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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung gehört
der Technik der Papierherstellung an. Insbesondere bezieht sich
die vorliegende Erfindung auf Pressengewebe, die in der Pressenpartie
einer Papiermaschine Verwendung finden.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Bei
der Papierherstellung wird eine Faserbahn gebildet, indem man in
der Formpartie einer Papiermaschine einen Faserbrei, d. h. eine
wässrige Dispersion
von Zellulosefasern, auf ein sich bewegendes Formgewebe aufgiesst.
Durch dieses Formgewebe läuft
eine grosse Menge Wasser aus der Aufschlämmung ab, und auf der Oberfläche des
Formgewebes verbleibt eine Bahn aus Zellulosefasern.
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Die
frisch gebildete Faserbahn aus Zellulosefasern kommt aus der Formpartie
in eine Pressenpartie, in der mehrere Paare von Presszylindern mit dazwischen
liegenden Walzenspalten rotieren. Die Bahn aus Zellulosefasern geht
durch die Walzenspalte und wird dabei von einem Pressengewebe unterstützt, oder
die Faserbahn läuft
zwischen zwei solchen Pressengeweben, wie es oft der Fall ist. In
den Walzenspalten unterliegt die Bahn aus Zellulosefasern Druckkräften, durch
welche weiteres Wasser aus der Faserbahn ausgepresst wird, wodurch
die Zellulosefasern in der Bahn beginnen, aneinander zu haften,
wodurch die Bahn aus Zellulosefasern zu einer Papierbahn wird. Das
Wasser wird vom Pres sengewebe bzw. den Pressengeweben aufgenommen und
tritt im Idealfalle nicht wieder in die Papierbahn zurück.
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Die
Papierbahn gelangt schliesslich in eine Trockenpartie, in der mindestens
eine Gruppe von rotierenden Trockentrommeln oder Trockenzylindern arbeitet,
welche von innen mittels Wasserdampf beheizt werden. Die frisch
gebildete Papierbahn läuft
in Schlangenlinien nacheinander um jeden Zylinder der Zylindergruppe
und wird dabei von einem Trockentuch unterstützt, welches die Papierbahn
eng gegen die Oberfläche
des Zylinders presst. Die beheizten Zylinder vermindern den Wassergehalt
der Papierbahn infolge Verdampfung auf ein gewünschtes Niveau.
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Es
soll noch erwähnt
werden, dass das Formgewebe, das Pressengewebe und das Trockengewebe
auf der Papiermaschine sämtlich
die Form von endlosen Bändern
aufweisen und nach Art von Transportbändern wirken. Ausserdem soll
nicht unerwähnt
bleiben, dass die Papierherstellung ein kontinuierliches Verfahren
darstellt, welches mit beträchtlicher
Geschwindigkeit abläuft.
Das heisst, dass der Faserbrei in der Formstation kontinuierlich
auf dem Formgewebe abgelagert wird, während eine frisch hergestellte
Papierbahn kontinuierlich aufgerollt wird, nachdem sie aus der Trockenpartie
austritt.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich speziell auf diese Pressengewebe,
die in der Pressenpartie Verwendung finden. Pressengewebe spielen bei
der Papierherstellung eine wichtige Rolle. Eine ihrer Funktionen,
wie oben schon erwähnt
wurde, ist es, das in Herstellung befindliche Papierprodukt zu unterstützen und
es durch die Walzenspalte zu führen.
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Pressengewebe
sind aber auch wichtig, um der Oberfläche der Papierbahn ein Finish
zu geben. Demgemäss
sind die Pres sengewebe so ausgelegt, dass sie glatte Oberflächen und
gleichmässig
elastische Strukturen aufweisen, so dass dem Papier beim Durchlauf
durch die Walzenspalte eine glatte, markierungsfreie Oberfläche verliehen
wird.
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Was
vielleicht am wichtigsten ist, ist die Tatsache, dass das Pressengewebe
grosse Mengen von Wasser aufnimmt, das aus der nassen Papierbahn
in den Walzenspalten ausgedrückt
wird. Um diese Aufgabe zu erfüllen,
müssen
die Pressengewebe in ihrem Inneren des Pressengewebes eine räumliche
Struktur haben, was im allgemeinen als Leervolumen oder Porenvolumen
bezeichnet wird, damit Wasser aufgenommen werden kann, und das Gewebe
muss während
seiner gesamten Lebensdauer sowohl für Wasser als auch für Luft eine
ausreichende Durchlässigkeit
besitzen. Schliesslich muss das Pressengewebe in der Lage sein,
das Wasser, welches aus der Papierbahn aufgenommen wurde, daran
zu hindern, wieder zurückzulaufen
und das Papier beim Austritt aus dem Pressenspalt erneut anzufeuchten.
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Die
heute verwendeten Pressengewebe werden in sehr verschiedenen Ausführungen
hergestellt, um die Anforderungen der Papiermaschinen, auf welchen
sie laufen sollen, zu erfüllen,
und zwar in Abhängigkeit
von der Qualität
des herzustellenden Papiers. Allgemein bestehen diese Pressengewebe aus
einem gewebten Basisstoff, auf welchem eine Matte aus reinem, nicht
gewebten Fasermaterial aufgenadelt ist. Die Grundgewebe können aus
einem Monofilamentgarn, einem mehrschichtigen Monofilamentgarn,
einem Multifilamentgarn oder einem mehrschichtigen Multifilamentgarn
gewebt sein und können
aus einer Schicht, aus mehreren Schichten oder aus einem Laminat
bestehen. Die verwendeten Garne werden meist als eines der bekannten
synthetischen Polymerharze extrudiert, wie Polyamid- und Poyesterharze,
und die Ver wendung dieser Materialien ist dem Fachmann der Herstellung
von Tüchern und
Filzen für
die Papiermaschinen bekannt.
