CH666301A5

CH666301A5 - METHOD FOR STABILIZING A DRY FELT MATERIAL FOR PAPER MACHINES AND DRY FELT MATERIAL PRODUCED BY THIS METHOD, AND DRY FELT TAPE PRODUCED FROM THIS MATERIAL.

Info

Publication number: CH666301A5
Application number: CH528/82A
Authority: CH
Inventors: Michael J Josef
Original assignee: Albany Int Corp
Priority date: 1981-01-29
Filing date: 1982-01-28
Publication date: 1988-07-15
Also published as: ES509148A0; BE891906A; AT382912B; ES8305073A1; DE3148175C2; GB2092194A; AU546568B2; IT1150366B; FR2498644B1; DE3148175A1; FR2498644A1; PT74345A; GB2092194B; IT8247653A0; NZ199540A; NL8200251A; ATA522781A; AU7992782A; BR8107715A; MX153724A

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Stabilisierung eines Trockenfilzmaterials für Papiermaschinen und nach diesem Verfahren hergestelltes Trockenfilzmaterial sowie aus diesem Material hergestelltes Trockenfilzband. DESCRIPTION The invention relates to a method for stabilizing a dry felt material for paper machines and dry felt material produced by this method and dry felt tape made from this material.

Es gibt eine Vielzahl von Trockenfilzen und Trockenfilz-Werkstoffen, die zur Herstellung von Trockenfilzbändern verwendet werden können zwecks Einsatz in der Trockenpartie einer Papiermaschine. Trotz der Vielzahl von verschiedenen verfügbaren Materialien wurde das ideale Trockenfilzmaterial noch nicht gefunden, da viele der bekannten Werkstoffe an mangelnder Formstabilität leiden. There are a variety of dry felts and dry felt materials that can be used to make dry felt tapes for use in the dryer section of a paper machine. Despite the multitude of different materials available, the ideal dry felt material has not yet been found because many of the known materials suffer from a lack of dimensional stability.

Eine Art von Trockenfilz, die üblicherweise in derTrok-kenpartie einer Papiermaschine verwendet wird, wird als «Sieb» bezeichnet und dadurch hergestellt, dass synthetische Monofilgarne oder verdrillte Multifilgarne zu einem offenen Gewebe verwebt werden. Obgleich diese «Siebe» nicht gewalkt werden und daher keine «Filze» im ursprünglichen Sinne sind, werden sie trotzdem als Trockenfilze bezeichnet. Die aus dem Gewebe hergestellten Bänder sind normalerweise flach gewebt und ihre Enden werden miteinander verbunden, um ein endloses Band zu erhalten. Das ausgewählte Gewebe kann beispielsweise ein Zwei- oder Dreilagengewebe aus synthetischen Garnen, wie Multifilgarnen, gesponnenen Garnen oder Monofilgarnen sein. One type of dry felt that is commonly used in the dryer section of a paper machine is called a "sieve" and is made by weaving synthetic monofilament yarns or twisted multifilament yarns into an open weave. Although these "sieves" are not tumbled and are therefore not "felts" in the original sense, they are still referred to as dry felts. The ribbons made from the fabric are usually flat woven and their ends are joined together to form an endless ribbon. The selected fabric can be, for example, a two or three-ply fabric made of synthetic yarns, such as multifilament yarns, spun yarns or monofilament yarns.

