FI75378B - Syntetiskt flerlagrigt papperstillverkningstyg. - Google Patents

Description

1 75378

Synteettinen monikerroksinen paperinvalmistuskangas

Keksinnön kohteena on synteettinen monikerroksinen paperinvalmistuskangas, jossa on yksikerroksinen langasto, jonka langat kulkevat kankaan konesuunnassa ja monikerroksinen langasto, jonka langat kulkevat konesuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa, jolloin monikerroksinen langasto käsittää ylemmän kerroksen ja alemman kerroksen ja jolloin jokainen ylemmän kerroksen lanka on sijoitettu päällekkäin 10 alemman kerroksen vastaavan langan kanssa, jossa kankaassa yksikerroksisen langaston langat on kudottu yhteen monikerroksisen langaston kunkin kerroksen lankojen kanssa ja ovat toistuvan kudontakuvion suurimman osan aikana ylemmän kerroksen ja alemman kerroksen välissä ja jossa kanka-15 assa yksikerroksisen langaston langat muodostavat kiinnit- tymiskohtia monikerroksisen langaston lankojen kanssa stabi-lisuuden kehittämiseksi ja lankojen suhteellisen siirtymisen olennaista estämistä varten.

Viime vuosina on yhä enemmän käytetty monikerros-20 kankaita paperinvalmistuskoneiden märkä- eli muodostus- päässä. Nämä monikerroskankaat täydentävät yksikerroskan-kaita, jotka muodostuvat yhdestä kerroksesta pitkittäissuuntaisista langoista kudottuina yhden kerroksen kanssa poikittaissuuntaisia lankoja. Monikerroskankaat voivat 25 antaa erikoisia etuja, parantuneen vastustuskyvyn paperin- valmistuskoneessa esiintyvien jännityskuormitusten aiheuttamia venymisiä vastaan, kyvyn vastustaaa poimujen muodostumista pitkittäisen ja poikittaisen langoituksen välillä, suuremman jäykkyyden, mikä pienentää kankaan rypistymistä, 30 paremman tuen paperiarkille ja pitemmän käyttöiän. Näiden etujen vuoksi raonikerroskankaiden käyttö on kasvamassa.

Monikerroskankaissa on tavallisesti yksi langasto, joka muodostuu kahdesta kerroksesta lankoja, jotka sijaitsevat poikkisuunnassa eli poikittain koneen tai kankaan 35 kulkusuunnan suhteen, jolloin jokainen ylemmän kerroksen 2 75378 lanka on yhdistetty pariksi alemman kerroksen langan kanssa ja sijaitsee suoraan sen yläpuolella. Toinen langasto käsittää yhden kerroksen lankoja, jotka sijaitsevat pituussuunnassa tai kankaan kulkusuunnassa koneessa ja jokainen 5 näistä langoista on kudottu yhteen kaksikerroksisen lang-aston molempien kerrosten lankojen kanssa. Useiden vuosien aikana näitä monikerroskankaita on parannettu ja kehitetty jatkuvasti niiden ominaisuuksien parantamiseksi paperinvalmistuksessa. Useat näistä parannuksista ovat kohdistuneet 10 edullisen poimutuksen kehittämiseen näiden kahden langas- ton välille. Esimerkiksi US-patentissa n:o 4 071 050 yksikerroksisen langaston pituussuuntaiset langat on kudottu kaksikerroksisen langaston ylemmän kerroksen kanssa siten, että venytettäessä kangasta valmistuksen aikana molempien 15 langastojen lankojen muodostamat kohoumat kankaan yläpin nalla siirtyvät lähes yhtenäiseen tasoon paremman paperin-muodostuspinnan saamiseksi. US-patentissa n:o 4 041 989 yksikerroksisen langaston pituussuuntaiset langat on kudottu kaksikerroksisen langaston ylemmän kerroksen kanssa 20 siten, että valmistuksen aikana kangasta venytettäessä molempien langastojen lankojen puolipyöreät kohoumat siirtyvät lähes yhteiseen tasoon paremman paperinmuodostuspinnan saamiseksi. US-patentissa n:o 4 041 989 yksikerroksisen langaston pituussuuntaisten lankojen puolipyöreät kohoumat 25 on upotettu kankaaseen kankaan alempaan pintaan, jolloin kaksikerroksisen langaston alemman kerroksen langat muodostavat kankaan pääkulumisosat. Ja US-patentissa n:o 4 112 982 kaksikerroksisen langaston ylemmän kerroksen poikkisuuntaisten lankojen risteyskohtien lukumäärä suu-30 rennetaan paperinmuodostuspinnan kehittämiseksi, joka muodostuu pääasiassa pitkistä poikittaisista lankakohou-mista merkintöjen muodostumisen vähentämiseksi paperiin.

Vielä muita monikerroksisia kangasrakenteita on esitetty US-patentissa n:o 4 086 941, jolloin kudelangoista 35 muodostuvan kaksikerroksisen langaston yhden kerroksen 3 75378 langat ovat vaakasuunnassa sivussa toisen kerroksen langoista sekä US-patentissa n:o 4 171 009, jolloin pitkiä puolipyöreitä kohoumia muodostetaan yksikerroksisen lang-aston paperin muodostuspinnalle kankaaseen kiinnittämällä 5 nämä langat kolmesta seitsemään monikerroksisen langaston ylimmän kerroksen lankoihin. Monikerroksisten paperin-valmistuskankaiden kehittämisen lisäksi, joille on tunnusomaista, että yksikerroksinen langasto ulottuu kankaan yhteen suuntaan, on myös hieman tutkittu useista erillisis-10 tä kerroksista muodostuvia kankaita, kuten US-patentissa n:ot 3 885 602 ja 3 885 603 on esitetty. Näissä kankaissa jokaisessa erillisessä kerroksessa on omat toisiinsa kudotut pituussuuntaiset ja poikittaissuuntaiset langastot ja erilliset kerrokset on sidottu toisiinsa molempien 15 erillisten kerrosten väliin kudotuilla langoilla. Nämä useista erillisistä kerroksista muodostuvat kankaat eivät ole saavuttaneet yhtä laajaa käyttöä kuin monikerroksiset kankaat.

