EP0440076A2 - Press felt - Google Patents
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Definitions
- the press felt (1) When leaving the press nip, a vacuum is created above the barrier layer (7) because the previously compressed press felt (1) wants to expand again, but hardly any air or moisture can be drawn in from below. Above the barrier layer (7), the press felt (1) is no longer filled with water. Since the press felt (1) expands only with a delay, it lifts off the paper web (1) earlier, so that the residual moisture that is not present above the barrier layer (7) is no longer released to the paper web.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Preßfilz für den Pressenbereich einer Papiermaschine mit einer Trägermaterialbahn aus einem oder mehreren Geweben oder Gewirken und einer wenigstens auf der Papierseite aufgebrachten und mit der Trägermaterialbahn verbundenen Faserschicht, deren Oberfläche die Papierberührungsseite bildet.The invention relates to a press felt for the press area of a paper machine with a carrier material web made of one or more woven or knitted fabrics and a fiber layer applied at least on the paper side and connected to the carrier material web, the surface of which forms the paper contact side.
Preßfilze sind aus zahlreichen Veröffentlichungen bekannt, beispielsweise aus der US-PS 4 283 454 und der US-PS 4 564 985. Beide Druckschriften zeigen einen Preßfilz, welcher auf der der Papierberührungsseite abgewandten Seite eine Trägermaterialbahn aufweist, die aus zwei übereinandergelegten Geweben besteht. Diese beiden Gewebe sind durch eine aufgenadelte Faserschicht miteinander verbunden, indem die Fasern tief in beide Gewebe eingenadelt worden sind. Die Oberseite der Faserschicht bildet dann die weiche Papierberührungsseite.Press felts are known from numerous publications, for example from US Pat. No. 4,283,454 and US Pat. No. 4,564,985. Both publications show a press felt which has a web of backing material on the side facing away from the paper contact side, which consists of two superimposed fabrics. These two fabrics are connected to each other by a needled fiber layer, in that the fibers have been needled deep into both fabrics. The top of the fiber layer then forms the soft paper contact side.
Daneben sind Preßfilze bekannt, deren Trägermaterialbahnen aus Fadengelegen gebildet sind (EP-A-0̸ 0̸38 276), wobei zwischen die einzelnen Fadengelege zusätzlich auch eine Faserschicht vorgesehen sein kann (US-PS 4 781 967). Das jeweils oberste Fadengelege verläuft in Längsrichtung. Im Unterschied zu den Trägermaterialien aus Geweben oder Gewirken sind hier die einzelnen Fadenlagen nicht miteinander eingebunden.In addition, press felts are known, the backing material webs of which are formed from thread layers (EP-A-0̸0̸38 276), a fiber layer also being able to be provided between the individual thread layers (US Pat. No. 4,781,967). The uppermost scrim runs in the longitudinal direction. In contrast to the backing materials made from woven or knitted fabrics, the individual layers of thread are not integrated here.
Aus der US-PS 1 651 476 ist ein Preßfilz bekannt, bei dem auf eine als Gewebe ausgebildete Trägermaterialbahn eine Faserschicht aufgeklebt ist, wobei die Verklebung mittels einer auf die Trägermaterialbahn aufgebrachten Klebelage erfolgt. Dabei ist diese Klebelage porös ausgebildet und demnach für die aus der Papierbahn ausgepreßte Flüssigkeit durchlässig.A press felt is known from US Pat. No. 1,651,476, in which a web of carrier material is formed onto a web Fiber layer is glued on, the gluing being carried out by means of an adhesive layer applied to the carrier material web. This adhesive layer is porous and therefore permeable to the liquid squeezed out of the paper web.
Bei Preßfilzen besteht das Problem der Rückbefeuchtung der Papierbahn nach Verlassen des Preßenspaltes. Der zuvor komprimierte Preßfilz vergrößert dann seinen Querschnitt. Hierdurch tritt eine Verzögerung des Wasserdurchflusses ein. Das Wasser folgt der höheren Kapillarität und verteilt sich über den ganzen Preßfilzquerschnitt bis hin zur Papierberührungsseite. Auf diese Weise wird ein Teil des schon aus der Papierbahn entfernten Wassers wieder an diese zurückgegeben.With press felts, there is the problem of rewetting the paper web after leaving the press nip. The previously compressed press felt then increases its cross section. This causes a delay in the water flow. The water follows the higher capillarity and is distributed over the entire press felt cross section up to the paper contact side. In this way, part of the water already removed from the paper web is returned to it.
