NO163788B - Tolags papirfremstillingsduk. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en tolags papirfremstillingsduk

som angitt i ingressen til det etterfølgende, selvstendige patentkrav 1.

I den konvensjonelle fourdrinier-papirfremstillingsprosess blir en vann-oppslemming eller suspensjon av cellulosefibre, benevnt papir-"massen" matet ut på det ovre strekk av et løpende endeløst belte. Beltet danner en papirfremstillingflate og virker som et filter for å adskille cellulosefibrene fra det vandige medium for å danne en fuktig papirbane. Ved forming av papirbanen virker formingsbeltet som et filterelement for å skille det vandige medium fra cellulosefibrene ved å besørge dreneringen av det vandige medium gjennom dets maskeåpninger, også kjent som dreneringshull, ved hjelp av vakuummidler e.l. beliggende på dukens maskinside. I den konvensjonelle fourdrinier-maskin tjener formingsduken også som et drivbelte.

Følgelig utsettes maskinretningstrådene for betydelig strekk-spenning, og blir av denne grunn ofte kalt de lastbærende tråder.

Slike papirfremstillingsduker fremstilles på to grunnleg-gende måter for å danne et endeløst belte. For det første kan de være flatvevet ved en flatvevingsprosess med sine ender sammenføyet ved hjelp av hvilken som helst av et antall velkjente metoder for å danne det endeløse belte. Alternativt kan de veves direkte i form av et kontinuerlig belte ved hjelp av en endeløs veveprosess. Begge metoder er velkjente i faget og betegnelsen "endeløst belte" som er benyttet gjelder belter fremstilt ved begge metoder. I en flatvevet papirfremstillingsduk løper varptrådene i maskinretningen og fylltrådene løper i maskintverretningen. I en papirfremstillingsduk som er vevet på endeløs måte, løper varptrådene i maskin-tverretningen og fylltrådene løper i maskinretningen. Med termene "maskinretning" og "maskin-tverretning" menes her henhodlsvis en retning ekvivalent med papirfremstillingsdukens bevegelsesretning på papirmaskinen og en retning på tvers av denne bevegelsesretning.

Effektiv arkunderstøttelse og mangel på virkemåter er viktige hensyn å ta ved papirfremstilling, særlig ved formingen av den fuktige bane. Problemet med viremerker gjør seg særlig gjeldende ved forming av fine papirkvaliteter der glattheten på formingsdukens arkside-flate er kritisk idet den påvirker papirets egenskaper såsom arkmerke, porøsitet, gjennomsiktelig-het, fine hull o.l. Følgelig er papirkvaliteter som er beregnet for duk ved karbonisering, sigaretter, elektriske kondensatorer, kvalitettrykking o.l. finpapirkvaliteter hittil blitt formet på meget fint vevete formingsduker eller formingsduker av fin trådduk. Slike formingsduker er imidlertid lett sårbare, mangler stabilitet i maskin- og maskin-tverretningene, og er karakterisert ved forholdsvis kort drifts-levetid. US patent nr. 4.564.052 beskriver en tolags duk med en dobbelt flottering i maskinretningstrådene og plan understøttelse anordnet for papirmassen ved direkte tilstøtende maskinretningstråder, heller enn maskin-tverretningstrådene, som styres parallelt gjennom vefttrådene for å minske viremerking. Denne dukkonstruksjon bedrer imidlertid ikke abrasjonsmotstand eller slitasje av duken. Det er kjent å bruke grovere og sterkere duker for langdriftslevetid, som også har minsket amplituden til arkside-knuter, som i duken omtalt i US patent nr. 4.239.065.

Likeledes er det kjent duker som anvender en rekke forskjellige løsninger for bedring av arkunderstøttelsen. Duker blir ofte snudd for å dra fordel av maskin-tverretningstrådenes fiberunderstøttelses-orientering. Arkforming på maskin-tverretningstrådene blokkerer ikke direkte de minste avvanningshullene, de som forekommer mellom maskinretningstrådene, og derfor avvanner duken bedre og gir bedre resultat. Uheldigvis er maskin-tverretningstrådene de som har størst innbyrdes avstand, og viremerking øker. I et forsøk på å forbedre arkunderstøttelse og likevel unngå for sterk viremerking, er der fremstilt duker med større skudd eller ender i de konvensjonelle vevemønstre. Denne duk har imidlertid lavere avvanningshastighet og gir dårligere resultater.

For å sikre god papirkvalitet bør i korthet den side av papirfremstillingsduken som kommer i kontakt med papirmassen gi god understøttelse for massen, fortrinnsvis i maskintverretningen, fordi understøttelsen allerede foreligger i maskinretningen. Omvendt må den side av papirfremstillingsduken som ligger an mot valsene og maskinen være sterk og holdbar, men disse kvaliteter er imidlertid som oftest ikke forenelige med god avvanning og ønskede dukegenskaper for en papirfremstillingduk.

