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Dokumentenidentifikation DE102004044569A1 30.03.2006
Titel Papiermaschinenbespannungen
Anmelder Voith Fabrics Patent GmbH, 89522 Heidenheim, DE
Erfinder Morton, Antony, Dr., Illkley, Yorkshire, GB
DE-Anmeldedatum 15.09.2004
DE-Aktenzeichen 102004044569
Offenlegungstag 30.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.03.2006
IPC-Hauptklasse B32B 5/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B32B 27/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   D21F 7/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B32B 3/24(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Industrietextilstoff mit einer Verbundschicht, die einen Vliesstoffmaschenschichtaufbau und einen parallel dazu angeordneten Garnschichtaufbau umfasst, wobei der Garnschichtaufbau erste und zweite Garne aufweist, wobei die ersten Garne mit den zweiten Garnen verbunden sind, um einen maschenartigen Aufbau zu bilden und der Garnschichtaufbau in den Vliesstoffmaschenschichtaufbau eingebettet ist.

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Industrietextilstoffe, insbesondere Papiermaschinenbespannungen z.B. als Formiersiebe, Trockensiebe oder Basistücher von Pressfilzen.

Papier wird herkömmlicherweise durch Befördern von Papierrohstoffen, die gewöhnlich aus einer Ausgangsaufschlämmung von cellulosischen Fasern bestehen, auf einem Formiersieb oder zwischen zwei Formiersieben in einer Formerpartie und dann Führen des entstehenden Bogens durch eine Pressenpartie und schließlich durch eine Trockenpartie einer Papiermaschine hergestellt. Im Fall von Standardtissuepapiermaschinen wird die Papierbahn vom Presstuch zu einem Trockenzylinder einer Selbstabnahmemaschine überführt und dann gekreppt.

Papiermaschinenenbespannungen werden im Wesentlichen eingesetzt, um die Papierbahn durch diese verschiedenen Stufen der Papiermaschine zu tragen. In der Formerpartie werden die faserigen Papierrohstoffe nass auf ein sich bewegendes Formiersieb aufgelegt und das Ablaufen des Wassers daraus durch Saugkästen und Folien unterstützt. Die Papierbahn wird dann zu einem Presstuch überführt, das sie durch die Pressenpartie befördert, wo sie gewöhnlich durch eine Serie von Druckwalzenspalten verläuft, die durch sich drehende zylinderförmige Presswalzen gebildet werden. Wasser wird aus der Papierbahn und in das Presstuch gequetscht, während die Bahn und das Tuch zusammen durch den Walzenspalt verlaufen. In der letzten Stufe wird die Papierbahn entweder, im Fall einer Herstellung von Tissuepapier, zu einem Trockenzylinder einer Selbstabnahmemaschine oder zu einem Satz von Trockenzylindern überführt, auf denen der Großteil des verbleibenden Wassers durch die Klemmwirkung des Trockensiebs unterstützt verdampft wird.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Industrietextilstoffe wie Papiermaschinenbespannungen werden hauptsächlich durch Weben hergestellt. Die zum Weben verwendeten Garne können zum Beispiel einfache oder gezwirnte Monofilgarne, Multifilgarne oder durch Schmelzspinnen hergestellte Garne sein. Verwendete Materialien beruhen auf Polyester, Polyamid oder Polyphenylensulfid (PPS).

Der Webprozess ist dadurch gekennzeichnet, dass der fertiggestellte Textilstoff verwebte Kettgarne und Einschussgarne umfasst, wobei die Kettgarne und Einschussgarne einander an Überkreuzungspunkten überkreuzen, was zum Umstand führt, dass ein gewebter Textilstoff niemals völlig flache Oberflächen aufweisen kann. Daher sind Textilstoffe häufig durch Oberflächenmerkmale gekennzeichnet, die vorherrschend aus kettgarn- oder einschussgarnbeherrschten Anordnungen bestehen.

Für manche Anwendungen ist es wünschenswert, über Textilstoffe mit flachen Oberflächen zu verfügen. Zum Beispiel ist in der Trockenpartie eine Funktion des Trockensiebs, eine ausreichende Wärmeübertragung von der erhitzten Oberfläche z.B. eines Trockenzylinders zum Papierbogen zu liefern. Dies wird typischerweise durch Einfügen des Papierbogens zwischen das Trockensieb und den Trockenzylinder erreicht. Die Wirksamkeit der Wärmeübertragung wird durch Faktoren wie den Druck, der ausgeübt wird, um den Bogen gegen den erhitzten Zylinder zu pressen, und die Kontaktdichte (Kontaktfläche und Kontaktpunkte), das heißt, die kontaktierende Oberfläche zwischen dem Trockensieb und dem Bogen bestimmt.

