FI85605B - Tvaoskiktad pappersmaskinsduk. - Google Patents

Description

1 85605

Kaksikerroksinen paperikonekangas

Keksinnön kohteena on kaksikerroksinen paperikone-kangas, joka käsittää yhden pituussuuntaisen lankajärjes-5 telmän ja kaksi poikkisuuntaista lankajärjestelmää, joista ylempi poikki suuntainen lanka j ärj estelmä sijaitsee kankaan paperipuolella ja alempi poikkisuuntainen lankajärjestelmä sijaitsee kankaan konepuolella, jolloin lankajärjestelmät sitoutuvat toisiinsa 8-vartisen mallikerran mukaan ja jolio loin poikkisuuntaisten lankajärjestelmien langat sijaitsevat kahdessa kerroksessa niin, että ylemmässä järjestelmässä on kaksinkertainen määrä lankoja verrattuna alempaan poikkisuuntaiseen lankaj ärj estelmään.

Tällaiset paperikonekankaat ovat nykyään hyvin tun-15 nettuja ja ne on tarkoitettu lähinnä sanomalehtipaperia valmistaville paperikoneille, joissa paperimassa suihkutetaan kahden viiran välisen rakoon. Tämän tyyppisissä koneissa vaaditaan viiroilta erittäin suurta tukevuutta, sillä viiroja ei ole taustojen puolelta tuettu siinä kohdassa, 20 johon massasuihku osuu. Lisäksi viirat ovat lyhyitä, joten vedenpoiston on tapahduttava nopeasti.

Esimerkkinä alalla tunnetuista paperikonekankaista voidaan mainita FI-patenttihakemuksessa 770291 esitetty ratkaisu. Tässä ratkaisussa on kuitenkin pituussuuntaisten ' 25 lankojen ulokkeet rajattu viiran ulkosivulla vähimpään mah dolliseen määrään, jolloin molempien poikkisuuntaisten lan-IV kajärjestelmien langat muodostavat pitkiä lankajuoksuja viiran molemmille pinnoille. Tällaisessa viirassa sekä muotoilu- että kulutuspuolet muodostuvat pääasiassa poikki-30 suuntaisista langoista. Kun pituussuuntainen lankajärjes-telmä sitoo molemmat poikkisuuntaiset lankajärjestelmät mahdollisimman harvoin, eli käytännössä vain kerran malli-kerran aikana, muodostuu tällaisesta kudoksesta epävakaa, ts. kudos on herkkä vinottaisten voimien aiheuttamille *:* : 35 poikkeamille. Em. seikka ilmenee käytännössä paperikoneella 2 85605 viiran kaventumisena. Tämä taipumus voidaan havaita helposti jo pienestä kudospalasta pitelemällä sitä kahdesta vastakkaisesta nurkasta ja vetämällä palasta vastakkaisiin suuntiin. Mikäli palan vetäminen vinosuunnikkaan muotoisek-5 si onnistuu helposti, voidaan olettaa, että paperikoneessa ajettaessa syntyy ko. viiran kanssa ongelmia mittapysyvyy-den suhteen.

Toisena esimerkkinä voidaan mainita FI- patenttihakemuksessa 822731 esitetty kolmikerroksinen muotoilukudos. 10 Tämän kudoksen suunnittelussa on pääpaino kiinnitetty poikittaissuuntaisen jäykkyyden parantamiseen. Poikkisuuntai-set langat sijaitsevat päällekkäin kolmessa kerroksessa ja niitä sitoo yhteen ainoastaan yksi pituussuuntainen lanka-järjestelmä. Hankaluutena tällaisissa kudoksissa on se, et-15 tä pituussuuntainen lanka siirtyy kudoksen ulkopinnasta toiseen varsin loivassa kulmassa. Tällöin paperikoneessa käytettäessä voivat poikkisuuntaiset lankakerrokset helposti siirtyä vinottain poikkisuuntaan nähden ja pituussuuntaiset langat siirtyä lähemmäksi toisiaan, jolloin viiran 20 leveys pienenee. Suuri poikittaisjäykkyys menettää merkityksensä, koska viira on siitä huolimatta ryhditön.