For å tilfredsstille begge krav anvendes duker slik som den i US patent nr. 3 885 603. Papirfremstillingsduken fremstilles av to forskjellige duker, hvorav den ene har de ønskete egenskaper i papir-kontaktsiden og den andre med de ønskelige egenskaper i valse-kontaksiden, idet disse duker sammenstiftes. Denne type papirfremstillingsduk kalles ofte en "trelags duk". Alternativt kan to duklag veves samtidig for å anvende tråder av forskjellige størrelser eller av forskjellige materialer og en annen tråd for å sammenbinde dem, som i duken beskrevet i US patent 4 041 989. Denne duk benevnes vanligvis en "dupleksduk". Problemet med begge disse papirfremstillingsduker har imidlertid vært at tråden som sammenbinder de to lag danner uønskete knuter som svekker papirkvaliteten og henger seg fast etterhvert som duken blir slakkere under bruk.

Følgelig er det et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en papirfremstillingduk, særlig en formingsduk, som har både forbedret arkunderstøttelse og glatt arkunder-støttelsesflate. Foreliggende oppfinnelse vil imidlertid også innebære fordeler ved transport-, presse- og tørkesek-sjonen.

Et videre formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en papirfremstillingsduk som har bedret avvan-ningsevne.

Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en slik papirfremstillingduk som har utmerket stabilitet i maskinretningen og maskin-tverretningen samt langdriftslevetid.

Disse formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved en tolags papirfremstillingsduk av den innledningsvis angitte art, med de nye og særegne trekk som er angitt i karakteristikken til det etterfølgende krav 1.

Vefttrådene sikrer derved et stort volum tilgjengelig for slitasje før de lastbærende vefttråder utsettes for slitasje, samtidig som man oppnår utmerket støtte for vefttrådene fordi omtrent 90 % av trådene er beliggende på overflaten. Videre sikres god "nedgraving" av varptrådene, hvilket fører til lenger duk-levetid og sikrer en utmerket papirfremstillings-flate.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere i tilknytning til tegningen, hvor like henvisningstall angir like elementer i alle de forskjellige figurer, og hvor: Figur 1 er et vevediagram for duken ifølge foreliggende

oppfinnelse,

Figur 2 er et grunnriss av papirfremstillingflaten på

duken ifølge foreliggende oppfinnelse,

Figur 3 er en skjematisk gjengivelse av banen til 16

maskinretningstråder (varptråder) i forhold til maskin-tverretningstrådene (vefttrådene), Figur 4 er et tverrsnitt av duken ifølge foreliggende oppfinnelse, og viser to maskin-tverretningstråder og deres forhold til maskinretningstrådene, Figur 5 er et grunnriss av maskinsiden på duken ifølge

foreliggende oppfinnelse, og

Figur 6 er et grunnriss av duken ifølge foreliggende

oppfinnelse utformet som et endeløst belte.

Duken kan være vevet endeløs (maskinretning = veft) eller flat (maskinretning = varp). En flat vevnad foretrekkes med sikte på å opprettholde vevstol-produktivitet. På den annen side eliminerer en endeløs vevnad den omstendelige prosess med sømdannelse, men minsker også vevstol-produktiviteten ved å øke antall maskinretningstråder som er nødvendige for en gitt dukstørrelse. Ved bruk vil duken bli vevet i og brukt som en endeløs belteform, som vist i figur 6.

Materiale som velges for duken må ha både dimensjonsstabi-litet og abrasjonsmotstand. Ved de punkter der duken bærer papiret (det første laget av maskin-tverretningstråder) må garnene være dimensjonsstabile. Der bæreduken kommer i kontakt med maskinvalsene (det andre lag maskin-tverretningstråder) må de være abrasjonsfaste. Trådene bør vær monofilamenter og er fortrinnsvis syntetiske tråder av materialer som konvensjonelt brukes i slike duker, såsom polyamider, polyestere og akrylfibre eller kopolymer. For foreliggende oppfinnelse foretrekkes monofilament-tråder av polyetylenterefthalat (PET). Ved mange anvendelser med stor slitasje, utsettes imidlertid PET-tråder for slitasje som vil føre til slike problemer som belte-ustabilitet og nedsatt effektivitet ved papirmaskinen. I bunnlaget er da hver annen tråd fortrinnsvis polyamid, som ikke slites så lett som PET. Ved oppnåelse av formålene ved foreliggende oppfinnelse, og særlig for formingsduker for papirmaskinens våtende, vil maskinretningstråder typisk ha en tråddiameter i området 0,15 mm til 0,35 mm, mens maskin-tverretningstrådene vil ligge i området fra 0,17 mm til 0,55 mm.

