HUT77901A

HUT77901A - Cellulóz rostszerkezetek számára javított rostalátámasztást biztosító, többrétegű papírgyártó heveder és ezzel gyártott cellulóz rostszerkezetek

Info

Publication number: HUT77901A
Application number: HU9603306A
Authority: HU
Inventors: Glenn David Boutilier; Michael Gomer Stelljes; Paul Dennis Trokhan
Original assignee: The Procter & Gamble Co.
Priority date: 1994-06-02
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1998-09-28
Also published as: KR970703467A; FI964788A; NO965129L; MX9606001A; KR100231619B1; WO1995033887A1; DE69509383D1; AU700550B2; FI964788A0; JPH10501308A; DE69509383T2; BR9507823A; ATE179472T1; EP0763158B1; HU9603306D0; AU2646995A; EP0763158A1; CA2191309A1; CA2191309C; NO965129D0

Description

A találmány a papírgyártásra vonatkozik, speciálisabban a papírgyártásban használt hevederekre. Ezek a hevederek csökkentik a nem-egyenletes rosteloszlást és/vagy a tűszúrásszerű lyukakat és más rendellenességeket (a papírban), amelyek velejárói a rostoknak egy háromdimenziós hevederre való kiöntésének.

A cellulóz-rostszerkezetek, így a papírtörülközők, arctörlők és toalettpapírok a mindennapi élet árucikkei. Az ilyen fogyasztói termékek iránti nagy kereslet és ezek állandó használata megteremtette az igényt az ilyen termékek tökéletesített verzióira, és hasonlóképpen a gyártási eljárások javítására. Ezeket a cellulóz-rostszerkezeteket úgy készítik, hogy vizes rostpépet rétegeznek egy felfutószekrényből Fourdrinier szitára vagy kétszitás papírgépre. Mindegyik ilyen lapképző szita végtelen szalag (heveder), amelyen keresztül a kezdeti víztelenítés végbemegy és a rostok elrendeződnek. Gyakran rostveszteség következik be, mivel a rostok a felfutószekrényből jövő folyékony hordozóval együtt keresztülfolynak a lapképző szitán.

A papírszalag kezdeti képzése után — amely később cellulóz-rostszerkezetet kap —, a papírgyártó gép továbbítja a papírszalagot a papírgyártó gép szárítószakaszába. Egy hagyományos papírgyártó gép szárítószakaszában a végső szárítás előtt egy présnemez összenyomja a papírszalagot egyzónájú cellulóz-rostszerkezetté. A végső szárítás rendszerint egy felhevített hengerrel, így az úgynevezett Yankee szárítóhengerrel történik.

A gyártási eljárás egyik jelentős, fent említett tökéletesítene, amely az előállított termékek lényeges javulását eredményezi, az a levegő-átáramlásos szárítás alkalmazása a hagyomá65 ?: BE nyos présnemezes víztelenítés helyett. A levegő-átáramlásos szárításnál mint a présnemezes szárításnál is, a papírszalag gyártását egy lapképző szitán kezdik, amelyre felfutószekrényből 1 %-nál kisebb sűrűségű (a rostok tömegszázaléka a vizes pépben) vizes rostpépet vezetnek. A kezdeti víztelenítés a lapképző szitán történik, de a lapképző szitán általában nincs 30 %-nál nagyobb sűrűségű papírszalag. A lapképző szitáról a papírszalag egy légáteresztő, levegő-átáramlásos szárító hevederre kerül.

A levegő áthalad a papírszlagon és a levegő-átáramlásos szárító hevederen, így a víztelenítés folytatódik. A szárító hevederen és a papírszalagon áthaladó levegőt vákuum átviteli rések, más szívószekrények vagy vákuumsaruk, előszárító hengerek, stb.

hajtják. A levegő a papírszalagot a levegő-átáramlásos heveder felületéhez sajtolja, és növeli a papírszalag sűrűségét. Ez a sajtolás háromdimenziós papírszalagot hoz létre, de tűszúrásszerű lyukakat is okoz, ha a rostok annyira elhajolnak a harmadik dimenzióba, hogy a rost folytonosságában hézag jön létre.

Ezután a papírszalagot átviszik a végső szárító szakaszba, ahol a papírszalagot nyomtatják is. A végső szárító szakaszban a levegő-átáramlásos szárító heveder átvezeti a papírszalagot egy felhevített hengerhez, így egy Yankee szárítóhengerhez, a végső szárításhoz. Ez alatt az átvezetés alatt a papírszalag egyes részei a nyomtatás alatt tömörebbek lesznek, s így többzónás szerkezet képződik. Számos ilyen többzónás szerkezet igen elterjedt mint kedvelt fogyasztási termék. A 3 301 746 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás ismertet egy példát egy korai, levegő-átáramlásos szárító hevederre, ami nagy kereske63.152/BE « · · • · · delmi sikert ért el.

Idővel további tökéletesítések váltak szükségessé. A levegő-átáramlásos szárító hevedereknél lényeges tökéletesítést jelentett egy gyantás váz használata egy erősítő szerkezeten. Ez az elrendezés lehetővé teszi, hogy a szárító hevederek folytonos mintákat adjanak vagy bármilyen kívánt formájú mintát, nem pedig mint a technika állása szerinti szövött hevederekkel elérhető különálló (nem összefüggő) mintákat. Példák az ilyen hevederekre és az ezekkel készített cellulóz-rostszerkezetekre találhatók a

514 345, 4 528 239, 4 529 480 és 4 637 859 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban. A fenti négy szabadalmi leírás a mintázott gyantás vázú és erősített típusú, levegő-átáramlásos szárító hevederek előnyös konstrukcióit szemlélted, és az ezeken készült termékeket. Ezeket a hevedereket használták kereskedelmileg igen sikeres termékek, így a Bounty pár írtörülközők és a Charmin Ultra toalettpapír előállításához, mindkettőt az azonnali engedményes gyártotta és forgalmazta.

