Spiralband und Verfahren zu dessen Herstellung

Abstract

 Das Spiralband besteht aus einer Vielzahl von Spiralen (1, 2), deren Windungen reissverschlussartig ineinandergefügt sind und durch Steckdrähte (3) gesichert sind, die in den Kanal eingefügt sind, der von den sich überlappenden Windungsbögen gebildet ist.
Die Spiralen (1, 2) bestehen teils aus Polyester und teils aus einem anderen abriebfesten Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus Polyamid und die Steckdrähte (3) bestehen aus Polyester. Die Spiralen (2), die aus Polyamid bestehen, können einen grösseren Durchmesser aufweisen als die Spiralen (1), die aus Polyester bestehen. Das Spiralband zeichnet sich durch eine hohe Laufzeit aus.
Auf der einen Seite des Spiralbandes können die obersten Punkte aller Spiralen weitgehend in einer Ebene liegen, während auf der anderen Seite des Spiralbandes die Spiralen (2), die aus Polyamid bestehen, gegenüber den Spiralen (1), die aus Polyester bestehen, hervorstehen.
Zur Herstellung wird das Spiralband beim Thermofixieren unter hoher Längsspannung über eine beheizte Fixierwalze oder einen gekrümmten Stütztisch gezogen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Spiralband aus einer Vielzahl von Spiralen, deren Windungen reissverschlussartig ineinander gefügt sind und durch Steckdrähte gesichert sind.

[0002] Derartige Spiralbänder sind aus der DE-AS 24 19 751, der DE-OS 29 38 221 und der EU-A-O 018 200 bekannt. Die Spiralen - an sich handelt es sich hierbei um Wendeln - bestehen in der Regel aus Polyester-Kunststoffmonofilen. Die Spiralbänder dienen als Transport- und Filterbänder und haben in jüngster Zeit insbesondere auch die herkömmlichen Trockenfilze in der Trockenpartie von Papiermaschinen ersetzt. Die Anwendung bei der Papierherstellung ist bisher auf die Trockenpartie beschränkt gewesen, weil in diesem Teil der Papiermaschine die Anforderungen an die Markierungseigenschaften, den mechanischen Abrieb und den Widerstand gegen Kompression am geringsten - sind. Die Blattbildung der Papierbahn ist in der Trockenpartie bereits abgeschlossen und die Papierbahn soweit verdichtet, dass sie nicht mehr markierungsanfällig ist. Die Feinheit des Spiralbandes kann dabei entsprechend der Papierart und der Konstruktion der Trockenpartie gewählt werden. Die Luftdurchlässigkeit wird durch das Ausfüllen der Hohlräume der Spiralen durch voluminöse Garne gesteuert.

[0003] Gleichzeitig wird angestrebt, besonders feine Spiralsiebe im Blattbildungsteil einer Papiermaschine einzusetzen. Der Vorteil der Spiralbänder besteht dabei vor allem darin, dass keine Naht vorhanden ist und die Spiralbänder offen geliefert werden können und erst in der Papiermaschine durch Einfügen des letzten Steckdrahtes endlos gemacht werden.

[0004] In der Pressenpartie einer Papiermaschine sind die Spiralbänder insbesondere von Vorteil, wenn nicht eine konventionelle Presse mit praktisch linienförmiger Press-Zone vorhanden ist, sondern eine Presse mit erweiterter Pressspaltzone, die als "extended nip press" bezeichnet werden. Die Spiralbänder sind hier insbesondere wegen des freien Volumens innerhalb der Spiralen vorteilhaft, wenn sie zwischen Presswalze und Entwässerungsfilz eingesetzt werden. Ein offener "Fabric-Press" aus Spiralen kann dabei häufig die teuere Rillenwalze erübrigen.

[0005] Bei allen vorgenannten Anwendungsfällen, wird die Lebensdauer der Spiralbänder durch den Abrieb begrenzt.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abriebbeständigkeit eines Spiralbandes zu verbessern, ohne zu komplexen, mehrlagigen Spiralsystemen Zuflucht zu nehmen.

[0007] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Spiralen teils aus Polyamid, oder aus einem anderen abriebfesten Kunststoffmaterial teils aus Polyester und die Steckdrähte aus Polyester bestehen.

[0008] Die Spiralen können dabei abwechselnd oder in einer beliebigen anderen Reihenfolge aus diesen beiden Materialien bestehen. Am einfachsten lassen sich Spiralbänder mit abwechselnd unterschiedlichem Material der Spiralen herstellen.

[0009] Eine weitere Erhöhung der Laufzeit ergibt sich dadurch, dass die aus Polyamid bestehenden Spiralen aus dickerem Material hergestellt sind als die aus Polyester bestehenden Spiralen. Das Abriebvolumen lässt sich hierbei weiter erhöhen, indem die höchsten Punkte der Spiralen auf der Papierseite in einer Ebene liegen, während auf der Laufseite die Polyamid-Spiralen entsprechend weiter hervorstehen.