Ein Nachteil von gewebten Textilstoffen besteht darin, dass sie die Eigenschaft einer durch die darüberliegende und darunterliegende Anordnung der Kettgarne und Einschussgarne verursachten "Welligkeit" zeigen. Nach dem Webprozess sind hauptsächlich die Kettgarne gewellt. Während des Wärmestabilisierungsprozesses, in dem Wärme und Zug gleichzeitig auf den Textilstoff ausgeübt werden, wird von den Kettgarnen ein gewisses Ausmaß der Wellung verloren, aber in die Einschussgarne übertragen, was "Wellungsaustausch" oder „Crimp interchange" genannt wird.

Textilstoffe müssen gleichmäßige Eigenschaften zeigen, die zum Beispiel durch ihre Dampf- und/oder Wasserdurchlässigkeit, ihre Dicke, ihre Oberflächentopographie, ihre Spannung, ihre Maßbeständigkeit usw. über ihre gesamte Länge und Breite hinweg gekennzeichnet sind. Diese Eigenschaften müssen über ihre gesamte Lebensdauer stabil beibehalten werden. Manchmal ist die Leistung von gewebten Textilstoffen bei der Beibehaltung der Eigenschaften über ihre Lebensdauer nicht zufriedenstellend.

Als Ergebnis aus dem Webprozess weist der gewebte Textilstoff einen gewebten Aufbau mit Kanälen für einen Wasser- und Dampfdurchgang auf, was zu einer bestimmten Wasser- und Dampfdurchlässigkeit des Textilstoffs führt. In der Former- und Pressenpartie einer Papiermaschine ist hauptsächlich die Wasserdurchlässigkeit des Textilstoffs wichtig, um die Flüssigkeitsentwässerung zu steuern und ein Neuanfeuchten des Bogens zu vermeiden. In der Trockenpartie ist hauptsächlich die Dampfdurchlässigkeit des Textilstoffs wichtig, um den Durchgang von Wasserdampf vom Bogen durch den Textilstoff zu steuern.

Ferner sind gewebte Textilstoffe aufgrund ihres komplexen dreidimensionalen offenen Aufbaus nicht leicht zu reinigen. Dieser Punkt wird aufgrund des Umstands, dass im Papierherstellungsprozess ein konstanter Trend zur Verwendung immer mehr Recyclingmaterial (Recyclingpapier) mit einhergehend größerer Verschmutzung besteht, immer wichtiger. Dies führt zu vermehrten Verschmutzungen des Textilstoffs.

Zur Überwindung einiger der oben erwähnten Nachteile wurden Vliesstoffe vorgeschlagen.

US 3,323,226 beschreibt ein synthetisches Trockensieb, das durch mechanisches Durchbohren eines polymeren Bogenmaterials hergestellt ist.

US 4,541,895 beschreibt einen Papiermaschinenstoff, der aus mehreren undurchlässigen Vliesstoffbögen hergestellt ist, die in einer laminierten Anordnung miteinander verbunden sind, um den Stoff oder das Band zu definieren. Über den Stoff hinweg sind Ablauföffnungen definiert, die durch Bohrtechniken geschaffen sind.

GB 2 235 705 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Vliesstoffs, wobei eine Anordnung von Mantelkerngarnen, bei denen der Kern einen höheren Schmelzpunkt als der Mantel aufweist, in einer räumlich getrennten parallelen Anordnung in Umfangsrillen einer Stiftwalze geführt wird, welche in einer walzenspaltbildenden Beziehung mit einer Presswalze angeordnet ist. Dadurch wird das Material des Mantels geschmolzen, während sich die Garne in und durch den Walzenspalt bewegen, und übermäßiges geschmolzenes Mantelmaterial wird in seitliche Rillen in der Walze gedrängt, um strukturelle Elemente zwischen benachbarten Garnen zu bilden.

Alle oben erwähnten Vliesstoffaufbauten zeigen unzufriedenstellende Maß- und Wärmebeständigkeit.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Industrietextilstoff bereitzustellen, der eine verbesserte Wärme- und Maßbeständigkeit aufweist.

Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Industrietextilstoff bereitzustellen, der wirtschaftlicher als bestehende Vliesstoffe hergestellt werden kann.

Es ist zusätzlich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Industrietextilstoff bereitzustellen, dessen Durchlässigkeit während der Herstellung leicht reguliert werden kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines oben erwähnten Industrietextilstoffs bereitzustellen.

Nach einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Industrietextilstoff bereitgestellt, der eine Verbundschicht aufweist, wobei die Verbundschicht eine nicht gewobene, lagenförmige Gitterstruktur und einen parallel dazu angeordneten Garnschichtaufbau umfasst. Der Textilstoff nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Garnschichtaufbau erste und zweite Garne aufweist, wobei die ersten Garne mit den zweiten Garnen verbunden sind, um einen maschenartigen Aufbau zu bilden, und der Garnschichtaufbau zumindest teilweise in die nicht gewobene lagenförmige Gitterstruktur eingebettet ist.

Durch das zumindest teilweise Einbetten eines maschenartigen Garnschichtaufbaus in eine nicht gewobene Gitterstruktur wird eine Verbundschicht geschaffen, die in zwei Dimensionen verstärkt ist. Daher wird nach der Erfindung die Maß- und die Wärmebeständigkeit der Verbundschicht im Vergleich zu Verbundschichttextilstoffen, die nur parallele Garne aufweisen, welche sich in eine oder zwei Richtungen erstrecken, aber nicht miteinander verbunden sind, in beiden der zwei Richtungen der Schicht verbessert.

Ferner ist die Herstellung eines derartigen Textilstoffs im Vergleich zu Verbundtextilstoffen, die nur unverbundene Garne aufweisen, welche sich in eine oder beide Richtungen der zwei Dimensionen der Schicht erstrecken, viel wirtschaftlicher und daher kostengünstiger, da zur Herstellung nur der Garnschichtaufbau auf der nicht gewobenen, lagerförmigen Gitterstruktur abgelegt werden muss.

Ferner kann die Verbundschicht durch Wählen einer geeigneten nicht gewobenen Gitterstruktur zur Kombinierung mit einem geeigneten Garnschichtaufbau an die besondere Anwendung des Industrietextilstoffs angepasst hergestellt und so produziert werden, dass die benötigte Durchlässigkeit erzielt wird. Abhängig z.B. von der Maschengröße bzw. Gittergröße, dem Material und dem Aufbau der nicht gewobenen Gitterstruktur in Verbindung mit dem Garnschichtaufbau, der z.B. seine eigene bestimmte Maschengröße, sein eigenes bestimmtes Material und seinen eigenen bestimmten Aufbau aufweist, und z.B. abhängig von der relativen Anordnung der Schichtaufbauten kann eine Verbundschicht für einen Industrietextilstoff für ein weites Anwendungsgebiet hergestellt werden, ohne die Produktionseinrichtung zu verändern. Vorzugsweise umfasst die nicht gewobene lagerförmige Gitterstruktur einen polymaren Werkstoff.

Nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die ersten Garne des Garnschichtaufbaus mit den zweiten Garnen des Garnschichtaufbaus verwebt, um den zweidimensionalen Schichtaufbau auf eine wohlbekannte und kostengünstige Weise zu bilden. Doch es gibt auch eine Vielfalt anderer Möglichkeiten, um die ersten Garne mit den zweiten Garnen zu verbinden, z.B. das Verknoten der Garne an den Überkreuzungspunkten und/oder das Verbinden der ersten Garne mit den zweiten Garnen durch Kleben oder Schmelzen usw.

Vorzugsweise beruht die Webung auf einem Einzelschichtaufbau und/oder einer glatten Webung oder einer Leno-Webung. Die Leno-Webung ist von besonderem Interesse, da sie einen offenen Maschenaufbau mit guter Maßbeständigkeit verursacht.

Zumindest einige der ersten und/oder zweiten Garne können Monofilgarne und/oder gezwirnte Monofilgarne und/oder Multifilgarne und/oder Spinngarne sein.

