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1. Gebiet
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
die Papiefierstellung. Das heißt,
bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Papiermaschinentuch zum
Einsatz in der Trockenpartie der Papiennaschine, so beispielsweise
um ein Tuch, das üblicherweise als
Trockentuch bezeichnet wird.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Beim Papierherstellungsprozess wird
eine Faserbahn hergestellt, indem eine faserige Aufschlämmung auf
ein Siebtuch bzw. -band in der Siebpartie einer Papiermaschine aufgetragen
wird. Eine große
Menge an Wasser läuft
aus der Aufschlämmung
während
dieses Vorgangs durch das Siebband hindurch, so dass die Faserbahn
auf der Oberfläche des
Siebbandes zurückbleibt.
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Die neu hergestellte Bahn läuft von
der Siebpartie zu einer Pressenpartie, die eine Reihe von Pressspalten
enthält.
Die Faserbahn durchläuft
die Pressenspalte, wobei sie zwischen zwei Pressentüchern gehalten
wird. In den Pressenspalten wird die Faserbahn Druckkräften ausgesetzt,
die Wasser aus ihr herausdrücken.
Dieses Wasser wird von dem Pressentuch bzw. -tüchern aufgenommen und kehrt Idealerweise
nicht in die Bahn zurück.
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Schließlich läuft die Bahn zu der Trockenpartie
weiter, die wenigstens eine Reihe von drehbaren Trockentrommeln
bzw. -zylindem enthält,
die von innen mit Dampf beheizt werden. Die Bahn wird auf einem
gewundenen Weg nacheinander durch jede der Reihen von Trommeln von
einem oder mehreren Trockentüchern
geleitet, die die Bahn nahe an den Oberflächen der Trommeln halten. Die
beheizten Trommeln verringern den Wassergehalt der Bahn durch Verdampfen
auf ein gewünschtes
Maß.
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Die Oberflächeneigenschaften der Gewebe bzw.
Tücher,
die in der Siebpartie und der Pressenpartie der Papiennaschine eingesetzt
werden, haben einen direkten Einfluss auf die Oberflächeneigenschaften
des hergestellten Papiers. Dies gilt auch für die Trockenpartie, in der,
wie oben erläutert,
das Trockentuch die Bahn eng an den Oberflächen der beheizten Trockenzylinder
hält. Um
den Trockenwirkungsgrad zu erhöhen,
indem die Oberfläche
des Trockentuches vergrößert wird,
die direkt mit der Bahn in Kontakt ist, und das Eindrücken der
Bahn durch das Tuch bzw. Gewebe zu verhindern, sind die Trockentücher normalerweise
so gewebt, dass sie Oberflächen
haben, die so glatt wie möglich
sind. In den letzten Jahren bestand ein Verfahren, das eingesetzt
wurde, um Trockentücher
mit derartigen Oberflächen
zu versehen, dann, flache Monofilgame in ihre gewebten Strukturen
zu integrieren.
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In
EP 0 609 664 A1 ist ein Papiermaschinentuch
für die
Trockenpartie einer Papiennaschine offenbart. Das Papiermaschinentuch
zum Trocknen umfasst ein System von Gamen in Maschinenrichtung,
das mit einem System von Gamen quer zur Maschinenrichtung verwebt
ist. Die Game in Maschinenrichtung haben einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt
mit einer ausgewählten
Breite und Dicke. Obwohl dieses Papiermaschinentuch erheblich besser
ist als die früheren,
weist es dennoch Nachteile auf.
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Im US-Patent Nr. 4,149,571 wird ein
verbessertes Papier-Sieb-und-Relief-Übertragungs-Gewebe mit verbesserter Stabilität und Streckfestigkeit
sowie verbesserter Bicrimp-Konfiguration
(bicrimp configuration) offenbart. Das Gewebe ist durch den abwechselnden
Einsatz von Gamen mit sehr hohem Modul und sehr niedrigem Modul
in der Maschinenrichtung des Gewebes gekennzeichnet. In einem der Gewebe
sind die Game in Maschinenrichtung mit verschiedenem Modul als ein
einzelnes Gam mit Gamen quer zur Maschinenrichtung durch das Gewebe nebeneinander
verwebt.
