DD295886A5

DD295886A5 - Entwaesserungsgewebe fuer einen pressabschnitt

Info

Publication number: DD295886A5
Application number: DD90344075A
Authority: DD
Inventors: Graham W Jackson
Original assignee: ��@��Kk��
Priority date: 1989-09-19
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1991-11-14
Also published as: CA2066256A1; KR950014794B1; FI96047C; MX172727B; EP0493458B1; FI921165A0; FI921165L; DE69003246D1; KR920703926A; BR9007653A; DE69003246T2; FI96047B; EP0493458A1; AU628669B2; CA2066256C; AU6423490A; WO1991004374A1; ZA907421B; JPH04504740A

Abstract

Ein Entwaesserungsgewebe fuer den Preszabschnitt einer Papiermaschine besitzt verbesserte Entwaesserungseigenschaften. Es ist so konstruiert, dasz es lange freiliegende Seitenflaechen von abgeflachten Einzelfaeden an der Papierseite des Gewebes mit einem hohen Fuellfaktor besitzt. Das Gewebe kann ohne Auflage, mit einer papierseitigen Vliesauflage oder mit Vliesauflagen an beiden Seiten benutzt werden.{Entwaesserungsgewebe; Preszabschnitt; Papiermaschine; Fuellfaktor; Vliesauflage}

Description

Die Erfindung betrifft Entwässerungsgewebe zur Verwendung im Preßabschnitt einer Papierherstellmaschine und befaßt sich insbesondere mit einem solchen Gewebe mit abgeflachten Einzelfäden, das so gestaltet ist, daß verbesserte Wasserentfernung und reduzierte Markierung des Papiers erreicht werden.

Bei dem Preßabschnitt einer Papierherstellmaschine wird ein dünnes, nasses selbsttragendes Band aus verfilzten Papierfasern mit einer Konsistenz von etwa 15% bis etwa 25% (d.h. eine nasse Papierbahn, die etwa 15% bis etwa 25% Fasern und andere Feststoffe und etwa 75% bis etwa 85% Wasser enthält) durch eine Reihe von Preßwalzen geleitet, während es sich an einer Reihe von endlosen Gürteln aus durchlässigen Filzen oder Gewebebahnen abstützt. Bei jeder Walzenreihe wird ein Teil des Wassers in der Papierbahn durch Einwirkung des linearen Spaltdrucks zwischen den Preßwalzen in den Filz (das Gewebe) übertragen. Am Ende des Preßabschnitts besitzt die nasse Papierbahn eine Konsistenz von etwa 30 bis 50%. Allgemein werden im Preßabschnitt Preßwalzenpaare eingesetzt.

Eine Walze ist üblicherweise glatt und kann mit einer elastomeren Oberfläche (typischerweise aus Gummi) versehen sein. Die andere Walze hat eine konturierte Oberfläche, die üblicherweise auch aus einem elastomeren Material hergestellt und zur Schaffung von Leerräumen ausgelegt ist, in welche das Wasser von dem Preßfilz oder Andrückfilz transportiert werden kann. Es wird allgemein eine Walze mit einer Nutfläche, bei der die Nuten die Walze umfassen und sich im wesentlichen senkrecht zur Walzenachse erstrecken, verwendet. Der Preßfilz wirkt als Übertragungsmittel zwischen diesen Nuten (oder anderen Aufnahmen wie Perforationen) und der nassen Papierbahn. Während die auf dem Filz (dem Gewebe) abgestützte Papierbahn in den Spalt zwischen den Preßwalzen einläuft, wird Wasser aus der Papierbahn durch die glatte Rolle in den komprimierten Filz und schließlich in die Walzennuten gequetscht. Wenn der Filz und die nasse Papierbahn den Spalt verlassen, kann etwas von dem im Filz zurückbleibenden Wasser zur nassen Papierbahn zurückübertragen und wieder von ihr absorbiert werden. Allgemein umfaßt ein Preßfilz eine Kombination aus einem Grundtuch, an das eine Stapelfaser-Vliesmatte angenadelt wurde. Bei manchen Preßfilzen wird eine einzige Vlieslage benutzt, die an der Papierseite des Grundtuchs angenadelt wurde. Bei anderen werden zwei Vlieslagen benutzt, und zwar jeweils eine an beiden Seiten des Grundtuches, und die sind ebenfalls angenadelt. Es ist bekannt, daß die Vliesfasern dazu tendieren, sich in der Richtung auszurichten, in der das Vlies auf das Grundtuch gelegt wurde. Falls das Vlies quer aufgelegt ist, d.h. im wesentlichen quer zur Maschinenrichtung liegt, besteht

zusätzlich zu den quer zur Maschine ausgerichteten Vliesfasern eine Querlagenlinie zwischen aufeinanderfolgenden Vliesstreifen. Diese Grenzbereiche können Massenveränderungen in dem Druckfilz ergeben, die in Extremfällen Vibrationswirkungen auf die Walzenstände ausüben, welche den Maschinenaufbau beschädigen können. In jüngerer Zeit kann das Vlies im wesentlichen in Maschinenrichtung gelegt sein, z. B. unter Benutzung des Verfahrens nach US-PS 3508307 (DiIo), wodurch sowohl die quer zur Maschine verlaufenden Massenschwankungen eliminiert als auch eine bessere Feuchtigkeitsableitung durch die Vliesfaserausrichtung in Maschinenrichtung geschaffen wird.

