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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Pressfilz zur Verwendung in
einer Papiermaschine oder dergleichen.
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In
Papiermaschinen finden insbesondere Nahtfilze zunehmend Verwendung
an verschiedenen Stellen der Pressenpartie. Vernahtete Papiermacherfilze
(Pressfilze) beinhalten eine gewobene einzelne Stützlage zur
Ermöglichung
der Vernahtung. An Pressenpositionen mit starker Verschleißbeanspruchung,
beispielsweise durch den Einsatz aggressiver Füllstoffe in der Papierherstellung,
ist oftmals die Vliesverankerung eine Schwachstelle, die die Standzeit
dieser Pressfilze begrenzt. Zur besseren Verankerung der Vlieslagen
mit der gewobenen Stützlage wurden
gewobene Stützlagen
mit Multifilamentgarnen entwickelt. In der Praxis kam es bei diesen
Strukturen oft zu Problemen mit zugesetzten Poren, was in der Papierproduktion
zu mangelhaften Ergebnissen führte.
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Vor
diesem Hintergrund besteht der Gegenstand der vorliegenden Erfindung
in der Bereitstellung eines Pressfilzes, der eine bessere Verbindung der
Vlieslage mit den Stützlagen
gewährleistet,
aber die Leistung des Filzes nicht negativ beeinflusst.
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Erfindungsgemäß wird ein
Pressfilz zur Verfügung
gestellt, der eine Stützstruktur
mit einer Oberseite und einer Unterseite sowie funktionale Vlieslagen
beinhaltet, wobei mindestens eine dieser funktionalen Vlieslagen
mit der Oberseite der Stützstruktur vernadelt
ist und wobei mindestens eine funktionale Vlieslage mit der Unterseite
dieser Stützstruktur
vernadelt ist. Der erfindungsgemäße Pressfilz
ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass diese Stützstruktur eine Basislage und
mindestens zwei grobe Vlieslagen beinhaltet, wobei diese Grobvlieslagen
vorrangig aus groben Fasern von wenigstens 67 dtex bestehen und
wobei die beiden Grobvlieslagen an gegenüberliegenden Seiten der Basislage
so angeordnet sind, dass sie die Oberseite und die Unterseite der Stützstruktur
bilden, und wobei jeweils Grobfasern beider Grobvlieslagen in der
Basislage eingebettet sind.
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Anders
ausgedrückt,
besteht die Stützstruktur
aus einer Basislage, die zwischen zwei Grobvlieslagen, d. h. einer
ersten und einer zweiten Grobvlieslage, eingebunden ist. Erfindungsgemäß werden Grobfasern
beider Grobvlieslagen jeweils in die Basislage eingebettet.
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Deshalb
erstrecken sich Grobfasern der mindestens einen Grobvlieslage, die
auf der einen Seite der Basislage angeordnet ist, von dieser/diesen
Groblagen) in die Stützlage
hinein und/oder durch diese hindurch und es erstrecken sich Grobfasern
der mindestens einen Grobvlieslage, die auf der anderen Seite, d.
h. auf der zur genannten einen Seite gegenüberliegenden Seite der Basislage,
angeordnet ist (zweite Grobvlieslage), von dieser/diesen Groblage(n)
in die Stützlage
hinein und/oder durch diese hindurch, was dazu führt, dass Grobfasern dieser ersten
und dieser zweiten Grobvlieslage in diese Stützlage eingebettet sind. (Zur
Begriffsbestimmung: Im Folgenden beziehen sich „erste" Grobvlieslagen auf Grobvlieslagen,
die auf der einen Seite der Basislage angeordnet sind, und „zweite" Grobvlieslagen auf
Grobvlieslagen, die auf der Seite angeordnet sind, die der einen
Seite der Basislage gegenüberliegt.)