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Die
Grundgewebe als solche können
in vielen unterschiedlichen Formen vorliegen. Es kann sich beispielsweise
um endlos gewebte Tücher
oder um Tücher
handeln, die zunächst
kontinuierlich gewebt und anschliessend mit einem angewebten Saum
in die endlose Form gebracht werden. Als Alternative können sie
nach einem Verfahren hergestellt werden, das im allgemeinen als
modifiziertes Endlosweben bekannt ist, wobei die über der
Breite liegenden Ränder
des Grundgewebes mit Saumschleifen versehen werden, für die die
Garne in Maschinenrichtung (MD) verwendet werden. Bei diesem Verfahren
webt man die MD-Garne zwischen den Querrändern des Gewebes kontinuierlich
vor und zurück,
wobei die Webrichtung an jedem Rand umgekehrt wird und sich dabei
eine Saumschleife bildet. Ein Gewebe, welches auf diese Weise erzeugt
wurde, wird während
dem Einbringen in eine Papiermaschine in endlose Form gebracht,
und aus diesem Grunde wird es als ein auf der Maschine verbindbares
Gewebe bezeichnet. Um ein solches Gewebe in seine endlose Form zu
bringen, fügt
man die beiden Querränder
zusammen und schiebt die Schleifen an den beiden Rändern abwechselnd
ineinander, und schliesslich wird ein Verbindungsstift durch den Durchgang
gesteckt, der von den jeweiligen Saumschleifen, die ineinandergreifen,
gebildet wird.
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Auch
können
die Grundgewebe laminiert werden, indem mindestens ein Grundgewebe
zu einer endlosen Schleife zusammengesetzt wird, welche von anderen
Geweben gebildet wird, und indem man eine Stapelfasermatte durch
diese beiden Grundgewebe hindurch vernadelt, wobei die beschriebene
Verbund-Anordnung
gebildet wird. Eines oder mehrere dieser Grundgewebe können von
der Art sein, die auf der Maschine ver bunden wird. Man erhält auf diese
Weise ein bekanntes Pressengewebe mit einer mehrfachen Trägerstruktur.
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Auf
jeden Fall befinden sich die Grundgewebe in Form einer Endlosschleife
oder können
in diese Form gebracht werden, und sie besitzen eine spezifische
Länge,
die über
die genannte Schleife gemessen wird, und eine spezifische Breite,
die quer dazu bestimmt wird. Weil nun die Konstruktionsmerkmale von
Papiermaschinen stark schwanken, sind die Hersteller von Papiermaschinentüchern dazu
gezwungen, Pressengewebe und andere Maschinentücher der Papiermaschine mit
den Dimensionen herzustellen, welche durch die jeweilige Verwendungsstelle
in den Papiermaschinen der Kunden bestimmt wird. Es ist klar, dass
dieses Erfordernis eine schnelle und preisgünstige Herstellung unmöglich macht,
weil jedes Pressengewebe nur auf Bestellung und nach Mass angefertigt
werden kann.
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Um
diesen Nachteil auszuschalten und die Möglichkeit zu schaffen, Pressengewebe
schneller und mit mehr Effizienz in beliebigen Längen und Breiten herzustellen,
ist man in den letzten Jahren dazu übergegangen, Pressengewebe
nach einer Spiraltechnik herzustellen, die in der
US-Patentschrift Nr. 5'360'656 (Rexfelt
u. a.) beschrieben ist.
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Diese
US-Patentschrift Nr. 5'360'656 zeigt ein
Pressengewebe mit einem Grundgewebe, auf das eine oder mehrere Schichten
eines Stapelfasermaterials aufgenadelt sind. Das Grundgewebe besteht
aus mindestens einer Schicht, die sich aus einem schraubenförmig aufgewickelten
Streifen eines Gewebes zusammensetzt, dessen Breite kleiner ist als
die Breite des Grundgewebes. Das Grundgewebe ist in Längsrichtung,
d. h. in Maschinenrichtung, endlos. Die längsgerichteten Bahnen des schraubenförmig aufgewickelten
Streifens bilden einen Winkel mit der Längsrichtung des Pressengewe bes.
Der Gewebestreifen kann auf einem Webstuhl kontinuierlich gewebt
werden, der schmaler ist als die Webmaschinen, die normalerweise
zur Herstellung von Papiermachertücher verwendet werden.