Tähän mennessä monikerroskankaat on valmistettu 20 erittäin suureen lankatiheyteen yksikerroksisten langasto-je suhteen mittapysyvyyden saavuttamiseksi ja lankojen siirtymisen vähentämiseksi kankaassa. Lankatiheys voidaan mitata kertomalla keskenään lankojen lukumäärä kankaan leveysyksikköä kohtia ja langan läpimitta ja yksikerroksi-25 sille langastoille.tiheydet ovat tavallisesti lähellä arvoa 1,0. Esimerkkinä edellämainitun patentin n:o 4 112 982 kuvassa 3A on esitetty yksikerroksisen langaston lankojen olevan vieri vieressä ja patentissa n:o 4 171 009 on sarakkeessa 3 rivillä 15 mainittu tiheyden olevan 1,05 ja sitä 30 suuremman.

Tämä vaatimus suuren lankatiheyden suhteen yksi kerroksisessa langastossa voi estää vesisuihkeiden "iskeytymisen" paperirainaan reunaa irrotettaessa kankaasta, sen kuljettua paperinvalmistuskoneen huopaustelan kautta ja 35 koneissa, joissa tämä reunan irroitus vaatii avustusta 4 75378 poistettaessa muodostuskankaalta, ei monikerroksisia kankaita käytetä laajasti. Tämä on ollut erikoisena vaikeutena valmistettaessa ruskeita papereita mukaanluettuna vuo-rauspaperi, joka on eräs paperiteollisuuden päätuotteita.

5 Toinen tiiviiden kankaiden vaikeus on, että lähekkäin sijaitsevat, toisiaan koskettavat langat pyrkivät pidättämään ja keräämään epäpuhtauksia paperimassaan tai paperinvalmis-tusaineisiin. Tämä vaikeuttaa kankaan puhdistusta avoimempaan kudontaan verrattuna. Pitempiä paperinvalmistuskoneen 10 seisonta-aikoja voidaan tarvita epäpuhtauksien poistamiseksi tai jos puhdistusta ei suoriteta asianmukaisesti, kankaan käyttöaika voi lyhentyä. Näistä syistä monikerroskan-kaiden käyttö on ollut rajoitettua määrättyjen paperilaatujen valmistuksessa.

15 Monikerroskankaiden ominaisuudet paperinvalmistus- koneessa voivat olla täysin erilaisia aikaisemmin käytettyihin > yksikerroskankaisiin verrattuna, joita ne täydentävät ja nämä erot voivat aiheuttaa vaikeuksia korvattaessa yksikerroskankaita monikerrosrakenteilla. Monikerros-20 kankaiden paksuus ja kuohkeus antavat erilaiset valumis- ja virtausominaisuudet ja kuitujen tuenta ja pidätys voivat myös olla erilaiset niin, että paperinvalmistusprosessissa voi olla välttämätöntä tehdä säätöjä monikerroskankaiden sovittamiseksi laitteisiin, joissa on käytetty tavanomai-25 sempia yksikerroksisia kankaita. Eräiden paperien valmistukseen olisi siten edullista valmistaa monikerroskankaita, joiden ominaisuudet vastaavat paremmin yksikerroksisten kankaiden ominaisuuksia.

Keksinnön mukainen paperinvalmistuskangas on tun-30 nettu siitä, että molempien langastojen lankojen poikittainen mutkittelu on korkeintaan 0,33, että aukkojen pinta-ala kankaan missä tahansa tasossa on vähintään 40 % ja että kankaan projisoitu avoin pinta-ala on 13 - 25 % kankaan koko pinta-alasta.

5 75378 Tällaisen paperinvalmistuskankaan suunnittelu on monimutkainen menettely ja se käsittää useita toisiinsa vaikuttavia tekijöitä. On välttämätöntä saada asianmukaiset kohoumien korkeudet kankaan molemmille pinnoille. Alem-5 maila tai kulutuspinnalla, joka siirtyy käytettävän paperin-valmistuskoneen osien ylitse tai ympäri, on tavallisesti edullista, jos kohoumat tai nystyrät sijaitsevat pääasiassa koneen poikkisuunnassa niin, että ne vastustavat hankausta, niissä tapahtuu kankaan fysikaalinen kuluminen. Konesuunnas-10 sa langat ovat sitten painuneet kankaan uloimmalta pinnalta, jonka koneen poikkisuuntaisten lankojen kohoumat muodostavat niin, että niiden poikkileikkausalasta säilyy suurempi prosentuaalinen osuus kankaan käyttöaikana ja ne vastustavat paremmin niitä pituussuntaisia jännityksiä, 15 joita muodostuu kankaaseen sen kulkiessa paperikoneen telojen, kalvojen ja imulaatikoiden kautta. Ylemmällä tai kankaan paperia tukevalla pinnalla on edullista, jos lankakoho-umat antavat riittävän tuen muodostettavalle paperiarkille arkin hyvän irtaantumisen saavuttamiseksi kankaasta.

20 Eräitä papereita varten kohoumien välimatkat ja korkeudet täytyy sijoittaa merkintöjen minimoimiseksi. Kohoumien suhteelliset pituudet ja korkeudet koneen suunnassa ja koneen poikkisuunnassa olevissa langoissa voivat myös vaikuttaa kuitujen suuntautumiseen, mistä voi aiheutua erilai-25 siä paperin ominaisuuksia. Kankaan rakenteen täytyy myös antaa tasainen valuminen ja kuitujen tasainen tuenta kankaan poikkisuunnassa. Tämän tasaisuuden saavuttamiseksi on edullista, jos molempien langastojen langat ovat oleellisesti suoria tarkasteltaessa kankaan tasossa poikkisuun-30 täisten mutkittelujen ollessa minimaalisten lankojen tasaisten välimatkojen säilyttämiseksi. Näiden kahden lan-gaston lankojen täytyy myös riittävästi punoutua yhteen risteyskohdissaan lankojen stabilisuuden muodostamiseksi ja niiden suhteellisten siirtymien estämiseksi.

