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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf gewebte Stoffe und bezieht
sich im Spezielleren auf gewebte Stoffe für Papiermaschinen.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei
dem herkömmlichen
Verfahren der Langsiebmaschinen-Papierherstellung wird ein wässriger Brei
bzw. eine Suspension von Zellulosefasern (bekannt als Papier-„Brei") auf die obere Bahn
eines Endlosbandes aus Drahtgewebe und/oder synthetischem Material
aufgebracht, das zwischen zwei oder mehr Walzen verläuft. Das
Band, das oft als „Siebgewebe" oder "Formiersieb" bezeichnet wird,
stellt eine Papierherstellungsoberfläche auf der Oberfläche seiner
oberen Bahn bereit, die als Filter wirkt, um die Zellulosefasern
des Papierbreis von dem wässrigen Medium
zu trennen und dabei eine nasse Papierbahn auszubilden. Das wässrige Medium
läuft durch Schwerkraft
allein oder mit Hilfe eines Saugkastens oder mehrerer Saugkästen, der
bzw. die sich an der Unterseite der oberen Bahn (d. h. auf der „Maschinenseite") des Gewebes befindet
bzw. befinden, durch Maschenöffnungen
des Formiersiebs ab, die als Entwässerungslöcher bekannt sind.
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Nach
Verlassen des Ausbildungs- oder Formierabschnitts wird die Papierbahn
zu einem Pressenabschnitt der Papiermaschine überführt, wo sie die Walzenspalte
eines Paars oder mehrerer Paare von Presswalzen durchläuft, die
mit einem anderen Gewebe bedeckt sind, das üblicherweise als „Pressfilz" bezeichnet wird.
Der Druck von den Walzen entfernt zusätzliche Feuchtigkeit aus der
Bahn; die Feuchtigkeitsentfernung wird oftmals durch das Vorhandensein
einer „Fasermatten"-Schicht auf dem Pressfilz
verbessert. Das Papier wird dann zur weiteren Entfernung von Feuchtigkeit
in einen Trocknerabschnitt überführt. Nach
dem Trocknen ist das Papier bereit für die Weiterverarbeitung und
Verpackung.
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Typischerweise
werden Papiermaschinensiebe mit einem von zwei grundlegenden technischen
Webverfahren als Endlosbänder
hergestellt. Bei dem ersten dieser technischen Verfahren werden die
Gewebe durch einen Flachwebprozess flachgewebt, wobei ihre Enden
durch irgendeines aus einer Anzahl von hinlänglich bekannten Verbindungsverfahren
zusammengefügt
werden, um ein Endlosband zu bilden, wie etwa Auftrennen und erneutes
Verweben der Enden (gemeinhin als Spleißung bekannt), oder Annähen eines
vernähbaren
Aufschlags oder eines speziellen Umschlags an jedem Ende, und dann
Wiederverweben von diesen zu vernähbaren Schlingen. Bei einem
flachgewebten Papiermaschinensieb verlaufen die Kettgarne in der
Maschinenrichtung, und die Schussgarne verlaufen in der Quermaschinenrichtung.
Beim zweiten technischen Verfahren werden die Gewebe direkt mit
einem Endloswebprozess in Form eines Endlosbands gewebt. Beim Endloswebprozess
verlaufen die Kettgarne in der Quermaschinenrichtung und die Schussgarne verlaufen
in der Maschinenrichtung. So wie die Begriffe "Maschinenrichtung" (MD – Machine Direction) und "Quermaschinenrichtung" (CMD – Cross
Machine Direction) hier verwendet werden, beziehen sie sich auf
eine Richtung, die parallel zur Durchlaufrichtung des Papiermaschinensiebs
auf der Papiermaschine ist, bzw. auf eine Richtung, die parallel
zur Gewebeoberfläche
und quer zur Durchlaufrichtung ist. Beide hier vorstehend beschriebenen
Webverfahren sind auf dem Gebiet hinlänglich bekannt, und der Begriff "Endlosband" bezieht sich, so
wie er hier verwendet wird, auf Blinder, die durch beide Verfahren
hergestellt werden.
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Ein
wirksamer Blatt- und Faserhalt und das Nichtvorhandensein von Siebmarkierungen
sind typischerweise wichtige Überlegungen
bei der Papierherstellung, insbesondere, was den Formierabschnitt der
Papiermaschine betrifft, in dem die nasse Bahn zuerst ausgebildet
wird. Siebmarkierung ist besonders bei der Herstellung feiner Papierqualitäten problematisch,
weil sie viele Papiereigenschaften beeinträchtigen kann, wie etwa Blattmarkierung,
Porosität, "Durchsichtigkeit" und Nadelstichbildung.
Eine Siebmarkierung ist typischerweise das Ergebnis dessen, dass
einzelne Zellulosefasern in der Papierbahn so ausgerichtet sind,
dass ihre Enden in Zwischenräumen
zwischen den einzelnen Fäden
oder Garnen des Formiersiebs liegen. Diesem Problem wird im Allgemeinen
dadurch beigekommen, dass eine durchlässige Gewebe- oder Siebstruktur
mit einer koplanaren Oberfläche
bereitgestellt wird, die es ermöglicht, dass
Papierfasern aneinander angrenzende Garne des Gewebes überbrücken können, anstatt
die Zwischenräume
zwischen Garnen zu durchdringen. So wie der Begriff "koplanar" hier verwendet wird,
bedeutet er, dass die oberen Enden der Garne, welche die Papierherstellungsoberfläche bilden,
sich im Wesentlichen auf derselben Höhe befinden, und zwar so, dass
auf dieser Höhe
eine im Wesentliche "plane" Oberfläche geboten
wird. Dementsprechend wurden Feinpapierqualitäten, die zur Verwendung bei
Qualitätsdruck,
Karbonisur, Zigaretten, elektrischen Kondensatoren und ähnlichen
Qualitäten
von Feinpapier gedacht sind, bisher typischerweise auf sehr fein
gewebten oder feinmaschigen Formiersieben hergestellt.
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Typischerweise
umfassen solche fein gewebten Gewebe zumindest einige Maschinenrichtungs-
oder Quermaschinenrichtungsgarne mit relativ kleinem Durchmesser.