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Das
Grundgewebe besteht aus vielen schraubenförmig aufgewickelten und miteinander verbundenen
Windungen eines relativ schmalen Gewebestreifens. Der Gewebestreifen
ist wie ein normales Gewebe mit längs gerichteten Fäden (Kettfäden) und
quer liegenden Fäden
(Schussfäden)
konstruiert. Aneinander liegende Wicklungen des schraubenförmig aufgewickelten
Gewebestreifens können
aneinander gedrückt
werden, und die schraubenförmige
kontinuierliche Verbindungslinie, die so entsteht, kann durch Nähen, Sticken,
Schmelzen oder Schweissen geschlossen werden. Andererseits können längs gerichtete
Randbereiche des Gewebes, die zum Verbinden aneinander gelegt werden,
auch mit Überlappung übereinander
gelegt werden, unter der Voraussetzung, dass die Randbereiche dünner sind,
damit die Dicke beim Aufeinanderlegen zweier Lagen nicht grösser wird
als der Rest des Streifens. Weiterhin kann der Abstand zwischen den
einzelnen Kettfäden
an den Randbereichen des Streifens vergrössert werden, so dass sich
bei einer Übereinanderlegung
der Randbereiche der Schraubenwindungen wieder die gleiche Fadenzahl
ergibt wie im übrigen
Streifen, weil nun zwei Gewebe übereinander
liegen.
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Auf
jeden Fall ergibt sich bei diesem Verfahren ein Grundgewebe in Form
einer Endlosschleife mit einer inneren Fläche, einer Längsrichtung
(Maschinenrichtung, MD) und einer Querrichtung (CD). Die Seitenränder des
Grundgewebes werden dann zugeschnitten, um parallel zur Längsrichtung
(MD) zu verlaufen. Der Winkel zwischen der Maschinenrichtung des
Grundgewebes und des schraubenförmig
verlaufenden kontinuierlichen Verbindungssaums kann relativ klein
gemacht werden, d. h. normalerweise weniger als 10°. Gleicherweise
schliesst die Richtung der Kettfäden
im Gewebestreifen den gleichen relativ kleinen Winkel mit der Maschinenrichtung
des Grundgewebes ein. Die quer liegenden Schussfäden des Gewebestreifens, welche
senkrecht zu den Kettfäden
verlaufen, bilden den gleichen relativ kleinen Winkel mit der Querrichtung
des Grundgewebes. Zusammengefasst lässt sich sagen, dass weder
die Kettfäden
noch die Schussfäden
des Gewebestreifens mit der Längsrichtung
(Maschinenrichtung) oder der Querrichtung des Grundgewebes zusammenfallen.
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Beim
Verfahren gemäss
US-Patentschrift Nr. 5'360'656 wird
der Gewebestreifen um zwei parallele Walzen gewickelt, um das Grundgewebe
zusammenzustellen. Dabei werden endlose Grundgewebe mit den verschiedensten
Breiten und Längen
erhalten, wenn man einen verhältnismässig schmalen
Gewebestreifen um die beiden parallelen Walzen herumlegt, wobei
die Länge
des jeweiligen endlosen Grundgewebes durch die Länge jeder schraubenförmigen Windung
des Gewebestreifens bestimmt wird, und die Breite des Pressengewebes
ergibt sich aus der Anzahl der schraubenförmigen Windungen des Gewebestreifens.
Die bis anhin wichtigste Notwendigkeit beim Weben vollständiger Grundgewebe
mit spezifizierter Länge
und Breite auf Bestellung kann dadurch vermieden werden. Statt dessen
kann ein Webstuhl verwendet werden, der nur 20 Zoll (0,5 m) breit
ist, um den Gewebestreifen herzustellen, aber aus praktischen Gründen werden
die üblichen
Webstühle
mit einer Arbeitsbreite von 40 bis 60 Zoll (1,0 bis 1,5 m) bevorzugt.
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Die
angegebene
US-Patentschrift Nr. 5'360'656 zeigt
weiterhin ein Pressengewebe mit einem Grundgewebe aus zwei Schichten,
von denen jede von einem schraubenförmig aufgewickelten Gewebestreifen
gebildet wird. Beide Schichten haben die Form einer Endlosschleife,
und die eine Schicht befindet sich im Inneren der Endlosschleife,
die von der anderen Schicht gebildet wird. Vorzugsweise laufen die
Spiralwindungen eines Gewebestreifens in der einen Richtung und
diejenigen des Gewebestreifens der anderen Schicht in der anderen
Richtung. Beispielsweise und als nähere Erläuterung definiert der schraubenförmig gewundene
Streifen der einen Schicht eine rechtsgängige Schraubenwindung, während der
Gewebestreifen in der anderen Schicht eine linksgängige Schraubenwindung
bildet. Bei einem derartigen zweischichtigen laminierten Grundgewebe
bilden die Kettgarne (längs
gerichtet) des einen Gewebestreifens in beiden Schichten relativ
kleine Winkel mit der Längsrichtung
(Maschinenrichtung) des Grundgewebes, und die Kettgarne des Gewebestreifens
in der einen Schicht bilden einen Winkel mit den Kettgarnen (längs gerichtet)
im Gewebestreifen der anderen Schicht. Auf ähnliche Weise und analog verlaufen
die quer gerichteten Garne (Schussgarne) des Gewebestreifens in
jeder der beiden Schichten in relativ kleinen Winkeln gegenüber der
Querrichtung des Grundgewebes, und die Schussgarne des Gewebestreifens
in der einen Schicht bilden einen Winkel mit den Schussgarnen des
Gewebestreifens in der anderen Schicht. Zusammengefasst ist zu sagen,
dass weder die Kettgarne noch die Schussgarne der Gewebestreifen
in beiden Schichten auf die Längsrichtung
(Maschinenrichtung) oder die Querrichtung des Grundgewebes ausgerichtet
sind. Weiterhin ist keines der Kettgarne oder der Schussgarne des
Gewebestreifens in beiden Schichten auf die entsprechenden Richtungen der
Garne in den anderen Schichten ausgerichtet.
