Schuhpressenband für Papiermaschinen

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf ein Schuhpressenband (1) für den Einsatz in Schuhpressen einer Papiermaschine, mit einem Träger (2) und einer flüssigkeitsundurchlässigen Bandschicht (3, 5), die eine Innenschicht (3) und eine Außenschicht (5) aufweist, wobei die Außenschicht (5) eine porige Struktur hat und die porige Struktur ausschließlich von zwei außenseitig offenen Hohlräumen (8, 12, 14) gebildet ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (5) aus einem ungeschäumten Material besteht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schuhpressenband für den Einsatz in Schuhpressen einer Papiermaschine, mit einem Träger und einer flüssigkeitsundurchlässigen Bandschicht, die eine Innenschicht und eine dazu benachbarte Außenschicht aufweist, wobei die Außenschicht eine porige Struktur hat und die porige Struktur ausschließlich von zur Außenseite hin offenen Hohlräumen gebildet ist.

[0002] Ein solches Schuhpressenband ist den Figuren 6 und 7 der US 4 701 368 zu entnehmen. Es weist eine flüssigkeitsundurchlässige Bandschicht auf, die zweischichtig mit einer flüssigkeitsundurchlässigen Innenschicht und einer dazu benachbarten Außenschicht aufgebaut ist. Bei dem einen Ausführungsbeispiel ist ein zusätzlicher Träger in Form eines Gewebes vorhanden, während bei dem anderen Ausführungsbeispiel die Innenschicht gleichzeitig auch Trägerfunktion hat und damit den Träger bildet. Die Außenschicht, die für die direkte Anlage an der Papierbahn bestimmt ist, kann aus einem geschlossenporigen oder offenporigen Schaummaterial bestehen, wobei im letzteren Fall die Entwässerung der Papierbahn über die Außenschicht erfolgt und deshalb auf einen Preßfilz verzichtet werden kann.

[0003] Das bekannte Schuhpressenband hat den Nachteil, daß die Außenschicht unter dem hohen Druck der Schuhpresse praktisch vollständig zusammengedrückt wird, da sie lediglich aus den dünnen Zellwänden des Schaumstoffs besteht. Deshalb stellt sich die zumindest mit der offenporigen Version angestrebte Entwässerung nicht oder nur ungenügend ein.

[0004] In der US 4 552 620 ist ein Schuhpressenband offenbart, das aus einem gewebten Träger und einer ein- oder beidseitig aufgetragenen Bandschicht besteht, die durchgängig mit einer begrenzten Anzahl von nicht miteinander in Verbindung stehenden Poren versehen ist. Die Poren haben einen Durchmesser von 0,019 bis 0,185 mm und sollen an der für die Anlage an der Papierbahn vorgesehenen Außenseite eine steinartige Textur erzeugen. Diese Textur soll die Ablösung der Papierbahn von dem Schuhpressenband nach Durchlaufen der Schuhpresse erleichtern.

[0005] Das vorbeschriebene Schuhpressenband hat den Nachteil, daß die Bandschicht wegen der sich über den gesamten Querschnitt verteilenden Poren sehr elastisch ist und daß es deshalb im Schuhpressenspalt stark zusammengedrückt wird mit der Folge, daß auch die Poren komprimiert werden. Die Poren sind deshalb auch gar nicht erst zum Zweck der Verbesserung der Entwässerung der Papierbahn vorgesehen und können dies auch nicht leisten.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schuhpressenband der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß es wesentlich widerstandsfähiger gegen Kompression im Pressenspalt ist und demgemäß eine wirksame Entwässerung der Papierbahn gewährleistet.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Außenschicht aus einem ungeschäumten Material besteht, also vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, bei dem jedoch nur Poren vorhanden sind, die zur Außenseite hin offen sind. Ansonsten ist die Bandschicht homogen und kann deshalb entsprechend den jeweiligen Anforderungen bezüglich Härte, Elastizitätsmodul etc. angepaßt werden. Es hat sich gezeigt, daß durch ein solchermaßen aufgebautes Schuhpressenband eine wirksame Entwässerung der Papierbahn - ggf. unterstützt durch einen mitlaufenden Preßfilz - erhalten wird.

