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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Entfernung von
Wasser aus einem Gewebematerial und insbesondere aus einem faserigen
Gewebe, das auf einer Papiermaschine zu einem Papierprodukt verarbeitet
wird. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung von harzimprägnierten
endlosen Bandstrukturen mit texturierten Außenoberflächen, die für den Einsatz auf einer langen
Klemmenpresse vom Schuhtyp ("long nip
press of the shoe type")auf
einer Papiermaschine gemacht sind, sowie die Bandstrukturen, die
in Übereinstimmung
mit dem Verfahren hergestellt werden.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Während des
Verfahrens zur Papierherstellung wird ein faseriges Gewebe von Cellulosefasern auf
einem Formdraht durch Ablagerung eines faserigen Breies darauf in
dem Abschnitt der Papiermaschine gebildet, in dem die Ablagerung
erfolgt. Eine große
Menge an Wasser wird aus dem Brei in den Bildungsabschnitt entzogen,
nachdem das frischgebildete Gewebe dem Pressabschnitt zugeführt wurde.
Der Pressabschnitt umfasst eine Reihe von Klemmenpressen, in welchen
das faserige Gewebe Druckkräften
ausgesetzt wird, die angewendet werden, um Wasser davon zu entfernen.
Das Gewebe wird schließlich
einem Trocknungsabschnitt zugeführt,
der beheizte Trockentrommeln umfasst, um welche das Gewebe geleitet
wird. Die beheizten Trockentrommeln vermindern den Wassergehalt
des Gewebes auf die gewünschte
Stufe durch Verdampfung, um ein Papierprodukt zu ergeben.
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Steigende
Energiekosten machen es zusehends wünschenswert, so viel Wasser
wie möglich aus
dem Gewebe zu entfernen, ehe es in den Trocknungsabschnitt eintritt.
Da die Trockentrommeln häufig
von innen mittels Dampf beheizt werden, können die mit der Dampfherstellung
verbundenen Kosten wesentlich sein, insbesondere, wenn eine große Menge
an Wasser aus dem Gewebe entfernt werden soll.
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Herkömmlicherweise
umfassen die Pressabschnitte eine Reihe von Klemmen, die durch Paare benachbarter
zylindrischer Presswalzen gebildet werden. In den letzten Jahren
wurde gefunden, dass die Verwendung von langen Pressklemmen vom Schuhtyp
(long press nips of the shoe type) vorteilhafter ist als die Verwendung
von Klemmen, die durch Paare von benachbarten Presswalzen gebildet werden.
Dies liegt daran, dass um so mehr Wasser entfernt werden kann, je
länger
die Zeit ist, in der ein Gewebe dem Druck in der Klemme ausgesetzt
werden kann, und infolge dessen um so weniger Wasser im Gewebe zurückbleibt,
das durch Verdampfung im Trockenabschnitt entfernt werden muss.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft lange Klemmenpressen vom Schuhtyp.
Bei dieser Abwandlung der langen Klemmenpresse wird die Klemme zwischen
einer zylindrischen Presswalze und einem bogenförmigen Pressschuh gebildet.
Letzterer besitzt eine zylindrisch konkave Oberfläche mit
einem Krümmungsradius,
der nahe dem der zylindrischen Presswalze ist. Wenn die Walze und
der Schuh in enge physische gegenseitige Nähe gebracht werden, kann eine
Klemme fünf
bis zehn mal länger
in Maschinenrichtung sein, das heißt, in der Richtung, in der
das Gewebe durch die Papiermaschine läuft, als eine, die dadurch
gebildet wird, dass sie zwischen zwei Presswalzen gebildet wird.
Da die lange Klemme ("long
nip") fünf bis zehn
mal länger
ist als eine in einer herkömmlichen
Zweiwalzenpresse, ist die sogenannte Verweilzeit des faserigen Gewebes
in der langen Klemme entsprechend länger bei gleichem Druck pro
Quadratzoll in der Druckkraft, die in einer Zweiwalzenpresse verwendet
wird. Das Ergebnis dieser neuen "Langklemmen"-Technologie war
ein deutlicher Anstieg bei der Entwässerung des faserigen Gewebes
in der Langklemme, verglichen mit herkömmlichen Klemmen auf Papiermaschinen.
