FI75893C - Skivformad vaetskegenomslaeppande struktur, och foerfarande foer tillverkning av densamma. - Google Patents

Description

1 75893

Levymäinen nestettä läpäisevä rakenne, ja menetelmä sen valmistamiseksi Tämän keksinnön kohteena on levymäinen nestettä läpäisevä rakenne, erityisesti paperikoneilla käytettävä puristinhuopa seka menetelmä sen valmistamiseksi.

Keksinnön mukaista rakennetta käytetään etupäässä puristinhuopa-na, mutta sitä voidaan myöskin käyttää esimerkiksi puristinviira- na.

Paperikoneella vettä poistetaan kolmessa eri osassa, eli viirao-sassa suotauttamalla, puristinosassa märkäpuristamalla ja kuiva-tusosassa haihduttamalla. Paperin valmistuksen taloudellisuuden kannalta on tärkeätä, että rainasta on poistettu mahdollisimman paljon vettä ennen kuin se saapuu kuivatusosaan.

Paperikoneen viiraosalla eli rainanmuodostusyksikössä poistetaan sulpusta mahdollisimman paljon vettä käyttäen viiraa. Viiralla tarkoitetaan päättömäksi valmistettua kudosta, jonka läpi sulpusta suotautuu vettä. Viirat on yleensä tehty fosforipronssista tai tekokuiduista.

Paperikoneen viiraosalla muodostetulla yhtenäisellä kuiturainalla on vielä suuri kosteuspitoisuus, jota pienennetään paperikoneen märkäpuristimessa puristamalla raina kokoon telojen välissä yhdessä yhden tai useamman puristushuovan kanssa. Märkäpuristuk-sen päätehtävä on siis veden poistaminen rainasta, mutta sen tehtävänä on myös rainan tiivistäminen ja lujittaminen riittävän märkälujuuden aikaansaamiseksi. Rainan riittävä märkälujuus on nimittäin edellytyksenä sille, että rainaa voidaan siirtää katkeamatta puristinosalta kuivatusosalle ja edelleen kuivaussylin-teriltä toiselle. Märkäpuristuksessa voidaan käyttää erityyppisiä teloja, kuten sileitä, reititettyjä, uritettuja tai päällystettyjä teloja. Puristinhuovan ja telapinnan välissä voidaan myöskin 2 75893 käyttää puristinviiraa vedenpoistokyvyn parantamiseksi ja tela-markkeerauksen eliminoimiseksi.

Puristinhuovan ensisijaisena tehtävänä on ottaa vastaan rainasta poistuva vesi. Huovan tehtävänä on myöskin tukea rainaa puristimessa ja suojata sitä puristusvaurioilta. Puristinhuovan rakenteella on suuri merkitys valmiin paperin laatuun. Tehokkaalta purist inhuovalta vaaditaan hyvää vedenpoistokykyä, mekaanista lujuutta, pitkää elinikää sekä että sen myötävaikutuksesta saadaan tasalaatuista markkeerautumatonta paperia.

Yleisesti käytetään neulattuja, runsaasti synteettisiä kuituja sisältäviä puristinhuopia. Tyypillisiä synteettisiä kuituja ovat polyamidi-, polyesteri- ja polyakryylinitriilikuidut. Useimmissa huovissa on pohjakankaan päälle kiinnitetty hahtuvakerros. Valmiin huovan ominaisuuksia voidaan säädellä käyttämällä hienoudeltaan ja raaka-aineiltaan erilaisia kuituja huopaan neulattavassa hahtuvassa. Yhdistämällä erilaisia hahtuvakerroksia voidaan huovalle saada haluttuja ominaisuuksia. Tämän tyyppisissä huovissa muodostaa huovan riittävä sileys ongelman, jota on yritetty parantaa mm. neulaamalla huovan rainanpuoleiseen pintaan ohut kerros hienompia kuituja.

Puristinhuopa vaikuttaa ratkaisevasti vedenpoistoon ja sen laatu on tämän vuoksi hyvin tärkeä tekijä. Yleensä pyritään käyttämään kokoonpuristumattomia, jäykkiä ja rakenteeltaan avonaisia huopia. Liian avonainen huopa saattaa kuitenkin aikaansaada rainaan haitallista kuvioitumaa ja epätasaisen paineenjakautuman rainan kuituihin .

