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Diese Erfindung betrifft Gewebe, die für die Verwendung bei
der Herstellung von Papier und ähnlichen Produkten gedacht
sind und in welchen hohle Monofilamente wenigstens einen
Teil der Schußfäden ersetzen, die auch als Fäden in
Maschinenquerrichtung bekannt sind. Die Erfindung ist insbesondere
anwendbar auf Papiermaschinentrocknergewebe.
Beschreibung des Standes der Technik
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Die Hauptfunktion eines Trocknergewebes besteht darin, die
Papierbahn in Kontakt mit den erwärmten Oberflächen der
Trocknerzylinder zu halten. Dies erhöht die Effizienz des
Wärmetransfers und verbessert die Flachheit des Papiers.
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Eine wichtige Eigenschaft von Trocknergeweben, die für die
Verwendung in modernen
Hochgeschwindigkeitspapierherstellungsmaschinen gedacht sind, ist niedrige Permeabilität für
Luftströmung Trocknergewebe müssen geringe
Luftpermeabilitäten aufweisen, um Bahnflattern und schließlich Bruch der
Bahn zu verhindern (wie dokumentiert von Race, Wheeldon, et
al, in TAPPI, Bd. 51, Nr. 7, Juli 1968). Als niedrige
Luftpermeabilitätswerte können solche betrachtet werden, die im
Bereich von 127 cm³/cm².s (250 ft³/min/ft²) oder darunter
liegen. Es ist auch wünschenswert, daß die Luftpermeabilität
des Gewebes sowohl im ganzen Gewebe selbst als auch während
dessen ganzer Betriebslebensdauer konstant ist.
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Es ist schwierig, niedrige Luftpermeabilitäten in gewebtem
Trocknergewebe zu erhalten, wenn dichte oder massive
Monofilamente als die Schußfäden verwendet werden. Hersteller
von Trocknergewebe sind somit traditionellerweise darauf
ausgewichen, gesponnene Garne, Multifilamentgarne oder
einstufig verzwirnte Monofilamente zu verwenden, um niedrige
Luftpermeabilitäten in herkömmlichen Trocknergewebedesigns
zu erhalten. Diese Garntypen machen es jedoch schwierig, die
Gewebeluftpermeabilität während der Herstellung genau zu
steuern. Sie gestatten es außerdem Fremdmaterial, im Gewebe
eingefangen zu werden, was die Luftpermeabilität des Gewebes
während seiner ganzen Lebensdauer auf der
Papierherstellungsmaschine verändert. Eingefangene Verunreinigungen sind
üblicherweise ungleichmäßig im Gewebe verteilt und verursachen
ein ungleichmäßiges Trocknen der Papierbahn. Die Verwendung
von gesponnenen Garnen, Multifilamentgarnen oder einstufig
verzwirnten Monofilamenten in Trocknergeweben reduziert auch
die Effizienz, mit der Wasser aus der Papierbahn verdunstet,
da Wasser dazu neigt, zu kondensieren und innerhalb
derartiger Garne zurückgehalten zu werden.
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Ein anderes Verfahren zur Verringerung der
Gewebeluftpermeabilität besteht darin, Fäden in Maschinenrichtung zu
verwenden, die einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt
aufweisen. Ein derartiges Verfahren wird offenbart von
Buchanan et al. in US 4 290 209. Dieses Patent offenbart auch
die Verwendung geformter oder hohler Monofilamente als
Schußfäden, um die Trocknergewebeluftpermeabilität weiter zu
reduzieren. Jedoch lehrt sie nicht die kritischen physikalischen
Parameter, die für die hohlen Monofilamente erforderlich
sind, wie beispielsweise Fadendurchmesser oder Dichtheit der
Querschnittsfläche. Keine Daten sind offenbart hinsichtlich
der Effektivität von hohlen Monofilamentschußfäden beim
Reduzieren der Gewebeluftpermeabilität.
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Goetemann, et al. in US 4 251 588 lehren die Verwendung
hohler Monofilamente, um die Abmessungsstabilität und
Dauerbiegefestigkeit bzw. Ermüdungsbeständigkeit in der
Papiermaschinenbekleidung zu verbessern. Der offenbarte Bereich von
Leerraumbruchteilen in der Garnquerschnittsfläche liegt zwischen
0,03 und 0,15 (3% und 15%), oder in einem Bereich von
Dichtheiten
zwischen 97% und 85%. Dichtheiten von weniger als 85%
wurden nicht empfohlen, da derartige Monofilamente sich von
einem kreisförmigen Querschnitt zu einem leerraumfreien
Filament verflachen würden. Goetemann et al. lehren auch, daß
herkömmliche Techniken verwendet werden können, um diese
hohlen Monofilamente zu Papierherstellungsgewebe zu weben,
ohne diese zusammenfallen zu lassen. Nicht berücksichtigt
werden irgendwelche Beziehungen zwischen dem
Fadendurchmesser des hohlen Monofilaments, seiner Dichtheit und dem Raum,
der innerhalb der gewebten Struktur zur Verfügung steht, um
die Garne aufzunehmen. Die Verwendung dieser hohlen
Monofilamente für den Zweck des Reduzierens der
Gewebeluftpermeabilität wird nicht gelehrt.
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Es ist auch schwierig, geringe Gewebeluftpermeabilitäten in
Spiralgeweben zu erhalten. Diese Gewebe sind zusammengesetzt
aus einer Vielzahl von schraubenförmigen Wickeln, die
miteinander vermascht und miteinander verbunden sind, und zwar in
einer angelenkten Beziehung durch Gelenkgarne, im
wesentlichen wie von Kerber in DE 24 19 751, Leuvelink in
US 4 345 730 und Dawes in US 4 481 079 beschrieben. Die
Luftpermeabilität dieser Gewebe wird typischerweise geändert
durch Einfügen eines geformten dichten Monofilaments in den
Raum innerhalb der schraubenförmigen Wickel und zwischen den
Gelenkgarnen. Die Querschnittsform des eingefügten
Monofilaments wird so bestimmt, daß es wirksam den Raum zwischen den
Gelenkgarnen füllt, wodurch die Luftpermeabilität des
Gewebes herabgesetzt wird. Üblicherweise verwendete Formen
umfassen: Ellipsen, Rechtecke, Trapeze, ein "D" oder einen
"Hundeknochen". Es ist auch bekannt, derartige Garne längs
ihrer Länge zu perforieren, um das Steuern der
Luftpermeabilität weiter zu unterstützen, wie von Gauthier in
US 4 567 077 gelehrt. Jedoch ist ein Nachteil der Verwendung
geformter Monofilamente in Spiralgeweben, daß sie nicht
wirksam an Ort und Stelle festgehalten werden und dazu neigen,
während des Trockenbetriebs auf der
Papierherstellungsmaschine herauszufallen.
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Ein Kettelgewebe mit einer Vielzahl von schraubenförmigen
Wickeln, die Seite an Seite angeordnet sind, ist in der
GB-A-2 216 914 offenbart, in der ein hohles elastomeres Garn
innerhalb der schraubenförmigen Wickel angeordnet ist, wobei
die Querschnittsabmessung des Garns in einer gegebenen
Richtung und in seinem entspannten Zustand gleich oder größer
als die entsprechende Abmessung des Raumes ist, in welchem
das Garn in dieser Richtung angeordnet ist. Jedoch wird in
dieser Schrift nicht die Dichtheit der Querschnittsfläche
der Monofilamente berücksichtigt.