Bedauernswerter Weise neigen solche Garne jedoch dazu, empfindlich
zu sein, was zu einer kurzen Oberflächenbeständigkeit des Gewebes führt. Außerdem kann
der Einsatz kleinerer Garne die mechanische Stabilität des Gewebes
negativ beeinflussen (besonders was Schrägverzugfestigkeit, Minderungsneigung
und Steifigkeit betrifft), was sich sowohl auf die Nutzungsdauer
als auch die Gebrauchseigenschaft des Gewebes nachteilig auswirken
kann.
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Um
diese Probleme zu bekämpfen,
die mit Feinbindungsgeweben zusammenhängen, wurden mehrlagige Formier-
oder Siebgewebe mit feinmaschigen Garnen auf der Papierausbildungsfläche, um die
Papierausbildung zu erleichtern, und grobmaschigeren Garnen auf
der Maschinenkontaktseite entwickelt, um Festigkeit und Dauerhaftigkeit
bereitzustellen. Beispielsweise wurden Gewebe konstruiert, bei denen
ein Satz Maschinenrichtungsgarne verwendet wird, die mit zwei Sätzen Quermaschinenrichtungsgarnen
verwebt werden, um ein Gewebe mit einer feinen Papierausbildungsoberfläche und
einer dauerhafteren maschinenseitigen Oberfläche auszubilden. Diese Gewebe
bilden einen Teil einer Klasse von Geweben, die allgemein als "Doppellagen"-Gewebe bezeichnet
werden. Auf ähnliche
Weise wurden Gewebe konstruiert, die zwei Sätze Maschinenrichtungsgarne
und zwei Sätze
Quermaschinenrichtungsgarne enthalten, die eine feinmaschige papierseitige Gewebeschicht
und eine separate, gröbere
maschinenseitige Gewebeschicht bilden. Bei diesen Geweben, die Teil
einer Klasse von Geweben sind, die als "Dreilagen"-Gewebe bezeichnet werden, sind die
beiden Gewebeschichten typischerweise durch separate Heftgarne miteinander
verbunden. Da doppel- und dreilagige Gewebe im Vergleich zu einlagigen
Geweben zusätzliche
Garnsätze
enthalten, haben diese Gewebe typischerweise ein höheres "Kaliber" (d. h. sie sind
dicker) als vergleichbare einlagige Gewebe. Ein veranschaulichendes
Doppellagengewebe ist in dem an Thompson erteilten
US-Patent Nr. 4,423,755 gezeigt, und
veranschaulichende Dreilagengewebe sind in dem an Osterberg erteilten
US-Patent Nr. 4,501,303 ,
denn an Vohringer erteilten
US-Patent
Nr. 5,152,326 , den an Ward erteilten
US-Patenten Nr. 5,437,315 und
5,967,195 und dem an Troughton
erteilten
US-Patent Nr. 6,244,306 gezeigt.
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Obwohl
sich diese Gewebe von der Gebrauchsfähigkeit her als erfolgreich
erwiesen haben, weisen sie dennoch potentielle Nachteile auf. Zum Beispiel
haben die gröberen
CMD-Garne, die in der unteren Schicht des Gewebes verwendet werden,
typischerweise lange "Flottierungen" (Segmente, die mehrere
aneinander angrenzende MD-Garne im Bindungsmuster überspannen),
welche die Papiermaschine berühren
und dementsprechend einem hohen Grad an Verschleiß ausgesetzt
sind. Einerseits ist dies wünschenswert,
weil es die unteren Maschinenrichtungsgarne schützen kann (die dazu gezwungen sind,
einen Großteil
des Drucks aufzunehmen und ihm standzuhalten, der während des
Betriebs im Gewebe vorhanden ist); eine solche Auslegung setzt aber
voraus, dass die Quermaschinenrichtungsgarne, welche die Papiermaschine
berühren,
verschleißfest
sein sollten. Andererseits sollten die unteren CMD-Garne nicht von
einer Größe oder
in einer Auslegung gewebt sein, welche sich auf die Papierherstellung
negativ auswirkt. Als solches ist ein Bindungsmuster wünschenswert,
das die Verschleißfestigkeit
der CMD-Garne verbessert und dabei immer noch akzeptable Papierherstellungseigenschaften bereitstellt.
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Das
vorstehend angeführte
US-Patent Nr. 6,244,306 erörtert eine
Bindung der unteren Maschinenrichtungs- und unteren Quermaschinenrichtungsgarne,
die dazu gedacht ist, die Flottierungslänge der unteren Quermaschinenrichtungsgarne
durch Setzen der unteren Maschinenrichtungserhebungen oder -überkreuzungspunkte
effektiv zu erhöhen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich auf Papiermaschinensiebe, die
sich einiger der vorstehend erwähnten
Verschleiß-
und Abriebprobleme annehmen sowie eine Feinbindungsoberfläche auf
der Papierausbildungsseite des Siebs bereitstellen können. In
manchen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung umfasst ein dreilagiges Papiersieb einen Satz
oberer Maschinenrichtungsgarne, einen Satz oberer Quermaschinenrichtungsgarne,
die mit den oberen Maschinenrichtungsgarnen verwebt sind, um eine
obere Gewebelage zu bilden, einen Satz unterer Maschinenrichtungsgarne
und einen Satz unterer Quermaschinenrichtungsgarne, die mit den
unteren Maschinenrichtungsgarnen verwebt sind, um eine untere Gewebelage
zu bilden, die an die obere Gewebelage angeheftet ist. Die unteren
Maschinenrichtungsgarne und die unteren Quermaschinenrichtungsgarne
sind in einer Reihe von Rapporteinheiten verwebt, in denen die unteren
Maschinenrichtungsgarne unter mehreren nicht aneinander angrenzenden
unteren Quermaschinenrichtungsgarnen verlaufen, um untere Maschinenrichtungserhebungen
zu bilden, und in denen Paare von unteren Maschinenrichtungsgarnen,
die durch ein unteres Maschinenrichtungsgarn voneinander getrennt
sind, untere Maschinenrichtungserhebungspaare unter einem gemeinsamen
unteren Quermaschinenrichtungsgarn bilden. Jedes untere Maschinenrichtungserhebungspaar
bildet zwei imaginäre
Diagonallinien mit einem nicht angrenzenden unteren Maschinenrichtungserhebungspaar,
und zwar so, dass jedes untere Maschinenrichtungserhebungspaar in
der Diagonale um zwei untere Quermaschinenrichtungsgarne und ein unteres
Maschinenrichtungsgarn versetzt ist. Die oberen und unteren Gewebelagen
können
zum Beispiel durch herkömmliche
Heftgarne, Heftgarnpaare, Pseudoheftgarne und/oder eine selbstheftende
Auslegung zusammengeheftet sein.