Amint azt a fentiekben már említettük, az ilyen levegő-átáramlásos szárító hevedereknél egy erősítő elemet alkalmaztak a gyan.oa rögzítésére. Az erősítő elem szabályozta a papírgyártási rozsoknak az elhajlását is, amit a heveder hátoldalára alkalmazom vákuum és a hevederen átáramló levegő idéz elő. Az ilyen típusú korai hevederek egy finomhálós erősítő elemet használtak, amely általában körülbelül 50 gépirányú és 50 keresztirányú szállal rendelkezett 2,54 cm-en (1 inchen). Ez a finomhálós erősről elem ugyan elfogadható volt a rostelhajlás szabályozása szemponojából a hevederbe, de nem bírta egy tipikus papírgyártó

ó.'.l.u 3Ξ • · · · · • · · gép környezetét. Egy ilyen heveder például olyan flexibilis volt, hogy gyakran létrejöttek destruktív ráncolódások és gyűrődések. A finom szálak nem biztosítottak megfelelő illeszkedési erőt, és a papírgyártásban előforduló magas hőmérsékleteken gyakran elégtek.

Az ilyen típusú levegő-átáramlásos hevederek korai kivitelezéseinél még más hátrányok is jelentkeztek. így például a folytonos minták, amelyeket a fogyasztók által kedvelt termékek előállításához használtak, nem tették lehetővé az átszivárgást a heveder hátoldalán keresztül. Valójában ezt az átszivárgást a minimumra csökkentette az, hogy a gyantás mintát biztonságosan kellett az erősítő szerkezetre illeszteni. Sajnos, ha a gyanta rögzítését az erősítő szerkezethez maximalizálták, akkor az alatt a rövid idő alatt, mialatt a nyomáskülönbséget kifejtették a rostok egyedi zónáira vákuum alkalmazásakor, az gyakran áthúzta a rostokat az erősítő elemen keresztül, s így az eljárásban higiénés problémák és a termék átvételével kapcsolatos problémák merültek fel, így például a tűszúrásszerű lyukak miatt.

A mintázott gyantás vázzal és erősítő szerkezettel ellátott levegő-átáramlásos szárító hevederek egy új generációja megcélozta a szóban forgó kérdést. Ez a generáció kettős rétegű erősítő szerkezetet használt, amely függőlegesen összehalmozott gépirányú szálakkal rendelkezett. Egyetlen keresztirányú szálrendszer kötötte össze a két gépirányú szálat. Papírtörülközőknél egy viszonylag durva mesh-számú, így 35 gépirányú és 30 keresztirányú szálból 2,54 cm-en (1 inchen) álló kettősréteg-konstrukció jelentősen javította az illeszkedési erő és a gyűrődés

63.152/BE ··· · • · · problémáit. A kettősrétegű konstrukció lehetővé tett némi átszivárgást is a hátoldalon. Ezt az idézte elő, hogy kisebb előkeményítési energiát használtak a gyantának az erősítő szerkezethez való illesztésénél, s így kompromisszum jött létre a kívánt hátoldali átszivárgás és a gyantának az erősítő szerkezetre való illeszthetősége között.

A későbbi konstrukciók átlátszatlan hátoldali szálat használtak a kettősrétegű konstrukcióban, nagyobb előkeményítési energiát téve lehetővé, és a gyanta jobb illesztését az erősítő szerkezethez, megfelelő hátoldali átszivárgás fenntartása mellért. Ez a konstrukció megszüntette a kompromisszumot a gyanta megfelelő illesztése és a megfelelő hátoldali átszivárgás között, ami a technika állása szerint fennállt. Ezek a tökéletesítések ilyen típusú hevedereknél találhatók például a 07/872 470 la;stromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi bejelentésben. Még más módokat ismertetnek hátoldali textúra előállítására az 5 098 522, 5 260 171 és 5 275 700 számú amerikai egyesülő államokbeli szabadalmi leírások, amelyek azt szemléltetik, hegy készíthető hátoldali textúra mintázott gyantával és erősítő szerkezettel bíró, levegő-átáramlásos szárító hevederen.

Mivel ilyen gyantás vázzal és erősítő szerkezettel bíró hevederesen használtak selyemkrepp papírok (tissue) előállítására, mir.t amilyen a fent említett kereskedelmileg sikeres Charmin Ultra, új problémák merültek fel. így például a selyemkrepp papírt?: gyártásánál az egyik probléma apró, tűszúrásszerű lyukak kérrtdese a papírszalag meghajló részein. Az utóbbi időkben kiderült, hogy a tűszúrásszerű kis lyukak erősen összefüggnek a 6?.lt 3Ξ mintázott gyantás levegő-átáramlásos szárító heveder erősítő elemének szövési konfigurációjával.

A szabványos, mintázott gyantás, levegő-átáramlásos szárító hevederek maximalizálják a tervezett nyitott felületet, így a levegő áramlása ezen keresztül nem csökken vagy káros módon nincs elzárva. A technika állása szerinti szokásos mintázott gyantás, levegő-átáramlásos szárító hevederek kettősréteg-konstrukciójú erősítő elemet használnak függőlegesen összehalmozott láncfonalakkal. A tapasztalat általában az volt, hogy a heveder élettartamának növelése céljából célszerű viszonylag nagy átmérőjű (vastag) szálakat használni. A heveder élettartama nemcsak a hevederek költsége miatt fontos, hanem még inkább a költséges állási idő miatt, ami azzal jár, hogy a használt hevedert el kell távolítani és új hevedert elhelyezni. Sajnos a nagyobb átmérőjű szálak nagyobb hézagokat kívánnak meg a szálak között, a szövés megkönnyítése céljából. A nagyobb hézagok lehetővé teszik, hogy a rövid rostok, így az eukaliptusz rostok áthúzódjanak a hevederen, és ezáltal tűszúrásszerű lyukakat képezzenek.

Sajnos a rövid rostokat, így az eukaliptusz rostokat a fogyasztók igen kedvelik a puhaság miatt, amit az elkészített cellulóz-rostszerkezetben létrehoznak.