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Eine
lange Klemmenpresse vom Schuhtyp erfordert ein spezielles Band,
wie zum Beispiel jenes, das im U.S.-Patent Nr. 5 238 537 gezeigt
ist. Dieses Band ist dafür
gemacht, das Pressgewebe vor einer beschleunigten Abnutzung, die
sich aus dem direkten, gleitenden Kontakt über dem stationären Pressschuh
ergibt, zu schützen,
indem es das faserige Gewebe unterstützt, trägt und entwässert. Ein solches Band muss
mit einer glatten unempfindlichen inneren Oberfläche bereitgestellt werden,
welche die über den
stationären
Schuh auf einem Gleitfilm aus Öl läuft oder
gleitet. Das Band bewegt sich durch die Klemme mit nahezu der gleichen
Geschwindigkeit wie das Pressgewebe, wobei das Pressgewebe dem geringsten
Maß an
Reibung gegenüber
der Oberfläche
des Bandes ausgesetzt wird.
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Bänder von
der Abwandlung, die in dem U.S.-Patent Nr. 5,238,537 gezeigt sind,
werden durch Imprägnierung
eines gewebten Grundstoffes mit einem synthetischen Polymerharz
hergestellt, welches die Form einer endlosen Schleife einnimmt. Vorzugsweise
bildet das Harz einen Überzug
mit einer gewissen vorherbestimmten Dicke auf mindestens der Innenoberfläche des
Bandes, so dass die Garne, aus denen der Grundstoff gewebt ist,
vor direktem Kontakt mit dem bogenförmigen Pressschuh-Bestandteil
der langen Klemmenpresse geschützt
wird. Es ist insbesondere dieser Überzug, der eine glatte, unempfindliche
Oberfläche
besitzen muss, um leicht über
den geschmierten Schuh zu gleiten, und um zu verhindern, dass das
Schmieröl die
Struktur des Bandes durchdringt, um den Pressstoff oder Stoffe oder
faserige Gewebe zu verunreinigen.
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Der
Grundstoff des in der U.S.-Patentschrift Nr. 5 238 537 gezeigten
Bandes kann aus einfaserigen Garnen in einem Einzel- oder Vielschichtgewebe gewebt
werden, und es wird so gewebt, dass es ausreichend offen ist, damit
das Imprägniermaterial
das Gewebe vollständig
imprägnieren
kann. Dies schließt die
Möglichkeit
der Bildung von jeglichen Löchern
in dem fertigen Band aus. Solche Löcher können es ermöglichen, dass das Schmieröl, welches
zwischen dem Band und dem Schuh verwendet wurde, durch das Band
hindurchtritt, und den Pressstoff oder die Stoffe oder das faserige
Gewebe verunreinigt. Der Grundstoff kann flach gewebt sein oder
nachfolgend zu einer endlosen Form zusammengenäht werden, oder endlos in röhrenförmiger Form
gewebt sein.
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Wenn
das Imprägniermaterial
durch Aushärten
in einen festen Zustand übergegangen
ist, ist es in erster Linie an den Grundstoff durch ein mechanisches
Ineinandergreifen gebunden, während
das gehärtete
Imprägniermaterial
die Garne des Grundstoffes umgibt. Zusätzlich kann eine gewisse chemische Bindung
oder Haftung zwischen dem gehärteten
Imprägniermaterial
und dem Material der Garne des Grundstoffes vorhanden sein.
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Bänder für lange
Klemmenpressen, wie zum Beispiel die in dem U.S.-Patent Nr. 5 238
537 gezeigten, in Abhängigkeit
von den Größenerfordernissen der
langen Klemmenpresse, auf der sie installiert werden, besitzen Längen von
ungefähr
13 bis 35 Fuß (annähernd 4
bis 11 Meter), gemessen der Länge nach,
um ihre Endlosschleifen-Gestalt, und Breiten von ungefähr 100 bis
450 Zoll (annähernd
250 bis 1125 Zentimeter), gemessen quer über diese Formen. Es wird gewürdigt werden,
dass die Herstellung solcher Bänder
aufgrund des Erfordernisses schwierig ist, dass der Grundstoff endlos
sein muss, ehe er mit einem synthetischen Polymerharz imprägniert wird.
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Es
ist häufig
wünschenswert,
ein Band mit einer Harzbeschichtung von einer bestimmten vorherbestimmten
Dicke auf seiner Außenoberfläche bereitzustellen,
ebenso wie auf seiner Innenoberfläche. Durch Beschichtung beider
Seiten des Bandes wird sein gewebter Grundstoff näher an der
neutralen Achse der Krümmung
des Bandes sein, falls es nicht damit zusammenfällt. Unter solchen Umständen werden
die internen Spannungen, welche auftreten, wenn das Band beim Umlauf
um eine Walze oder dergleichen auf einer Papiermaschine gebeugt
wird, wahrscheinlich weniger dafür
verantwortlich sein, dass die Beschichtung von einer oder beiden
Seiten des Bandes schichtweise abblättert.