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Der Vollständigkeit halber werden die Druckschriften
EP-A-0 036 527, US 4 632 716 und DE-U-87 06 893 als
technologischer Hintergrund angeführt.
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Das vorherrschende Material, das bei der Herstellung von
Trocknergewebe verwendet wird, ist Polyethylenterephthalat
(PET), das stabilisiert worden ist, um seine Rate
hydrolytischer Verschlechterung zu reduzieren. Jedoch werden in den
rauhesten Trocknerabschnitten, wo hohe Temperaturen (größer
als 150ºC) auftreten, andere, teurere Polymere üblicherweise
verwendet. Derartige Polymere umfassen: Mischungen von
Polyphenylensulfit (PPS), wie offenbart von Baker et al. in
US 4 755 420 und Polyetheretherketon (PEEK), wie offenbart
von DiTullio in US 4 359 501 und Searfass in US 4 820 571.
Während sie hinsichtlich Hydrolysewiderstand PET in hohem
Maß überlegen sind, schränken ihre höheren Kosten ihren
Gebrauch aufgrund ökonomischer Erwägungen ein.
Zusammenfassung der Erfindung
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Diese Erfindung strebt danach, die vorstehend erwähnten
Defizite des Standes der Technik dadurch zu überwinden, daß ein
thermofixiertes Gewebe für Papierhersteller für die
Verwendung in Papiermaschinen oder ähnlichen Maschinen vorgesehen
wird, das die in Anspruch 1 dargelegten Merkmale aufweist.
Infolge dieser Merkmale weisen die hohlen thermoplastischen
Monofilamente einen Durchmesser derart auf, daß sie im
Schußfadendurchgang verformt werden, um im gewebten Gewebe
während der Thermofixierung gefüllt zu werden.
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Diese Erfindung schafft weiter ein thermofixiertes Gewebe
gemäß Anspruch 1, welches gewebt ist.
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Diese Erfindung schafft weiter ein thermofixiertes
Spiralgewebe für die Verwendung in Papierherstellungs- und
ähnlichen Maschinen mit einer Vielzahl von schraubenförmigen
Wickeln, die durch Gelenkgarne miteinander verbunden sind,
und hohlen Monofilamentschußfäden mit einer Dichtheit in
ihrer unverformten Querschnittsfläche von etwa 50% bis etwa
80%, die sich innerhalb der schraubenförmigen Wickel und
zwischen den Gelenkgarnen befinden, worin der Durchmesser der
hohlen Monofilamente größer als die innere Länge der
Nebenachse der schraubenförmigen Wickel im thermofixierten Gewebe
ist, und worin weiter die hohlen Monofilamente durch die
schraubenförmigen Wickel infolge der Thermofixierung des
Gewebes verformt sind.
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In entweder einem gewebten oder einem Spiralgewebe gemäß
dieser Erfindung weisen die hohlen Monofilamente im allgemeinen
einen Außendurchmesser im Bereich von etwa 0,25 mm bis
2,1 mm auf.
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Für die Zwecke der vorliegenden Anwendung werden die
folgenden Eegriffe für die Verwendung hierin definiert, wie
gezeigt:
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Thermofixierung: Prozesse, wie sie Fachleuten bekannt sind,
wodurch eine Gewebestruktur unter den
Bedingungen erhöhter Temperatur und Spannung
stabilisiert wird;
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Perimeter des
Schußfadendurchgangs: Der Perimeter der Projektion des
Durchgangs, in welchen ein Schußgarn zu
plazieren ist, auf eine Ebene senkrecht
zur Schußrichtung. Verständlicherweise
weist ein derartiger Durchgang keinen
konstanten oder kontinuierlichen
Querschnitt im Raum entlang der Länge des
Schußfadens auf, und daher wird das
hohle Monofilament nicht gleichförmig
entlang seiner Länge an jedem
Kettenschnittpunkt gequetscht;
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Dichtheit: Der Prozentsatz dichten Materials, das an
irgendeinem Querschnitt des unverformten hohlen
Monofilaments vor der Thermofixierung vorhanden ist,
und zwar relativ zur Gesamtquerschnittsfläche
des Monofilaments, die von seinem Umfang an
diesem Querschnitt umschlossen ist; und
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Schußfaden: Fäden in Maschinenquerrichtung eines gewebten
Gewebes oder Fäden, die in die Schrauben und
zwischen die Gelenkgarne eines Spiralgewebes
eingefügt worden sind.
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Wenn es nicht anders angegeben ist, dann wird bei allen
nachstehend vorgenommenen Bezügen auf den Durchmesser der hohlen
Monofilamente dieser Erfindung angenommen, daß diese
Monofilamente nicht auf irgendeine Art und Weise durch
Thermofixierung verformt worden sind.
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Die Dichtheit der hohlen Monofilamente, die für die
Verwendung in den Papiermaschinengeweben dieser Erfindung gedacht
sind, ist kritisch. Wir haben herausgefunden, daß der
nützliche Bereich von Dichtheiten zwischen etwa 50% und etwa 80%
liegt, wobei zwischen etwa 55% und etwa 78% vorzuziehen und
zwischen etwa 60% und 75% am bevorzugsten ist. Wir haben
experimentell bestimmt, daß Dichtheiten innerhalb dieses
Bereiches diese Monofilamente mit angemessener
Verformungsfähigkeit versehen, ein kritischer Faktor beim Herabsetzen
der Luftpermeabilität eines Gewebes. Wenn die Dichtheit zu
niedrig ist, können die hohlen Monofilamente brechen oder
sich übermäßig verformen oder während des Webens zerstört
werden. Wenn die Dichtheit der hohlen Monofilamente zu hoch
ist, tritt unangemessene Verformung auf, und die
resultierende Reduzierung in der Gewebeluftpermeabilität wird nicht
signifikant sein. Dieser Dichtheitsbereich versieht die
Monofilamente auch mit ausreichender mechanischer Dichtheit,
um den Härten der Geweberzeugung, der Thermofixierung, des
Nähens, des Zusammensetzens und der nachfolgenden Verwendung
in der Papiermaschine zu widerstehen.
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Die Bemessung dieser hohlen Monofilamente ist ein wichtiges
Merkmal dieser Erfindung. Wir haben entdeckt, daß die
Wirksamkeit der hohlen Monofilamente am größten ist, wenn ihr
Außenumfang vor der Thermofixierung größer oder gleich dem
Perimeter des Schußdurchgangs ist, der von ihnen nach der
Thermofixierung in einem gewebten Gewebe einzunehmen ist.
Wenn ihr Umfang kleiner als dieser Wert ist, dann kann die
Luftpermeabilität lediglich durch Erhöhen der
Schußfadenzählung
(Anzahl von Schußfäden pro Einheitslänge) des
Gewebes reduziert werden. Dadurch werden die Perimeter der
Schußdurchgänge im Stoff reduziert, wodurch den hohlen
Monofilamenten gestattet wird, nun den Raum zwischen den Kettgarnen
auszufüllen.