[0008] Die Innenschicht ist zweckmäßigerweise flüssigkeitsundurchlässig ausgebildet und kann längs- und/oder druckelastisch ausgebildet sein. Vorzugsweise sollte das spezifische Modul des Trägers ≤ 500 cN/tex sein. Für die Innenschicht kommen insbesondere Materialien wie PBT, PES, PA6, PA6.6, PA6.10, PA6.12, PA11, PA12 und PTT in Frage, wobei diese Materialien auch miteinander kombiniert werden können.

[0009] Der Träger sichert - wie bei allen Bändern für eine Papiermaschine - die Strukturfestigkeit des Schuhpressenbandes. Hierfür kann der Träger aus Fäden aufgebaut sein, beispielsweise in Form eines Gewebes, Gewirkes oder Fadengeleges. Es kommen aber auch entsprechend fest ausgebildete Faservliese, beispielsweise in imprägnierter oder komprimierter Form, in Frage, wobei sie nach Möglichkeit eine gleichmäßige Dicke aufweisen sollten. Auf der Seite, auf der die Beschichtung aufgebracht wird, sollte die Oberfläche glatt, z.B. geschliffen, ausgebildet sein. Um eine feste Verbindung zwischen Träger und Beschichtung herzustellen, ist es von Vorteil, wenn der Träger in die Beschichtung wenigstens teilweise eingebettet ist. Auch eine vollständige Einbettung ist möglich.

[0010] Als Material für die Innenschicht kommen natürliches Gummi oder ein Elastomer in Frage. Besonders geeignet sind Silikonelastomer, Polyesterelastomer und Polyurethan. Bevorzugt sollte die Härte der Innenschicht zwischen 80 und 95 Shore A liegen.

[0011] In die Innenschicht können zusätzlich organische Füllpartikel, beispielsweise TiO₂ oder Ton eingelagert werden, um deren Härte zu beeinflussen. Für die Funktion der Innenschicht ist es von Vorteil, wenn sie eine Dickentoleranz von maximal 100 µm hat. Zur Erreichung einer solchen Dickentoleranz kann sie vor dem Auftrag der Außenschicht entsprechend abgedreht und geschliffen werden.

[0012] Als Material für die Außenschicht kommt vorzugsweise Polyurethan und/oder Silikonelastomer und/oder Polyesterelastomer in Frage. Bei Verwendung solcher oder anderer Kunststoffmaterialien können die Hohlräume in an sich bekannter Weise dadurch hergestellt werden, daß auf sie lösliche Partikel aufgestreut und in sie eingelagert werden, welche mit einem Lösungsmittel herausgelöst werden können, gegenüber dem die Außenschicht beständig ist (vgl. EP-A 0 786 550). Hierfür sind insbesondere wasserlösliche Partikel in Form von Salzen wie NaCl, KCl und/oder CaCO₃ geeignet. Die Partikel sollten einen Durchmesser von 10 µm bis 1500 µm, vorzugsweise zwischen 400 µm und 1000 µm, in zufälliger Verteilung haben, um entsprechend große Hohlräume zu erzeugen.

[0013] Zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit der Außenschicht ist vorgeschlagen, sie auf ihrer Oberfläche mit einer Schicht aus Nanopartikeln zu versehen. Diese bisher in der Chemie als Pigmente für Farbeffekte, Kosmetika und Datenspeicherschichten eingesetzten Partikel, deren Partikelgrößen im Nanobereich liegen, können die Außenschicht wirksam gegen Verschleiß schützen, insbesondere wenn die Nanopartikel beispielsweise aus SiO₂ oder Metallen bestehen und eine fast geschlossene Schicht bilden. Die Nanopartikel können als Sol aufgetragen werden, wobei das Lösungsmittel - meistens Alkohol - dann verdampft wird. Bereichsweise können die Nanopartikel mit Fluorkohlenstoffketten versehen werden, um Flächenbereichen der Außenschicht einen hydrophoben Charakter zu geben und hierdurch die Ablösung der Papierbahn von dem Schuhpressenband zu erleichtern.

[0014] Eine weitere Alternative für die Herstellung der Außenschicht besteht darin, eine elektronenstrahlgehärtete Präpolymer-Emulsion zu verwenden. Hierfür kommen insbesondere Silikone oder Polyurethane in Frage, die in einem Wasser-Tensid-Gemisch emulgiert sind, das bei der Elektronenstrahlhärtung verdampft wird.