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Zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Stützstruktur
werden in einem ersten Schritt die erste Grobvlieslage an der Oberseite
der Basislage und die zweite Grobvlieslage an der Unterseite der
Basislage angeordnet, um einen Verbund („Sandwich"-Struktur) von erster Grobvlieslage,
Basislage und zweiter Grobvlieslage zu bilden. In einem zweiten
Schritt wird der Verbund ausgehend von der ersten und der zweiten
Grobvlieslage vernadelt. Durch die Vernadelung werden Grobfasern
der ersten Grobvlieslage und Grobfasern der zweiten Grobvlieslage
in die Basislage eingebettet.
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Die
Erfindung beruht zum einen auf dem Gedanken, dass eine funktionale
Vlieslage (d. h. eine feinfaserige Vlieslage) hauptsächlich dann
gut befestigt ist, wenn sie mit einer anderen Vlieslage und nicht mit
einer gewobenen Basislage vernadelt wird. Die Erfindung gründet sich
zum anderen auf den Gedanken, dass nur grobe Fasern eine gute Befestigung zwischen
einer Vlieslage und einer Basislage gewährleisten, z. B. Gewebe ohne
negativen Einfluss auf andere Eigenschaften wie Entwässerung,
Konditionierung.
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Vor
dem Hintergrund, dass grobe Fasern mit einer Feinheit von wenigstens
67 dtex von beiden Seiten in die Basislage eingebettet werden, wird
eine Stützstruktur
zur Verfügung
gestellt, die für
die funktionalen, mit dem Grobvlies vernadelten Vlieslagen eine
verbesserte Verankerung gewährleistet
als dies bei der Verankerung funktionaler Vlieslagen der Fall ist,
die auf eine Stützstruktur
aufgenadelt werden, die aus Monofilamentgarnen hergestellt wird.
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Ferner
wird vor dem Hintergrund, dass grobe Fasern mit einer Feinheit von
wenigstens 67 dtex von beiden Seiten in die Basislage eingebettet
werden, eine Stützstruktur
zur Verfügung
gestellt, die nicht die Nachteile der im Stand der Technik bekannten,
zur besseren Verankerung entwickelten Pressfilze aufweist. Diese
Pressfilze besitzen Stützstrukturen,
die aus Multifilamentgarnen hergestellt werden. Diese Multifilamentgarn-Stützstrukturen,
hauptsächlich gewobene
Strukturen bzw. gefügte
Strukturen aus Multifilamentgarnen, haben im Vergleich mit Monofilamentgarn-Stützstrukturen
zu einer Verminderung der Permeabilität und der Vernahtbarkeit geführt.
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Der
erfindungsgemäße Pressfilz
stellt eine Stützstruktur
zur Verfügung,
die die Vorteile der beiden oben erwähnten Stützstrukturen kombiniert.
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In
Abhängigkeit
von den jeweiligen Anforderungen können die Grobfasern der beiden
Grobvlieslagen entweder in Längsrichtung
(Maschinenlaufrichtung MD) oder Querrichtung (CD) oder wirr angeordnet
sein. Es wird zwar gesagt, dass die Fasern in einer bestimmten Richtung
angeordnet sind, aber infolge begrenzter Produktionsgenauigkeiten
ist es selbstverständlich
unmöglich,
dass sämtliche
Grobfasern in der gewünschten
Faserrichtung verlaufen, sondern die meisten Fasern sind entsprechend
ausgerichtet.
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Ferner
kann es sein, dass die Grobfasern der ersten Grobvlieslage anders
ausgerichtet sind als die Grobfasern der zweiten Grobvlieslage.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung werden Grobfasern der ersten Grobvlieslage(n)
in die zweite(n) Grob vlieslage(n) eingebettet und umgekehrt und
gehen jeweils durch die Basislage hindurch.
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Dieses
Merkmal gewährleistet
eine Stützstruktur
mit einer verbesserten Delaminierungsfestigkeit beider Grobvlieslagen,
da jede Grobvlieslage durch die andere Grobvlieslage, die sich auf
der gegenüberliegenden
Seite der Basislage befindet, delaminierungsfest in die Basislage
eingebunden ist und die Grobfasern dieser Grobvlieslagen jeweils
in die jenseits der Basislage befindliche Grobvlieslage eingebettet
sind.
