FI76145B - Torktyg. - Google Patents

Description

lejuAtei»· KUULUTUSJULKAISU _ , . . r fB] 1 UTLÄGGNINQSSKRIFT 7 61 4 5 (51) Kv.lk.Vlnt.CI.4 D 21 F 7/08

SUOMI-FINLAND

(Fl) (21) Patenttihakemus - Patentansökning 783268 (22) Hakemispäivä - Ansökningsdag 26.10.78

Patentti-ja rekisterihallitus (23) Alkupäivä-Giltighetsdag 26.10.78

Patent- och registersty releen (41) Tullut julkiseksi-Biivit offentiig 29.04.79 (44) Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.- 31.05.88

Ansökan utlagd och utl.skriften publicarad (86) Kv. hakemus - Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus - Begörd prioritet 28.10.77 17.05.78 USA(US) 846355, 906434 (71) JWI Ltd., Suite 428, 1 Westmount Square, Montreal, Quebec, Kanada-Canada(CA) (72) John Gordon Buchanan, Ottawa, Ontario,

Donald George MacBean, Ottawa, Ontario, Kanada-Canada(CA) (74) Oy Kolster Ab (54) Kuivauskangas - Torktyg

Keksintö koskee kuivauskangasta paperikonetta varten, joka käsittää useita yhteenkudottuja loimi- ja kudemonofilamenttimuovi-polymeerisäikeitä, jotka on kudottu noin 100 %:n loimitäytöllä.

Paperia valmistettaessa, esim. tasoviirapaperikoneessa, selluloosakuitujen vesisuspensio, joka käsittää yhden paino-osan tai vähemmän kuituja 99 paino-osassa tai suuremmassa määrässä vettä, johdetaan päättömälle pyörivälle muodostuskankaalle, joka on kudottu metalli- tai synteettisistä filamenteista. Kun tämä hihna, taimuodostuskangas tai "viira”, kuten sitä kutsutaan, kulkee ve-denpoistolaitteiden, kuten rekisterivalssien, vedenpoistofOilien ja imulaatikkojen yli, kankaan kannattaman suspension vesipitoisuutta alennetaan n. 80 - 85 %:iin.

Ohut kuituraina, joka kannattaa nyt itsensä, poistetaan muodostuskankaalta ja viedään yhden tai useamman puristusosan kautta, jossa se kulkee suhteellisen paksua kangasta olevien muiden päättömien hihnojen pinnalla, joista toinen tai molemmat voivat olla neulattua synteettistä tai luonnonkuituista levyä. Nämä / 2 76145 hihnat, joita kutsutaan märiksi huoviksi, kuljettavat rainan puristus-telojen nipeistä, jossa lisää jäijelläolevasta vedestä puristetaan absorboiviin huopiin, kunnes vesipitoisuus alenee n. 65 prosenttiin, jossa vaiheessa ei ole yleensä käytännöllistä yrittää poistaa lisää vettä suoralla uuttamisella, kuten puristuksella tai tyhjiöllä.

Paperiraina viedään sitten koneen kuivausosaan, jossa loppuosa vedestä poistetaan höyrystymisprosessin avulla, jota kiihdytetään lämmön avulla. Kuivausosa käsittää joukon suuria, onttoja valurautai-sia tai terässylintereitä, joiden yli paperiraina kulkee serpentiinin tapaan, Sylinterit pyörivät synkronisesti rainan kulun helpottamiseksi. Lämpöä toimitetaan lauhduttamalla höyryä kunkin sylinterin sisällä, ja raina pidetään kiinteässä kosketuksessa kuivaussylinterien kuumennettujen pintojen kanssa kuivauskankaiden avulla.

Riittävän kuivauskapasiteetin aikaansaamiseksi voi esim. sanomalehtipaperin kuivausosa käsittää n. 50 kuivaussylinteriä, jotka kukin ovat läpimitaltaan n. 150 cm ja asetetut ylä- ja alariviin neljään;tai viiteen erilliseen ryhmään.

Uudenaikaisen paperikoneen kuivausosan suuren koon kuvaamiseksi mainittakoon, että sen kokonaispituus voi olla n. 60 m, leveys n. 12 m. ja korkeus n. 12 m. Paperiraina saattaa kulkea kuivausosan läpi nopeuksilla aina 900 m/min asti, niin että mikä tahansa rainan osa saattaa viipyä kuivausosassa vain niin vähän kuin 15 s, jona aikana raina pelkistetään normaaliksi kuivaksi paperiarkiksi.

Kuivauskankaiden tarkoituksena on pitää paperiraina vasten pyörivien kuivaussylinterien kuumennettuja pintoja, tehokkaamman lämmönsiirron aikaansaamiseksi rainaan eliminoimalla osittain ilman muodostama lämmöneristyskerros, joka on kiinni sylinterin pinnassa. Kuivauskankaiden tarkoituksena on myös estää paperirainaa rypistymästä.

Tavanomaisessa kuivausosassa on ylempi ja alempi kuivauskangas. Ylempi kangas kulkee ylempien kuivaussylinterien kehän ylemmän osan yli, pitäen paperirainan sitä vasten, kun taas alempi kangas kulkee alempien kuivausylinterien kehän alemman osan alitse, pitäen paperin sitä vasten. Kankaita ohjataan kankaiden väliteloilla, jotka on asetettu sylinterien väliin.