Das Grundgewebe von modernen Preßfilzen kann eine Stiftnaht oder eine Stiftkettung enthalten und ist typischerweise aus Kunststoffeinzelfasern mit kreisförmigem Querschnitt gewebt, die sowohl als Kett- wie als Schußfäden eingesetzt sind, wie in US-PS 4601785 (Lilja) typisiert. Die Maschinenrichtungsgarne, welche die Stiftaufnahmeschleifen dieser Filze bilden, müssen einfädig sein, damit die Schleifen ihre Form behalten und dadurch sicherstellen, daß das Gewebe bei der Einrichtung an der Papierherstellmaschine leicht zu verbinden ist. Es ist jedoch schwierig, ein Vlies zuverlässig an ein Gewebe anzunadeln, das aus vollständig runden Einzelfäden gewebt ist. Die Nadeln neigen dazu, die runden Garne abzudrängen, statt sie zu durchdringen. Dann muß ein maschinenseitiges Vlies benutzt werden, um das Anhaften des papierseitigen Vlieses zu unterstützen. Ein weiterer Nachteil von aus vollständig runden Einzelfäden gewebten Druckfilz-Grundgeweben besteht darin, daß sie dazu neigen, vorstehende Knoten an den Überschneidungspunkten der Kett- mit den Schußfäden zu bilden. Wertere Nachteile bestehen darin, daß der Kontaktbereich zwischen den einander überkreuzenden Kett- und Schußfäden auf einen Punkt begrenzt ist. Das Gewebe ist diagonaler Verzerrung oder Nachgiebigkeit ausgesetzt.

Es wurde in der US-PS 4414263 (Miller u.a.) vorgeschlagen, die Eigenschaften des Grundtuches und damit des Preßfilzes dadurch zu verbessern, daß in das Grundtuchgewebe Einzelfäden mit abgeflachtem Querschnitt aufgenommen werden. Miller u.a. definieren ihren verbesserten Preßfilz als „ein offenmaschiges Gewebe aus einer Vielzahl von sich sowohl in Quer-wie Längsrichtung erstreckenden Synthetikfäden und mindestens ein daran festgenähtes Vlies aus Stapelfasern umfassend, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der sich in Seitenrichtung erstreckenden Fäden Einzelfäden mit abgeflachtem Querschnitt sind, dessen Längsachse parallel zur Gewebeebene liegt". Miller u. a. nehmen diese abgeflachten Einzelfäden in ein übliches Webmuster auf und empfehlen, daß das Querschnittsverhältnis (d.h. das Verhältnis der Breite zur Dicke) bei diesen abgeflachten Einzelfäden im Bereich von 1,2:1 bis3:1, unter Bevorzugen des Wertes von etwa 2:1, liegen sollte. Es ist auch bereits in US-PS 4815499 (Johnson) und in US-PS 4142 557 (Kositzke) vorgeschlagen worden, gleichartig abgeflachte Einzelfäden in einem Papierherstell-Formgewebe zu verwenden. Obwohl solche Papierherstell-Formgewebe in einem gewissen Sinn den im Preßabschnitt verwendeten gleichartig sein mögen, sind sie doch tatsächlich ziemlich unterschiedlich, wie es sich schon durch die Verwendungsbedingungen ergibt. Kositzke befaßt sich z.B. in erster Linie mit der Verbesserung eines Formgewebes, das als kontinuierlicher Laufeines ebenen Gewebes gewebt ist, und zur Schaffung der erforderlichen Schleife vernäht, und bei dem das verwendete Webemuster das vierbindige Satin-Gewebe ist. Um ein solches Formgewebe zu verbessern, empfiehlt Kositzke die Verwendung eines abgeflachten Einzelfadens, bei dem das Verhältnis Breite zu Höhe in der Größenordnung von 1,2:1 bis 1,3:1 liegt. Flache Einzelfäden sind für Trocknergewebe zur Reduzierung der Luftdurchlässigkeit vorgeschlagen worden in US-PS 4290209 (Buchanan u.a.) oder zur Erhöhung des Oberflächenkontakts in US-PS 4621 663 (Malmendier). Es ist auch bekannt, solche flachen Einzelfäden mit konturierten Oberflächen zu extrudieren, siehe US-PS 4643119 (Langston u.a.).

Abgeflachte Einzelfäden dieser allgemeinen Art sind bereits in anderen Geweben verwendet worden. Bei diesen Geweben wird ein viel höheres Querschnittsverhältnis, normalerweise mehr als 10:1 verwendet, z.B. bei Teppich-Stützgeweben in GB-PS 1 362684 (Thiokol Chem. Corp.) und in Geotextilien, Gurtbändern und Schüttgut-Behältern, siehe US-PS 4643119 (Langston u.a.) bei einem Gewebe unter Verwendung eines faserverstärkten flachen Bandes als Kette und als Schuß und bestimmtzurVerwendung als eine Kunststoffverstärkung nach US-PS 4816327 (Binnersley u.a.), und bei einem Segeltuch in US-PS 4590121 (Mahr). Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, einen abgeflachten Einzelfaden in einem zur Schlammentwässerung bestimmten Filtergewebe zu verwenden, siehe EP-A 0273892 (Scandiafelt AB). Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, eine Papierbahn in einem Preßabschnitt unter Verwendung eines Gewebes zu entwässern, an dem kein Vlies angebracht ist. Ein solches Verfahren wird in DE-OS 3426264 (Kufferath) beschrieben. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das durch Kufferath beschriebene Entwässerungsgewebe nur bei der Herstellung von dickeren Papiersorten erfolgreich eingesetzt werden kann.

Die grundlegende Eigenschaft des Preßfilzes nach Miller u.a. ist die Verwendung eines abgeflachten Einzelfadens im Grundgewebe. Es hat sich nun gezeigt, daß gleichartig abgeflachte Einzelfäden benutzt werden können zum Schaffen eines verbesserten Preßentwässerungsgewebes, das sowohl Verbesserungen beim Bahnentwässern als auch Widerstand gegen Papiermarkierung entweder durch das Entwässerungsgewebe oder durch die Preßwalzen-Nuten ergibt. Weiter kann das bei Miller u. a. erforderliche papierseitige Vlies bei manchen Anwendungsfällen weggelassen werden.

