CN101451316A - 在造纸机中应用的成形筛 - Google Patents

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本发明涉及一种在造纸机中应用的成形筛(1)，其被应用于造纸机的成形区域内，所述成形筛(1)具有纸侧和机器侧，并且具有沿规定的运行方向延伸的纵向纱线(4、5)和横向于纵向纱线延伸的联结横向纱线(10、11)，其中所述纵向纱线(4、5)以1∶1的纱线根数比被分配为机器侧的纵向纱线层(3)和纸侧的纵向纱线层(2)，并且联结横向纱线(10、11)编织到这两个纵向纱线层(2、3)内，其特征在于，成形筛(1)具有处于230至250的范围内的纤维支撑系数(FSI)，并且成形筛(1)具有处于5700m3/m2/h至10600m3/m2/h的范围内的透气性。

Description

在造纸机中应用的成形筛
技术领域
本发明涉及一种成形筛，其应用于造纸机的成形区域内，所述成形筛具有纸侧和机器侧，并且具有沿规定的运行方向延伸的纵向纱线和横向于纵向纱线延伸的横向纱线，其中纵向纱线以1：1的纱线根数比被分配为机器侧纵向纱线层和纸侧纵向纱线层，并且联结横向纱线被编织到这两个纵向纱线层内。
背景技术
在造纸机的纸张成形区域内应用成形筛。所述成形筛是几十米长和几米宽的环行织物带，该织物带是如此通过辊子引导的，以使得织物带在上侧构成基本水平的面。在运行行程开始时纤维纸浆被输送到该平面上，纤维纸浆通过成形筛向下脱水，与此同时纤维积聚在成形筛上侧并且形成纸幅。然后在成形筛的端部，仍然非常脆弱的纸幅由压制带接收，并且之后传送给压制部进一步脱水以及输送给干燥部进行热烘干。
对于成形筛的织物结构，提出了多个不同类型的织物构造。本发明涉及一种织物类型，其中纵向纱线是经纱，并且纵向纱线布置在两个纵向纱线层内，该纵向纱线层具有以1：1的纱线根数比相叠布置的纵向纱线。例如，EP 1 362 142 B1、WO 2004/094719 A1和WO2005/001197 A1公开了这种成形筛。纵向纱线层的连接通过联结横向纱线实现，联结横向纱线不仅被编织到机器侧纵向纱线层而且被编织到纸侧纵向纱线层。除了联结横向纱线还可以存在其它的横向纱线，这些横向纱线仅被编织到纸侧纵向纱线层和/或仅被编织到机器侧纵向纱线层。前述这种织物类型的优点在于，在一方面良好的纤维支撑性(EP1 362 142 B1中为此给出的FSI(纤维支撑系数)值为185或者188)和另一方面较高的脱水性能——这两种相互对立的要求之间存在良好的平衡。
成形筛目前主要由作为单丝构成的合成材料纱线制成。在此，总是使用越来越高强度的合成材料，以便在同样强度情况下可以实现尤其是在纵向方向上更小的纱线直径，进而实现更小的纵向纱线填充度，并且因此实现更高的透气性(参照WO 03/046277 A1公开的具有两个横向纱线层和联结经纱的所述类型的成形筛)。在该织物类型中，即使应用了高强度的纵向纱线或者经纱，纵向纱线填充度通常最小为100％，有时候与此相距甚远(参照WP 2006/034576 A1；WO 01/27385 A1；EP0 998 607 B1；WO 2004/013410 A1)。部分地也采用了较小的纵向纱线填充度(参照US 4 314 589；EP 0010 311；US 4 379 735)，但是其中该织物类型与类属的织物类型就这点而言是没有可比性的。在不同类型的织物类型中，透气性达到在7500m3/m2/h至10500m3/m2/h之间(WO 2004/013410 A1)或者3500m3/m2/h至8200m3/m2/h之间(参照WO 01/27385 A1)。
尽管在此期间获得了进步，但是依然有改进的需求，以便提高成形筛的一方面与其纤维支撑特性有关的并且另一方面与脱水性能有关的有效性，进而在成形筛端部上得到这样的纸幅，所述纸幅具有小湿度和高纤维密度进而具有高强度。这种改进的结果是，减轻了造纸机下游的组件的负荷或者达到高的干燥度并避免纸张断裂。
发明内容
本发明的任务因此在于如此构成这种成形筛，以使得在该成形筛的端部得到具有较高强度和较低湿度的纸幅。