Kuivauskankaat toimivat erikoisen vastakohtaisessa ympäristössä, jossa ne vuorotellen viedään kuumaan ja märkään ja toisaalta kuumaan ja kuivaan ympäristöön. Niiden täytyy olla taipuisat koneen pituussuunnassa, niin että ne voidaan taivuttaa huopatelojen ympäri helposti. Niillä tulee olla hyvä mittapysyvyys ja kestävyys niissä jännityksen, lämpötilan ja kosteuden olosuhteissa, jotka vallitsevat paperikoneen kuivausosässa. Yleensä kuivauskankaat kudotaan joko luonnon- tai 3 76145 synteettisistä kuiduista, suhteellisen pöyheän kankaan muodostamiseksi, jolla on hyvät absorptio-ominaisuudet ja suuri huokoisuus, kosteuden poistumisen edistämiseksi paperirainasta. Näiden tulosten saavuttamiseksi langat kudotaan lähelle toisiaan ja joskus useaksi kerrokseksi verrattain läpäisemättömän kankaan muodostamiseksi. Läpäisevyyden vähentämiseksi vielä pitemmälle, mukaan kudotaan joskus pöyhteitä tapulikuitulankoja, joista jotkut sisältävät asbestia. Nämä kankaat osoittavat kuitenkin ei-haluttua pyrkimystä pitää sisällään riittävästi vettä, joka kastelee arkin uudelleen. Ne tulevat myös yhä vaikeammiksi puhdistaa erilaisista vieraista aineista, kuten liistaus-aineista, saven kaltaisista täyteaineista ja hartseista, kumiaineista, vahoista ja piestä, jolloin kangas tukkeutuu niin, että se täytyy usein puhdistaa tai vaihtaa.

Kuivauskankaat kudotaan tavallisesti noin 100%:n loimitäytöllä, kuten tämän hakemuksen kuvissa on esitetty. Asia on hyvin tunnettu alan ammattimiesten keskuudessa. Loimitäyttö määritellään loimien määränä annetussa tilassa suhteessa otaksuttuun kokonaistilaan, loimitäyttö voi olla yli 100% kun käytettävissä olevaan tilaan on sulottu useampia loimilankoja kuin ko. tilaan on mahdollista sijoittaa yhteen kerrokseen. Kankailla, joilla on nimellinen 100%:n loimitäyttö, on yleensä todellinen laskettu loimitäyttö, joka vaihtelee välillä 80-125%, kuten tämän keksinnön kankaalla. Yli 100%:n olevat arvot saadaan aikaan ahtomalla ja aallottamalla loimilankoja poikittaisesti.

Läpäisevyys on tärkeä ominaisuus kuivauskankaalla ja sen ilman-läpäisykyvyn mitta. Alhaisen läpäisevyyden omaava kangas vastustaa ilman läpimenoa ja pyrkii absorboimaan höyryä, kun taas suuren läpäisevyyden omaava kangas sallii ilman ja höyryn vapaan läpikulun.

Kuten mainittiin, tehtiin kuivauskankaat aikaisemmin tavanomaiseen tapaan puuvillasta tai villasta, ja ne sisältävät joskus asbestikuituja. Synteettisten lankamateriaalien kehittyessä tavanomaiset kankaat korvataan vähitellen synteettisiä lankoja sisältävillä kankailla. Nämä voidaan kutoa yksinkertaisina tai hyvin monimutkaisina sidoksina 2-, 3-tai useampikerroksisina suhteellisen suuriläpimittaisista monofila-menttilangoista tai useampisäikeisistä langoista, jotka on kehrätty useista pieniläpimittaisista jfilamenteista.

Uusista synteettisistä langoista pidetään parempana monofila-mentteja, koska tuloksena olevalla kankaalla on pitempi elinikä, se on helppo puhdistaa, siitä ei irtoa kuituja, eikä se ota liikaa 76145 kosteutta. Kierron sinä aikana, jolloin kangas on kosketuksessa arkin kanssa kuivaussylinterin pinnalla, alhainen kosteuspitoisuus ja suuri läpäisykyky edistävät lämmön siirtymistä rainaan. Myös kankaan suurella läpäisevyydellä on hyödyllinen vaikutus kuivaajan taskujen tuuletukseen, josta seurauksena saadaan tasaisempi kos-teusprofiili rainaan. Kuitenkin pelkästään monofilamenttilangoista valmistettujen kankaiden suurella läpäisevyydellä on eräissä tapauksissa haittana sen aiheuttama liian suuri ilman liike kuivaajan taskuissa, jonka tuloksena arkki alkaa lepattaa. Tämä ongelma kasvaa koneen nopeuden kasvaessa, ja pian saavutetaan kohta, jossa lepatus, erikoisesti kuivaajan ensimmäisessä ja toisessa osassa, missä raina on märkä ja heikko, on kyllin voimakasta aiheuttamaan sen katkeamisen. Kankaan läpäisevyyden vaikutusta kuivaajan taskujen tuuletukseen ja arkin lepatukseen ovat kuvanneet Race, Wheeldon ym. (Tappi, heinäkuu 1968, Voi. 51 No. 7), ja he ovat osoittaneet, että ilman liikkeeseen kuivaajan taskuissa vaikuttaa enemmän läpäisevyys kuin kankaan pinnan karheus, kuten aikaisemmin oletettiin. Ilman liike kuivaajan taskuissa aiheutuu siitä, että liikkuva kangas kuljettaa mukanaan ilmakerroksia.

Kankaan pinnalla ilmakerroksen nopeus on sama kuin kankaan nopeus, ja sitä mukaa kuin etäisyys kankaan pinnasta kasvaa, vähenee ilman nopeus. Kun kangas kiertyy telan ympärille, saadaan sisäpuolella oleva ilma kiinni nipissä telan ja kankaan väliin, ja, jos kangas on riittävän läpäisevää, pumpataan sisäpuolella oleva ilma läpi, tällöin se liittyy kankaan ulkopuolella olevaan ilmavirtaan, jolloin : kahden ilmavirtauksen yhdistetty nopeus on suurempi kuin kankaan nopeus. Kun kangas kulkee telan ympäri, ulkopuolella olevat ilmakerrokset pyrkivät kulkemaan poispäin telalta johtuen keskipakovoimista, jotka aiheuttavat tangentiaalisen ilmanliikkeen. Tästä on tuloksena suuren ilmamassan liikkuminen sivuttain ulos taskuista, kun käytetään suuren läpäisykyvyn omaavia kankaita suurella nopeudella käyvissä koneissa.