Ez a probléma megoldható azzal, hogy ugyanabba a mintába több szálat szőnek inchenként (2,54 cm). Ez a megoldás azonban csökkenti a levegőáramlás rendelkezésére álló szabad felületet. Ha a szálakat vékonyabbra készítik, hogy újra megnyissák a szabad felületet, akkor a heveder erősítő szerkezetének hajlítási merevsége és integritása van veszélyeztetve, és ezáltal a heveder (,3.152/BE ·· ·*· · ·· • · • ·· ··· élettartama csökken. Ezért a technika állása szerint kompromiszszumra volt szükség a levegőáramláshoz szükséges nyílt felület és a szálátmérő között (a tűszúrásszerű lyukak és a heveder élettartama miatt).

Az egyik kísérlet arra, hogy mind jó rostalátámasztást érjenek el, mind pedig jó hajlítási merevséget és a heveder integritását, ami szükséges a megfelelő heveder-élettartamhoz, az volt, hogy vastag és vékony gépirányú szálak kombinációját használták. A nag átmérőjű (vastag) szálakat az erősítő rétegen helyezték el az anyag tartóssága céljából, a kisebb átmérőjű (vékonyabb) gépirányú szálakat a papírszalag felőli rétegen halmozták össze, a rostok alátámasztása és a tűszúrásszerű lyukak csökkentése céljából. Továbbá, egy vékony gépirányú szál az első rétegben elhelyezhető a második réteg vastag gépirányú szálai közé, a rost alátámasztás növelésére. Ez a kísérlet azonban nem csökkentette még kielégítően a tűszúrásszerű lyukakat a planaritás hiánya miatt. Ezért egy másik paramétert kell megcélozni mint amit a kompromisszum kiküszöbölésére a technika állása használt.

Az egyik kísérlet egy más paraméter meglelésére az volt, hogy egy gépirányú szálat tettek minden pár összerakott gépirányú szál közé, úgy, hogy egyetlen keresztirányú szál kötötte össze az összerakott gépirányú szálakat. Ez a kísérlet azonban szembesülő egy problémával, hogy azok a gépirányú szálak, amelyeket nem oám.asztott meg alulról azonnal egy másik szál, hajlamosak volcar elhajolni, növelve a tűszúrásszerű lyukakat. Ezenkívül, a keresztirányú szálak, amelyek a két réteget összekötötték, az egyik rétég szélétől a másik réteg széléig tartottak. Ez az el63.152 3Ξ • · · · · • · · «·· térés a planaritástól szintén növelte az aprólyukak számát.

Egy másik kísérlet növelte a keresztirányú szálak kötési gyakoriságát 6 shedről 4 shedre (1 shed = 1CT⁵² m²) . Azonban így is hasonló problémák jelentkeztek, beleértve a felső réteg gépirányú szálainak az elhajlását, amelyek össze voltak rakva az alsó réteg gépirányú szálaival, a többi szál által nem megfelelő alátámasztás miatt, vagy mert ezeket a keresztirányú szálakat a második réteg felé húzták.

Ezek a kísérletezések nem voltak sikeresek. Ezért a probléma új megközelítésére volt szükség.

A szövött mintának alkalmasnak kell lenni présnemezekhez is.

A présnemezek összenyomással víztelenítik a cellulóz-szalagot. Megfelelő présnemezek előállítását ismertette a 3 652 389,

752 519 és 4 922 627 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás, ezek alapján készíthetők el a jelen találmányban használt présnemezek.

A szükséges szemlélet felismeri, hogy a tűszúrásszerű lyukak képződése egy levegő-átáramlásos szárító hevederben, és a rostveszteség egy lapképző szitán, nem várt módon inkább összefüggnek azokkal a szálakkal, amelyek a rostokat tartják, mint a szálak közötti nyílt terekkel. A papírszalag felé néző szálaknak szorosan az első réteg felső síkjához közel kell maradni, hogy megfelelő rostalátámasztást biztosítsanak. A szövött mintának azonban vastagabb szálakat kell biztosítani a heveder megfelelő élettartama céljából.

A találmány egyik célja tehát olyan lapképző szita előállítása, amely csökkenti a rostveszteséget és a nem-egyenletes rost63.152 BE • · · · · eloszlást az előállított termék specifikus felületein. A találmány másik célja mintázott gyantás levegőátáramlásos papírgyártó heveder előállítása, amely megoldja a heveder élettartama és a tűszúrásszerű lyukak képződésének a technika állása szerinti kompromisszumát. A találmány egy további célja egy tökéletesítezt mintázott gyantás levegő-átáramlásos szárító heveder előállítása, amely elegendő nyitott felülettel rendelkezik, hogy ezek a gyártás alatt hatékonyan használhatók legyenek. A találmány egy következő célja olyan mintázott gyantás, levegő-átáramlásos szárító heveder előállítása, amellyel esztétikailag elfogadható, cellulóz-rostszerkezetű fogyasztói termék készíthető.

A találmány tárgyát erősítő szerkezettel rendelkező papírgyártó heveder képezi. Az erősítő szerkezetnek van egy, a papírszalag felé néző első rétege, összeszövött gépirányú és keresztirányú szálakból. Az első réteg szálainak van egy szálátmérője, és szitacsomókat („knuckles) tartalmazó mintában vannak összeseivé . A szitacsomók határozzák meg a papírszalag felé néző felső síkot. Az első réteg minden egyes szálának van egy felső támaszzccsúcs hossza (top dead center longitude). A felső támasztczsúcs hosszúság a felső sík 1,5 szálátmérőin belül marad. Az erisítő szerkezet tartalmaz továbbá egy, a gép felé néző második rézegez, összeszövött gépirányú és keresztirányú szálakból, amelyek szövetmintába vannak összeszőve. Az első réteget és a második. rézeget összekötő szálak sokasága köti össze, amelyek nem maradnak a felső sík 1,5 szálátmérőin belül. Az erősítő szerkezez vastagsága legalább 2,5-ször nagyobb mint a szálátmérő. A heveier tartalmaz továbbá egy mintázó réteget, amely az első ré63.ZZ 3Ξ • · · · ··* · tegből kifelé, a második rétegbe nyúlik. A mintázó réteg a papírszalaggal érintkező felületet képez, az első rétegtől kifelé.