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In
dieser Auslegung neigen die unteren Maschinenrichtungserhebungen
eines Paars dazu, sich aufeinander zu zu biegen, was Flottierungen
effektiv streckt, die auf jeder Seite dieser Erhebungen vorhanden
sind. Die größere Länge bietet
mehr Kontaktfläche
der unteren CMD-Garne, die als Verschleißfläche dienen soll. Außerdem kann
das Vorhandensein dieser beiden unteren MD-Erhebungen in nächster Nähe eine
erhebliche Kraft auf das gemeinsame untere CMD-Garn ausüben, wodurch
bewirkt wird, dass es sich wesentlich kräuselt. Als Ergebnis dieser
Kräuselkraft
können
größere (und
wiederum verschleißfestere)
untere CMD-Garne verwendet werden.
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In
anderen Ausführungsformen
umfasst nach der vorliegenden Erfindung das vorstehend erörterte Papiersieb
Paare erster und zweiter Heftgarne, die zwischen Paaren oberer CMD-Garne
angeordnet sind. Die ersten und zweiten Heftgarne jedes Paars sind
mit den oberen und unteren MD-Garnen so verwebt, dass, wenn ein
Faserauflageabschnitt des ersten Heftgarns mit den oberen Maschinenrichtungsgarnen
verwebt wird, ein Bindungsabschnitt des zweiten Heftgarns unter
den oberen MD-Garnen angeordnet ist, und so, dass, wenn ein Faserauflageabschnitt
des zweiten Heftgarns mit den oberen MD-Garnen verwebt wird, ein Bindungsabschnitt
des ersten Heftgarns unter den oberen MD-Garnen angeordnet ist. Die ersten und
zweiten Heftgarne kreuzen einander, wenn sie unter einem oberen
MD-Übergangsgarn
verlaufen, und jeder der Bindungsabschnitte der ersten und zweiten
Heftgarne verläuft unter
mindestens einem der unteren MD-Garne. Darüber hinaus kann das Vorhandensein
der Diagonallinie, die durch die unteren MD-Erhebungen gebildet ist, ein Gewebe
bereitstellen, das eine geringere Markierung des Papierbogens erzeugt.
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In
anderen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung lassen sich Ausführungsformen des vorstehend
beschriebenen Papiersiebs zur Herstellung von Papier verwenden.
Ein Papierbrei kann auf ein wie vorstehend beschriebenes Papiersieb aufgebracht
werden, und Feuchtigkeit kann aus dem Papierbrei entfernt werden,
um Papier zu erzeugen.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 ist
eine Draufsicht eines auf zwanzig Geschirren gewebten dreilagigen
Formiersiebs nach Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Draufsicht im Schnitt der unteren Lage des Siebs von 1,
wobei die obere Lage entfernt ist.
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Die 3A–3J sind
Schnittansichten der MD-Garne des Siebs von 1 entlang
der Linien 3A-3A bis 3J-3J von dieser.
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Die 4A–4T sind
Schnittansichten der CMD-Garne des Siebs von 1 entlang
der Linien 4A-4A bis 4T-4T.
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Die 5A–5L sind
Querschnittsansichten der MD-Garne einer unteren Lage eines auf vierundzwanzig
Geschirren gewebten dreilagigen Siebs nach Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung.
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Die 6A–6X sind
Querschnittsansichten der CMD-Garne der unteren Lage des auf vierundzwanzig
Geschirren gewebten dreilagigen Siebs der 5A–5L.
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Die 7A–7H sind
Querschnittsansichten der MD-Garne einer unteren Lage eines auf sechzehn
Geschirren gewebten dreilagigen Siebs nach Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung.
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Die 8A–8P sind
Querschnittsansichten der CMD-Garne der unteren Lage des auf sechzehn
Geschirren gewebten dreilagigen Siebs der 7A–7H.
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Ausführliche Beschreibung
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Die
vorliegende Erfindung wird nun im Nachstehenden im Spezielleren
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, worin bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
gezeigt sind. Die Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen
Formen umgesetzt werden und ist nicht auf die hier dargelegten Ausführungsformen
beschränkt;
vielmehr sind diese Ausführungsformen
vorgesehen, damit diese Offenbarung gründlich und vollständig ist
und dem Fachmann auf dem Gebiet den Umfang der Erfindung vollständig erschließt. Gleiche
Zahlen beziehen sich durchwegs auf gleiche Bestandteile. Die Abmessungen
und Dicken mancher Bestandteile und Lagen können der Klarheit wegen überzeichnet
sein.
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Ein
auf zwanzig Geschirren gewebtes dreilagiges Formiersieb 20 ist
in den 1–4 dargestellt, worin eine einzelne Rapporteinheit
des Siebs 20 gezeigt ist. Die Rapporteinheit des Siebs 20 umfasst eine
obere Lage 21 und eine untere Lage 81. Die obere
Lage 21 umfasst zehn obere MD-Garne 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 und 40 und
zwanzig obere CMD-Garne 42, 46, 50, 54, 58, 62, 66, 70, 74, 78, 82, 86, 90, 94, 98, 102, 106, 110, 114 und 118.
Diese sind so miteinander verwebt, dass jedes obere CMD-Garn abwechselnd über und
unter oberen MD-Garnen verläuft,
wobei jedes obere MD-Garn
entweder über oder
unter den oberen CMD-Garnen verläuft.
