DE202012103846U1 - The paper machine belt - Google Patents
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Abstract
Papiermaschinenband, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Fäden oder sämtliche Fäden teilweise oder ganz aus einem Biokunststoff bestehen.Paper machine belt, characterized in that part of the threads or all threads partially or entirely consist of a bioplastic.
Description
Die Erfindung betrifft ein Papiermaschinenband.The invention relates to a papermaking belt.
Papiermaschinenbänder sind endlose oder über eine Naht endlos gemachte Textilerzeugnisse großer Länge und großer Breite, die in ihrem Aufbau und in der Materialwahl an die spezifischen Anforderungen in einer Papiermaschine angepasst sind. Die Papiermaschinenbänder laufen in der Papiermaschine um und unterstützen dabei die in der Papiermaschine sich bildende Papierbahn beim Durchlauf durch die Papiermaschine und ermöglichen und fördern dabei den Entwässerungsprozess. Dabei können entsprechend ihrem Einsatzort drei Grundtypen von Papiermaschinenbändern unterschieden werden.Papermaking belts are endless or seam-finished long-length and wide-width fabrics which are adapted in design and choice of materials to the specific requirements of a paper machine. The paper machine belts circulate in the paper machine and thereby support the paper web forming in the paper machine as it passes through the paper machine and thereby facilitate and promote the dewatering process. It can be distinguished according to their location three basic types of paper machine belts.
Im ersten Teil der Papiermaschine, der Formierpartie, werden ein- oder mehrlagige Gewebe verwendet, auf die die Papierpulpe derart aufgebracht wird, dass sich eine Papierbahn ausbildet. Ihre Entwässerung erfolgt unter Schwerkrafteinfluss und durch Einwirkung von mittels Saugkästen aufgebrachtem Unterdruck durch das Formiersieb. Formiersiebe müssen deshalb einerseits sehr durchlässig sein und andererseits eine gute Faserretention auf deren Außenseite aufweisen. In dem nachfolgenden Abschnitt der Papiermaschine, der Pressenpartie, wird die Papierbahn von Pressfilzen übernommen und durch Walzenpressen hindurchgeführt, wobei die in der Papierbahn noch enthaltene Flüssigkeit unter Pressendruck herausgepresst und durch den Pressfilz hindurchgedrückt wird. Pressfilze weisen grundsätzlich einen Träger in Form eines Fadensystems auf, auf das eine oder mehrere Faserschichten aufgenadelt sind. Das Fadensystem kann ein Gewebe, Gewirke oder ein Fadengelege sein. Bekannt sind auch Kombinationen solcher Fadensysteme. Auf die Pressenpartie folgt die Trockenpartie, in der die Papierbahn auf Trockensiebe übergeben wird, die die Papierbahn über heiße Walzen führt. Die Entwässerung erfolgt hier thermisch. Trockensiebe bestehen in der Regel aus einem offenen Gewebe oder aus einem Drahtgliederband (zur Gattung:
Früher wurden die Fadensysteme solcher Papiermaschinenbänder aus Wolle oder Baumwolle hergestellt. Deren mechanische Eigenschaften waren jedoch so eingeschränkt, dass sie mit der weiteren Entwicklung der Papiermaschinen nicht schritthalten konnten. Seit mehreren Jahrzehnten werden deshalb Papiermaschinenbänder ausschließlich aus Kunststoffen hergestellt, die auf fossilen Rohstoffen basieren, wie Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyester, Polyethylenterephthalat, Polyetheretherketon und dergleichen. Dabei ist der Mengenverbrauch an solchen Kunststoffen durchaus beachtlich, da Papiermaschinenbänder wegen der ungünstigen Umgebungsbedingungen in der Papiermaschine nur eine Lebensdauer von einigen Monaten haben und dann gegen neue Bänder ausgetauscht werden müssen.Previously, the thread systems of such papermaking belts were made of wool or cotton. However, their mechanical properties were so limited that they could not keep pace with the further development of paper machines. For several decades, therefore, papermaking belts have been manufactured exclusively from plastics based on fossil fuels, such as polyethylene, polypropylene, polyamide, polyester, polyethylene terephthalate, polyether ether ketone, and the like. The amount of consumption of such plastics is quite considerable, since paper machine belts have only a lifetime of a few months due to the unfavorable environmental conditions in the paper machine and then have to be replaced by new belts.