Kokeet, joita Race, Wheeldon ym. tekivät, osoittavat, että kun kankaan nopeus lisääntyy, kasvaa kuivaajan huopatelojen kankaan läpi pumppaamaan ilman nopeus, erityisesti yli 1500 k/min nppeuksil-la. Ne myös osoittavat, että kun kankaan läpäisevyys vähenee, ilman määrä, joka pumpataan kuivaajan taskuihin, vähenee vastaavasti. Näinollen alhaisilla nopeuksilla voidaan käyttää kuivauskangasta, 5 76145 jolla on suuri läpäisevyys, ja sellainen auttaa saavuttamaan suuria kuivaustehoja, mutta suurilla nopeuksilla, erikoisesti kuivaajan ensimmäisessä ja toisessa osassa, on välttämätöntä käyttää alhaisen 3 2 läpäisevyyden omaavia kankaita alueella 15-60 m /min/m . Näinollen suurinopeuksisissa koneissa ei ole usein käytännöllistä käyttää hyväksi mono filamenttikankaiden helppoa puhdistettavuutta niille luonteenomaisen suuren läpäisevyyden tähden.

"Läpäisevyys" ilmaistaan esimerkiksi ilmakuutiometrien määränä, joka minuutissa kulkee kankaan neliömetrin suuruisen alueen läpi, kun paineen alenema kankaan läpäisyn jälkeen on 12,7 mm vettä. Eräs laite ilmanläpäisevyyden mittaamiseksi on Frazier Air Permeometer.

Tässä laitteessa ilmaa vedetään vaihtelevanopeuksisella tuulettimella kankaan 1 neliöjalan suuruisen osan läpi ja testataan senjälkeen ylä- ja alakammion läpi, jotka on yhdistetty sarjalla vaihdettavia aukkoja, jotka on kalibroitu paine-eron määrän mittaamiseksi. Tuulettimen nopeutta lisätään, kunnes yläkammio saavuttaa 0,5 vesituuman tyhjiön, jonka painemittari osoittaa. Tyhjiö, vesituunissa mitattuna alakammiosta, luetaan toisesta kytketystä painemittarista, ja tämä arvo viedään taulukkoon, jolla lukema muutetaan kuutiojaloiksi ilmaa minuutissa kankaan neliöjalkaa kohti.

Kun tavanomaisessa kuivausjärjestelmässä arkin lepatuksen ongelma voidaan ratkaista käyttäen alhaisen läpäisevyyden omaavaa kuivauskangasta, toinen menetelmä tämän ongelman lievittämiseksi : on tunnettu yhden kankaan kuivausjärjestelmänä. Tässä menetelmässä : käytetään yhtä kuivauskangasta ohjaamaan paperiraina serpentiinin tapaan paperikoneen kuivausosien läpi. Paperi viedään ensimmäisille yläsylintereille esim. kankaalla alla ja kulkee koko kuivausosan läpi olennaisesti kosketuksessa kankaaseen, niin että se on kankaan ja sylinterien välissä ylärivissä ja kankaan ulkopuolella sylinterien ympärillä alarivissä.

Pääetuna yhden kankaan kuivausjärjestelmässä on se, että paperiraina on osittain kankaan tukema, kun se kulkee kuivaussy-linterien rivien välissä, ja arkin lepatus tällöin vähenee tai voidaan täysin eliminoida.

Muut tärkeät edut yhden kankaan kuivausjärjestelmässä ovat kuivauskangaskustannusten aleneminen ja huopatelojen samoinkuin 76145 yhden venytys- ja ohjaustelojen sarjan eliminoituminen, joita ei enää tarvita. Myös, koska sylinterien alempaa riviä ei enää rasita erillinen alempi kuivaushuopa, haaskiopaperi paperikatkojen yhteydessä voidaan poistaa helpommin.

Haittana yhden kankaan järjestelmässä on se, että sovellettaessa olemassaoleviin kuivausosiin, joissa kaikki kuivaussylin-terit ovat samaa kokoa ja joita käytetään samalla pyörimisnopeudella keskenään kytkettyjen pyörästöjen avulla, tavanomainen mono-filamenttikangas, jonka kimmomoduli on korkea, on melko venymätön, ja pyrkii pakottamaan yläsylintereitä, joilla on suurempi efektiivinen läpimitta, paperikerroksesta johtuen, pyörimään alhaisemmalla nopeudella. Tämä jarrutusvaikutus sylintereihin voimalla, joka pyrkii venyttämään kangasta, aikaansaa huomattavan rasituksen veto-pyörästöön, ja vaikka paperiraina on melko ohut, rasitus on ollut riittävä aiheuttamaan hammaspyörien hampaiden ja laakerien epänormaalia kulumista ja muutamissa tapauksissa rakennemurtumisia.

Kankaan venymä, jota kutsutaan kankaan vedoksi, ja jonka aiheuttaa ero kankaan kulkemassa matkassa sylinterien yli, on kankaan elastisen alueen rajoissa ja verrannollinen paperirainan paksuuteen. Kuormitus, ilmaistuna momenttina, joka vaikuttaa kuivaus-sylinterin hammaspyöriin, on varrannollinen siihen yhteisvaikutukseen, joka on paperin paksuudella ja kankaan kimmomodulilla. Käytännöllisenä esimerkkinä mainittakoon, että yhden kankaan kuivaus-osassa, jossa paperirainan paksuus on vain 0,3 mm, laskettu ylä-sylinterin vetopyöriin vaikuttava momentti on 4 000 Nm. Tämän perusteella käy ilmi, että pyörästön kulumisen ja rakennemurtuman ongelmaa voidaan huomattavasti lievittää käyttämällä kangasta, jolla on alhaisempi kimmomoduli, niin että se venyy helpommin ja voi absorboida rasituksen, joka muodostuu paperin paksuuden aiheuttamista eroista kuivaussylinterin läpimitassa.