Zum Beispiel verläuft
das obere CMD-Garn 42 unter dem oberen MD-Garn 22, über dem
oberen MD-Garn 24, unter dem oberen MD-Garn 26, über dem
oberen MD-Garn 28 usw., bis es über dem oberen MD-Garn 40 verläuft. Auf ähnliche
Weise verläuft
das obere CMD-Garn 46 unter dem oberen MD-Garn 22, über dem
oberen MD-Garn 24, unter dem oberen MD-Garn 26, über dem
oberen MD-Garn 28 usw., bis es über dem oberen MD-Garn 40 verläuft.
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Wie
in 2 zu sehen ist, umfasst die Rapporteinheit des
Siebs 20 auch die untere Lage 81. Die Rapporteinheit
umfasst zehn untere MD-Garne 122, 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138 und 140,
die mit zwanzig unteren CMD-Garnen 142, 144, 146, 148, 150, 152, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 166, 168, 170, 172, 174, 176, 178 und 180 verwebt
sind. Jedes der unteren MD- und CMD-Garne befindet sich im Wesentlichen
direkt unter einem entsprechenden oberen MD- oder CMD-Garn. Das
Verwebmuster der unteren Lage 81 wird nachstehend in größerem Detail
beschrieben.
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Die
obere Lage 21 und die untere Lage 81 umfassen
Abschnitte aus zwanzig Heftgarnpaaren, die als Paare 44a, 44b, 48a, 48b, 52a, 52b, 56a, 56b, 60a, 60b, 64a, 64b, 68a, 68b, 72a, 72b, 76a, 76b, 80a, 80b, 84a, 84b, 88a, 88b, 92a, 92b, 96a, 96b, 100a, 100b, 104a, 104b, 108a, 108b, 112a, 112b, 116x, 116b, 120a und 120b bezeichnet
sind. Die Heftgarne werden mit den oberen MD-Garnen und den unteren
MD-Garnen verwebt, um die obere und untere Gewebelage aneinander
zu binden. Die Heftgarne bilden einen integralen Bestandteil der
oberen Lage 21 und sind mit den oberen MD-Garnen in einem
Muster "über/unter" verwebt. Jedes obere MD-Garn,
das über
den oberen CMD-Garnen verläuft,
verläuft
auch unter Abschnitten der Heftgarne, und auf ähnliche Weise verläuft auch
jedes obere MD-Garn, das unter den oberen CMD-Garnen verläuft, über Abschnitten
der Heftgarne, um ein Muster "über/unter" zu bilden. Zum Beispiel
verläuft das
obere MD-Garn 22 über
dem CMD-Garn 42, unter dem Heftgarn 44b, über dem
oberen CMD-Garn 46, unter dem Heftgarn 48a usw.,
bis es unter dem Heftgarn 120b verläuft. Das obere MD-Garn 24 verläuft unterhalb
des oberen CMD-Garns 42, über dem Heftgarn 44b,
unter dem oberen CMD-Garn 46 usw., bis es über dem
Kreuzungspunkt der Heftgarne 120a und 120b verläuft.
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Die
Heftgarne sind in Paaren zwischen aneinander angrenzenden oberen
und unteren CMD-Garnen angeordnet; es gibt kein unteres CMD-Garn
unter jedem Heftgarnpaar, so dass Platz vorhanden ist, damit das
Heftgarn eine Masche bilden kann. Zum Beispiel sind die Heftgarne 44a und 44b zwischen
den oberen CMD-Garnen 42 und 46 angeordnet. Wenn
die obere und untere Gewebelage 21 und 81 zusammengefügt werden,
befinden sich die oberen CMD-Garne im Wesentlichen direkt über den
unteren CMD-Garnen, so dass Platz zwischen aneinander angrenzenden
unteren CMD-Garnen vorhanden ist, damit die Heftgarne Maschen bilden können. Das
heißt,
es gibt kein unteres CMD-Garn, das im Wesentlichen direkt unter
den Heftgarnpaaren angeordnet ist, wodurch ein Platz bereitgestellt
wird, in dem die Heftgarne unter einem unteren CMD-Garn Maschen
bilden können.
Selbstverständlich
wird es Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass das Sieb 20 auch
andere Anzahlen von oberen und unteren CMD-Garnen in einer Rapporteinheit
haben kann; es können
1,5-, zwei-, drei- oder fünfmal
so viele obere CMD-Garne wie untere CMD-Garne vorhanden sein. Außerdem können in
manchen Ausführungsformen untere
CMD-Garne unter den Heftgarnpaaren vorhanden sein; in derartigen
Ausführungsformen
ist bevorzugt, dass die Heftgarne eines Paars auf entgegengesetzten
Seiten des unterfütternden
unteren CMD-Garns Maschen bilden.
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Mit
Bezug auf 2 sind die unteren MD-Garne
mit den unteren CMD-Garnen in einem Muster verwebt, in dem jedes
untere MD-Garn unter einem unteren CMD-Garn, über den nächsten drei angrenzenden unteren
CMD-Garnen, unter dem nächsten
unteren CMD-Garn, über
den nächsten sechs
angrenzenden CMD-Garnen, unter dem nächsten unteren CMD-Garn, über den
nächsten
drei angrenzenden CMD-Garnen, unter dem nächsten unteren CMD-Garn und über den
nächsten
vier unteren CMD-Garnen verläuft.
Zum Beispiel verläuft
das untere MD-Garn 122 unter dem unteren CMD-Garn 142, über den
unteren CMD-Garnen 144, 146 und 148,
unter dem unteren CMD-Garn 150, über den unteren CMD-Garnen 152, 154, 156, 158, 160 und 162, unter
dem unteren CMD- Garn 164, über den
unteren CMD-Garnen 166, 168 und 170,
unter dem unteren CMD-Garn 172 und über den
unteren CMD-Garnen 174, 176, 178 und 180.
Die anderen unteren MD-Garne befolgen ein ähnliches Bindungsmuster "unter 1/über 3/unter
1/über
6/unter 1/über
3/unter 1/über
4", jedes ist aber
in seiner Webfolge von seinem nächsten
unteren MD-Garnnachbarn um zwei untere CMD-Garne versetzt. In der
Folge verläuft
das untere MD-Garn 124 (das an das untere CMD-Garn 122 angrenzt)
unter dem unteren CMD-Garn 178, über den unteren CMD-Garnen 180, 142, 144,
unter dem unteren CMD-Garn 146, über den unteren CMD-Garnen 148, 150, 152, 154, 156 und 158,
unter dem unteren CMD-Garn 160, über den unteren CMD-Garnen 162, 164 und 166,
unter dem unteren CMD-Garn 168, über den unteren CMD-Garnen 170, 172, 174 und 176.