根据本发明通过一种成形筛解决该任务，该成形筛具有处于230至250的范围内的纤维支撑系数(FSI)，并且具有这样的透气性，即所述透气性(总是在100Pa情况下测量的)处于5700m3/m2/h至10600m3/m2/h的范围内(对应于350-650cfm，在127Pa情况下测量)，优选在6500m3/m2/h至8200m3/m2/h的范围内(对应于400-500cfm，在127Pa情况下测量)。本发明基本思想还在于这样设计成形筛的织物结构，以使得在强度保持不变而透气性又非常好进而脱水效果也很好的情况下达到出众的纤维支撑，从而在脱水时仅丢失少部分纤维并且在面上的均匀的纸幅构成相对高的强度。在这里要注意的是，在纤维支撑系数的计算中不仅计入每厘米纵向纱线和横向纱线的根数，也计入与纵向纱线和横向纱线的编织方式以及其对纤维支撑的贡献有关的两个系数，即纤维支撑系数也间接表明了关于成形筛的织造工艺的某些结构。
相应于2004年6月由Papier-machine Clothing Association，19，ruede la République，45000 Orléans/France所公开的“Approved StandardMeasuring Method”按照下述公式来计算纤维支撑系数：
FSI＝1.693(a×Nm+2×b×Nc)，
其中，
a＝用于纵向纱线支撑贡献的系数；
Nm＝在成形筛的纸侧的横向方向上每厘米的纵向纱线根数；
B＝用于横向纱线支撑贡献的系数；
Nc＝在成形筛的纸侧的纵向方向上每厘米的横向纱线根数。
系数a和b与织造类型有关，其可以从之前参引的文件所得到的表格中得知。
透气性同样也根据之前参引的文件的说明，在应用100Pa或者127Pa的压差的情况下来测量(参见上述内容)。
在本发明的构成方式中规定，这样实现纵向纱线和横向纱线的分布，以使得成形筛在纸侧上每平方厘米的表面存在1200至1600个流通开口。在此纱线走向和纱线组成应该是这样的，以致于这些流通开口呈矩形形状，所述矩形形状的在纵向方向上的延伸与在横向方向上的延伸的比总是处于1：1.8至1：3.4。以这种方式可以在高纤维保持力条件下获得好的脱水效果。
按照本发明的另一个特征规定如下，在纸侧纵向纱线层内的纵向纱线的填充度最大为32％，以便在该纵向纱线层中获得高的稀松度。纵向纱线的填充度总计应为最大90％，优选为最大85％，并且因此明显低于这类在先公开的成形筛中的填充度。
按照本发明的另一个特征规定，至少在纸侧纵向纱线层内纵向纱线的直径处于0.08mm至0.12mm的范围内，优选为0.11mm，并且在机器侧纵向纱线层内纵向纱线的直径优选处于0.15mm以及0.25mm的范围内。由于纵向纱线尤其是在纸侧纵向纱线层内相对小的直径，因此在仍然高的特定纱线根数情况下实现小的填充度，也就是得到相对稀松的、然而总是仍然具备良好的纤维保持力的织物。为了尽管在小的直径情况下仍能够满足高的强度要求，纵向纱线应该由高强度合成材料组成，例如由极限粘度(IV)至少为0.8dl/g的、且弹性模量至少为10N/mm2的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)组成和/或由PEN(聚萘二甲酸乙二酯)组成。
如果纵向纱线根数处于在横向方向上每厘米50根纱线至60根纱线的范围内，则在一方面脱水效果和另一方面纤维保持力之间达成良好的平衡。关于横向纱线根数，则其应该处于在纵向方向上每厘米100根纱线至110根纱线的范围内。
根据本发明的成形筛，关于横向纱线可以基本单独以联结横向纱线实现，即以这样的(第一)横向纱线实现，所述第一横向纱线被编织到两个纵向纱线层内，并且于是在这两个层之间建立连接。如果附加存在第二横向纱线，则可以改进纤维保持力，第二横向纱线仅被编织到纸侧纵向纱线层内，并且以适当的方式在确定的规则的模式下与联结横向纱线交错。优选的是第二横向纱线自身应该与纸侧纵向纱线层的纵向纱线形成平纹编织(Leinwandbindung)。
按照本发明的另一个特征规定，这些联结横向纱线被并排布置成由至少两股联结横向纱线构成的组，其中，联结横向纱线之一编织到机器侧纵向纱线层内，而另外一根或另外多根联结横向纱线编织在纸侧纵向纱线层内。在并排放置的联结横向纱线组的内部，联结横向纱线也应该沿成形筛的横向方向相对错开走向。而它们分别具有相同的循环花纹，同时以相同方式编织到机器侧纵向纱线层内和纸侧纵向纱线层内。各个相邻的联结横向纱线优选借助其循环花纹这样平移编织到纸侧纵向纱线层内，以使得其编织样式沿横向方向(即沿其延伸)无空隙地相互补充，优选的是相互补充的编织使得在纸侧上获得一个样式，所述样式与也许存在的第二横向纱线的样式相对应，例如同样获得一种类型的平纹编织。