Det vises først til figur 1. Denne figur er et vevediagram som viser vevemønsteret til duken ifølge foreliggende oppfinnelse på seksten skaft. Diagrammets 16 horisontale rader, nummerert 1 til 16, representerer sekstenmaskin-tverretningstråder (eller vefttråder). Maskin-tverretningstrådene 1, 3, 5, 7 , 9, 11, 13 og 15 er maskin-tverretningstrådene på maskinsiden. Maskin-tverretningstrådene (eller vefttrådene) 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 og 16 er maskin-tverretningstrådene på papirsiden. Diagrammets vertikale kolonner, nummerert 17 til 32, representerer de seksten maskinretningstrådene (eller varptrådene). "X"-merkene på diagrammet representerer de punkter hvor maskinretningstrådene er vevet over maskin-tverretningstrådene angitt ved dette punkt. "0"-merkene i diagrammet illustrerer de punktet hvor maskin-tverretningstrådene er vevet under maskin-tverretningstråden angitt ved dette punkt. Når duken er vevet på seksten skaft blir duken en tolags duk.

Mønsteret gjentas for hver 16 maskin-tverretningstråd, og for hver 16 maskinretningstråd. I de forskjellige figurer er en veverapport betegnet som 1 til 16 for maskin-tverretningstrådene og 17 cil 32 for maskinretningstrådene. Andre rapporter eller del-rapporter av dette mønster, er vist med trådnummeret i parentes .'

Figur 2 er et skjematisk diagram som viser dukens papirform-ingsflate. Dette viser den karakteristiske gode maskin-tverr-understøttelse som forbedrer papirfremstilling. Massen treffer maskin-tverretningstrådene ved 14 punkter. I vekselvis 6 flotteringer og 8 flottering-seksjoner, i seksten-skaftvevnaden, eller for ca. 85-90% av vevrapporten. Det er derfor en høy eksponering av maskin-tverretningstråder som vil være tilstrek-kelig til å understøtte fibermassen på disse. Ark-slipp blir også forbedret.

Som vist i figur 3 er duken vevet og varmefiksert slik at parene av maskin-tverretningstråder er stablet på hverandre, for å bedre avvanning. Denne stabling trenger ikke å være form-tilpasset en maskin-tverretningstråd som er direkte på toppen av den andre, slik de er i figur 3, som er den optimale tilstand for god avvanning, men kan være en situasjon hvor en tråd er omtrent over den andre.

På grunn av de to nivåer av maskin-tverretningstråder, er det mulig å ha en duk med 90-120% maskinretningsdekning, hvilket gir utmerkete strekk- og lastbærende egenskaper uten å hindre avvanning.

Figur 3 er en skjematisk tverrsnittsangivelse i maskinretningen av duken ifølge foreliggende oppfinnelse, og viser de 16 tilstøtende maskinretningstråder i én veverapport samt deres relative stilling, i forhold til de samme maskin-tverretningstråder. Den del av duken som, når den er i bruksstilling, vender mot maskinvalsene, og! den del som kommer i kontakt med papirmassen, er betegnet.

På grunn av vevnadens utforming går maskinretningstrådene under maskin-tverretningstrådene på maskinsiden ved de punkter som er merket "C". Ved at to tilstøtende maskinretningstråder, f.eks. maskinretningstråder 29 og 30, løper under den samme maskin-tverretningstråd ved et punkt, så blir under strekke- og varmefikseringsoperasjonen, den grad hvormed disse maskinretningstråder er nedgravet i duken ved overkrysningspunktet øket. Denne dypere nedgraving innebærer at duken vil ha større levetid-potensial før de lastbærende maskinretningstråder begynner å bli slitt.

I figur 3 vil punktets "D" jukstaposisjon i forhold til punktet "C" på maskinretningstråden 29, sammen med jukstaposi-sjonen til punktet "E" i forhold til punktet "C" på maskinretningstråden 30 ytterligere øke kreftene, under strekke- og varmefikseringsprosessen, som fører til nedgravingen av maskinretningstrådene på dukens maskinside. Dette vil gi et ytterligere tilskudd til dukens levetid-potensial.

Duken er igjen vist i tverrsnitt i figur 4. Dette snitt viser et' fragmentarisk lengdesnitt gjennom et par maskin-tverretningstråder 41, og tverrsnitt gjennom maskinretningstråder 42. Også her er de sider av duken som vender mot maskinvalsene og papirmassen antydet. Det fremgår klart fra figur 4 at to tilstøtende maskinretningstråder løper sammen under maskin-tverretningstrådene på maskinsiden. Dette sikrer god nedgraving av maskinretningstrådene, hvilket gir lenger vire-levetid og mer utbalanserte krefter i duken.