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Wir haben herausgefunden, daß für gegenwärtig erhältliche
Gewebe der nützliche Umfang der hohlen Monofilamente dieser
Erfindung für die Verwendung in gewebten Geweben
Durchmessern von etwa 0,25 mm bis etwa 1,2 mm entspricht. Hohle
Monofilamente, deren Umfang Durchmessern von etwa 0,50 mm bis
etwa 2,1 mm entspricht, sind in Spiralgeweben von Nutzen.
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Der äußere Durchmesser eines hohlen Monofilaments, das den
Perimeter des zur Verfügung stehenden Raumes in einem
thermofixierten Gewebe vollständig ausfüllt, wird abgeschätzt
durch Berechnung des Perimeters der auszufüllenden Form und
durch Gleichsetzen dieses Wertes mit dem äußeren Umfangs des
hohlen Monofilaments, damit seinem Außendurchmesser, und
zwar unter Verwendung der Beziehung:
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C = πd. [Gleichung 1]
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wobei C = Umfang und d = Durchmesser.
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Wenn der Umfang des hohlen Monofilaments so ausgewählt wird,
daß er größer oder gleich dem Perimeter des
Schußfadendurchgangs im thermofixierten Gewebe ist, sollte die maximale
Dichtheit des hohlen Monofilaments, die die Geometrie des
Gewebes nicht ändert, dann bestimmt sein. Erhöhen der
Dichtheit über dieses Maximum hinaus erhöht im allgemeinen die
Gewebedicke, was wiederum die Luftpermeabilität erhöht.
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Wenn der äußere Durchmesser des Monofilaments unter
Verwendung von Gleichung 1 berechnet wird und gleich dem Perimeter
der auszufüllenden Fläche ist, dann kann die maximale
Dichtheit berechnet werden unter der Annahme, daß das gesamte
dichte Material des runden hohlen Monofilaments entweder
elastisch oder plastisch während des Webens und Thermofixierens
verformt wird, bis der Leerraum des hohlen Monofilaments
vollständig verbraucht ist. Die folgenden Berechnungen
erfolgen unter der Annahme, daß das Material inkompressibel ist,
und daß das Gewebe thermofixiert ist, es sei denn, es ist
anders angegeben.
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Wenn der Perimeter des Schußfadendurchgangs, der auszufüllen
ist, beispielsweise eine Quadrat ist, dessen Seiten eine
Länge a aufweisen, dann ist der Perimeter C des Quadrats:
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C = 4a [Gleichung 2]
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Unter der Annahme, daß der Umfang des hohlen Monofilaments
gleich diesem Perimeter ist, folgt aus Gleichung 1 dann:
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C = 4a = πd. [Gleichung 3]
-
Auflösen nach d ergibt
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d = (4/π)a. [Gleichung 4]
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Dies ist der minimale Durchmesser eines hohlen
Monofilaments, welches den zur Verfügung stehenden Raum ausfüllt.
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Die Dichtheit ist definiert als:
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S = AS/AT) x 100, [Gleichung 5]
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wobei
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S = Dichtheit des hohlen Monofilaments,
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AS = Querschnittsfläche des hohlen Monofilaments, die von
dichtem Material eingenommen ist, und
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AT = Gesamtquerschnittsfläche, die durch den
Außendurchmesser des hohlen Monofilaments begrenzt ist.
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AS kann die auszufüllende Querschnittsfläche nicht
überschreiten, so daß die maximale AS gleich der auszufüllenden
Querschnittsfläche ist, wenn das hohle Monofilament
vollständig zu einem leerraumfreien Filament verformt ist; daher
gilt:
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AS = a², [Gleichung 6]
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und die Gesamtquerschnittsfläche des hohlen Monofilaments
ist
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AT = (π/4)d². [Gleichung 7]
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Einsetzen und Auflösen nach der Dichtheit S ergibt:
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S = [a²/(π/4)d²] x 100 [Gleichung 8]
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Einsetzen von d aus Gleichung 4 ergibt:
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S = {[(π/4)d]²/[(π/4d²]} x 100
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S = (π/4) x 100
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S 78,5%
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Die obige Berechnung demonstriert, daß ein hohles
Monofilament, dessen Dichtheit größer als 78,5% ist, die Geometrie
des Gewebes ändern muß, wenn es auch in seinem
Außendurchmesser so bemessen ist, daß es den Perimeter einer
Quadratöffnung
ausfüllt. Die Verwendung von Kombinationen aus Größe
und Dichtheit hohler Monofilamente, welche die
Gewebegeometrie ändern, wird nicht empfohlen. Diese Berechnungen sind
daher dazu gedacht,
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1) den Benutzer beim Auswählen des optimalen
Außendurchmessers des hohlen Monofilaments für eine besondere
Anwendung anzuleiten, und
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2) die maximale Dichtheit anzuzeigen, die bei diesem
Durchmesser verwendet werden kann, ohne die Geometrie des
Gewebes zu ändern.
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Es ist bekannt, daß Thermofixierung den Perimeter der
Schußfadendurchgänge im Gewebe reduziert, und Fachleute werden
einsehen, daß die Größe dieser Schußfädendurchgänge nach der
Thermofixierung nicht im voraus gemessen werden kann.
Lediglich als Richtwert kann die effektive Größe der hohlen
Monofilamente für die Verwendung im Gewebe dieser Erfindung
abgeschätzt werden, indem der Perimeter der
Schußfadendurchgänge im Gewebe vor der Thermofixierung gemessen wird und
dann die hohlen Monofilamente so bemessen werden, daß ihr
Umfang größer oder gleich dem Perimeter ist. Jedoch muß
darauf acht gegeben werden, sicherzustellen, daß die
Dichtheit der hohlen Monofilamente niedrig genug ist, um die
Geometrie des Gewebes nach der Thermofixierung nicht zu ändern.
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Wir haben experimentell bestimmt, daß die praktische untere
Grenze der Dichtheit dieser hohlen Monofilamente für
Papiermaschinengewebe-Anwendungen etwa 50% beträgt und durch zwei
unerwartete Faktoren gesteuert wird.
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1) Hohle Monofilamente mit Dichtheiten unter 50% neigen eher
dazu, zu verbiegen und zusammenzufallen, als sich zu
verformen und die Form des Perimeters anzunehmen, den sie
einnehmen sollen, wodurch sie unwirksam gemacht werden.
Dies ist besonders dann wahr, wenn der Umfang des
Monofilaments gleich oder größer als der Perimeter des
auszufüllenden Raumes im thermofixierten Gewebe ist.
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2) Hohle Monofilamente mit Dichtheiten unter 50% neigen
dazu, zerdrückt zu werden, und werden leicht in
industriellen Webstühlen beschädigt.
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Die vorliegende Erfindung strebt danach, ein gewebtes
Trocknergewebe für die Verwendung bei der Herstellung von Papier
und ähnlichen Produkten zu schaffen, dessen
Luftpermeabilität sowohl niedrig als auch durchweg gleichförmig konstant
ist. Dieses Ziel wird in der Praxis durch Eingliederung
hohler Monofilamente mit optimalem Fadendurchmesser und
Dichtheit als wenigstens ein Teil der Gewebeschußfäden erzielt.
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Diese Erfindung strebt auch danach, ein Spiralgewebe für die
Verwendung im Trocknerabschnitt von Papierherstellungs- und
ähnlichen Maschinen zu schaffen, dessen Luftpermeabilität
sowohl niedrig als auch durchweg gleichförmig konstant ist.