Erfindungsgemäß werden abgeflachte Einzelfäden benutzt sowohl mit einem höheren Füllfaktor wie auch bei einem Webmuster, das eine lange Seitenfläche an der Papierseite des Gewebes schafft. Diese Eigenschaften der Entwässerungsgewebe nach dieser Erfindung scheinen dem Gewebe eine relativ flache, glatte und fast plattformartige Fläche an seiner Papierseite zu erteilen. Diese relativ flache Oberfläche scheint die durch die Preßrollen erzeugten mechanischen Lasten auf eine Weise zu übertragen, die eine gleichmäßigere Druckkraft ergibt. Es wird auch angenommen, daß die verbesserte Papierbahn-Entwässerungsfähigkeit und der Widerstand gegen Papiermarkierung, den die erfindungsgemäßen Gewebe zeigen, direkt der Druckgleichförmigkeits-Eigenschaft dieser Gewebe zuzuschreiben sind.

So ergibt diese Erfindung in allgemeiner Hinsicht ein Entwässerungsgewebe für den Preßabschnitt einer Papierherstellmaschine mit einander gegenüberliegenden Seitenkanten, wobei die Maschine eine sich zwischen den Sertenkanten erstreckende Quermaschinenrichtung besitzt und eine sich senkrecht dazu erstreckende Maschinenrichtung, und mit einem Gewebemuster, das an der Papierseite des Gewebes lange freiliegende Seitenflächen eines einfädigen Kettgarnes mit einem abgeflachten Querschnitt schafft, mit einem Querschnittsverhältnis von mindestens 1,5:1 und einem Füllfaktor für die abgeflachten Einzelfäden von mindestens 45%, und einem Flächenverhältnis für die freigelegten Seitenflächen der abgeflachten Einzelfäden, ausgedrückt durch die Formel a/b, wobei: (i) „a" die Anzahl von papierseitigen Oberflächenschicht-Schußgarnen in einem einzigen Webmusterrapport eines

abgeflachten einfädigen Kettgarns darstellt, die unterhalb von und in Kontakt mit dem Kettgarn sind; (ii) „b" die Gesamtzahl der papierseitigen Oberflächenschicht-Schußgarne in dem einen Webmusterrapport darstellt;

und bei denen weiter für eine Vielzahl von langen freigesetzten Seitenflächen gilt:

(iii) „a" ist größer als 1; und

(iv) „a" ist größer als eine Hälfte von „b".

Vorzugsweise beträgt der Füllfaktor für die abgeflachten Einzelfäden mindestens 60%, noch mehr bevorzugt wird ein Füllfaktor von mindestens 80% und am meisten bevorzugt ein Füllfaktor von etwa 85%.

Vorzugsweise ist das Entwässerungsgewebe von Einschichtaufbau, jedoch können die Vorteile dieser Erfindung auch mit komplexeren Geweben erreicht werden. Vorzugsweise beträgt das Flächenverhältnis für die abgeflachten Einzelfäden, nach den obigen Angaben errechnet, mindestens 5/8 und liegt noch mehr bevorzugt im Bereich von 3/4 bis 7/8.

Vorzugsweise beträgt das Querschnittsverhältnis des abgeflachten Einzelfadens mindestens 1,6:1 und am meisten bevorzugt mindestens etwa 2:1.

Falls ein papierseitiges Vlies aus Stapelfasern benutzt wird, wird es bevorzugt im wesentlichen senkrecht zu den abgeflachten Einzelfäden aufgelegt. Es ist auch möglich, eine Vliesschicht an der Walzenseite des Entwässerungsgewebes aufzulegen.

Ein Preßentwässerungsgewebe kann in unterschiedlichen Arten gewebt sein. Es kann als eine geschlossene endlose Schleife der erforderlichen Länge gewebt werden, die eine Naht enthalten kann. Alternativ kann das Gewebe als ein kontinuierlicher Lauf eines flachen (ebenen) Gewebes gewebt werden, von dem eine entsprechende Länge dann z. B. mit einer Stiftnaht zu einer erforderlichen endlosen Schleife verbunden wird.

Der Hauptunterschied zwischen diesen Verfahren ist die Ausrichtung der Schuß- und Kettgarne in der Gewebeschleife:

(a) in einem als geschlossene endlose Schleife (mit ohne ohne Naht) angefertigten Gewebe liegen die Schußgarne in der Quermaschinenrichtung und bestehen aus den erfindungsgemäßen abgeflachten Einzelfäden; und

(b) bei einem als kontinuierlicher Lauf angefertigtem Gewebe, das zu einer geschlossenen endlosen Schleife verbunden wird, liegen die Schußgarne in Maschinenrichtung und umfassen die erfindungsgemäßen abgeflachten Einzelfäden.

Es ist auch bekannt, ein Gewebe flach zu weben, bei dem die Kettgarne abgeflachte Einzelfäden sind; jedoch sind dann spezielle Webe- und Nachbehandlungsverfahren notwendig, um die Seitenflächen der abgeflachten Einzelfäden richtig freizusetzen.

Falls das Gewebe im Preßabschnitt mit einem entweder nur an der Papierseite oder an beiden Seiten des Gewebes aufgelegten angenadelten Vlies zu verwenden ist, wird ein als geschlossene endlose Schleife angefertigtes Gewebe bevorzugt. Die endlose Schleife kann auch eine Stiftnaht enthalten.

Falls das Gewebe in dem Preßabschnitt ohne aufgelegtes Nadelvlies zu verwenden ist, wie es die Erfindung vorschlägt, können beide vorher beschriebenen Webeverfahren benutzt werden. Falls das Gewebe verbunden werden muß, um es an der Papierherstellmaschine zu installieren, wird vorteilhaft eine Stiftnaht verwendet.