Derartige Trockenfilze sind verhältnismässig offen und haben demzufolge eine hohe Durchlässigkeit, d.h. eine Luftdurchlässigkeit in der Grössenordnung von etwa 21 bis 210 m3/m2 pro Minute bei einem Druck von 12,7 • IO-4 bar und gestatten einen freien Durchgang von Dampf während des Arbeitens der Papiermaschine. Dieser hohe Grad an Offenheit hat einige Nachteile. Beispielsweise hat das Material im Gebrauch eine nur geringe Formstabilität, insbesondere in der Quermaschinenrichtung, während in der Längsrichtung dieser Umstand aufgrund der auf das Trockenband wirkenden Spannung nicht von Bedeutung ist. Such dry felts are relatively open and therefore have a high permeability, i.e. an air permeability of the order of about 21 to 210 m3 / m2 per minute at a pressure of 12.7 • IO-4 bar and allow a free passage of steam while the paper machine is working. This high level of openness has some disadvantages. For example, the material has only a low dimensional stability in use, in particular in the cross machine direction, while in the longitudinal direction this fact is not important due to the tension acting on the drying belt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein Trockenfilzmaterial stabilisiert wird, ohne dessen Durchlässigkeit wesentlich zu verringern. The invention has for its object to provide a method with which a dry felt material is stabilized without significantly reducing its permeability.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. This object is achieved according to the invention by the features specified in claim 1.

Durch die zusätzlichen zweiten Garne wird eine hohe Formstabilität erreicht, ohne dass die Durchlässigkeit wesentlich verringert wird, da auch das erfindungsgemässe Trockenfilzmaterial eine Durchlässigkeit von etwa 9 bis 213 m3/m2 pro Minute bei 12,7 • 10~4 bar hat. The additional second yarns achieve high dimensional stability without significantly reducing the permeability, since the dry felt material according to the invention also has a permeability of approximately 9 to 213 m3 / m2 per minute at 12.7 • 10 ~ 4 bar.

Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren stabilisierte Trockenfilzmaterial hat eine geringe Wasseraufnahme und gestattet hervorragend den Durchgang von feuchten Dämpfen aus der zu trocknenden Papierbahn, wodurch die Trockengeschwindigkeit erhöht wird. Die Offenheit des Materials verhindert auch, dass die Hohlräume in dem Gewebe mit Schmutzpartikeln aus der Papierbahn verstopft werden. The dry felt material stabilized by the process according to the invention has a low water absorption and allows excellent passage of moist vapors from the paper web to be dried, which increases the drying speed. The openness of the material also prevents the voids in the fabric from becoming clogged with dirt particles from the paper web.

Vorzugsweise sind die zweiten Garne in Querrichtung des Gewebes angeordnet und von Füllgarnen gebildet. The second yarns are preferably arranged in the transverse direction of the fabric and formed by filling yarns.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt: The invention is described below with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 einen Schnitt eines Trockenfilzmaterials in Längsrichtung vor der Thermofixierung, 1 shows a section of a dry felt material in the longitudinal direction before the heat setting,

Fig. 2 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 des Materials nach der Thermofixierung, 2 shows a section similar to FIG. 1 of the material after heat setting,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 2, 3 shows a section along line 3-3 in FIG. 2,

Fig. 4 eine vergrösserte Ansicht eines Abschnittes des in Fig. 3 gezeigten Trockenfilzmaterials, und Fig. 4 is an enlarged view of a portion of the dry felt material shown in Fig. 3, and

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines endlosen Trockenf ilzbandes. Fig. 5 is a perspective view of an endless dry felt tape.