Dieses Ziel wird in der Praxis dadurch erzielt, daß hohle
Monofilamente in den Räumen zwischen den Gelenkgarnen
innerhalb der schraubenförmigen Wickel dieser Gewebe plaziert
werden, wodurch irgendeine Notwendigkeit zum Vorsehen eines
speziell geformten Monofilaments beseitigt wird. Die
verformbare Natur der hohlen Monofilamente verbessert ihren Halt
innerhalb des Spiralgewebes während seines Betriebs auf der
Papierherstellungsmaschine, wodurch das Auftreten eines
Gewebefehlers aufgrund des Verlustes der dichten Garne des Standes
der Technik reduziert wird, die in diese Räume "gesteckt"
wurden.
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Die Eingliederung von hohlen Monofilamenten in wenigstens
einen Teil der Schußpositionen versieht die neuartigen
Gewebe dieser Erfindung mit den folgenden Vorteilen
gegenüber Geweben des Standes der Technik:
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1) Eine niedrigere Luftpermeabilität kann erzielt und dabei
die Nur-Monofilament-Charakteristik des Gewebes
aufrechterhalten werden, und zwar mit den resultierenden Vorzügen
eines saubereren Betriebs;
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2) weniger Feuchtigkeit wird vom Gewebe getragen;
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3) eine konsistentere und gleichförmigere Luftpermeabilität
wird im Gewebe durchweg geschaffen, da die physikalischen
Charakteristiken hohler Monofilamente von Natur aus
weniger veränderlich sind als die von gesponnenen Garnen,
Mehrfilamentgarnen oder einstufig gezwirnten
Monofilamenten; und
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4) der Halt eines Spiralgewebeschußfadens unter
Betriebsbedingungen von Papierherstellungsmaschinen ist
verbessert.
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Des weiteren erfordern die neuartigen Gewebe dieser
Erfindung hinsichtlich des Gewichts weniger Material zur
Herstellung als vergleichbare Gewebe des Standes der Technik, da
die hohlen Monofilamente weniger Masse pro Einheitslänge
aufweisen als dichte Monofilamente desselben Durchmessers. Ihre
Verwendung ist besonders vorteilhaft, wenn teure Polymere
erforderlich sind.
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Außerdem kann die Webfähigkeit von Papiermaschinengeweben
verbessert werden, indem hohle Monofilamente als wenigstens
ein Teil der Schußgarne eingegliedert werden. Da die hohlen
Monofilamente weniger Masse als vergleichbar bemessene
dichte Monofilamente aufweisen, ist ihre Trägheit niedriger.
Dies reduziert Probleme, die mit der Beschleunigung und
Verzögerung
von Monofilamenten großen Durchmessers auf
Hochgeschwindigkeitswebstühlen verbunden sind, was wiederum
Webdefekte in den Geweben reduziert.
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Die Eingliederung hohler Monofilamente in
Papierherstellungsgeweben, um deren Luftpermeabilität zu reduzieren, ist
sowohl in Mehrschicht- als auch Einzelschichtgewebedesigns
effektiv. Ein Mehrschichtgewebe ist ein Gewebe, in welchem
die Schußfäden in einer Serie von im wesentlichen diskreten
Lagen oder Ebenen innerhalb des Gewebes liegen. Ein
Einzelschichtgewebe ist ein Gewebe, in welchem die Schußfäden in
im wesentlichen einer gemeinsamen Ebene innerhalb des
Gewebes liegen.
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Mehrschichtgewebe, die gemäß den Lehren dieser Erfindung
hergestellt sind, können hohle Monofilamente enthalten, die
selektiv in allen Schichten, ausgewählten Schichten oder in
lediglich einer Schicht eines Gewebes positioniert sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die
Beispiele beschrieben, die durch die begleitenden
Zeichnungen veranschaulicht sind, in welchen:
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Figur 1 eine Schnittansicht eines Nur-Monofilament-
Mehrschichttrocknergewebes des Standes der
Technik ist, in welchem alle Schußfäden
dichte Monofilamente sind,
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Figur 2 eine Schnittansicht eines Gewebes ist, das
zu dem in Figur 1 gezeigten im wesentlichen
identisch ist und in welchem die dichten
Monofilamentschußfäden der Zwischenschicht
durch hohle Monofilamente des Standes der
Technik ersetzt worden sind, deren Dichtheit
etwa 90% beträgt,
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Figur 3 eine Schnittansicht eines Gewebes ist, das
zu dem in Figur 1 gezeigten im wesentlichen
identisch ist und in welchem die dichten
Monofilamentschußfäden der Zwischenschicht
durch hohle Monofilamente ersetzt worden
sind, deren Dichtheit etwa 45% beträgt,
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Figur 4 eine Schnittansicht eines Gewebes ist, das
zu dem in Figur 1 gezeigten im wesentlichen
identisch ist und in welchem die dichten
Monofilamentschußfäden der Zwischenschicht
durch hohle Monofilamentfäden gemäß der
vorliegenden Erfindung ersetzt worden sind,
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Figur 5 eine isometrische Ansicht eines
Einzelschicht-, Nur-Monofilament-Trocknergewebes
ist, in welchem 50% der Schußfäden hohle
Monofilamente gemäß der Erfindung sind,
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Figur 6 ein Querschnitt auf der Linie I-I in Figur 5
ist,
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Figur 7 ein Querschnitt auf der Linie II-II in Figur
5 ist,
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Figur 8 eine Schnittansicht eines Spiralgewebes ist,
in das hohle Monofilamente gemäß der
Erfindung eingefügt worden sind, und
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Figur 9 ein Querschnitt auf Linie III-III von Figur
8 ist.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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In Figur 1 ist diagrammatisch der Aufbau eines
Nur-Monofilament-, 4-Schaft-,
12-Wiederholungs-Mehrschichttrocknergewebes mit einem Design gezeigt, das üblicherweise in der
Papierherstellungsindustrie verwendet wird. Figur 1 zeigt
das Querschnittsaussehen dieses Gewebes im Anschluß an die
Thermofixierung. Es gibt vier aufeinanderfolgende Kettfäden
10, 11, 12 und 13. Die Schußfäden umfassen drei Schichten.
Der Reihe nach, ausgehend von oben in Figur 1, sind diese
Fäden 20, 21, 22, 23 und 24; in der Mitte die Fäden 25, 26,
27 und 28; und unten die Fäden 30, 31, 32, 33 und 34. Die
Zwischenschicht von Schußfäden, die Fäden 25, 26, 27 und 28,
sind dichte Monofilamente mit demselben Durchmesser wie die
anderen Schußfäden, die in das Gewebe eingefügt sind, um die
Reduzierung seiner Luftpermeabilität zu unterstützen. Es ist
bekannt, andere Garne in dieser Zwischenschicht zu
verwenden, wie beispielsweise gesponnene Garne, einstufig
verzwirnte Monofilamente oder Multifilamente.