Somit ist die untere MD-"Erhebung", die durch das untere
MD-Garn 122 bei seinem Verlauf unter dem unteren CMD-Garn 150 gebildet wird,
von der entsprechenden unteren "Erhebung", die durch das angrenzende
untere MD-Garn 124 bei seinem Verlauf unter dem unteren
CMD-Garn 146 gebildet wird, um zwei untere CMD-Garne versetzt.
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Wie
in den 3A–3J zu
sehen ist, bildet jedes der unteren MD-Garne vier Erhebungen im Rapportmuster.
Zwei Paare der Erhebungen sind um vier untere CMD-Garne voneinander
versetzt, ein Paar von Erhebungen ist um sieben untere CMD-Garne
versetzt, und ein anderes Paar von Erhebungen ist um fünf untere
CMD-Garne versetzt. Zum Beispiel bildet das untere MD-Garn 122 in 3A vier
untere MD-Erhebungen an den unteren CMD-Garnen 142, 150, 164 und 172,
die jeweils um vier, sieben, vier und fünf untere CMD-Garne voneinander
versetzt sind.
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Jede
der unteren MD-Erhebungen, die durch die unteren MD-Garne auf der
Unterseite der unteren Lage
81 gebildet sind, ist von einer
anderen unteren MD-Garnerhebung getrennt, die durch ein unteres MD-Garn
unter demselben unteren CMD-Garn gebildet ist. Zum Beispiel bilden
die unteren MD-Garne
122 und
126 ein Paar von
Erhebungen am unteren CMD-Garn
142. Die unteren MD-Garne
122 und
126 sind
um das untere MD-Garn
124 getrennt. In dieser Auslegung
neigen die unteren MD-Garnerhebungen dazu, sich aufeinander zu zu
biegen, was zu einer effektiven Streckung der langen unteren CMD-Garnflottierung
(die in diesem Fall sieben untere MD-Garne lang ist) zwischen unteren
MD-Garnerhebungspaaren führt.
Diese effektive Zunahme der Flottierungslänge kann einen Verschleiß des Gewebes
verbessern. Ausführungsformen
dieser Auslegung sind in dem an Troughton erteilten
US-Patent Nr. 6,244,306 im Detail
beschrieben, dessen Offenbarung hiermit in ihrer Gänze durch
Verweis mit aufgenommen wird.
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Jedes
der unteren MD-Erhebungspaare bildet zwei imaginäre Diagonallinien mit einem
nicht angrenzenden unteren MD-Erhebungspaar, und zwar so, dass jedes
untere MD-Erhebungspaar
in der Diagonale um zwei CMD-Garne und ein unteres MD-Garn versetzt
ist. Zum Beispiel bildet das untere CMD-Garn 144, wie in 2 zu
sehen ist, ein unteres MD-Erhebungspaar 144k und 144k' an den unteren
MD-Garnen 132 und 136. Das nächste darauffolgende untere
MD-Erhebungspaar in der Diagonale ist durch das untere CMD-Garn 148 gebildet,
das ein unteres MD-Erhebungspaar 148k und 148k' an den unteren
MD-Garnen 130 und 134 bildet. Das nächste darauffolgende
untere MD-Erhebungspaar
in der Diagonale ist am unteren CMD-Garn 152 gebildet,
das ein unteres MD-Erhebungspaar 152k und 152k' an den MD-Garnen 128 und 132 bildet,
gefolgt von einem unteren MD-Erhebungspaar, das am unteren CMD-Garn 156 gebildet
ist, das ein unteres MD-Erhebungspaar 156k und 156k' an den MD-Garnen 126 und 130 bildet,
und so weiter.
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Gleichermaßen bilden
die unteren CMD-Garne, welche die unteren MD-Erhebungspaare in den
vorstehend beschriebenen Diagonallinien bilden, ähnliche Diagonallinien aus
unteren MD-Erhebungspaaren. Zum Beispiel bildet das untere CMD-Garn 154 ein
unteres MD-Erhebungspaar 154k und 154k' an den unteren
MD-Garnen 136 und 140. Das nächste untere MD-Erhebungspaar 150k und 158k' in der Diagonale
ist durch das untere CMD-Garn 158 an den unteren MD-Garnen 134 und 138 gebildet,
und so weiter.
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Das
vorstehend beschriebene abwechselnde Diagonalmuster vermag die Markierungseigenschaften
des Siebs zu verbessern.
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Die
unteren CMD-Garne können
so zu aneinander angrenzenden Paaren zusammengefasst werden, dass
die erste Hälfte
des Rapportmusters im ersten unteren CMD-Garn in einem Paar dasselbe Muster
befolgt wie die zweite Hälfte
des zweiten unteren CMD-Garns im Paar. Zum Beispiel verläuft das untere
CMD-Garn 142 über
dem unteren MD-Garn 122, unter dem unteren MD-Garn 124, über dem
unteren MD-Garn 126 und unter den unteren MD-Garnen 128, 130, 132, 134, 136, 138 und 140.
Das angrenzende untere CMD-Garn 144 verläuft über dem unteren
MD-Garn 132, unter dem unteren MD-Garn 134, über dem
unteren MD-Garn 136 und unter den unteren MD-Garnen 138, 140, 122, 124, 126, 128 und 130.
