FI95161B - Menetelmä paperikonekankaan valmistamiseksi, paperikonekangas ja menetelmä paperikonekankaan lankojen valitsemiseksi - Google Patents

Description

95161

Menetelmä paperikonekankaan valmistamiseksi, oaperikonekanoas ia menetelmä paoerikonekankaan lankojen valitsemiseksi Tämä keksintö koskee patenttivaatimuksia 1, 4, 5, 8, 11 ja 17 5 lajimääritelmän mukaisia paperikonekankaitä ja niiden valmis tusmenetelmiä sekä menetelmää lankojen valitsemiseksi paperikoneen kangasta varten.

Paperikone sisältää yleisesti kolme osaa, rainanmuodostuksen, io puristamisen ja kuivaamisen. Paperikonekankaat muodostavat ja kuljettavat vesipitoisen paperirainan paperikoneen läpi.

Rainanmuodostuskangas muodostuu yleisesti metallilangasta ja/tai synteettisestä materiaalista, kuten nailonista tai 15 polyesteristä. Joidenkin paperilaatujen muodostamisessa voidaan vesiliete kuumentaa kuivauksen, rainanmuodostumisen tai muiden haluttujen ominaisuuksien parantamiseksi. Kun rainanmuodostuskangas kulkee perälaatikosta huopautuspuristi-melle paperikoneessa, poistuu vettä ja sekä muodostuva arkki 20 että rainanmuodostuskangas pyrkivät jäähtymään lämpötilal taan. Lisää rainanmuodostuskankaan jäähtymistä tapahtuu paluuosassa. Suihkujen, joko kuumien tai kylmien, lisäys aiheuttaa myös rainanmuodostuskankaan lämpötilan vaihteluja. Äkillisen lämpötilan muutoksen on tiedetty aiheuttavan rai-25 nanmuodostuskankaan ja käytetyn rakenteen pituuden tai leveyden mittamuutoksen, joko suurentumisen tai kutistumisen lämpötilan muuttuessa. Kankaan mitan muutos on tyypillisesti hyvin nopea ja tuloksena voi syntyä ongelmia taitteiden, rypistymisten, ohjautumisen ja tarttumisen suhteen.

30

Paperikoneen puristinosassa on lämpötilan vaihteluilla pyrkimys olla vähemmän voimakkaita, kuitenkin voivat kankaan tai huovan puhdistukseen käytetyt kuumat tai kylmät suihkut aiheuttaa nopeita huovan lämpötilan muutoksia. Lämpötilan 35 muutos voi aiheuttaa huovan rypistymisen, huonon ohjautumisen tai aiheuttaa muutoksen huovan huokoisuuteen tai läpäisevyyteen.

2 95161

Paperikoneen kuivausosa voi muodostua yhdestä jopa kuuteen osaan, joissa on sekä huovan ylä- että ala-asennot. Nykyään on asennettu joitakin kuivaushuopia, joissa huopa kulkee vuorotellen ylä- ja ala-asennoissa. Kuivaus suoritetaan 5 yleisesti kuumennetuilla kuivausrummuilla, jotka ovat hal kaisijaltaan 1,2 - 1,8 m. Vaihtoehtoisesti arkki voidaan kuivata käyttäen läpikuivainta, säteilylämpöä ja/tai radiotaajuutta.

10 Lämpötilan vaihtelut kankaan pituudella koneen suunnassa tai poikkisuunnassa kankaan poikki voivat olla huomattavia sekä eri paperikoneiden välillä että annetun paperikoneen sisällä. Kuivauskankaan lämpötila pyrkii nousemaan kankaan edetessä koneen läpi. Myös kuivauskankaan poikkisuuntainen lämpötila is koneen poikki olevassa suunnassa pyrkii vaihtelemaan. Paperikoneen käyttöpuoli tai takapuoli pyrkii rajoittamaan ilman virtausta käyttölaitteiden, putkien jne. läsnäolon takia. Paperikoneen etupuoli on taas usein avoimempi ja sallii ilman vapaan virtaamisen. Tämä ero etupuolen ja takapuolen välillä 20 pyrkii luomaan epäyhtenäisen lämpötilaprof iilin kankaan poikki. Kun myöskään taskujen tuuletus ei ole tasainen, ei kosteuden kuormittama ilma poistu ja kosteusprofiili vaihtelee koneen poikki olevassa suunnassa. Vaihtelut kosteudessa aiheuttavat eroja sekä kuivauskankaan että tuotetun paperirai-25 nan lämpötilaprof iilissa. Kuivausrumpusifoneitten ja kuivaus- rumpu laippojen asettelun ja käytön tiedetään aiheuttavan lämpötilaeroja.

Jotkin kuivauskankaat ovat kudottuja päättöminä hihnoina, 30 joissa täytelangat toimivat koneen suuntaisena lankana ja loimilanka koneen poikittaisen suunnan lankana. Useimmat kuivauskankaat ovat kuitenkin kudottuja laakahihnana, jossa loimi on koneen suuntainen lanka ja täytelanka on koneen poikkisuuntainen lanka. Sellaisissa kankaissa on yleistä muo-35 dostaa päätön kangaslenkki, johon liittyy hakasauma, neula-sauma tai muu liitosväline.

Jotkut paperikonekankaat ovat non-woven-kankaita. Paperin valmistuksessa on käytetty kankaita, jotka muodostuvat kie- 3 95161 rukkaspiraaleista, joissa spiraalit menevät lomittain ja ovat sarjassa yhdistettyjä toisiinsa liitoslangoilla muodostaakseen päättömän hihnan, ks. esimerkiksi US-patentteja numerot 4,528,236, 4,567,077 ja 4,654,122.

5

Ennen monilla paperitehtailla oli tiettyjä ongelmia paperi-konekankaiden suhteen paperinteon aikana. Jotkin raportoiduista ongelmista sisältävät viipotuksen, ohjautumisen, taipumisen, jojoliikkeen ja epästabiilisuuden, kuten vääntykö misen, rypistymisen, löysän keskustan, punoutumisen ja löysät reunat.

Viipotus tunnetaan kuivauskankaan värähtely- tai vatkausvai-kutuksesta sen kulkiessa koneessa. Joskus sivulta sivulle 15 liike liittyy olennaisesti kuivauskankaaseen ja tapahtuu kerran joka kierroksella ja täsmälleen samassa kankaan asemassa. Viipotuksen voi aiheuttaa huono kuivauskankaan valmistus, huono asennustekniikka, huonot käyttötoiminnot ja vialliset laitteet.

20

Ohjautuminen on kankaan ohjaamista niin, että se pysyy koneessa kankaan vain jaksottain ja hiukan liikkuessa sivulta sivulle. Ohjautumista säätää mekaaninen ohjainsiipi, ilma, valo tai muu anturilaite, joka havaitsee kankaan liikkeen ja 25 aiheuttaa sitten ohjaintelan liikkeen ylläpitämään jatkuvasti kankaan oikean aseman koneessa.

Taipuminen liittyy kankaan keskustaan, joka on siirtynyt joko etenevästi tai takautuvasti kankaan kulkiessa koneessa.

30

Termi ·'jojoliike" liittyy siihen, että kangas muuttuu ylenmäärin pituudeltaan siirryttäessä raina-päällä-tilasta raina-pois-päältä-tilaan. Tämän liikkeen vastustamiseksi vastatela liikkuu pitääkseen kankaassa tasaisen jännityksen.

Vääntyminen liittyy tavallisesti siihen, että pienet kankaan alat ovat muodottomia, törröllään tai muuten poissa kohdaltaan.

35 4 95161

Termi "rypistyminen" koskee ryppyjä, harjanteita tai taitteita kankaassa ja ne voivat olla joko suoria kankaan koneen suunnassa tai ne voivat tapahtua kohtisuoraan kankaan poikki.

5 Termi "löysä keskusta" viittaa siihen, kun kangas on löysä tai ryhditön kankaan kulun keskeltä.

Punoutuminen on termi, jota käytetään, kun kangas siirtyy sivullepäin koneessa ja kerääntyy kapeaksi massaksi tai 10 nauhaksi sen yhä kulkiessa.

Termiä "löysä reuna" käytetään silloin, kun joko kankaan liikkuva taka- tai etureuna on löysä, se roikkuu tai muodostaa jatkuvan pullistuman lopun kankaasta kulkiessa laakeana is tai tasaisena.