Vaikka edellämainittu esimerkki kuvaa rasituksen määrää, jonka voi aiheuttaa suhteellisen ohut paperiraina, on selvää, että erot kuivaussylinterin läpimitoissa, joita aiheuttaa kuluminen tai lämpölaajenema, joka johtuu lämpötilaeroista, voivat myös aiheuttaa kuluttavia vaikutuksia, joita voidaan lievittää käyttämällä alhaisen kimmomodulin omaavaa kuivauskangasta.

7 76145

Rasitusongelma voidaan voittaa niissä tapauksissa, joissa on mahdollista kytkeä ylempi pyörästö irti alemmasta pyörästöstä, niin että vain joko ylemmät tai alemmat sylinterit on kytketty vetoon. Sellaisissa tapauksissa sylinterit, jotka on kytketty irti, saavat pyörimisliikkeensä kuivauskankaasta, eikä sillä ole merkitystä, jos ne pyörivät eri nopeudella. On olemassa kuitenkin eräitä koneistoja, joissa ei ole mahdollista kytkeä toisia vetopyöriä irti, ja juuri näissä tapauksissa alhaisen kimmomoduulin omaavaa kangasta voidaan käyttää edullisesti.

Eräs toinen haitta yhden kankaan kuivausjärjestelmässä aiheutuu tavanomaisen kankaan suhteellisesta paksuudesta. Esimerkiksi, kun märkä paperiraina tulee ylemmältä kuivaussylinteriltä, jossa se kulkee kankaan alla, alemmalle kuivaussylinterille, jossa se kulkee kankaan päällä, sitä venytetään läpimittojen eroista johtuen. Tämä venymä, tai paperin veto, on verrannollinen kankaan paksuuteen. Johtuen helposta laajentumisestaan märkä paperiraina mukautuu vetoon. Kuitenkin, jatkaessaan matkaansa alemmalta kuivaussylinteriltä ylemmälle kuivaussylinterille syntyy negatiivinen veto, ja koska märkä paperiraina ei ole elastinen, se irtoaa kankaalta ja aaltoilee ulospäin, niin että se saattaa taittua tai laskostua ennen joutumistaan kankaan alle ylemmällä kuivaussylin-terillä, tehden tyhjäksi kankaan tukivaikutuksen. On senvuoksi ilmeistä, että on edullista käyttää mahdollisimman ohutta kuivaus-kangasta yhden kankaan järjestelmässä.

Tällä keksinnöllä aikaansaadaan paperikoneessa käytettävä kuivauskangas, jolla on vähennetty läpäisevyys ja alennettu kimmo-moduli. Sanottu kuivauskangas käsittää useita kankaan sisään kudottuja monofilamenttejä, jotka ovat polymeerimuovisia loimi- ja kudesäikeitä, joista ainakin niillä loimisäikeillä, jotka ulottuvat koneen pituussuunnassa, on litistetty poikkileikkausmuoto, jolloin poikkileikkauksen pitkä akseli on samansuuntainen kankaan tason kanssa ja että litistettyjen säikeiden madallettu profiili on sovitettu muodostamaan rajoitettuja vinoja aukkoja kankaan kudoksessa, kankaan läpäisevyyden vähentämiseksi tasaisesti kauttaaltaan.

Tämän keksinnön mukaisella kankaalla on etuna helppo puhdistettavuus ja se, että se on ei-absorboiva. Tärkeä etu litistetyssä loimessa on se, että sillä on lähes suorakulmainen poikki-leikkauskuvio, jonka taivutusvastus on alhaisempi sen pitemmän 8 76145 akselin suhteen kuin sama-alaisella pyöreällä poikkileikkauksella, ja siksi samanvoimaisella kutomakoneen iskulla kudottaessa kude-säikeiden etäisyyttä voidaan suuresti vähentää verrattuna etäisyyteen kudottaessa pyöreällä loimella. Myöskin, johtuen litistetyn loimen matalammasta profiilista, diagonaaliset aukot kudoksessa, jotka sallivat kauttansa ilman läpipääsyn, pienenevät siten kooltaan.

Eräs litistetyn loimen lisäpiirre on se, että suorakulmaisen poikkileikkauksen pitkän akselin ollessa samansuuntainen kudelanko-jen kanssa, kankaasta tulee jäykempi vääntöä vastaan sen pituussuuntaisen akselin ympäri, mutta sallien kankaan helpon taivutuksen akselin ympäri, joka on samansuuntainen kudesäikeen kanssa, mikä tekee kankaan taipuisammaksi sen kulkiessa kuivaussylinterien ja pienempiläpimittaisten telojen ympäri kuivausjärjestelmässä.

Vaikka vähennetty läpäisevyys saavutetaan olennaisesti käyttämällä litistettyä loimea, läpäisevyyden lisäalentaminen, joka myös on piirteenä keksinnössä, voidaan saavuttaa käyttämällä roono-filamentti-kudesäikeitä, joiden poikkileikkauskuvio on muotoiltu siten, että ne olennaisesti mukautuvat kudoksen vaakasuoraan suuntautuviin, sisäisiin kuteensuuntaisiin aukkoihin, jotka kudotut loimensäikeet ovat luonnollisella tavalla muodostaneet viereisten kudesäikeiden välisen tilan pienentämiseksi.

Keksinnölle on luonteenomaista myös pyöreän tai muotoillun kuteen käyttö, joka on suhteellisen taipuisa loimeen verrattuna, niin että kutomisprosessin aikana, ja myöhemmin minkälaisissa tahansa rasituksenalaisissa olosuhteissa, se pyrkii sovittautumaan kudoksen rakojen muotoon, niiden supistamiseksi ja läpäisevyyden vähentämiseksi vielä aikaisempaa enemmän.

Keksinnön eräänä lisäpiirteenä on pyöreän tai muotoillun polymeerikuteen käyttö, joka on ontto (putkimainen, niin että se vielä helpommin mukautuu vastaamaan kudoksen rakojen muotoa.