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Wie
in den 1–4 zu sehen ist, sind die entsprechenden
Paare von Heftgarnen mit den oberen MD-Garnen und den unteren MD-Garnen
im folgenden Muster verwebt. Jedes der Heftgarne der Rapporteinheit
kann in zwei Abschnitte unterteilt werden: einen Faserauflageabschnitt,
der mit den oberen MD-Garnen verwebt ist, und einen Bindungsabschnitt,
der mit einem unteren MD-Garn verwebt ist. Diese sind an oberen
MD-"Übergangs"-Garnen getrennt,
unter welchen ein Heftgarn eines Paars das andere Heftgarn des Paars
kreuzt. Die Heftgarne jedes Paars sind in Bezug aufeinander so verwebt, dass
der Faserauflageabschnitt eines Garns des Paars sich über dem
Bindungsabschnitt des anderen Garns des Paars befindet. Der Faserauflageabschnitt
des Heftgarns jedes Paars, das mit einem "a" bezeichnet
ist (z. B. 44a, 48a, 52a) ist abwechselnd mit
fünf oberen
MD-Garnen verwebt (wobei es abwechselnd über drei oberen MD-Garnen und
unter zwei oberen MD-Garnen verläuft),
und das andere Heftgarn des Paars (diejenigen, die mit einem "b" bezeichnet sind) verläuft über zwei
oberen MD-Garnen, während
es unter einem oberen MD-Garn verläuft, das sich zwischen diesen
MD-Garnen befindet. In seinem Faserauflageabschnitt verläuft jedes
Heftgarn über
oberen MD-Garnen, unter denen die oberen CMD-Garne verlaufen, und
verläuft
unter oberen MD-Garnen, über
denen jedes obere CMD-Garn verläuft.
Auf diese Weise bilden die Heftgarne und die oberen CMD-Garne eine
Grundbindung mit den oberen MD-Garnen auf der Papierherstellungsfläche (d. h.
der Oberseite) (siehe 1).
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In
seinem Bindungsabschnitt verläuft
jedes Heftgarn unter einem unteren MD-Garn in der Rapporteinheit,
und zwar so, dass ein Muster "über 4/unter
1" durch das Heftgarnpaar
auf der Unterseite des Siebs
20 hergestellt wird (siehe
2).
Diese Auslegung ist in dem an Ward erteilten
US-Patent Nr. 5,967,195 in größerem Detail
erläutert,
dessen Offenbarung hiermit in ihrer Gänze durch Verweis mit aufgenommen
wird. Wenn ein Heftgarn unter einem unteren MD-Garn verläuft, tut
es das auch zwischen zwei unteren CMD-Garnen, die lange untere CMD-Flottierungen
bilden. In dieser Position können die
CMD-Garne die Heftgarne vor einem Kontakt mit der Papiermaschine
und vor einem sich daraus ergebendem Verschleiß schützen.
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Paare
von Heftgarnen, die sich angrenzend an und auf entgegengesetzten
Seiten eines oberen oder unteren CMD-Garns befinden, sind mit den
oberen oder unteren MD-Garnen
so verwebt, dass ein Versatz von zwei MD-Garnen zwischen solchen
Heftgarnpaaren besteht. Zum Beispiel verläuft das Heftgarn 44a über den
oberen MD-Garnen 30, 34 und 38 und
unter dem unteren MD-Garn 124. Das Heftgarn 48a verläuft über den
oberen MD-Garnen 34, 38 und 22 (wobei
das obere MD-Garn 22 eine Fortsetzung des Musters auf der
anderen Seite ist) und unter dem unteren MD-Garn 128. Somit
ist das Heftgarn 44a vom Heftgarn 48a um zwei
obere und untere MD-Garne versetzt. Derselbe Versatz um zwei MD-Garne
folgt für
das Verweben des anderen Heftgarne.
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In
den
1,
2 und
3A–
3J ist auch
zu sehen, dass die Heftgarne mit den oberen und unteren MD-Garnen
in einer Auslegung als "Gegenschüsse" ("reversed picks") verwebt sind. Die Auslegung
der "Gegenschüsse" ist im Detail in
den an Ward erteilten
US-Patenten Nr. 5,967,195 und
Nr.
6,145,550 beschrieben.
Als Zusammenfassung kann für
die vorliegende Erfindung das Vorhandensein von Gegenschüssen in
einem doppelschussgehefteten dreilagigen Gewebe dadurch hergestellt
werden, dass die oberen MD-Übergangsgarne
positioniert werden und die am meisten hervorstechende imaginäre Diagonallinie
bestimmt wird, die durch die oberen MD-Übergangsgarne gebildet ist,
wobei die am meisten hervorstechende Diagonallinie die Diagonallinie
ist, welche die wenigsten Stufen zwischen oberen MD-Übergangsgarnen
hat. Wenn die Faserauflageabschnitte aufeinanderfolgender Heftgarnpaare auf
einer Seite dieser Diagonale in manchen Fällen näher aneinander und in anderen
weiter weg voneinander sind, dann kann das Gewebe zumindest einige "Gegeneinschüsse" in der Heftgarnauslegung
haben. Obwohl es bevorzugt ist, dass alle Heftgarnpaare dieses Muster
befolgen, d. h., dass 50% des Heftgarnpaare "Gegeneinschüsse" sind, lässt sich ein gewisser Vorteil
auch dadurch erzielen, dass nur ein geringerer Prozentanteil (z.
B. 25, 33 oder 40%) der Heftgarnpaare gegeneingeschossen wird.
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Es
können
auch Gewebe mit nicht gegeneingeschossenen Heftgarnen verwendet
werden. Außerdem
können
auch andere Heftgarnauslegungen verwendet werden, die "Pseudoheft"-Garne umfassen.
In einer Pseudoheftgarnauslegung bildet nur eines der Heftgarne
eines Heftgarnpaars eine Erhebung bzw. einen Überkreuzungspunkt mit den unteren
MD-Garnen in der Rapporteinheit. Darüber hinaus kann in manchen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ein "selbstgeheftetes" ("self-stitched") Gewebe verwendet
werden. Ein Beispiel für ein
selbstgeheftetes Gewebe ist in dem an Givin erteilten
US-Patent Nr. RE35,777 zu finden, dessen
Offenbarung hiermit in ihrer Gänze
durch Verweis mit aufgenommen wird. Ein selbstgeheftetes Gewebe
ist ein Gewebe, das einen Satz oberer MD-Garne, einen Satz unterer
MD-Garne, einen Satz oberer CMD-Garne und einen Satz unterer CMD-Garne
umfasst. Die oberen MD-Garne sind mit den oberen CMD-Garnen verwebt,
um eine obere Gewebelage zu bilden, und der Satz unterer MD-Garne
ist mit den unteren CMD-Garnen verwebt, um eine untere Gewebelage
zu bilden. Die oberen MD- oder oberen CMD-Garne können die
obere und untere Gewebelage zusammenheften. Das heißt, ein
MD-Garn aus der oberen Lage ist in Abständen mit einem unteren CMD-Garn
verwebt, und/oder ein CMD-Garn aus der oberen Lage ist in Abständen mit
einem unteren MD-Garn verwebt, wodurch ein effektiver Heftpunkt entsteht.