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Ein typisches Gewebe des Standes der Technik, das mit dem in
Figur 1 gezeigten Aufbau hergestellt ist, weist eine
Luftpermeabilität im Bereich von 152 bis 203 cm³/cm².s (300 - 400
ft³/min/ft²) auf. Die Gewebeluftpermeabilität wird gemessen
unter der Verwendung des Verfahrens und der Berechnungen,
die beschrieben sind in American Society for Testing and
Materials Standard ASTM-D-737-75. Die nachstehend
angegebenen Luftpermeabilitätszahlen wurden gemäß diesem Verfahren
unter Verwendung eines Frazier-Luftpermeometers gemessen.
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Figur 2 zeigt diagrammatisch ein thermofixiertes
Trocknergewebe, dessen Webdesign im wesentlichen identisch zu dem in
Figur 1 gezeigten ist. Dieses Gewebe unterscheidet sich von
dem in Figur 1 gezeigten darin, daß hohle Monofilamente des
Standes der Technik, die eine Dichtheit von etwa 90%
aufweisen
und deren Durchmesser im wesentlichen derselbe wie bei
den dichten Schußfäden ist, anstelle der dichten
Monofilamente in der Zwischenschicht eingefügt worden sind. Das heißt,
die Schußfäden 1, 2, 3 und 4, die sich an derselben Stelle
wie die Schußfäden 25, 26, 27 und 28 in Figur 1 befinden,
sind hohle Monofilamente, wie von Goetmann et al. gelehrt.
Demgemäß zeigt ein durch diese Fäden hoher Dichtheit
vorgenommener Querschnitt, daß sie eine minimale Verformung
durchgemacht haben, wenn sie zu einem Gewebe gewebt und
anschließende thermofixiert worden sind. Die physikalischen
Eigenschaften dieser hohlen Monofilamente des Standes der Technik
sind denjenigen von vergleichbar bemessenen dichten
Monofilamenten so ähnlich, daß die Luftpermeabilität eines Gewebes,
in welches sie eingegliedert sind, im Vergleich zu
beispielsweise einem identischen dichten Gamgewebe, wie es
beispielsweise in Figur 1 gezeigt ist, nicht signifikant reduziert
ist.
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Figur 3 zeigt diagrammatisch ein thermofixiertes
Trocknergewebe, dessen Webdesign auch im wesentlichen identisch zu
dem in Figur 1 gezeigten ist. Die dichten
Monofilamentschußfäden 25, 26, 27 und 28 in der Zwischenschicht von Figur 1
sind nun durch hohle Monofilamente 5, 6, 7 und 8 ersetzt
worden, deren Dichtheit näherungsweise 45% beträgt und deren
Durchmesser im wesentlichen gleich demjenigen der dichten
Schußfäden ist. Ein hohles Monofilament mit einer Dichtheit
von 45% weist eine Wanddicke von lediglich etwa 26 % des
Monofilamentradius auf. Figur 3 ist vorgesehen, um die
Verformung zu veranschaulichen, die diesen hohlen
Monofilamenten geringer Dichtheit wiederfahren würde, wenn sie in die
Zwischen-Schußfadenpositionen eingegliedert wären. Wie zu
erkennen ist, wurden die relativ dünnen Wände dieser
Monofilamente durch die Kräfte des Webens zerdrückt und verformten
sich nicht, um den zur Verfügung stehenden Raum auf die
gewünschte Art und Weise auszufüllen. Somit erzielten diese
Monofilamente von geringer Dichtheit nicht den gewünschten
Effekt, die Luftpermeabilität im ganzen Gewebe konsistent zu
reduzieren.
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Figur 4 zeigt diagrammatisch ein thermofixiertes
Trocknergewebe, das gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung
hergestellt ist und dessen Webdesign im wesentlichen
identisch zu dem in Figur 1 gezeigten ist. Hohle
Monofilamentschußfäden 40, 41, 42 und 43, deren Dichtheit etwa 73%
beträgt und deren Durchmesser näherungsweise 40% größer ist
als jener der dichten Schußfäden 25, 26, 27 und 28 in Figur
1, die sie ersetzen, sind nun in die Zwischenschicht dieses
Gewebes eingefügt worden. Es ist festzustellen, daß die
hohlen Monofilamente sich nach der Thermofixierung verformt
haben, um den Perimeter des Schußfadendurchgangs
auszufüllen, wodurch wirksam die Gewebeluftpermeabilität im
Vergleich zu ähnlichen Geweben der Figuren 1, 2 und 3
herabgesetzt ist.
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Die Figuren 5, 6 und 7 zeigen diagrammatisch ein
thermofixiertes 4-Fach-, 4-Wiederholungs-,
Einzelschicht-Trocknergewebe, im wesentlichen wie in US 5 103 874 gelehrt, das in
experimentiellen Versuchen gewebt wurde. Wie in diesen
Figuren gezeigt, sind die Kettgarne in Paaren gewebt, um ein
Teil jedes Kettgarnpaars, 50 & 52, im wesentlichen über dem
anderen, 51 & 53, zu positionieren. Beide Garne eines
Kettgarnpaars, 50 & 51 und 52 & 53, gelangen dann zusammen über
dieselbe Seite jedes der hohlen Monofilament-Schußgarne 61,
63 & 65. Nach Thermofixierung bleiben die dickeren dichten
Schußgarne 60, 62 & 64 mehr oder weniger gerade, während die
dünneren hohlen Schußfäden 61, 63 & 65 wirksam durch die
Kettfäden 50 & 51 und 52 & 53 verformt sind, die um sie
herum verlaufen, wie in Figur 7 gezeigt ist, um im
wesentlichen den Perimeter der Schußfadendurchgänge auszufüllen,
wodurch die Gewebeluftpermeabilität herabgesetzt ist. Die
hohlen Monofilamente dieser Erfindung sind besonders
nützlich, wenn sie als wenigstens ein Teil der Schußgarne in
Doppelkett-, Einzelschicht-Geweben eingegliedert sind, wie
sie in Figur 5 veranschaulicht sind.
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Figur 6 ist ein Querschnitt, der an der Linie I-I in Figur 5
genommen ist. Wenn jedes Kettgarnpaar, 50 & 51 und 52 & 53,
sich einem dichten Monofilament 64 nähert, laufen ihre Wege
auseinander, so daß das eine Kettgarnpaar-Glied, 50 & 52,
über dem dichten Schußfaden 64 verläuft, während das andere
Kettgarnpaar-Glied, 51 & 53, unterhalb verläuft. Das dichte
Monofilament 64 ist während der Thermofixierung nicht um
irgendein merkliches Maß verformt worden, um den Perimeter des
Schußfadendurchgangs effektiver auszufüllen.
-
Figur 7 ist ein Querschnitt, der an der Linie II-II in Figur
5 genommen ist. Diese Figur ist vorgesehen, um die
Verformung zu veranschaulichen, die stattfindet, wenn ein hohles
Monofilament 61, das für diese Position im Vergleich zu
einem dichten Schußfaden zu groß bemessen ist, dazu
verwendet wird, den Schußfadendurchgang auszufüllen. Es ist zu
bemerken, daß das hohle Monofilament 61 während des Webens und
durch den Thermofixierungsprozeß verformt wird, um den
Perimeter des Schußfadendurchgangs vollständiger auszufüllen als
irgendein dichtes Monofilament.