Monien näiden ongelmien aiheuttajaa ei ennen ymmärretty selvästi ja vain silloin tällöin tietty kankaan ongelma voitiin osoittaa koneen viaksi, ohjaintelamekanismin pet-20 tämiseksi, koneen telan siirtymäksi tai muuksi tunnetuksi viaksi. Vaikka kaikki nämä ongelmat ovat harmillisia, pyrkivät tasaiset ja kunnolliset kankaanvalmistusmenetelmät minimoimaan monet näistä aiheutuneista ongelmista.

25 Yksi kaikkein vakavimmista ongelmista kudottujen kankaiden suhteen on löysät reunat. Vaikka kankaan valmistusolosuhteita säädetään huolellisesti, esiintyy löysien reunojen ongelmaa. Löysien reunojen ongelma tulee ilmi, kun kankaan keskus on tasainen koko kulkevalta pituudeltaan ja kulkeva reuna tai 30 reunat pyrkivät pullistumaan tai riippumaan. Joissakin muotoiluissa kangas voi pyrkiä olemaan löysä keskeltä pikemminkin kuin reunalta, mutta tämä on pikemminkin poikkeus kuin yleinen sääntö. Jos reunan löysyys on ylenmääräinen, ohjain-siipi ei toimi kunnolla ja kangas siirtyy sivullepäin ko-35 neessa aiheuttaen mahdollisesti vahinkoa kankaalle tai jopa itse paperikoneelle. Kuivausosassa ei paperiarkkia voida pitää tiukassa kosketuksessa kuivausrummun kanssa ja reunalla voi tapahtua arkin kupruilua tai muita ongelmia. Kaikki 5 95161 viitatut ongelmat pyrkivät alentamaan käyntitehokkuutta ja lisäämään kustannuksia.

Kudottujen kankaiden kenttäsuorituskyvyn kartoitus on mer-5 kinnyt, että löysiä reunoja esiintyy kankaan etureunalla kymmenen kertaa useammin kuin kankaan takareunalla. Usein silloin, kun kone on täysin katettu, löysiä reunoja voi ilmaantua vain kun suojus on nostettu ylös, mutta ne häviävät, kun suojus lasketaan. Kuivaintelojen laipat ovat myös io tunnettuja sellaisina, jotka aiheuttavat kuivaintelojen ja kankaan lämpötilan eroja. Havaittiin, että etureuna on enemmän taipuvainen löysäksi reunaksi, koska koneen etureuna on avoin ja täten herkempi ilmanvirroille ja lämpötilan vaihteluille. Katetun koneen tapauksessa, pyrkii kangas suojuksen is ollessa suljettuna saavuttamaan sekä kosteuden että lämpötilan tasapainon ja siksi kankaan heikkousvaikeuksia esiintyy harvemmin.

Lisätutkimus paljasti, että tietyt paperikoneet ovat taipu-20 vaisempia siihen, että niissä on löysät reunat, kuin toiset.

Usein kun ajettiin paksuja, suljettuja, vanhempia, alhaisen läpäisevyyden huopia, ne suoriutuivat oikein hyvin, kuitenkin kun uudempia, korkean läpäisykyvyn avoinverkkoisia kankaita käytetään, kankaalla voi olla löysät reunat.

25

Spiraalikankaiden suhteen tapahtuu kankaan rikkoontuminen mittastabiilisuuden puuttumisen takia useammin. Spiraalikan-kailla ei ole vain suhteellisen suuri löysän reunan ja löysän keskustan esiintymisen ongelmia, vaan spiraalikankailla on 30 esiintynyt toistuvia ongelmia ohjautumisen, jojoliikkeen, viipotuksen ja värähtelyjen kanssa.

Tämä keksintö antaa välineen suunnitella ja valmistaa paperi-konekangas, jolla on korkea toleranssi lämpötilan ja/tai kos-35 teuden vaihtelulle ja tuloksena se pitää mittastabiilisuuden välttäen nämä ongelmat. Keksinnön tunnusmerkit on esitetty patenttivaatimuksissa 1, 4, 5, 8, 11, ja 17.

6 95161

Valitaan erityinen sidosmalli tai muu rakenne, kuten sidotut spiraalilangat, jossa on määritelty konesuuntaiset (MD) ja koneen poikkisuuntaiset (CMD) lankakomponentit. Sitten määritellään valitun kangasrakenteen matemaattinen malli.

5

Matemaattinen malli määritetään lankakomponenttien mittoina suhteessa konesuunnan kankaan pituuteen. Mieluummin MD-kan-gaspituus määritellään MD-lankakomponenttien pituuden ja halkaisijan ja CMD-lankakomponenttien halkaisijan funktiona.

10 ^®kankaan pituus — ^rakenne (*®langan pituus, *®langan halkaisija, langan halkaisija)

Prosentuaalinen muutos kankaan pituudessa määritellään sitten 15 sekä MD- ja CMD-lankojen mittojen että laajentumisen tunnuslukujen funktiona.

%AMDkankaan pituus — f h rakenne (^^®langan pituus, ^*®langan halkaisija, ÄCMD xangan halkaisija) — f Arakenne (f (®®langan pituus, ^IMd) ' f” (*®langan halkaisi ja,^<1Md) · fn' (CMD langan halkaisija,^dCMo)) · jossa: Kd = halkaisijan laajentumisen tunnusluku; ja K1 = lineaarinen laajentumisen tunnusluku.

25 Matemaattinen malli voidaan formuloida ottamaan lukuun eri suuruisten ja/tai eri materiaaleja olevien MD- ja CMD-lankojen käytön. Se voidaan myös formuloida tapaukseen, jossa käytetään enemmän kuin yhden tyypin MD- ja/tai CMD-lankaa. Sellaisessa tapauksessa kunkin MD- ja/tai CMD-langan osuus ja 30 laajenemisen tunnusluku sellaisena kuin ne tukevat kankaan kokonaispituutta, otetaan lukuun matemaattisessa mallissa.

Erityiset langan mitat valittua kankaan rakennetta varten määritetään sitten niin, että konesuuntainen pituuden muutos 35 tulee langan laajentumisen tunnuslukujen funktioksi.

%AMDkankaan pituus ~ -^Arakenne (f* (^IMd) ' /" (^dMD) ' f"' (^dCMö) ) 95161

7 I

Langat valitaan sitten MD-lankakomponenteista ja CMD-lanka-komponenteista, jotka perustuvat langan laajenemisen tunnuslukuihin vasteena lämpötilan, kosteuden tai molempien vaihteluille. Langan valinta tehdään niin, että kankaan pituuden 5 mittamuutos, johtuen lämpötilan ja/tai kosteuden vaihtelusta, mistä johtuu MD-langan pituuden muutos, kompensoituu MD- ja CMD-lankojen halkaisijan muutoksella. Niinpä kankaan pituuden kokonaismuutosta voidaan säätää ja se voi olla merkittävästi erilainen kuin sen MD-lankakomponentin ominainen lineaarinen 10 mittamuutos, josta kangas on tehty.

Kangas koostuu mieluummin yksikuituisista synteettisistä langoista, jotka on valittu niin, että laskettu kankaan pituuden laajentuminen on alueella +0,4% - -0,4% /55,5°C (100°F), 15 mieluummin ±0,1% /55,5°C tai vähemmän kuin 0,1% /100% kosteus. Laajentumisominaisuuden tunnuslukujen ja laskelmien tulisi perustua langan ominaisuuksiin oletetulla lämpötila-ja kosteusalueella kankaan erityistä käyttöä varten. Esimerkiksi kuivauskankaalla voi olla lämpötila alueella 22-176°C, 20 sen kulkiessa normaalisti lämpötiloissa 65-121°C. Langan ominaisuudet pitäisi sellaisessa tapauksessa määrittää 65-121°C alueella.

Paperikonekankaan käyttöympäristössä tapahtuu normaalisti 25 lämpötilavaihteluja. Kun aiottu ympäristö on myös olennaisen kosteusvaihtelun kohde, voidaan langan laajenemisen tunnusluvut määrittää sekä lämpötilan että kosteuden vaihteluiden suhteen ja niitä voidaan käyttää määritettäessä erityisiä lankavalintoja.