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Die
Basislage des erfindungsgemäßen Pressfilzes
kann mindestens eine textile Lage bzw. nichttextile Lage beinhalten.
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Die
textile Lage kann mindestens eine gewobene Grundstruktur, eine gefügte Grundstruktur,
eine Anordnung von längs
(MD) und/oder quer (CD) ausgerichteten Garnen bzw. eine Kombination
von diesen enthalten. Ferner kann die textile Lage eine gewobene
Grundstruktur, eine gefügte
Grundstruktur, eine Anordnung von längs (MD) und/oder quer (CD)
ausgerichteten Garnen sein.
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Ist
die Basislage eine textile Lage, ist der Vorteil der Erfindung am
größten, wenn
die textile Lage aus Monofilamentgarnen hergestellt wird und der
Pressfilz ein Nahtfilz ist, da der Pressfilz mit der erfinderischen
Stützstruktur
einerseits für
eine gute Befestigung der funktionalen Faservliese an der Stützstruktur
sorgt und sich andererseits aufgrund der Monofilament-Basislage
leicht vernahten lässt und
ein sehr offenes Strukturgefüge
aufweist.
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Ferner
kann die nichttextile Lage mindestens eine Membran oder ein Laminat
enthalten.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung können
die Grobfasern der Grobvlieslage eine Feinheit von 67 bis 300 dtex
besitzen. Typische geeignete Werte sind z. B. 67 dtex, 100 dtex,
200 dtex, 250 dtex bzw. 300 dtex.
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Ferner
ist es möglich,
dass alle Grobfasern in der Grobvliesschicht die gleiche „Feinheit" bzw. den gleichen
dtex-Wert aufweisen. Das gilt unabhängig davon, dass in der einen
oder der anderen oder in beiden Grobvlieslagen ein geringerer Anteil
feinerer Fasern, d. h. Fasern mit einer Feinheit von unter 67 dtex,
enthalten sein kann.
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Um
die innere Verfestigung der Grobvlieslagen weiter zu erhöhen, werden
gemäß einer
weiteren Verbesserung zumindest teilweise die Grobfasern mindestens
einer der Grobvlieslagen durch Klebemittel miteinander verbunden.
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Um
die Befestigung einer Grobvlieslage an der Basislage weiter zu verbessern,
ist es vorteilhaft, wenn ferner mindestens eine der Grobvlieslagen durch
Klebemittel mit der Basislage verbunden wird.
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Die
besten Ergebnisse für
die Innenverklebung einer Grobvlieslage sowie die Verklebung einer Grobvlieslage
mit der Basislage werden erreicht, wenn der prozentuale Gewichtsanteil
des Klebemittels an der Grobvlieslage zwischen 5% und 40% dieser
Grobvlieslage beträgt.
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Bei
der Herstellung des Pressfilzes wird der Filz einer Thermofixierbehandlung
unterzogen, wo bei Thermofixiertemperatur gleichzeitig Wärme und Zugspannung
an den Filz angelegt wird. Eine Möglichkeit zur Bereitstellung
der Klebemittel ist die Bereitstellung von Fasern, die bei der Thermofixiertemperatur
schmelzen. Das bedeutet, dass während
der Thermofixierung die niedrigschmelzenden Fasern schmelzen und
so Grobfasern der ersten Grobvlieslage mit anderen Grobfasern der
ersten Grobvlieslage und/oder mit Grobfasern der zweiten Grobvlieslage
und/oder mit Garnen der Basislage verkleben, wodurch eine integrierte
Stützstruktur
zur Verfügung
gestellt wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung beinhalten die Klebemittel Zweikomponentenfasern,
wobei die Schmelztemperatur einer Komponente so beschaffen ist,
dass diese bei der Thermofixiertemperatur schmilzt. Das bedeutet,
dass die Zweikomponentenfasern eine erste Komponente enthalten,
deren Schmelztemperatur niedriger ist als die Schmelztemperatur
der zweiten Komponente dieser Zweikomponentenfasern und dabei so
niedrig ist, dass die erste Komponente während der Thermofixierung des
Pressfilzes schmilzt.