Zur Vermeidung dieses Problems ist in der US-PS 4 772 50̸4 ein Preßfilz vorgeschlagen, bei dem die Papierberührungsseite von einer auf die Filzschicht aufgebrachten Oberflächenschicht gebildet wird. Diese Oberflächenschicht besteht aus Kunststoff, beispielsweise aus einem Kunststoffschaum, dessen Poren durch ein Dichtmaterial nahezu vollständig gefüllt sein sollen. Entsprechend sind die angegebenen Maximalwerte für die Durchlässigkeit der Oberflächenschicht äußerst gering und tendieren gegen Null. Die Oberflächenschicht soll bewirken, daß dem im Filz befindlichen Wasser zur Papierberührungsseite hin ein größerer Widerstand entgegengesetzt wird als zur anderen Seite, wodurch eine Rückbefeuchtung der Papierbahn verhindert werden soll.To avoid this problem, a press felt is proposed in US Pat. No. 4,772,50 774, in which the paper contact side is formed by a surface layer applied to the felt layer. This surface layer consists of plastic, for example a plastic foam, the pores of which are to be almost completely filled by a sealing material. Accordingly, the maximum values given for the permeability of the surface layer are extremely low and tend towards zero. The surface layer is intended to have a greater resistance to the water in the felt towards the paper contact side than towards the other side, thereby preventing rewetting of the paper web.
Bei dieser Ausbildung des Preßfilzes ist nicht beachtet worden, daß die Hauptaufgabe eines Preßfilzes darin besteht, die ausgepreßte Flüssigkeit durch den Preßfilz hindurch zu transportieren und daß der Preßfilz hierfür entsprechend durchlässig sein muß. Mit der nahezu vollständigen Abdichtung der Papierberührungsseite muß deshalb ein entsprechender Abfall bei der Entwässerungsleistung in Kauf genommen werden, die auch nicht durch die behauptete Verringerung der Rückbefeuchtung kompensiert werden kann. Insgesamt wird die Entwässerungsleistung durch einen solchen Preßfilz gegenüber den konventionellen Preßfilzen nicht verbessert, der Aufwand für deren Herstellung aber vergrößert.In this design of the press felt it was not taken into account that the main task of a press felt is to transport the squeezed liquid through the press felt and that the press felt must be permeable for this purpose. With the almost complete sealing of the paper contact side, a corresponding drop in drainage performance must therefore be accepted, which too cannot be compensated for by the alleged reduction in rewetting. Overall, the dewatering performance is not improved by such a press felt compared to conventional press felts, but the effort for their production is increased.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Preßfilz der eingangs genannten Art so auszubilden, daß seine Entwässerungsleistung verbessert wird, insbesondere durch Verringerung der Rückbefeuchtung der Papierbahn.The invention has for its object to form a press felt of the type mentioned so that its drainage performance is improved, in particular by reducing the rewetting of the paper web.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die durchlässige Lage als Sperrlage mit einer Flächenabdeckung von 45% bis 85% ausgebildet ist, wobei die Sperrlage in Querrichtung orientierte, längliche Durchlaßöffnungen aufweist.This object is achieved in that the permeable layer is designed as a barrier layer with a surface coverage of 45% to 85%, the barrier layer having elongated passage openings oriented in the transverse direction.