30

Alan keskitason ammattilaiset ymmärtävät, että yksi säikeisten synteettisten lankojen laajenemisen tunnusluvut vaihtelevat valmistusmenetelmän mukaisesti. Erityisesti polymeeristen lankojen lineaariset laajenemisen tunnusluvut liittyvät 35 suoraan langan vetoon sitä tehtäessä. Katso Choy, "Thermal Expansivity of Oriented Polymers", Developments in Oriented Polymers. toimittanut Ian Ward, 1982, ss. 121-151. Niinpä kun on käytettävä polymeerisiä synteettisiä lankoja, on tärkeää että ylläpidetään yhtäläisiä valmistuskriteerejä lankaa 8 95161 valmistettaessa niin, että langalla on yhtäläiset laajenemisen tunnusluvut, jotka muodostavat pohjan paperikonekankaan suunnittelussa keksinnön mukaisella menetelmällä.

5 Kudottujen kankaiden suhteen, jos valitaan konesuunnan lanka, jolla on suhteellisen korkea laajenemiskerroin, voidaan valita erilaisia koneen poikkisuuntaisia lankoja, joilla on suhteellisen korkea halkaisijan laajenemiskerroin, mikä tasapainottaa konesuuntaisten lankojen lineaarista laajenemista 10 antaen samalla kokonaiskangaspituudelle mittastabiilisuutta.

Mitä tulee spiraalikankaisiin, voidaan tehdä langan, joka käsittää spiraalit, ja yhdistävien liitoslankojen valinta samalla tavalla.

is Vaihtoehtoisesti voidaan valita ensin lankoja, joilla on ennaltamäärätty laajenemiskerroin ja muutos konesuuntaisessa pituudessa voidaan sitten määrittää langan mittoina: %ÄMDkankaan pituus — ^Arakenne (/# (*® iangan pituus)' /” (®®iangan halkaisija)' /m/(CMD langan halkaisija))

Kankaan rakenteen mitat, kuten kudelankojen lukumäärä pituus-yksikköä kohti kudotussa kankaassa ja lankojen halkaisija valitaan sitten niin, että laskettu muutos MD-kankaan pituu-25 dessa on haluttujen alueiden sisällä. Kankaan rakenteen ja langan halkaisijoiden määrittäminen tällä tavalla tulee vaikeammaksi, jos lankojen laajenemisen tunnusluvut riippuvat langan halkaisijasta.

30 Käytännössä voidaan käyttää kahden vaihtoehtoisen menetelmän yhdistelmää valita lankoja perustuen laajenemisen tunnuslukuihin ja mittoihin. Esimerkiksi valittua kangasrakennetta ·. varten voidaan alunperin määrittää lanka, jolla on määritelty halkaisija ja tunnetut lineaariset ja halkaisijan laajene-35 misen tunnusluvut, MD-langaksi. Sitten MD-kangaspituuden muutoksen formulointi tulee riippuvaksi CMD-langan muuttujista: %AMDkanjtaan pituus = /Arakenne ( /"' langan halkaisija, ^dCffl)) ) tai 9 95161 %ÄMDjtanjcaan pituus ~ f Arakenne (/# (/° (CMD iangan halkaisija) ) · f (CMD i_angan halkaisija, KdCMD)) 5 jossa MD-langan pituus liittyy CMD-langan halkaisijaan kan kaan rakenteen formuloinnissa, s.o. : MDlangan pituuB = f° (CMDlangan halkaisija)*

Niinpä CMD-langan mitat ja ominaisuudet valitaan niin, että 10 laskettu muutos MD-kankaan pituudessa on haluttujen alueiden sisällä.

Keksinnön mukaan voidaan paperikoneen kankaat valmistaa niin, että vältetään löysät reunat ja muut mittastabiilisuuteen 15 liittyvät ongelmat.

Kuvio 1 esittää paperikoneen kangasta, joka kulkee kuivaus-rummun yli.

20 Kuvio 2 on kaaviomainen poikkileikkauskuva kudotun kankaan osasta.

Kuvio 3 on suurennettu poikki leikkauskuva kuviossa 2 esitetyn kudotun kankaan osasta.

25

Kuvio 4 on suurennettu kaaviomainen poikkileikkauskuva spi-raalikankaan osasta.

Vaihteluja lämpötilassa ja kosteudessa tapahtuu sekä paperi-30 konekankaan 10 pituudella että leveydellä, kun se toimii muodostaakseen ja/tai kuljettaakseen paperirainaa 12 paperikoneiden läpi. Esimerkiksi viitaten kuvioon 1 on tyypillisessä kuivausrummussa 14 laipat 16, jotka pyrkivät pidättämään lämpöä ja aiheuttavat usein sen, että huopa 10 on kuumempaa 35 suoraan laippojen 16 yläpuolella. Kuivausrummussa 14 on myös kuivauspinta 18, joka ulottuu laippojen 16 ulkopuolelle, ja siinä on ura 20 helpottamaan köyden 22 käyttöä paperiarkin hännän pujottamiseksi kuivausosan läpi. Kuivauspinnan 18 jatke ei ole kuumennettu niinkuin loput kuivausrummusta 14 ja 10 95161 niinpä lämpötila onkin olennaisesti erilainen kuivausrummun 14 pään ja keskusta välillä. Kuivausrummun 14 lämpötilaerot aiheuttavat kankaan reunan kulkemisen viileämpänä kuin kankaan keskusta, mistä on tuloksena löysät reunat 24, jos 5 kyseisen kangasrakenteen konesuuntainen pituus muuttuu olennaisesti lämpötilaeron takia. Samalla tavalla kosteusvaihte-lut voivat vaikuttaa huovan konesuunnan pituuteen.

Tutkittaessa lankojen ja kankaan lämpöominaisuuksia havaitiö ti in, että langan lämmöstä johtuvat mittamuutokset ovat erilaisia halkaisijassa kuin pituudessa. Jos lineaarinen laajenemisen tunnusluku on positiivinen, lanka pitenee kuumennettaessa. Kuitenkin joillakin synteettisillä langoilla on positiivinen halkaisijan laajenemisen tunnusluku ja negatii-15 vinen lineaarinen laajenemisen tunnusluku, mikä merkitsee, että lanka turpoaa halkaisijaltaan ja tulee lyhyemmäksi pituudeltaan kuumennettaessa.

Viitaten kuvioon 2 esitetään kudottu kuivauskangasrakenne. 20 Kangasrakenteessa on loimilankoja 26, 27, 28, 29 ja täyte- lankoja 30-37 kudottuna toistettuna mallina, kuten esitetään. Näytekangas kudottiin tasona loimilangoilla konesuunnassa (MD) ja täytelangoilla koneen poikittaisessa suunnassa (CMD). Kangas muodostui 100% WP-500-7A:sta, yksikuituisesta polyes-25 terilangasta, jonka on valmistanut Shakespeare Corporation.

Mittastabiilisuus testattiin kohdistamalla kuuma ilmavirta käyttäen kuumailmapuha11intä kankaalle Instron-vetokoelait-teessa. Konesuuntainen näyte puristettiin Instron-veto-30 koelaitteen leukojen väliin. Samat jatkuvat loimilangat (MD) puristettiin ylempiin ja alempiin leukoihin vetokoeasettelus-sa. Välittömästi käytettäessä kuumaa ilmavirtaa kankaaseen, Instron-piirturi osoitti jännityksen lisääntymistä. Jännityksen lisäys muuttuu kankaan taipumukseksi kutistua konesuun-35 nassa. Koska vaikutus oli välitön, oli Instron-koelaitteen metallileuoilla riittämättömästi aikaa lämmetä ja antaa tälle vaikutukselle lisätukea. Kun WP-500-7A-yksikuitulankaa testattiin laitteella, joka oli suunniteltu tarkoitusta varten säädetyissä lämpötila- ja jännitysolosuhteissa, havaittiin 11 95161 että langalla oli lineaarinen laajenemiskerroin +0,07411% / 55,5°C ja halkaisijan laajenemiskerroin +0,9557% /55,5°C.

Tosiasia, että kudotulla kankaalla oli taipumus kutistua loi-5 men tai koneen suunnassa näytti olevan ristiriidassa yksikui-tuisen langan lineaarisen laajenemisominaisuuden kanssa. Havaittiin, että täytelangan halkaisijan turpoaminen oli avustava tekijä kudotun kankaan mittamuutoksessa, kun käytettiin lämpöä. Kehitettiin kangasrakenteen matemaattinen 10 malli selittämään ja ennustamaan ilmiötä.