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Daraus
ergibt sich, dass in Grundgeweben gemäss der
US-Patentschrift
Nr. 5'360'656 keine Garne
vorhanden sind, die genau in Maschinenrichtung oder in Querrichtung
verlaufen. Die Bandsysteme liegen vielmehr in Richtungen, die in
stumpfen Winkeln zur Maschinenrichtung und zur Querrichtung verlaufen.
Ein Pressengewebe mit einem derartigen Grundge webe kann als multiaxiales
Pressengewebe bezeichnet werden. Während die üblichen Pressengewebe des Standes
der Technik drei Achsen aufweisen, nämlich eine Achse in Maschinenrichtung (MD),
eine Achse in Querrichtung (CD) und eine Achse in der Z-Richtung,
die in Dickenrichtung durch das Gewebe hindurchgeht, hat ein multiaxiales
Pressengewebe nicht nur drei solche Achsen, sondern mindestens zwei
weitere Achsen, die durch die Laufrichtungen der Garnsysteme in
den schraubenförmig
gewundenen Schichten definiert werden. Zudem bestehen vielfältige Strömungswege
in der Z-Richtung eines multiaxialen Pressengewebes. Daraus folgt, dass
ein multiaxiales Pressengewebe mindestens fünf Achsen aufweist. Wegen seiner
multiaxialen Struktur zeigt ein multiaxiales Pressengewebe mit mehr
als einer Schicht bei der Kompression im Walzenspalt eine erhöhte Widerstandsfähigkeit
gegen eine innere Verschiebung und/oder ein Zusammenfallen im Vergleich
zu einem Pressengewebe, welches Gewebeschichten aufweist, in denen
die Garnsysteme zueinander parallel sind.
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Nun
soll das feine, nicht gewebte Fasermaterial beschrieben werden,
das bei der Herstellung eines heute verwendeten Pressengewebes in
das Grundgewebe eingenadelt wird, wobei viele derartigen Pressengewebe
mit einer sogenannten geschichteten Mattenstruktur hergestellt werden.
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Die
geschichteten Vliesstrukturen sind aus mehreren Vliesschichten zusammengesetzt,
von denen jede Schicht Fasern mit unterschiedlichen Titern enthält. Normalerweise
wird zunächst
eine Lage aus Faservliesmaterial mit relativ groben Fasern auf das Grundgewebe
aufgenadelt. Sodann werden eine oder mehrere Schichten von Faservliesmaterial
mit feineren Fasern über
die Schichten aus gröberen
Fasern aufgebracht. Schliesslich erhält man ein Pressengewebe mit
einer hohen Durchlässigkeit
für Luft und
Wasser wegen der groben Fasern in den inneren Vliesschichten, und
eine glatte obere Arbeitsfläche, die
unter Druck sehr gleichförmig
ist, weil sie auf der Oberfläche
feine Fasern aufweist.
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Das
Dokument
WO 03/071030 offenbart
ein geschichtetes Pressengewebe für die Pressenpartie einer Papiermaschine,
mit einer Aussenseite und einer Innenseite, und an der Aussenseite
des Grundgewebes ist eine erste Faservliesschicht angebracht. Sodann überdeckt
ein feines Gewebe diese erste Vliesschicht, und eine zweite Vliesschicht
ist wiederum mit dem Feingewebe verbunden.
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Das
Dokument
US Nr. 2'165'772 beschreibt ein
Grundgewebe mit verseilten Kettfäden
und mit mehreren Schichten aus Wolle, die auf die Unterseite genadelt
sind; das Gewebe besitzt ausserdem noch zwei Schichten, die auf
die obere Fläche
aufgenadelt sind.
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Vorzugsweise
ist die Pressfläche
des Pressengewebes frei von Nadelspuren; dies sind die Zwischenräume oder
die Löcher,
die zurückbleiben, wenn
die mit Widerhaken versehenen Nadeln, die beim Vernadelungsvorgang
verwendet werden, durch die Oberfläche hindurchgedrungen sind.
Um die Nadelspuren von der Oberfläche des Pressengewebes zu entfernen,
ist es üblich,
die Vernadelung von der anderen Seite her vorzunehmen, so dass die Nadeln
die Fasern des Vlieses im Inneren des Pressengewebes nach aussen
drücken,
und dabei werden die Nadelspuren gefüllt und die Oberfläche des Pressengewebes
wird glatt. Leider drückt
dieses umgekehrte Nadeln bei einem Pressengewebe mit einer geschichteten
Vliesstruktur gröbere
Fasern vom Inneren des Pressengewebes in die Oberfläche. Dies verschlechtert
die gute Druckverteilung, die sonst durch die feine Oberflächenschicht
gewährleistet wird,
da grobe Fasern bis zur Oberfläche
gelangen, und es wird schwierig, ein geschichtetes Pressengewebe
zu erhalten, welches frei von Nadelspuren ist.
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Weiterhin
sind die Tücher
auf der Papiermaschine einer Abnutzung ausgesetzt und müssen aufgrund
der normalen Abnutzung von Zeit zu Zeit ersetzt werden. Bei geschichteten
Pressengeweben wird zunächst
die Oberfläche
des Gewebes abgerieben, wodurch die darunterliegenden Schichten
und Strukturen des Gewebes offenliegen. Eine solche Abnutzung der
Oberfläche
ergibt oft eine Verminderung der Qualität des erzeugten Papiers (beispielsweise
kann ein abgenutztes Gewebe Markierungen im Papier hinterlassen).