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Tabelle 1 zeigt die Auswirkungen auf die
Gewebeluftpermeabilität, die durch Einführen hohler Monofilamente als
wenigstens ein Teil der Schußfäden in sowohl Mehr- als auch
Einzelschichttrocknergeweben erhalten werden, die jeweils
als Proben 1 und 2 bzw. Proben 3 und 4 identifiziert sind.
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Die Mehrschichtgewebe der Figuren 1 und 3 wurden beide in
experimentiellen Versuchen gewebt und sind in Tabelle 1 als
Proben 1 bzw. 2 identifiziert. Beide Proben besaßen nahezu
identische Maschenzählungen und wurden unter identischen
Bedingungen thermofixiert. Die Differenz zwischen den Proben 1
und 2 besteht darin, daß Probe 2 gemäß den Lehren dieser
Erfindung hohle Monofilamente enthält, die in einem Drittel
ihrer Schußfadenpositionen angeordnet sind. Die dichten
Monofilamentschußfäden von 0,50 mm in der Zwischenschicht von
Probe 1 wurden durch hohle Monofilamente von 0,70 mm mit
einer Dichtheit von 73% ersetzt. Der Vergleich der Proben 1
und 2 zeigt, daß eine Reduzierung in Gewebeluftpermeabilität
von etwa 49 cm³/cm².s (96 ft³/min/ft²) erzielt wurde, indem
ein Drittel der dichten Schußfäden durch hohle Schußfäden
der vorliegenden Erfindung ersetzt wurde.
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Die Daten der Proben 3 und 4 in Tabelle 1 wurden aus zwei
4-Fach-, 4-Wiederholungs-Einzelschichttrocknergeweben
erhalten, im wesentlichen wie in den Figuren 5, 6 und 7 gezeigt,
die in experimentiellen Versuchen gewebt wurden. In Probe 3
waren alle Schußgarne dichte Monofilamente mit Durchmessern
von 0,5 mm und 0,9 mm und in abwechselnden Positionen
angeordnet. In Probe 4 ersetzen hohle Monofilamente von 73 %
Dichtheit mit einem Durchmesser von 0,7 mm jedes dichte
Schußgarn von 0,5 mm in Probe 3. Beide Proben weisen im
wesentlichen dieselben Maschenzählungen auf und wurden unter
identischen Bedingungen thermofixiert. Aus dem Vergleich der
Proben 3 und 4 ist zu erkennen, daß eine Reduzierung in der
Gewebeluftpermeabilität von 46 cm³/cm².s (90 ft³/min/ft²)
erzielt wurde, indem die Hälfte der dichten Schußfäden von
Probe 3 durch hohle Schußfäden gemäß der vorliegenden
Erfindung ersetzt wurden, wie in Probe 4.
TABELLE 1
Auswickung von hohlen Monofilamenten
auf Trocknergewebeluftpermeabilität
Probe
Masche
Größe des dichten
Monofilaments (mm)
dichte Schußfäden
Größe des hohlen
Monofilaments (mm)
hohle Schußfäden
Dichtheit des hohlen
Schußfadens (%)
Luftpermeabilität
Differenz in Trocknergewebeluftpermeabilität
-
ANMERKUNGEN: (a) Maschenzählung = Anzahl von Kettfäden
pro cm X Anzahl von Schußfäden pro cm
-
(b) Luftpermeabilität wie gemessen durch
Testverfahren ASTM-D-737-75.
-
Tabelle 1 zeigt, daß unter äquivalenten
Herstellungsbedingungen eine wesentliche Reduzierung der Luftpermeabilität
erzielt wird durch die Einführung hohler Schußfäden, die den
Schußfadendurchgang vollständiger ausfüllen als die dichten
Schußfäden, die sie ersetzen, als einen Teil der Fäden in
Maschinenquerrichtung.
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Ein hohles Monofilament, dessen Größe und Dichtheit gemäß
den Lehren dieser Erfindung bestimmt werden, ersetzt wirksam
ein dichtes Monofilament in verschiedenen Gewebedesigns.
Dies ist so, weil ein derartiges hohles Monofilament
leichter deformierbar ist und den zur Verfügung stehenden Raum im
Gewebe effektiver ausfüllt als ein dichtes und relativ
unverformbares Monofilament. Diese Verformung gestattet einem
Gewebe, eine niedrigere Luftpermeabilität zu erreichen als
ein vergleichbares Gewebe, das entweder dichte Monofilamente
an denselben Positionen enthält und unter äquivalenten
Bedingungen hergestellt ist, oder ein Gewebe, das hohle
Monofilamente enthält, deren Größe und Dichtheit nicht gemäß den
hierin vorgesehenen Kriterien ausgewählt sind.
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Alle dichten Monofilamentschußgarne in einem gewebten Gewebe
können durch hohle Monofilamentgarne ersetzt werden. Tabelle
2 zeigt Daten, die durch Ersetzen aller dichten
Monofilamentschußfäden in einem Mehrschichtgewebe durch geringfügig
größere hohle Monofilamente erhalten wurden. Beide gewebten
Proben weisen nahezu identische Maschenzählungen auf und wurden
unter identischen Bedingungen thermofixiert. In Probe 6
ersetzen hohle Monofilamente von 0,55 mm alle dichten
Monofilamente
von 0,40 mm der Probe 5. Eine Reduzierung der
Gewebeluftpermeabilität von etwa 23 cm³/cm².s (45 ft³/min/ft²)
wurde in Probe 6 gegenüber Probe 5 erzielt.
TABELLE 2
Auswickung auf Gewebeluftpermeabilität, die durch
Ersetzen aller dichten Monfilamente durch hohle
Monofilamente erhalten wird
Probe
Masche
Größe des dichten
Monofilaments (mm)
dichte Schußfäden
Größe des hohlen
Monofilaments, mm
% hohle Schußfäden
Dichtheit des hohlen
Schußfadens, %
Luftpermeabilität
Null
Differenz in Luftpermeabilität, Probe
-
Die Figuren 8 und 9 zeigen diagrammatisch ein Spiralgewebe,
in welches hohle Monofilamente innerhalb der
schraubenförmigen Wickel und zwischen den Gelenkgarnen eingefügt worden
sind. In dieser Form eines Trocknergewebes ist eine Reihe
von schraubenförmigen Wickeln, wie bei 70, 71, 72, in
welchen die Achsen der Schrauben in der Schußrichtung liegen,
miteinander durch eingefügte Gelenkgarne wie bei 73 und 74
verbunden, die ebenfalls in Schußrichtung liegen. In diesem
Beispiel nehmen die schraubenförmigen Wickel nach der
Thermofixierung eine abgeflachte, etwa ovale Konfiguration ein,
wie in Figur 8 gezeigt. Die Länge der Nebenachse der inneren
Leerraumfläche des schraubenförmigen Wickels ist mit "h"
bezeichnet.
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Das innere Leerraumvolumen zwischen benachbarten Bereichen
der schraubenförmigen Wickel eines derartigen Gewebes, wie
bei 75 und 76, ist freier Raum und trägt direkt zur
Luftpermeabilität des Gewebes bei. Wie in Figur 8 gezeigt, ist ein
hohles Monofilament wie bei 77, 78 und 79, dessen
Außendurchmesser größer oder gleich der Länge h der Nebenachse der
schraubenförmigen Wickel nach der Thermofixierung ist, in
die Mitte der verbundenen schraubenförmigen Wickel während
des Gewebeaufbaus eingefügt worden. Wenn das Gewebe
thermofixiert ist, ist die Länge h der Nebenachse des
schraubenförmigen Wickels reduziert, und das hohle Monofilament ist zu
einer etwa ovalen Gestalt verformt, die effektiv und
effizient das innere Leerraumvolumen innerhalb des Wickels
ausfüllt, wie bei 78 gezeigt, um die Gewebeluftpermeabilität zu
verringern.