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Wenn
darüber
hinaus die Außenoberfläche des
Bandes eine Harzbeschichtung von einer bestimmten vorherbestimmten
Dicke besitzt, so wird dadurch ermöglicht, dass sich Rillen, verborgene
Löcher
und andere Hohlräume
auf dieser Oberfläche bilden,
ohne dass ein beliebiger Teil des gewebten Grundstoffes sichtbar
wird. Diese Merkmale sorgen für
eine vorübergehende
Speicherung des Wassers, das aus dem Gewebe in der Klemmenpresse
gepresst wird.
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Ein
Pressband zur Verwendung in langen Klemmenpressen und ein Verfahren
zu deren Herstellung wird in
EP 0 659 934 A2 offenbart.
US 4 643 916 offenbart ein Verfahren
zur Herstellung eines Pressbandes zur Verwendung mit ausgedehnten Klemmenpressen
in einer Papierherstellungsmaschine. Ein Pressband zur Verwendung
mit einer ausgedehnten Klemmenpresse in einer Papierherstellungsmaschine
wird ebenso in
US 4 559 258 offenbart.
DE 38 27 486 A1 offenbart
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bandes
für Nasspressen
von Papiermaschinen.
EP
0 761 873 A1 offenbart schraubenförmige Grundstrukturen für lange
Klemmen-Pressbänder
für Papiermaschinen (long
press nip paper machine belts).
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Es
wird gewürdigt
werden, dass solche Rillen oder verborgene Löcher üblicherweise dadurch hergestellt
werden, dass sie in einem gesonderten Herstellungsschritt, der dem
Härten
des Harzüberzuges folgt,
geprägt
oder gebohrt werden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Lösung für dieses besondere Problem
bereit, das heißt,
für die
Notwendigkeit eines gesonderten Herstellungsschrittes, welcher die
Verfahren des Standes der Technik zur Herstellung von harzimprägnierten
endlosen Bandstrukturen kennzeichnet, die ein Leervolumen in Form
von Rillen, verborgenen Löchern
und dergleichen auf ihren Außenoberflächen besitzen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur
Herstellung einer harzimprägnierten
endlosen Bandstruktur mit einer texturierten Außenoberfläche bereitzustellen, welches
an der Außenoberfläche der
Bandstruktur Hohlraumvolumina für
die vorübergehende
Speicherung von Wasser bereitstellt, das aus dem faserigen Gewebe
in einer Klemmenpresse herausgepresst wird. Die texturierte Außenoberfläche stellt eine
Verbesserung gegenüber
den Rillen, verborgenen Löchern
und dergleichen des Standes der Technik dar.
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Die
vorliegende Erfindung ist daher das Verfahren zur Herstellung der
harzimprägnierten
endlosen Bandstruktur, und des sich ergebenden Produktes zur Verwendung
im Papierherstellungsverfahren, bei dem ein endloses Band, welches
undurchlässig für Wasser, Öl und andere
Flüssigkeiten
ist, und das eine texturierte Außenoberfläche mit einer Mehrzahl von
Einkerbungen für
die vorübergehende
Speicherung von Wasser besitzt, das aus dem Papiergewebe gepresst
wird, wünschenswert
ist.
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In
einer ersten Ausführungsform
des Verfahrens wird eine endlose durchlässige Grundstruktur, deren
Länge in
einer Längsrichtung
darum herum gemessen wird, und die eine Innenseite und eine Außenseite
besitzt, auf eine Trägerstruktur
aufgesetzt. Diese Trägerstruktur
besitzt eine texturierte Oberfläche
und wird so angepasst, um die Grundstruktur unter Spannung in einer
Längsrichtung
zu setzen. Die "texturierte" Oberfläche besitzt
eine Mehrzahl von vorstehenden Elementen, welche getrennt und voneinander
verschieden sind. Die Trägerstruktur
kann entweder eine zylindrische Spindel oder ein Paar von Trägerwalzen
sein.
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Während sich
die Grundstruktur auf der Trägerstruktur
befindet, wird sie gänzlich
mit einem polymeren Harzmaterial imprägniert. Das polymere Harzmaterial
wird auf der Außenseite
der Grundstruktur verteilt, und dringt vollständig durch diese hindurch, um
mit der texturierten Oberfläche
der Trägerstruktur in
Kontakt zu treten, und um einen Eindruck auf der texturierten Oberfläche auf
dem polymeren Harzmaterial auf der In nenseite der Grundstruktur
zu liefern. Das polymere Harzmaterial bildet auch eine Schicht auf
der Außenseite
der Grundstruktur. Das polymere Harzmaterial wird anschließend gehärtet und
geschliffen, um es mit einer glatten gleichförmigen Oberfläche auszustatten,
und die so erhaltene Bandstruktur wird von der Trägerstruktur
abgenommen. Die Bandstruktur wird schließlich von innen nach außen gewendet,
um den Eindruck der texturierten Oberfläche der Trägerstruktur auf die Außenseite
der Bandstruktur zu setzen.