Nykyisillä kokonaan tai osittain synteettisillä huovilla on suhteellisen huono kyky vastustaa puristusta ja tämän seurauksena ne menettävät kimmoisuutensa ja tiivistyvät, mikä huonontaa vedenpoistokykyä. Myöskin tukkivat aineet, kuten kuidut edistävät rakenteen tiivistymistä ja lyhentävät näin huopien taloudellista käyttöikää. Edellä esitettyjen epäkohtien johdosta on tekstiili- 3 75893 huopien kunnostukseen kiinnitettävä erityistä huomiota ja ne on vaihdettava suhteellisen usein. Nykyisissä paperikoneessa käytetään jatkuvatoimisia huovanpuhdistusjärjestelmiä, joihin kuuluu erilaisia huovankunnostuslaitteita, kuten painesuihkuja ja rainan poikki ulottuvia imurakoja.

Suomalaisesta patenttihakemuksesta 810884 tunnetaan viirana tai huopana käytettävä rakenne, joka käsittää kalvo-osan, jossa on lasersäteiden avulla aikaansaatuja, kalvon läpäiseviä kanavia, ja kalvo-osaan yhdistetyn vahvistusosan, joka muodostuu tapulikuitu-ja käsittävästä kudoksesta. Myöskin tämäntyyppisessä rakenteessa saattaa kanavien ja kudosten tukkeutuminen muodostaa ongelman.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada levymäinen nestettä läpäisevä, erityisesti puristinhuopana käytettävä rakenne, jolla on hyvä vedenpoistokyky ja suuri mekaaninen lujuus ja jolla aikaansaadaan tasainen paineenjakautuma nipissä sekä jolla vältetään edellä mainitut haitat. Keksinnön tarkoituksena on myöskin aikaansaada rakenteeltaan yksinkertainen rakenne, jota on helppo huoltaa ja joka vaatii vähän kunnossapitoa sekä jolla on pitkä käyttöikä. Nämä tavoitteet voidaan toteuttaa keksinnön mukaisella rakenteella. Tämä keksintö koskee näin ollen levymäistä, nestettä läpäisevää rakennetta joka muodostuu polymeerirungosta, jossa on reikiä, joiden reikien läpimitta kasvaa olennaisesti progressiivisesti pinnasta toiseen siten, että rainanpuoleinen pinta on mikrohuokoinen ja toinen pinta on olennaisesti avohuokoisempi, ja mahdollisesti lujitemateriaalista, jolle rakenteelle on tunnusomaista se, että runko on valmistettu valettavasta polymeeristä ja että reiät ovat syntyneet valuprosessin aikana sekä että rungossa mahdollisesti on valuprosessin aikana syntyneitä onkalotta.

Rungon valmistukseen voidaan käyttää tähän tarkoitukseen sopivia valettavia polymeerejä, kuten nestekumeja, joista voidaan mainita uretaanikumit, nitriilikumit ja silikonikumit.

Rakenteen ominaisuuksia voidaan haluttaessa modifioida eri tavoin.

4 75893

Niinpä voidaan mekaaniset ominaisuudet, kuten jäykkyys, kovuus ja kulutus- ja taivutuskesto säätää valitsemalla sopiva polymeeri.

Lujuusominaisuuksia voidaan parantaa erilaisilla lujitemateriaa-leilla, kuten lasikuiduilla, katkokuiduilla, monofilamenteilla, multifilamenteilla ja/tai metalliverkolla. Voidaan käyttää sekä kudottuja että non-woven-tyyppisiä lujitemateriaaleja. Tyypillisiä raaka-aineita ovat synteettiset kuidut, kuten polyamidi-, aramidi-("Kevlar") ja polyesterikuidut. Lujitemateriaalit sovitetaan edullisesti rungon sisään.

Rakenteen vedenpoistokykyä voidaan parantaa ja kimmoisuutta säätää muodostamalla rakenteeseen muodoltaan ja kooltaan erilaisia onkalolta ja/tai huokosia, jotka voivat olla avonaisia tai umpinaisia. Avohuokoisuus voidaan myös tehdä progressiivisesti avautuvaksi läpi koko rakenteen.

Myöskin rakenteen pintaominaisuudet voidaan kitkan ja releasen osalta virittää halutuiksi.