Litistetyn monofilamenttiloimen, yhdessä pyöreän tai muotoillun monofilamenttikuteen kanssa, tärkeä etu on siinä, että se antaa alhaisen läpäisevyyden kokonaan monofilamenttia olevalle kuivaus-kankaalle ilman välttämättömyyttä lisätä pöyheitä lankoja, kuten on kuvattu kanadalaisessa patentissa nro 861 275, jotka absorboivat likaa ja kosteutta, tai lisätä pöyheitä kudelankoja, jotka muodostuvat hienojakoisista tapulikuiduista, joilla on alhainen taivutus-vastus alentaen kankaan vastusta taivutukseen sen pituussuuntaisen akselin suhteen.

9 76145

Toinen etu, käytettäessä litistettyjä loimisäikeitä, on siinä, että loimen ja kuteen väliset kosketuskohdat tai risteilykohdat (kosketusalue) kasvavat, joka auttaa jäykistämään kangasta taivutusta vastaan sen pituussuuntaisen akselin suhteen.

Vielä eräs etu tämän keksinnön mukaisesti litistetystä loimesta on, että kangas, joka siitä kudotaan, on suhteellisen ohut, ja sillä on havaittu kimmomodulin olevan vain noin puolet siitä, mitä samanlaisella kankaalla, joka on kudottu tavanomaisesta pyöreöstä loimesta. Kuten edellä on selitetty, vähäinen paksuusmitta ja alhainen kimmo-moduli ovat erikoisen edullisia, jos kangasta käytetään yhden kankaan kuivausjärjestelmässä.

Edellämainittujen piirteiden mukaisesti, laajasti katsottunna, tällä keksinnöllä aikaansaadaan kuivauskangas käytettäväksi paperikoneessa, joka kangas käsittää useita sisäänkudottuja loimi- ja kude-monofilamettejä, jotka ovat polymeerimuovisäikeitä, ja jotka on kudottu noin 100%:n loimitäytöllä. Ainakin niillä monofilamentti-loimisäikeillä, jotka ulottuvat koneen pituussuunnassa, on litistetty poikkileikkauskuvio, poikkileikkauskuvion pitemmän akselin ollessa samansuuntainen kankaan tason kanssa. Litistettyjen säikeiden madallettu profiili muodostaa rajoitettuja vinoja aukkoja kankaan kudoksessa kankaan läpäisevyyden alentamiseksi tasaisesti kauttaaltaan.

Kudesäikeillä, jotka ulottuvat koneen poikkisuunnassa, saattaa olla joko pyöreä poikkileikkaus, tai muotoiltu poikkileikkaus olennaisesti mukautuakseen kudoksen kudeaukkoihin, jotka loimisäikeet ovat luonnostaan muodostaneet, läpäisevyyden vähentämiseksi vielä lisää. Eräänä keksinnön lisäsuoritusmuotona osa kudesäikeistä, tai ne kaikki, voivat olla onttoja muovisäikeitä tai säikeitä, jotka on muotoiltu muoviaineesta, joka on suhteellisen taipuisaa verrattuna loimisäikeiden materiaaliin, niin että ne voivat sopia muotoutumaan kudoksen rakojen muotoihin, käyttäkseen nämä osittain ja näin vielä lisää vähentääkseen kankaan läpäisevyyttä.

Tämän keksinnön mukaisella kankaalla saavutetaan alhaisin läpäisevyys, kun sillä on litistetyn loimen lisäksi muotoillut kudesäi-keet, olennaisesti vastatakseen kudoksen kudeaukkoja, ja kudesäikeet, jotka ovat suhteellisen taipuisat verrattuna loimisäikeisiin.

Tämän keksinnön edullista suoritusmuotoa kuvataan viitaten esimerkkeihin, joita oheiset piirrokset kuvaavat, joissa kuvio 1 on kaavakuva tyypillisestä paperikoneessa käytetystä kuivausosasta; kuvio 2 on kaavakuva tyypillisestä yhden kankaan kuivausosasta: 10 761 45 kuvio 3 on suurennettu leikkauskuva osasta kuivauskangasta, esittäen sisäänkudottuja pyöreitä monofilamentti-loimi- ja -kude-säikeitä, kuten nykyisin on käytössä; kuvio 3A ja 3B ovat leikkauskuvia pitkin leikkausviivoja A-A ja B-B kuvassa 3; kuvio 4 on suurennettu leikkauskuva samanlaisesta kangas-rakenteesta kuin kuvassa 3, mutta käyttäen poikkileikkaukseltaan litistettyjä loimisäikeitä, jotka muodostavat tämän keksinnön mukaisen parannetun kuivauskankaan; kuviot 4A ja 4B ovat leikkauskuvia pitkin leikkausviivoja A-A ja B-B kuvassa 4; kuvio 5 on suurennettu leikkauskuva kokonaan monofilamenttia olevasta tavanomaisesta 4-vartisesta 8 kertaa toistuvan sidoskaa-van kaksinkertaisesta kuivauskankaasta; kuviot 5A ja 5B ovat leikkauskuvia pitkin leikkausviivoja A-A ja B-B kuvassa 5; kuvio 6 on suurennettu leikkauskuva kuviossa 5 esitetystä kuivauskankaasta, mutta jossa käytetään litistettyjä loimisäikeitä tämän keksinnön mukaisen parannetun kuivauskankaan saamiseksi; kuviot 6A ja 6B ovat leikkauskuvia pitkin leikkausviivoja A-A ja B-B kuvassa 6; kuvio 7 on suurennettu leikkauskuva litistetystä monofila-mentti-loimisäikeestä, jollaista käytetään tämän keksinnön mukaisessa kuivauskankaassa.

Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti tyypillisen kuivausosan pienempi osa paperikoneessa (ei esitetty). Ylärivin kuivaussylin-terit on yleensä merkitty viitenumerolla 10 ja alarivissä numerolla 11. Paperiraina 13 kulkee serpentiinin tapaan ylempien ja alempien kuivaussylinterien yli, kuten on esitetty. Päätön yläkangas 14 pitää paperirainaa 13 tiukasti vasten yläsylintereitä 10, kun se kulkee osittain ensimmäisen yläsylinterin ympäri, huopatelan 15 ympäri, osittain jäijelläolevien yläsylinterien 10 ympäri ja muiden, välissä olevien huopatelojen 15 ympäri, sitten palautustelan 16 ym-päri, kulkien sitten ohjaus- ja kiristystelojen 24 ja 23 yli, vas-taavasti, ja höyryllä kuumennetun kuivaustelan 17 yli osan jäännös-kosteudesta poistamiseksi kankaasta, ja sitten toisten palautuste-lojen 16 yli, ennenkuin se kulkee jälleen ensimmäisen kuivaussylin-terin yli, tehtyään täyden kierroksen. Samalla tavoin päätön alakan- 76145 kangas 18 pitää paperirainaa 13 tiukasti alempia kuivaussylinte-reitä vasten, sen kulkiessa ympäri näiden, välissä olevien alempien huopatelojen 19, palautustelojen 21, kiristystelan 25, ohjaus-telan 26, alemman kankaan kuivaustelan 22 ja toisten palautustelojen 21, oleellisesti kuten on esitetty. Näitä alueita, joita rajoittaa paperiraina 13 lähestyessään ja jättäessään kuivaussylin-terin ja kuivauskangas, jättäessään aikaisemman sylinterin, kierty-essään huopatelalle ja lähestyessään seuraavaa kuivaussylinteriä, sanotaan taskuiksi 12. Juuri näissä taskuissa 12 höyrystyy suuri määrä kosteutta kuumennetusta paperirainasta. Näiden taskujen 12 kunnollinen tuuletus saa aikaan kosteuden poistumisen järjestelmästä ja ylläpitää höyrystymisprosessin tasapainoa.

Kuvio 2 esittää kaavamaisesti tyypillistä kuivausosaa, jossa kaikki sylinterit ovat olennaisesti samaa läpimittaa ja joita käytetään samalla kierrosluvulla minuutissa yhteisellä pyörästöllä. Kuten kuvassa 1, ylemmän rivin kuivaussylinterit on yleensä merkitty viitenumerolla 10 ja alemman rivin 11. Yksi päätön kangas 14 kulkee serpentiinin tapaan ensimmäisen yläsylinterin yli, alas ensimmäisen alasylinterin ympäri, ylös toisen yläsylinterin ympäri, alas toisen alasylinterin ympäri, jne., sitten se kulkee ympäri palautustelan 16, ohjaustelan 24, kiristystelan 23, höyryllä kuumennetun kuivaustelan 17 ja muiden palautustelojen 16, kuten on esitetty. Paperiraina 13 viedään kankaan alle ensimmäiselle ylä-sylinterille, sen kulkiessa kankaan mukana sen ja yläsylinterien välissä, ja kankaan ulkopuolella alarivin sylinterien kohdalla. Huomataan, että kankaaseen nähden, johtuen paperirainan paksuudesta, yläsylinterien efektiivinen läpimitta on nyt suurempi kuin läpimitta alasylinterien kohdalla, määrällä, joka on kaksi kertaa paperin paksuus.

Kuvio 3 esittää yleisesti viitenumerolla 30 palttinasidok-sista synteettisen kankaan rakennetta, jota aikaisemmin on käytetty, jossa viitenumerolla 31 on merkitty peräkkäisiä loimisäikeitä, ja 32 peräkkäisiä kudesäikeitä. Tässä rakenteessa kukin loimisäie 31 kulkee ensimmäisen kudesäikeen 32 yli, toisen ali, kolmannen yli jne. Samalla tavoin viereinen loimisäie kulkee ensimmäisen kudesäikeen ali, toisen yli, kolmannen ali jne. tarkoittaa viereisten kudesäikeitten 32 keskeltä-keskelle-etäisyyttä. Kuvassa 3B ,x" tarkoittaa viereisten loimisäikeiden 31 lyhintä etäisyyttä pystyleik-kauksessa loimen ja kuteen välisessä tangenttipisteessä, edustaen 12 7614 5 siten suurinta diagonaalista aukkoa, joka sallii ilman kulun kankaan 30 läpi.

Viitaten kuviin 4, 4A ja 4B, niissä on esitetty sama kankaan rakenne 30’, joka on valmistettu monofilamentti-loimisäikeis-tä 31', jotka on litistetty siinä määrin, että niiden lyhyt akseli ”b” (katso kuva 7) on vain noin puolet (1/2) vastaavan poikkipinta-alan omaavan pyöreän loimen 31 läpimitasta.

Verrattaessa kuvien 3 ja 4 kankaita on ilmeistä, johtuen suorakulmaisen poikkileikkauksen pienemmästä taivutusvastuksesta, että litistetty loimi 31’ aaltoilee helpommin, niin että kudesäikei-den keskeltä-keskelle-etäisyys Sj kuvassa 4 on pienempi kuin S·^ kuvassa 3. Myös, johtuen litistetyn loimen litteästä profiilista, etäisyys "y" kuvassa 4B on huomattavasti pienempi kuin vastaava etäisyys "x" kuvassa 3B. samalla tavoin, johtuen kudesäikeiden 32’ pienemmästä välimatkasta, joka on etäisyys S2, lähes kolmikulmaisen aukon pinta-ala, joka perustuu etäisyyteen "y" kuvassa 4B, on paljon pienempi kuin pinta-ala, joka perustuu etäisyyteen "x” kuvassa 3B.