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In
einer zweiten Ausführungsform
des Verfahrens wird eine endlose durchlässige Grundstruktur, deren
Länge darum
herum in einer Längsrichtung gemessen
wird, und die eine Innenseite und eine Außenseite besitzt, erneut auf
eine Trägerstruktur
aufgesetzt. In dieser Ausführungsform
besitzt die Trägerstruktur
eine glatte polierte Oberfläche
und wird erneut so angepasst, um die Grundstruktur unter Spannung
in einer Längsrichtung
zu setzen. Die Trägerstruktur
kann wiederum entweder eine zylindrische Spindel oder ein Paar von
Trägerwalzen
sein.
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Während sich
die Grundstruktur auf der Trägerstruktur
befindet, wird sie erneut gänzlich
mit einem polymeren Harzmaterial imprägniert. Das polymere Harzmaterial
wird auf der Außenseite
der Grundstruktur verteilt, dringt vollständig durch diese hindurch,
um mit der glatten polierten Oberfläche der Trägerstruktur in Kontakt zu treten,
und bildet eine Schicht auf der Außenseite der Grundstruktur.
Das polymere Harzmaterial wird anschließend gehärtet und geschliffen, um es
mit einer glatten gleichförmigen
Oberfläche
zu versehen.
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Die
Grundstruktur, die jetzt auf einer Seite beschichtet ist, wird anschließend von
der Trägerstruktur
abgenommen; umgedreht (die Innenseite wird nach außen gedreht),
um die Beschichtung auf ihre innere Oberfläche aufzubringen; und erneut
auf der Trägerstruktur
aufgesetzt. Das polymere Harzmaterial wird erneut auf der Außenseite
der Grundstruktur verteilt, und bildet darauf eine Schicht. Ein Medium
mit einer texturierten Oberfläche,
wie zum Beispiel einem gewebten Gewebeband, wird anschließend verwendet,
um eine entsprechende texturierte Oberfläche in die Schicht des polymeren
Harzmaterials auf der Außenseite
der Grundstruktur hineinzudrücken.
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Das
polymere Harzmaterial wird anschließend gehärtet, und die so erhaltene
Bandstruktur wird von der Trägerstruktur
abgenommen.
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Es
folgt darauf, dass, wenn das Produkt nach einem der beiden Verfahren
hergestellt wurde, dieses eine Grundstruktur in Form einer endlosen Schleife
umfasst, die eine Außenseite
und eine Innenseite besitzt. Ein polymeres Harzmaterial imprägniert die
Grundstruktur und macht die Grundstruktur undurchlässig für Flüssigkeiten,
wie zum Beispiel Öl und
Wasser. Das polymere Harzmaterial bildet ebenso eine innere Schicht
auf der Innenseite der Grundstruktur. Die Innenschicht besitzt eine
glatte Oberfläche.
Auf der Außenseite
der Grundstruktur bildet das polymere Harzmaterial eine Außenschicht,
welche eine texturierte Oberfläche
aufweist, die darauf entweder durch eine Trägerstruktur mit einer texturierten Oberfläche oder
durch ein Band mit einer solchen Oberfläche hineingedrückt wurde.
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Die
verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden jetzt in näheren Einzelheiten beschrieben
werden. In der folgenden Beschreibung wird häufig auf die Zeichnungen und
Abbildungen Bezug genommen, die unmittelbar nachstehend identifiziert
werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein seitlicher Querschnitt einer langen Klemmenpresse ("long nip press ").
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines Bandes, das in Übereinstimmung
mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugt wurde;
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3 ist
eine Querschnittsansicht des Bandes, die aufgenommen wurde, wie
durch die Linie 3-3 in 2 angezeigt ist;
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4 ist
eine schematische Ansicht einer Vorrichtung, die zur Herstellung
des Bandes der vorliegenden Erfindung verwendet wurde;
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5 ist
eine schematische Ansicht einer anderen Vorrichtung, die für denselben
Zweck verwendet wurde; und
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6 ist
eine Querschnittsansicht eines texturierenden Bandes, das bei der
Ausführung
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
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Genaue Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Eine
lange Klemmenpresse zur Entwässerung
eines faserigen Gewebes, das zu einem Papierprodukt auf einer Papiermaschine
verarbeitet werden soll, ist in einer seitlichen Querschnittsansicht
in 1 gezeigt. Die Pressklemme 10 wird durch
eine glatte zylindrische Presswalze 12 und einen bogenförmigen Pressschuh 14 definiert.