Rakenteen ominaisuuksia voidaan myöskin modifioida muodostamalla sandwich-tyyppinen rakenne, jossa eri kerrokset käyttäyvät mekaanisesti erilailla.

Keksinnön mukaisen rakenteen rainanpuoleinen pinta on hyvin sileä ja mikrohuokoinen rakenteen vedenpoistokyvyn ollessa hyvä. Keksinnön mukaisella rakenteella aikaansaadaan myöskin nipissä hyvin tasainen puristuspaine, joka myötävaikuttaa tasa- ja hyvälaatuisen paperin muodostuksen. Lisäksi keksinnön mukaista rakennetta käytettäessä tullaan toimeen ilman joustavaa telapäällystettä.

Keksintö koskee myöskin menetelmää nestettä läpäisevän rakenteen, erityisesti paperikoneilla käytettävän puristinhuovan valmistamiseksi, jolle menetelmälle on tunnusomaista se, että päättömälle alustalle, jossa on olennaisesti kohtisuoraan alustan pinnasta ulkonevia kartiomaisia elimiä, applikoidaan polymeerimateriaalin 75893 5 raaka-aineet, jota tarvittaessa seuraa kypsytys, minkä jälkeen rakenne irrotetaan alustalta.

Raaka-aineiden applikointi alustalle suoritetaan edullisesti valamalla, sivelemällä tai ruiskuttamalla. Alustaa on yleensä käsiteltävä liukuaineella, jotta valmis rakenne olisi helposti irrotettavissa alustalta.

Erään edullisen suoritusmuodon mukaan päätön alusta on sovitetu kahden telan väliin.

Erään toisen suoritusmuodon mukaan päätön alusta on sovitettu halkaisijoiltaan suuren telan ympärille. Myöskin halkaisijaltaan suuren telan kehäpinta voi muodostaa päättömän alustan.

Keksinnön mukaista rakennetta voidaan myöskin valmistaa muilla kuin edellä esitetyillä tavoilla. Niinpä voidaan valettavasta polymeeristä valmistettuun reiättömään runkoon tehdä reikiä, esimerkiksi poraamalla tai muita sinänsä tunnettuja tapoja käyttäen.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää pitkittäisleikkausta keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesta rakenteesta, kuvio 2 esittää samaa rakennetta kuin kuvio 1 päältäpäin katsottuna , kuvio 3 esittää pitkittäisleikkausta erään toisen suoritusmuodon mukaisesta rakenteesta, kuvio 4 esittää pitkittäisleikkausta vielä erään suoritusmuodon mukaisesta rakenteesta ja kuvio 5 esittää pitkittäisleikkausta eräästä keksinnön mukaisen rakenteen valmistamiseksi käytettävästä laitteesta.

Kuviossa 1 on levymäinen, valettavasta polymeeristä valmistettu runko merkitty viitenumerolla 1. Runko 1 on edullisesti valmistettu uretaanikumista. Rungossa 1 on kartiomaiset reiät 2. Rainan- 6 75893 puoleinen pinta 3 (kuviot 1 ja 2) on mikrohuokoinen ja hyvin sileä. Toinen pinta taasen on selvästi avohuokoisexnpi. Tämän rakenteen ansiosta on keksinnön mukaisella rakenteella puristinhuopana tai -viirana käytettynä hyvä vedenpoistokyky ja lisäksi reiät 2 eivät tukkeudu helposti.

Kuvio 3 esittää samankaltaista rakennetta kuin kuvio 1, paitsi että se on lujitettu lujitemateriaalilla 4. Sopivia lujitemate-riaaleja ovat erilaiset synteettiset kuidut, langat ja kudokset, lasikuidut sekä metallilangat ja -verkot.

Kuvio 4 esittää samankaltaista rakennetta kuin kuvio 1, paitsi että rakenteessa on huokosia 5. Huokoset voivat olla avo- tai umpihuokosia. Avohuokoset tekevät rakenteen "pesusienimäiseksi" parantaen sen vedenpoistokykyä. Umpihuokoset taasen parantavat rakenteen jousto-ominaisuuksia.

Edellä on kuvattu vain muutamia keksinnön mukaisia suoritusmuotoja, mutta on selvää, että näitä suoritusmuotoja voidaan yhdistää ja muunnella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä voi esimerkiksi keksinnön mukainen rakenne olla sekä lujitettu että sisältää huokosia.