Kuviot 2 ja 3 kuvaavat kankaan poikkileikkauksia, jotka ovat yhdensuuntaisia paperikonekankaan, jossa on 14 kahden kude-langan ryhmää (double pick) tuumaa kohti, ja jonka paksuus on 15 1,77 mm, koneen suunnan kanssa. Kahden kudelangan ryhmä (double pick) määritellään yhtenä kudelankana toisen päällä, kuten CMD-langat 32, 33. Jotta CMD-langat, joita merkitään numeroilla 32 ja 33, mukautuisivat kankaaseen kuumuuden aiheuttaessa turpoamista, täytyy niiden joko liikkua katko-20 viivalla kuviossa 3 merkitystä asemasta asemaan, joka on esitetty kuviossa 3 numeroilla 32a ja 33a, tai MD-langan 20 täytyy rypistyä hieman sopiakseen poikkileikkaukseen. Käytännössä ilmenee, että molempien yhdistelmä tapahtuu, kuten mikroskooppinen tutkimus osoittaa. Viitaten kuvioon 2 väli "A”, 25 konesuuntaisen toistomallin pituus, määritellään helposti yhtälöllä: kaksoislankojen lukumäärä/kankaan lävistäjä A = -------------------------------------------- kaksoislankoja/tuuma 30 jossa "kankaan lävistäjä" määritellään hypotenuusana "C", joka on esitetty kuviossa 3.

i Tietäen kankaan paksuuden mittaamalla ja MD- ja CMD-lankojen 35 halkaisijan, etäisyys "B", kankaan paksuus MD-langan keskilinjasta keskilinjaan määritellään: B = dMD + 2(dCMD) + ilmaväli jossa dMD = MD-langan halkaisija; dCMD = CMD-langan halkaisija; ja 40 ilmaväli * kankaan paksuus - 2(dMD+dCMD) 12 95161

Esimerkiksi kangas, jossa on 14 kaksoiskudelankaa tuumaa kohti, jonka paksuus on 2,2797 mm ja jossa molempien lankojen, MD- ja CMD-lankojen, halkaisija on 0,51 mm: A = 3,6286 mm, ilmaväli = 0,2476 mm ja B = 1,7716 mm.

5

Koska A2 + B2 = C2 A:n, B:n ja C:n muodostamalle suorakulmaiselle kolmiolle voidaan saada kohtuullisen tarkka arvio hypotenuusasta "C", vinon MD-langan keskiviivan pituudesta: C = / A2 + B2' = 4,038 mm = MD-langan pituus 10

Langan läpimitan ja pituuden lämpömittamuutosten tieto voidaan määrittää helposti kokeellisesti sopivilla mittauslaitteilla. Koska langat muuttuvat läpimitaltaan ja pituudeltaan johtuen kuumuudesta ja kosteudesta, havaittiin, että kankaan 15 pituus koneella vaihtelisi langan halkaisijan ja pituuden laajenemisen asteen suhteen, mitkä on aiheuttanut vaihtelut lämpötila- ja/tai kosteusprofiilissa kankaan poikkisuunnassa. Esimerkiksi jos lämpötilaero kankaan reunan ja keskuksen välillä on 55,5°C, matemaattinen kankaan rakenteen malli voi 20 arvioida mittamuutoksen kankaalle. Kankaan pituus korkeammassa lämpötilassa voidaan laskea käyttäen langan läpimitan ja pituuden, lämmön vaikutuksesta tapahtuvaa, mitan laajenemisen tunnuslukua, joka on määritetty kokeellisella testaamisella. Nousseessa lämpötilassa pituus kohdassa C tulee C':ksi ja 25 määritetään: [K1MD · 55,5 °C] C' C + AC = C + (C---------------) 100 jossa kankaan K1M0 on MD-langan lineaarinen laajeneminen 30 prosentteina kasvua 55,5°C:ta kohti. Kangasesimerkille, joka on annettu yllä tämä on 4,041 mm. Mitta B, joka johtuu lämpötilan nousemisesta 55,5°C:11a, on B'.

[K^ ' 55,5°C] (KdcMD · 55,5°C) ; B' = dMD+dMD(---------------) +2 (dCMD+dCMD[----------------]) 35 100 100 tiimaväli jossa: KdMD on MD-lankojen halkaisijan laajenemisen tunnusluku prosentuaalisena kasvuna 55,5°C:ta kohti; ja KdCMD on CMD— 40 lankojen halkaisijan laajenemisen tunnusluku prosentuaalisena : kasvuna 55,5°C:ta kohti.

13 95161

Yllä annetulle kangasesimerkille B' = 1,7889 mm.

Kuvioissa 2 ja 3 kuvatun kangasrakenteen suhteen ilmaistaan MD-kankaan pituus MD- ja CMD-lankojen termeillä ylläolevan 5 mukaisesti seuraavasti: ^kankaan pituus ~ ~ J C - B2 ' — 10 J (MDlangan pituus)2 “ + dcMD + ilmarako)2

Niinpä prosentuaalinen muutos kankaan pituudessa / 55,5°C, %AMDkankaan pituus» voidaan määrittää:__

ΔΑ / (C'2 - B/2 - A

15 %AMDkankaan ituus ------- 100 -------------------- · 100

A A

Ylläannetulle kangasesimerkille on tämä arvo yhtä suuri kuin -0,10503. Negatiivinen arvo merkitsee, että kangas kutistuisi 20 pituudeltaan 0,10503%, kun lämpötila nousee 55,5°C.

Lankasarjan lineaarinen ja prosentuaalinen mittamuutos määri tettiin käyttämällä 0,54 kg:n jännitystä lineaarista senttiä kohti lankajärjestelmään, jotta jäijiteltäisiin jännitystä 25 paperikoneen kuivausosassa. Kahden 163°C:een tapahtuvan esi-kuumennussyklin ja jäähdytyksen jälkeen jäännöskutistumisen poistamiseksi, kirjattiin lankojen pituus annetulla lämpötilalla 0, 5, 10 ja 15 minuutin jälkeen. Langan pituus mitattiin ja lämpötilasta johtuva prosentuaalinen pituuden muutos 30 määritettiin regressioanalyysillä. Vaikka lämpötilasta johtu va pituusmuutos oli testatuille langoille: polyesteri, nailon ja polyesteri/nailonsekoitus, hiukan ei-lineaarinen suhde, saatiin hyvin korkea korrelaatiokerroin lineaarisesta regressiosta. Niinpä kaavassa oletettiin vallitsevan lineaarinen . 35 suhde.

%

Koska haluttiin kankaan ja langan pituuden muutos lämpötila-muutoksen astetta kohti, tarvitsi määrittää vain suhteelliset arvot. Valittiin muutokset per 55,5°C (100eF) ilmaisemaan 40 kaavaa lukujen yksinkertaistamiseksi. Koska suhde mittamuu-: toksen ja lämpötilan välillä on melkein lineaarinen testatul la lämpötila-alueella, voidaan annettuja kaavoja mittamuutok- 14 95161 sille per 55,5°C sovittaa helposti todelliseen lämpötilavaih-teluun kankaan poikki.

Vaikka Instron-testaus polyesteriä olevalle yksikuitulangalle 5 osoittikin pituuden kasvua johtuen korkeammista lämpötiloista, havaittiin pituuden kutistumista testattaessa kudottua kangasta kuumailmapuhaltimella jja käytettäessä matemaattista mallia. Havaittiin, että tällä kankaalla ja kudoksella pyrkii CMD-langan turpoaminen halkaisijaltaan, johtuen korkeista 10 lämpötiloista, vaatimaan enemmän MD-langan pituutta olemaan loimena laajentuneiden täyte-CMD-lankojen halkaisijoiden ympärillä ja täten kangas pyrkii kutistumaan pituudeltaan johtuen korotetuista lämpötiloista.