Typischersweise bilden die oberen CMD- oder oberen MD-Garne, die mit der
unteren Lage verwebt werden, um einen Heftpunkt zu bilden, keinen integrierten
Teil der unteren Gewebelage und werden zusätzlich zu den Erhebungen oder Überkreuzungspunkten
verwendet, die das Muster der in
2 gezeigten
unteren Lage bilden. Eventuell sind keine zusätzlichen Garne notwendig.
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Obwohl
die dargestellten Ausführungsformen
obere Lagen mit Grundbindungsmuster verwenden, können die Siebe des vorliegenden
Erfindung auch andere Bindungsmuster für die obere Lage verwenden;
zum Beispiel können
auch Köper,
Satin, gebrochener Köper
u. dgl. verwendet werden. Jedes der unteren CMD-Garne kann im Wesentlichen
direkt unter einem entsprechenden oberen CMD-Garn positioniert werden.
Wenn Heftgarnpaare verwendet werden, befindet sich typischerweise
kein unteres CMD-Garn im Wesentlichen direkt unter den Heftgarnpaaren,
wodurch ein Platz bereitgestellt wird, in dem die Heftgarne unter
einem unteren CMD-Garn Maschen bilden können. Selbstverständlich wird
es Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass das Sieb auch andere
Anzahlen von oberen und unteren CMD-Garnen in einer Rapporteinheit
haben können; zum
Beispiel können
1,5-, zwei- oder dreimal so viele obere CMD-Garne wie untere CMD-Garne
vorhanden sein, oder ein CMD-Garn kann unter jedem Heftgarnpaar
vorhanden sein.
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Die
Heftgarne können
einen integralen Teil der Oberseitenbindung einnehmen oder auch
nicht. Die Heftgarne können
in der Quermaschinenrichtung oder in der Maschinenrichtung des Gewebes
eingewirkt sein. Darüber
hinaus können
auch Heftgarne in den Geweben der vorliegenden Erfindung verwendet werden,
die nicht als Heftgarnpaare angeordnet sind; Beispiele für derartige
Heftgarne sind in dem an Danby erteilten
US-Patent Nr. 5,238,536 dargestellt.
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Fachleute
auf dem Gebiet werden erkennen, dass, obwohl das in den 1–4 dargestellte Gewebe zehn obere MD-Garne
und zehn unteren MD-Garne verwendet (d. h. es sich auf "20 Geschirren gewebte
Gewebe" handelt),
auch andere Anzahlen oberer und unterer MD-Garne in den Geweben
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Zum Beispiel können sich
Gewebe für
die Siebe der vorliegenden Erfindung eignen, die acht oder zwölf obere
und untere MD-Garne verwenden. Die 5A–5J und 6A–6X stellen
die untere Lage 200 einer alternativen Ausführungsform
eines auf vierundzwanzig Geschirren gewebten dreilagigen Gewebes
dar (das nicht in seiner Gänze
gezeigt ist). Die untere Lage 200 kann ähnlich der oberen Lage 21,
die im Hinblick auf das in den 1–4 gezeigte Sieb 20 beschrieben
wurde, an eine obere Lage geheftet werden.
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Die
untere Lage 200 umfasst vierundzwanzig untere CMD-Garne 202, 204, 206, 208, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 222, 224, 226, 228, 230, 232, 234, 236, 238, 240, 242, 244, 246 und 248,
die mit zwölf
unteren MD-Garnen 250, 252, 254, 256, 258, 260, 262, 264, 266, 268, 270 und 272 verwebt
sind. Bei ihrem Verweben befolgt jedes der unteren MD-Garne ein
Webmuster "unter
1/über
3/unter 1 über
8/unter 1/über
3/unter 1/über
6" in Bezug auf
die unteren CMD-Garne, wobei angrenzende untere MD-Garne um zwei
untere CMD-Garne voneinander versetzt sind.
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Jedes
untere MD-Garn bildet vier untere MD-Erhebungen. Die vier unteren
MD-Erhebungen sind
voneinander um neun, sieben, oder in zwei Fällen, um vier untere CMD-Garne
versetzt. Zum Beispiel bildet das untere MD-Garn 250 Erhebungen
an den unteren CMD-Garnen 202, 210, 228 und 236,
die voneinander jeweils um vier, neun, vier und sieben untere CMD-Garne
versetzt sind.
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Wie
bei dem Sieb 20 sind in der unteren Lage 200 untere
MD-Erhebungspaare unter einem gemeinsamen unteren CMD-Garn gebildet,
so dass jede Erhebung in dem Paar um ein unteres MD-Garn getrennt
ist. Jedes der unteren MD-Erhebungspaare bildet imaginäre Diagonallinien
mit einem nicht angrenzenden unteren MD-Erhebungspaar, und zwar so,
dass jedes untere MD-Erhebungspaar in den Diagonallinien um zwei
CMD-Garne und ein
unteres MD-Garn versetzt ist. Zum Beispiel bildet das untere CMD-Garn 208 (6D)
ein unteres MD-Erhebungspaar an den unteren MD-Garnen 260 (4F) und 264 (4H).
Das nächste
darauffolgende untere MD-Erhebungspaar in den Diagonallinien ist
durch das untere CMD-Garn 212 gebildet, das ein unteres MD-Erhebungspaar an
den unteren MD-Garnen 258 und 262 bildet. Das
untere MD-Erhebungspaar,
das am CMD-Garn 212 gebildet ist, ist vom unteren MD-Erhebungspaar,
das am unteren CMD-Garn 208 gebildet ist, um zwei CMD-Garne
und ein unteres MD-Garn
versetzt. Das nächste
darauffolgende untere MD-Erhebungspaar in den Diagonallinien ist
am unteren CMD-Garn 216 gebildet, das ein unteres MD-Erhebungspaar an
den MD-Garnen 256 und 260 bildet.