Ferner umfassen zumindest einige der ersten und/oder zweiten Garne Material mit einem niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als thermoplastische Materialien. Glasfasern, Kevlar oder Nomex sind derartige Materialien. Glasfasern, zum Beispiel, sind äußerst billig und besitzen im Vergleich zu thermoplastischen Materialien einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Glasfasern weisen einen Koeffizienten der linearen Wärmeausdehnung auf, der typischerweise um etwa zwei Größenordnungen (102) kleiner als jener von typischen thermoplastischen Elastomeren ist. Dies bedeutet, dass das Ausmaß der Maßveränderung über den Temperaturbereich, der in der Trockenpartie einer Papiermaschine vorherrscht, durch Verwenden eines Verbundaufbaus, bei dem Glasfasern mit einem thermoplastischen Elastomer kombiniert sind, dramatisch verringert werden kann. Glasfasermaterial ist den Umgebungsbedingungen, denen man an einer Papiermaschine begegnet, gegenüber völlig inert. Das Material muss nicht notwendigerweise Glasfaser sein. Andere Materialien wie etwa die auf einem aromatischen Aramid beruhenden Fasern Kevlar und Nomex könnten gleichermaßen verwendet werden. Die Bedenken gegenüber der Verwendung dieser Materialien liegen nur am Umstand, dass sie im Vergleich zu Glasfasern teuer sind.

Idealerweise sind zumindest einige der ersten und/oder zweiten Garne flache Garne, so dass sich am Aufbau an den Überkreuzungspunkten der Kett- und Einschussgarne keine "Schlaufen" ergeben.

Zur Verbesserung der Maß- und der Wärmebeständigkeit für den Industrietextilstoff, der die Verbundschicht umfasst, ist es vorteilhaft, wenn sich die ersten Garne in die beabsichtigte Maschinenrichtung des Textilstoffs erstrecken und/oder sich die zweiten Garne in die beabsichtigte Maschinenquerrichtung des Textilstoffs erstrecken.

Die Durchlässigkeit des Textilstoffs nach der Erfindung kann leicht reguliert werden, wenn der Maschenaufbau der nicht gewobenen Gitterstruktur vom Maschenaufbau des Garnschichtaufbaus verschieden ist. In diesem Fall kann z.B. die Maschengröße der Vliesstoffmaschenschicht kleiner oder größer als die Maschengröße des Garnschichtaufbaus sein.

Ferner gelangten die Erfinder zur Auffassung, dass die Durchlässigkeit der Verbundschicht durch die relative Anordnung der nicht gewobenen Gitterstruktur in Bezug auf den Garnschichtaufbau beeinflusst werden kann und daher leicht reguliert werden kann.

Ein konkretes Beispiel, wie die Durchlässigkeit des Industrietextilstoffs beeinflusst werden kann, ist, dass die nicht gewobene Gitterstruktur und der Garnschichtaufbau in einer solchen Weise angeordnet werden, dass sich zumindest einige der ersten und/oder zweiten Garne in die Öffnung der Gitterstruktur erstrecken.

Zusätzlich kann die nicht gewobene Gitterstruktur zur Stärkung der Stabilität z.B. in der lasttragenden Maschinenrichtung des Industrietextilstoffs nach einer weiteren Ausführungsform parallel angeordnete Verstärkungsgarne umfassen, die durch das Polymermatrixmaterial miteinander quer verbunden sind und in das Polymermatrixmaterial eingebettet sind.

Daher erstrecken sich die Verstärkungsgarne nach der bevorzugten Ausführungsform in die beabsichtigte Maschinenrichtung des Textilstoffs.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Schmelztemperatur der Verstärkungsgarne und/oder der ersten und zweiten Garne höher als die Schmelztemperatur des Matrixmaterials. In einem konkreten Beispiel wird die nicht gewobene Gitterstruktur in einem Stifttrommelprozess aus einem Kern/Mantelgarn hergestellt, wobei das Kernmaterial einen höheren Schmelzpunkt als das Mantelmaterial aufweist. Das Mantelmaterial fließt nach dem Schmelzen, um benachbarte Garne zu verbinden, und bildet dadurch zusammen mit dem Kern der Garne den Maschenaufbau. Der Garnschichtaufbau wird in das geschmolzene Mantelmaterial, das nun die Garne vernetzt, eingebettet.

Der Industrietextilstoff nach der Erfindung ist für eine Vielfalt von Anwendungen geeignet. Vorzugsweise ist der Industrietextilstoff eine Papiermaschinenbespannung, z.B. ein Formiersieb oder ein Trockensieb oder ein Pressfilz oder ein Übertragungsband.