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Gemäß einer
konkreten Ausführungsform der
oben erwähnten
Ausführungsform
beinhalten die Klebemittel eine Umhüllung der Grobfasern, die bei Thermofixiertemperatur
schmilzt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sind die Fasern der funktionalen Vlieslagen
feiner als die Grobfasern der Grobvlieslagen. In der Regel liegt
die Faserfeinheit der funktionalen Vlieslagen im Bereich von 3,3
dtex bis 44 dtex.
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Grobvlieslagen
sind in erster Linie wichtig, um eine Delaminierung des Pressfilzes
zu vermeiden, während
feinfaserige Vlieslagen verwendet werden, um laufseitig eine hohe
Verschleißfestigkeit
und papierseitig eine glatte Oberfläche mit guter Bahnunterstützung zu
gewährleisten.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet der Filz zwei oder mehr funktionale
obere Vlieslagen, die mit der Unterseite der Stützstruktur vernadelt sind,
wobei die äußere der
funktionalen oberen Vlieslagen – also
die obere Vlieslage, die nicht zwischen anderen Lagen des Pressfilzes
eingelagert ist – die
Papieraufnahmeseite dieses Pressfilzes bildet.
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Zur
Bereitstellung eines Pressfilzes mit glatter und markierungsfreier
Papierseite sind die Fasern der äußeren funktionalen
oberen Vlieslage feiner als die Fasern der anderen funktionalen
oberen Vlieslagen. In der Regel kann die äußere funktionale obere Vlieslage,
die die Papierseite des Pressfilzes bildet, Fasern im Feinheitsbereich
von 3,3 dtex bis 22 dtex enthalten, während die anderen funktionalen
oberen Vlieslagen in der Regel Fasern im Feinheitsbereich von 11
dtex bis 44 dtex enthalten.
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Zur
Bereitstellung eines verschleißfesten Pressfilzes
beinhaltet der Filz ferner mindestens eine funktionale untere Vlieslage,
die mit der Unterseite der Stützstruktur
vernadelt ist.
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Es
ist dabei möglich,
dass eine funktionale obere Vlieslage und/oder eine funktionale
untere Vlieslage nur Fasern eines bestimmten dtex-Wertes oder Fasern
mit unterschiedlichen dtex-Werten enthält.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Gesamtdicke
aller funktionalen unteren Vlieslagen kleiner ist als die Gesamtdicke
aller funktionalen oberen Vlieslagen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
der erfindungsgemäße Pressfilz
ein Nahtfilz.
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Die
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgende schematische Darstellung
näher beschrieben.
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Die
Figur zeigt eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen vernahteten
Pressfilzes 1. Der Filz 1 beinhaltet eine Stützstruktur 2 mit
einer Oberseite 4 und einer Unterseite 5. Der
Filz 1 beinhaltet ferner zwei funktionale obere Vlieslagen 6, 7,
die mit der Oberseite 3 der Stützstruktur 2 vernadelt
sind. Die äußere funktionale
obere Vlieslage 6 der beiden funktionalen oberen Vlieslagen 6, 7 bildet
die Papieraufnahmeseite 15 des Pressfilzes 1.
Diese äußere funktionale
obere Vlieslage 6 hat feinere Fasern als die darunterliegende
funktionale obere Vlieslage 7. In einem nicht ausschließlichen
Beispiel haben die Fasern der äußeren funktionalen
oberen Vlieslage 6 eine Feinheit von 6,6 dtex, während die
Fasern der darunterliegenden funktionalen oberen Vlieslage 7 eine
Feinheit von 33 dtex besitzen.
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Der
Pressfilz 1 beinhaltet ferner eine funktionale untere Vlieslage 8,
die die Laufseite des Filzes 1 bildet. Die funktionale
untere Vlieslage 8 ist mit der Unterseite 4 der
Stützstruktur
vernadelt. Die funktionale untere Vlieslage 8 besteht aus
Fasern mit einer Feinheit von 44 dtex.