A mintázó réteg összeköti az első és a második réteget, ezeket a cellulóz-rostszerkezetek gyártása alatt egymáshoz rögzíti.

A rajzok jelentése röviden a következő:

az 1. ábra egy találmány szerinti heveder felülnézeti rajza részben kivágva, keresztirányú kiegészítő összekötő szálakkal;

a 2. ábra az 1. ábra 2-2 vonala mentén vett függőleges metszetrajz, a jobb áttekinthetőség kedvéért részben eltávolított mintázó réteggel;

a 3. ábra egy találmány szerinti heveder felülnézeti rajza részben kivágva, amely a második rétegben gépirányú integráló összekötő szálakkal rendelkezik;

a 4A és 4B ábra a 3. ábra 4A-4A és 4B-4B vonala mentén vett függőleges metszetrajz, ahol a mintázó réteg a jobb szemlélhetőség kedvéért részben el van távolítva;

az 5. ábra egy találmány szerinti heveder felülnézeti rajza részben kivágva, amely mint az első, mind a második rétegben gépirányú integráló összekötő szálakkal rendelkezik;

a 6A és 6B ábra az 5. ábra 6A - 6A és 6B - 6B vonala mentén vett függőleges metszetrajz, ahol a mintázó réteg a jobb szemléltetheeőség kedvéért részben el van távolítva.

Az 1. és 2. ábrára hivatkozva a találmány szerinti 10 heveder előnyösen egy végtelen szalag, és fogadhatja a felfutószekrényből ráréeegzett cellulózrostokat, vagy továbbíthat egy cellulózrostokból álló szalagot egy szárító berendezéshez, általában egy fűtőét hengerhez, így egy Yankee szárítóhengerhez (nem látszik).

63.152/BE így a 10 végtelen szalag — ha szükséges — kivitelezve lehet mint lapképző szita, présnemez vagy levegő-átáramlásos szárító heveder.

A találmány szerinti 10 papírgyártó heveder bármely fenti kivitelezésében két elsődleges elemet foglal magába: a 12 erősítő szerkezetet és az adott esetben jelenlévő 30 mintázó réteget. A 12 erősítő szerkezet legalább két rétegből áll, a papírszalaggal szembenálló 16 első rétegből és a géppel szemben álló 18 második rétegből. A 12 erősítő szerkezet 16 és 18 rétege magába foglalja az összeszövött 120, 220 gépirányú és a 122, 222 keresztirányú szálakat. A 12 erősítő szerkezet tartalmazza továbbá a 320, 322 összekötő szálakat, összeszőve a papírszalaggal szembenálló 16 rézeg és a géppel szembenálló 18 réteg megfelelő 100 szálaival.

A leírásban a „100 szálak kifejezés arra vonatkozik, hogy ezek a 16 első réteg 120 gépirányú szálaival és 122 keresztirányú szálaival, valamint a 18 második réteg 220 gépirányú szálaival és 222 keresztirányú szálaival közösek és ezeket magukba foglalják.

A 10 heveder második lényeges eleme a 30 mintázó réteg. A 30 mi.zzázó réteg gyantából van öntve a 12 erősítő szerkezet 16 első rézegének a tetejére. A 30 mintázó réteg behatol a 12 erősítő szerkezetbe és beleéget (keményít) bármilyen kívánt biner mintáz, a folyékony gyantát aktinikus sugárzással besugározva egy biner sablonon keresztül, amely átlátszatlan és átlátszó szakaszzkkal rendelkezik.

A 10 hevedernek két ellentétes (szembenálló) felülete van, a papírszalaggal érintkező 40 felülete, amely a 30 mintázó réteg 'Z2 ΞΞ • * · · · «·* _t• ·« :··· • · • »· kifelé néző felületén helyezkedik el, és az ezzel ellentétes 42 hátoldala. A 10 heveder 42 hátoldala a papírgyártási művelet alatt használt gépi berendezéssel érintkezik. Ez a gépi berendezés (nincs ábrázolva) magába foglal egy vákuum levevő sarut, szívószekrényt, különböző hengereket, stb.

A 10 heveder magába foglalhatja továbbá a 44 vezetékeket, amelyek a 10 hevedernek a papírszalaggal érintkező 40 felületétől a 10 heveder 42 hátoldaláig nyúlnak, és ezek között folyadék-összeköttetés van. A 44 vezetékek lehetővé teszik a 10 heveder síkjára merőleges cellulózrostok elhajlását a papírgyártási művelet alatt.

A 44 vezetékek lehetnek különállóak — ahogy ez az ábrán látható — ha lényegileg folytonos 30 mintázó réteget választunk. Lehet azonban a 30 mintázó réteg különálló, és a 44 vezetékek lehetnek lényegileg folytonosak. Egy ilyen elrendezés könnyen érthető a szakember számára, ahogy az általánosságban az 1. ábra szemközti elrendezésén látható. Egy ilyen elrendezést, amely különálló 30 mintázó réteggel és lényegileg folytonos 44 vezetékkel rendelkezik, a fent említett 4 514 345 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás 4. ábrája szemléltet. A szakember természetesen tudni fogja, hogy a különálló és folytonos minták bármilyen kombinációja ugyancsak választható.

A 30 mintázó réteg fényérzékeny gyantából van öntve, amint az a fentiekben és az említett szabadalmi leírásokban ismertetve van. Az előnyös módszer a 30 mintázó réteget képező fényérzékeny gyanta alkalmazására a 12 erősítő szerkezethet a kívánt mintában, az erősítő réteg bevonása a folyékony formájú fényérzékeny

63.152 BE ··»· ·« ..»· · • ·ς • · ·· · gyantával. Az aktinikus sugárzás — amely a gyanta kikeményítéséhez megfelelő aktiváló hullámhosszal rendelkezik — megvilágítja a folyékony fényérzékeny gyantát egy átlátszó és átlátszatlan zónákkal bíró sablonon keresztül. Az aktinikus sugárzás áthalad az átlátszó részeken és ezek alatt kikeményíti a gyantát a kívánt mintába. A sablon átlátszatlan részei által árnyékolt folyékony gyanta nem keményedik ki, ez kimosódik és a 30 mintázó réteg 44 vezetékein távozik.