Som det også fremgår av figur 4 har maskin-tverretningstrådene en fjorten-flottering tilgjengelig for slitasje. Ettersom flotteringen er lengre enn det som oppnås med en konvensjonell tolagsvevnad er der mer krymping i maskin-tverretningstrådene på maskinsiden. Dette innebærer at der vil være mer volum av disse tråder tilgjengelig for slitasje, før maskinretningstrådene utsettes for slitasje.

Maskin-tverretningstrådene på maskinsiden har vekselvis 6 flotteringer og 8 flotteringer som vist i figur 4. Uten til-leggskrefter ville disse forskjellige flotteringlengder krympe i forskjellig grad, hvilket ville gi en ru og kanskje uakseptabel overflate for papirfremstilling. Særlig ville 8 flottering-trådseksjonen rage lenger opp enn 6-flottering-trådseksjonen.

Ved denne oppfinnelse har imidlertid de to tilstøtende maskinretningstråder (innsirklet i figur 4) når de løper under maskin-tverretningstråden på maskinsiden, plassert direkte under 6-flotteringen på papirsiden. Sammen har disse tråder den virkning at de skyver maskin-tverretningstråden på maskinsiden opp i duken. Som følge av dette blir 6-flotteringen forlenget og hevet slik ac den kan komme i samme plan som 8-flotteringen.

Figur 5 er et skjematisk diagram av dukens maskinside, og viser posisjoneringen av de 14 flotteringer som er tilgjengelige for slitasje. Figur 5 viser også de to tilstøtende maskinretningstråder som løper under de samme maskin-tverretningstråder på maskinsiden ved det samme punkt.

EKSEMPEL

En papirfremstillingsduk ble flatvevet med en 16-skafts vevnad. Maskinretningstrådene er av polyetylen-terepthalat (PT) monofilamenter med en diameter på 0,15 mm. Maskin-tverretningstrådene er anordnet over hverandre og er likeledes monofilamenter. Maskin-tverretningstrådene på papirsiden er PET-monofilamenter med en diameter på 0,17 mm. Maskin-tverretningstrådene på maskinsiden er vekselvis PET og polyamidmonofilamenter,

begge med diameter 0,17 mm.

Duken er vevet i 16 skaft som vist på vevediagrammet på figur 1. Figur 2 viser den ferdig vevete dukens papirfremstil-lingsflate og figur 5 viser den ferdig vevete dukens maskinside-f.late. I den ferdige tilstand omfatter duken 70 maskinretningstråder pr. cm, hvilket gir 105% dekning i maskinretningen. Duken har 2 x 30 maskin-tverretningstråder pr. cm og veft-tettheten til det ferdige produkt er 51% dekning på hver overflate. Maskin-tverretningstrådene på maskinsiden har en 14 flottering og maskin-tverretningstrådene på papirsiden er arrangert med en vekselvis 6-flottering- og 8-flottering-seksjon, med to tilstøt-ende maskinretningstråder forløpende under maskin-tverretningstrådene på maskinsiden direkte under 6-flotteringseksjonen på

' ( 1 i papirsiden.

Claims (5)

1. Tolags papirfremstillingsduk omfattende et endeløst belte som er utformet av varp- og vefttrådsystemer som er sammenvevet på seksten skaft, omfattende et papirmasse-kontaktende lag av vefttråder (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16) , et maskin-kontaktende lag av vefttråder (1, 3, 5, 7, 9,

11, 13, 15), posisjonert i forhold til veftttrådenes papirmasse-kontaktende lag slik at de ligger oppå hverandre, karakterisert ved at varptrådene (17 - 32), er sammenvevet med vefttrådene på en slik måte at vefttrådene forbindes innbyrdes slik at det maskin-kontaktende lag har en 14-flottering, det papirmasse-kontaktende lag har vekselvis 6-flottering-og 8-flotteringsseksjoner og to tilstøtende varptråder løper over de maskin-kontaktende vefttråder direkte over de papirmasse-kontaktende vefttråder 6-flotteringsseksjon.

2. Papirfremstillingsduk ifølge krav 1, karakterisert ved at to nabo-varptråder (17 - 32) bare løper over én maskin-kontaktende vefttråd (1, 3, 5,

7, 9, 11, 13, 15) direkte under de papirmasse-kontaktende vefttråders sekstråds-flotteringsseksj on.

3. Papirfremstillingduk ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at duken er en formingsduk.

4. Papirfremstillingsduk ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at laget av papirmasse-kontaktende vefttråder (2j, 4, 6, 8j, 10, 12,; 14, 16) består av: polyetylenterefthalat.

5. Papirfremstillingsduk ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at vekselvise vefttråder i det maskinkontaktende lag omfatter nylon.