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Die
Gesamtdicke der funktionalen unteren Vlieslage 8 ist kleiner
als die Gesamtdicke der funktionalen oberen Vlieslagen 6 und 7 zusammen.
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Wie
zu sehen, besteht die Stützstruktur 2 aus einer
Basislage 9, die aus Monofilament-Schussgarnen 12 und
Monofilament-Kettgarnen 13 gewoben wird. Die Stützstruktur 2 beinhaltet
ferner zwei Grobvlieslagen 10, 11.
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Erfindungsgemäß enthalten
die Grobvlieslagen 10, 11 hauptsächlich Grobfasern 14 von
100 dtex. In beiden Grobvlieslagen 10, 11 haben
alle Grobfasern 14 die gleiche Feinheit.
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Die
beiden Grobvlieslagen 10, 11 sind auf gegenüberliegenden
Seiten der gewobenen Basislage 9 angeordnet und bilden
so die Oberseite 3 und die Unterseite 4 der Stützstruktur 2.
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Weiterhin
sind einige Grobfasern 14 jeder der beiden Grobvlieslagen 10, 11 in
der gewobenen Basislage 9 eingebettet. Das bedeutet, dass
sich Grobfasern 14' der
(ersten) Grobvlieslage 10 aus der Grobvlieslage 10 in
die gewobene Stützlage 9 hinein und/oder
durch diese hindurch erstrecken und dass sich Grobfasern 14'' der (zweiten) Grobvlieslage 11 aus
der Grobvlieslage 11 in die Stützlage 9 hinein und/oder
durch diese hindurch erstrecken, so dass Grobfasern der ersten Grobvlieslage 10 und
der zweiten Grobvlieslage 11 in die Stützlage 9 eingebettet
sind.
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Zusätzlich dazu
werden Grobfasern 14''' der ersten Grobvlieslage 10 in
die zweite Grobvlieslage 11 eingebettet, indem sie durch
die gewobene Basislage 9 hindurch in die zweite Grobvlieslage 11 reichen,
und Grobfasern 14'''' der
zweiten Grobvlieslage 11 werden in der ersten Grobvlieslage 10 eingebettet,
indem sie durch die gewobene Basislage 9 hindurch in die
erste Grobvlieslage 10 reichen.
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Zur
weiteren Verbesserung der inneren Stabilität der Grobvlieslage 10 werden
einige der Grobfasern 14 in der Grobvlieslage 10 durch
Klebemittel verfestigt, die durch niedrigschmelzende Umhüllungen
bereitgestellt werden, die die Grobfasern 14 umgeben und
während
der Filzherstellung bei Thermofixiertemperatur schmelzen.
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Zur
weiteren Verbesserung der inneren Stabilität der Grobvlieslage 11 werden
einige der Grobfasern 14 in der Grobvlieslage 11 durch
Klebemittel verfestigt, die über
niedrigschmelzende Umhüllungen
bereitgestellt werden, die die Grobfasern 14 umgeben und
während
der Filzherstellung bei Thermofixiertemperatur schmelzen.
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Zur
weiteren Verbesserung der Befestigung der jeweiligen Grobvlieslage 10, 11 an
der gewobenen Basislage 9 werden ferner mindestens einige, vorzugsweise
alle in der gewobenen Basislage 9 eingebetteten Grobfasern 14' bis 14'''' durch die Klebemittel
mit der Basislage 9 verbunden. Wie zuvor, werden die Klebemittel
durch niedrigschmelzende Umhüllungen
der Grobfasern 14 bereitgestellt, die während der Filzherstellung bei
Thermofixiertemperatur schmelzen.
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Der
prozentuale Gewichtsanteil des Klebemittels an der Grobvlieslage 10, 11 liegt
zwischen 5% und 40%, z. B. 10%, der Grobvlieslage 10, 11.