Allgemein werden Preßfilze aus Nyloneinzelflächen aufgebaut, mit Nylon-Stapelfasern als Vlies, wenn auch schon Polyester und andere Rohmaterialien eingesetzt worden sind. Bevorzugt werden Nyloneinzelfäden und -Stapelfasern für die Erfindung eingesetzt, jedoch ist die Erfindung nicht auf dieses Material beschränkt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1: in schematischer Form ein erfindungsgemäßes Entwässerungsgewebe, Fig. 2: das Gewebe nach Fig. 1 mit einem papierseitigen Vlies;

Fig.3: das Gewebe aus Fig. 1 mit beidseitigen Vliesen,

Fig.4: typische abgeflachte Einzelfaden-Querschnittsformen,

Fig. 5: einige alternative Webmuster für Einzel- und Doppellagengewebe,

Fig.6: und 7 Stiftnaht-Strukturen; und

Fig. 8: die in den Ausführungsbeispielen benutzten Webstrukturen.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Entwässerungsgewebes 1 gezeigt. Der Pfeil 2 zeigt die Quermaschinenrichtung an, der Pfeil 3 die Maschinenrichtung. Wie gezeigt, ist das Gewebe als geschlossene Schleife durch Endlosweben hergestellt. Für ein als kontinuierliche Bahn gewebtes Gewebe sind die Pfeile 2 und 3 zu vertauschen: 2 wird die Maschinenrichtung, 3 die Quermaschinenrichtung. In dieser Figur ist ein Einzellagengewebe gezeigt, das im wesentlichen parallele Schußfäden 4 und im wesentlichen parallele abgeflachte Kett-Einzelfäden 5 umfaßt. Die Schußfäden 4 können irgendwelche in einem solchen Gewebe allgemein verwendeten Garne einschließlich Einzelfäden, Spinngarne und Flechtgarne sein.

Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, können poröse Schichten wie Nadelvliesmatten andern Gewebe angebracht werden. Ein papierseitiges Vlies ist allgemein bei 6 A gezeigt, und ein maschinenseitiges Vlies allgemein bei 6B. Bevorzugterweise wird ein papierseitiges Vlies 6A im wesentlichen senkrecht zu den abgeflachten Einzel-Kettfäden 5, d. h. im wesentlichen parallel zum Pfeil 3 aufgelegt.

Wie Fig.4zeigt, die einen Querschnitt des abgeflachten Fadens 5 darstellt, besitzen diese Fäden eine Breite Wund eine Dicke T. Das Querschnittsverhältnis eines solchen Fadens wird als das Verhältnis W:T definiert. Für den gezeigten Faden ist das Querschnittsverhältnis 4:1. Für den Zweck dieser Erfindung sollte das Querschnittsverhältnis größer als 2:1 sein, und vorzugsweise in der Größenordnung von 2:1 bis 20:1 liegen. Wenn T zu klein ausgeführt wird, wird der Faden zu dünn und zu flexibel, um Übertragung des Raummusters der Schußgarne 4 und der Nut oder einer anderen Musterverteilung an der Preßwalze auf das Papier im Preßwalzenspalt zu verhindern. Eine derartige Markierung der Papierfläche ist nicht erwünscht. Eine Untergrenze für T wird mit etwa 0,1 mm angegeben.

Der kleinste Wert für das Querschnittsverhältnis beträgt 1:1, und dann ergibt sich ein im wesentlichen quadratischer Einzelfaden. Bei den erfindungsgemäßen Geweben ist beabsichtigt, daß die langen freigesetzten Seitenflächen des abgeflachten Einzelfadens etwa näherungsweise eine ebene, die nasse Papierbahn abstützende Seitenfläche bilden. Falls das Querschnittsverhältnis zu klein gemacht wird, wird es schwierigen solches Gewebe mit der gegenwärtig verfügbaren Maschinenausrüstung zu schaffen, auch bei den hohen Füllfaktoren der abgeflachten Einzelfäden, wie sie bei der Erfindung benutzt werden. Ein unerwünschtes Verdrillen der abgeflachten Einzelfäden scheint aufzutreten, wenn das Querschnittsverhältnis

kleiner als etwa 1,3:1 ist. In dieser Hinsicht wird ein Querschnittsverhältnis von 2:1 oder mehr bevorzugt. Die obere Grenze für das Querschnittsverhältnis wird im wesentlichen durch die Webausrüstung bestimmt. Eine praktische obere Grenze scheint bei etwa 100:1 zu liegen.

Wenn ein Vlies auf das Entwässerungsgewebe mit Nadelbefestigung angebracht wird, werden viele Nadeln die abgeflachten Einzelfäden durchstoßen. Auch wenn das eigentlich bedeutet, daß die durchstoßenen Einzelfäden beschädigt sind, scheint das folgenlos zu bleiben, vorausgesetzt, die benutzte Nadelzahl ist nicht zu groß. Weiter erscheint es, daß die hohen, hier benutzten Füllfaktoren zu einer besseren Befestigung eines Vlieses an dem Entwässerungsgewebe führen, da weniger Nadeln an den Kettoder Schußfäden vorbeigehen. Zusätzlich scheint es so zu sein, daß wenigstens teilweise infolge des hohen Füllfaktors aufgeteilte Einzelfäden die Vliesfasern einschnüren und sie an ihrem Ort halten.

Es ist auch möglich, auf die Stellen, an denen die Nadeln die abgeflachten Einzelfäden durchdringen, Einfluß zu nehmen. Der in Fig.4(b) gezeigte Einzelfaden 7 mit einem Querschnittsverhältnis von 4:1 besitzt vier ebene Flächen 8 an jeder Seite, die durch drei Nuten 9 getrennt sind. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die Nadeln dazu neigen, in die Nuten 9 statt in die Flächen 8 bei einem solchen Einfadengarn einzustechen.