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Laufstörungen der Bahn ("Flattern") bei höheren Maschinengeschwindigkeiten
können,
wie bekannt ist, verringert werden, indem die Durchlässigkeit
des Trockentuchs reduziert wird. Die Durchlässigkeit kann reduziert werden,
indem die Garne beim Weben des Tuchs dichter angeordnet werden,
oder indem Füllgarne
oder andere Materialien in die Bindungsstruktur integriert werden,
um den Strom von Luft durch sie hindurch zu verhindern.
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Wenn flache Monofilgame in ein Trockentuch integriert
werden, kann jedoch die Verringerung der Durchlässigkeit, die durch dichteres
Anordnen der Garne in der Bindungsstruktur erreicht wird, mit einer stärkeren Anfälligkeit
für Kräuselung
sowohl während der
Bearbeitung im Werk als auch nach der Installation in der Trockenpartie
einer Papiermaschine einhergehen. Dies trifft insbesondere dann
zu, wenn flache Monofilgame an der Oberfläche des Trockentuchs nebeneinander
oder angrenzend angeordnet sind, wie dies beispielsweise in EP-0
609 664 A1 der Fall ist.
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Bei der vorliegenden Erfindung handelt
es sich um ein Trockentuch, das flache Monofilgame enthält, das
jedoch so gewebt wird, dass es weniger anfällig für die oben aufgeführten Mängel von
Tüchern
nach dem Stand der Technik ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Dementsprechend handelt es sich bei
der vorliegenden Erfindung um ein Trockentuch, obwohl es auch in
jeder beliebigen Partie einer Trockenmaschine, d. h. der Sieb-,
der Pressen- und der Trockenpartie, eingesetzt werden kann.
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Die vorliegende Erfindung an sich
betrifft ein Papiermaschinentuch für die Sieb-, die Pressen- und die
Trockenpartie einer Papiermaschine. Das Tuch bzw. Gewebe enthält ein System
von Garnen in Maschinenrichtung, das mit einem System von Gamen quer
zur Maschinenrichtung verwebt ist.
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Die Garne in Maschinenrichtung umfassen Paare
eines ersten Gams in Maschinenrichtung und eines zweiten Gams in
Maschinenrichtung. Die ersten und die zweiten Garne in Maschinenrichtung
jedes Paars sind durch das Tuch hindurch als einzelnes Gam verwebt
und unterscheiden sich voneinander.
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Das Tuch hat vorzugsweise eine einschichtige
Bindung, so beispielsweise eine Grundbindung.
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Die ersten Garne in Maschinenrichtung
jedes Paars haben einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt
mit einer ausgewählten
Breite und Dicke. Die zweiten Garne in Maschinenrichtung jedes Paars
können
ebenfalls im Wesentlichen rechteckigen Quer schnitt haben, wobei
sie in diesem Fall eine geringere Breite haben als ihre entsprechenden ersten
Garne in Maschinennchtung sowie eine Dicke, die der ihrer entsprechenden
ersten Garne in Maschinennchtung entspricht oder geringer ist als
diese.
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Die zweiten Garne in Maschinenrichtung
jedes Paars können
ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt
haben, wobei sie in diesem Fall einen Durchmesser haben, der der
Dicke ihrer jeweiligen ersten Maschinengarne entspricht bzw. geringer
ist als diese.
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Die Garne quer zur Maschinenrichtung
können
einen kreisförmigen
Querschnitt haben.
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Die ersten oder die zweiten Garne
in Maschinenrichtung in jedem Paar können eine Vernähschlaufe
an einer Breitenkante des Tuchs bilden, so dass es mit einer Stift-
bzw. Bolzennaht in Endlosform verbunden werden kann.
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Als Alternative dazu können die
ersten oder die zweiten Maschiriengarne in jedem Paar um Vernähspiralen
an den Breitenkanten des Gewebes herum gewebt sein, um die Vernähspiralen
damit zu verbinden, so dass das Gewebe bzw. Tuch mit einer integrierten
Spiralnaht in Endlosform verbunden werden kann.
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Des Weiteren können die ersten Garne in Maschinennchtung
aus einem Polymerharzmatenal bestehen, und die zweiten Garne in
Maschinennchtung können
aus einem anderen Polymerharzmatenal bestehen, so dass die Garne
in Maschinennchtung, d. h. die ersten und die zweiten Garne in Maschinennchtung,
zusammen die gewünschten
Eigenschaften beider Polymerharzmaterialien haben können.