Im allgemeinen ist ein Trockenfilzmaterial ein Gewebe mit Längs- und Quergarnen. Die Garne können Monofilgarne, Multifilgarne oder von Stapelfasern gesponnene Garne sein. Das Material kann ein einfaches einlagiges Gewebe sein oder aus komplexen mehrlagigen Geweben bestehen, je nachdem, was für Eigenschaften gefordert werden. In general, a dry felt material is a fabric with longitudinal and transverse yarns. The yarns can be monofilament yarns, multifilament yarns or yarns spun from staple fibers. The material can be a simple single-ply fabric or complex multi-ply fabrics, depending on what properties are required.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines Trockenfilz-Materials vor der Thermofixierung im Längsschnitt. Es weist ein Gewebe 10 mit einer Mehrzahl von Quergarnen 12 auf, die in einer oberen Lage A und in einer unteren Lage B angeordnet sind. Diese Lagen A, B liegen parallel zu der Querebene des Gewebes 10 (quer zur Bewegungsrichtung des Filzes in der Papiermaschine, wobei die Bewegungsrichtung durch den Pfeil MD in Fig. 1 veranschaulicht ist). Die Quergarne 12 der Lagen A und B sind miteinander durch eingewebte Längsgarne 14 verbunden. Die Garne 12,14 können Monofilgarne, Multifilgarne oder gesponnene Garne jedes üblichen Gewichts sein. Für einen Trockenfilz werden vorzugsweise Monofilgarne mit geringem Wasser-Absorptionsvermögen wie Garne aus Polyestern, Polyamiden, Polyara-miden, Polyolefinen und dgl. verwendet, welche nur geringe Feuchtigkeitsmengen absorbieren. Vorzugsweise haben die Monofilgarne einen Durchmesser zwischen 0,43 und 0,22 mm, um die Stabilität und strukturelle Festigkeit zu verbessern. Fig. 1 shows a section of a dry felt material before heat setting in longitudinal section. It has a fabric 10 with a plurality of transverse yarns 12, which are arranged in an upper layer A and in a lower layer B. These layers A, B lie parallel to the transverse plane of the fabric 10 (transverse to the direction of movement of the felt in the paper machine, the direction of movement being illustrated by the arrow MD in FIG. 1). The transverse yarns 12 of the layers A and B are connected to one another by woven-in longitudinal yarns 14. The yarns 12, 14 can be monofilament yarns, multifilament yarns or spun yarns of any usual weight. For a dry felt, monofilament yarns with a low water absorption capacity, such as yarns made of polyesters, polyamides, polyamides, polyolefins and the like, are preferably used, which only absorb small amounts of moisture. The monofilament yarns preferably have a diameter between 0.43 and 0.22 mm in order to improve the stability and structural strength.

2 2nd

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

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Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass zwischen den Lagen A und B Hohlräume 16 liegen, welche benachbarte Quergarne 12 an bestimmten Stellen entlang der Quergarne 12 voneinander trennen. Diese Hohlräume 16 sind offene Bereiche innerhalb des Gewebes 10, welche eine unbehinderte Luftströmung durch das Gewebe 10 ermöglichen und teilweise für die,hohe Durchlässigkeit verantwortlich sind, die diese «sieb»-artigen Gewebe auszeichnet. In dem Gewebe 10 sind die Hohlräume 16 teilweise ausgefüllt durch Füll-Schussgarne 18, die in der Querebene des Gewebes 10 im wesentlichen parallel zu den Quergarnen 12 angeordnet sind. Ihr Durchmesser wird so gewählt, dass sie die Hohlräume 16 teilweise ausfüllen, ohne die Dicke des Gewebes 10 zu vergrössern oder alle Hohlräume 16 zu schliessen. Repräsentativ für die Füll-Schussgarne 18 sind Monofilgarne, gesponnene und Multifilgarne aus synthetischen thermoplastischen Polymer-Kunststoffen, beispielsweise Mono- oder Multifilgarne aus Polyolefinen wie Polypropylen, Polyäthylen und dgl. Wesentlich ist die Auswahl der Garne 18 aus thermoplastischen Polymerharz-Kunststoffen, die einen Erweichungspunkt haben, der wesentlich niedriger ist als der Schmelzpunkt der Garne 12 und 14. Der Zweck für diese Notwendigkeit ergibt sich aus der folgenden Beschreibung. Vorzugsweise sind die Garne 18 gesponnene Garne aus Polypropylentextilfasern. From Fig. 1 it can be seen that between the layers A and B there are cavities 16 which separate adjacent transverse yarns 12 from one another at certain points along the transverse yarns 12. These cavities 16 are open areas within the fabric 10, which allow an unimpeded air flow through the fabric 10 and are partly responsible for the high permeability that characterizes these “sieve” type fabrics. In the fabric 10, the cavities 16 are partially filled by filling weft yarns 18, which are arranged in the transverse plane of the fabric 10 essentially parallel to the transverse yarns 12. Their diameter is chosen so that they partially fill the cavities 16 without increasing the thickness of the fabric 10 or closing all cavities 16. Representative of the filling weft yarns 18 are monofilament yarns, spun and multifilament yarns made of synthetic thermoplastic polymer plastics, for example monofilament or multifilament yarns made of polyolefins such as polypropylene, polyethylene and the like. The selection of the yarns 18 made of thermoplastic polymer resin plastics is essential, which is a softening point which is significantly lower than the melting point of yarns 12 and 14. The purpose for this need is apparent from the following description. Preferably, the yarns 18 are spun yarns made from polypropylene textile fibers.