Nach einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Industrietextilstoffs bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte des Aufbringens eines Garnschichtaufbaus, der erste und zweite Garne aufweist, die miteinander verbunden sind, um einen maschenartigen Aufbau zu bilden, nach der Bildung oder während der Bildung einer nicht gewobenen lagenförmigen Gitterstruktur in einer solchen Weise auf ein geschmolzenes Polymermaterial, dass der Garnschichtaufbau in die nicht gewobene lageförmigen Gitterstruktur eingebettet wird.

Die nicht gewobene lagerförmige Gitterstruktur wird vorzugsweise durch den oben erwähnten Stifttrommelprozess hergestellt. Daher:

Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren ferner die Schritte des Bereitstellens einer Anordnung von räumlich getrennten Garnen, wobei jedes der Garne an sich einen polymeren Mantel aufweist, des Erhitzens der Anordnung, um das polymere Material zu schmelzen, und des Beschränkens der anschließenden Fließbewegung des Materials auf vorherbestimmte Wege, die sich zwischen benachbarten Garnen erstrecken und diese vernetzen, um eine Matrix in Maschenform zu bilden.

Ferner ist die Fließbewegung des polymeren Materials nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung auf einzelne Wege beschränkt, die in einer räumlich getrennten Anordnung in der Längsrichtung der Garne angeordnet sind.

Zusätzlich können die Wege durch eine Stifttrommel bereitgestellt werden.

Ferner kann die Fließbewegung des polymeren Materials durch Druck beeinflusst werden, der senkrecht zu den Fließbewegungsrichtungen auf das polymere Material ausgeübt wird. Dadurch wird das polymere Material gezwungen werden, in alle vorherbestimmten Wege zu fließen, um die Gitterstruktur vollständig zu erzeugen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird der Druck durch einen Presswalzenspalt bereitgestellt, der zwischen der Stifttrommel und einer Presswalze gebildet ist, oder er kann durch einen Walzenspalt bereitgestellt werden, der zwischen der Stifttrommel und einem Rakelmesser gebildet ist.

Um sicherzustellen, dass der Garnschichtaufbau vollständig in die Gitterstruktur eingebettet ist, umfasst das Verfahren nach dem Aufbringen des Garnschichtaufbaus auf die nicht gewobene Gitterstruktur ferner den Schritt eines zumindest einmaligen Pressens des Garnschichtaufbaus in das geschmolzene Polymermaterial, das die nicht gewobene Gitterstruktur bildet.

Damit die vorliegende Erfindung leichter verständlich wird, werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen konkrete Ausführungsformen beschrieben werden, wobei

1 eine Draufsicht auf einen Teil einer Verbundschicht eines Industrietextilstoffs nach der Erfindung ist; und

2 eine Seitenansicht der Verbundschicht von 1 ist; und

3 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung ist.

1 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil einer Verbundschicht 1 eines Industrietextilstoffs nach der Erfindung. Die Verbundschicht 1 umfasst eine nicht gewobene lageförmige Gitterstruktur 2 und . einen parallel dazu angeordneten Garnschichtaufbau 3.

Die Gitterstruktur 2 besteht hauptsächlich aus einem polymeren Matrixmaterial 8 und einem polymeren Kernmaterial 9 (gestrichelte Bereiche). Das polymere Kernmaterial 9 weist eine höhere Schmelztemperatur als das Matrixmaterial auf. Während der Herstellung wurde das polymere Matrixmaterial 8 geschmolzen und dazu gezwungen, benachbartes polymeres Kernmaterial 9 zu vernetzen und das Kernmaterial 9 einzubetten. Das polymere Kernmaterial 9 bildet parallel angeordnete Verstärkungsgarne 9, die sich in die beabsichtigte Maschinenrichtung des Textilstoffs erstrecken und durch das Polymermatrixmaterial 8 vernetzt und im Polymermatrixmaterial 8 eingebettet sind.

Die Gitterstruktur 2 umfasst mehrere Öffnungen 4, die gleichmäßig verteilt sind. Der Maschenaufbau der nicht gewobenen Gitterstruktur 2 wird durch die Öffnungen 4 pro Oberflächeneinheit der Gitterstruktur 2, ihre Größe und ihre Verteilung bestimmt.

Nach der Erfindung ist der Garnschichtaufbau 3 teilweise in der nicht gewobenen Gitterstruktur 2 eingebettet. Der Garnschichtaufbau 3 wurde während der Herstellung in einer Stufe, in der das polymere Matrixmaterial geschmolzen wurde, in die nicht gewobene Gitterstruktur 2 eingebettet. Daher ist die Schmelztemperatur von ersten Garnen 5 und zweiten Garnen 6 höher als die Schmelztemperatur des Matrixmaterials 8.