35 Seuraava suunnittelutekijä on veden virtauksen lä päisykyky. Kankaan lävitse virtaavan veden valumisnopeus 6 75378 ja pyörteisyys voivat vaikuttaa kankaan paperinvalmistus-ominaisuuksiin. Esimerkiksi valumisnopeus on tekijä, joka määrää sen vesimäärän, joka voidaan lisätä paperinvalmistuksen raaka-aineisiin. Enemmän avoimilla kankailla, joi-5 den valumisnopeus on suurempi, voidaan käyttää enemmän saman vesipitoisuuden saamiseksi paperirainaan kohdalla, jossa paperi irtautuu kankaasta. Käytettäessä enemmän vettä voidaan saavuttaa kuitujen parempi dispergoituminen, jolloin valmistettavan paperin laatu paranee.

10 Nämä eri tekijät on otettu huomioon esiteltävän kek sinnön mukaisessa monikerroskankaassa. Pääparannus on yksikerroksisessa langastossa käytetyn lankamateriaalin tilavuuden pieneminen, mikä langasto edullisesti sijaitsee kankaan pituussuunnassa eli konesuunnassa. Tämä lankamate-15 riaalin väheneminen yksikerroksisessa langastossa saavutetaan eroittamalla yksikerroksisen langaston langat toisistaan. Lankamateriaalin väheneminen avaa kankaan, jolloin kankaaseen muodostuu aukkoja, jotka ulottuvat suoraan kankaan koko paksuuden lävitse. Nämä aukot antavat suoran 20 nököviivan kankaan lävitse, joka muodostaa kankaan esille tulevan vapaan alueen. Täten veden valumiselle muodostuu suoria kulkuteitä, jotka eroittuvat selvästi aikaisempien monikerroksisten paperinvalmistuskankaiden mutkikkaista kulkuteistä. Aukot sallivat vesinorojen kulun suoraan kan-25 kaan lävitse auttaen paperin reunojen irtoamista kankaasta ja parantaen kankaan puhdistusominaisuuksia. Myös saavutettu valumisnopeus sallii paperinvalmistajan joko lisätä vettä paperinvalmistusraaka-aineisiin kuitujen dispergoi-tumisen parantamiseksi tai suurentaa koneen nopeutta.

30 Keksinnön suositeltavassa toteutuksessa molempien langastojen mutkittelu poikkisuunnassa on mahdollisimman vähäinen niin, että langat ovat oleellisesti suoria kankaan tasossa katsottuna. Myös langat monikerroksisessa langastossa on ryhmitetty pareiksi, jolloin ylempään ker-35 rokseen kuuluva lanka on sijoitettu alemman kerroksen langan yläpuolelle siten, että ryhmän langat ovat päällekkäin pinottuja eron pystysuunnassa ollessa minimaalisen.

75378 Tämä lankojen suoruus ja päällekkäisyys pystysuunnassa muodostavat tasaisia, suorakulmaisia aukkoja kankaan lävitse veden tasaisen valumisen ja kuitujen tuennan saavuttamiseksi.

5 Näiden etujen saamiseksi voidaan keksinnössä li säksi käyttää pitkiä kohoumia paperipuolella hyvää kuitujen tuentaa varten, upotettuja pituussuuntaisia lankoja kulutuspInnalla, sopivaa kohoumien muodostusta lankojen sitomiseksi paikoilleen ja mittapysyvyyttä varten. Saatu 10 kangas on erikoisen sopiva muodostusvälineeksi valmistettaessa vuorauspapereita ja muita samanlaisia painavia papereita. Täten monikerroskankaiden edut ulottuvat laajalle paperivalmistusalueelle.

Keksinnön toteutusta esittelevissä kuvissa 15 kuva 1 on tasoesitys keksinnön mukaisesta paperin- valmistuskankaan osasta ja se esittää kankaan paperinmuo-dostuspintaa, kuva 2 on osakuva otettuna pitkin kuvan 1 viivaa 2-2 ja esittäen langas yleistä kulkua kankaan yksikerroksisessa 20 langastossa, kuva 3 on osakuva pitkin kuvan 1 viivaa 3-3 esittäen kahden päällekkäisen langan yleistä kulkua kankaan monikerroksisen langaston ylemmässä ja alemmassa kerroksessa, kuva 4 on kuva yhdestä langasta ylhäältäpäin katsot-25 tuna esittäen langan poikkisuuntaisen mutkittelun luon netta, kuva 5 on kuva kahdesta päällekkäisestä langasta ylhäältäpäin katsottuna kankaan monikerroksisessa langas-tossa ja 30 kuva 6 graafinen esitys kankaan aukkojen tilavuu desta.