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Die
unteren CMD-Garne, welche die unteren MD-Erhebungspaare in der vorstehend
beschriebenen Diagonale trennen, bilden ähnliche Diagonallinien aus
unteren MD-Erhebungspaaren.
Zum Beispiel bildet das untere CMD-Garn 210 ein unteres
MD-Erhebungspaar
an den unteren MD-Garnen 270 und 250. Das nächste untere
MD-Erhebungspaar
in den Diagonallinien ist durch das untere CMD-Garn 214 an
den unteren MD-Garnen 272 und 268 gebildet, und
so weiter.
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Als
weiteres Beispiel stellen die 7A–7H und 8A–8P die
MD-Garne einer unteren Lage 300 eines auf sechzehn Geschirren
gewebten dreilagigen Gewebes dar (das nicht in seiner Gänze gezeigt
ist), das sechzehn untere CMD-Garne 302, 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318, 320, 322, 324, 326, 328, 330 und 332 umfasst, die
mit acht unteren MD-Garnen 334, 336, 338, 340, 342, 344, 346 und 348 verwebt
sind. Bei ihrem Verweben befolgt jedes der unteren MD-Garne ein
Muster "unter 1/über 3/unter
1/über
4/unter 1/über
3/unter 1/über
2" wobei angrenzende
untere MD-Garne voneinander um zwei untere CMD-Garne versetzt sind.
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Jedes
untere MD-Garn bildet vier untere MD-Erhebungen im Rapportmuster.
Die vier unteren MD-Erhebungen sind voneinander um fünf, vier
oder drei untere CMD-Garne versetzt. Zum Beispiel bildet das untere
MD-Garn 334 Erhebungen an den unteren CMD-Garnen 302, 310, 320 und 328,
die voneinander jeweils um vier (in zwei Fällen), fünf, vier und drei untere CMD-Garne
versetzt sind.
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Untere
MD-Erhebungspaare, die durch ein unteres MD-Garn getrennt sind,
sind unter einem gemeinsamen unteren CMD-Garn gebildet. Jedes der unteren
MD-Erhebungspaare bildet zwei imaginäre Diagonallinien mit einem
nicht angrenzenden unteren MD-Erhebungspaar, so dass jedes untere MD-Erhebungspaar
in den Diagonallinien um zwei CMD-Garne von einem unteren MD-Garn versetzt
ist. Zum Beispiel bildet das untere CMD-Garn 312 (8F)
ein unteres MD-Erhebungspaar an den unteren MD-Garnen 338 (7C)
und 342 (7E). Das nächste darauffolgendes untere
MD-Erhebungspaar in den Diagonallinien (getrennt durch das untere CMD-Garn 314)
ist durch das untere CMD-Garn 316 gebildet,
das ein unteres MD-Erhebungspaar an den unteren MD-Garnen 336 und 340 bildet.
Die unteren CMD-Garne, welche die unteren MD-Erhebungspaare in den
vorstehend beschriebenen Diagonallinien trennen, bilden ähnliche
Diagonallinien aus unteren MD-Erhebungspaaren. Zum Beispiel bildet
das untere CMD-Garn 314 untere MD-Erhebungspaare an den
unteren MD-Garnen 344 und 348. Das nächste untere
MD-Erhebungspaar
in den Diagonallinien ist durch das untere CMD-Garn 318 an
den unteren MD-Garnen 342 und 346 gebildet.
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Es
sollte klar sein, dass alle Ausführungsformen
der 4–8 eine
obere Lage umfassen, die an die dargestellte untere Lage geheftet
ist; die obere Lage und die Heftgarne sind hier der Klarheit halber weggelassen
worden.
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Die
Form der Garne, die in den Geweben der vorliegenden Erfindung Verwendung
finden, kann je nach den gewünschten
Eigenschaften des endgültigen
Papiersiebs variieren. Beispielsweise kann es sich bei den Garnen
um Multifilament-Garne, Monofilament-Garne, gezwirnte Multifilament-
oder Monofilament-Garne, gesponnene Garne oder irgendeine Kombination
von diesen handeln. Auch kann es sich bei den Werkstoffen, aus denen
die Garne bestehen, die in dem Gewebe der vorliegenden Erfindung
verwendet werden, um diejenigen handeln, die für gewöhnlich in einem Papiermaschinensieb
verwendet werden. Beispielsweise können die Garne aus Polypropylen,
Polyester, Aramid, Nylon o. dgl. bestehen. Der Fachmann sollte ein
Garnmaterial auswählen, das
der besonderen Anwendung des endgültigen Gewebes entspricht.
Insbesondere sind Monofilament-Rundgarne bevorzugte, die aus Polyester
oder Nylon hergestellt sind.
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Die
Garngrößen sollten
auch entsprechend den gewünschten
Papierherstellungseigenschaften des Siebs gewählt werden. Als typisches Beispiel
haben die oberen MD-Garne bei Feinpapieranwendungen einen Durchmesser
von zwischen ca. 0,13 mm und 0,17 mm, die oberen CMD-Garne haben
einen Durchmesser von zwischen ca. 0,13 mm und 0,20 mm, die Heftgarne
haben einen Durchmesser von zwischen ca. 0,11 mm und 0,15 mm, die
unteren MD-Garne haben einen Durchmesser von zwischen ca. 0,17 mm
und 0,25 mm, und die unteren CMD-Garne haben einen Durchmesser von
zwischen ca. 0,20 mm und 0,35 mm. Es sollte festgehalten werden,
dass, weil die Gewebe der vorliegenden Erfindung größere als
typische untere CMD-Garne verwenden können, das Verhältnis des
Durchmessers des unteren CMD-Garns zum unteren MD-Garn von ca. 1,0
bis ca. 2,5 betragen kann.
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Die
vorstehenden Ausführungsformen
sind für
die vorliegende Erfindung veranschaulichend und sollten nicht als
diese einschränkend
aufgefasst werden. Die Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert,
wobei Entsprechungen der Ansprüche darin
enthalten sein sollen.