-
Wir haben herausgefunden, daß hohle Monofilamente am
wirksamsten in dieser Position sind, wenn ihr Außendurchmesser
vor dem Thermofixieren gleich oder größer als die Länge h
der Nebenachse des thermofixierten Wickels ist, in welchen
sie eingefügt worden sind. Dies verursacht, daß die
Monofilamente
sich während des Thermofixierens verformen, was dazu
dient, sie an Ort und Stelle zu halten, und verhindert, daß
die Garne aus dem Gewebe herausfallen während ihrer
Lebensdauer auf der Papiermaschine. Diese Verformung des hohlen
Monofilaments in einem Spiralgewebe ist im Querschnitt
parallel zur Achse der in Figur 9 gezeigten Spirale zu erkennen.
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Wie vorstehend bemerkt, liegt der nützliche Bereich von
Dichtheiten hohler Monofilamente dieser Erfindung zwischen
etwa 50% und etwa 80% und bevorzugt zwischen etwa 55% und
etwa 78% und insbesondere bevorzugt zwischen etwa 60% und
etwa 75%. Wir haben herausgefunden, daß dieser Bereich von
Dichtheiten auch für Spiralgewebe kritisch ist, da er die
hohlen Monofilamente versieht mit:
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a) ausreichender Steifigkeit, um ihnen zu gestatten, in
die schraubenförmigen Wickel und zwischen die
Gelenkgarne eingefügt zu werden, und zwar durch Verfahren, die
gegenwärtig bei der Herstellung von Spiralgeweben
bekannt sind, und
-
b) ausreichender Verformbarkeit, um ihnen zu gestatten,
sich während der weiteren Bearbeitung zu verformen, um
die Zwischenräume innerhalb der schraubenförmigen
Wickel und zwischen den Gelenkgarnen zu füllen; diese
Verformbarkeit ist der kritische Faktor beim Verringern
der Gewebeluftpermeabilität.
-
Tabelle 3 zeigt Daten betreffend Spiralgewebe, die unter
Verwendung von Schrauben, die vollständig aus PET hergestellt
sind, zusammengesetzt worden sind und in welche sowohl
dichte als auch hohle Monofilamente, die ebenfalls aus PET
hergestellt sind, in die Räume innerhalb der
schraubenförmigen Wickel und zwischen den Gelenkgarnen eingefügt worden
sind. Alle Proben wurden unter identischen Bedingungen
hergestellt
und thermofixiert. Probe A enthält keine in diese
Position eingefügten Garne und wirkt daher als eine Kontrolle.
Sogenannte "Hundeknochen"-förmige dichte Monofilamente sind
in dieselbe Position in Probe B eingefügt worden. Die Proben
C-F enthalten hohle Monofilamente mit zunehmend größeren
Durchmessern und variierenden Dichtheiten, die in die Räume
innerhalb der schraubenförmigen Wickel und zwischen den
Gelenkgarnen eingefügt sind. Die Anzahl von Spiralen pro
Zentimeter in der Richtung quer zur Maschine
(Spiralzählung), Gelenkgarnen pro Zentimeter in Maschinenrichtung
(Garnzählung) und der Gelenkgarndurchmesser sind für alle
Proben gleich.
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Wie aus Tabelle 3 zu erkennen ist, wird eine signifikante
Reduzierung der Gewebeluftpermeabilität erzielt, indem hohle
Monofilamente, deren Durchmesser vor der Thermofixierung
zwischen 1,8 mm und 2,1 mm liegt, in die Räume innerhalb der
schraubenförmigen Wickel und zwischen den Gelenkgarnen
eingefügt werden. Die untere Reihe von Tabelle 3, mit "
Nettoänderung der Luftpermeabilität" bezeichnet, zeigt die
Nettodifferenz in der Luftpermeabilität, die aus jeder Probe erhalten
wurde, und zwar im Vergleich zur Kontrolle, Probe A.
Beispielsweise ist die Luftpermeabilität von Probe C um
252 cm³/cm².sek (495 ft³/min/ft²) im Vergleich zur Kontrolle
durch Einfügen hohler Monofilamente von 1,8 mm reduziert
worden. Auf ähnliche Weise ist die Luftpermeabilität der Proben
D und E um 276 cm³/cm².sek (542 ft³/min/ft²) bzw.
312 cm³/cm².sek (613 ft³/min/ft²) durch Einfügen hohler
Monofilamente von 1,9 mm bzw. 2,0 mm reduziert worden. Eine
Nettoänderung der Luftpermeabilität von 332 cm³/cm².sek
(652 ft³/min/ft²) im Vergleich zur Kontrolle wird
realisiert, wenn ein hohles Monofilament mit einem größeren
Durchmesser von 2,1 mm in dieselbe Position wie in Probe F
eingefügt wird.
TABELLE 3
Auswirkung auf Spiralgewebeluftpermeabilität, die durch
Einfügen von aus PET hergestellten hohlen Monofilamenten
erhalten wird
PROBEN-NR.
Parameter
Spiralzählung
Gelenkgarnzählung
Gelenkgarndurchmesser (mm)
Größe des eingefügten Schußfadens (mm)
Dichtheit des eingefügten Scußfadens (%)
Gewebeluftpermeabilität
Nettoänderung
der Gewebeluftpermeabilität
-
Die in Tabelle 3 gezeigten Daten zeigen, daß im allgemeinen,
wenn die nicht thermofixierte Dichtheit und Durchmesser der
hohlen Monofilamente zusammen ansteigen, die
Luftpermeabilitätswerte des thermofixierten Gewebes abnehmen. Wir haben
herausgefunden, daß beim Reduzieren der
Gewebeluftpermeabilität der optimale Bereich der Dichtheit von hohlen
Monofilamenten zwischen etwa 50% und etwa 80% liegt, wobei etwa 55%
bis 78% effektiver sind, während Dichtheiten von etwa 60%
bis etwa 75% am effektivsten sind. Wir haben auch
herausgefunden, daß der effektive Durchmesser der eingefügten hohlen
Monofilamente vor der Thermofixierung eine Funktion der
Länge h der Nebenachse der thermofixierten schraubenförmigen
Wickel ist, in welche sie eingefügt worden sind, und dieser
Durchmesser gleich der Länge h der Nebenachse des
thermofixierten schraubenförmigen Wickels sein sollte und
vorzugsweise größer als diese ist.