Kolmantena esimerkkinä voidaan mainita FI-kuulutus-julkaisussa 72164 esitetty kaksikerroksinen paperinmuotoi-*"· lukudos, jonka paperipuoli muodostuu kahdenlaisista lan- - " 25 goista. Konepuolella on lankoja puolet siitä määrästä, mikä on paperipuolella. Paperipuolen lankoja on kahdenlaisia: : peruskudokseen kuuluvia ja ns. lisälankoja. Lisälangat ei- vät kuulu varsinaiseen kudokseen siinä mielessä, että ne : voidaan jättää pois kudoksesta ja silti saada aikaan täy- 30 dellinen kudosrakenne. Lisälangat ovat myös halkaisijaltaan peruskudoksen lankoja pienempiä. Paperipuolen poikkisuun-täisten lankojen tiheys on lisälankoja käyttämällä saatu suuremmaksi kuin konepuolen poikkisuuntaisten lankojen ti-heys, jolloin tarkoituksena on ollut parantaa kudoksen rai-35 naa kannattavaa ominaisuutta. Hankaluutena on kuitenkin se, 3 85605 että kudoksen poikkisuuntainen tukevuus tai jäykkyys ei parane merkittävästi käytettäessä lankoja, jotka eivät olennaisesti kuulu peruskudokseen, vaan kulkevat ylimääräisinä kudoksen pinnassa sitoutumatta kunnolla pituussuuntaisiin 5 lankoihin. Tällaisella lisälangallisella kudoksella on myös huomattu olevan taipumus antaa periksi, kun sitä venytetään suunnassa, joka on 45° kulmassa pituussuuntaan nähden.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan paperikone-kangas, jonka avulla aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat 10 voidaan eliminoida. Tähän on päästy keksinnön mukaisen pa-perikonekankaan avulla, joka on tunnettu siitä, että kukin pituussuuntainen lanka ylittää yhden mallikerran aikana ylemmässä poikkilankakerroksessa kaksi lankaa ja alittaa alemmassa poikkilankakerroksessa yhden langan, että kunkin 15 pituussuuntaisen langan kulku on käänteinen verrattuna sen vieressä olevien lankojen kulkuihin, että ylemmän poikki-suuntaisen lankajärjestelmän langat muodostavat vuoroin kahden ja neljän pituussuuntaisen langan yli ulottuvia lan-kajuoksuja kankaan paperipuolelle ja että alemman poikki- 20 suuntaisen lankajärjestelmän langat muodostavat vuoroin kahden ja neljän pituussuuntaisen langan yli ulottuvia lan-kajuoksuja kankaan konepuolelle niin, että ylemmän poikki- suuntaisen langan pitempi lanka juoksu on aina alemman poik- ;· kisuuntaisen langan lyhyemmän juoksun kohdalla ja päinvas- 25 toin.

Keksinnön etuna aiemmin tunnettuihin ratkaisuihin verrattuna on mm. se, että kankaan rakenne on niin stabiili, ettei se paperikoneessa ajettaessa muuta mittojaan. Keksinnön mukaisen kankaan etuna on lisäksi se, että pape-30 ripuolelle saadaan hyvä kuiduntuenta ja se, että kankaan ____ läpäisykyky on erittäin suuri aiemmin tunnettuihin ratkai- suihin verrattuna. Em. seikoilla on erittäin suuri merkitys nimenomaan paperikoneissa, joissa paperimassa suihkutetaan kahden viiran väliseen rakoon.

35 Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa ohei- 4 85605 sessa piirustuksessa kuvatun erään edullisen suoritusesi-merkin avulla, jolloin kuvio 1 esittää periaatteellisena sivukuvantona yksinkertaistettua esimerkkiä paperikonetyypeistä, joissa 5 keksinnön mukainen paperikonekangas on tarkoitettu käytettäväksi , kuvio 2 esittää keksinnön mukaista paperikonekangas-ta poikkisuuntaisten lankojen suunnassa nähtynä leikkausku-vantona, 10 kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaista kangasta samasta suunnasta nähtynä kuvantona kuin kuvio 2, mutta eri loimi-langan vierestä leikattuna kuvantona, kuvio 4 esittää keksinnön mukaista paperikonekangas-ta pituussuuntaisten lankojen suunnassa nähtynä leikkausku-15 vantona ja kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen paperikonekankaan sidoskaaviota.