Es wurde bereits oben bemerkt, daß die Ausrichtung der abgeflachten einfädigen Garne mit Hinblick auf die Stiftnähte wichtig ist. Infolge der Tatsache, daß die benutzten Schußgarne im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besitzen, werden bei einer Stiftnaht nur wenig Schußfäden durch die Nadeln durchstochen: in den meisten Fällen wird das Schußgarn einfach durch die Nadel ein wenig zur Seite gedruckt. Es ist deshalb vorteilhaft, die Stiftnaht aus den unbeschädigten Schußgarnen zu bilden. Da bei einem als geschlossene Schleife hergestellten Gewebe die Schußgarne in Maschinenrichtung verlaufen, wird bevorzugt ein solches Gewebe verwendet, falls ein Vlies anzubringen ist. Alternativ kann es Vorteile bringen, wenn kein Vlies Verwendung findet> die Stiftnähte unter Benutzung der abgeflachten einfädigen Kettgarne zu bilden.

In Fig. 5,6b, 7 b und 8 sind schematische Querschnittdarstellungen für verschiedene mögliche Entwässerungsgewebe-Aufbauten gezeigt, von denen drei, wie im einzelnen später näher erläutert wird, außerhalb des Erfindungsbereiches liegen (Fig. 5 d, 8a und 8e) und nur zu Vergleichszwecken angeführt sind.

Zwei Eigenschaften der Entwässerungsgewebe erfindungsgemäßer Art sind besonders wichtig, und eine davon ist in diesen Diagrammen gezeigt. Eine Eigenschaft ist das „Flächenverhältnis" und die andere Eigenschaft ist der „Füllfaktor". Das Flächenverhältnis (genauer gesagt Seitenflächenverhältnis) stellt den Anteil eines abgeflachten einfädigen Kettgarnes dar, den eine lange freiliegende Fläche an der Papierseite des Gewebes bildet, in dieser Figurenreihe stets mit 10 bezeichnet. Das Flächenverhältnis wird als „Verhältniszahl" a/b ausgedrückt, wobei a und b ganze Zahlen sind, und (i) „a" die Anzahl der papierseitigen Schußgarne der Oberflächenschicht in einem einzelnen Webmusterrapport eines

abgeflachten einfädigen Kettgarnes darstellt, die unterhalb von diesem Kettgarn in Berührung mit demselben sind; und (ii) „b" die Gesamtzahl der papierseitigen Oberflächenschicht-Schußgarne in der Oberfläche des Gewebes in dem Musterrapport darstellt.

Damit eine solche freiliegende Seitenfläche die erfindungsgemäßen Anforderungen erfüllt, muß das erhaltene Flächenverhältnis zwei weitere Bedingungen erfüllen: (iii) „a" ist größer als 1; und (iv) „a" ist größer als die Hälfte von „b".

Eine Anwendung dieser Prinzipien zunächst auf Fig. 5 gibt die folgenden Flächenverhältniswerte für Fig.5(a), (b) und (d):

- bei Fig.5 (a): a = 4, b = 5 und das Flächenverhältnis damit 4/5: die Gruppe aus vier Schußfäden 11 liegt unterhalb des Kettfadens 12 und in Berührung mit diesem und es ist ein zusätzlicher Schußfaden 13 im Rapport X vorhanden.

- bei Fig. 5 (b): a = 5, b = 8 und das Flächenverhältnis beträgt 5/8: nur die fünf Schußfäden 14 unter dem Kettfaden 15 und die drei Schußfäden 16 über dem Kettfaden 15 werden gezählt; der über dem Kettfaden befindliche Schußfaden 17 und die sieben darunter befindlichen Schußfäden 18 befinden sich nicht in der Oberflächenschicht und werden deshalb bei der Bestimmung von a bzw. b nicht berücksichtigt.

- bei Fig. 5 (d): a = 3, b = β und das Flächenverhältnis beträgt 3/6 und verläßt damit den Erfindungsbereich, da die unter der Oberfläche liegende Schicht nicht berücksichtigt wird.

In ähnlicher Weise sind Flächenverhältnisse für alle anderen dargestellten Gewebe zu errechnen:

Fig.6 (b): a = 5, b = 8: Flächenverhältnis: 5/8;

Fig.8 (a): a = 4, b = 8: Flächenverhältnis: 4/8 (Vergleich);

Fig. 8 (b): a = 6, b = 8: Flächenverhältnis: 6/8;

Fig.8 (c): a = 5, b = 6: Flächenverhältnis: 5/6;

Fig.8 (d): a = 7, b = 8: Flächenverhältnis: 7/8;

Fig.8 (e): a = 3, b = 6: Flächenverhältnis: 3/6 (Vergleich);

Fig.8 (f): a = 5, b = 8: Flächenverhältnis: 5/8.

Die Flächenverhältnisse bei einem bestimmten Gewebe tauchen weder längs eines bestimmten abgeflachten Einzelfadens noch bei allen Einzelfäden in einem bestimmten Gewebe konstant zu sein. Weiter brauchen nicht alle freiliegenden Seitenflächen ein Flächenverhältnis innerhalb der für a und b erfindungsgemäß festgesetzten Grenzen zu haben, obwohl die größten Vorteile dann erreicht werden, wenn alle abgeflachten Einzelfäden Flächenverhältnisse entsprechend diesen Grenzen besitzen. Fig. 5 (c) zeigt ein Gewebe mit veränderlichen Flächenverhältniswerten: von oben an folgen nach unten aufeinanderfolgende Flächenverhältniswerte: 7/8,5/8,6/8,1/8,4/8,6/8,3/8 und 5/8. In gleicher Weise ist es auch möglich, die Flächenlänge periodisch in Längsrichtung der Kettfaden zu ändern, um beispielsweise nacheinander eine 1/2-Einheit und dann eine 5/6-Einheit vorzusehen. In diesem Fall sollte zur Bestimmung des Flächenverhältnisses die Gesamtlänge des vollständigen Musterrapports benutzt werden: das vorangehende Beispiel gibt ein Flächenverhältnis von 6/8. Da jedoch die Proportionen der abgeflachten Einzelkettfäden mit Flächenverhältnissen gewebt sind, bei denen sowohl a wie b kleine Zahlen sind, oder bei denen a in der Nähe der Hälfte von b liegt, werden die Entwässerungseigenschaften des Gewebes verschlechtert und das Risiko, daß das Gewebe Faltenmarkierungen an dem Papier hinterläßt, steigt.