对于纤维支撑而言同样有优点的是，在一个循环花纹内，与在纸侧纵向纱线层内相比，联结横向纱线以与更少的纵向纱线联结的方式编织到机器侧纵向纱线层内，优选以与不多于两根的纵向纱线联结的方式编织到机器侧的纵向纱线层内。在一个循环花纹内，联结横向纱线，在纸侧纵向纱线层内以适当方式与多于三根的纵向纱线联结。
按照本发明的另一个特征规定，存在第三横向纱线，第三横向纱线仅编织到机器侧纵向纱线层内。第三横向纱线尤其被用于在成形筛的机器侧上提供这样一种磨损量，该磨损量有利于保护机器侧纵向纱线层内承受拉伸的纵向纱线。这里适当的是，第三横向纱线在机器侧纵向纱线层的外侧上跨过多根纵向纱线进行浮纱(flottieren)，其中，这些纵向纱线的根数总是大于在两个浮纱之间第三横向纱线所编织的纵向纱线的根数。浮纱优选应该跨过优选至少三根甚至更好的是至少五根纵向纱线。在浮纱之间，与机器侧纵向纱线层的单一纵向纱线的编织就足够了。
在说明书中和权利要求中的全部数值范围意指处于关于所述范围所给出的相应临界值之间的那些值，并且进而公开了这些值。因此，它们没有被详细阐述。
附图说明
在附图中根据实施例进一步形象地阐述本发明。附图以横截面(且横向于规定的运行方向)示出根据本发明的成形筛1的剖面图。
具体实施方式
成形筛1是一种双层织物，其具有在上方的纸侧的纵向纱线层2以及在下方的机器侧的纵向纱线层3。两个纵向纱线层2、3由纵向纱线或者说纵向纱线(例如以4或者5标识)以纱线根数比为1：1而形成，其中纸侧纵向纱线层2的纵向纱线4分别准确地布置在机器侧纵向纱线层3内的纵向纱线5的上方，纵向纱线4、5也相应地以成对的方式相叠放置。
纸侧纵向纱线层2内的纵向纱线4的直径为0.11mm，而机器侧纵向纱线层3内的纵向纱线5的直径为0.18mm。这些纵向纱线由PEN(聚萘二甲酸乙二酯)组成。纵向纱线根数为在横向方向上每厘米58根。
在形成平纹样式的情况下，第二横向纱线6、7与纵向纱线层2的纵向纱线4一同被编织到纸侧纵向纱线层2内。各个并排放置的第二横向纱线6、7以垂直于附图平面的方式相继排列。第二横向纱线6、7由PET组成，并且它们具有0.11mm的直径。
第三横向纱线仅被编织到机器侧的纵向纱线层3内，这里仅可见其一。第三横向纱线8在成形筛1的机器侧上形成浮纱(其例如以9标识)，这些浮纱总是在五根纵向纱线5上方经过，之后分别与单一的纵向纱线5编织。浮纱9作为耐磨材料，用于保护受到高强度拉伸作用的机器侧纵向纱线层3。第三纵向纱线的直径为0.22mm。材料可以是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)和/或PAM(聚丙烯酰胺)。
纵向纱线层2、3通过相应地沿纵向方向相互并排放置的两股联结横向纱线10、11对连接。联结横向纱线10、11具有0.11mm的直径且由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)组成。联结横向纱线10、11在纸侧纵向纱线层2内在上侧和下侧间相继交替地与纵向纱线4编织，于是联结横向纱线10、11在两个纵向纱线层2、3之间在三根纵向纱线4或者5上延伸，然后与机器侧纵向纱线层3内的单一的纵向纱线5编织，于是之后联结横向纱线10、11再次在两个纵向纱线层2和3之间进行浮纱。它们各自具有相同的编织循环花纹(Bindungsrapport)，然而相互这样沿横向方向(即沿它们的纵向方向)移动，以使得在纸侧纵向纱线层2内补充编织样式，从而在那里它们共同构成类似于第二横向纱线6、7的平纹样式(Leinwandmuster)。以这种方式在成形筛1的纸侧上形成几乎统一的平纹样式，该平纹样式提供了较高的纤维保持力。
纸侧纵向纱线层2的填充度为31％，经纱4、5的总填充度为82％。横向纱线根数为在成形筛1的纵向方向上每厘米108根。由此产生较高的稀松度，进而即便在保持较高的纤维保持力的情况下也产生好的脱水效果。

Claims (21)

1.成形筛(1)，其被应用于造纸机的成形区域内，所述成形筛(1)具有纸侧和机器侧，并且具有在规定的运行方向上延伸的纵向纱线(4、5)和横向于所述纵向纱线延伸的联结横向纱线(10、11)，其中所述纵向纱线(4、5)以1：1的纱线根数比被分为机器侧的纵向纱线层(3)和纸侧的纵向纱线层(2)，并且所述联结横向纱线(10、11)编织到这两个纵向纱线层(2、3)内，其特征在于，所述成形筛(1)具有处于230至250的范围内的纤维支撑系数(FSI)，并且所述成形筛(1)具有处于5700m3/m2/h至10600m3/m2/h的范围内的透气性。