[0010] Gegenstand der Erfindung ist ferner die Herstellung eines Spiralbandes in der zuletzt genannten Ausgestaltung, indem das Spiralband beim Thermofixieren unter hoher Längsspannung über eine beheizte Fixierwalze oder einen beheizten, gekrümmten Stütztisch geführt wird.

[0011] Bei dem Einsatz des erfindungsgemässen Spiralbandes als _Stützband in der Pressenpartie einer Papiermaschine ist es von Bedeutung, dass das erfindungsgemässe Spiralband wegen der weitgehend druckunempfindlichen Polyamid-Spiralen sowohl die geforderte Abriebfestigkeit als auch eine verbesserte Druckbeständigkeit aufweist.

[0012] Die _Druckbeständigkeit des Spiralbandes kann des weiteren durch zusätzliche Fülldrähte gesteigert werden. Diese _Fülldrähte bestehen aus monofilem Polyester, Polyamid oder anderem Kunststoffmaterial. Der Durchmesser der _Fülldrähte ist gleich oder grösser als der Durchmesser der Steckdrähte.

[0013] Wird das Spiralband in einer sogenannten "extended nip press" eingesetzt, so wird es zumindest einseitig mit einer Polyurethan-Schicht versehen, die eine glattgeschliffene Oberfläche besitzt, damit die Druckflüssigkeit im Druckbereich dicht abgeschlossen wird. Die offene, der Papierbahn zugewandte Bandseite bietet ein ausreichendes Volumen zur Aufnahme des ausgepressten Wassers und zu dessen Transport heraus aus der Press-zone.

[0014] Bisher sind die Spiralbänder aus Stabilitätsgründen ausschliesslich aus Polyester-Monofilen hergestellt worden. Obwohl Polyamid abriebbeständiger ist als Polyester, sind bisher keine Spiralbänder aus Polyamid eingesetzt worden, da deratige Spiralbänder keine ausreichende Längsstabilität erwarten lassen, d.h. sich zu stark dehnen. Insbesondere in der Papiermaschine ist eine hohe Dehnung zu erwarten. Wegen der bei Polyamid besonders hohen Wasseraufnahme würde sich ausserdem die Breite des Spiralbandes beträchtlich ändern. Je nach der Wasseraufnahme kann die Breitenänderung dabei längs des Spiralbandes unterschiedlich sein. Wegen der hohen Längsspannung, die in einer Papiermaschine auf ein derartiges _Spiralband ausgeübt wird, würde eine derartige Breitenschwankung des Spiralbandes zur Bildung von Wellen im _Spiralband führen, die leicht Längsfalten verursachen und das Spiralband unbrauchbar machen.

[0015] Beim erfindungsgemässen Spiralband wirken die Polyester-Spiralen und die ebenfalls aus Polyester bestehenden Steckdrähte stabilisierend auf die Breite des Spiralbandes und geben ihm eine ausreichende Querstabilität. Zur Querstabilität tragen auch die Abkröpfungen der Steckdrähte bei, die sich bei der Thermofixierung des Spiralbandes in Folge der Einwirkung der erhöhten Temperatur und der auf das Siebband ausgeübten Spannung dadurch ausbilden, dass die Kopfbögen der Spiralen etwas in das Material der Steckdrähte eindringen, so dass diese in etwa wellenförmig werden. Im fertigen Spiralband besteht dadurch ein teils form- und teils kraftflüssiger Eingriff zwischen den Steckdrähten und den Spiralen.

[0016] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Draufsicht einen Teilausschnitt eines Spiralbandes;

Fig. 2 einen Ausschnitt eines Spiralbandes im Schnitt;

Fig. 3 bis 5, das _Thermofixieren des Spiralbandes, wobei es über eine beheizte Fixierwalze gezogen wird, und

Fig. 6 bis 9, die Verformung des Steckdrahtes im Spiralsieb.

[0017] Fig. 1 zeigt das reissverschlussartige Ineinandergreifen der aus Polyester bestehenden Spiralen 1 und der aus Polyamid bestehenden Spiralen 2. Der Anteil beider Spiralarten kann nach den Bedürfnissen des Einzelfalls gewählt werden und es können auf eine Polyamid-Spirale 1, 2, 3 usw. Polyester-Spiralen folgen oder umgekehrt.

[0018] Wie in Fig. 2 erkennbar ist, überlappen sich benachbarte Spiralen jeweils soweit, dass sie gemeinsam einen querverlaufenden Kanal begrenzen, durch den Steckdrähte 3 eingeführt sind, die die Spiralen sichern.