Kuviot 5, 5A ja 5B kuvaavat kokonaan monofilamenttista 4-vartista 8 kertaa toistuvan sidos kaavan kaksinkertaista kuivaus-kangasta 40, tyyppiä, jota yleisesti käytetään paperiteollisuudessa. Kuviossa 4 on merkitty viitenumeroilla 41, 42, 43 ja 44 peräkkäisiä loimisäikeitä. Kude on yhdistetty pareiksi kahteen kerrokseen ja numeroitu 48-57, kuten on esitetty. Tässä rakenteessa loi-misäie 41 kulkee vuorotellen ensimmäisen kudesäieparin 50-51 yli, toisen parin 52-53 välistä, kolmannen parin 54-55 ali, neljännen parin 56-57 välistä jne. Seuraava viereinen loimisäie kulkee ensimmäisen kudesäieparin välistä, toisen parin yli, kolmannen parin välistä ja neljännen parin ali. Samalla tavoin seuraavat kolmas ja neljäs loimisäie kudotaan alkaen vastaavasti ensimmäisen kudesäieparin alta ja välistä.

Sj on kudesäieparien 52,53 ja 54,55 keskeltä-keskelle-etäisyys ja "x" on jälleen (katso kuva 5B) lyhin etäisyys viereisten loimisäikeiden välissä pystyleikkauksessa loimen ja kuteen tangent-tipisteessä. Kuviossa 5A tarkoittaa P lyhintä etäisyyttä loimisäikeiden risteilevien parien välillä pystytasossa puolimatkassa kudesäikeiden parien välillä.

13 761 45

Tyypilliset, kuviossa 5 esitettyjen tavanomaisten kankaiden, joissa on tavanomaiset tiheydet, ilmanläpäisyarvot vaihtelevat 3 2 välillä 120-270 m /min/m . Läpäisevyyden vähentämiseksi, sentyyppisellä rakenteella kuin edellä on kuvattu, on yleistä lisätä pöy-heitä lankoja muutamien monofilamentti-kudesäikeiden väliin, kuten on merkitty numerolla 58 tässä kuvassa. Pöyheät langat valmistetaan normaalisti tapulikuiduista, jotka nukkaantuvat ja täyttävät kuteiden välissä olevan tilan.

Kuvioissa 6, 6A ja 6B on sama kangas 40' kuin on esitetty kuviossa 5, mutta loimisäikeet 41f - 44' on litistetty kuten kuviossa 4. On jälleen ilmeistä, että etäisyydet ja "y" kuvioissa 6 ja 6B ovat pienemmät kuin vastaavat etäisyydet ja "x" kuvioissa 5 ja 5B. Etäisyys ”q_Tt kuviossa 6A ei paljon poikkea vastaavasta etäisyydestä "p” kuviossa 5A, mutta jälleen, johtuen pienennetystä etäisyydestä , mittaan "q" rajoittuvan aukon ala on paljon pienempi kuin mittaan "p" rajoittuvan aukon ala.

Kuten myös nähdään kuvassa 6, vaihtoehtona pöyheille tapu-likuitulangoille ehdotamme ylimääräisiä monofilamenttisäikeitä 59 kudottavaksi kankaaseen. Kuten edelleen esitetään kuviossa 6, ylimääräisillä säikeillä voi olla vinoneliön^tai suorakulmion muotoinen poikkileikkauspinta, jota on merkitty numerolla 60, täyttääkseen vielä lisää kankaan aukkoja 61, tekemättä kuitenkaan kangasta alttiiksi keräämään itseensä enempää vieraita aineita tai kannattamaan enemmän vettä. Vaikkei ole esitetty, käytettäessä kolmea tai useampaa kerrosta kudesäkeitä 50, 51, kaksi tai useampia aukkoja 61 muodostuu alueelle, joka on vierekkäisten kudesäie-parien välissä, ts. alueella, joka kulkee poikkikankaan etäisyyden välissä, jolloin muutamat tai kaikki näistä aukoista voidaan täyttää keksinnön mukaisella muotoillulla kuteella.

Lisäksi kaikki kudesäikeet voivat olla valmistetut polymee-rimuovimateriaalista, joka on taipuisampaa kutomisrasituksen tai kankaan muun käsittelyn aikana, jolloin kudesäikeet muotoutuvat täyttääkseen yhä enemmän kudoksen aukkoja ja vähentääkseen vielä enemmän kankaan läpäisevyyttä.

Näiden kunkin kangastyypin tapauksessa etäisyyksien S2 ja ja "xM ja "yM pienenemisestä on tuloksena kankaan aukkojen koon pieneneminen, ja siitä johtuva läpäisevyyden pieneneminen. Käyttämällä sopivasti litistettyjä monofilamentti-loimisäikeitä ja sopivas- 14 76145 ti muotoiltuja ja mahdollisesti taipuisampia kudesäikeitä, kankaan 3 2 läpäisevyys voidaan alentaa alueelle 15-75 m /min/m , turvautumatta nukkaisen pöyheisiin "täyteläisempiin" lankoihin niiden odotettavissa olevine haittoineen.

Tyypillisen tavanomaisen monofilamentti-kuivauskankaan, kuten on esitetty kuviossa 5, paksuus on tavallisesti yli 1,7 mm ja kimmomoduli yli 900 kp/cm. Keksinnön mukaan kudotun koekankaan, joka on esitetty kuviossa 6, ja jonka loimisäikeet oli litistetty suhteessa 2:1 ja joka oli fikseerattu normaalilla tavalla. Keskipaksuus oli 1,5 mm ja keskimääräinen kimmomoduli 480 kp/cm. Yleensä keksinnön mukaan kudotun kankaan paksuus tulee olemaan alueella 0,9 - 1,7 mm ja kimmomoduli 270-540 kp/cm.

Tämän keksinnön loimilangat ja muotoillut kudelangat voidaan valmistaa mekaanisella rullauslaitteella rullaamalla läpimitaltaan 0,2 - 1,0 mm paksuisia monofilamenttisäikeitä telaparin välissä niiden litistämiseksi, tai samalla tavoin litteitä tai muotoiltuja säikeitä voidaan suutinpuristaa erikoisesti muotoillusta suut-timesta tai valmistaa leikkaamalla kalvosta nauhoja, jotka ovat monofilamentin kaltaisia. Litistetty monofilamenttisäikeen poikki-leikkausmuoto nähdään kuviossa 7, jossa "a" on leveys ja "b" paksuus. Litistetyn monofilamentti-loimisäikeen mahdollinen poikki- 2 .

leikkauspxnta-ala olisi 0,07 - 0,5 mm ja mahdollinen suhde a:b olisi suhteesta 1,1 : 1 suhteeseen 3 : 1.