Tarkasteltaessa kuvaa 1 on siinä esitetty osa esiteltävän keksinnön mukaisesta paperinmuodostuskankaasta, joka soveltuu käytettäväksi paperikoneen muodostus- eli 35 märkäpäässä. Kuten tavallista paperinvalmistuskankaita valmistettaessa kangas kudotaan kutomakoneessa sopivista synteettisistä langoista ja muodostetaan suureksi päättö- 8 75378 maksi nauhaksi» jota lämpökäsitellään ja venytetään yksittäisten lankojen sijoittamiseksi lopulliseen rakenteeseensa. Kuitenkin erilaisia materiaaleja» sekä synteettisiä että luonnosta saatuja ja myös metalleja, voidaan käyttää, 5 mikäli ne havaitaan sopiviksi eikä keksintöä tässä suhteessa rajoiteta kutomistavan eikä kankaan viimeistelyn suhteen. Kankaassa 1 on paperin tukipinta, joka muodostuu päättymättömän nauhan ulkopinnasta ja tämä pinta on esitetty kuvassa 1. Tämä pinta on myös esitetty kuvissa 2 ja 10 3 numerolla 2 ja tässä esityksessä sitä kutsutaan ylä pinnaksi vaikka paperikoneessa paluutiellä se voi olla alaspäin. Kankaan vastakkainen pinta, joka on päättymättömän nauhan sisäpuolella, tunnetaan kulutuspintana ja kulkee se paperikoneen telojen, imulaatikoiden ja kalvojen ylitse. 15 Kuvissa 2 ja 3 on se esitetty numerolla 3 ja tätä kulutus-pintaa kutsutaan kankaan alapinnaksi sen eroittamiseksi ylemmästä muodostuspinnasta. Kuvassa 1 ensimmäinen kaksipäinen, merkinnällä MD varustettu nuoli tarkoittaa paperikoneen konesuuntaa, jossa kangasta 1 käytetään ja tätä 20 suuntaa voidaan pitää myös kankaan pituussuuntana. Toinen merkinnällä CMD varustettu kaksipäinen nuoli esittää koneen poikkisuuntaa tai kankaan poikittaissuuntaa.

Kangas 1 on rakenteeltaan kaksinkertainen, jolloin langat koneen poikkisuunnassa tai kankaan poikittaisuunnas-25 sa muodostavat kaksikerroksisen langaston, kuten kuvissa 1 ja 3 on esitetty. Jon kangas on kudottu yhtenäiseksi kutomakoneessa ja sitten saumattu päättymättömäksi nauhaksi, nämä poikittaiset langat muodostavat loimilangat, jotka kulkevat koneen poikkisuuntaan. Piiroksissa esitetyn kan-30 kaan osassa on yläkerros 4, joka muodostuu joukosta loimi- lankoja 4a-4i ja alakerros 5, joka muodostuu joukosta loimi-lankoja 5a-5i. Jokainen kerroksen 5 lanka on pystysuunnassa sijoitettu yhteen ylemmän kerroksen 4 langan kanssa siten, että monikerroksisen langaston ylemmän ja alemman kerrok-35 sen langat on sijoitettu päällekkäin pareittain vierekkäisten ryhmien välin vaakasuunnassa ollessa verrattain suuren.

9 75378

Kone- tai pituussuunnassa langat 6a-6i muodostavat yksikerroksisen langaston 6, jonka paksuus on verrattain suuri ja jokainen lanka 6a-6i ollessa punotun yhteen sekä ylemmän että alemman kerroksen loimilankojen 4 ja 5 5 kanssa. Jatkuvaksi kudotussa kankaassa langat 6 muodostavat kudelangat, jotka sitten liitetään yhteen päistään pitkän yhtenäisen ja päättymättömän paperinvalmistusnauhan muodostamiseksi.

Kuvassa 2 esitetty pituussuuntaisen langan 6f kulku 10 on tyypillinen jokaiselle yksikerroksisen langaston langalle ja vaikka piirros ei esitä langan tarkkaa muotoa, antaa se läheisen esityksen todellisesta kangasnäytteestä. Langan 6f kudonta toistuu jokaisen kahdeksannen langan jälkeen ylemmän kerroksen lankojen 4 ja alemman kerroksen 15 lankojen 5 suhteen tai kuten vaihtoehtoisesti voidaan sanoa, yksikerroksisen langaston langan 6 toistuvassa kudonnassa on kuusitoista risteyskohtaa kaksikerroksisen langaston lankojen kanssa. Risteyskohdalla tarkoitetaan kohtaa, jossa yhden langaston lanka kulkee toisen langaston langan 20 poikki ja konesuunnassa langalla 6 on kaksi risteytymistä yhdessä kohtaa, jossa se kulkee kahden päällekkäisen koneen poikkisuuntaisen langan 4 ja 5 ylitse.

Toistuvassa kudonnassaan pituussuntainen lanka 6f kulkee ylemmän kerroksen ensimmäisen langan 4a ylitse ja 25 ympäri muodostaen liitoskohdan sen kanssa. Se kulkee sitten kolmen seuraavan peräkkäisen langan 4b, 4c ja 4d alapuolelta siten, että se kiinnittyy ylemmän ja alemman lankakerroksen 4 ja 5 väliin sisäpuoliseksi langaksi. Sitten pituussuuntainen lanka 6f kulkee alaspäin pohjakerroksen 30 5 lävitse langan 5e alitse ja ympäri punoutuen alemman ker roksen yhden langan kanssa. Pituussuuntainen lanka 6 sitten kulkee ylöspäin alemman kerroksen 5 lävitse ja kulkee sitten sisälankana kolmelle peräkkäiselle ryhmälle päällekkäisiä koneen poikkisuuntäisiä lankoja kudontakuvion täydentä-35 miseksi. Suurin osa langan 6f kudontakuvion pituudesta on siten ylemmän ja alemman koneen poikkisuuntaisen kerroksen 4 ja 5 välissä kankaan sisään kudottuna sisäpuolisena 10 7 5 3 7 8 lankana. Piirroksissa esitetyn kankaan 1 jokainen lanka 6 on sisälanka kolme-neljäsosaltaan sen risteyskohtien välillä ja keksintöä sovellettaessa yksikerroksisen langas-ton langat ovat edullisesti sisäosassa vähintäin kolme-5 neljäsosaltaan risteyskohtien välillä.