[0019] Die Abstände der Steckdrähte 3 sind im allgemeinen gleich. Im Einzelfall können die Abstände jedoch auch unterschiedlich sein. Werden für die Polyamid-Spiralen 2 _Monofile von grösserem Durchmesser verwendet als für die Polyester-Spiralen 1, so können sich Markierungsprobleme ergeben, da der Abstand zwischen den einzelnen Windungen dann bei den Polyamid-Spiralen 2 kleiner ist als bei den Polyester-Spiralen 1. Dies kann zum Teil dadurch ausgeglichen werden, dass die Polyester-Spiralen 1 in Längsrichtung des Spiralbandes kürzer sind und der Abstand der entsprechenden Steckdrähte 3 innerhalb einer Polyester-Spirale 1 kleiner ist als innerhalb einer Polyamid-Spirale 2. Die offene Fläche zwischen zwei aufeinanderfolgenden Windungen einer Polyester-Spirale 1 kann dadurch gleich gross gewählt werden wie die offene Fläche zwischen zwei aufeinanderfolgenden Windungen einer Polyamid-Spirale 2.

[0020] Der Durchmesser der Polyamid-Monofile kann bis zu 30 % grösser sein als der der Polyester-Monofile. Der grössere Materialquerschnitt der Polyamid-Spiralen 2 vergrössert das für den Abrieb zur Verfügung stehende Materialvolumen und verringert gleichzeitig den Unterschied in der Bruchdehnung und der Dehnung in Längsrichtung des Spiralbandes zwischen den Polyester-Spiralen 1 und den Polyamid-Spiralen 2.

[0021] Die grössere Materialdicke der Polyamid-Spiralen 2 entzieht die Polyester-Spiralen 1 weitgehend dem Abrieb. Dieser Effekt kann noch dadurch verstärkt werden, dass die obersten Punkte beider Spiralenarten auf der Papierseite in einer Ebene liegen und die Polyamid-Spiralen 2 auf der Laufseite entsprechend weiter vorstehen. Liegt die Oberseite der Spiralen auf der Papierseite in einer Ebene, so wird das Spiralband als "monoplan" bezeichnet. In diesem Fall stehen die Polyamid-Spiralen auf der Laufseite um den doppelten Durchmesser Unterschied hervor. In Fig. 2 ist das Vorstehen der Polyamid-Spiralen 2 dargestellt, wobei die Abmessung a kleiner ist als die Abmessung b. Der Unterschied der Drahtdurchmesser ist in Fig. l und 2 zur Verdeutlichung übertrieben gross dargestellt.

[0022] Die einseitige Glättung (Monoplanität) des Spiralbandes kann erreicht werden, indem es beim Thermofixieren mit derjenigen Seite, die später als Papierseite dient, bei hoher Längsspannung über eine beheizte Fixierwalze 4 (Fig. 3) oder einen beheizten, gekrümmten Stütztisch geführt wird. Fig. 4 zeigt in Vergrösserung die Spiralen mit symmetrischer Anordnung vor dem Fixieren, während Fig. 5 die gegenseitige Verlagerung der Spiralen nach dem Fixieren zeigt. Im allgemeinen kann beim Fixieren alleine keine vollständige Monoplanität des Spiralbandes erreicht werden. Gegebenenfalls muss die Papierseite durch Schleifen weiter geglättet werden.

[0023] Beim Fixieren wird die Längsspannung und die Temperatur so gewählt, dass die Steckdrähte 3 in Längsrichtung verformt werden. Dies wird als Abkröpfung in der X-Y-Ebene bezeichnet, wobei die X-Richtung die Lauf- oder Längsrichtung des Spiralbandes ist, siehe _Fig. 6.

[0024] In der Z-Richtung, also senkrecht zur Ebene des Spiralbandes, sind die Steckdrähte bei herkömmlichen Spiralbändern kaum verformt, denn die während des Fixierens wirkenden Kräfte liegen ausschliesslich in der _X-_Y-Ebene, d.h. wirken in X-Richtung (Fig. 7).

[0025] Bei ungleichem Materialdurchmesser aufeinanderfolgender Spiralen treten beim Fixieren auf einer Fixierwalze 4 oder einem Stütztisch jedoch auch Kraftkomponenten auf, die in Z-Richtung wirken, wodurch die Steckdrähte 3 zusätzlich auch in dieser Richtung verformt werden, siehe Figuren 8 und 9. Diese Kraftkomponente und die entsprechende Verformung der Steckdrähte in Z-Richtung wird durch die Verlagerung der Polyamid-Spiralen 2 zur Laufseite hin bewirkt. Diese Verformung der Steckdrähte 3 ist bleibend und bleibt nach Beendigung des Fixiervorgangs erhalten.