Tämän keksinnön loimitiheys olisi mieluummin alueella 12-40 säiettä senttimetrillä ja kudetiheys mieluummin alueella 4-40 säiettä senttimetrillä.

Claims (17)

1. Kuivauskangas paperikonetta varten, joka käsittää useita yhteenkudottuja loimi- (31';41'-44') ja kudemonofilamenttimuovipoly-meerisäikeitä (32';50-57,59,60), jotka on kudottu noin 100 %:n loi-mitäytöllä, tunnettu siitä, että ainakin niillä loimisäikeil-lä (31';41'-44), jotka ulottuvat koneen pituussuunnassa, on litistetty poikkileikkausmuoto, jolloin poikkileikkauksen pitkä akseli (a) on samansuuntainen kankaan (30';40') tason kanssa ja että litistettyjen loimisäikeiden (31';41'-44') madallettu profiili (b) on sovitettu muodostamaan rajoitettuja vinoja aukkoja (y) kankaan kudoksessa, kankaan läpäisevyyden vähentämiseksi tasaiseksi kauttaaltaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuivauskangas, tunnet-t u siitä, että litistettyjen loimisäikeiden (31* ?41*—44*) leveyden ja paksuuden suhde on noin 2:1.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuivauskangas, tunnet-t u siitä, että litistettyjen loimisäikeiden (31*;41'—44*) leveyden ja paksuuden suhde on suunnilleen alueella 1,1 : 1-3 : 1.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuivauskangas, tunnet-t u siitä, että ainakin muutamat kudesäikeistä (60) on muotoiltu olennaisesti mukautumaan vaakasuoran suuntaisiin välikudoksen suuntaisiin aukkoihin (61), jotka kudotut loimisäikeet (41'-44') luonnollisella tavalla muodostavat siten vähentäen viereisten kudekuitu-jen välistä tilaa.

5. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen kuivauskangas, tunnettu siitä, että ainakin muutamat kudesäikeistä (60) on muotoiltu olennaisesti mukautumaan vaadasuoran suuntaisiin välikudoksen suuntaisiin aukkoihin (61), jotka kudotut loimisäikeet (41'-44') luonnollisella tavalla muodostavat siten vähentäen viereisten kude-kuitujen välistä tilaa.

6. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen kuivauskangas, tunnettu siitä, että kudesäikeet (50,52,54,56...51,53,55,57, ...59,60) ovat kahtena tai useampana kerroksena, väliinkudottujen loimisäikeiden (41'-44') rajoittaessa niiden väliset raot alueella, joka on vierekkäin sijaitsevien kudesäikeiden välissä, rakojen muodostaessa ainakin kankaan (40') yhdessä vaakasuorassa tasossa vaakasuoran suuntaisia aukkoja (61), monofilamentti-polymeerimuovikude-säikeiden (59,60) ulottuessa ainakin muutaman vaakasuoran suuntai- 16 761 45 sen aukon läpi ja ollessa muotoiltu olennaisesti mukautumaan aukkoihin kankaan läpäisevyyden edelleen pienentämiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kuivauskangas, tunnet-t u siitä, että ainakin muutamat kudesäikeistä (60) ovat poikkileikkaukseltaan olennaisesti vinoneliön muotoisia.

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kuivauskangas, tunnet-t u siitä, että ainakin muutamat kudesäikeet (59) ovat onttoja.

9. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kuivauskangas, tunnet-t u siitä, että ainakin muutamat kudesäikeistä (50-57,59,60) ovat suhteellisen taipuisia verrattuna loimisäikeisiin (41* — 44').

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuivauskangas, tunnet-t u siitä, että käytetään yhtä kerrosta kudesäikeitä (32') ainakin muutaman säikeistä ollessa muotoiltu olennaisesti mukautumaan vaakasuoriin aukkoihin, jotka sisäänkudotut loimisäikeet (31*) muodostavat, kankaan (30') läpäisevyyden edelleen pienentämiseksi.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuivauskangas, tunnet- t u siitä, että kankaan (30';40') läpäisevyys on suunnilleen alueel-3 2 la 15-75 m /min/m mitattuna Frazier Air Permeometer -laitteella, riippuen litistettyjen loimisäikeiden (31^4^-441) poikkileikkauspinta-alasta.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuivauskangas, tunnet-t u siitä, että kangas (30';40') on ohut, alhaisen kimmomodulin omaava kuivauskangas, jolla on alhainen läpäisevyys.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen kuivauskangas, tunnet- t u siitä, että kankaan (30';40') läpäisevyys on suunnilleen alueel-3 2 la 15-75 m /min/m , mitattuna Frazier Air Permeometer -laitteella, riippuen litistettyjen loimisäikeiden (31*;41*—44*) poikkileikkauspinta-alasta.

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen kuivauskangas, tunnet-t u siitä, että kimmomoduli on alueella 270-540 kp/cm.

15. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen kuivauskangas, tunnettu siitä, että litistetyt loimisäikeet (31^4^-441) ovat poikkileikkaukseltaan suorakaiteen muotoisia.

15 761 45

16. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen kuivauskankaan käyttö yhden kankaan kuivausjärjestelmässä, jossa kangas (30* ;40*) kulkee serpentiinin tapaan hammaspyörillä toisiinsa yhdistetyn pyörästöjärjestel-män kautta kytkettyjen kuivaussylinterien (20) ylä- (10) ja alarivien (11) välillä ja tukien paperirainaa (13) pitkin sen serpentiininmuo-toista rataa sylinterien ympäri.

17 761 45