Der bogenförmige Pressschuh 14 besitzt
in etwa denselben Krümmungsradius
wie die zylindrische Presswalze 12. Der Abstand zwischen
der zylindrischen Presswalze 12 und dem bogenförmigen Pressschuh 14 kann
durch hydraulische Mittel eingestellt werden, welche in betriebsfähigem Zustand
mit dem bogenförmigen Pressschuh 14 verbunden
sind, um die Belastung der Klemme 10 zu kontrollieren.
Eine glatte zylindrische Presswalze 12 kann eine kontrollierte
Kronenwalze (crown roll) sein, die zu dem bogenförmigen Pressschuh 14 passt,
um ein stufenförmiges
Profil der Klemmmaschine ("level
cross-machine nip Profile") zu
ergeben.
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Die
endlose Bandstruktur 16 erstreckt sich in einer geschlossenen
Schleife durch die Klemme 10, die trennende Presswalze 12 von
dem bogenförmigen
Pressschuh 14. Ein feuchter Pressstoff 18 und ein
faseriges Gewebe 20, die in ein Papierblatt verarbeitet
werden, passieren miteinander die Klemme 10, wie durch
den Pfeil in 1 angezeigt wird. Das faserige
Gewebe 20 wird durch den feuchten Pressstoff 18 gestützt und
kommt in unmittelbaren Kontakt mit der glatten zylindrischen Presswalze 12 in
der Klemme 10. Das faserige Gewebe 20 und der
feuchte Pressstoff 18 gelangen weiter durch die Klemme 10,
wie durch die Pfeile angezeigt wird. Die endlose Bandstruktur 16 bewegt
sich ebenfalls durch die Pressklemme 10, wie durch die
Pfeile angezeigt wird, das heißt,
im Gegenuhrzeigersinn, wie in 1 angezeigt
wird, und schützt
den feuchten Pressstoff 18 vor direktem Gleitkontakt gegenüber dem
bogenförmigen
Pressschuh 14, und gleitet darüber auf einem Gleitfilm aus Öl. Die endlose
Bandstruktur 16 muss entsprechend undurchlässig gegenüber Öl sein,
so dass der feuchte Pressstoff 18 und das faserige Gewebe 20 dadurch
nicht verunreinigt werden.
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Eine
perspektivische Ansicht des Bandes 16 wird in 2 bereitgestellt.
Das Band 16 besitzt eine innere Oberfläche 28 und eine äußere Oberfläche 30. Die
innere Oberfläche 28 ist
glatt, während
die äußere Oberfläche 30 texturiert
ist und eine Mehrzahl von Oberflächeneinkerbungen
zur vorübergehenden Speicherung
von Wasser besitzt, das aus dem faserigen Gewebe 20 in
der Pressklemme 10 herausgepresst wird.
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3 ist
eine Querschnittsansicht des Bandes, die aufgenommen wurde, wie
durch die Linie 3-3 in 2 gezeigt ist. Der Querschnitt
wird entlang der Querrichtung des Bandes 16 oder quer über die
Maschine (cross-machine) aufgenommen. Die äußere Oberfläche 30 besitzt eine
Mehrzahl von Oberflächeneinkerbungen 32,
welche diese äußere Oberfläche 30 dadurch
texturiert machen.
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Die
Bandstruktur 16 umfasst eine Grundstruktur 40.
Die Grundstruktur 40 ist aus querlaufenden oder quer zur
Maschinenrichtung verlaufenden Garnen 42 gewebt, welche
in der 3 in Seitenansicht gezeigt werden, sowie aus längsverlaufenden oder
in Maschinenrichtung verlaufenden Garnen 44, die in der 3 in
Querschnittsansicht gezeigt sind. Die Grundstruktur 40 ist
gezeichnet, als sei sie endlos gewebt, und die querverlaufenden
Garne 42 sind als Kettfäden
gezeichnet, welche über,
unter und zwischen den aufeinandergestapelten Paaren von Längsgarnen 44 gewebt
sind, d.h. den Schussgarnen in dem endlosen Webverfahren in einer
doppelten Webung. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Grundstruktur 40 flach
gewebt sein kann, und nachfolgend in eine endlose Form mit einer
Naht verbunden werden kann. Es sollte ferner verstanden werden,
dass die Grundstruktur 40 in einer Einzelschichtwebung
gewebt sein kann; oder in einer beliebigen anderen Webung, welche
bei der Herstellung von Webzeugen für Papiermaschinen verwendet werden
kann.