Daher müssen
die Tücher der
Papiermaschine bei Abnutzung ersetzt werden. Nun ist eine Technik
erforderlich, um diese Abnutzung der Tücher in Papiermaschinen ermitteln
zu können,
einschliesslich von geschichteten Pressengeweben, so dass die Gewebe
zum richtigen Zeitpunkt ersetzt werden können.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Lösung dieser Probleme des Standes
der Technik.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäss betrifft
die vorliegende Erfindung ein mehrschichtiges Pressengewebe für die Pressenpartie
einer Papiermaschine mit einem passiven Detektorsystem zur Ermittlung
von Abnutzung des Pressengewebes. Die untere Schicht bzw. die Schichten
des mehrschichtigen Pressengewebes, die nicht in der Oberfläche liegen,
werden unter Verwendung von gefärbten
Stapelfasern in den Mattenlagen hergestellt. Wenn die Oberfläche des
Gewebes während
des Gebrauchs abgenutzt und abgetragen wird, kann das gefärbte Vliesmaterial
hervortreten und sichtbar werden, weil es an der Oberfläche erscheint.
Diese visuelle Anzeige ermöglicht
es dem Benut zer leicht, den richtigen Zeitpunkt zu bestimmen, zu
dem er das Pressengewebe ersetzen muss.
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Das
vorliegende mehrschichtige Pressengewebe enthält eine untere Trägerstruktur,
die in Form einer Endlosschleife vorliegt und eine Aussenseite und
eine Innenseite aufweist. Eine erste Mattenlage aus Stapelfasern
ist an der Aussenseite der unteren Trägerstruktur befestigt. Die
erste Mattenlage besteht aus vielen ersten Stapelfasern, die gefärbt sind, um
sichtbar zu werden, wenn die Mattenlage frei liegt.
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Ein
Feingewebe ist auf der Aussenseite der unteren Trägerstruktur über die
erste Mattenlage aus Stapelfasern gelegt, und eine zweite Lage aus
einer Stapelfasermatte ist am Feingewebe angebracht. Die zweite
Stapelfasermatte besteht aus sehr vielen zweiten Stapelfasern, die
feiner sind als die ersten Stapelfasern, d. h. dass sie einen kleineren
Durchmesser oder einen niedrigeren Titer aufweisen. Weiterhin ist
diese zweite Stapelfasermatte nicht gefärbt oder trägt eine solche Färbung, die
von derjenigen der ersten Stapelfasern verschieden ist.
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Die
erste Stapelfasermatte ist im allgemeinen an der Aussenseite der
unteren Trägerstruktur durch
Nadeln befestigt. Auf ähnliche
Weise ist im allgemeinen die zweite Stapelfasermatte an dem Feingewebe
angebracht. Es lässt
sich nicht vermeiden, dass auf der Oberfläche der zweiten Stapelfasermatte
am Ende des Nadelungsprozesses noch Nadelspuren verbleiben. Die
Anzahl und die Grösse
dieser Nadelspuren kann dadurch vermindert werden, dass die Vernadelung
von der Innenseite des Trägergewebes
her ausgeführt
wird. Bei der vorliegenden Erfindung verhindert das Feingewebe,
dessen Öffnungen in
keiner Richtung grösser
als 0,50 mm sind, den Durchgang der gröberen ersten Stapelfasern durch das Feingewebe
bis zur Oberfläche
des Pressengewebes, die in Berührung
mit der Papierbahn kommt.
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Nun
soll die vorliegende Erfindung näher
beschrieben werden, wobei oft Bezug auf die nachstehend aufgezählten Figuren
genommen wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
in perspektivischer Darstellung schematisch das mehrschichtige Pressengewebe der
vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine analoge Ansicht einer zweiten Ausführungsform; und
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3 zeigt
einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in 1.
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EINZELBESCHREIBUNG BEVORZUGTER
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
wird nun auf diese Figuren Bezug genommen. 1 zeigt
schematisch in perspektivischer Ansicht ein Pressengewebe 10 der
vorliegenden Erfindung. Das Pressengewebe 10 entspricht
der Ausführungsform,
bei der das Gewebe auf der Maschine verbunden wird und erst dann
die Form einer Endlosschleife annimmt, wenn die beiden Enden 12 und 14 an
der Verbindungsstelle 16 miteinander verbunden wurden.
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Bei
einer anderen Ausführungsform,
die als schematische perspektivische Ansicht in 2 dargestellt
ist, besitzt das Pressengewebe 20 keine Naht und liegt
bereits von Anfang an in Form einer Endlosschleife vor.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 in 1. Dabei
weist das Pressengewebe 10 ein Grundgewebe 30 auf.
Im allgemeinen ist das Grundgewebe 30 ein gewebtes oder
nicht gewebtes Textilgebilde oder stellt nicht gewebte Anordnungen
von Garnen dar, die in Maschinenrichtung oder in Querrichtung orientiert
sind, weiterhin Gestricke oder Geflechte von Garnen, deren Typen
bei der Herstellung von Tüchern
für Papiermaschinen
verwendet werden, beispielsweise Monofilamente, mehrfädige Monofilamente
und/oder Multifilamente, die aus Polymerharzen extrudiert sind.