Azt találtuk — amit a fent említett 07/872 470 lajstromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi bejelentés is megállapított — hogy az átlátszatlan 220 gépirányú szálak vagy a 222 keresztirányú szálak használhatók a 12 erősítő szerkezet azon részének a maszkolására, amely a 220 gépirányú szálak, a 222 keresztirányú szálak és a 10 heveder 42 hátoldala között van, így hátciöali textúrát létesítve. Ez az alkalmazás szemlélteti, hogy az Ilyen 220, 222 átlátszatlan szálakat hogy lehet a találmány szerint beépíteni a 12 erősítő szerkezetbe. A 18 második réteg

221, 222 szálai átlátszatlanná tehetők úgy, hogy a 220, 222 szálat külső részét bevonattal látjuk el, töltőanyagok, így korom vagy tztán-dioxid, stb. hozzáadásával.

A 30 mintázó réteg a 12 erősítő szerkezet 18 második rétegének 42 hátoldalától a 12 erősítő szerkezet 16 első rétegétől kifelé es ezen túl nyúlik. Amint azt a későbbiekben részletesebben fogjuk ismertetni, természetesen nem a teljes 30 mintázó réteg nyúlik ki a 10 heveder 42 hátoldalának legkülső síkjáig. A 30 mznuázz réteg bizonyos részei nem nyúlnak a 12 erősítő szerkezet második rétegének speciális 220, 222 szálai alá. A 30 mintázó

6?

·* » • *· ♦ · réteg a 16 első réteg felső támasztócsúcs hosszán is túl és kifelé nyúlik körülbelül 0,05 mm — körülbelül 1,3 mm távolságra. A 30 mintázó réteg dimenziója a 16 első rétegre függőlegesen és ezen túl általában növekszik, ahogy a minta durvább lesz. Azt a távolságot, amennyire a 30 mintázó réteg a 16 első réteg felső támasztócsúcs hosszától kinyúlik, a 16 első rétegben lévő 46 síktól mérjük, legtávolabb a 18 második réteg 42 hátoldalától.

A „gépirányú kifejezés arra az irányra vonatkozik, amely párhuzamos a papírszalagnak a papírgyártó gépen át a fő haladási irányával. A „keresztirány a gépirányra függőleges, és a 10 heveder síkjában fekszik. A szitacsomó („knuckle) kifejezés a 120, 220 gépirányú szál és a 122, 222 keresztirányú szál metszéspontját jelenti. A „shed a 100 szálak minimális számát jelenti, ami szükséges, hogy ismétlődő egységet képezzen a szóbanforgó 100 szál ismétlődő fő irányában.

A 120, 122 gépirányú és keresztirányú szálak bele vannak szőve a papírszalaggal szembenálló 16 első rétegbe. Ez a 16 első réteg egy egyszer felül, egyszer alul szerkezetű négyszögletes szövésmintájú lehet, vagy bármely más szövésmintájú, amely minimálisan elhajlik a 46 felső síktól. A 16 első réteget alkotó 120, 122 gépirányú és keresztirányú szálak előnyösen lényegileg áteresztők az aktinikus sugárzásra, amit a 30 mintázó réteg kikeményítéséhez használunk. A 120, 122 szálakat lényegileg áteresztenek tekintjük, ha az aktinikus sugárzás a 120, 122 szálak legnagyobb keresztmetszeti méretén át tud haladni a 10 heveder síkjára lényegileg függőleges irányban, és még elegendően kikeményíti az alatta lévő fényérzékeny gyantát.

63.152 BE

A 220 gépirányú szálak és a 222 keresztirányú szálak szintén bele vannak szőve a géppel szembenálló 18 második rétegbe. A géppel szembenálló 18 második réteg 220, 222 szálai, elsősorban a 222 keresztirányú szálai előnyösen vastagabbak mint a 16 első réteg 120, 122 szálai, az illeszkedés erősségének a javítására.

Ezt az eredményt úgy érjük el, hogy a 18 második réteg 222 keresztirányú szálait úgy készítjük el, hogy ezek nagyobb átmérőjűek legyenek mint az első réteg 120 gépirányú szálai — ha kerek keresztmetszetű 100 szálakat használunk.

A papírszalaggal szembenálló 16 első réteg úgy van szőve, hogy a 46 felső síkban lévő 16 első réteg 120, 122 szálainak felső támasztócsúcs hossza (top dead center longitude) nem több mint 1,5 szálátmérőre és előnyösen nem több mint 1,0 szálátmérőre nyúlik ki a 46 felső síkból, bármely helyzetben, és a 46 felső sík 1,0 vagy 1,5 szálátmérőin belül marad minden helyzetben, hacsak az ilyen 120, 122 szálak nem 320, 322 összekötő szálak. A szaiátmérő (D) a 16 első réteg 120, 122 szálátmérőin alapszik.

Ha a 120, 122 szálaknál különböző átmérőket használunk, akkor a

D szálátmérő a 16 első réteg legvastagabb 120, 122 szálának az átmérője. Ha a 120, 122 szálaknál nem kerek keresztmetszetet használunk, akkor a D szálátmérő a 10 heveder síkjára függőleges 12J, 122 szálakon kersztül menő maximális dimenzió. Egy 100 szál félsz támasztócsúcs hossza az a vonal, amely párhuzamos a 100 szel főtengelyével, és a 100 szál kerületén a 46 felső síkhoz a leckezeiebbi helyzetben van.

A 120, 122 szálak felső támasztócsúcs hosszai a 46 felső sík

1,-' átmérőjén (D) belül maradnak, ha egysíkú szövést használunk.