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Die
Grundstruktur 40 kann alternativ ein nicht-gewebter Stoff
in Form einer Ansammlung quer- und längslaufender Garne sein, die
miteinander an ihren gegenseitigen Kreuzungspunkten verbunden sind.
Darüber
hinaus kann die Grundstruktur 40 ein gestricktes oder geflochtenes
Gewebe sein, oder ein schraubenförmig
verbundenes Band der in der U.S.-Patentschrift Nr. 4 567 077 gezeigten
Art von Gauthier. Die Grundstruktur 40 kann auch aus einem
polymeren Harzmaterial in Form einer Folie oder Membran extrudiert
werden, die anschließend
mit Löchern
oder Perforationen versehen wird. Weiter kann in alternativer Weise
die Grundstruktur 40 einen Maschenstoff umfassen, wie zum
Beispiel jenen, der in der Johnson zugeschriebenen U.S.-Patentschrift Nr.
4 427 734 gezeigt ist.
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Darüber hinaus
kann die Grundstruktur 40 durch schraubenförmiges Verwinden
eines Streifens von gewebtem, nicht-gewebtem, gestricktem, geflochtenem,
extrudiertem oder Maschenmaterial hergestellt werden, entsprechend
den Verfahren, die in der gewöhnlich
Rexfelt et al. zugeschriebenen U.S.-Patentschrift Nr. 5 360 656
gezeigt sind. Die Grundstruktur 40 kann entsprechend einen
schraubenförmig
verwundenen Streifen umfassen, wobei jede Schraubenumdrehung mit
der nächsten über eine
fortlaufende Naht verbunden ist, welche die Grundstruktur 40 in
einer Längsrichtung
endlos macht.
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Die
innere Oberfläche 28 und
die äußere Oberfläche 30 des
Bandes 16 werden durch ein polymeres Harzmaterial 50 gebildet,
welches die Grundstruktur 40 imprägniert und das Band 16 unempfindlich
für Öl und Wasser
macht. Das polymere Harzmaterial 50 ist vorzugsweise von
reaktiver Art, entweder chemisch vernetzt mit einem Katalysator oder
vernetzt durch Anwendung von Wärme.
Polymere Harzmaterialien 50 mit einer Zusammensetzung von
100% Feststoff, das heißt,
denen ein Lösungsmittel
fehlt, sind insofern bevorzugt, als Lösungsmittel dazu neigen, Blasen
während
des Härtungsprozesses
zu erzeugen. Polyurethan harze mit einer Zusammensetzung von 100%
Feststoff sind bevorzugt.
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4 ist
eine schematische Ansicht einer Vorrichtung 60, die zur
Herstellung des Bandes der vorliegenden Erfindung verwendet wurde.
Die Vorrichtung 60 umfasst eine erste Trägerwalze 62 und eine
zweite Trägerwalze 64,
welche relativ zueinander bewegt werden können, um die Grundstruktur
unter Spannung in einer Längsrichtung
zu setzen. Zusammen umfassen die erste Trägerwalze 62 und die zweite
Trägerwalze 64 eine
Trägerstruktur,
auf die die Grundstruktur 40 während des Verfahrens aufgebracht
wird, während
dessen sie imprägniert
und mit einem polymeren Harzmaterial beschichtet wird. Als eine
Alternative zu den Trägerwalzen 62 und 64 kann eine
zylindrische Spindel, deren Umfang im wesentlichen gleich der Länge der
Grundstruktur 40 ist, als die Trägerstruktur verwendet werden.
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Eine
der Trägerwalzen 62, 64 oder
die zylindrische Spindel besitzt eine texturierte Oberfläche, die
eine Mehrzahl von Oberflächenunregelmäßigkeiten
oder Abweichungen von der absoluten Glattheit umfassen.
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Wenn
einmal eine Grundstruktur 40 auf die erste und zweite Trägerwalze 62, 64 aufgebracht wurde
und in Längsrichtung
unter Spannung gesetzt wurde, wird sie mit einem polymeren Harzmaterial 66 beschichtet.
Dies kann durch Bewegen der Grundstruktur 40 bewerkstelligt
werden, wie durch die Pfeile in 4 vorgeschlagen,
und indem das polymere Harzmaterial 66 oberhalb eines Beschichtungsstabes 68 verteilt
wird, so dass eine gleichförmig
dicke Schicht aus polymerem Harzmaterial 66 auf der Außenseite
der Grundstruktur 40 aufgebracht wird.