Als Polymerharze für
diesen Zweck können
solche aus der Familie der Polyamine, Polyester, Polyurethane, Polyaramide
und Polyolefine Verwendung finden.
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Das
Grundgewebe
30 kann aber auch aus Maschennetzen bestehen,
beispielsweise denjenigen, die in der
US-Patentschrift
Nr. 4'427'734 (Johnson)
beschrieben sind. Auch ist es möglich,
das Grundgewebe
30 durch schraubenförmige Windungen eines Textilmaterials
herzustellen, nämlich
Geweben, nicht gewebten Textilien, Gestricken, Geflechten oder Maschennetzen
nach den Verfahren der
US-Patentschrift
Nr. 5'360'656 (Rexfelt
u. a.). Das Grundgewebe
30 kann demgemäss aus einem schraubenförmig aufgewickelten
Streifen bestehen, bei dem jede Windung mit der nächsten Windung kontinuierlich
versäumt
ist, wodurch das Grundgewebe
30 in Längsrichtung endlos wird.
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Das
Grundgewebe 30 kann endlos oder, wie es in 3 gezeigt
ist, auf der Maschine verbindbar sein. Wie dargestellt, ist das
Grundgewebe 30 doppelschichtig aus Monofilamentgarnen gewebt.
Die Garne 32, die in Maschinenrichtung verlaufen und die Kettgarne
des auf der Maschine verbindbaren Grundgewebes 30 bilden,
sind mit Verbindungsschleifen 34 versehen, die jeweils
ineinander eingeschoben werden können,
und dadurch entsteht ein Durchgang, in den ein Verbindungsstift 36 eingeschoben
wird. Dadurch werden die beiden Enden des Grundgewebes 30 miteinander
vereinigt, und das Gewebe nimmt die Form einer Endlosschleife an.
Die Garne 38 in Querrichtung, welche beim Weben des Grundgewebes 30 die
Schussgarne bilden, sind wie die Garne 32 in Maschinenrichtung
als Monofilamentgarne dargestellt.
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Eine
oder mehrere Schichten einer Stapelfasermatte 40 sind auf
die Aussenseite des Grundgewebes 30 aufgelegt, gegebenenfalls
auch auf die Innenseite, und die Fasern dieser Stapelfasermatte werden
durch Vernadeln in das Grundgewebe 30 eingetrieben. Diese
Verbindung wird so ausgeführt, dass
eine Schicht der Stapelfasermatte 40 an der Aussenseite
und gegebenenfalls auch an der Innenseite des Grundgewebes 30 verbleibt.
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Ein
Feingewebe 44 ist sodann an der Aussenseite des Grundgewebes 30 auf
die Schicht der Stapelfasermatte 40 aufgelegt. Das Feingewebe 44 kann
gewebt oder nicht gewebt sein, kann endlos sein, eben gewebt oder
als Schraubenwindungen auf die Stapelfasermatte 40 aufgebracht
sein. Wie in 3 gezeigt ist, besteht das Feingewebe 44 aus
einer einzigen Gewebeschicht, beispielsweise als Gewebe in Leinwandbindung
aus Garnen 46 in Maschinenrichtung und Garnen 48 in
Querrichtung, wobei beide Garne Monofilamentgarne sein können. Es können natürlich beim
Weben des Feingewebes 44 auch andere Garne als Monofilamentgarne
eingesetzt werden. Die beiden Garne 46 und 48 und
die Gitterstruktur, die vom Gewebe des Feingewebes 44 gebildet
wird, sind feiner als diejenigen des Grundgewebes 30.
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Das
Feingewebe 44 kann wie das Grundgewebe 30 ein
gewebtes oder nicht gewebtes Textilmaterial sein oder nicht gewebte
Anordnungen von Garnen, die in MD oder CD angeordnet sind, gestrickte oder
geflochtene Strukturen von Garnen der Sor ten, die bei der Herstellung
von Papiermaschinentüchern eingesetzt
werden, beispielsweise Monofilamentgarne, mehrfädige Monofilamentgarne und/oder
Multifilamentgarne, die aus Polymerharzen extrudiert sind. Harze
aus der Familie der Polyamide, Polyester, Polyurethane, Polyaramide
und Polyolefine können
für diesen
Zweck verwendet werden.
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Das
Feingewebe
44 kann aber auch aus Netzgewebestrukturen bestehen,
wie denjenigen, die in der
US-Patentschrift
Nr. 4'427'734 (Johnson)
beschrieben sind. Das Feingewebe
44 lässt sich auch dadurch erzeugen,
dass ein Streifen aus einem gewebten, nicht gewebten, gestrickten,
geflochtenen oder netzförmigen
Material schraubenförmig
aufgewickelt wird, und zwar nach den Verfahren der
US-Patentschrift Nr. 5'360'656 (Rexfelt
u. a.). Das Feingewebe
44 besteht in diesem Falle aus einem schraubenförmig aufgewickelten
Streifen, wobei jede Wicklung durch einen kontinuierlichen Saum
mit der nächsten
Wicklung verbunden ist, und das Feingewebe
44 ist in Längsrichtung
ein endloses Gebilde.