[0026] Beim Einsatz des Spiralbandes als Filter ist die Verschmutzung durch schleimartige Niederschläge und batzenförmige verunreinigungen sehr gross. Um eine Verstopfung der freien Räume durch die Schmutzteile zu vermeiden, kann das Spiralband mit einer schmutzabweisenden Beschichtung versehen werden. Dazu wird das Spiralband chemisch gereinigt, um Fettreste von der Materialoberfläche zu entfernen. Danach wird die schmutzabweisende Substanz, z.B. Fluorkarbonharz, allein oder zusammen mit weiteren Chemikalien aufgetragen und bei 16₀ °C kondensiert. Mit einer derartigen schmutzabweisenden Beschichtung versehene Spiralbänder müssen nicht so oft gereinigt werden, wodurch die Stillstandszeiten und die _Reinigungskosten verringert werden.

[0027] Wahlweise zusätzlich vorhandene Fülldrähte 5 erhöhen die _Druckbeständigkeit des Spiralbandes. Die Fülldrähte 5 verlaufen in den Hohlräumen der Spiralen und ihr Durchmesser ist gleich oder grösser als der der Steckdrähte 3.

[0028] Beispiel:

[0029] Ein Spiralband mit Spiralen, die abwechselnd aus Polyamid und Polyester im Verhältnis 1 : 1 bestehen und mit , Polyester-Steckdrähten wird in der üblichen Weise zusammengesetzt.

[0030] Die Polyester-Spiralen bestehen aus einer längsstabilen, d.h. dehnungsarmen, Polyester-Monofiltype und haben einen Durchmesser von 0,7 mm, der Abstand der Steckdrähte ist gleichmässig und beträgt 5 mm. Die Abmessung der Spiralen senkrecht zur Ebene des Spiralbandes beträgt 2,5 mm, die Spiralen haben also einen ovalen Querschnitt.

[0031] Die Polyamid-Spiralen bestehen aus einem Monofil von 0,8 mm Durchmesser und sind damit um ca. 15 % dicker als das Polyester-Monofil. Während die Abmessung der Polyamid-Spiralen in Längsrichtung 5 mm beträgt und damit gleich der entsprechenden Abmessung der Polyester-Spiralen ist, beträgt die Abmessung senkrecht zur Ebene des Spiralbandes 2,65 mm. Nach dem Fixieren liegen die Polyamid-Spiralen auf der Papierseite (Oberseite) des Spiralbandes 0,04 mm höher die Polyester-Spiralen. Auf der Laufseite (Unterseite) stehen die Polyamid-Spiralen ca. 0,11 mm über die Polyester-Spiralen hinaus.

[0032] Die Teilung der Spiralen in Querrichtung des Spiralbandes beträgt etwa 6 Windungen/cm. Die Steckdrähte bestehen aus einer bei Druck- und Wärmeeinwirkung leicht verformbaren Polyester- Monofiltype und haben einen Durchmesser von 0,9 mm. Das fertige Spiralband wiegt etwa 139₀ g/m2.

[0033] Im übrigen ist das Spiralband von der aus der DE-OS 29 38 221 bekannten Art, d.h. die Spiralen weisen keine zugfedermässige Vorspannung auf, die Spiralen sind so hergestellt, dass das Kunststoffmonofil keine Torsion aufweist und das Siebband ist so thermofixiert, dass die Spiralen etwas in das Material der Steckdrähte eindringen und diesen dadurch Wellenform geben.

Ansprüche

1. Spiralband aus einer Vielzahl von Spiralen (1 ,2), deren Windungen reissverschlussartig ineinandergefügt sind und durch Steckdrähte (3) gesichert sind, die in den Kanal eingefügt sind, der von den sich überlappenden Windungsbögen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Spiralen (1, 2) teils aus Polyester und teils aus einem abriebfesten, druck- und hydrolysebeständigen Material, vorzugsweise aus Polyamid bestehen und die Steckdrähte (3) aus Polyester bestehen.

2. Spiralband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralen (2), die aus Polyamid bestehen, einen grösseren Durchmesser aufweisen als die Spiralen (1), die aus Polyester bestehen.

3. Spiralband nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der einen Seite des Spirälbandes, die obersten Punkte aller Spiralen weitgehend in einer Ebene liegen, während auf der anderen Seite des Spiralbandes die Spiralen (2), die aus Polyamid bestehen, gegenüber den Spiralen (1), die aus Polyester bestehen, hervorstehen.

4. Spiralband nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern der Spiralen monofile Fülldrähte (5) aus Kunststoff durchgezogen sind, wobei der Durchmesser dieser Fülldrähte gleich oder grösser als der Durchmesser der Steckdrähte (3) ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Spiralbandes nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiralband beim Thermofixieren unter hoher Längsspannung über eine beheizte Fixierwalze (4) gezogen wird.

Zeichnung