63.1:

\η ..........

A 120, 122 szálak felső támasztócsúcs hosszúságai 1,5 szálátmérőn (D) belül maradnak, ha olyan szövést használunk, ahol a felület alatt lévő szitacsomókat használunk.

Annak megállapítására, hogy a 120, 122 szálak felső támasztócsúcs hosszúságai a 46 felső sík 1,0 vagy 1,5 szálátmérőin (D) belül maradnak, egy képzeletbeli 1,0 vagy 1,5 szálátmérő (D) metszősíkot húzunk a 46 felső síkkal párhuzamosan (és tovább, a erősítő szerkezet 42 hátoldala felé) .

Úgy véljük, hogy a 120, 122 szálak — amelyek a 46 felső síkot meghatározó 48 szitacsomókat képezik — felső támasztócsúcs hosszai a 46 felső sík 1,0 vagy 1,5 szálátmérőin (D) belül maradnak, ha ezek a felső támasztócsúcs hosszúságok nem keresztezik a megfelelő képzeletbeli metsző síkot.

A találmány szerint a 16 első réteg 120, 122 szálai úgy lehetnek összeszőve, hogy N felül és N alul van, ahol N értéke

1,2,3... egész szám. Az N felül és N alul előnyös szövés egy négyzetes szövés, ahol N = 1.

Egy másik előnyös szövés az N felül, 1 alul szövés, stb., amennyiben a 16 első réteg 120, 122 szálai keresztezik a 16 első réteg velük összeszőtt megfelelő 122, 120 szálait, úgy, hogy ezek a 120, 122 szálak a 16 első réteg felső támasztócsúcs hoszszúságán vannak, inkább mint a 16 első réteg hátoldalán. Ha N nagyobb mint 1, akkor előnyösen a felül lévő N 120, 122 szálak keresztirányú 122 szálak, a rost alátámasztásának maximalizálására .

A találmány szerinti 10 heveder 12 erősítő szerkezetének van egy t vastagsága, ami legalább 2,5-ször nagyobb mint a fentiek63.152/BE • · · •·· ··· ··· • * · · • · · · a · · ben definiált D szálátmérő és előnyösebben legalább háromszor nagyobb mint e^y D szálátmérő. Ez a t vastagság lényeges a 10 heveder megfelelő merevségének a biztosításához, s így a 10 heveder élettartamát illetően nem kell megalkudni.

A 12 erősítő szerkezet t vastagságát Emveco Model 210 A digitális mikrométerrel mérjük, amely az Emveco Company of Newburg, Oregon cég gyártmánya, vagy más hasonló berendezéssel, 3,0 font/négyzetmhüvelyk (= 20,7 kPa) terhelést alkalmazva, egy kerek, 2,22 cm (0,875 inch) átmérőjű talapzaton keresztül. A 12 erősímc szerkezet maximum 90 kg/2,54 cm (20 pounds per lineal inch) terhelésnek vethető alá gépirányban a vastagság mérése alatt. A mérés alatt a 12 erősítő szerkezetet 10-38°C (50-100°F) hőmérsékleten kell tartani.

A 15 második réteget képező 220, 222 gépirányú és keresztirányú szálak bármilyen megfelelő szádban és mintában szőhetők, így négyszögletesen szőve — amint az ábrán látható — vagy sávolykötésű vagy tört sávolykötésű szövéssel. Kívánt esetben a 18 második réneg 222 keresztirányú szálat tartalmazhat minden más helyzetben, ami megfelel az első réteg váltakozó 122 keresztirányú szálainak. Fontosabb az, hogy a 16 első réteg számos és egymáshoz közelebb lévő 122 keresztirányú szállal rendelkezzék, a szükséges rostalátámasztás biztosítására. A 18 második réteg 220 gépiranyú szálai általában olyan gyakorisággal vannak jelen, ami egybeesne a 16 első réteg 120 gépirányú szálainak gyakoriságával, az nileszkedési erő és a heveder javított ellenállóképessége cél;arái.

A 51-', 322 kiegészítő összekötő szálak a 16 első réteg és a

63.152 BE

..........* második réteg közé lehetnek helyezve, és ezekkel összeszőve. A 320, 322 kiegészítő összekötő szálak lehetnek 320 gépirányú összekötő szálak, amelyek össze vannak szőve a 16 első és 18 második réteg megfelelő 122, 222 keresztirányú szálaival, vagy lehetnek 322 keresztirányú összekötő szálak, amelyek össze vannak szőve a 16 első és 18 második réteg megfelelő 120, 220 gépirányú szálaival. A leírásban a 320, 322 összekötő szálakat úgy tekintjük, hogy ezek „kiegészítők, ha a 320, 322 összekötő szálak nem képeznek egy olyan 100 szálat, ami velejárója a 16 első vagy a 18 második réteghez választott szövésnek, hanem ráadásul még meg is szakíthatják a 16 első vagy 18 második réteg szövését.

A 320, 322 kiegészítő összekötő szálak átmérője előnyösen kisebb, mint a 16 első és 18 második réteg 100 szálaié, s így a 320, 322 összekötő szálak nem csökkentik túlságosan a 10 heveder tervezett nyitott felületét.

Egy előnyös szövési minta a 320, 322 kiegészítő összekötő szálakhoz legalább annyi kötési ponttal rendelkezik, hogy a 16 első réteget a 18 második réteghez rögzítse. A 324 összekötő szálak előnyösen keresztirányban vannak orientálva, mivel az ilyen elrendezést általában könnyebb szőni.

Ellentétben a technika állása szerint ismertetett típusú szövési mintákkal, a 30 mintázó réteg rögzítő hatása a minimumra csökkenti a 320, 322 összekötő szálak azon számát, ami szükséges ahhoz, hogy a 16 első réteget és a 18 második réteget összekapcsolja. Ez azért van, mert a 30 mintázó réteg a 16 első réteget a 18 második réteghez rögzíti, ha egyszer az öntés be van fejezve, és végig a papírgyártási eljárás alatt. így vékonyabb és ke63.152. BE

vesebb 320, 322 kiegészítő összekötő szál választható, mint a

100 szálak, amelyeket a 16 első és 18 második réteg készítéséhez használunk.