Die für polymere Kunststoffe verwendeten fossilen Rohstoffe, insbesondere die petrochemischen Rohstoffe wie Mineralöl, gehen zur Neige. Da Mineralöl für die Herstellung von Treibstoffen noch nicht ersetzt werden kann, besteht ein allgemeines Bedürfnis, die Mineralölvorkommen so weit wie möglich zu schonen und denjenigen Anwendungen vorzubehalten, für die sie noch unverzichtbar sind.The fossil raw materials used for polymer plastics, in particular the petrochemical raw materials such as mineral oil, are running out. Since mineral oil for the production of fuels can not yet be replaced, there is a general need to conserve mineral oil deposits as far as possible and to reserve them for those uses for which they are still indispensable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Papiermaschinenbänder Materialien vorzusehen, die die bisher für Papiermaschinenbänder verwendeten, auf petrochemischen Rohstoffen basierenden Kunststoffe zu ersetzen in der Lage sind.The invention has for its object to provide for papermaking belts materials that are used to replace the previously used for paper machine belts, based on petrochemical raw materials plastics.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Papiermaschinenband teilweise oder ganz aus einem Biokunststoff besteht, insbesondere solchen Biokunststoffen, die unter Verwendung von einem oder mehreren nachwachsenden Rohstoffen, vor allem pflanzlichen Rohstoffen hergestellt sind. Durch Verwendung solcher Kunststoffe wird ein Beitrag zur Schonung der fossilen Ressourcen geleistet. Außerdem sind Biokunststoffe unproblematischer zu deponieren, und ihr Material lässt sich größtenteils zur erneuten Verwendung wiedergewinnen.This object is achieved in that the paper machine belt partially or entirely consists of a bioplastic, in particular those bioplastics, which are produced using one or more renewable raw materials, especially vegetable raw materials. By using such plastics, a contribution to the conservation of fossil resources is made. In addition, bioplastics are less problematic to landfill and their material is largely recoverable for re-use.
Für die Lösung der gestellten Aufgabe kommen sowohl biologisch nicht abbaubare als auch biologisch abbaubare Biokunststoffe in Frage. Im letzteren Fall sollten sich aber der Abbau erst nach Erreichen der Unbrauchbarkeit des Papiermaschinenbandes einstellen, damit das Papiermaschinenband bis zum Ende seiner Lebensdauer die Anfangseigenschaften beibehält. Erst zeitlich danach sollte dann der biologische Abbau möglich sein.For the solution of the task, both biodegradable and biodegradable bioplastics come into question. In the latter case, the degradation should adjust only after reaching the uselessness of the papermaking belt, so that the papermaking belt retains the initial properties until the end of its life. Only then in time should then biodegradation be possible.
Für den Einsatz in der Papiermaschine eignen sich insbesondere die nachstehenden Biopolymere. So kommen Kunststoffe infrage, die auf Stärke, insbesondere thermoplastischet Stärke basieren. Der Rohstoff für Stärke kann sein Mais, Weizen, Kartoffel oder Tapioka. Dabei sollte ein wasserfester Stärkekunststoff verwendet werden, wie er sich beispielsweise aus der
Ein weiterer Rohstoff ist Cellulose, das beispielsweise mittels Veresterung weiter verarbeitet wird. Beispiele für Cellulosepolymere sind der
Ein weiterer geeigneter Biokunststoff stellt Polymilchsäure, auch Polylactidsäure (PLA) genannt, dar, wie sie beispielsweise in der
Ein gleichfalls geeigneter Biokunststoff ist biobasiertes Polyamid (PA), wie es beispielsweise in der
Ebenfalls geeignete Biopolymere sind Polyvinylchlorid (PVC) aus biobasiertem Ethen oder Ethin, biobasiertes Polybutylenterephthalat (PBT), z.B. erwähnt in der
Die vorzitierten Dokumente zum Stand der Technik werden vollinhaltlich zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht. Dies gilt insbesondere für die in den Druckschriften dargestellten Herstellungsprozesse und auch die Kombinationen mit jeweils anderen Materialien und Rohstoffen. Es versteht sich, dass die vorgenannten Biokunststoffe bzw. Rohstoffe – soweit möglich – dafür auch miteinander oder – sofern es die Anforderungen bedingen – mit den bekannten, mineralölbasierten Kunststoffen vermischt werden können, z.B. unter Bildung von Compounds oder Blends.The prior art documents cited are incorporated herein by reference in their entirety. This applies in particular to the manufacturing processes described in the publications and also to the combinations with other materials and raw materials. It is understood that the aforementioned bioplastics or raw materials - where possible - for this together or - if required by the requirements - can be mixed with the known mineral oil-based plastics, e.g. forming compounds or blends.
Sofern das Papiermaschinenband ein Fadensytem mit Fäden aufweist oder daraus besteht, sollte ein Teil der Fäden oder sollten sämtliche Fäden teilweise oder ganz aus dem Biokunststoff bestehen. Das Fadensystem kann dabei als Gewebe, Gewirke oder Fadengelege oder auch als Drahtgliederband sowie aus Kombinationen davon ausgebildet werden. In dem Fadensystem können Fäden vorhanden sein, die als Monofilamente – auch Drähte – und/oder als Multifilamente oder Zwirne ausgebildet sind. Für Multifilamente können sowohl Fasern aus Biokunststoffen als auch Fasern aus mineralölbasierten Kunststoffen verwendet werden. If the paper machine belt has or consists of a thread system with threads, some or all of the threads should be made of the bioplastic partially or wholly. The thread system can be formed as a woven, knitted fabric or scrim, or as a wire link band and combinations thereof. In the thread system threads may be present, which are formed as monofilaments - including wires - and / or as multifilaments or threads. For multifilaments both fibers of bioplastics and fibers of mineral oil-based plastics can be used.