Das Gewebe 10 kann mit üblichen Webtechniken gewebt werden. Nach dem Weben des Gewebes 10 wird dieses ther-mofixiert, um es zu stabilisieren und die Garne in ihre gewünschten relativen Lagen zueinander zu bringen. Dabei werden die Längsgarne 14 von den Aussenflächen des Gewebes 10 her nach innen gezogen und dieser Druck «kräuselt» die Quergarne 12 und 18 etwas. Der Grad der Thermofixierung, der benötigt wird, um die gewünschte Struktur des Gewebes 10 zu erhalten, hängt naturgemäss von der Art der Garne 12,14 und 18 ab. The fabric 10 can be woven using conventional weaving techniques. After weaving the fabric 10, it is thermofixed to stabilize it and bring the yarns into their desired relative positions. The longitudinal yarns 14 are pulled inwards from the outer surfaces of the fabric 10 and this pressure "ruffles" the transverse yarns 12 and 18 somewhat. The degree of heat setting that is required to obtain the desired structure of the fabric 10 naturally depends on the type of yarns 12, 14 and 18.

Die angewandte Temperatur muss in einem Bereich liegen, der niedriger ist als der Schmelzpunkt der Garne 12,14, jedoch höher als der Erweichungspunkt der Garne 18. Während der Hitzeverfestigung schmelzen oder erweichen die Garne 12 und 14 nicht merklich, während die Garne 18 erweichen. Beim Erweichen erschlaffen die Polymerketten und die Garne 18 passen sich der Form des Gewebes an. The temperature used must be in a range which is lower than the melting point of yarns 12, 14, but higher than the softening point of yarns 18. During heat setting, yarns 12 and 14 do not melt or soften appreciably while yarns 18 soften. When softened, the polymer chains relax and the yarns 18 conform to the shape of the fabric.

Nach dem Abkühlen des thermofixierten Gewebes 10 unter den Erweichungspunkt der Garne 18 verfestigen sich diese wieder in dem Gewebe und stabilisieren sich in diesen Positionen. Wenn das bevorzugte gesponnene Polypropylen die Polymer-Substanz der Garne 18 bildet, so schmelzen die Fasern während der Thermofixierung, und beim Wiederverfestigen nehmen die Garne 18 die Form von Monofilgarnen an. Die wiederverfestigten Garne 18 nehmen auch weniger Feuchtigkeit auf und halten auch weniger Feuchtigkeit als unbehandelte gesponnene Garne 18. Fig. 2 entspricht Fig. 1, jedoch nach der Thermofixierung des Gewebes 10. Wie ersichtlich ist, sind die Garne 18 verformt, derart, dass sie wie Monofilgarne aussehen, s. auch Fig. 3. After the heat-set fabric 10 has cooled below the softening point of the yarns 18, these solidify again in the fabric and stabilize in these positions. If the preferred spun polypropylene forms the polymeric substance of the yarns 18, the fibers melt during heat setting, and when re-solidified, the yarns 18 take the form of monofilament yarns. The reconsolidated yarns 18 also absorb less moisture and hold less moisture than untreated spun yarns 18. FIG. 2 corresponds to FIG. 1, but after heat setting the fabric 10. As can be seen, the yarns 18 are deformed so that they what monofilament threads look like, see p. also Fig. 3.