Erfindungsgemäß ist die bei dem gattungsbildenden Preßfilz als Klebeschicht dienende Lage als eine Sperrlage ausgebildet, die den Durchflußquerschnitt auf 15% bis 55% der Fläche des Preßfilzes verringert. Dies hat zur Folge, daß das durch den Preßfilz hindurchfließende Wasser im Bereich der Sperrlage wegen der Düsenwirkung der Durchlaßöffnungen beschleunigt wird. Hierdurch entsteht im Bereich zwischen Papierberührungsseite und Sperrlage ein bis zur Papierbahn sich fortpflanzendes Druckgefälle, das das Wasser aus der Papierbahn gleichsam heraussaugt. Dabei ist von besonderer Bedeutung, daß die Durchlaßöffnungen länglich ausgebildet und in Querrichtung orientiert sind. Sie wirken dann wie Foils, welche im Formierbereich von Papiermaschinen eingesetzt werden, und unterstützen damit die vorerwähnte Sogwirkung. Trotz der von der Sperrlage bewirkten Flächenabdeckung wird demnach die Entwässerung sogar verbessert.According to the invention, the layer serving as an adhesive layer in the generic press felt is designed as a barrier layer which reduces the flow cross-section to 15% to 55% of the area of the press felt. The consequence of this is that the water flowing through the press felt is accelerated in the area of the barrier layer because of the nozzle effect of the passage openings. This creates a pressure gradient that propagates up to the paper web in the area between the paper contact side and the barrier position, which sucks the water out of the paper web as it were. It is particularly important that the passage openings are elongated and oriented in the transverse direction. They then act like foils, which are used in the forming area of paper machines, and thus support the aforementioned suction effect. Despite the area coverage caused by the blocked location, the drainage is even improved.
Nach Verlassen des Preßspaltes hat die Sperrlage praktisch die Wirkung eines Rückschlagventils. Der Filz will sich dann wieder ausdehnen, kann jedoch wegen der Sperrlage nur wenig Luft oder Feuchtigkeit aus dem Bereich unterhalb der Sperrlage nachziehen. Der Preßfilz dehnt sich deshalb nicht so schnell aus, was zur Folge hat, daß er sich früher von der Papierbahn abhebt. Die Rückbefeuchtung wird hierdurch auf ein Minimum herabgesetzt. Insgesamt hat also der erfindungsgemäße Preßfilz eine wesentlich verbesserte Entwässerungsleistung.After leaving the press nip, the blocking position practically acts as a check valve. The felt then wants to expand again, but due to the blocked position, there is little air or Draw moisture from the area below the barrier layer. The press felt therefore does not expand so quickly, which means that it lifts off the paper web earlier. The rewetting is thereby reduced to a minimum. Overall, the press felt according to the invention thus has a significantly improved drainage performance.
Die Sperrlage kann unmittelbar auf die Trägermaterialbahn aufgebracht sein. Wenn die Faserschicht dann in die Trägermaterialbahn eingenadelt ist, befindet sie sich dann immer noch innerhalb der Faserschicht. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß die Sperrlage im Abstand zur Trägermaterialbahn angeordnet ist, wobei der Abstand der Sperrlage zur Papierberührungsseite zweckmäßigerweise maximal so groß wie der Abstand zur Trägermaterialbahn ist, die Sperrlage also vorzugsweise im der Papierberührungsseite benachbarten Bereich - nicht jedoch in deren Oberfläche - liegt.The barrier layer can be applied directly to the web of carrier material. If the fiber layer is then needled into the carrier material web, it is still located within the fiber layer. However, there is also the possibility that the barrier layer is arranged at a distance from the carrier material web, the spacing of the barrier layer from the paper contact side is expediently at most as great as the distance from the carrier material web, the barrier layer therefore preferably in the area adjacent to the paper contact side - but not in its surface - lies.
Die Durchlassöffnungen sind bevorzugt als langgestreckte Schlitze ausgebildet, die sich in Querrichtung erstrecken und möglichst durchgehend ausgebildet sein sollen. Die Schlitze werden dann vorzugsweise durch im Abstand zueinander angeordnete Querfäden gebildet, die die Sperrlage darstellen. Von besonderem Vorteil ist, wenn die Querfäden als Flachdrähte ausgebildet sind, wie sie beispielsweise aus der EP-PS 0̸ 0̸98 612 bekannt sind. Die oben erwähnte Foilwirkung ist dann besonders ausgeprägt.The passage openings are preferably designed as elongated slots which extend in the transverse direction and should be formed as continuously as possible. The slots are then preferably formed by transverse threads arranged at a distance from one another, which represent the blocking position. It is particularly advantageous if the transverse threads are designed as flat wires, as are known for example from EP-PS 0̸0̸98 612. The foil effect mentioned above is then particularly pronounced.