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Die vorliegende Erfindung wird im
Folgenden ausführlicher
unter häufiger
Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, die im Folgenden aufgeführt sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Draufsicht auf die Oberseite des Papiermaschinentuchs der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine Schnittansicht des Papiermaschinentuchs entlang der Linie 2-2
in 1;
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3 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in 1;
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4 ist
eine Schnittansicht einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung
analog zu der in 3;
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5 ist
eine Schnittansicht einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung
ebenfalls analog zu der in 3;
und
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6 ist
eine Schnittansicht einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung
ebenfalls analog zu der in 3.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
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Bei den Figuren ist 1 eine Draufsicht auf die Oberseite des
Papiermaschinentuchs 10 der vorliegenden Erfindung. In 1 sind die Maschinenrichtung
und die Richtung quer zur Maschinenrichtung angedeutet. Obwohl nur
die Oberseite sichtbar ist, wird für den Leser aus der folgenden
Beschreibung ersichtlich, dass die Unterseite ein ähnliches Erscheinungsbild
hat. Der Abstand zwischen den Gamen des Papiermaschinentuchs 10 in
dieser und anderen Figuren ist der Übersichtlichkeit halber stark übertrieben.
Tatsächlich
sind die Game sehr eng gewebt, so dass ein Papiermaschinentuch 10 mit
einer Luftdurchlässigkeit
von weniger als 61 Kubikmeter pro Minute pro Quadratmeter bei 2,7
mm H2O-Druck (200 Kubikfuß pro Minute
pro Quadratfuß bei
0,5 Inch H2O-Druck) entsteht.
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Das Papiermaschinentuch 10 ist
vorzugsweise in einer einschichtigen Bindung gewebt und so in den
verschiedenen Figuren dargestellt. Eine Grundbindung ist eine bevorzugte
einschichtige Bindung, obwohl je nach dem Einsatz auch eine Köperbindung
oder eine Atlasbindung eingesetzt werden kann.
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Das Papiermaschinentuch 10 umfasst
Garne 12, 14 in Maschinenrichtung, die mit Garnen 16 quer zur
Maschinenrichtung verwebt sind. Die Garne 12, 14 in
Maschinenrich tung sind mit Gamen 16 quer zur Maschinenrichtung
durch das Tuch bzw. Gewebe 10 hindurch nebeneinander verwebt.
Das heißt,
die Garne 12, 14 in Maschinenrichtung sind als
ein Gam mit Garnen 16 quer zur Maschinenrichtung verwebt.
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Die Garne 12, 14 in
Maschinenrichtung unterscheiden sich voneinander hinsichtlich der
Querschnittsform und möglicherweise
auch der Zusammensetzung. Eines der Garne 12, 14 in
Maschinenrichtung kann verwendet werden, um Vernähschlaufen an den zweiten Breitenkanten
des Tuchs 10 auszubilden, um es nach der Installation in
der Trockenpartie einer Papiermaschine mit einem Stiftsaum in Endlosform
zu verbinden. Das heißt,
die Garne 12 in Maschinenrichtung oder die Garne 14 in
Maschinenrichtung können
verwendet werden, um die Vernähschlaufen
auszubilden.
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Als Alternative dazu kann eines der
Garne 12, 14 in Maschinenrichtung eingesetzt werden,
um Vemähspiralen
mit den zwei Breitenkanten des Tuchs 10 zu verbinden, so
dass das Tuch 10 mit einer integralen Spiralnaht in Endlosform
verbunden werden kann. Das heißt,
die Garne 12 in Maschinenrichtung oder die Garne 14 in
Maschinenrichtung können eingesetzt
werden, um die Vemähspiralen
zu verbinden.
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Die Garne 12, 14 in
Maschinenrichtung sind, wie oben angedeutet, über die Länge des Tuchs 10 nebeneinander
verwebt. Obwohl das Tuch 10 in 1 übertrieben
offen dargestellt worden ist, liegen die Garne 12, 14 in
Maschinenrichtung in jedem Paar über
die Länge
des Tuchs 10 aneinander an. Aufgrund dieser paarigen benachbarten
Beziehung zwischen den Gamen 12, 14 in Maschinenrichtung
fällt eine
Hälfte
der Löcher
durch das Gewebe 10 weg, wodurch eine gewünschte Verringerung
der Luftdurchlässigkeit
erreicht wird.