Célszerű, hogy 320,322 kiegészítő összekötő szálak viszonylag kevesebb és vékonyabb 20, 22 szálból álljanak, mivel a 320, 322 kiegészítő összekötő szálak természetesen csökkentik a 10 heveder tervezett nyitott felületét. Célszerűen az egész 12 erősítő szerkezet nagy, tervezett nyitott felülettel rendelkezik. A nagy nyitott felület fontos azért, hogy ezen keresztül a levegőáramlás utat találjon. Ha a szárító nyílást korlátozzák, ahogy ezt az 5 274,930 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás leírja, még fontosabbá válik, hogy a 10 heveder elegendő nyírott felülettel rendelkezzék.

igen lényeges, hogy a találmány szerinti 12 erősítő szerkezet elegendő levegőáramlást engedjen a 12 erősítő szerkezet síkjára függőleges irányban. A 12 erősítő szerkezet levegőáteresztő képessége előnyösen legalább 25,485 m³/perc/929,03 cm² (900 stndard curic feet per minute per square foot), előnyösen legalább 28,3168 m /perc/929, 03 cm (1.000 standard cubic feet per minute per square foot), és még előnyösebben legalább 31,1485 m , perc.'929, 03 cm (1.100 standard cubic feet per minute per square foot). A 30 mintázó réteg természetesen a választott speciális mintától függően csökkenteni fogja a 10 heveder légáteresrképességét. A 12 erősítő szerkezet légáteresztőképességét 6,51 kg/2,54 cm (15 pounds per linear inch) feszültségnél mérjük, a Valmet Company of Finland cég készülékét használva (Valv.eu Permeability Measuring Device) , 100 Pascal nyomáskülönb6.V1.U. 3Ξ ségnél. Úgy véljük, hogy ha a 12 erősítő szerkezet egyik része megfelel a fent említett áteresztőképesség! határoknak, akkor az egész 12 erősítő szerkezet megfelel ezeknek a határoknak.

A 3. és 4. ábrákra hivatkozva, a 320, 322 kiegészítő összekötő szálak kívánt esetben elhagyhatók. A 320,322 kiegészítő öszszekötő szálak helyett a 18 második réteg 320, 322 gépirányú vagy keresztirányú szálainak sokasága lehet összeszőve a 16 első réteg megfelelő 122, 120 keresztirányú vagy gépirányú szálaival. Ezekre a 320, 322 beszövött szálakra, amelyek nem maradnak a 18 második réteg síkjában, a továbbiakban mint 320, 322 „integráló összekötő szálakra hivatkozunk, mivel ezek a 320, 322 integráló összekötő szálak, amelyek a 16 első és 18 második réteghez kapcsolódnak, és a 18 második réteget a 16 első réteghez rögzítik, szervesen egybeépülve találhatók a 16 vagy 18 rétegek legalább egyikének szövetében. A 100 szálakra, amelyek a 16 első vagy a 18 második réteg síkjában maradnak, úgy hivatkozunk, mint nem-összekötő 100 szálakra.

A 18 második réteg 320, 322 integráló összekötő szálai, amelyek össze vannak szőve a 16 első réteg megfelelő 122, 120 keresztirányú vagy gépirányú szálaival, előnyösen 320 gépirányú szálak, hogy az illeszkedés szilárdságát maximalizálják. Használhatók azonban 322 keresztirányú integráló összekötő szálakat tartalmazó elrendezések is.

Egy másik kivitelezésben (az ábrán nem látható) a 320, 322 integráló szálak a 16 első rétegből nyúlhatnak ki, és össze lehetnek szőve a 18 második réteg megfelelő 220, 222 gépirányú vagy keresztirányú szálaival. Ez a kiviteli mód könnyen elkép63.152/BE zelhető, ha a 4. ábrát felfordítjuk.

Az 5. és 6. ábrákra hivatkozva az is lehetséges, hogy a 320, 322 integráló összekötő szálak mind a 16 első, mind a 18 második rétegből válnak ki, a két előző módszert kombinálva. A szakember természetesen tudni fogja, hogy ez az elrendezés a 320, 322 kiegészítő összekötő szálakkal kapcsolatban is használható.

A találmány más kivitelezései is megvalósíthatók az említett módszerek különböző kombinációit és permutációit eredményezve, így a jelen találmányt nem kívánjuk csupán a fentiekben bemutatott és leírt megoldásra korlátozni.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Papírgyártó heveder, amely tartalmaz egy erősítő szerkezetet, és ez magába foglal:

egy, a papírszalaggal szembenálló első réteget, összeszövött gépirányú és keresztirányú szálakból, az első réteg e gépirányú és keresztirányú szálainak van egy szálátmérője és szita csomókat („knuckles) tartalmazó szövésmintában vannak összeszőve, ezek a szitacsomók meghatároznak egy, a papírszalaggal szembenálló felső síkot, és az első réteg mindegyik szálának van egy felső támasztócsúcs hossza (top dead center longitude), amely a felső sík 1,5 szálátmérőin belül marad;

egy, a géppel szembenálló második réteget, összeszövött gépirányú és keresztirányú szálakból, e második réteg gépirányú és keresztirányú szálai össze vannak szőve egy szövésmintába, és az első réteget és a második réteget összekötő szálak sokasága köti össze, amelyek nem maradnak a felső sík 1,5 szálátmérőin belül, azzal jellemezve, hogy az erősítő szerkezet vastagsága legalább 2,5-ször nagyobb mint a fenti szálátmérő; és egy mintázó réteget, amely az első rétegből kifelé, a második rétegbe nyúlik, azzal jellemezve, hogy a mintázó réteg a papírszalaggal érintkező felületet képez, amely az első réteg felső támasztócsúcs hosszától kifelé néz, és ez a mintázó réteg összeköti az első réteget és a második réteget, s így a mintázó réteg az első réteget a második réteghez rögzíti a rajta készült cellulóz-rostszerkezetek gyártása alatt.
2. Papígyártó heveder, amely tartalmaz egy erősítő szerke63.I52/BE • · · · · zetet és ez magába foglal:

egy, a papírszalaggal szembenálló első réteget, összeszövött gépirányú és keresztirányú szálakból, az első réteg e gépirányú és keresztirányú szálainak van egy szálátmérője, és szitacsomókat tartalmazó szövésmintában vannak összeszőve, ezek a szitacsomók meghatároznak egy, a papírszalaggal szembenálló felső síkot, és az első réteg mindegyik szálának van egy felső támasztócsúcs hossza, amely a felső sík 1,5 szálátmérőin belül marad;

egy, a géppel szembenálló második réteget, összeszövött gépirányú és keresztirányú szálakból, a második réteg e gépirányú és keresztirányú szálai egy szövésmintában vannak összeszőve, és az első és második réteget összekötő szálak sokasága köti össze, amelyek nem maradnak a felső sík 1,5 szálátmérőin belül;

kiegészítő keresztirányú vagy kiegészítő gépirányú összekötő szálakat, összeszőve a papírszalaggal szembenálló réteg és a géppel szembenálló réteg megfelelő gépirányú szálaival vagy keresztz.rányú szálaival, így az első réteget a második réteggel összekcíve, ezek a kiegészítő összekötő szálak nem maradnak a felső sík egy szálátmérőjén belül, azzal jellemezve, hogy az eresíz: szerkezet vastagsága legalább 2,5-ször nagyobb, mint a fenti szálátmérő; és egy mintázó réteget, amely az első rétegből kifelé, a második rétegbe nyúlik, azzal jellemezve, hogy a mintázó réteg a papírszalaggal érintkező felületet képez, amely az első réteg felső táras zzócsúcs hosszától kifelé néz, és ez a mintázó réteg összeköti az első réteget és a második réteget, s így a mintázó réteg az élsz réteget a második réteghez rögzíti a rajta készült cel63.1ÍZ 3E lulóz-rostszerkezet gyártása alatt.
3. Papírgyártó heveder, amely tartalmaz egy erősítő szerkezetet, és ez magába foglal:

egy, a papírszalaggal szembenálló első réteget, összeszövött gépirányú és keresztirányú szálakból, az első réteg e gépirányú és keresztirányú szálainak van egy szálátmérője, és szitacsomókat tartalmazó szövésmintában vannak összeszőve, ezek a szitacsomók meghatároznak egy, a papírszalaggal szembenálló felső síkot, és az első réteg mindegyik szálának van egy felső támasztócsúcs hossza, amely a felső sík 1,5 szálátmérőin belül marad;

egy, a géppel szembenálló második réteget, összeszövött gépirányú és keresztirányú szálakból, a második réteg e gépirányú és keresztirányú szálai egy szövésmintában vannak összeszőve, és az első réteget és a második réteget összekötő szálak sokasága köti össze, amelyek nem maradnak a felső sík egy szálátmérőjén belül, azzal jellemezve, hogy a második réteg gépirányú vagy keresztirányú szálainak sokasága össze van szőve az első réteg megfelelő keresztirányú szálaival vagy gépirányú szálaival, mint integráló összekötő szálakkal, amelyek az első réteget és a második réteget egymással összekötik, és ezek az integráló összekötő szálak nem maradnak a felső sík 1,5 szálátmárőjén belül, azzal jellemezve, hogy az erősítő szerkezet vastagsága legalább 2,5-ször nagyobb, mint a fenti szálátmérő; és egy mintázó réteget, amely az első rétegből kifelé, a második rétegbe nyúlik, azzal jellemezve, hogy a mintázó réteg a papírszalaggal érintkező felületet képez, amely az első réteg felső támasztócsúcs hosszától kifelé néz, és ez a mintázó réteg össze63.152/BE köti az első réteget és a második réteget, s így a mintázó réteg az első réteget a második réteghez rögzíti a rajta készült cellulóz-rostszerkezet gyártása alatt.
4. Az 1., 2. és 3. igénypontok szerinti papírgyártó heveder, azzal jellemezve, hogy az első réteg gépirányú szálai és keresztirányú szálai általában merőlegesek egymásra, és így szitacsomókat képeznek, azzal jellemezve, hogy ezeknek a szitacsomóknak kevesebb mint 15 %-a van összeszőve a második rétegből kinyúló szálak sokaságával.
5. A 4. igénypont szerinti papírgyártó heveder, azzal jellemezve, hogy az első réteg gépirányú szálai és keresztirányú szálai általában merőlegesek egymásra és ezáltal szitacsomókat képeznek, azzal jellemezve, hogy ezeknek a szitacsomóknak 1-5 %a össze van szőve a második rétegből kinyúló szálak sokaságával.
6. Az 1., 2., 3., 4. és 5. igénypontok szerinti papírgyártó heveder, azzal jellemezve, hogy az első réteg szálai egy N félti 1 alul szövésmintában vannak összeszőve, és ezek az N felül szálak előnyösen keresztirányú szálak.
7. A 6. igénypont szerinti papírgyártó heveder, azzal jellemezve, hogy N értéke 1.

3. Az 1., 2., 3., 4., 5., 6. és 7. igénypontok szerinti papírgyártó heveder, azzal jellemezve, hogy a papírgyártó heveder egy lapképző szita.
9. Az 1., 2., 3., 4., 5., 6. és 7. igénypontok szerinti papírgyártó heveder, azzal jellemezve, hogy a papírgyártó heveder egy levegő-átáramlásos szárító heveder.

ÍZ. Az 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 8. és 9. igénypontok

63.1 52 5Ξ szerinti papírgyártó heveder, azzal jellemezve, hogy az erősítő szerkezet légáteresztőképessége legalább 25,485 m³/perc/929,03 cm² (900 standard cubic feet per minute per square foot) .