Die Herstellung des Preßfilzes kann der Weise erfolgen, daß zunächst ein Gewebe aus den besagten Querfäden und aus auflösbaren, insbesondere wasserlöslichen Längsfäden gebildet wird und daß nach der Herstellung des Preßfilzes die Längsfäden durch Tränken mit einem Lösungsmittel herausgelöst werden. Übrig bleiben dann die die Sperrlage bildenden Querfäden.The press felt can be produced in such a way that a fabric is first formed from said transverse threads and from dissolvable, in particular water-soluble, longitudinal threads and that after the production of the press felt, the longitudinal threads are detached by soaking with a solvent. The cross threads forming the blocking position then remain.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Es zeigen:
- Figur (1)
- einen Querschnitt durch einen Preßfilz und
- Figur (2)
- einen Längsschnitt durch den Preßfilz gemäß Figur (1).
- Figure (1)
- a cross section through a press felt and
- Figure (2)
- a longitudinal section through the press felt according to Figure (1).
Der in den Figuren dargestellte Preßfilz (1) weist im unteren Bereich ein Trägergewebe (2) auf, das aus zwei Lagen Längsfäden - beispielhaft mit (3) bezeichnet - und aus die Längsfäden beider Lagen einbindenden Querfäden - beispielhaft mit (4) bezeichnet - besteht. Die Längsfäden (3) und die Querfäden (4) sind als Monofilamente ausgebildet. Als Material hierfür werden geeignete Kunststoffe, beispielsweise Polyamide oder Polyester, verwendet.The press felt (1) shown in the figures has a carrier fabric (2) in the lower area, which consists of two layers of longitudinal threads - denoted by (3) for example - and transverse threads integrating the longitudinal threads of both layers - denoted by (4), for example . The longitudinal threads (3) and the transverse threads (4) are designed as monofilaments. Suitable plastics, for example polyamides or polyesters, are used as the material for this.
Auf der Oberseite des Trägergewebes (2) befindet sich eine Faserschicht (5) aus Kunststoffasern. Ihre freie Seite bildet die Papierberührungsseite (6). In die obere Hälfte der Faserschicht (5) ist eine Sperrlage (7) eingelegt, die aus einer Vielzahl von sich in Querrichtung - also quer zur Laufrichtung des Preßfilzes (1) - sich erstreckenden Flachdrähten - beispielhaft mit (8) bezeichnet - besteht. Die Sperrlage (7) verläuft parallel zur Papierberührungsseite (6). Die Flachdrähte (8) bestehen ebenfalls aus Kunststoff und haben in etwa rechteckigen Querschnitt, wobei die Erstreckung in der Ebene der Sperrlage (7) erheblich größer ist als senkrecht dazu. Die Flachdrähte (8) sind derart auf Abstand gehalten, daß zwischen Ihnen Schlitze - beispielhaft mit (9) bezeichnet - entstehen. Der Gesamtdurchtrittsquerschnitt dieser Schlitze (9) soll nach der Erfindung zwischen 15% und 55% der Gesamtfläche des Preßfilzes (1) ausmachen.There is a fiber layer (5) made of plastic fibers on the top of the carrier fabric (2). The free side is the paper contact side (6). In the upper half of the fiber layer (5), a barrier layer (7) is inserted, which consists of a large number of flat wires, which in the transverse direction - that is, transverse to the direction of travel of the press felt (1) - are designated (8) for example. The blocking position (7) runs parallel to the paper contact side (6). The flat wires (8) are also made of plastic and have an approximately rectangular cross section, the extent in the plane of the barrier layer (7) being considerably larger than perpendicular to it. The flat wires (8) are kept at a distance such that slots are created between them - designated by way of example (9). According to the invention, the total passage cross section of these slots (9) should make up between 15% and 55% of the total area of the press felt (1).