[0015] Ferner ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Außenschicht außenseitig aus Materialien besteht, die Bereiche unterschiedlicher Hydrophilie bzw. Hydrophobie bilden. Beides soll das Ablösen der Papierbahn von dem Schuhpressenband erleichtern, wobei die Bereiche und die Unterschiede bezüglich der Hydrophilie bzw. Hydrophobie so angeordnet und ausgebildet sein sollen, daß immer noch eine ausreichende Haftung der Papierbahn im Bereich des Abhebens des Preßfilzes gesichert ist.

[0016] Das Schuhpressenband hat zweckmäßigerweise eine Härte zwischen 80 Shore A und 95 Shore A und eine Dickentoleranz von ± 50 µm.

[0017] Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß zwischen Außenschicht und Innenschicht eine weitere Schicht angeordnet ist, welche härter ist als die Außenschicht.

[0018] Schließlich ist gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das komplette Schuhpressenband eine Dickentoleranz von ± 100 µm hat.

[0019] In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht. Es zeigen:

Figur 1

einen teilweisen Längsschnitt durch ein Schuhpressenband für eine Papiermaschine;

Figur 2

einen Längsschnitt durch eine erste Ausbildung der Außenschicht des Schuhpressenbands gemäß Figur 1;

Figur 3

einen Längsschnitt durch eine zweite Ausbildung einer Außenschicht des Schuhpressenbands gemäß Figur 1 und

Figur 4

einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Außenschicht des Schuhpressenbands gemäß Figur 1.

[0020] Das in Figur 1 zu sehende Schuhpressenband 1 weist einen Träger 2 auf, der in diesem Fall aus einem Gewebe unter Verwendung von Polyamidfäden besteht. Der Träger 2 weist obenseitig eine Innenschicht 3 und untenseitig eine Basisschicht 4 auf, wobei der Träger 2 in beiden Schichten 3, 4 eingebettet ist. Innenschicht 3 und Basisschicht 4 bestehen aus einem Silikonelastomer.

[0021] Auf die Oberseite der Innenschicht 3 ist eine Außenschicht 5 aufgebracht, die eine porige Struktur und eine glatte Oberfläche 6 hat. Die Oberfläche 6 ist für die Anlage einer Papierbahn vorgesehen, während die Unterseite der Basisschicht 4 über die Walzen einer Papiermaschine läuft.

[0022] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 besteht die Außenschicht 5 im wesentlichen aus einer gegossenen Polyurethanschicht 7. Um in dieser Polyurethanschicht 7 zur Außenseite hin offene Hohlräume - beispielhaft mit 8 bezeichnet - zu erzeugen, sind in das Polyurethanmaterial vor dem Auftrag Salzpartikel - beispielhaft mit 9 bezeichnet - gleichmäßig verteilt und in einer variablen Größenverteilung von 10 µ m bis 1500 µm eingelagert worden. Nach Ausbildung der Polyurethanschicht 7 auf der Innenschicht 3 sind diejenigen Salzpartikel 9 mittels Wasser herausgewaschen worden, die nicht vollständig von der Polyurethanschicht 7 umschlossen waren, also Verbindung zur Außenseite hatten. Auf diese Weise sind Hohlräume 8 entstanden, deren Tiefe der vorherigen Eindringtiefe der Salzpartikel 9 entspricht und die nach außen hin offen sind. Diejenigen Salzpartikel 9, die mit Abstand zur Oberfläche 6 eingelagert waren, sind nicht herausgelöst worden und deshalb noch in der Polyurethanschicht 7 vorhanden.

[0023] Die Hohlräume 8 unterbrechen zwar die Oberfläche 6. Gleichwohl bleiben zwischen den Öffnungen der Hohlräume Bereiche der Oberfläche 6, die in einer Ebene liegen sowie untereinander verbunden und glatt sind. Der Papierbahn wird somit eine große Anlagefläche angeboten, wodurch eine entsprechend hohe Haftkraft entsteht. Die Hohlräume 8 erzeugen aufgrund ihrer Expansion nach Durchlaufen des Pressenspaltes einen Unterdruck, der die Haftung der Papierbahn an der Oberfläche 6 unterstützt.