Kuvioon 5 viitaten kuvataan seuraavassa erästä tapaa keksinnön mukaisen rakenteen valmistamiseksi. Kahden telan 6 väliin pingotetaan hihnamainen muotti 7, jonka pinnassa on kartiomaisia piikkejä 8, joiden muoto vastaa rakenteeseen haluttujen reikien muotoa. Tälle "naskalimatolle" applikoidaan polymeerimateriaalin raaka-aineet halutun paksuisen rakenteen aikaansaamiseksi. Appli-kointi voidaan suorittaa valamalla, sivelemällä tai ruiskuttamalla. Materiaalin lopulliseksi kypsyttämiseksi on yleensä suoritettava lämpökäsittely. Valmis rakenne irrotetaan "naskalimatosta".

Jos rakennetta halutaan lujittaa suoritetaan applikointi kerroksittain, jolloin kahden kerroksen väliin sijoitetaan lujitemate-riaali.

7 75893

Jos rakenteen huokoisuutta halutaan lisätä niin polymeerimateriaaliin lisätään valmistusprosessin aikana sopivia kemikaaleja, kuten kaasuuntuvia aineita tai vesiliukoisia aineita, jotka aineet lämmön tai veden vaikutuksesta muodostavat rakenteeseen huokosia. Vesiliukoisena aineena voidaan mainita keittosuola, jonka raekoko määrää huokosten koon.

Claims (13)

75893

1. Levymäinen nestettä läpäisevä rakenne, erityisesti paperikoneilla käytettävä puristinhuopa, joka rakenne muodostuu poly-meerirungosta (1), jossa on reikiä (2), joiden reikien läpimitta kasvaa olennaisesti progressiivisesti pinnasta toiseen siten, että rainanpuoleinen pinta (3) on mikrohuokoinen ja toinen pinta on olennaisesti avohuokoisempi, ja mahdollisesti lujitemateriaalista (4), tunnettu siitä, että runko (1) on valmistettu valettavasta polymeeristä ja että reiät (2) ovat syntyneet valuproses-sin aikana sekä että rungossa (1) mahdollisesti on valuprosessin aikana syntyneitä onkalolta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että runko (1) on valmistettu valettavasta elastomeeristä, kuten valu-uretaanista.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen rakenne, tunnet-t u siitä, että rungossa (1) lisäksi on umpihuokosia (5) rakenteen jousto-ominaisuuksien säätämiseksi halutuiksi ja/tai avohuo-kosia rakenteen vesitilan säätämiseksi halutuksi.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rakenne, tunnettu siitä, että lujitemateriaali (4) on sovitettu rungon (1) sisään.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen rakenne, tunnettu siitä, että se on sandwich-tyyppinen rakenne.

6. Menetelmä nestettä läpäisevän rakenteen, erityisesti paperikoneilla käytettävän puristinhuovan valmistamiseksi, tunnettu siitä, että päättömälle alustalle (7), jossa on olennaisesti kohtisuoraan alustan pinnasta ulkonevia kartiomaisia elimiä (8), applikoidaan polymeerimateriaalin raaka-aineet, jota tarvittaessa seuraa kypsytys, minkä jälkeen rakenne irrotetaan alustalta. 9 75893

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päätön alusta (7) on sovitettu kahden telan (6) väliin .

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeerimateriaali on elastomeeriä, kuten valu-uretaania.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 6-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että applikointi suoritetaan valamalla, sivelemällä tai ruiskuttamalla.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 6-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että applikointi suoritetaan kerroksittain.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kerrosten väliin sijoitetaan lujitemateriaalia (4).

12. Jonkin patenttivaatimuksen 6-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeerimateriaalin huokoisuutta lisätään käyttämällä kaasuuntuvia aineita ja/tai vesiliukoisia aineita, jotka aineet valmistusprosessin aikana lämmön ja/tai veden vaikutuksesta muodostavat haluttuja huokosia ja/tai onkalotta haluttuihin paikkoihin joko avosoluisina tai umpisoluisina.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesiliukoisena aineena käytetään suolaa, jonka raekoko määrää huokosten ja/tai onkaloiden koon. 75893 Pacentkrav