Garn 18 aufgrund des Schmelzens und der Wiederverfestigung in. dem Gewebe durch die Längsgarne 14 festgehalten wird. Diese Verklammerung stabilisiert das Gewebe 10 in der Quermaschinenrichtung (siehe den Pfeil CD in Fig. 3). Die sonst zu beobachtende mangelnde Formstabilität.in der Richtung CD wird dadurch beseitigt. Die optimalen Zeiten, Temperaturen und Spannungen, die bei der Thermofixierung angewandt werden, sind.für den Fachmann bekannt und" Werden durch Probieren für unterschiedliche Garn-Werkstoffe festgestellt. Im allgemeinen wird die Thermofixierung bei Temperaturen zwischen etwa 93° C und 190° C für einen Zeitraum zwischen 15 und 60 Minuten durchgeführt. Die erfindungsgemäßen Fabrikate können flach gewebt sein und ihre Enden können durch übliche Säum-Methoden miteinander verbunden werden, um einen endlosen Trockenfilz 5 gemäß Fig. 5 zu erhalten. Diese Filze können dann in der Trockenpartie einer Papiermaschine eingesetzt werden.

Im folgenden wird ein Beispiel zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Trockenfilzmaterials gegeben.

Die Durchlässigkeit wurde mit einem Frazier-Luftdurchlässigkeitsmesser von United States Testing Company festgestellt. Die Anzeige dieses Gerätes erfolgt in cu.ft. von Luft, die durch ein sq. ft. des Fabrikates bei einem Druck entsprechend 12,7 mm WS in einer Minute hindurchgeht (CFM).

Es wurden Polyester-Monofilgarne mit einem Durchmesser von 0,108 mm und einem Schmelzpunkt von 250° C, PoIyamid-Monofilgarne mit einem Durchmesser von 0,113 mm und einem Schmelzpunkt zwischen 215 und 221° C für die Längsund Quergarne sowie gesponnene Garne aus Polypropylenfasern mit einem Gewicht von 327 g pro 100 m und einem Schmelzpunkt zwischen 160 und 176° C und einem Erweichungspunkt zwischen 140 und 160° C für die Füllgarne 18 vorgesehen. Die Dichte der Polyester-Monofil-Längsgarne in dem Produkt beträgt 80 Garne pro Zoll. Die An- · zahl der Quergarne beträgt achtzehn Mo'nofilgarne 12 und 8,3 Polypropylen-Spinngarne 18 pro Zolf,~also insgesamt 26,3 Quergarne pro Zoll.

Das Gewebe wird üblicherweise gefinished durch Thermofixierung unter Spannung bei einer Temperatur von 193° C während 15 Min., um eine besondere Formstabilität und gute Laufeigenschaften zu erreichen.

Nach der Fertigstellung wurde das Fabrikat einer physikaiischen Untersuchung unterworfen und es wurden fol gende physikalischen Eigenschaften, verglichen mit dem gleichen Fabrikat vor der Thermofixierung, festgestellt.

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vor Thermo- nach Thermofixierung fixierung

Durchlässigkeit 75 CFM 210 CFM

Formstabilität 3% Längung bei 0,2% Längung

einer Spannung von bei einer 2265 g in der Spannung von Diagonalen 2265 g in der

Diagonalen

Aus dem Material wurde ein endloser Trockenfilz herge-· stellt. Eingebaut in eine Papiermaschine als Trockenfilz hat sich das Produkt als gut geeignet für die Herstellung von Papier gezeigt. Das Band läuft gut, ist leicht zu führen und hat eine lange Lebensdauer, selbst wenn e.s Temperaturen von etwa 121° C ausgesetzt wird. Die erfindungsgemäßen Trockenfilze_kjjnnen~in jeder üblichen Heise gefinished werden, beispielsweise durch chemische Behandlung, um spezifische Eigenschaften hinsichtlich Laufverhalten, Widerstand gegen chemische Zersetzung oder Abrieb zu erhalten.

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Claims (6)

3H8175 Albany International Corp., Menands, New York, U.S.A. Trockenfilz für Papiermaschinen sowie Verfahren zu dessen Herstellung Patentansprüche

1. Papiermaschinen-Trockenfilzmaterial aus-gewebten Textilgarnen dadurch gekennzeichnet, daß in der Quermaschinenrichtung des Gewebes hitze-erweichte Garne aus synthetischen thermoplastischen Polymerharzgarnen angeordnet sind.

2. Material nach Anspruch !,.dadurch gekennzeichnet, daß die Garne Füllgarne sind.

3. Endloses Trockenfilzband,.ÖefgesteTTtäus-dem Material gemäß Anspruch 1.

4. Dimensionsstabiles Trockenfilzmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß - -

a) eine Vielzahl von Quergarnen in einer Mehrzahl von separaten, zueinander und zur Querebene des Materials parallel verlaufenden Lagen angeordnet sind,

b) eine Mehrzahl von Längsgarnen mit den Quergarnen verwebt ist und die Lagen von Quergarnen zwecks Bildung eines mehrlagigen Textilmaterials miteinander verbindet,

c) die Quer- und die Längsgarne synthetische Monofil-Garne sind und die Quergarne in einer Lage von Quergarnen in einer benachbarten Lage an Stellen entlang ihrer Länge durch Hohlräume innerhalb des Gewebes getrennt sind,

d) eiire Mehrzahl von Füllgarnen im wesentlichen parallel zu den Quergarnen zwischen Lagen von Quergarnen angeordnet sind und teilweise einen Teil der Hohlräume zwischen den Quergarn-Lagen füllen, wobei diese Füllgarne durch Hitze erweicht und an Ort und Stelle wieder verfestigt sind.

5. Endloses Trockenfilzband, hergestellt aus dem Material gemäß Anspruch 4.

6. Verfahren zur Stabilisierung eines Trockenfilzmaterials, das miteinander verwebte erste Garne aus einem synthetischen Polymerharz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zweite synthetische thermoplastische Polymerharzgarne, deren Erweichungspunkt niedriger liegt als der Schmelzpunkt der ersteh Garne, in das Material eingewebt werde.n, und daß das Material unter Bedingungen, bei denen die zweiten Garne erweichen und sich deiil· Gewebe anpassen, während die ersten Garne ungeschmolzen bleiben, thermofixiert wird.