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Das
polymere Harzmaterial 66 imprägniert die Grundstruktur 40 vollständig und
dringt durch diese zur Innenseite der Grundstruktur 40 hindurch,
wo es mit der texturierten Oberfläche von einer der zwei Trägerwalzen 62, 64 mit
einer texturierten Oberfläche in
Kontakt tritt. Dieser Kontakt führt
zu Eindrükken
auf der texturierten Oberfläche
auf dem polymeren Harzmaterial 66 auf der Innenseite der
Grundstruktur 40.
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Das
polymere Harzmaterial 66 wird anschließend gehärtet, während die Grundstruktur 40 auf
der Trägerstruktur
verbleibt. Um ein eventuelles Abnehmen des Bandes 16 von
der Trägerstruktur
zu erleichtern, kann die Trägerstruktur
mit einem Material beschichtet werden, wie zum Beispiel Polyethylen, Polytetrafluorethylen
(PTFE) oder Silicon, welches das Abnehmen von darauf gehärtetem polymeren Harzmaterial
erleichtert.
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Bevor
das so auf der Trägerstruktur
gebildete Band 16 abgenommen wird, kann die Außenoberfläche geschliffen
und poliert werden, um die Schicht des polymeren Harzmaterials mit
einer darauf befindlichen glatten gleichförmigen Oberfläche bereitzustellen.
Das Band 16, wenn es einmal von der Trägerstruktur abgenommen wurde,
wird anschließend
zur Verwendung in einer Papiermaschine von innen nach außen gewendet,
wobei die glatte Oberfläche
auf der Innenseite und die texturierte Oberfläche auf der Außenseite
zu liegen kommt.
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Die
zylindrische Spindel, oder mindestens eine der Trägerwalzen 62, 64 kann
mit einer texturierten Oberfläche
mittels eines manschetten-ähnlichen Überzuges
in Form eines gewebten Stoffes ausgestattet wird, deren Höcker (Knöchel) eine
texturierte Oberfläche
auf die Beschichtung des polymeren Harzmaterials 66 eines
Bandes 16, das darauf hergestellt wird, hineindrücken werden.
Ein solches Gewebe ist nachfolgend beschrieben.
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5 ist
eine schematische Ansicht einer alternativen Vorrichtung zur Herstellung
des Bandes der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 70 umfasst
eine erste Trägerwalze 72 und
eine zweite Trägerwalze 74,
die relativ zueinander bewegt werden können, um die Grundstruktur 40 in
einer Längsrichtung
unter Spannung zu setzen. Wiederum umfasst die erste Trägerwalze 72 und
die zweite Trägerwalze 74 eine
Trägerstruktur
für die
Grundstruktur 40 während
des Beschichtungsverfahrens. In alternativer Weise kann eine zylindrische
Spindel, deren Umfang im wesentlichen gleich der Länge der
Grundstruktur 40 ist, als die Trägerstruktur verwendet werden.
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Sowohl
die Trägerwalzen 72, 74 bzw.
die zylindrische Spindel besitzen glatte polierte Oberflächen. Wie
vorstehend können
diese mit einem Material beschichtet sein, welches das Entfernen
eines darauf gehärteten
polymeren Harzmaterials erleichtert.
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Wenn
einmal die Grundstruktur 40 um die erste und zweite Trägerwalze 72, 74 aufgebracht
ist und unter Spannung in einer Längsrichtung gesetzt ist, wird
sie mit einem polymeren Harzmaterial 76 beschichtet. Wie
vorstehend kann dies durch Bewegen der Grundstruktur 40 bewerkstelligt
werden, wie durch die Pfeile in 5 vorgeschlagen
wird, und indem das polymere Harzmaterial 76 oberhalb eines Beschichtungsstabes 78 verteilt
wird, so dass eine gleichförmig
dicke Schicht des polymeren Harzmaterials 76 auf der Außenseite
der Grundstruktur 40 aufgebracht wird.
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Das
polymere Harzmaterial 76 imprägniert die Grundstruktur 40 vollständig und
dringt durch diese zur Innenseite der Grundstruktur 40 hindurch,
wo es mit der glatten Oberfläche
der Trägerwalzen 72, 74 (oder
der zylindrischen Spindel) in Kontakt tritt. Das polymere Harzmaterial 76 bildet
auch eine Schicht auf der Außenseite
der Grundstruktur 40.