Es ist auch möglich, daß in dem Entwässerungsgewebe Kettfäden enthalten sind, die nicht abgeflachte Einzelfäden sind. Das wird nicht empfohlen, da es sehr leicht zu einer Verschlechterung der Entwässerungsfähigkeit des Gewebes führen kann und da das Risiko von Papiermarkierungen steigt.

Es besteht jedoch eine Grenze für den Flächenfaktor, über welche Grenze hinaus die strukturelle Integrität des Gewebes fraglich wird. Infolge der Verschiedenheiten der möglichen Webarten ist es schwierig, genaue Vorhersagen zu treffen. Bei einem einfachen Gewebe etwa nach Fig. 1 und 5(a) erscheint diese strukturelle Grenze bei einem Flächenfaktor von etwa 9/10 erreicht zu sein. Ein Flächenfaktor von 7/8 scheint eine geeignete praktische Grenze darzustellen.

Der Füllfaktor drückt im wesentlichen aus, wieviel von dem durch das Gewebe gegebenen Raum durch die Garne eingenommen wird, aus denen es aufgebaut ist. Dieser Füllfaktor kann sowohl für Kett-wie für Schußfäden gemessen werden. Er wird gegeben durch:

Füllfaktor (%) = ^¹"^ x 100

wobei: (i) N die Anzahl der Garne in einem bestimmten Abstand D und (ii) W die maximale Querbreite des Garns sind.

Bei dieser Formel ist N auch als der Garnzählwert bekannt.

Bei einem Garn mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, wie es z. B. in den Schußfäden des Gewebes nach Fig. 1 benutzt ist, ist W der Garndurchmesser. Bei den abgeflachten Einzelfäden ist W die Einzelfadenbreite, wie in Fig.4a dargestellt. D und W werden in gleichen Einheiten angegeben. Für diese Erfindung sollte der Füllfaktor für die abgeflachten Einzelfäden über 45%, vorzugsweise bei mindestens 60% und besonders bevorzugt bei etwa 80% liegen, wobei ein Wert von 85% als sehr günstig angesehen wird. Wie bereits früher bemerkt, unterstützt ein hoher Füllfaktor ggf. das Haltevermögen für die Vliese. Für die anderen Garne bestimmt der Garnzählwert N in einem gewissen Ausmaß die durch die langen freiliegenden Seitenflächen geschaffene Abstützung. Diese Seitenflächen müssen genug abgestützt werden, um zu verhindern, daß sie unter dem auf das Entwässerungsgewebe im Preßrollenspalt aufgebrachten Druck wesentlich nachgeben. Falls die abgeflachten Einzelfäden in einer Kette relativ dick sind, einen hohen Füllfaktor besitzen und die Preßrollen-Liniendruckkraft relativ gering ist, kann der Schußgarnzählwert verringert werden. Allgemein wird festgestellt, daß der Garnzählwert für die anderen Garne als die abgeflachten Einzelfäden relativ hoch sein sollte.

Die vorher beschriebenen Vorteile einer erhöhten Entwässerungsfähigkeit werden auch in Stiftnaht-Geweben realisiert, die entweder als geschlossene Schleifen oder kontinuierliche Läufe gewebt sind.

Typische Stiftnähte mit im großen und ganzen konventionellem Aufbau sind in Fig.6 und 7 gezeigt. Das Gewebe in Fig.6 ist als geschlossene Schleife gewebt, wobei die freigelegten Kettfaden-Seitenflächen 10 in Quermaschinenrichtung liegen. Bei dem Gewebe in Fig.7 handelt es sich um einen kontinuierlichen ebenen Lauf mit in Maschinenrichtung freiliegenden Kettfadenflächen 10. In Fig. 6 ist das Vlies 6A aus Klarheitsgründen nur in Fig.6c dargestellt. Zunächst ist bei dem in Fig.6a in Flächenansicht dargestellten Gewebe der Schnitt nach Linie l-l in Fig. 6 b gezeigt, und in Fig. 6c nach der Linie H-Il. Das Gewebe mit einem Flächenverhältniswert von 5/8 umfaßt abgeflachte Kettfaden 20, zwei Schichten Schußfäden 21 und 22, ein Vlies 6A an einer Seitenfläche und eine Stiftnaht mit Stift 23. Die Stiftnaht ist so aufgebaut, daß Schleifen 24 in den Schußfäden gebildet sind, die einfach umgebogen (Fig.6(c))oderzu einer vollständigen Schleife (Fig.6(d)) ausgebildet sind. Bei der Vorbereitung zum Installieren an der Papierherstellmaschine wird der Stift entfernt, das Gewebe durch den Preßabschnitt gezogen und die Schleife geschlossen durch Ineinanderfügen der Gewebe-Nahtendschleifen und Wiedereinsetzen des Stiftes 23. In Fig. 7 ist der Aufbau grundsätzlich der gleiche mit abgeflachten einfädigen Kettfäden 20, zwei Schichten von Schußfäden 21 und 22 und einem Stift 23 für die Stiftnaht. Zur klaren Darstellung ist nur eine Seite der Naht in Fig.7 (a) dargestellt. Dabei ist die Naht im wesentlichen mit dem gleichen Vorgang geschaffen, jedoch muß in diesem Fall berücksichtigt werden, daß gekräuselte und abgeflachte Fäden die Schleifen der Stiftnaht bilden. Dementsprechend ist es erwünscht, einen Drill oder eine Verdrehung in die zur Herstellung der Schleifen benutzten Kettfäden wie bei 25 einzubringen, und ebenfalls in die in die Gewebeenden zurückgewebten Kettfäden, die nicht für die Nahtschleifen verwendet werden, wie bei 26 gezeigt. Auf diese Weise kann das Kettfadenende 27 in das Gewebe zurückgeführt werden, um dort eine überdeckte Verbindung zu bilden, wie es dem Fachmann bekannt ist, da sie dann gekräuselt ist und in das bestehende Webmuster einpaßt.