Kuviossa 1 on esitetty periaatteellisesti paperikone, jossa paperimassa 1 suihkutetaan alhaalta ylöspäin kah-20 den viiran 2, 3 muodostamaan rakoon. Keksinnön mukainen paperikonekangas on tarkoitettu käytettäväksi edullisesti nimenomaan tällaisen paperikoneen viiroina 2, 3.

Kuvioissa 2 - 5 on esitetty keksinnön mukainen pape-; · rikonekangas, joka käsittää yhden pituussuuntaisen lanka- 25 järjestelmän 4 ja kaksi poikkisuuntaista lankajärjestelmää 5, 6. Poikkisuuntaisista lankajärjestelmistä ylempi 5 sijaitsee kankaan paperipuolella, ts. sillä puolella, joka on • kosketuksissa paperimassaan ja alempi 6 vastaavasti kankaan konepuolella, ts. sillä puolella, joka joutuu kosketuksiin 30 esimerkiksi paperikoneen telojen kanssa. Em. lankajärjes- ____: telmät 4-6 sitoutuvat toisiinsa 8-vartisen mallikerran mukaan. Poikkisuuntaisten lankajärjestelmien 5, 6 langat 7, 8 sijaitsevat kahdessa kerroksessa niin, että ylemmässä järjestelmässä 5 on kaksinkertainen määrä lankoja 7 verrat-: ' 35 tuna alemman järjestelmän 6 lankojen 8 määrään. Pituussuun- 5 -85605 täisen lankajärjestelmän 4 lankoja on kuvioissa merkitty viitenumerolla 9.

Kuten kuvioista voidaan nähdä keksinnön mukaisen pa-perikonekankaan pintarakenteena on käytännössä hyväksi to-5 dettu vahvistettu satiini, jossa on tasaisesti lyhyehköjä pituus- ja poikki lanka juoksuja. Kukin pituussuuntainen lanka 9 ylittää yhden mallikerran aikana ylemmässä poikkilan-kakerroksessa 5, siis paperipuolella, kaksi lankaa 7 ennenkuin se siirtyy poikkilankakerrosten 5, 6 väliin ja 10 edelleen konepuolelle. Konepuolella pituussuuntainen lanka 9 alittaa yhden mallikerran aikana yhden poikkisuuntaisen langan 8 kerrallaan ennenkuin se siirtyy takaisin kerrosten 5, 6 väliin ja edelleen paperipuolelle pintaan. Pituussuuntaisessa lankajärjestelmässä 4 langat 9 on sovitettu niin, 15 että kunkin pituussuuntaisen langan 9 kulku on käänteinen verrattuna sen vieressä olevien lankojen 9 kulkuihin. Pituussuuntaisen lankajärjestelmän 4 muodostavat kahdella eri tavalla sitoutuvat langat 9. Lankojen 9 mallikerta on samanlainen, mutta toistensa peilikuva, ts. lankojen kulku on 20 toisiinsa nähden käänteinen. Langat 9 on sijoitettu niin, että vierekkäin olevan kahden langan kulku on aina toisiinsa nähden käänteinen. Em. seikka näkyy selvästi kuvioissa 2 ja 3, joissa on esitetty kahden vierekkäin olevan pituus-·; suuntaisen langan 9 kulku. Kuvioissa 2 ja 3 on esitetty ku- *· ' 25 vion 5 sidoskaaviosta viidennen ja kuudennen pituussuuntaisen langan kulku.

Ylemmän poikkisuuntaisen lankajärjestelmän 5 langat 7 muodostavat vuoroin kahden ja neljän pituussuuntaisen langan 9 yli ulottuvia lankajuoksuja kankaan paperipuolelle 30 ja alemman poikkisuuntaisen lankajärjestelmän 6 langat 8 ____ muodostavat vastaavasti vuoroin kahden ja neljän pituus- suuntaisen langan 9 yli ulottuvia lankajuoksuja kankaan konepuolelle. Em. poikkisuuntaiset langat 7, 8 on sijoitettu niin, että ylemmän poikkisuuntaisen langan 7 pitempi 35 lankajuoksu on aina alemman poikkisuuntaisen langan 8 lyhy- 6 85605 emmän juoksun kohdalla ja päinvastoin. Em. seikat näkyvät erityisen selvästi kuviosta 4.