15 Samalla tavalla määritettiin muiden polyesterityyppisten kankaiden laskettu mittamuutos. Jälkimmäisissä kahdessa kankaassa oli sama kaksoiskudelankatiheys pituusyksikköä kohti ja sama loimi ja kudetyyppi. Kuitenkin niiden lasketuissa mittamuutoksissa oli eroja. Saadut tulokset on luetel-20 tu taulukossa 1 alla. Lasketut löysät reunat perustuvat oletukseen, että kankaan reunat olivat 55,5°C viileämpiä kuin kankaan keskusta.

Taulukko 1 25

Langan tyyppi Lask. kankaan Löysät reunat Ero

Loimi Täyte pit.muut./55,5eC Tod. Lask. (%pist.) 14 kaksoislank.

(%) (%) (%) 30 ------------------------------------------------------------- WP500 WP500 -0,10503038 1,15 0,57 -0,58 WP500 SVX -0,29404506 2,26 3,70 +1,44 SVX SVX -0,42134792 6,67 5,81 -0,86 35 Lineaarinen regressio suoritettuna silloin, kun laskettu mit-: tamuutos oli x-muuttuja ja löysät reunat oli siitä riippuva y-arvo, osoitti, että tulokseksi saatu yhtälö oli: Löysät reunat = -16,5622x - 1,16935 jolla oli hyvin korkea korrelaatiokerroin 0,903. Täten voi-40 daan osoittaa yllä olevasta, että lasketulla mittamuutoksella : -0,070603 ei saataisi yhtään löysiä reunoja.

il i . U.t Ml liitä 15 95161

Samalla tavalla määritettiin prosentuaalinen kutistuma, joka johtui lämpötilasta, toisen rakenteen kankaalle, kuvio 3, mutta sillä poikkeuksella, että loimi koostui 50% polyesteriä, osa A, ja 50% nailonia, osa B, olevista langoista ja 5 tarkasteltavana oli kunkin MD-langan vaikutus. Jotta tehtäisiin näin, määritettiin ensin prosentuaalinen mittamuutos polyesterille yksin ja sitten yksin nailonille ja matemaattista mallia käytettiin käyttäen kahden tuloksen keskiarvoa. Taulukko 2 esittää muuttujat ja lasketun tiedon erilaisille io kuiduille ja vertaa löysien reunojen esiintymisen arviota todelliseen havaittuun löysien reunojen ilmenemiseen.

Taulukko 2 15 MD-lanka A MD-lanka B CMD-lanka

Kangas Halk. Tyyppi Halk. Tyyppi Halk. Tyyppi

No. (cm) (cm) (cm) 1. 0,0508 a 0,0533 d 0,0508 a 20 2. 0,0508 b 0,0533 d 0,0508 b 3. 0,0508 a 0,0533 d 0,0508 b 4. 0,0508 c 0,0533 d 0,0508 b 5. 0,0508 c 0,0533 d 0,0508 e 25

Kangas No. Lask. kankaan Löysät reunat Ero pit.muut./55,5°C Tod. Lask. (% pist.) 14 kaksoislank.

(%) (%) (%) 30 1. -0,762183 2,44 2,69 +0,25 2. -0,790289 3,02 3,02 +0,02 3. -0,791564 3,10 3,05 -0,05 4. -0,780197 3,11 2,91 -0,20 35 5. -0,591211 0,60 0,57 -0,03

Tyyppi a = Hoechst 0,508 mm PRNH polyesteri Tyyppi b = Shakespeare 0,508 mm SVX polyesteri Tyyppi c = Hoechst 0,508 mm M079 polyesteri 40 Tyyppi d = DuPont 0,533 mm 7264-SA nailon

Tyyppi e = Shakespeare 0,508 mm WP500-7A polyesteri

Lineaarinen regressio suoritettuna silloin, kun laskettu mittamuutos oli x-muuttuja ja löysät reunat oli siitä riippu-45 va y-arvo, osoitti, että tulokseksi saatu yhtälö oli: Löysät reunat = -12,3761407x - 6,7425691 jolla oli korrelaatiokerroin 0,989 eli erinomainen korrelaatio. Täten voidaan osoittaa yllä olevasta, että tämän raken 16 95161 teen lasketulla mittamuutoksella -0,5448056 ei saataisi yhtään heikkoja reunoja.

Tietäen, että kankaan rakenteen matemaattinen malli ennustaa 5 onnistuneesti löysien reunojen esiintymisen, voidaan kangas- rakennetta, loimi- ja kudelangan halkaisijaa, loimi- ja kudelangan pituuden ja halkaisijan mittamuutosta, polymeeri-tyyppiä, pituusyksikköä kohti olevia päitä ja lankamääriä ja ilmaväliä vaihdella riippumattomasti tai yhdistelmänä toisio tensa kanssa sellaisen kankaan tuottamiseksi, joka minimoi kankaan mittamuutoksen.

Lisäanalyysi ja testaaminen on osoittanut, että tekemällä tarpeelliset trigonometriset säädöt, mitkä johtuvat kankaan 15 geometriasta, voidaan kehittää uusia malleja monimutkaisia kudoksia ja rakenteita varten. Esimerkiksi spiraalikangasra-kenteen mittamuutos voidaan määrittää ja siksi löysien reunojen esiintyminen ennustaa. Tuloksena voidaan tehdä säätöjä suunnittelussa sellaisten kankaiden valmistamiseksi, jotka 20 eivät tuota löysiä reunoja.

Viittamalla kuvioon 4, siellä esitetään spiraalikangas 40, joka muodostuu spiraalilangoista 42, jotka ovat lomittain ja sarjassa kytkettyjä yhteen liitoslangoilla 44. Tämän raken-25 teen matemaattinen malli määritetään helposti määrittämällä konesuunnan kankaan toistopituus etäisyytenä "a" yhden liitos langan keskustan ja seuraavan liitoslangan keskustan välillä.

30 Tämä formulointi olettaa käytettävän vain yhden tyypin lankaa liitoslankoina ja yhden erityisen tyypin spiraalia läpi koko kankaan. Jos esimerkiksi spiraalirakenteen tulee muodostua kahdesta eri tyypin liitos langasta, jotka vuorottelevat liit-täessään joka toisen parin spiraalit yhteen, matemaattinen 35 malli perustuisi sitten kahden spiraalin ja niitä yhdistävien liitoslankojen väliseen välimatkaan.

Tässä esimerkissä kankaan toistomallin pituus on sama kuin spiraalilangan lineaarinen MD-komponentti, täten: 17 95161 *®kankaan pituus ~ a — ^langan pituus 5 1 liitoslankojen lkm. / pituusyksikkö

Kuitenkin kankaan pituuden muutos ei ole vain spiraalilangan 10 MD-komponentin lineaarisen laajenemisen tunnusluvun funktio, vaan myös siihen vaikuttaa muutos sekä spiraali- että liitos-lankojen halkaisijoissa, mitä edustaa "b" kuviossa 4. Spiraalirakenteessa spiraalilankojen MD-komponentin pituuden muutosta tasapainottaa sekä spiraali- (MD) että liitoslankojen is (CMD) halkaisijoiden muutos, esimerkiksi: ^MDkankaan pituus = Aa - Ab = (a*KlMD) - (2 (dMD · K^^) + (dCMD-KdCMD) 20 Koneen suuntaisten kankaan linjojen prosentuaalinen muutos lasketaan sitten perustuen sekä spiraali- että liitoslangan mittoihin ja laajenemisen tunnuslukuihin, kuten määritellään seuraavasti: „ . ^*®kankaan pituus 25 %AMDkankaan pituus — ——————— * 100 ^kankaan pituus

Malli heijastaa sitä, että tarvitaan suuri lineaarisen laajentumisen aste voittamaan sekä spiraalilangan että liitosko langan halkaisijan negatiivinen vaikutus. Malli heijastaa myös, että liitoslankojen lukumäärä pituusyksikköä kohti vaikuttaa suuntapituuteen a. Liitoslankojen lukumäärän vähentäminen lisää pituutta a ja Aa-termiä, mikä olettaa spiraali-lankojen positiivista lineaarista laajenemiskerrointa.

35

Koska langan halkaisijan laajenemiskerroin on prosenttiluku, pyrkii langan halkaisijan pieneneminen pienentämään Ab-termiä. Mieluummin liitoslangan halkaisija ei ole vähempää kuin 0,8 mm. Vetolujuus alenee alenevan liitoslangan halkaisijan 40 myötä. Spiraalilankojen vetolujuus on hyväksyttävä alle 0,5 mm:n halkaisijaan asti. Spiraalin tuotanto hidastuu, koska kierrosten lukumäärä lisääntyy 14,2:sta 21,3:een cm:ä kohti.