Die abgeflachten Fäden in beider Gestalt ergeben eine Fläche, die dem papierseitigen Vlies ein ausgezeichnetes Anhaften bietet, und möglicherweise die Notwendigkeit für ein maschinenseitiges Vlies beseitigt. Dies deshalb, weil die flachen Einzelfäden beim Nadeln aufsplittern, die Vliesfasern einfangen und sie in dem Grundgewebe verankern. Die abgeflachten Einzelfäden verringern eine Markierung des Papiers, da die Überkreuzungen von Kett- und Schußfäden nicht so hervorstehen, wie es bei nur aus runden Einzelfäden gebildeten Geweben der Fall ist. Erfindungsgemäß gewebte Stiftnahtgewebe weisen auch einen größeren Widerstand gegen Diagonalverzerrung auf, da die Berührungsfläche zwischen den flachen und den runden Einzelfäden an den Überkreuzungen größer ist als es bei Überkreuzung von zwei runden Garnen der Fall ist.

Um die Untergrenze des Flächenverhältnisses festzulegen, wurden Vergleichsuntersuchungen durchgeführt unter Benutzung von Einzelschicht- und Doppelschicht-Geweben mit unterschiedlichen Flächenverhältniswerten. Änderungen der Konsistenz des Papiers beim Durchlaufen des Druckabschnitts werden als Maß für die Wasserabnahmewirksamkeit benutzt. „Konsistenz" wird dabei als der Prozentsatz von trockenen Papier-Feststoffen (Fasern, Füllstoffen usw.) in der nassen Papierbahn definiert. Ein typischer Konsistenzwert beim Eintritt in einen Preßabschnitt ist 22%. Bei dem letzten Druckspalt eines Preßabschnitts liegt die Austritts-Konsistenz typischerweise zwischen 38% und etwa 41 %.

Die Auswirkungen des Flächenverhältnisses auf die Wasserentfernung wurde unter Benutzung einer Laboratoriumspresse untersucht, allgemein nach dem Verfahren, wie es von Jackson in Tappi Journal, 72 (9), 103-107 beschrieben ist. Dieser Laborvorgang scheint eine gute Relativanzeige von Preßfilzverhalten zu geben. InTabelle I sind die Daten für vier Einschichtfilze mit gleicher nomineller Vliesauslegung und Schußfadentyp, jedoch unterschiedlichen Flächenverhältnissen angegeben. In Tabelle Il sind gleichartige Daten für zwei Doppelschichtfilze gegeben. Die Webmuster sind schematisch in Fig. 8 gezeigt. In diesen Figuren sind die Schußfäden 30 6strängig verseilte Einzelfäden und die Schußfäden 31 sind mehrfädige Garne.

Tabelle I

Schuß: 0,2 mm /2/3 verseilte Einzelfäden, mit einer Schrittweite von 1,1 mm gewebt. Kette: 0,2mm χ 0,4mm,ohne Nuten; Füllfaktor80%.

Nr.	Webmuster nach	Flächenverhältnis	Konsistenz
	Fig.8		nach Pressen
MA 3	(a)	4/8	53,3%
MA 2	(b)	6/8	54,2%
MA 26	(c)	5/6	55,6%
MA1	(d)	7/8	55,9%

Tabelle Il

Schu ß: obere Schicht (31): 350tex mehrfädig, mit einer Schrittweite von 1,1 gewebt

untere Schicht 30: wie in Tabelle I Kette: 0,2mm χ 0,4mm ohne Nuten; Füllfaktor80%.

Nr. Webmuster nach Flächenverhältnis Konsistenz

Fig.8 nachpressen

MA25 (e) 3/6 56,1%

MA15 (f) 5/8 56,9%

Bei jeder Untersuchungsreihe betrug die Eingangskonsistenz des Papiers 35%. Die Daten für MA3 und MA25 sind zum Vergleich hinzugefügt. In diesen Fällen sind bei dem Flächenverhältnis die Werte a halb so groß wie die Werte b, so daß die Gewebe außerhalb der Erfindung liegen.

Die Ergebnisse zeigen klar, daß bei einem Zuwachs von (a) und (b) die Wasserentfernung verbessert wird, je mehr sich (a) (b) nähert. Bei der Papierindustrie wird ein Zuwachs der Konsistenz um 1 % bereits als industriell bedeutsam angesehen. Es ist oben angeführt worden, daß das Entwässerungsgewebe erfindungsgemäßer Art keine poröse Struktur wie ein Vlies an der papierseitigen Fläche verlangt. Wenn ein Vlies benutzt wird, sollte der Verlegungsrichtung des Vlieses einige Aufmerksamkeit geschenkt werden. Falls das Entwässerungsgewebe eine endlos gewebte Schleife mit abgeflachten Einzelkettfäden in Quermaschinenrichtung ist, sollte das Vlies in Maschinenrichtung gelegt werden, beispielsweise nach dem Verfahren nach DiIo (US-PS 3 508307). Falls das Entwässerungsgewebe eben (flach) gewebt ist mit Kettfäden aus abgeflachten Einzelfäden, wird eine quergelegte Vliesstruktur bevorzugt. Wenn jedoch das Entwässerungsgewebe eben gewebt ist mit den Schußfäden als Einzelfäden, sollte das Vlies vorzugsweise in Maschinenrichtung gelegt werden, und es kann hier wieder das Verfahren nach DiIo benutzt werden.