[0024] Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Außenschicht 5 ist das Ausgangsmaterial ebenfalls Polyurethan. Dieses Material ist jedoch hierbei in Pulverform aufgetragen und dann gesintert worden, so daß sich auch hier eine Polyurethanschicht 10 mit glatter Oberfläche 11 ausgebildet hat. In das Polyurethanpulver waren Salzpartikel eingelagert (vgl. insoweit das in der EP-A 0 786 550 beschriebene Verfahren), die dann durch einen Waschprozeß vollständig herausgelöst worden sind, so daß eine porige Struktur unter Ausbildung von zur Oberfläche 11 hin offenen Hohlräumen - beispielhaft mit 12 bezeichnet - entstanden ist. Die Wirkung der Polyurethanschicht 10 ist die gleiche wie die der Polyurethanschicht 7 gemäß Figur 2.

[0025] Das in Figur 4 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt eine Außenschicht 5, die aus einer Emulsion von Präpolymeren hergestellt worden ist. Diese Emulsion ist auf die Innenschicht 3 aufgetragen worden und dann elektronenstrahlgehärtet worden. Hierdurch sind einzelne, untereinander in Verbindung stehende Polymerteilchen - beispielhaft mit 13 bezeichnet - entstanden, zwischen denen sich Hohlräume - beispielhaft mit 14 bezeichnet - ausgebildet haben. Insgesamt ist auch hierdurch eine porige Struktur mit einer vergleichsweisen glatten Oberfläche 15 entstanden.

Ansprüche

1. Schuhpressenband (1) für den Einsatz in Schuhpressen einer Papiermaschine, mit einem Träger (2) und einer flüssigkeitsundurchlässigen Bandschicht (3, 5), die eine Innenschicht (3) und eine Außenschicht (5) aufweist, wobei die Außenschicht (5) eine porige Struktur hat und die porige Struktur ausschließlich von zur Außenseite hin offenen Hohlräumen (8, 12, 14) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (8, 112, 14) aus einem ungeschäumten Material besteht.

2. Schuhpressenband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht (3) flüssigkeitsundurchlässig ist.

3. Schuhpressenband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht (3) längsund/oder druckelastisch ausgebildet ist.

4. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) in Längsrichtung einen spezifischen Modul von ≤ 500 cN/tex hat.

5. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) ein Gewebe, Gewirke, Fadengelege oder ein Faservlies oder eine Kombination davon ist.

6. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) wenigstens teilweise in die Innenschicht (3, 5) eingebettet ist.

7. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht (3) aus natürlichem Gummi oder einem Elastomer, insbesondere Silikonelastomer, Polyurethan und/oder Polyesterelastomer besteht.

8. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht (3) eine Härte zwischen 80 und 95 Shore A hat.

9. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht anorganische Füllpartikel aufweist.

10. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht (3) eine Dickentoleranz von maximal 100 µm hat.

11. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (5) aus Polyurethan und/oder Silikonelastomer und/oder Polyesterelastomer besteht.

12. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (8, 12, 14) in der Außenschicht (5) einen durchschnittlichen Durchmesser von 10 µm bis 1500 µm haben.

13. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (5) auf ihrer Oberfläche mit Nanopartikeln versehen ist, die eine teilweise geschlossene Schicht bilden.

14. Schuhpressenband nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Nanopartikel wenigstens teilweise aus SiO₂ bestehen.

15. Schuhpressenband nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Nanopartikel Fluorkohlenstoffketten aufweisen.

16. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (5) aus einer elektronenstrahlgehärteten Präpolymeremulsion besteht.

17. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (5) außenseitig aus Materialien besteht, die Bereiche unterschiedlicher Hydrophilie bzw. Hydrophobie bilden.

18. Schuhpressenband nach einem der Anspsrüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (5) eine Dicke von < 3 mm und die Innenschicht (3) eine Dicke von 1-3 mm haben.

19. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (5) eine Härte zwischen 8 Shore A und 95 Shore A hat.

20. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht eine Dickentoleranz von ± 50 µ m hat.

21. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Außenschicht (5) und Innenschicht (3) eine weitere Schicht angeordnet ist, welche härter ist als die Außenschicht.

22. Schuhpressenband nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Schuhpressenband (1) als Ganzes eine Dickentoleranz von ± 100 µm hat.

Zeichnung