Ylemmän poikkisuuntaisen lankajärjestelmän 5 langat 7 voivat edullisesti olla ohuempia kuin alemman poikkisuun-5 täisen lankajärjestelmän 6 langat 8.

Keksinnön mukaisen kankaan mallikerta on lyhyempi kuin ns. monikerroskudoksella, joista esimerkkinä voidaan mainita FI-patenttihakemuksessa 822731 kuvattu rakenne. Tällöin pituussuuntainen lanka 9 joutuu nousemaan ja las-10 kemaan jyrkemmässä kulmassa siirtyessään kudoksen ylä- ja alapintojen välillä. Em. seikka tekee kudoksesta stabiilimman verrattuna monikerroskudokseen, jonka pituussuuntaiset langat kulkevat erittäin loivasti kolmen tai useamman poik-kilankakerroksen kautta kudoksen pinnan ja pohjan välillä. 15 Keksinnön mukainen kaksikerroksinen rakenne on myös edullinen saumauksen kannalta. Koska poikkisuuntaisia lankoja on vain kahdessa kerroksessa, on mahdollista muodostaa sauma leveämmälle alueelle kuin monikerrosrakenteiseen viiraan. Päätön kudos muodostetaan kutomalla kudoksen päät yh-20 teen samaa kudosmallikertaa noudattaen kuin muualla kudoksessa. Tällöin käytetään kudoksen poikkilankoja loimina ja pituussuuntaisia lankoja kuteina, kun taas itse kudoksen valmistaminen kutomakoneella tapahtuu niin, että viiran pituussuunta muodostuu loimilangoista ja poikkisuunta kude-25 langoista. Saumakudoksen loimiluku on yleensä rajallinen, joka tarkoittaa sitä, että vain tietty määrä kudoksen lankoja vodaan ottaa mukaan sauma-alueelle. Mitä useammassa kerroksessa poikkisuuntaiset langat sijaitsevat, sitä kapeammaksi sauma muodostuu. Viiran kestävyys paperikoneella 30 riippuu myös sauman kestävyydestä. Sauman kestävyyden kannalta on taas erittäin tärkeää, että viiran pituussuuntaisten lankojen liitoskohdat ovat pitäviä, eivätkä ala luistaa. Mitä leveämpi sauma on mahdollista muodostaa, sitä useampia polvekkeita eli mutkia ylälangan yli tai alalangan " 35 ali pituuslanka muodostaa sauman alueella ja sitä suurempi 7 85605 kitka kohdistuu pituuslankaan, jolloin liitoskohtien luis-tamiseen tarvitaan suurempi voima eli suurempi kireys paperikoneella.

Pituussuuntaisen langan rautkittelun määrä ja jyrk-5 kyys vaikuttavat myös vinoutumisherkkyyteen. Mikäli pituussuuntaiset langat kulkevat kudoksessa loivasti polveillen, tapahtuu vinoutumista hyvin herkästi paperikoneella. Jos pituussuuntaiset langat mutkittelevat jyrkästi ja ovat kosketuksissa poikkisuuntaisiin lankoihin useassa kohdassa, 10 on kudoksen rakenne stabiili.