Fig. 4 ist eine vergrösserte Ansicht eines Abschnittes eines Garnes 18 nach der Wärmebehandlung, und sie zeigt, wie das Garn 18 aufgrund des Schmelzens und der Wiederverfestigung in dem Gewebe durch die Längsgarne 14 festgehalten wird. Diese Verklammerung stabilisiert das Gewebe 10 in der 4 is an enlarged view of a portion of a yarn 18 after heat treatment and shows how the yarn 18 is retained in the fabric by the longitudinal yarns 14 due to melting and re-consolidation. This clamping stabilizes the tissue 10 in the

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Querrichtung (siehe den Pfeil CD in Fig. 3). Die sonst zu beobachtende mangelnde Formstabilität in der Richtung CD wird dadurch beseitigt. Die optimalen Zeiten, Temperaturen und Spannungen, die bei der Thermofixierung angewandt werden, sind für den Fachmann bekannt und werden durch Probieren für unterschiedliche Garn-Werkstoffe festgestellt. Im allgemeinen wird die Thermofixierung bei Temperaturen zwischen etwa 93°C und 190°C für einen Zeitraum zwischen 15 und 60 Minuten durchgeführt. Die erfindungsgemässen Fabrikate können flach gewebt sein und ihre Enden können durch übliche Nähte miteinander verbunden werden, um ein endloses Trockenfilzband 5 gemäss Fig. 5 zu erhalten. Diese Filze können dann in der Trockenpartie einer Papiermaschine eingesetzt werden. Transverse direction (see the arrow CD in Fig. 3). The otherwise observed lack of dimensional stability in the CD direction is thereby eliminated. The optimum times, temperatures and tensions that are used in heat setting are known to the person skilled in the art and are determined by testing different yarn materials. In general, heat setting is carried out at temperatures between about 93 ° C and 190 ° C for a period between 15 and 60 minutes. The products according to the invention can be woven flat and their ends can be connected to one another by conventional seams in order to obtain an endless dry felt belt 5 according to FIG. 5. These felts can then be used in the dryer section of a paper machine.

Im folgenden wird ein Beispiel zur Herstellung eines erfindungsgemässen Trockënfilzmaterials gegeben. An example for the production of a dry felt material according to the invention is given below.

Die Durchlässigkeit wurde mit einem Frazier-Luftdurch-lässigkeitsmesser von United States Testing Company festgestellt. Permeability was determined using a United States Testing Company Frazier air permeability meter.

Es wurden Polyester-Monofilgarne mit einem Durchmesser von 0,108 mm und einem Schmelzpunkt von 250°C, Polyamid-Monofilgarne mit einem Durchmesser von 0,113 mm und einem Schmelzpunkt zwischen 215 und 221°C für die Längs- und Quergarne sowie gesponnene Garne aus Polypropylenfasern mit einem Gewicht von 327 g pro 100 m und einem Schmelzpunkt zwischen 160 und 176°C und einem Erweichungspunkt zwischen 140 und 160°C für die Füllgarne 18 vorgesehen. Die Dichte der Polyester-Monofil-Längsgarne in dem Produkt beträgt 31,5 Garne pro cm. Die Anzahl der Quergarne beträgt sieben Monofilgarne 12 und 3,2 Polypropylen-Spinngarne 18 pro cm, also insgesamt 10,2 Quergarne pro cm. There were polyester monofilament yarns with a diameter of 0.108 mm and a melting point of 250 ° C, polyamide monofilament yarns with a diameter of 0.113 mm and a melting point between 215 and 221 ° C for the longitudinal and cross yarns as well as spun yarns made of polypropylene fibers with a Weight of 327 g per 100 m and a melting point between 160 and 176 ° C and a softening point between 140 and 160 ° C provided for the filling yarns 18. The density of the polyester monofilament longitudinal yarns in the product is 31.5 yarns per cm. The number of cross yarns is seven monofilament yarns 12 and 3.2 polypropylene spun yarns 18 per cm, for a total of 10.2 cross yarns per cm.