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2 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in 1. Garne 12 in Maschinenrichtung
sind mit Garnen 16 quer zur Maschinenrichtung in einer einschichtigen
Grundbindung verwebt dargestellt. Garne 14 in Maschinenrichtung
sind in der Ansicht in 2 hinter
den Garnen 12 in Maschinenrichtung verborgen, mit denen
sie Paare bilden. Garne 16 quer zur Maschinenrichtung haben
kreisförmigen Querschnitt.
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3 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in 1. Garne 12, 14 in
Maschinenrichtung sind mit rechteckigem Querschnitt dargestellt.
In der Praxis haben die Quer schnitte nicht die dargestellten scharten
Ecken, sondern die Ecken sind eher leicht abgerundet, da das Material
der Garne 12, 14 in Maschinenrichtung über einen
kurzen Zeitraum nach der Extrusion durch eine Düse mit einer rechteckigen Öffnung flüssig bleibt.
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Bei der in 3 dargestellten Ausführung sind die Garne 12 in
Maschinenrichtung dicker und breiter als die Garne 14 in
Maschinenrichtung. Wenn die Garne 12, 14 in Maschinenrichtung
sich so zueinander verhalten, kommen die Garne 12 in Maschinenrichtung
mit der getrockneten Papierbahn und mit stationären, möglicherweise sich drehenden
Elementen an der Papiermaschine in Kontakt, so dass die Garne 14 in
Maschinenrichtung von diesem Kontakt ausgenommen bleiben. Dadurch
ist eine längere
Lebensdauer der Garne 14 in Maschinenrichtung gewährleistet.
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Bei den Garnen 12, 14 in
Maschinenrichtung und den Garnen 16 quer zur Maschinenrichtung
kann es sich um Monofilgame aus jedem beliebigen der Kunst-Polymerharze
handeln, die bei der Herstellung derartiger Garne für Papiermaschinentuch
eingesetzt werden. Polyester und Polyamide stellen lediglich zwei
Beispiele für
derartige Materialien dar. Andere Beispiele für derartige Materialien sind
Garne aus Polyphenylen-Sulfid (PPS), das unter dem Namen RYTON® vertrieben
wird, sowie Garne aus modifiziertem wärme-, hydrolyse- und verunreinigungsbeständigem Polyester
der Art, die in dem gemeinsam übertragenen
US-Patent Nr. 5,169,499 offenbart ist und in Trockentüchern eingesetzt
wird, die von Albany International Corp. Unter dem Warenzeichen THER-MONETICS® vertrieben
werden.
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Zwei verschiedene Garne 12, 14 in
Maschinenrichtung werden eingesetzt, da kein einzelnes Garn alle
Eigenschaften haben kann, die für
ein Gam in Maschinenrichtung in einem Trockentuch erforderlich sind,
d. h. Festigkeit, Abriebbeständigkeit,
Hydrolysebeständigkeit
und Biegefestigkeit. Daher kann es vorteilhaft sein, Garne 12 in
Maschinenrichtung aus einem Polymer und Garne 14 in Maschinenrichtung aus
einem anderen Polymer einzusetzen, so dass die zwei Garne, d. h.
die Garne 12, 14 in Maschinenrichtung, alle gewünschten
Eigenschaften beider Polymere haben können.
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4 ist
eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung
analog zu der in 3.
Das Papiermaschinentuch 20 umfasst Garne 22, 24 in
Maschi nenrichtung und Game 26 quer zur Maschinenrichtung.
Die Game 22, 24 in Maschinenrichtung haben beide
rechteckigen Querschnitt und haben gleiche Dicke, das Gam 24 in Maschinenrichtung
hat jedoch eine geringere Breite als das Gam 22 in Maschinenrichtung,
und es kann leichter beim Vernähen
des Tuchs 20 verwendet werden als das breitere Gam 22 in
Maschinenrichtung. Ansonsten ist das Papiermaschinentuch 20 vollkommen
identisch mit dem Papiermaschinentuch 10.