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Wenn
das Feingewebe
44 endlos ist, kann es wie eine Hülse oder
ein Strumpf über
die Stapelfasermatte
40 gezogen werden. Wenn andererseits ein
endloses Feingewebe
44 oder ein solches, welches gemäss der Offenbarung
der
US-Patentschrift Nr. 5'360'656 in
Schraubenwindungen auf die Stapelfasermatte
40 aufgebracht
ist, und wenn das Grundgewebe
30 wie in
3 erst
auf der Maschine zusammengesetzt wird, ist es schliesslich erforderlich, das
Feingewebe
44 in der Nähe
der Verbindung durch die Verbindungsschleifen
34 und den
Verbindungsstift
36 quer aufzuschneiden, damit das Pressengewebe
10 auf
einer Papiermaschine eingerichtet werden kann, wobei diese ganze
Prozedur dem Fachmann bekannt ist.
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Auf
jeden Fall trägt
das Feingewebe 44 diese Bezeichnung, weil seine Bildungsgarne
und/oder das Netzmaterial feiner sind als diejenigen des Grundgewebes 30,
und sie weisen einen kleineren Durchmesser oder einen niedrigeren
Titer (in denier) auf, und das vom Gewebe gebildete Gitter ist feiner
als dasjenige des Grundgewebes 30. Als Beispiel kann das Feingewebe 44 Öffnungen
aufweisen, die in sämtlichen
Richtungen nicht grösser
sind als 0,50 mm.
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Schliesslich
werden eine oder mehrere Schichten einer Stapelfasermatte 50 auf
der Aussenseite des Feingewebes 44 befestigt, und Fasern,
die diese Matte bilden, werden durch Vernadeln in das Innere des
Feingewebes 44 getrieben, wo sie als Wirrvlies festgehalten
werden. Die Befestigung geschieht derart, dass eine Schicht der
Stapelfasermatte 50 an der Aussenseite des Feingewebes 44 verbleibt.
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Die
Stapelfasermatte 40 und andere Stapelfasermatten 50 können aus
Stapelfasern bestehen, die aus beliebigen Polymerharzen hergestellt
sind und üblicherweise
zur Herstellung von Papiermaschinentüchern verwendet werden, bestehen
jedoch vorzugsweise aus einem Polyamidharz. Die Stapelfasern der
Stapelfasermatte 50 können
eine geringere Querschnittsgrösse
oder einen geringeren Durchmesser bzw. Titer aufweisen als die Stapelfasern
der Stapelfasermatte 40. Beispielsweise haben die Stapelfasern
der Stapelfasermatte 50 einen Titer von 6 denier, während die
Stapelfasern der Stapelfasermatte 40 einen solchen von
24 denier aufweisen.
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Im
Gegensatz zu den mehrschichtigen Pressengeweben des Standes der
Technik sind die feinen Fasern der Stapelfasermatte 50 von
den relativ gröberen
Fasern der Stapelfasermatte 40 durch das Feingewebe 44 voneinander
getrennt. Dabei begrenzt das Feingewebe 44 die Menge der
feinen Fasern der Stapelfasermatte 50, die während der
Vernadelung der Stapelfasermatte 50 durch das Feingewebe 44 in
die Stapelfasermatte 40 und das Grundgewebe 30 übertreten.
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Wenn
das Pressengewebe 10 von der Rückseite her vernadelt wird,
verhindert die feine Struktur des Feingewebes 44 nach dem
Anbringen dieser Stapelfasermatte 50 auf der Vorderseite
den Übertritt der
relativ gröberen
Stapelfasern der Stapelfasermatte 40 in die Stapelfasermatte 50.
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Bei
den mehrschichtigen Pressengeweben des Standes der Technik kann
der Anteil der feinen Fasern in der Matte aus feinen Fasern nach
dem Nadeln etwa 75% betragen, während
in der Fasermatte mit den groben Fasern deren Anteil ebenfalls 75% sein
kann, wobei die übrigen
25% der Fasern in den beiden Fasermatten jeweils solche der anderen
Natur sind, da sie durch das Vernadeln in diese Schichten eingebracht
worden sind. Ausserdem besteht an der Grenzfläche zwischen den feinen und
den gröberen
Fasergebilden ein Zwischengebiet, in dem sich eine Mischung von
feinen und groben Fasern befindet. Die vorliegende Erfindung erlaubt
die Verhinderung oder zumindest eine fast vollständige Verminderung dieses Vermischens.
Daraus ergibt sich, dass keine oder fast keine groben Fasern aus
der Stapelfasermatte 40 auf der Oberfläche des Pressengewebes 10 erscheinen.
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Ausserdem
rüstet
das Feingewebe 44 das Pressengewebe 10 mit einer
zusätzlichen
Widerstandsfähigkeit
gegen Zusammenpressen aus, wobei die Wasseraufnahme nur minimal
beeinträchtigt wird.
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Unter
den Vorteilen des vorliegenden mehrschichtigen Pressengewebes 10 seien
dessen überlegene
Eigenschaften einer glatten Oberfläche hervorgehoben, die durch
die homogene Schicht der Stapelfasermatte auf der Oberseite herrührt. Diese Oberflächenschicht
verleiht wiederum der nassen Pa pierbahn eine glattere Oberfläche, wenn
sie im Pressenspalt mit dem Pressengewebe zusammenkommt.
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Das
vorliegende mehrschichtige Pressengewebe 10 verursacht
wegen der homogenen Schicht der feinen Fasermatte nur eine minimale
Rückbefeuchtung;
diese gibt im Vergleich zu den Pressengeweben des Standes der Technik
am Ausgang des Walzenspaltes nur wenig Wasser an die Papierbahn ab.