Edellä esitettyä sovellutusesimerkkiä ei ole mitenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa täysin vapaasti. Esimerkiksi lankavahvuuksia ei ole mitenkään rajoi-15 tettu tiettyihin lukuarvoihin. Eräässä edullisessa sovellutuksessa pituussuuntaisen langan vahvuus oli 0,17 mm, poik-kisuuntaisen ylälangan vahvuus 0,20 mm ja poikkisuuntaisen alalangan vahvuus 0,25 mm. Tämä ei kuitenkaan ole ainoa vaihtoehto, vaan muunlaisiakin lankapaksuuksia voidaan 20 käyttää. Ylemmän poikkisuuntaisen lankajärjestelmän langat voivat olla myös samanvahvuisia, tai joissain tapauksissa jopa paksumpia kuin alemman poikkisuuntaisen lankajärjestelmän langat jne. Pinnan poikkilankatiheys on hyvän pape-rinmuodostuksen huomioonottaen mahdollista asettaa niin, 25 että ilmanläpäisykyvyksi saadaan vähintään 500 CFM. Veden-läpäisykyky on oikeampi ominaisuus kuvaamaan paperikonekan-kaan toimintaa paperikoneella, mutta koska ilmanläpäisyky-vyn mittaus on yksinkertaisempi suorittaa eikä vaadi näytteen leikkamista kuten vedenläpäisykyvyn mittaus ja koska 30 ilman- ja vedenläpäisykyvyillä on selvä vastaavuus, ilman-läpäisykyvyn mittaamista käytetään yleisesti korvaamaan vedenläpäisykyvyn mittausta. Yksikköä CFM käytetään alalla yleisesti kuvaamaan ilmanläpäisykykyä ja se ilmoittaa, kuinka monta kuutiojalkaa ilmaa menee kankaan läpi yhdessä 35 minuutissa yhden neliöjalan suuruisella alueella paine- 8 85605 eron ollessa 1,25 mbar. Keksinnön mukaisen paperikonekan-kaan lankojen valmistusmateriaalia ei ole myöskään mitenkään rajoitettu, vaan langat voidaan valmistaa mistä tahansa sopivasta materiaalista. Esimerkkinä sopivista materiaa-5 leista voidaan mainita polyesteri ja polyamidi. On myös mahdollista valmistaa kaikki langat samasta materiaalista tai vaihtoehtoisesti jotkin langat tietystä materiaalista ja jotkin langat jostain toisesta materiaalista, esimerkiksi alemman poikkilankajärjestelmän langat tai osa niistä 10 voidaan valmistaa eri materiaalista kuin muut langat jne.

Claims (2)

9 85605

1. Kaksikerroksinen paperikonekangas, joka käsittää yhden pituussuuntaisen lankajärjestelmän (4) ja kaksi poik- 5 kisuuntaista lankajärjestelmää (5,6), joista ylempi poik-kisuuntainen lankajärj es telinä (5) sijaitsee kankaan paperi-puolella ja alempi poikkisuuntainen lankajärjestelmä (6) sijaitsee kankaan konepuolella, jolloin lankajärjestelmät (4,5,6) sitoutuvat toisiinsa 8-vartisen mallikerran mukaan 10 ja jolloin poikkisuuntaisten lankajärjestelmien (5,6) langat (7,8) sijaitsevat kahdessa kerroksessa niin, että ylemmässä järjestelmässä (5) on kaksinkertainen määrä lankoja verrattuna alempaan poikkisuuntaiseen lankajärjestelmään (6) , tunnettu siitä, että kukin pituussuuntainen 15 lanka (9) ylittää yhden mallikerran aikana ylemmässä poik- kilankakerroksessa (5) kaksi lankaa (7) ja alittaa alemmassa poikkilankakerroksessa (6) yhden langan (8), että kunkin pituussuuntaisen langan (9) kulku on käänteinen verrattuna sen vieressä olevien lankojen (9) kulkuihin, 20 että ylemmän poikkisuuntaisen lankajärjestelmän (5) langat (7) muodostavat vuoroin kahden ja neljän pituussuuntaisen langan (9) yli ulottuvia lankajuoksuja kankaan paperipuo-lelle ja että alemman poikkisuuntaisen lankajärjestelmän (6) langat (8) muodostavat vuoroin kahden ja neljän pituus-25 suuntaisen langan (9) yli ulottuvia lankajuoksuja kankaan konepuolelle niin, että ylemmän poikkisuuntaisen langan (7) pitempi lankajuoksu on aina alemman poikkisuuntaisen langan (8) lyhyemmän juoksun kohdalla ja päinvastoin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekangas, 30 tunnettu siitä, että ylemmän poikkisuuntaisen lanka- järjestelmän (5) langat (7) ovat ohuempia kuin alemman poikkisuuntaisen lankajärjestelmän (6) langat (8). 10 85605