18 95161

Kuitenkin kokonaispaino ja siksi raaka-ainekustannukset alenevat.

Kuviossa 4 merkityn spiraalirakenteen matemaattisen mallin 5 vaihtoehtoiset formuloinnit ovat mahdollisia. Esimerkiksi voitaisiin väittää, että vain yhden spiraalilangan halkaisijan ja yhden liitoslangan halkaisijan, jota edustaa b1# laajeneminen tulisi ottaa huomioon laskettaessa MD-kankaan pituuden laskemisessa. Täten termiä Äb ylläkuvatussa mate-10 maattisessa mallissa muunnettaisiin seuraavasti: Äb = (dMD · KdMD) + (dCMD · KdcMD)

On myös toteutettavissa, että määritellään kankaan toistuma-pituus, jolle kankaan pituuden prosentuaalinen muutos laske-15 taan, laajemmilla termeillä. Esimerkiksi matemaattinen malli voisi perustua joko etäisyyteen a^^ tai a2· Jos matemaattisen mallin olisi perustuttava konesuuntaiseen a-^n pituuteen, voitaisiin matemaattista mallia muuntaa seuraavasti: *®kankaan pituus — al + (a + dCMD)

20 »MDk.nk..n pituus = 0W <a + d™D) " <2 («dMD ' «“»Dl + (KdcMD

+ dCMD) ) ÄMDkan)taan pituus %ÄMDjtanjcaan pituus = al 25

Jopa vielä laajempi kangasrakenteen formulointi voidaan tehdä pohjaamalla konesuuntainen kankaan pituus etäisyyteen a2. Sellaisessa tapauksessa spiraalien sekä ylä- että alavarsien laajeneminen voidaan ottaa huomioon antamaan tuloksena seu-30 raavan vaihtelun matemaattisen mallin formuloinnissa: MDkankaan pituus = a2 = (a + dCMD + 2dMD) AMDkankaan pituus = 2(K1md) (a + dCMD + 2dMD) - (2 (KdcMD * dCMD) . + 2 (KdMD + dMD)) ÄMDkankaan pituus 35 % ÄMDkankaan pituus = * a2

Erityinen valittu formulointi voidaan vahvistaa rakentamalla kankaita tai analysoimalla aikaisemmin rakennettuja kankaita 4 40 perustuen erityiseen matemaattiseen malliin, kuten on kuvattu matemaattisen mallin yhteydessä, joka liittyy kudottuun 19 95161 kankaaseen, josta on keskusteltu kuvioiden 2 ja 3 yhteydessä yllä.

Spiraalikankaat osoittavat ainutlaatuisia ongelmia valittaes-5 sa lankoja, koska lankojen täytyy olla herkkiä kierrettäväksi spiraaleiksi. Käytettäessä polymeerisiä yksikuitulankoja, suhteellinen pidentymä on kääntäen verrannollinen vetoon ja kutistuma on verrannollinen vetoon valmistusprosessissa. Kuitenkin sekä suhteellisiin pidentymä- että kutistuma-arvoi-io hin vaikuttaa kuumuuden asettamat olosuhteet, joita käytetään vetämisen jälkeen.

Historiallisesti spiraaliksi kierrettävillä langoilla on ollut voimakas kutistuma ja korkea kutistumisvoima. Havait-15 tiin, että ne langat, joilla oli alhainen kutistuma, antoivat parhaat lineaariset kertoimet, mutta ne olivat myös lankoja, jotka eivät tuottaneet hyväksyttäviä kierukoita. Testauksella havaittiin, ettei pidentymä eikä kutistuma ole suhteessa spiraaliksi kiertämiseen. Kuumuudesta johtuvan kovetuslämpö-20 tilan havaittiin olevan pääasiallinen tekijä.

Matemaattinen malli kuvaa, että konesuuntaisen, tässä tapauksessa spiraalilangan tulisi olla suhteellisen alhainen orientaatioltaan niin, että sen lineaarinen laajenemisen tunnuslu-25 ku on luokkaa +4,3 x 10-4 Fahrenheit-astetta kohti.

Matemaattisen mallin käytön arvo paperikonekankaiden teossa riippuu suoraan langan suorituskyvyn yhtenäisyydestä. Koska langan laajenemisen tunnusluvut voivat vaihdella johtuen 30 langan valmistuksesta ja käsittelystä, on tärkeää, että paperikonekankaan rakentamisessa käytetty lanka on valmistettu ja käsitelty yhtenäisesti.

Suoritettiin erilaisia menetelmiä ja kokeita langoille pitäen 35 mielessä spiraalikankaan rakenne. Neljästä käytetystä koemenetelmästä parhaan pidetty menetelmä käsitti lankojen esiku-tistuksen uunissa 204,4°C lämpötilassa 1,2 minuutin ajan . ilman jännitystä. Näiden erien näytteille yritetiin suorittaa jäännöskutistus käyttäen normaaleja laaduntarkastusmenetelmiä 20 95161 204,4°C lämpötilassa 15 minuutin ajan. Näytteet asetettiin sitten TST (Thermal Stability Tester)-laitteeseen 45,4 g paino päätä kohti ja niitä kierrätettiin lineaarisen laa-jenemiskertoimen määrittämiseksi.

5

Lankojen halkaisijat mitattiin sitten lasermikrometrillä. Halkaisijat mitattiin ennen asettamista 148,9°C lämpötilaan ja sen aikana ja ennen asettamista 93,2°C lämpötilaan ja sen aikana. Keskimääräistä mitattua muutosta useiden kierrosten 10 aikana käytettiin määrittämään langan lämpölaajenemisen tunnusluku.

Paperintekoympäristössä alistetaan paperikonekankaat sekä märkiin että kuiviin olosuhteisiin niiden kulkiessa paperi-15 konelaitteistoissa. Se jääkö kangas olennaisen kuivaksi, märäksi vai onko se joskus märkä ja joskus kuiva, riippuu kankaan asemasta paperinvalmistuslaitteistossa. Esimerkiksi paperikoneen kuivausosan viimeinen kuivauskangas voi kulkea olennaisen kuivana koko ajan ja ensimmäinen märkäpuristuskan-20 gas paperikoneen märkäpäässä voi kulkea olennaisen märkänä koko ajan. Niinpä riippuen kankaan aiotusta sijoittamisesta voivat kosteuden vaihtelun tai kosteusolosuhteiden vaikutukset muuttaa tietyn langan lämpölaajenemisen tunnuslukua ja näin ollen paperikonekankaitä.

25 Lämpölaajenemisen tunnuslukujen määrittämiseksi langoille suhteessa kosteusolosuhteisiin paperinvalmistusprosessissa muunnettiin ylläolevaa koestusta lankojen ja kankaiden lämpölaajenemisen tunnuslukujen määrittämiseksi kuivana lankana 30 ja/tai kangas kasteltiin nostettaessa lämpötilaa 55,5eC. Tehtiin myös määritys märkien lankojen ja/tai kankaiden laajenemisen tunnusluvuista ja märkien olosuhteiden pitämisestä 55,5°C lämpötilan muutoksella kierrätyksen aikana. Kuten kuivan kokeen menetelmässä, keskimääräistä mitattua useiden 35 kuiva/märkätestauksen ja märkä/kuivatestauksen syklien muutosta käytettiin määrittämään langan kuiva/märkä-lämpölaa-jenemisen tunnusluku ja vastaavasti märkä/märkä-lämpölaa-jenemisen tunnusluku.

21 95161

Rakennettaessa spiraalikangasta perustuen ylläolevaan matemaattiseen malliin tulisi ottaa huomioon kankaan viimeistely lämpökovetuksella. Mieluummin spiraalikangas viimeistellään uunilla, jossa kangas ripustetaan kuumaan ilmaan suurin 5 piirtein 204eC viimeistelylämpötilan saavuttamiseksi lankojen jäännöskutistuvuuden poistamiseksi. Spiraalikankaan lämpöko-vetus kuumennetun sylinterin pinnalla ei ole yhtä tehokasta poistettaessa jäännöskutistuvuutta. Havaittiin, että mitä enemmän kutistuvuutta poistettiin sitä suurempi oli se langan 10 lineaarinen laajenemisen tunnusluku, jonka matemaattinen malli osoittaa haluttavaksi spiraalikangasrakenteille.