Der Garnschichtaufbau 3 umfasst erste Garne 5 und zweite Garne 6. Die ersten Garne 5 sind in Paaren angeordnet, die sich parallel zur beabsichtigten Maschinenrichtung des Textilstoffs erstrecken und mit den zweiten Garnen 6 verbunden sind, die sich parallel zur beabsichtigten Maschinenquerrichtung des Textilstoffs erstrecken. Der Garnschichtaufbau 3 der in 1 gezeigten Ausführungsform weist die Form einer Leno-Webung auf.

Die ersten Garne 5 sind Multifilgarne. Die zweiten Garne 6 sind Monofilgarne. Ferner umfassen die ersten Garne 5 und die zweiten Garne 6 Glasfasern.

Die ersten Garne 5 und die zweiten Garne 6 sind durch Verweben verbunden, um einen maschenartigen Aufbau zu bilden, der Öffnungen 7 aufweist. Der Maschenaufbau des Garnschichtaufbaus 3 wird durch die Anzahl der Öffnungen 7 pro Oberflächeneinheit der nicht gewobenen Gitterstruktur 2, ihre Form, ihre Größe und ihre Verteilung bestimmt.

Wie in 1 zu sehen, ist der Maschenaufbau der Gitterstruktur 2 vom Maschenaufbau des Garnschichtaufbaus 3 verschieden. Bei der Ausführungsform zeigt der Maschenaufbau des Garnschichtaufbaus 3 eine größere offene Fläche (Anzahl der Öffnungen 7 multipliziert mit der Größe der Öffnungen 7) pro Oberflächeneinheit als der Maschenaufbau der Gitterstruktur 2. Die Durchlässigkeit der Verbundschicht 1 kann ferner durch die relative Anordnung der Gitterstruktur 2 in Bezug auf den Garnschichtaufbau 3 beeinflusst werden. Wie in 1 zu sehen, ist die Gitterstruktur 2 in Bezug auf den Garnschichtaufbau 3 in einer solchen Weise angeordnet, dass sich zumindest hauptsächlich alle ersten 5 und zweiten 6 Garne in die Öffnung 4 des Vliesstoffmaschenschichtaufbaus 2 erstrecken, wodurch die Durchlässigkeit der Verbundschicht 1 verringert wird.

Der Industrietextilstoff nach der Erfindung ist vorzugsweise eine Papiermaschinenbespannung, z.B. ein Formiersieb oder ein Trockensieb oder ein Pressfilz.

2 zeigt einen Schnitt entlang der beabsichtigten Maschinenrichtung der in 1 gezeigten Verbundschicht 1.

Wie ersichtlich ist, verläuft der Schnitt durch die Öffnungen 4 der nicht gewobenen lageförmigen Gitterstruktur 2.

In 2 erstrecken sich erste Garne 5 in der Ebene der Zeichnung. Ferner erstrecken sich zweite Garne 6 senkrecht zur Ebene der Zeichnung.

Der Garnschichtaufbau 3 ist teilweise in die Gitterstruktur 2 eingebettet. Wo erste Garne 5 und zweite Garne 6 die Gitterstruktur 2 überlappen, sind die Garne 5 und 6 in das polymere Matrixmaterial 8 der Struktur 2 eingebettet. Ferner sind die Garne 5 und 6 dort, wo die Gitterstruktur 2 nicht überlappen, nicht in das polymere Matrixmaterial 8 eingebettet, wie es dort der Fall ist, wo die Gitterstruktur 2 Öffnungen 4 bildet. Daher erstrecken sich die ersten Garne 5 und die zweiten Garne 6 in die Öffnung 4 der Gitterstruktur 2, wodurch die Durchlässigkeit der Verbundschicht 1 beeinflusst wird.

Bei der Ausführungsform von 1 und 2 wird die Möglichkeit nicht gezeigt, dass der Garnschichtaufbau 3 völlig in die Gitterstruktur 2 eingebettet ist. Dies würde z.B. der Fall sein, wenn der Garnschichtaufbau 3 in einer solchen Weise in Bezug auf die Gitterstruktur 2 angeordnet würde, dass sich keines der ersten Garne 5 und/oder zweiten Garne 6 in die Öffnung 4 der Gitterstruktur 2 erstrecken würde.