2.根据权利要求1所述的成形筛，其特征在于，所述透气性处于6500m3/m2/h至8200m3/m2/h的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的成形筛，其特征在于，所述成形筛(1)在纸侧上在所述成形筛(1)的每平方厘米的表面上具有1200至1600个流通开口。
4.根据权利要求1至3之一所述的成形筛，其特征在于，所述流通开口具有矩形形状，所述矩形形状的在运行方向上的延伸与在横向方向上的延伸的比为1：1.8至1：3.4。
5.根据权利要求1至4之一所述的成形筛，其特征在于，在所述纸侧的纵向纱线层(2)内的所述纵向纱线(4)的填充度最大为32％。
6.根据权利要求1至5之一所述的成形筛，其特征在于，所有纵向纱线(4、5)的总填充度最大为90％，优选的是最大为85％。
7.根据权利要求1至6之一所述的成形筛，其特征在于，至少在所述纸侧的纵向纱线层(2)内，所述纵向纱线(4、5)的直径处于0.08mm至0.12mm的范围内。
8.根据权利要求1至7之一所述的成形筛，其特征在于，在所述机器侧的纵向纱线层(3)内所述纵向纱线(5)的直径处于0.15mm至0.25mm的范围内。
9.根据权利要求1至8之一所述的成形筛，其特征在于，所述纵向纱线(4、5)的至少一部分由极限粘度至少为0.8dl/g、弹性模量至少为10N/mm2的PET组成。
10.根据权利要求1至9之一所述的成形筛，其特征在于，所述纵向纱线(4、5)的至少一部分由PEN组成。
11.根据权利要求1至10之一所述的成形筛，其特征在于，所述纵向纱线(4、5)的根数处于在横向方向上每厘米50根纱线至66根纱线的范围内。
12.根据权利要求1至11之一所述的成形筛，其特征在于，所述横向纱线(6、7、9、10、11)的根数处于在纵向方向上每厘米100根纱线至110根纱线的范围内。
13.根据权利要求1至12之一所述的成形筛，其特征在于，存在第二横向纱线(6、7)，所述第二横向纱线(6、7)仅被编织到所述纸侧的纵向纱线层(2)内。
14.根据权利要求13所述的成型筛，其特征在于，所述第二横向纱线(6、7)自身与所述纸侧的纵向纱线层(2)形成平纹编织。
15.根据权利要求1至14之一所述的成形筛，其特征在于，所述联结横向纱线(10、11)被并排布置成每组至少两根联结横向纱线(10、11)，其中，所述联结横向纱线(10、11)之一编织到所述机器侧的纵向纱线层内，而另外一根或另外多根联结横向纱线(11、10)编织在所述纸侧的纵向纱线层(2)内。
16.根据权利要求15所述的成型筛，其特征在于，这些各个相邻的联结横向纱线(10、11)以其循环花纹这样相互平移地编织到所述纸侧的纵向纱线层(2)内，以使得所述联结横向纱线(10、11)的编织样式在横向方向上无空隙地相互补充。
17.根据权利要求15或16所述的成形筛，其特征在于，在一个循环花纹中，与在所述纸侧的纵向纱线层(2)内相比，所述联结横向纱线(10、11)以与更少的纵向纱线(5)联结的方式编织到所述机器侧的纵向纱线层(3)内。
18.根据权利要求17所述的成形筛，其特征在于，在一个循环花纹中，所述联结横向纱线(10、11)以与不多于两根纵向纱线(5)联结的方式编织到所述机器侧的纵向纱线层(3)内。
19.根据权利要求1至18之一所述的成形筛，其特征在于，存在第三横向纱线(8)，所述第三横向纱线(8)仅编织到所述机器侧的纵向纱线层(3)内。
20.根据权利要求19所述的成型筛，其特征在于，在所述机器侧的纵向纱线层(3)的外侧上，所述第三横向纱线(8)跨过多根纵向纱线(5)地进行浮纱，其中，这些纵向纱线(5)的根数总是大于在两个浮纱组织(9)之间所述第三横向纱线(8)所编织的纵向纱线(5)的根数。
21.根据权利要求20所述的成型筛，其特征在于，所述第三横向纱线(8)跨过多于三根纵向纱线(5)地在外侧进行浮纱，并且在其间仅与一根纵向纱线(5)联结。
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