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Das
polymere Harzmaterial 76 wird anschließend gehärtet, während die Grundstruktur 40 auf
der Trägerstruktur
verbleibt. Nach dem Aushärten
kann das polymere Harzmaterial 76 geschliffen und poliert werden,
um es mit einer glatten gleichförmigen
Oberfläche
zu versehen. Danach wird die Grundstruktur 40 mit ihrer
Beschichtung aus polymerem Harzmaterial 76 von der Trägerstruktur
abgenommen, umgedreht (die Innenseite wird nach außen gedreht)
und mit ihrer glatten beschichteten Oberfläche auf der Innenseite zurück auf die
Trägerstruktur
gesetzt.
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Wiederum
wird die Grundstruktur 40, die nunmehr eine Beschichtung
auf ihrer Innenseite besitzt, mittels der ersten und zweiten Trägerwalzen 72, 74 in
einer Längsrichtung
unter Spannung gesetzt und mit dem polymeren Harzmaterial 76 beschichtet. Wie
vorstehend kann dies durch Bewegen der Grundstruktur 40,
die eine Beschichtung auf ihrer Innenseite besitzt, in der Weise
bewerkstelligt werden, die durch die Pfeile in 5 vorgeschlagen
wird, und indem das polymere Harzmaterial 76 oberhalb eines Beschichtungsstabes 78 verteilt
wird, so dass eine gleichförmig
dicke Schicht eines polymeren Harzmaterials 76 auf der
Außenseite
der Grundstruktur 40 aufgebracht wird. Das polymere Harzmaterial 76 bildet
eine Schicht auf der Außenseite
der Grundstruktur 40.
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Ein
Medium mit einer texturierten Oberfläche, wie zum Beispiel ein texturiertes
Band 80, wird dann so angeordnet, dass es um eine der beiden
Trägerwalzen 72, 74 (oder
der zylindrischen Spindel) für einen
Abschnitt ihres Umfanges herumgewickelt wird, um das Muster ihrer
texturierten Oberfläche
in die Schicht des polymeren Harzmaterials 76 auf der Außenseite
der Grundstruktur 40 hineinzudrücken. Das texturierte Band 80 kann
ein gewebter Stoff sein, dessen Höcker (oder Knöchel) eine
texturierte Oberfläche
auf die Beschichtung aus polymerem Harzmaterial auf der Grundstruktur 40 (hinein)drücken werden.
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Das
polymere Harzmaterial 76 wird dann gehärtet, während die Grundstruktur 40 auf
der Trägerstruktur
verbleibt, und schließlich
wird das erhaltene Band 16 für die Verwendung auf einer
Papiermaschine von der Trägerstruktur
abgenommen.
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6 ist
eine Querschnittsansicht eines texturierten Bandes 80,
das für
die Durchführung
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Das texturierende
Band 80 kann aus Baumwoll-Tauwerk von schwerer Qualität sowohl
in Kett- und Schussrichtung gewebt sein. Das gezeigte Gewebe ist
ein einfaches volles Gewebe, das zwei Kettsysteme verwendet, die
in alternierender Anordnung gezeichnet sind. Das bedeutet sozusagen,
ein Kettgarn 82 wird von einem Kettbaum (herab)gezogen,
und das andere Kettgarn 84 wird von einem zweiten Kettbaum (herab)gezogen.
Während
des Webens wird ein Baum unter eine äußerst hohe Spannung gesetzt,
so dass er eine geringe oder keine Biegung während des Webverfahrens erfährt. Der
zweite Kettbaum wird unter eine sehr geringe Kettspannung gesetzt, so
dass er eine Biegung in großem
Ausmaß erfährt. Dies
führt zu
einer Struktur, bei der ein System von Kettgarnen 82 gerade
in der Mitte des texturierenden Bandes 80 liegt, und das
zweite System der Kettgarne 84 führt zu vorstehenden Teilen 86 auf
beiden Seiten des texturierenden Bandes 80. Diese können verwendet
werden, um einem beschichteten Band eine gewünschte Textur zu verleihen.
Die Garne in Schussrichtung 88 sind entweder oberhalb oder
unterhalb des ersten Kettgarns 82. Obwohl jede der beiden
Seiten der gewebten Struktur verwendet werden kann, um einer beschichteten
Gewebeoberfläche eine
Textur zu verleihen, kann das texturierende Band 80 über einen
Abschnitt seiner Dicke mit einem polymeren Harzmaterial 90 imprägniert werden,
um ein texturierendes Band 80 mit zusätzlicher Stabilität bereitzustellen.
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Abänderungen
zu dem Vorstehenden sind für
den durchschnittlichen Fachmann offensichtlich, jedoch würden sie
die Erfindung nicht so abändern, dass
sie über
den Umfang der anhängenden
Ansprüche
hinausgehen.