Dieselbe Gleichförmigkeit
der Oberfläche
des Pressengewebes bringt den Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn
nach dem Austritt aus dem Walzenspalt auf ein Minimum. Weiterhin
bewirkt die feine, homogene und glatte Oberfläche der oberen Fasermatte, dass
das Pressengewebe 10 bei seiner Annäherung an den Pressenspalt
weniger anfällig
auf die Ausbildung von Bögen
und Wellen ist und vermindert ein Markieren der Bahn, da die Oberfläche frei
von Nadelspuren ist.
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Natürlich ist
das Feingewebe 44 vorzugsweise "fein" genug,
um keine Markierung einer Papierbahn durch die Stapelfasermatte 50 zuzulassen,
die auf die Oberfläche
genadelt ist, und die relativ grobe Stapelfasermatte 40 daran
zu hindern, sich während des
Vernadelungsprozesses mit der relativ feinen Stapelfasermatte 50 zu
vermischen. Weiterhin kann das Feingewebe 44 "fein" genug sein, um den
Durchgang von Fasern 50 zu verhindern und ausserdem einen
ausreichenden Strukturzusammenhalt zu besitzen, um das Vernadelungsverfahren
auszuhalten.
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Ausserdem
kann das Feingewebe 44 eine gewebte oder gestrickte Struktur
darstellen, die unter Verwendung von Garnen (Kette und Schuss) mit Durchmessern
von 0,04 bis 0,50 mm hergestellt wurde. Solche Garne haben die gleichen
oder unterschiedliche Durchmesser bzw. Denier-Titer. Weiterhin können die
Garne als Fäden
aus Polyamiden, Polyurethanen, Polyethylenterephthalat (BET), Polybutylen terephthalat
(PBT), Polyolefinen oder anderen Polymerharzen extrudiert sein,
die vom Fachmann für
diesen Zweck verwendet werden.
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Als
Beispiel kann das Feingewebe 44 mit Polyamid-Kettgarnen
mit einem Durchmesser von 0,25 mm und mit Polyamid-Schussgarnen mit
dem gleichen Durchmesser hergestellt werden und jeweils 18 Fäden pro
cm aufweisen. Solche Gewebe haben Öffnungen, die etwa 0,30 mm
breit und 0,30 mm lang sind und die ausreichend klein sind, um beim
Nadeln den Durchgang von gröberen
Vliesfasern von der Innenseite des Grundgewebes her zu verhindern.
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Gemäss einem
anderen Beispiel kann das Feingewebe 44 aus einem Monofilament-Kettgarn aus
Polyethylen mit einem Durchmesser von 0,19 mm und einem Monofilament-Schussgarn
aus Polyethylen mit einem Durchmesser von 0,25 mm gewebt werden
und zwar mit einer Dichte von 21,4 Kettfäden pro cm und 18 Schussfäden pro
cm. Ein derartiges Gewebe kann Öffnungen
aufweisen, die die Abmessungen von etwa 0,28 auf 0,30 mm besitzen.
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Das
Feingewebe 44 kann aber auch aus geschmolzenen Filmen extrudiert
und perforiert oder unperforiert sein. Im letzteren Falle werden
die Perforationen im Verlauf des Vernadelungsverfahrens angebracht.
Auch können
nicht gewebte oder spinngebundene Materialien verwendet werden.
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Weiter
kann diese mehrschichtige Anordnung dazu verwendet werden, ein passives
Detektorsystem zur Ermittlung von Abnutzungen des Pressengewebes
zu ermöglichen.
Die inneren Schichten des mehrschichtigen Gewebes, die nicht in
der Oberfläche
liegen, können
unter Verwendung von gefärbtem
Vliesmaterial erzeugt werden. Wenn die Oberfläche des Gewebes infolge Abnutzung
abgetragen wird, zeigt sich das da runterliegende gefärbte Faservlies
und schafft so eine visuelle Anzeige der Abnutzung. Beispielsweise
kann das mehrschichtige Pressengewebe, das in 3 dargestellt
ist, aus einem weissen Grundgewebe 30, einem blau gefärbten Faservlies
aus groben Stapelfasern 40, einem rot gefärbten feinen
Gewebe 44 und einer weissen Stapelfasermatte 50 als
Oberflächenschicht
hergestellt werden. Bei der Verwendung wird zunächst die weisse Oberflächenschicht 50 abgetragen,
und es erscheint dann das darunterliegende rote Feingewebe 44 und/oder
die blaue Faservliesmatte 40 mit groben Fasern. Diese visuelle
Anzeige gibt dem Benutzer einen Hinweis, wie er ohne weiteres den
richtigen Zeitpunkt zum Ersatz dieses Pressengewebes bestimmen kann.
Die visuelle Anzeige kann in beliebiger Färbung erfolgen (beispielsweise
eine dunkelblaue oder rote Vliesschicht mit einer weissen Oberflächenschicht).
Auch kann als Variante eine Färbung
verwendet werden, die in ultraviolettem Licht sichtbar ist, so dass
das Gewebe stets weiss erscheint, wobei aber schwarzes Licht die
Abnutzung leicht entdecken kann.
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Abänderungen
des oben beschriebenen Erfindungsgegenstandes sind dem Fachmann
zugänglich,
wobei aber die so abgeänderte
Erfindung nicht aus dem Rahmen der anhängenden Patentansprüchen fällt.