Kuten kuvasta 3 voidaan havaita, jokaisella langalla 4h ja 5h on kahdeksan risteyskohtaa pituussuuntaisen lankojen 6a-6h kanssa kudontakuvion täydellisen toiston matkalla. Ylemmän kerroksen lanka 4h kiinnittyy kohdassa 10 7 yksittäisen langan 6a kanssa kulkien alaspäin yksikerrok sisen langaston lävitse ja kulkien tällaisen langan 6a alapuolelta ja ympäri ja kulkien sitten ylöspäin takaisin kankaan 1 pintaan. Lanka 4h kulkee sitten seitsemän peräkkäisen langan 6b-6h ylitse vastaavissa risteyskohdissaan 15 toistuvan kudonnan täydentämiseksi, minkä jälkeen se kulkee jälleen alaspäin lankojen 6 lävitse kuvion seuraavan jakson aloittamiseksi kiinnittymällä kohdassa 8 lankaan 6i. Termillä kiinnittyminen tai kiinnittymiskohta tarkoitetaan yhden langaston langan punoutumista toisen langaston lä-20 vitse tämän toisen langan tai langaston vastakkaisen puolen ympäri ja punoutuen sitten takaisin toisen langaston lävitse muodostaen verrattain lyhyen puolipyöreän kohouman, joka pitää langastot yhdessä.

Monikerroksisen langaston alemman kerroksen 5 lanko-25 jen 5a-5i kudonta toistuu kahdeksan pituussuuntaisen langan 6 jälkeen ja jokaisen langan 5a-5i yleinen kulku on oleellisesti käänteinen ylemmän kerroksen 4 lankojen suhteen. Kuten kuvasta 3 voidaan havaita, siinä on kiinnittymiskohta 9, jossa lanka 5h kulkee ylöspäin yksikerroksisen langaston 6 30 lävitse ja kulkee yhden langan 6e ylitse ja ympäri siten, että se kiinnittyy siihen ja sitten takaisin alaspäin lankojen 6 muodostaman kerroksen lävitse palautuen kankaan 1 alapinnalle. Kiinnittymiskohta 9 on yhtä kaukana poikittais-suunnassa kiinnittymiskohdista 7 ja 8, joissa ylempi lanka 35 4h on kiinnittynyt lankoihin 6a ja 6i. Tämä sama etäisyys käsittää kolme sisäpuolista koneen suuntaista lankaa 6 kiinnittymiskohdan 9 molemmilla puolilla sen seuraavien n 75378 kiinnittymiskohtien 7, 8 välissä. Tämä antaa tasapainoisen kudontakuvion, jossa kiinnittymiskohdat pitkin kahta tai ryhmää päällekkäin olevaa koneen poikkisuuntäistä lankaa ovat toisistaan erillään maksimietäisyyden verran. Kun 5 tämä symmetrisesti tasapainoitettu kuvio voidaan saada kankaisiin, joissa on parillinen lukumäärä monikerroslankojen toistuvia kuvioita, kudonnan toistuessa parittoman määrän, kuten seitsemän tai yhdeksän niisilankaa sisältävässä kankaassa, tarkka, symmetrinen tasapainoitus ei ole 10 mahdollinen, mutta oleellinen tasapainoitus voidaan saada, jolloin sisäpuolisten, yksikerroksisten lankojen lukumäärä kiinnittymiskohdan yhdellä puolella eroaa vain yhden langan verran kiinnittymiskohdan vastakkaisella puolella olevien sisäpuolisten, yhden kerroksen lankojen lukumäärästä. Ter-15 millä "oleellinen tasapainoitus” tarkoitetaan tätä ehtoa sekä myös symmetristä tasapainoitusta.

Kuten kuvista 1 ja 3 voidaan havaita, yksikerroksisen langaston langat 6a-6i on sijoitettu toisistaan erilleen ja tämä eroittaminen yhdessä monikerroksisen langaston vierek-20 käisten, päällekkäisten ryhmien välisen etäisyyden kanssa muodostaa aukot 10 (katso kuvaa 1), jotka ulottuvat suoraan kankaan 1 lävitse. Nämä aukot 10, katsottuna kankaan yläpuolelta tai alapuolelta, antavat suorat näkötiet kankaan lävitse ja ne muodostavat esille tulevan vapaan pinta-alan. Kek-25 sinnön mukaisten kankaiden esille tuleva vapaa pinta-ala voi olla noin 13-25 prosenttia kankaan koko pinta-alasta, mikä arvo on oleellisesti sama kuin yksikerroksisten kankaiden, joita esiteltävän keksinnön on tarkoitus täydentää. Tällainen vapaa pinta-ala sallii veden helpon kulun suoraan kan-30 kaan 1 lävitse niin, että kankaan toiselle pinnalle kohdistetut vesisuihkut iskeytyvät kankaan vastakkaiselle piimälle kiinnittyneeseen paperiin nostaen paperin irti kankaasta ja vapauttaen sen kiinnittymisestä kankaaseen. Vapaa alue sallii myös suihkujen huuhteluvaikutuksen kankaan 35 puhdistamiseksi jokaisen kierron aikana paperikoneessa, estäen tällöin epäpuhtauksien kerääntymisen ja pysyvän kiinni- 12 7 5 3 7 8 tarttumisen, joita on läsnä paperinvalmistusraaka-aineissa, joista paperi muodostetaan.

Yksikerroksisen langaston lankojen välinen etäisyys muodostetaan edullisesti levittämällä lankojen 6 välistä 5 etäisyyttä toisistaan sen asemasta, että pienennettäisiin niiden läpimittaa. Tällöin saadaan verrattain pitkät tuen-nat monikerroksisen langaston lankoja 4 ja 5 varten. Tämä tuentojen pituuden kasvu kankaan paperinmuodostuspinnalla suurentaa poikittaisten lankojen osuutta kuitujen ja pape-10 rin tukemisessa eikä tarvitse luottaa yksikerroksisen langaston lyhyisiin kohoumiin kuitujen ja paperin tukemiseksi samassa määrässä kuin kankaissa, joissa on lyhyemmät tuennat. Täten keksinnön eräänä kohteena on pitkien poikittaisten tuentojen muodostaminen arkin tuennan parantamisek-15 si. Yksikerroksisen langaston lankojen levittäminen vastaavasti alentaa yksikerroksisen langaston lankojen lukumäärää ja yksikerroksisen langaston lankojen lukumäärän suhde monikerroksisen langaston lankojen lukumäärään voi olla 1,4 tai pienempi.

