CH666301A5 - Verfahren zur stabilisierung eines trockenfilzmaterials fuer papiermaschinen und nach diesem verfahren hergestelltes trockenfilzmaterial sowie aus diesem material hergestelltes trockenfilzband. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Stabilisierung eines Trockenfilzmaterials für Papiermaschinen und nach diesem Verfahren hergestelltes Trockenfilzmaterial sowie aus diesem Material hergestelltes Trockenfilzband.

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

Eine Art von Trockenfilz, die üblicherweise in derTrok-kenpartie einer Papiermaschine verwendet wird, wird als «Sieb» bezeichnet und dadurch hergestellt, dass synthetische Monofilgarne oder verdrillte Multifilgarne zu einem offenen Gewebe verwebt werden. Obgleich diese «Siebe» nicht gewalkt werden und daher keine «Filze» im ursprünglichen Sinne sind, werden sie trotzdem als Trockenfilze bezeichnet. Die aus dem Gewebe hergestellten Bänder sind normalerweise flach gewebt und ihre Enden werden miteinander verbunden, um ein endloses Band zu erhalten. Das ausgewählte Gewebe kann beispielsweise ein Zwei- oder Dreilagengewebe aus synthetischen Garnen, wie Multifilgarnen, gesponnenen Garnen oder Monofilgarnen sein.

Derartige Trockenfilze sind verhältnismässig offen und haben demzufolge eine hohe Durchlässigkeit, d.h. eine Luftdurchlässigkeit in der Grössenordnung von etwa 21 bis 210 m3/m2 pro Minute bei einem Druck von 12,7 • IO-4 bar und gestatten einen freien Durchgang von Dampf während des Arbeitens der Papiermaschine. Dieser hohe Grad an Offenheit hat einige Nachteile. Beispielsweise hat das Material im Gebrauch eine nur geringe Formstabilität, insbesondere in der Quermaschinenrichtung, während in der Längsrichtung dieser Umstand aufgrund der auf das Trockenband wirkenden Spannung nicht von Bedeutung ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein Trockenfilzmaterial stabilisiert wird, ohne dessen Durchlässigkeit wesentlich zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die zusätzlichen zweiten Garne wird eine hohe Formstabilität erreicht, ohne dass die Durchlässigkeit wesentlich verringert wird, da auch das erfindungsgemässe Trockenfilzmaterial eine Durchlässigkeit von etwa 9 bis 213 m3/m2 pro Minute bei 12,7 • 10~4 bar hat.

Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren stabilisierte Trockenfilzmaterial hat eine geringe Wasseraufnahme und gestattet hervorragend den Durchgang von feuchten Dämpfen aus der zu trocknenden Papierbahn, wodurch die Trockengeschwindigkeit erhöht wird. Die Offenheit des Materials verhindert auch, dass die Hohlräume in dem Gewebe mit Schmutzpartikeln aus der Papierbahn verstopft werden.

Vorzugsweise sind die zweiten Garne in Querrichtung des Gewebes angeordnet und von Füllgarnen gebildet.

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

Fig. 1 einen Schnitt eines Trockenfilzmaterials in Längsrichtung vor der Thermofixierung,

Fig. 2 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 des Materials nach der Thermofixierung,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrösserte Ansicht eines Abschnittes des in Fig. 3 gezeigten Trockenfilzmaterials, und

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines endlosen Trockenf ilzbandes.

Im allgemeinen ist ein Trockenfilzmaterial ein Gewebe mit Längs- und Quergarnen. Die Garne können Monofilgarne, Multifilgarne oder von Stapelfasern gesponnene Garne sein. Das Material kann ein einfaches einlagiges Gewebe sein oder aus komplexen mehrlagigen Geweben bestehen, je nachdem, was für Eigenschaften gefordert werden.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Trockenfilz-Materials vor der Thermofixierung im Längsschnitt. Es weist ein Gewebe 10 mit einer Mehrzahl von Quergarnen 12 auf, die in einer oberen Lage A und in einer unteren Lage B angeordnet sind. Diese Lagen A, B liegen parallel zu der Querebene des Gewebes 10 (quer zur Bewegungsrichtung des Filzes in der Papiermaschine, wobei die Bewegungsrichtung durch den Pfeil MD in Fig. 1 veranschaulicht ist). Die Quergarne 12 der Lagen A und B sind miteinander durch eingewebte Längsgarne 14 verbunden. Die Garne 12,14 können Monofilgarne, Multifilgarne oder gesponnene Garne jedes üblichen Gewichts sein. Für einen Trockenfilz werden vorzugsweise Monofilgarne mit geringem Wasser-Absorptionsvermögen wie Garne aus Polyestern, Polyamiden, Polyara-miden, Polyolefinen und dgl. verwendet, welche nur geringe Feuchtigkeitsmengen absorbieren. Vorzugsweise haben die Monofilgarne einen Durchmesser zwischen 0,43 und 0,22 mm, um die Stabilität und strukturelle Festigkeit zu verbessern.