3 zeigt eine Seitenansicht einer Vorrichtung 10 zum Durchführen des Verfahrens zur Herstellung eines Industrietextilstoffs nach der Erfindung.

Eine Anordnung von räumlich getrennten Garnen 11, von denen jedes einen polymeren Mantel 19 aufweist, der einen polymeren Kern 20 einbettet, wird auf eine sich drehende Stifttrommel 18 geführt. Der Mantel 19 weist eine Schmelztemperatur auf, die niedriger als die Schmelztemperatur des Kerns 20 ist. Die Garne 11 werden durch eine Wärmeversorgung 12 erhitzt, um den polymeren Mantel 19 zu schmelzen, ohne den Kern 20 zu schmelzen.

Die Wärmeversorgung 12 ist bei der konkreten Ausführungsform ein Induktionsheizgerät. Ein Induktionsheizgerät ist nicht selbst eine Wärmequelle, sondern erzeugt ein elektromagnetisches Feld im Inneren des Metalls. Dies heizt die Oberfläche des Metalls auf. Das Erhitzen des Metalls wird durch Umwandlung von elektromagnetischer Energie in Wärmeenergie wirkungsvoll hervorgerufen. Sicherlich sind viele Arten von Heizmechanismen wie etwa Infrarot, Mikrowellen (natürlich wäre die Erhitzung des Polymermaterials in diesen Fällen direkt) geeignet, ferner ist es möglich, die Stifttrommel intern, z.B. elektrisch oder durch Verwendung von Ölrohrschlangen usw., zu erhitzen.

Während der Bildung der nicht gewobenen lageförmigen Gitterstruktur 2 wird der Garnschichtaufbau 3 durch eine Zufuhrwalze 13 auf das geschmolzene polymere Mantelmaterial 19, welches später das polymere Matrixmaterial 8 der Gitterstruktur 2 bildet, aufgebracht.

Das geschmolzene Mantelmaterial 19 wird zusammen mit dem Kern 20 und dem Garnschichtaufbau 3 einem Druck ausgesetzt, der durch einen Presswalzenspalt 15 bereitgestellt wird, welcher durch die Stifttrommel 18 und eine Presswalze 14 gebildet wird.

Der Druck wird senkrecht zur beabsichtigten Fließbewegungsrichtung des geschmolzenen polymeren Mantelmaterials 19 ausgeübt und zwingt das geschmolzene polymere Mantelmaterial 19 dazu, entlang vorherbestimmten Wegen, die durch die Stifttrommel 18 bereitgestellt sind, zu fließen, um sich zwischen benachbarten Kerngarnen 20 zu erstrecken und diese zu vernetzen. Ferner zwingt der Druck das polymere Mantelmaterial 19 dazu, entlang einzelnen Wegen in der Längsrichtung der Kerngarne 20 zu fließen. Die Wege werden durch die Stifttrommel 18 bereitgestellt und in einer räumlich getrennten Verteilung angeordnet.

Zusätzlich zwingt der Druck den Garnschichtaufbau 3 zur Einbettung in das geschmolzene polymere Mantelmaterial 19, das das polymere Matrixmaterial 8 der nicht gewobenen Gitterstruktur 2 bildet.

Dadurch wird die Verbundschicht 1 gebildet.

Das geschmolzene Mantelmaterial 19 wird zusammen mit dem Kern 20 und dem eingebetteten Garnschichtaufbau 3 einem weiteren Druck ausgesetzt, der durch einen durch die Stifttrommel 18 und eine Presswalze 16 gebildeten zweiten Presswalzenspalt 21 bereitgestellt wird.

Nach dem zweiten Presswalzenspalt wird die fertiggestellte Verbundschicht 1 von der Stifttrommel 18 entfernt.

Obwohl die Erfindung ausführlich beschrieben wurde, wird für einen Fachmann offensichtlich sein, dass daran verschiedene Veränderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.