20 Esimerkkinä keksinnöstä kudottiin kangasta yhtenäi senä, jolloin loimilangat kutomakoneessa muodostuivat yksikerroksisesta langastosta 6. Näiden lankojen läpimitta oli 0,35 mm (0,0138") ja ne olivat tavanomaisia polyesteristä valmistettuja yksikuitulankoja. Ylemmät ja alemmat kude-25 langat 4 ja 5, jotka muodostivat monikerroksisen langaston kaksi poikkisuuntaista kerrosta, olivat polyesteristä valmistettuja yksikuitulankoja, joista jokaisen läpimitta oli 0,40 mm (0,0157"). Ylempi kerros 4 muodostui huomattavasti jäykemmistä yksikuitulangoista kuin alempi kerros, joka oli 30 tavanomaista materiaalia. Yksikerroksisten loimilankojen lukumäärä oli 17 senttimetriä kohti ja molemmissa kerroksissa 4 ja 5 kudelankojen lukumäärä oli 13,8 senttimetriä kohti. Nämä mitat antavat lasketuksi vapaaksi pinta-alaksi 18,3 prosenttia. Loimilankojen eli yksikerroksisen langas-35 ton tiheys oli 0,593 ja kudelankojen eli monikerroksisen 13 75378 langaston (olettaen päällekkäisyyden olevan täydellinen) 0,55. Keksinnön mukaisissa kankaissa yksikerroksisen langaston tiheys on edullisesti alueella noin 0,50-0,65.

Valmiissa kankaassa on loimilankojen 6 (pituus-5 suuntaisten) ja kudelankojen 4 (poikittaissuuntaisten) kohoumien korkeuksien välinen ero kankaan ylemmässä tai paperin puoleisessa pinnassa 0,022 cm ja kudelangat ulottuvat loimilankojen yläpuolelle. Tätä tasojen välistä eroa esittää etäisyys 11 kuvissa 2 ja 3. Kankaan alemmassa tai 10 kulutuspinnassa kudelankojen (poikittaissuuntaisten) kohou mat ulottuvat 0,030 cm loimilankojen (pituussuuntaisten) kohoumien ulkopuolelle ja muodostavat ne kankaan pääkulutus-kohdat ja tasoeroa kulutuspuolella esittää etäisyys 12 kuvissa 2 ja 3. Kankaan kokonaispaksuus oli 0,151 cm, kankaan 15 kestokyky venytystä vastaan oli hyvä ja ilman läpäisykyky 3 2 oli 231 m /min.m vesipaineen laskun ollessa 1,27 cm.

Tämä jälkimmäinen arvo suhtautuu edullisesti yksinkertaisista silmistä muodostuviin kankaisiin ja osoittaa, että veden valumiselle on suuremmat aukot kuin alan aikaisemmissa 20 monikerroskankaissa.

Tarkasteltaessa jälleen kuvassa 3 esitettyjä tasapainotettuja liittymiskohtien paikkoja, sisäpuolisten lankojen 6 lukumäärä kiinnittymiskohtien 7 ja 9 välillä muodostaa kolmen langan 6b, 6c ja 6d ryhmän. Kiinnittymiskohdan 9 25 vastakkaisella puolella sisäpuolisten lankojen 6 lukumäärä kiinnittymiskohtien 9 ja 8 välillä muodostaa toisen kolmen langan 6f, 6g ja 6h ryhmän. Tämä aiheuttaa verrattain suuren etäisyyden kiinnittymiskohtien 7, 8 ja 9 välille pitkin päällekkäisten lankojen 4h ja 5h pituussuuntaa. Tämän tulok-30 sena poikittaiset voimat, jotka vaikuttavat yksikerroksisen langaston lankoihin 6 ja jotka muodostavat monikerroksisen langaston 4h, 5h punoutumisesta yksikerroksiseen langastoon, minimoituvat. Nämä voimat pyrkivät muodostamaan poikittaissuuntaista mutkittelua lankoihin 6 ja minimoimalla poikittai-35 set voimat voidaan välttää epäedullinen yksikerroksisen langaston lankojen 6 poikittaisuuntainen mutkittelu oleellisesti 14 75378 suorien lankojen muodostamiseksi. Tästä aiheutuu oleellisesti suorakulmaiset aukot 10 kankaaseen* Minimaalisen poikittaissuuntaisen mutkittelun saamiseksi langastoon 6 sisäpuolisten yksikerroksisen langaston 6 lankojen luku-5 määrä peräkkäisten kiinnittymiskohtien välillä pitkin päällekkäisen ryhmän alempaa ja ylempää lankaa monikerroksisessa langastossa on edullisesti vähintäin kaksi. Piirroksissa esitetyssä toteutuksessa lukumäärän on esitetty olevan kolme, joka on antanut poikkisuuntaisen mutkittelun 10 hyvän pienenemisen yksikerroksisessa langastossa.

Menetelmä langan poikkisuuntaisen mutkittelun mittaamiseksi on esitetty kuvassa 4, jossa on esitetty eristetty lanka 6 yksikerroksisesta langastosta ylhäältäpäin eli kankaan tasossa katsottuna. Havainnollisuuden vuoksi on 15 langan 6 kaareutumista liioiteltu. Alue, jossa lanka 6 sijaitsee, määräytyy sivuavien viivojen 13 mukaan langan 6 vastakkaisilla puolilla. Jos langan läpimitta D vähennetään tämän alueen leveydestä ja jäännös jaetaan läpimitalla D, on tulos poikkisuuntaisen mutkittelun dimensioton arvo. Kek-20 sinnön mukaisissa kankaissa poikkisuuntainen mutkittelu voidaan pitää arvossa 0,33 ja pienempänä.