Das Fadensystem kann auch mehrere Lage aufweisen, wobei zumindest eine Lage Fäden enthält oder daraus besteht, die teilweise oder ganz aus einem Biokunststoff bestehen. Auch hier sind Kombinationen aus Biokunststoff und petrochemischen Kunststoffen möglich, indem beispielsweise die eine Lage aus einem Biokunststoff und die andere Lage aus einem petrochemischen Kunststoff gefertigt werden oder beide Lagen aus einer Kombination beider Arten von Kunststoffen. Wenn die Umgebungsbedingungen in der Papiermaschine es erlauben, sollten beide Lagen aus einem jeweils dafür geeigneten Biokunststoff hergestellt sein, um möglichst weitgehend auf petrochemische Kunststoffe verzichten zu können.The thread system may also have multiple layers, wherein at least one layer contains or consists of threads that consist partially or entirely of a bioplastic. Again, combinations of bioplastic and petrochemical plastics are possible by, for example, the one layer of a bioplastic and the other layer are made of a petrochemical plastic or both layers of a combination of both types of plastics. If the environmental conditions in the paper machine allow it, both layers should be made of a suitable bioplastic in order to dispense as much as possible with petrochemical plastics.
Wie bei bekannten Papiermaschinenbändern kann dabei auch eine Lage des Fadensystems als Gewebe oder Gewirke und eine weitere Lage als Fadengelege ausgebildet sein, bei der die Fäden übereinandergelegt und nicht miteinander verwoben oder verwirkt sind.As with known papermaking machine belts, a layer of the thread system as a woven or knitted fabric and a further layer as a scrim may be formed, in which the threads are superimposed and not interwoven or forfeited.
Wie schon erwähnt, können in dem Fadensystem Fäden vorhanden sein, die teilweise aus dem Biokunststoff und teilweise aus einem petrochemischen Kunststoff bestehen, indem beide Kunststoffe als Compound oder Blend vermischt sind und/oder ein Teil der Fäden aus Biokunststoff und ein anderer Teil aus petrochemischem Kunststoff hergestellt sind. Dies kann beispielsweise in der Form geschehen, dass die Fäden als Kern-Mantel-Fäden ausgebildet sind und dass der Kern aus dem Biokunststoff und der Mantel aus dem petrochemischen Kunststoff oder umgekehrt hergestellt sind. Es können jedoch auch Fäden vorhanden sein, die als Multifilamentfäden und/oder Zwirnen ausgebildet sind, wobei ein Teil der Filamente aus dem Biokunststoff und ein Teil der Filamente aus dem petrochemischen Kunststoff bestehen können.As already mentioned, threads may be present in the thread system, which consist partly of the bioplastic and partly of a petrochemical plastic by both plastics are mixed as a compound or blend and / or a part of the threads of bioplastic and another part of petrochemical plastic are made. This can be done, for example, in the form that the threads are formed as core-sheath threads and that the core of the bioplastic and the shell of the petrochemical plastic or vice versa are made. However, threads may also be present which are designed as multifilament threads and / or twines, wherein a part of the filaments may consist of the bioplastic and a part of the filaments of the petrochemical plastic.
In Sonderheit kann das Papiermaschinenband als Formiersieb ausgebildet sein, das in der Formiersektion zur Ausbildung der Papierbahn einzusetzen ist. Dabei sollten diejenigen Fäden, die teilweise oder ganz aus dem Biokunststoff bestehen, Eigenschaften in folgenden Bereichen haben:
Fadendurchmesser: 0,08–0,5 mm;
Zugkraft: 2–110 N;
Fadendehnung beim Bruch: 10–32%;
Fadenelastizitätsmodul: 80–9250 N/mm2.In particular, the papermaking belt may be formed as a forming fabric to be used in the forming section for forming the paper web. It should be those threads that partially or entirely made of bioplastic, have properties in the following areas:
Thread diameter: 0.08-0.5 mm;
Tensile force: 2-110 N;
Thread elongation at break: 10-32%;
Thread elastic modulus: 80-9250 N / mm 2 .
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Papiermaschinenband mit einer Beschichtung versehen ist und die Beschichtung teilweise oder ganz aus einem Biokunststoff besteht, beispielsweise einem der vorstehend näher bezeichneten Biokunststoffe. Unabhängig davon kann das Papiermaschinenband auch mit einer Faserschicht versehen sein, wobei die Faserschicht teilweise oder ganz aus einem Biokunststoff besteht. In a further embodiment of the invention, it is provided that the paper machine belt is provided with a coating and the coating consists partially or entirely of a bioplastic, for example one of the bioplastics described in more detail above. Independently of this, the papermaking belt can also be provided with a fiber layer, wherein the fiber layer consists partly or entirely of a bioplastic.
Das vorbeschriebene Papiermaschinenband kann vorzugsweise als Formiersieb, Pressenfilz oder Trockensieb ausgebildet sein.The paper machine belt described above may preferably be formed as a forming fabric, press felt or dryer fabric.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Effective date: 20121220 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
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R081 | Change of applicant/patentee |
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R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
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