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Desgleichen ist 5 eine Schnittansicht einer dritten Ausführung der
vorliegenden Erfindung ebenfalls analog zu der in 3. Das Papiermaschinentuch 30 umfasst
Garne 32, 34 in Maschinenrichtung und Garne 36 quer
zur Maschinenrichtung. Die Garne 32 in Maschinenrichtung
haben einen rechteckigen Querschnitt, während die Garne 34 in
Maschinenrichtung einen kreisförmigen
Querschnitt mit einem Durchmesser haben, der geringer ist als die
Dicke der Garne 32 in Maschinenrichtung. In diesem Fall
kommen die Garne 32 in Maschinenrichtung mit der getrockneten
Papierbahn und stationären,
möglicherweise
sich drehenden Elementen an der Papiermaschine in Kontakt, so dass
die Garne 34 in Maschinenrichtung von diesem Kontakt ausgeschlossen sind.
Ansonsten ist das Papiermaschinentuch 30 vollkommen identisch
mit dem Papiennaschinentuch 10.
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6 schließlich ist
eine Schnittansicht einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung ebenfalls
analog zu der in 3.
Das Papiermaschinentuch 40 umfasst Garne 42, 44 in
Maschinenrichtung und Garne 46 quer zur Maschinenrichtung.
Die Garne 42 in Maschinenrichtung haben einen rechteckigen
Querschnitt, während
die Garne 44 quer zur Maschinenrichtung einen kreisförmigen Querschnitt mit
einem Durchmesser haben, der der Dicke der Garne 42 in
Maschinenrichtung entspricht. Ansonsten ist das Papiermaschinentuch 40 vollkommen identisch
mit dem Papiennaschinentuch 10.
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Als ein allgemeines Beispiel für die in 3 und 5 dargestellten Ausführungen könnte es sich bei Gam 12 in
Maschinenrichtung oder Garn 32 in Maschinenrichtung um
ein Gam mit einem rechteckigen Querschnitt mit einer Breite von
0,88 mm und einer Dicke von 0,44 mm handeln. Ein derartiges Gam
hätte ein
Seitenverhältnis
(Breite/Dicke) von 2 : 1. Garne mit Seitenverhältnissen von 3 : 1 oder 4 :
1 könnten ebenfalls
als Gam 12 in Maschinenrichtung oder Gam 32 in
Maschinenrichtung eingesetzt werden: Bei Gam 14 in Maschinenrichtung
könnte
es sich um ein Gam mit rechteckigem Querschnitt mit einer Breite
von 0,36 mm und einer Dicke von 0,36 mm handeln. Ein derartiges
Gam hätte
ein Seitenverhältnis von
1 : 1 und einen quadratischen Querschnitt. Garn 14 in Maschinenrichtung
könnte
ebenfalls ein Gam mit einem Seitenverhältnis von 2 : 1 sein, wenn
seine Dicke geringer ist als die von Gam 12 in Maschinenrichtung.
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Als ein allgemeines Beispiel für die in 4 und 6 dargestellten Ausführungen könnte es sich bei Gam 22 in
Maschinenrichtung oder Gam 42 in Maschinenrichtung auch
um ein Gam mit rechteckigem Querschnitt mit einer Breite von 0,88
mm und einer Dicke von 0,44 mm handeln. Ein derartiges Gam hätte ein
Seitenverhältnis
von 2 : 1. Game mit Seitenverhältnissen
von 3 : 1 oder 4 : 1 könnten
ebenfalls als Gam 22 in Maschinenrichtung oder Gam 42 in
Maschinenrichtung eingesetzt werden.
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Bei Gam 24 in Maschinenrichtung
könnte
es sich um ein Gam mit rechteckigem Querschnitt mit einer Breite
von 0,44 mm und einer Dicke von 0,44 mm handeln. Ein derartiges
Gam hätte
ein Seitenverhältnis
von 1 : 1 und hätte
einen quadratischen Querschnitt. Gam 24 in Maschinenrichtung
könnte
ein anderes Seitenverhältnis
als 1 : 1 haben, wenn seine Dicke die gleiche ist wie die von Gam 22 in
Maschinenrichtung und sich seine Breite von der von Gam 22 in
Maschinenrichtung unterscheidet.
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Abwandlungen an dem Obenstehenden
liegen für
den Fachmann auf der Hand, würden
jedoch die Erfindung nicht über
den Schutzumfang der beigefügten
Ansprüche
hinaus abwandeln.