Pystysuuntaisten ryhmien sijoittaminen tarkoin päällekkäin monikerroksisessa langastossa on seuraava keksinnön suositeltavan toteutuksen ominaisuus. Kuvassa 5 on esitetty 25 monikerroksisen langaston lankojen päällekkäin sijoitettu ryhmä ylhäältäpäin katsottuna eli kankaan tasossa. Se muodostuu ylemmän kerroksen yhdestä langasta 4 ja on ryhmitetty alemman kerroksen alapuolella olevan langan 5 kanssa. Näiden kahden langan kaarevuutta ja lankojen välistä sivusuuntaista 30 poikkeamaa 0 on liioiteltu havainnollisuuden vuoksi. Yhden langan 4 sijoittuessa tarkoin parinsa 5 yläpuolelle ei poikkeamaa 0 esiinny. Tämä poikkeaman määrä tai päällekkäisyys-kerroin jokaisella kohtaa pitkin kahden samanpaksuisen langan 4, 5 pituutta voidaan laskea jakamalla poikkeama 0 35 langan läpimitalla. Suurin poikkeama kuvan 1 mukaisessa kankaassa ei edullisesti saisi ylittää arvoa 0,4 ja keskimääräinen arvo langan koko pituudelta ei saisi ylittää arvoa 0,2.

15 75378

Jos monikerroksisen langaston ylemmän ja alemman kerroksen lankojen läpimitat ovat eri suuret, määrätään päällekkäi-syyskerroin mittaamalla ohuemman langan poikkeama 0 ja jakamalla se näiden kahden läpimitan keskiarvolla.

5 Käytettäessä verrattain jäykkää lankamateriaalia monikerroksisen langaston ylemmässä kerroksessa 4 saadaan yksikerroksisen langaston 6 lankojen kohoumat korkeammiksi liittymiskohdissaan niin, että ne nousevat kohti monikerroksisen langaston ylemmän kerroksen kohoumien huippuja. Tämä 10 voi parantaa edelleen kuitujen ja paperiarkin tukea. Jäy- kemmän materiaalin on myös havaittu pienentävän poikittaista mutkittelua monikerroksisessa langastossa ja parantavan päällekkäisyyttä. Jäykkyys on epäsuorasti verrannollinen vetolujuuteen ja on suoritettu kuormitusmittauksia yhden 15 prosentin suuruisen kankaan venymisen muodostamiseksi tasaista läpimittaa käyttäen monikerroksisen langaston langoille. Jäykemmän ylemmän kerroksen lankojen tämän jännitys-mittauksen suhde joustavamman alemman kerroksen lankojen arvoihin vastaa noin arvoa 2,25.

20 Kuvassa 6 esitetty käyrä esittää aukkojen tilavuutta kankaassa, jossa on yksikerroksinen langasto muodostettuna noin 17 loimilangasta senttimetriä kohti läpimitaltaan 0,35 mm ja monikerroksinen langasto, joka muodostuu 0,35 mm läpimittaisista kudelangoista käyttäen noin 13 lankaa sent-25 timetriä kohti molemmissa kerroksissa. Käyrän ordinaatta esittää syvyyttä kankaassa ja osoittaa, että kankaan paksuus on 1,33 mm. Alempi abskissa-asteikko esittää prosentteina kankaan kiinteää poikkileikkausalaa ja ylempi asteikko ahskissa-akselilla esittää aukkojen prosentuaalista pinta-30 alaa tai tilavuutta kankaassa. Käyrän arvot saatiin valamalla kangasnäyte sopivaan muoviin niin, että kangas pysyi lujasti paikallaan ja sitten hiomalla varovasti pois kangasta ja mittaamalla peräkkäisillä tasoille lankojen ottama pinta-ala.

35 Ylin käyrä 14 esittää monikerroksisen langaston ylempää kudekerrosta eli kerrosta 4, jolloin käyrän vasemmalla puolella oleva alue esittää tämän ylemmän kerroksen 16 75378 kiinteää osuutta. Alin käyrä 15 esittää monikerroksisen langaston alempaa kudekerrosta tai kerrosta 5 ja keskellä oleva käyrä 16 esittää yksikerroksisen langaston 6 loimi-kerrosta. Käyrä 17 esittää kolmen lankakäyrän 14, 15 ja 5 16 summaa niin, että yhdistelmäkäyrän 17 vasemmalla puo lella oleva alue esittää kankaan lankojen kokonaistilavuutta. Käyrän 15 oikealla puolella oleva alue esittää vastaavasti vapaata tilaa tai aukkojen tilavuutta kankaassa.

10 Piste 18 käyrällä 17 esittää suurinta veden vir tauksen rajoitusta kankaassa ja sitä kohtaa kankaassa, jossa tämä rajoitus esiintyy. Aukkojen tilavuus kankaassa on suurimmillaan lähellä kankaan alapintaa ja yläpintaa ja siirryttäessä kohti kankaan keskustaa aukkojen tilavuus 15 pienenee ja sen taitekohta on pisteessä 18. Avoimen alueen prosentuaalinen osuus tällä kohtaa 18 on määräävä tekijä kankaan valumis- ja virtausominaisuuksille ja kuvan 6 mukaisessa käyrässä aukkojen pienin tilavuus on noin 47 %. Verrattaessa tätä arvoa tyypillisille yksikerroksisille 20 kankaille saatuihin, 25-32 % oleviin arvoihin ilmenee, että keksinnön mukaisia monikerroskankaita, joissa yksikerroksisen langaston lankojen lukumäärää on pienennetty, voidaan edullisesti virtausominaisuuksien suhteen verrata yksikerroksisiin kankaisiin, joita ne täydentävät. Edullisesti 25 pienin aukkojen tilavuus jokaisessa keksinnön mukaisen kankaan kohdassa on vähintäin 40 prosenttia.