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Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass zwischen den Lagen A und B Hohlräume 16 liegen, welche benachbarte Quergarne 12 an bestimmten Stellen entlang der Quergarne 12 voneinander trennen. Diese Hohlräume 16 sind offene Bereiche innerhalb des Gewebes 10, welche eine unbehinderte Luftströmung durch das Gewebe 10 ermöglichen und teilweise für die,hohe Durchlässigkeit verantwortlich sind, die diese «sieb»-artigen Gewebe auszeichnet. In dem Gewebe 10 sind die Hohlräume 16 teilweise ausgefüllt durch Füll-Schussgarne 18, die in der Querebene des Gewebes 10 im wesentlichen parallel zu den Quergarnen 12 angeordnet sind. Ihr Durchmesser wird so gewählt, dass sie die Hohlräume 16 teilweise ausfüllen, ohne die Dicke des Gewebes 10 zu vergrössern oder alle Hohlräume 16 zu schliessen. Repräsentativ für die Füll-Schussgarne 18 sind Monofilgarne, gesponnene und Multifilgarne aus synthetischen thermoplastischen Polymer-Kunststoffen, beispielsweise Mono- oder Multifilgarne aus Polyolefinen wie Polypropylen, Polyäthylen und dgl. Wesentlich ist die Auswahl der Garne 18 aus thermoplastischen Polymerharz-Kunststoffen, die einen Erweichungspunkt haben, der wesentlich niedriger ist als der Schmelzpunkt der Garne 12 und 14. Der Zweck für diese Notwendigkeit ergibt sich aus der folgenden Beschreibung. Vorzugsweise sind die Garne 18 gesponnene Garne aus Polypropylentextilfasern.

Das Gewebe 10 kann mit üblichen Webtechniken gewebt werden. Nach dem Weben des Gewebes 10 wird dieses ther-mofixiert, um es zu stabilisieren und die Garne in ihre gewünschten relativen Lagen zueinander zu bringen. Dabei werden die Längsgarne 14 von den Aussenflächen des Gewebes 10 her nach innen gezogen und dieser Druck «kräuselt» die Quergarne 12 und 18 etwas. Der Grad der Thermofixierung, der benötigt wird, um die gewünschte Struktur des Gewebes 10 zu erhalten, hängt naturgemäss von der Art der Garne 12,14 und 18 ab.

Die angewandte Temperatur muss in einem Bereich liegen, der niedriger ist als der Schmelzpunkt der Garne 12,14, jedoch höher als der Erweichungspunkt der Garne 18. Während der Hitzeverfestigung schmelzen oder erweichen die Garne 12 und 14 nicht merklich, während die Garne 18 erweichen. Beim Erweichen erschlaffen die Polymerketten und die Garne 18 passen sich der Form des Gewebes an.

Nach dem Abkühlen des thermofixierten Gewebes 10 unter den Erweichungspunkt der Garne 18 verfestigen sich diese wieder in dem Gewebe und stabilisieren sich in diesen Positionen. Wenn das bevorzugte gesponnene Polypropylen die Polymer-Substanz der Garne 18 bildet, so schmelzen die Fasern während der Thermofixierung, und beim Wiederverfestigen nehmen die Garne 18 die Form von Monofilgarnen an. Die wiederverfestigten Garne 18 nehmen auch weniger Feuchtigkeit auf und halten auch weniger Feuchtigkeit als unbehandelte gesponnene Garne 18. Fig. 2 entspricht Fig. 1, jedoch nach der Thermofixierung des Gewebes 10. Wie ersichtlich ist, sind die Garne 18 verformt, derart, dass sie wie Monofilgarne aussehen, s. auch Fig. 3.

Fig. 4 ist eine vergrösserte Ansicht eines Abschnittes eines Garnes 18 nach der Wärmebehandlung, und sie zeigt, wie das Garn 18 aufgrund des Schmelzens und der Wiederverfestigung in dem Gewebe durch die Längsgarne 14 festgehalten wird. Diese Verklammerung stabilisiert das Gewebe 10 in der

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Querrichtung (siehe den Pfeil CD in Fig. 3). Die sonst zu beobachtende mangelnde Formstabilität in der Richtung CD wird dadurch beseitigt. Die optimalen Zeiten, Temperaturen und Spannungen, die bei der Thermofixierung angewandt werden, sind für den Fachmann bekannt und werden durch Probieren für unterschiedliche Garn-Werkstoffe festgestellt. Im allgemeinen wird die Thermofixierung bei Temperaturen zwischen etwa 93°C und 190°C für einen Zeitraum zwischen 15 und 60 Minuten durchgeführt. Die erfindungsgemässen Fabrikate können flach gewebt sein und ihre Enden können durch übliche Nähte miteinander verbunden werden, um ein endloses Trockenfilzband 5 gemäss Fig. 5 zu erhalten. Diese Filze können dann in der Trockenpartie einer Papiermaschine eingesetzt werden.