-
Tabelle 4 zeigt Daten, die von PET-Spiralgeweben erhalten
wurden, in die hohle Monofilamente, die aus
Polybutylenterephthalat (PBT) oder einer Mischung aus 10% HYTREL in
PET hergestellt sind, in die Räume innerhalb der
schraubenförmigen Wickel und zwischen den Gelenkgarnen eingefügt
worden sind. Die Gewebeproben G und H enthalten hohle
Monofilamente, die aus PBT hergestellt sind, und die Proben J, K
und L enthalten hohle Monofilamente, die aus einer Mischung
von 10% HYTREL in PET extrudiert sind. Das Design der
Gewebeproben, die verwendet wurden, um diese Daten zu erhalten,
ist im wesentlichen identisch zu dem, das in den Proben der
Tabelle 3 verwendet wurde, und alle wurden unter identischen
Bedingungen hergestellt und thermofixiert. Alle
Nettoänderungen der Luftpermeabilität sind wieder im Vergleich zur
Kontrolle, Probe A, vorgenommen, die dieselbe Kontrolle ist,
die in Tabelle 3 verwendet wurde. HYTREL ist ein
eingetragenes Warenzeichen von DuPont und ein Polyesterelastomer.
TABELLE 4
Auswickung auf Spiralgewebeluftpermeabilität, die durch
Einfügen von aus PBT oder 10% HYTREL in PET hergestellten
hohlen Monofilamenten erhalten wird
PROBEN-NR.
Parameter
Spiralzählung
Gelenkgarnzählung
Gelenkgarndurchmesser (mm)
Durchmesser des eingefügten Schußfadens (mm)
Dichtheit des
eingefügten
Schußfadens
Gewebeluftpermeabilität
Nettoänderung
der Gewebeluftpermeabilität
-
Die in Tabelle 4 bereitgestellten Daten zeigen, daß die
hohlen PBT-Monofilamente der Proben G und H und die hohlen
Garne, die aus 10% HYTREL in PET hergestellt sind, der
Proben J, K und L beide nach der Thermofixierung eine
Reduzierung der Gewebeluftpermeabilität bewirkten. Tabelle 4 zeigt,
daß es möglich ist, Nettoreduzierungen der
Gewebeluftpermeabilität zu erhalten, die denen ähnlich sind, die unter
Verwendung hohler PET-Monofilamente erhalten werden, indem
andere Polymere unter äquivalenten Herstellungsbedingungen
verwendet werden. Die in den Tabellen 3 und 4 dargestellten
Daten zeigen, daß aus PET hergestellte hohle Monofilamente
die Spiralgewebeluftpermeabilität am wirksamsten reduzieren,
während die Polymermischung von 10% HYTREL in PET weniger
wirksam und PBT das am wenigsten wirksame unter den
gestesteten Polymeren ist.
-
Obwohl die Auswahl des Polymers, aus welchem die hohlen
Monofilamente hergestellt sind, einen Einfluß auf die
Wirksamkeit dieser Fäden beim Reduzieren der
Gewebeluftpermeabilität hat, haben wir herausgefunden, daß das Variieren der
Dichtheit der Fäden das wirksamste Mittel zur Verringerung
der Gewebeluftpermeabilität ist. Andere thermoplastische
Polymere als PET, PBT und Mischungen davon werden
möglicherweise gefunden, die hohle Monofilamente schaffen, deren
physikalischen Eigenschaften und Charakteristiken sie zu
erfolgreichen Kandidaten für die Verwendung in Geweben dieser
Erfindung machen würden. Polyphenylensulfit (PPS) und
Polyetheretherketon (PEEK) sind Beispiele von derartigen Polymeren,
jedoch ist die Erfindung nicht auf die hierin angeführten
Polymere begrenzt. In bisher durchgeführten experimentellen
und Feldversuchen haben wir herausgefunden, daß PET ein
wirksames Polymer für diese Anwendungen ist.
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Wie vorstehend bemerkt, liegt der nützliche Durchmesser der
hohlen Monofilamente, die für die Verwendung in gewebten
Geweben gedacht sind, im allgemeinen im Bereich von etwa
0,25 mm bis etwa 1,2 mm, während Spiralgewebe Garne
benutzen, deren Durchmesser zwischen etwa 0,50 mm und etwa 2,1 mm
liegt. Der wirksamste Fadendurchmesser für eine besondere
Anwendung ist eine Funktion des zur Verfügung stehenden
Raumes im Gewebe: in einem gewebten Gewebe ist der Umfang des
Fadens idealerweise größer oder gleich dem Perimeter des
Schußfadendurchgangs im thermofixierten Gewebe, in welches
er plaziert wird, während in einem Spiralgewebe der
Fadendurchmesser idealerweise größer als die innere Länge der
Nebenachse der thermofixierten Spirale ist.
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Ein signifikanter Teil der Ausgaben der Herstellung von
Trocknergeweben sind die Kosten des verwendeten Materials.
Durch Ersetzen wenigstens eines Teils der dichten
Monofilamentschußfäden durch hohle Monofilamente mit demselben
Durchmesser in einem Trocknergewebe kann die Materialmasse, die
pro Einheitsfläche des Gewebes verwendet wird, reduziert und
eine Reduzierung der Materialkosten realisiert werden. Dies
ist besonders wichtig, wenn teure Polymere wie
beispielsweise PPS und PEEK dazu verwendet werden, die Monofilamente
herzustellen.
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Breite industrielle Webstühle, bis zu einer Breite von 15
Metern, werden bei der Herstellung von Trocknergeweben
verwendet. Das Erfordernis, derartige Distanzen in einem Minimum
an Zeit mit einem Schützen zu überwinden, der die Schußfäden
trägt, verlangt hohe Beschleunigungs- und
Verzögerungsniveaus sowohl des Schützen als auch des Fadens an jeder
Seite des Webstuhls. Die Schußfäden, die in modernen
Trocknergewebedesigns, insbesondere Einzelschichtdesigns,
verwendet werden, können relativ massiv sein (von etwa 0,7 mm bis
etwa 1,2 mm im Durchmesser). Die Trägheitseffekte, die mit
der Beschleunigung und Verzögerung dieser großen Schußfäden
verbunden ist, kann Schwierigkeiten beim Weben verursachen,
was Gewebedefekte und verringerte Produktion zur Folge hat.
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Beispielsweise kann sich das Monofilament aus dem Schützen
bei der Beschleunigung herausziehen und somit nicht über die
gesamte Breite des Webstuhls hinweg getragen werden, was
einen Defekt im Gewebe erzeugt, der ein "fallengelassener
Schußfaden" genannt wird. Bei Verzögerung des Schützen an
der gegenüberliegenden Seite des Webstuhls kann das
Monofilament fortfahren, den Webstuhl zu durchlaufen, nachdem der
Schützen gestoppt hat, wodurch eine Monofilamentlänge
geschaffen wird, die größer als die Breite des Webstuhls ist.
Beim Anschlagen in das Gewebe ist die überschüssige Länge
des Monofilaments im Gewebe eingefangen, wodurch ein Defekt
erzeugt wird, der ein Doppelschußfaden" genannt wird. Ein
Verfahren zur Reduzierung von Defekten wie diesen, die durch
Trägheitseffekte verursacht werden, besteht darin, die Masse
des als Schußfaden verwendeten dichten Monofilaments zu
reduzieren, indem er durch ein hohles Monofilament mit im
wesentlichen demselben Gesamtdurchmesser ersetzt wird.
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Andere Ausführungsformen der Erfindung können unter
Verwendung der hierin beanspruchten Prinzipien vorgenommen werden.
Die spezifischen Ausführungsformen sollten nicht als
Beschränkungen der Erfindung angesehen werden.