Die Herstellung dieses Preßfilzes (1) kann in folgender Weise durchgeführt werden. Zunächst wird das Trägergewebe (2) gewebt. Dann wird auf das Trägergewebe (2) eine erste Faservliesschicht aufgelegt und mit den Trägergeweben (2) vernadelt. Gleichzeitig wird die Sperrlage (7) zunächst in Form eines Gewebes hergestellt, indem die Flachdrähte (8) mit wasserlöslichen Längsfäden - beispielsweise aus Polyvinylalkohol - eingebunden werden. Diese Sperrlage (7) in Gewebeform wird auf den ersten Teil der Faserschicht (5) aufgelegt. Anschließend wird auf die Sperrlage (7) eine weitere Vliesschicht aufgelegt und mit dem übrigen Teil des Preßfilzes (1) vernadelt. Schließlich wird der Preßfilz (1) einer Wasserbehandlung ausgesetzt, die ein Herauslösen der Längsfäden der Sperrschicht (7) zur Folge hat. Übrig bleiben dann nur die Flachdrähte (8). Der Preßfilz (1) hat dann den in den Figuren (1) und (2) dargestellten Aufbau.The production of this press felt (1) can be carried out in the following way be performed. First the base fabric (2) is woven. Then a first nonwoven layer is placed on the carrier fabric (2) and needled to the carrier fabrics (2). At the same time, the barrier layer (7) is first produced in the form of a fabric by binding the flat wires (8) with water-soluble longitudinal threads, for example made of polyvinyl alcohol. This barrier layer (7) in fabric form is placed on the first part of the fiber layer (5). A further layer of nonwoven is then placed on the barrier layer (7) and needled to the remaining part of the press felt (1). Finally, the press felt (1) is subjected to a water treatment which results in the longitudinal threads of the barrier layer (7) being detached. Only the flat wires (8) remain. The press felt (1) then has the structure shown in Figures (1) and (2).
Die Flachdrähte (8) bewirken im Bereich des Preßenspaltes, daß das Wasser an den Flachdrähten (8) abgelenkt und im Bereich der Schlitze (9) beschleunigt wird. Hierdurch entsteht eine ähnliche Wirkung wie bei Foils im Formierbereich von Papiermaschinen. Das Wasser bewegt sich schneller als der Preßfilz (1), wodurch praktisch eine Sogwirkung im Bereich der Papierberührungsseite (6) entsteht.The flat wires (8) in the area of the press nip cause the water on the flat wires (8) to be deflected and accelerated in the area of the slots (9). This creates an effect similar to that of foils in the forming area of paper machines. The water moves faster than the press felt (1), which creates a suction effect in the area of the paper contact side (6).
Beim Verlassen des Preßspaltes entsteht oberhalb der Sperrlage (7) ein Vakuum, da der zuvor komprimierte Preßfilz (1) sich wieder ausdehnen will, von unten jedoch kaum Luft oder Feuchtigkeit nachziehen. Oberhalb der Sperrlage (7) füllt sich der Preßfilz (1) also nicht mehr mit Wasser auf. Da der Preßfilz (1) sich nur verzögert ausdehnt, hebt er früher von der Papierbahn (1) ab, so daß die oberhalb der Sperrlage (7) nicht vorhandene Restfeuchte nicht mehr an die Papierbahn abgegeben wird.When leaving the press nip, a vacuum is created above the barrier layer (7) because the previously compressed press felt (1) wants to expand again, but hardly any air or moisture can be drawn in from below. Above the barrier layer (7), the press felt (1) is no longer filled with water. Since the press felt (1) expands only with a delay, it lifts off the paper web (1) earlier, so that the residual moisture that is not present above the barrier layer (7) is no longer released to the paper web.
Claims (7)
dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrlage (7) im Abstand zur Trägermaterialbahn (2) angeordnet ist.Press felt according to claim (1),
characterized in that the barrier layer (7) is arranged at a distance from the carrier material web (2).
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Sperrlage (7) zur Papierberührungsseite (6) maximal so groß wie der Abstand zur Trägermaterialbahn (2) ist.Press felt according to claim (2)
characterized in that the distance between the barrier layer (7) and the paper contact side (6) is at most as large as the distance to the web of carrier material (2).
dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnungen als langgestreckte Schlitze (9) ausgebildet sind.Press felt according to one of claims (1) to (3),
characterized in that the passage openings are designed as elongated slots (9).
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (9) durchgehend ausgebildet sind.Press felt according to claim (4),
characterized in that the slots (9) are continuous.
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (7) durch im Abstand zueinander angeordnete Querfäden (8) gebildet sind.Press felt according to claim (5),
characterized in that the slots (7) are formed by transverse threads (8) arranged at a distance from one another.
dadurch gekennzeichnet, daß die Querfäden als Flachdrähte (8) ausgebildet sind.Press felt according to claim (6),
characterized in that the transverse threads are designed as flat wires (8).
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