Riippumatta viimeistelykäsittelyn tyypistä, mitä käytetään, langan laajenemisen tunnuslukujen tulisi pitää sisällään 15 kaikki lankojen käsittelyt sekä langan valmistuksen aikana ja myös paperikonekankaan viimeistelynä. Parhaat tulokset saadaan, kun viimeistellyt kankaat todella käyttävät lankoja, joilla on mitat ja laajenemisen tunnusluvut, jotka vastaavat niitä, joita käytetään matemaattisessa mallissa.

« •«

Claims (23)

1. Menetelmä sellaisen paperikonekankaan valmistamiseksi, jolla on valittu kangasrakenne, jossa on konesuuntainen eli MD-lankakomponentti ja koneen poikkisuuntainen eli CMD-lanka- 5 komponentti, tunnettu siitä, että määritellään kankaan koneen suuntaisen mitan prosentuaalinen muutos ainakin MD-komponen-tin pituuden ja lineaarisen laajenemisen tunnuslukujen ja CMD-lankakomponentin halkaisijan ja halkaisijan laajenemisen tunnusluvun funktiona; ja valitaan MD-komponentille ja CMD-io komponenteille sellaiset langat, että niiden vastaavat pituus- ja halkaisijamitat ja vastaavat lineaarisen laajenemisen ja halkaisijan laajenemisen tunnusluvut ovat sellaiset, että mainittuun funktioon perustuva kankaan koneen suuntaisen mitan laskettu prosentuaalinen muutos on alueella ±0,4 % 15 55,5 eC:een lämpötilamuutosta kohti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekankaan valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että mainittuun määriteltyyn funktioon perustuva kankaan koneen suuntaisen mitan laskettu prosentuaalinen muutos on alueella ±0,2 % 55,5 °C:een lämpö- 20 tilamuutosta kohti.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekankaan valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että mainittuun määriteltyyn funktioon perustuva kankaan koneen suuntaisen mitan laskettu prosentuaalinen muutos on alueella ±0,2 % 55,5 °C:een lämpö- 25 tilamuutosta kohti 100 % kosteudessa.

4. Menetelmä sellaisen paperikonekankaan valmistamiseksi, jolla on valittu kangasrakenne, jossa on MD-lankakomponentti ja CMD-lankakomponentti, tunnettu siitä, että määritellään kankaan koneen suuntaisen mitan prosentuaalinen muutos aina- 30 kin MD-komponentin pituuden ja lineaarisen laajenemisen tunnuslukujen ja CMD-lankakomponentin halkaisijan ja halkaisijan laajenemisen tunnusluvun funktiona; valitaan stabii-lisuusalue koneen suunnan kankaan mitan prosentuaaliselle muutokselle sisältäen: lämpötila-alueen valinnan, ainakin 35 yhden kangasnäytteen testaamisen, jolla kangasnäytteellä on valittu kangasrakenne todellisen koneen suuntaisen kankaan mitan prosentuaalisen muutoksen määrittämiseksi valitulla lämpötila-alueella ja lasketun koneen suunnan kankaan mitan määrittämisen määritetyn funktion mukaisesti perustuen kan- 23 95161 gasnäytteen käsittävien lankojen mittoihin ja laajenemisen tunnuslukuihin; ja valitaan MD-komponentille ja CMD-komponen-teille sellaiset langat, että niiden vastaavat pituus- ja halkaisijamitat ja vastaavat lineaarisen laajenemisen ja hal-5 kaisijan laajenemisen tunnusluvut ovat sellaiset, että mainittuun funktioon perustuva kankaan koneen suuntaisen mitan laskettu prosentuaalinen muutos on valitulla stabiilisuusalu-eella.

5 AMD kankaan pituus = Aa - Ab = (a'KLMD) - (2(dMD’KdMD) + (dCMD’KdCMD)) missä dMD = MD-lankakomponentin halkaisija; dCMD = CMD-lankakomponentin halkaisija; klmo = MD-lankakomponentin lineaarinen laajeneminen;

5. Paperikonekangas, joka muodostuu valituista langoista, 10 jotka on kokoonpantu kangasrakenteeksi, jossa on MD-mittakom- ponentti ja CMD-mittakomponentti, tunnettu siitä, että (a) MD-komponentin käsittävillä valituilla langoilla on valittu pituus ja lineaarisen laajenemisen tunnusluku; (b) CMD-komponentin käsittävillä valituilla langoilla on 15 valittu halkaisija ja halkaisijan laajenemisen tunnusluku; ja (c) langat on valittu määrittämällä kankaan koneen suuntaisen mitan prosentuaalinen muutos MD-lankakomponentin pituuden ja lineaarisen laajenemisen tunnusluvun ja CMD-lankakomponentin halkaisijan ja halkaisijan laajenemisen 20 tunnusluvun funktiona niin, että kankaan koneen suuntaisen mitan laskettu prosentuaalinen muutos on alueella ±0,4 % 55,5 °C:een lämpötilamuutosta kohti.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen paperikonekangas, tunnettu siitä, että mainittuun määriteltyyn funktioon perustuva 25 kankaan koneen suuntaisen mitan laskettu prosentuaalinen muutos on alueella ±0,2 % 55,5 °C lämpötilamuutosta kohti.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen paperikonehuopa, tunnettu siitä, että mainittuun määriteltyyn funktioon perustuva kankaan koneen suuntaisen mitan laskettu prosentuaalinen 30 muutos on alueella ±0,2 % 55,5 °C:een lämpötilamuutosta kohti 100. kosteudessa.

8. Mittastabiili paperikonekangas, jossa on MD-mittakom-ponentti ja CMD-mittakomponentti, kankaan muodostuessa valituista langoista, jotka on kokoonpantu kangasrakenteeksi, 35 tunnettu siitä, että (a) MD-komponentin käsittävillä valituilla langoilla on ennaltamäärätty pituus ja valittu lineaarisen laajenemisen tunnusluku; 24 95161 (b) CMD-komponentin käsittävillä valituilla langoilla on ennä1tamäärätty halkaisija ja valittu halkaisijan laajenemisen tunnusluku; (c) valituilla mittakomponenttilangoilla on sellaiset li-5 neaarisen laajenemisen ja halkaisijan laajenemisen tunnusluvut, että kankaan koneen suuntaisen mitan prosentuaalinen muutos on alueella ±0,4 % 55,5 °C:een lämpötilamuutosta kohti.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen paperikonekangas, tunic nettu siitä, että prosentuaalinen muutos on alueella ±0,2 % 55.5 °C:een lämpötilamuutosta kohti.

10 KdMD = MD-lankakomponentin halkaisijan laajeneminen; KdCMD = CMD-lankakomponentin halkaisijan laajeneminen; ja jolloin valittu alue on ±0,4 %.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen paperikonekangas, tunnettu siitä, että prosentuaalinen muutos on alueella ±0,2 % 55.5 °C:een lämpötilamuutosta kohti 100 % kosteudessa.

11. Paperikonekangas, joka käsittää lukuisia lankoja, joilla on valitut mittoja koskevat tunnusluvut ja jotka on pantu kokoon valituksi kangasrakenteeksi, tunnettu siitä, että kankaan laskettu mittamuutos lankojen mittoja koskevien tunnuslukujen ja kankaan rakenteen funktiona on alueella 20 ±0,40 % 55,5 eC:een lämpötilamuutosta kohti.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen paperikonekangas, tunnettu siitä, että kankaan laskettu mittamuutos on alueella ±0,40 % 55,5 °C:een lämpötilamuutosta kohti 100 % kosteu dessa.

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen paperikonekangas, tun nettu siitä, että kankaan laskettu mittamuutos on alueella ±0,1 % 55,5 °C:een lämpötilamuutosta kohti.

14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen paperikonekangas, tunnettu siitä, että yksikuituiset synteettiset langat muodosta- 30 vat mainitut langat.

15. Patenttivaatimuksen 11 mukainen paperikonekangas, tunnettu siitä, että monikuituiset langat muodostavat mainitut langat.