Vaikka edellä oleva esittely on pääasiassa kohdistunut kankaisiin paperikoneiden muodostus- tai märkäpäätä varten, voidaan keksinnön mukaisia kankaita käyttää paperi-30 koneen eri kohdissa, joissa keksinnön edut voidaan toteuttaa. Keksinnön avulla saadaan monikerroksinen kangas, jossa on huomattavan suuri esilletuleva vapaa alue yhdistettynä verrattain pieneen aukkojen tilavuuteen. Veden virtaus kankaan lävitse paranee huomattavasti ja keksinnön mukaisia 35 monikerroskankaita voidaan käyttää uusissa sovellutuksissa.

Claims (10)

75378

1. Synteettinen monikerroksinen paperinvalmistus-kangas (1), jossa on yksikerroksinen langasto (6), jonka 5 langat (6a - 6i) kulkevat kankaan konesuunnassa ja monikerroksinen langasto (4,5), jonka langat (4a - 4i, 5a -5i) kulkevat konesuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa, jolloin monikerroksinen langasto käsittää ylemmän kerroksen (4) ja alemman kerroksen (5) ja jolloin jokainen ylemmän 10 kerroksen (4) lanka (4a - 4i) on sijoitettu päällekkäin alemman kerroksen (5) vastaavan langan kanssa, jossa kankaassa yksikerroksisen langaston (6) langat (6a - 6i) on kudottu yhteen monikerroksisen langaston (4,5) kunkin kerroksen lankojen kanssa ja ovat toistuvan kudontakuvion 15 suurimman osan aikana ylemmän kerroksen (4) ja alemman kerroksen (5) välissä ja jossa kankaassa yksikerroksisen langaston (6) langat (6a - 6i) muodostavat kiinnittymis-kohtia (7, 9, 8) monikerroksisen langaston (4,5) lankojen (4a - 4i, 5a - 5i) kanssa stabilisuuden kehittämiseksi 20 ja lankojen suhteellisen siirtymisen olennaista estämistä varten, tunnettu siitä, että molempien langastojen (4, 5, 6) lankojen poikittainen mutkittelu on korkeintaan 0,33, että aukkojen pinta-ala kankaan (1) missä tahansa tasossa on vähintään 40 % ja että kankaan projisoitu avoin 25 pinta-ala on 13 - 25 % kankaan koko pinta-alasta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperinvalmistus kangas, tunnettu siitä, että alemman kerroksen (5) lankojen keskimääräinen päällekkäisyyskerroin on korkeintaan 0,2 suhteessa ylemmän kerroksen (4) vastaaviin lankoihin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen paperin- valmistuskangas, tunnettu siitä, että yksikerroksisen langaston (6) lanka (6a - 6i) on kudottu monikerroksisen langaston (4, 5) ylemmän ja alemman kerroksen lävitse kulkemaan ulkopuolelta ylemmän ja alemman kerroksen lankojen 35 ympäri ja sovitettu muodostamaan kohoumia, jotka ovat 18 75378 painuneet ylemmän ja alemman kerroksen kohoumien tasalle.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen paperinvalmistuskangas, tunnettu siitä, että yksikerroksisen langaston (6) lanka (6a - 6i) on monikerrok- 5 sisen langaston (4, 5) alemman ja ylemmän kerroksen välis sä niiden sisäpuolella vähintäin kaksi-kolmasosalta sen risteyskohtien suhteen mainitun ylemmän ja alemman kerroksen kanssa.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen pape- 10 rinvalmistuskangas, tunnettu siitä, että kiinnit- tymiskohdat (7, 9, 8) ovat yhtäsuuren välimatkan päässä toisistaan.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen paperinvalmistuskangas, tunnettu siitä, että yksiker- 15 roksisen langaston (6) lanka (6a - 6i) kiinnittyy vain yhden monikerroksisen langaston (4, 5) ylemmän kerroksen (4) langan (4a - 4i) ympärille ja vain yhden monikerroksisen langaston (4, 5) alemman kerroksen (5) langan (5a -5i) ympärille jokaisessa toistuvassa kudontakuviossa.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen paperinvalmis tuskangas, tunnettu siitä, että yksikerroksisen langaston (6) langan (6a - 6i) kudontakuvio toistuessaan käsittää kahdeksan monikerroksisen langaston lankaa.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen pape-25 rinvalmistuskangas, tunnettu siitä, että ylemmän kerroksen lankojen (4a - 4i) toistuvassa kudontakuviossa lanka kulkee useiden yksikerroksisen langaston (6) lankojen (6a - 6i) ylitse ja sen jälkeen yksikerroksisen langaston (6) yhden langan (6a - 6i) alitse muodostamaan 30 kiinnittymiskohdan yksikerroksisen langaston kanssa, että alemman kerroksen lankojen (5a - 5i) toistuvassa kudonta-kuviossa lanka kulkee useiden yksikerroksisen langaston (6) lankojen (6a - 6i) alitse ja sen jälkeen yksikerroksisen langaston (6) yhden langan (6a - 6i) ylitse muodostamaan 35 kiinnittymiskohdan yksikerroksisen langaston kanssa, ja 19 75378 että yksikerroksisen langaston lankojen lukumäärä, jotka ovat ylemmän langan kiinnittymiskohdan ja alemman langan kiinnittymiskohdan välissä niiden sisäpuolella, on vähintään kaksi.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen pa- perinvalmistuskangas, tunnettu siitä, että yksikerroksisen langaston lankatiheys on alueella noin 0,50 -0, 65.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen paperinvalmis-10 tuskangas, tunnettu siitä, että monikerroksisen langaston (4, 5) ylemmän kerroksen (4), langat ovat jäy-kempiä kuin alemman kerroksen (5) langat. 20 7 5 3 7 8