Das Gewebe wird in üblicher Weise unter Spannung bei einer Temperatur von 193°Cwährend 15Min. thermofixiert, um eine besondere Formstabilität und gute Laufeigenschaften zu reichen. The fabric is tensioned in the usual manner at a temperature of 193 ° C for 15 minutes. heat-set to achieve special dimensional stability and good running properties.

Nach der Fertigstellung wurde das Fabrikat einer physikalischen Untersuchung unterworfen und es wurden folgende physikalischen Eigenschaften, verglichen mit dem gleichen Fabrikat vor der Thermofixierung, festgestellt. After completion, the product was subjected to a physical examination and the following physical properties were found compared to the same product before the heat setting.

Durchlässigkeit vor Thermofixierung 13,5 m3/min/dm2 nach Thermofixierung 37,8 mVmin/dm2 Permeability before heat setting 13.5 m3 / min / dm2 after heat setting 37.8 mVmin / dm2

Formstabilität Dimensional stability

3% Längung bei einer Spannung von 2,3 kp in der Diagonalen 3% elongation at a tension of 2.3 kp in the diagonal

0,2% Längung bei einer Spannung von 2,3 kp in der Diagonalen 0.2% elongation at a tension of 2.3 kp in the diagonal

Aus dem Material wurde ein endloses Trockenfilzband hergestellt, das in eine Papiermaschine eingesetzt wurde. Es zeigte sich, dass das Band gut läuft, leicht zu rühren ist und eine lange Lebensdauer hat, selbst wenn es Temperaturen von etwa 121°C ausgesetzt wird. Der erfindungsgemässe Trockenfilz kann in jeder üblichen Weise gefinished werden, beispielsweise durch chemische Behandlung, um spezifische Eigenschaften hinsichtlich Laufverhalten, Widerstand gegen chemische Zersetzung oder Abrieb zu erhalten. An endless dry felt tape was made from the material, which was inserted into a paper machine. It turned out that the tape runs well, is easy to stir and has a long service life, even when exposed to temperatures of around 121 ° C. The dry felt according to the invention can be finished in any customary manner, for example by chemical treatment, in order to obtain specific properties with regard to running behavior, resistance to chemical decomposition or abrasion.

3 3rd

5 5

10 10th

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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PATENT CLAIMS

1. A process for producing a dry felt material for paper machines from yarns that are woven, characterized in that a fabric made of first yarns made of a synthetic polymer resin, which have a melting point, into which fabric second synthetic thermoplastic polymer resin yarns with one below the melting point of the first yarns lying softening point, manufactured and under conditions in which the second yarns soften and adapt to the fabric from the first yarns, while the first yarns remain unmelted, heat set and thereby dimensionally stabilized.

2. Dry felt material produced by the method according to claim 1, characterized in that the second yarns (18) are arranged in the transverse direction of the fabric (10).

3. Dry felt material according to claim 2, characterized in that the second yarns (18) are filling yarns.

4. Dry felt material according to claim 3, characterized in that a plurality of transverse yarns (12), which are monofilament yarns, are arranged in a plurality of separate layers (A, B) parallel to one another and to the plane of the fabric (10), that a plurality of longitudinal yarns (14), which are also monofilament yarns and, like the cross yarns (12), are first yarns, are interwoven with the cross yarns (12) and the layers of the cross yarns (12) are joined together to form a multilayer textile material that connects Yarns (12) in a transverse yarn would be separated from adjacent yarns (12) in an adjacent transverse yarn layer at locations along their length by cavities (16) within the fabric (10), and that the second yarns (18) were substantially parallel to the Cross yarns (12) are arranged between cross yarn layers (A, B) and partially fill some of the cavities (16) between the cross yarn layers (A, B).

5. Endless dry felt belt made from the material according to one of claims 2 to 4.