16. Patenttivaatimuksen 11 mukainen paperikonekangas, tun-35 nettu siitä, että langat ja kangasrakenne valitaan niin, että kangas toimii kuivauskankaana.

17. Menetelmä lankojen valitsemiseksi paperikoneen kankaan valmistamista varten, jotta vältettäisiin löysät reunat ja muut mittapysyvyysongelmat, jolloin kangas on tarkoitettu 25 95161 käytettäväksi ennalta määrätyssä ympäristössä, missä kangas on alttiina lämpötilan ja/tai kosteuden muutoksille, jolloin kankaalla on valittu lankarakenne, joka sisältää ainakin yhden MD-lankakomponentin, joilla langoilla on projisoitavan 5 pituuden ja poikkileikkauksen laajenemisen tunnusluvut mainitussa ennalta määrätyssä ympäristössä, tunnettu siitä, että muodostetaan yhtälö valitun kankaan toistomallin rakenteen konesuunnan pituuden prosentuaaliselle muutokselle funktiona, jossa on muuttujina ainakin MD-lankakomponentin pituuslaa-10 jenemisen tunnusluku ja CMD-lankakomponentin poikkileikkauksen laajenemisen tunnusluku; valitaan ensimmäinen lankatyyppi lankarakenteen MD-kom-ponentille ja määritetään mainitun ensimmäisen lankatyypin projisoitavan pituuden laajenemisen tunnusluku ennalta määrä-15 tyssä ympäristössä; valitaan toinen lankatyyppi lankarakenteen CMD-komponen-tille ja määritetään mainitun toisen lankatyypin projisoitavan poikkileikkauksen laajenemisen tunnusluku ennalta määrätyssä ympäristössä; 20 korvataan määritetyllä ensimmäisen lankatyypin pituuden laajenemisen tunnusluvun arvolla mainittu MD pituus laajenemisen muuttuja ja korvataan määritetyllä toisen lankatyypin poikkileikkauksen laajenemisen tunnusluvun arvolla mainittu CMD laajenemisen muuttuja, laskien siten kankaan toistomallin 25 konesuunnan pituuden teoreettinen prosentuaalinen muutos mainitun yhtälön mukaisesti; ja määritetään, onko laskettu arvo valitun alueen sisällä ennustaen siten, saadaanko valitulla yhdistelmällä ensimmäisen ja toisen tyypin lankoja valitun kangasrakenteen vastaako vina MD- ja CMD-lankakomponentteina tulokseksi mittapysyvä kangas, kun kangas kudotaan valituksi rakenteeksi käyttäen mainittuja ensimmäisen ja toisen tyypin lankoja vastaavina « MD- ja CMD-lankakomponentteina.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu 35 siitä, että toisen tyypin lanka valitaan samaksi kuin ensim mäisen tyypin lanka.

19. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valittu kankaan toistomalli käsittää kahden kudelangan ryhmien muodostaman kangasrakenteen, jossa on MD- 26 95161 lankoja kudottuna yhteen kahden päällekkäisen CMD-lankaker-roksen kanssa, seuraavan päällekkäisten CMD-lankojen parin väliin, seuraavan päällekkäisten CMD-lankojen parin alle, seuraavan päällekkäisten CMD-lankojen parin väliin ja sen 5 jälkeen toistuen; mainittu yhtälö muodostetaan seuraavaksi: %AMD kankaan pituus = - 100 - ~ , ~ A . xqq A A A s _£_,_ päällekkäisten kude lankojen pareja / 25,4 mm B = dMD + 2(dCMD) + ilmatila 10 missä dMD = MD-langan halkaisija; dCMD * CMD-langan halkaisija; ja ilmatila = kankaan paksuus - 2(dMD + dCMD) C /A2 + B2 = MD-langan pituus * c . AC c . <c IZsaLJL·™) 100 missä Kjjju on MD-langan lineaarinen laajeneminen kasvu-15 prosentteina/55,5°C; B' = dMD+dMD ( [KdMD ^ ) +2 (dCMD +dCMD/—5 C) ] ) -»-ilmatila missä on MD-lankojen halkaisijan laajenemisen tunnusluku kasvuprosentteina/55,5°C; ja KdCMD 0N CMD-lankojen halkaisijan laajenemisen tunnus-'· 20 luku kasvuprosentteina/55,5°; ja jolloin valittu alue on ±0,4 %.

20. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valittu kankaan toistomalli käsittää spiraalikan-gasrakenteen, jossa on spiraalilankoja, jotka määrittävät MD-25 lankakomponentin, jotka ovat lomittain ja yhdistetty peräk- t il i . utu ditu Iita* 27 95161 käin toisiinsa liitoslangoilla, jotka määrittävät CMD-lanka-komponentin; mainittu yhtälö muodostetaan seuraavaksi: %AMD kankaan pituus = Λ1Φ kalaan pi tuus . 1Q0 MD kankaan pi tuus MD kankaan pi tuus - a - MD-langan pi tuus = ^—7-- liitoslankoja/25,4 mm

21. Menetelmä paperikonekankaan valmistamiseksi käyttäen patenttivaatimuksen 17 mukaista valintamenetelmää, tunnettu 15 siitä, että toistuvasti valitaan erilaisia lankatyyppiyhdis- telmiä mainituiksi ensimmäiseksi lankatyypiksi ja toiseksi lanka tyypiksi, kunnes valittu ensimmäisen ja toisen lankatyy-pin yhdistelmä antaa tulokseksi konesuunnan pituuden lasketun prosentuaalisen muutoksen valitulla alueella, ja sen jälkeen 20 käytetään valittua lankatyyppien yhdistelmää muodostamaan paperikoneen kangas, jolla on mainittu valittu rakenne.

22. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, jossa valittu lankarakenne sisältää toisen CMD-lankakomponentin, tunnettu siitä, että 25 muodostetaan yhtälö valitun kankaan toistomallin konesuun nan pituuden prosentuaaliselle muutokselle funktiona, jossa ; on muuttujina ainakin MD-lankakomponentin pituuslaajenemisen > tunnusluku, CMD-lankakomponentin poikkileikkauksen laajenemisen tunnusluku ja toisen CMD-lankakomponentin poikkileikkauk-30 sen laajenemisen tunnusluku; valitaan kolmas lankatyyppi lankarakenteen toiselle CMD-komponentille ja määritetään mainitun kolmannen lankatyypin projisoitavan poikkileikkauksen laajenemisen tunnusluku ennalta määrätyssä ympäristössä; m 95161 korvataan määritetyllä ensimmäisen lankatyypin pituuden laajenemisen tunnusluvun arvolla mainittu MD pituus laajenemisen muuttuja, korvataan määritetyllä toisen lankatyypin poikkileikkauksen laajenemisen tunnusluvun arvolla mainittu CMD 5 poikkileikkauksen laajenemisen muuttuja ja korvataan määritetyllä kolmannen lankatyypin poikkileikkauksen laajenemisen tunnusluvun arvolla mainittu toisen CMD poikkileikkauksen laajenemisen muuttuja, laskien siten kankaan toistomallin konesuunnan pituuden teoreettinen prosentuaalinen muutos mai-10 nitun yhtälön mukaisesti; ja määritetään, onko laskettu arvo valitun alueen sisällä ennustaen siten, saadaanko valitulla yhdistelmällä ensimmäisen, toisen ja kolmannen tyypin lankoja valitun kangasraken-teen vastaavina MD- ja CMD-lankakomponentteina tulokseksi is mittapysyvä kangas, kun kangas kudotaan valituksi rakenteeksi käyttäen mainittuja ensimmäisen, toisen ja kolmannen tyypin lankoja vastaavina MD- ja CMD-lankakomponentteina.

22 95161

23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valittu kankaan toistomalli käsittää spiraalikan-20 gasrakenteen, jossa on spiraalilankoja, jotka määrittävät MD-lankakomponentin, jotka ovat lomittain ja yhdistetty peräkkäin toisiinsa liitoslangoilla, jotka määrittävät CMD-lanka-komponentit; ja kolmas lankatyyppi valitaan erilaiseksi toisesta lankatyy-25 pistä, jotta kahta erilaista lankaa käytetään vuorotellen liitoslankoina mainitussa valitussa kangasrakenteessa, jolloin malli toistuu jokaisen kahden peräkkäin yhdistetyn spiraalin jälkeen. • « 4 29 95161