Im folgenden wird ein Beispiel zur Herstellung eines erfindungsgemässen Trockënfilzmaterials gegeben.

Die Durchlässigkeit wurde mit einem Frazier-Luftdurch-lässigkeitsmesser von United States Testing Company festgestellt.

Es wurden Polyester-Monofilgarne mit einem Durchmesser von 0,108 mm und einem Schmelzpunkt von 250°C, Polyamid-Monofilgarne mit einem Durchmesser von 0,113 mm und einem Schmelzpunkt zwischen 215 und 221°C für die Längs- und Quergarne sowie gesponnene Garne aus Polypropylenfasern mit einem Gewicht von 327 g pro 100 m und einem Schmelzpunkt zwischen 160 und 176°C und einem Erweichungspunkt zwischen 140 und 160°C für die Füllgarne 18 vorgesehen. Die Dichte der Polyester-Monofil-Längsgarne in dem Produkt beträgt 31,5 Garne pro cm. Die Anzahl der Quergarne beträgt sieben Monofilgarne 12 und 3,2 Polypropylen-Spinngarne 18 pro cm, also insgesamt 10,2 Quergarne pro cm.

Das Gewebe wird in üblicher Weise unter Spannung bei einer Temperatur von 193°Cwährend 15Min. thermofixiert, um eine besondere Formstabilität und gute Laufeigenschaften zu reichen.

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

Durchlässigkeit vor Thermofixierung 13,5 m3/min/dm2 nach Thermofixierung 37,8 mVmin/dm2

Formstabilität

3% Längung bei einer Spannung von 2,3 kp in der Diagonalen

0,2% Längung bei einer Spannung von 2,3 kp in der Diagonalen

Aus dem Material wurde ein endloses Trockenfilzband hergestellt, das in eine Papiermaschine eingesetzt wurde. Es zeigte sich, dass das Band gut läuft, leicht zu rühren ist und eine lange Lebensdauer hat, selbst wenn es Temperaturen von etwa 121°C ausgesetzt wird. Der erfindungsgemässe Trockenfilz kann in jeder üblichen Weise gefinished werden, beispielsweise durch chemische Behandlung, um spezifische Eigenschaften hinsichtlich Laufverhalten, Widerstand gegen chemische Zersetzung oder Abrieb zu erhalten.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zur Herstellung eines Trockenfilzmaterials für Papiermaschinen aus Garnen, die gewebt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewebe aus ersten Garnen aus einem synthetischen Polymerharz, die einen Schmelzpunkt haben, in welches Gewebe zweite synthetische thermoplastische Polymerharzgarne mit einem unter dem Schmelzpunkt der ersten Garne liegenden Erweichungspunkt eingewebt sind, hergestellt und unter Bedingungen, unter denen die zweiten Garne erweichen und sich dem Gewebe aus den ersten Garnen anpassen, während die ersten Garne ungeschmolzen bleiben, thermofixiert und dadurch dimensions-stabilisiert wird.
2. 2. Nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 hergestelltes Trockenfilzmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Garne ( 18) in der Querrichtung des Gewebes ( 10) angeordnet sind.
3. 3. Trockenfilzmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Garne (18) Füllgarne sind.
4. 4. Trockenfilzmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass eine Vielzahl von Quergarnen (12), die Mono-filgarne sind, in einer Mehrzahl von separaten, zueinander und zu der Ebene des Gewebes (10) parallelen Lagen (A, B) angeordnet ist, dass eine Vielzahl von Längsgarnen (14), die ebenfalls Monofilgarne und ebenso wie die Quergarne (12) erste Garne sind, mit den Quergarnen (12) verwebt ist und die Lagen der Quergarne (12) miteinander zu einem mehrlagigen Textil material verbindet, dass die Garne (12) in einer Quergarn läge von benachbarten Garnen (12) in einer benachbarten Quergarnlage an Stellen entlang ihrer Länge durch Hohlräume (16) innerhalb des Gewebes (10) getrennt sind, und dass die zweiten Garne (18) im wesentlichen parallel zu den Quergarnen (12) zwischen Quergarnlagen (A, B) angeordnet sind und einenTeil der Hohlräume (16) zwischen den Quergarn lagen (A, B) teilweise ausfüllen.
5. 5. Endloses Trockenfilzband, hergestellt aus dem Material gemäss einem der Ansprüche 2 bis 4.