DE69303710T2 - Trockensiebe für papiermaschinen mit hohlen monofilamenten - Google Patents

Trockensiebe für papiermaschinen mit hohlen monofilamenten

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Description

  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • Diese Erfindung schafft weiter ein thermofixiertes Gewebe gemäß Anspruch 1, welches gewebt ist.
  • 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.
  • 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.
  • Für die Zwecke der vorliegenden Anwendung werden die folgenden Eegriffe für die Verwendung hierin definiert, wie gezeigt:
  • Thermofixierung: Prozesse, wie sie Fachleuten bekannt sind, wodurch eine Gewebestruktur unter den Bedingungen erhöhter Temperatur und Spannung stabilisiert wird;
  • 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;
  • 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
  • Schußfaden: Fäden in Maschinenquerrichtung eines gewebten Gewebes oder Fäden, die in die Schrauben und zwischen die Gelenkgarne eines Spiralgewebes eingefügt worden sind.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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:
  • C = πd. [Gleichung 1]
  • wobei C = Umfang und d = Durchmesser.
  • 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.
  • 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.
  • 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:
  • C = 4a [Gleichung 2]
  • Unter der Annahme, daß der Umfang des hohlen Monofilaments gleich diesem Perimeter ist, folgt aus Gleichung 1 dann:
  • C = 4a = πd. [Gleichung 3]
  • Auflösen nach d ergibt
  • d = (4/π)a. [Gleichung 4]
  • Dies ist der minimale Durchmesser eines hohlen Monofilaments, welches den zur Verfügung stehenden Raum ausfüllt.
  • Die Dichtheit ist definiert als:
  • S = AS/AT) x 100, [Gleichung 5]
  • wobei
  • S = Dichtheit des hohlen Monofilaments,
  • AS = Querschnittsfläche des hohlen Monofilaments, die von dichtem Material eingenommen ist, und
  • AT = Gesamtquerschnittsfläche, die durch den Außendurchmesser des hohlen Monofilaments begrenzt ist.
  • 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:
  • AS = a², [Gleichung 6]
  • und die Gesamtquerschnittsfläche des hohlen Monofilaments ist
  • AT = (π/4)d². [Gleichung 7]
  • Einsetzen und Auflösen nach der Dichtheit S ergibt:
  • S = [a²/(π/4)d²] x 100 [Gleichung 8]
  • Einsetzen von d aus Gleichung 4 ergibt:
  • S = {[(π/4)d]²/[(π/4d²]} x 100
  • S = (π/4) x 100
  • S 78,5%
  • 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,
  • 1) den Benutzer beim Auswählen des optimalen Außendurchmessers des hohlen Monofilaments für eine besondere Anwendung anzuleiten, und
  • 2) die maximale Dichtheit anzuzeigen, die bei diesem Durchmesser verwendet werden kann, ohne die Geometrie des Gewebes zu ändern.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 2) Hohle Monofilamente mit Dichtheiten unter 50% neigen dazu, zerdrückt zu werden, und werden leicht in industriellen Webstühlen beschädigt.
  • 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.
  • 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.
  • 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:
  • 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;
  • 2) weniger Feuchtigkeit wird vom Gewebe getragen;
  • 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
  • 4) der Halt eines Spiralgewebeschußfadens unter Betriebsbedingungen von Papierherstellungsmaschinen ist verbessert.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Beispiele beschrieben, die durch die begleitenden Zeichnungen veranschaulicht sind, in welchen:
  • Figur 1 eine Schnittansicht eines Nur-Monofilament- Mehrschichttrocknergewebes des Standes der Technik ist, in welchem alle Schußfäden dichte Monofilamente sind,
  • 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,
  • 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,
  • 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,
  • Figur 5 eine isometrische Ansicht eines Einzelschicht-, Nur-Monofilament-Trocknergewebes ist, in welchem 50% der Schußfäden hohle Monofilamente gemäß der Erfindung sind,
  • Figur 6 ein Querschnitt auf der Linie I-I in Figur 5 ist,
  • Figur 7 ein Querschnitt auf der Linie II-II in Figur 5 ist,
  • Figur 8 eine Schnittansicht eines Spiralgewebes ist, in das hohle Monofilamente gemäß der Erfindung eingefügt worden sind, und
  • Figur 9 ein Querschnitt auf Linie III-III von Figur 8 ist.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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:
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Andere Ausführungsformen der Erfindung können unter Verwendung der hierin beanspruchten Prinzipien vorgenommen werden. Die spezifischen Ausführungsformen sollten nicht als Beschränkungen der Erfindung angesehen werden.

Claims (5)

1. Ein Gewebe für die Verwendung in Papierherstellungs- und ähnlichen Maschinen, worin wenigstens ein Teil der Schußfäden hohle thermoplastische Polymermonofilamente (40-43; 61, 63, 65) sind, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen thermoplastischen Monofilamente eine Dichtheit in ihrer unverformten Querschnittsfläche von etwa 50% bis etwa 80% aufweisen, und daß das Gewebe thermofixiert und der Umfang der hohlen Monofilamente größer oder gleich dem Perimeter des Schußfadendurchgangs ist, der von ihnen im Gewebe nach der Thermofixierung einzunehmen ist.
2. Ein Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe ein gewebtes thermofixiertes Gewebe ist.
3. Ein Spiralgewebe für die Verwendung in Papierherstellungs- und ähnlichen Maschinen mit einer Vielzahl von schraubenförmigen Wickeln (70, 71, 72), die durch Gelenkgarne (73, 74) miteinander verbunden sind, und hohlen Monofilament-Schußfäden (77, 78, 79) , die sich innerhalb der schraubenförmigen Wickel und zwischen den Gelenkgarnen befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Monofilamentfäden (77, 78, 79) eine Dichtheit in ihrer unverformten Querschnittsfläche von etwa 50% bis etwa 80% aufweisen, daß das Gewebe thermofixiert und der Durchmesser der hohlen Monofilamente größer als die innere Länge der Nebenachse der schraubenförmigen Wickel im thermofixierten Gewebe ist, und daß die hohlen Monofilamente durch die schraubenförmigen Wickel infolge der Thermofixierung des Gewebes verformt sind.
4. Ein Gewebe nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtheit vor der Thermofixierung zwischen etwa 55% und etwa 78% liegt.
5. Ein Gewebe nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtheit vor der Thermofixierung zwischen 60% und etwa 75% liegt.
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