Anspruch[de]
  1. Industrietextilstoff, der eine Verbundschicht aufweist, wobei die Verbundschicht eine nicht gewobene lagenförmige Gitterstruktur und einen parallel dazu angeordneten Garnschichtaufbau umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Garnschichtaufbau erste und zweite Garne aufweist, wobei die ersten Garne mit den zweiten Garnen verbunden sind, um einen maschenartigen Aufbau zu bilden, und der Garnschichtaufbau zumindest teilweise in die nicht gewobene lagenförmige Gitterstruktur eingebettet ist.
  2. Industrietextilstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Garne mit den zweiten Garnen verwebt sind, wodurch vorzugsweise eine Leno-Webung gebildet wird.
  3. Industrietextilstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der ersten und/oder zweiten Garne Monofilgarne und/oder gezwirnte Monofilgarne und/oder Multifilgarne und/oder Spinngarne sind.
  4. Industrietextilstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der ersten und/oder zweiten Garne ein Material umfassen, das im Vergleich zu thermoplastischem Material einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist.
  5. Industrietextilstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material Glasfasern oder ein auf einem aromatischen Aramid beruhendes Material wie etwa Kevlar oder Nomex ist.
  6. Industrietextilstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der ersten und/oder zweiten Garne flache Garne sind.
  7. Industrietextilstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die ersten Garne in die beabsichtigte Maschinenrichtung des Textilstoffs erstrecken und/oder sich die zweiten Garne in die beabsichtigte Maschinenquerrichtung des Textilstoffs erstrecken.
  8. Industrietextilstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenaufbau der nicht gewobenen lagerförmigen Gitterstruktur vom Maschenaufbau des Garnschichtaufbaus verschieden ist.
  9. Industrietextilstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässigkeit der Verbundschicht durch die relative Anordnung der nicht gewobenen lagenförmigen Gitterstruktur in Bezug auf den Garnschichtaufbau beeinflusst werden kann.
  10. Industrietextilstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht gewobene lagenförmige Gitterstruktur und der Garnschichtaufbau in einer solchen Weise angeordnet sind, dass sich zumindest einige der ersten und/oder der zweiten Garne durch die Öffnung der nicht gewobenen lagenförmigen Gitterstruktur erstrecken.
  11. Industrietextilstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht gewobene lagenförmige Gitterstruktur parallel angeordnete Verstärkungsgarne umfasst, die durch ein Polymermatrixmaterial miteinander verbunden sind und in das Polymermatrixmaterial eingebettet sind.
  12. Industrietextilstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verstärkungsgarne in die beabsichtigte Maschinenrichtung des Textilstoffs erstrecken.
  13. Industrietextilstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelztemperatur der Verstärkungsgarne und/oder der ersten und zweiten Garne höher als die Schmelztemperatur des Matrixmaterials ist.
  14. Industrietextilstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Industrietextilstoff eine Papiermaschinenbespannung, vorzugsweise ein Formiersieb oder ein Trockensieb oder ein Pressfilz oder ein Übertragungsband ist.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Industrietextilstoffs, umfassend die Schritte des Aufbringens eines Garnschichtaufbaus, der erste und zweite Garne aufweist, die miteinander verbunden sind, um einen maschenartigen Aufbau zu bilden, nach der Bildung oder während der Bildung einer nicht gewobenen Gitterstruktur in einer solchen Weise auf ein geschmolzenes Polymermaterial, dass der Garnschichtaufbau in die nicht gewobene lagenförmige Gitterstruktur eingebettet wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Anordnung von räumlich getrennten Garnen, wobei jedes der Garne an sich einen polymeren Mantel aufweist, Erhitzen der Anordnung, um das polymere Material zu schmelzen, und Beschränken der anschließenden Fließbewegung des Materials auf vorherbestimmte Wege, die sich zwischen benachbarten Garnen erstrecken und diese vernetzen, um eine Matrix in Maschenform zu bilden.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Fließbewegung des polymeren Materials auf einzelne Wege beschränkt ist, die in einer räumlich getrennten Anordnung in der Längsrichtung der Garne angeordnet sind.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Wege durch eine Stifttrommel bereitgestellt werden.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fließbewegung des polymeren Materials durch Druck beeinflusst wird, der senkrecht zu den Fließbewegungsrichtungen auf das polymere Material ausgeübt wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck durch einen Presswalzenspalt bereitgestellt wird, der zwischen der Stifttrommel und einer Presswalze oder einem Rakelmesser gebildet wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach dem Aufbringen des Garnschichtaufbaus auf die nicht gewobene lagenförmige Gitterstruktur die Schritte zumindest des Zusammenpressens des Garnschichtaufbaus mit dem geschmolzenen (die nicht gewobene lageförmige Gitterstruktur bildenden) Polymermaterial umfasst.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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