Claims

1. Entwässerungsgewebe für den Preßabschnitt einer Papierherstellmaschine mit einander gegenüberliegenden Seitenkanten und einer Quermaschinenrichtung zwischen den Seitenkanten und einer Maschinenrichtung, die sich senkrecht zur Quermaschinenrichtung erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gewebemuster vorgesehen ist, welches lange freiliegende Flächen (10) an der Papierseite des Gewebes aus einem einfädigen Kettgarn mit abgeflachtem Querschnitt ergibt, mit einem Querschnittsverhältnis von mindestens 1,5:1, einem Füllfaktor der abgeflachten Einzelfäden von mindestens 45% und einem Flächenverhältnis der freiliegenden abgeflachten Einzelfäden, das durch die Formel a/b ausgedrückt wird, wobei:

(i) „a" die Anzahl der papierseitigen Oberflächenschicht-Schußgarne in einem einzigen Webmuster-Rapport eines abgeflachten Einzelkettfadens darstellt, die unterhalb des Kettfadens liegen und mit ihm in Berührung sind;

(ii) „b" die Gesamtzahl der papierseitigen Oberflächenschicht-Schußgarne in dem einen Webmuster-Rapport darstellt;

und bei dem weiter für eine Mehrzahl der langen freigesetzten Flächen:

(iii) „a" größer als 1 und

(iv) „a" größer als die Hälfte von „b" ist.

2. Entwässerungsgewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe ein Einschichtgewebe ist.

3. Entwässerungsgewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe ein Doppelschichtgewebe ist.

4. Entwässerungsgewebe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine poröse Schicht an der Papierseite des Gewebes angebracht ist.

5. Entwässerungsgewebe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich an beiden Seiten des Gewebes eine poröse Schicht angebracht ist.

6. Entwässerungsgewebe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Einzelvlies aus Stapelfasern an der Papierseite des Gewebes angebracht ist.

7. Entwässerungsgewebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Einzelvlies aus Stapelfasern an der Papierseite des Gewebes angenadelt ist.

8. Entwässerungsgewebe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich an beiden Seiten, der Papierseite und der Maschinenseite des Gewebes, je ein Vlies aus Stapelfasern angebracht ist.

9. Entwässerungsgewebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich an beiden Seiten, der Papierseite und der Maschinenseite des Gewebes, je ein Vlies aus Stapelfasern angenadelt ist.

10. Entwässerungsgewebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies aus Stapelfasern mit dem Gewebe vernadelt ist und in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Richtung der abgeflachten Einzelfäden gelegt ist.

11. Entwässerungsgewebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies aus Stapelfasern mit dem Gewebe vernadelt ist und in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Richtung der abgeflachten Einzelfäden gelegt ist.

12. Entwässerungsgewebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das papierseitige Stapelfaservlies mit dem Gewebe vernadelt und in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Richtung der abgeflachten Einzelfäden gelegt ist.

13. Entwässerungsgewebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das papierseitige Stapelfaservlies mit dem Gewebe vernadelt und in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Richtung der abgeflachten Einzelfäden gelegt ist.

14. Entwässerungsgewebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Gewebe das Flächenverhältnis von 5/8 bis 9/10 beträgt.

15. Entwässerungsgewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Gewebe das Flächenverhältnis von 3/4 bis 7/8 beträgt.

16. Entwässerungsgewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllfaktor der abgeflachten Einzelfäden mindestens 60% beträgt.

17. Entwässerungsgewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllfaktor der abgeflachten Einzelfäden mindestens 80% beträgt.

18. Entwässerungsgewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllfaktor der abgeflachten Einzelfäden etwa 85% beträgt.

19. Entwässerungsgewebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsverhältnis bei den abgeflachten Einzelfäden mindestens ca. 2:1 beträgt.

20. Entwässerungsgewebe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsverhältnis für die abgeflachten Einzelfäden im Bereich von etwa 4:1 bis weniger als 10:1 liegt.

21. Entwässerungsgewebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe als geschlossene endlose Schleife gewebt ist und daß die langen freigelegten Seitenflächen der abgeflachten Einzelfaden-Kette in Quermaschinenrichtung verlaufen.

22. Entwässerungsgewebe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stiftnaht enthalten ist.

23. Entwässerungsgewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß es als kontinuierlicher Lauf gewebt ist mit langen freigelegten Seitenflächen der abgeflachten Einzel-Kettfäden in Maschinenrichtung.

24. Entwässerungsgewebe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stiftnaht vorgesehen ist.

25. Entwässerungsgewebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der freiliegenden Garnfäden an der Papierseite des Gewebes abgeflachte Einzelfäden sind.

26. Entwässerungsgewebe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen alle freiliegenden Garne an der Papierseite des Gewebes abgeflachte Einzelfäden sind.

27. Entwässerungsgewebe nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß alle freiliegenden Garne an der Papierseite des Gewebes abgeflachte Einzelfäden sind.

28. Entwässerungsgewebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen alle langen freigelegten Seitenflächen der abgeflachten Einzelkettfäden ein Flächenverhältnis besitzen, bei dem a größer als 1 und größer als eine Hälfte von b ist.

29. Entwässerungsgewebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächenverhältnis in Maschinenrichtung des Gewebes nicht konstant ist.

30. Entwässerungsgewebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächenverhältnis in Quermaschinenrichtung des Gewebes nicht konstant ist.

31. Entwässerungsgewebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächenverhältnis sowohl in Maschinen- wie in Quermaschinenrichtung des Gewebes nicht konstant ist.

Hierzu 5 Seiten Zeichnungen