NO166658B - Sammensatt papirfremstillingsformingsvire. - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse angår papirmaskinformningsvirer og spesielt en sammensatt vire som består av minst to fullstendige vevnader hvorav hver har sitt eget sett med varp- og veftgarn, med et varp- eller veftbindegarn som forbinder de to lag med hverandre. Såvel den øvre vevnad, dvs. vevnaden mot papirsiden, som den nedre vevnad, dvs. vevnaden mot maskinsiden, er forsynt med utflatede varpgarn.

Ved kontinuerlig papirproduksjon utgjøres papir-maskinen i det vesentlige av en formningsseksjon, en presse-seksjon og en tørkeseksjon. I formningsseksjonen blir en fortynnet oppslemning av fibre og fyllstoffer via en innløps-kasse ledet ut på overflaten av en formningsvire som holdes i bevegelse. Efterhvert som formningsviren beveger seg langs formningsseksjonen blir vann fjernet fra oppslemningen under innvirkning av tyngden og forskjellige avvanningsinnretninger. Ved enden av formningsseksjonen er en kontinuerlig, våt, men selvbærende bane av fibre og fyllstoffer igjen på overflaten av formningsviren. Banen forlater derefter formningsseksjonen og går over i presseseksjonen hvor mer vann blir fjernet ved mekanisk pressing, hvorefter banen går over i tørke-seksjonen hvor resten av vannet blir fjernet ved hjelp av en fordampningsprosess.

Teknikkens stand

I de senere år er formningsvirer blitt vevet av plast-polymerfilamenter med enkeltlagskypermønstre ("twill") og selv om forbedringer er blitt gjort for å kunne fremstille enkeltlagsvirer på rimelig tilfredsstillende måte, har den mer nylige utvikling av flerlagsformningsvirer bydd på ytterligere fordeler for papirprodusentene ved at slike virer gir øket fiberretensjon og virestabilitet.

Papirsiden eller det øvre lag av en sammensatt formningsvire i henhold til teknikkens stand utgjøres typisk av en finmasket to-skaftbinding som gir utmerket retensjon av fibre, god avvanning og et minimum av merker i papiret pro-dusert på virens overflate. Løpeflaten eller bunnlaget for en slik sammensatt vire består som regel av et grovere nett med strenger med større diameter enn strengene for det øvre lag for derved å gi motstand mot strekking, innsnevring og slitasje.

De to lag for en sammensatt vire er typisk forbundet med hverandre på én av to måter. Den første og mest vanlige måte er å anvende et veftbindegarn som vanligvis er et garn med finere diameter enn garnene for de to lag og som veves slik at topp- og bunnvarpgarnene blir sammenvevet,

hvorved de to lag blir bundet sammen. Den annen måte er å veve varpgarnene for topplaget sammen med veftgarnenene for bunnlaget for å binde de to lag. sammen.

Sammensatte formningsvirer med denne beskrivelse og

med forskjellige bindegarnutformninger er velkjente, og eksempler på disse er beskrevet i kanadisk patent 1115177

og US patent 4501303.

Viktigheten av vireoverflatens geometri og spesielt

av størrelsen til overflateåpningene (rammer) som er av-grenset av strengene i topplaget, er beskrevet i artikkelen skrevet av den foreliggende oppfinner og med tittelen "Retention and Drainage of Multilayer Fabrics" (Pulp & Paper Canada, mai 1986). For å oppnå optimal fiberretensjon er det fordelaktig å lage disse åpninger, spesielt i deres maskin-retningslengder, så små som mulige. Det er dessuten ofte ønskelig å gjøre åpningene i viren små slik at virens av-vanningskapsitet blir redusert og således bedre kontrollert.

Ett av problemene som papirmaskinsorterere i form av sammensatte virer er beheftet med, er at toskaftsbindingsopp-bygningen for deres øvre lag, på grunn av arten av bindings-geometrien, medfører alvorlige begrensninger hva gjelder den grad med hvilken størrelsen til åpningene i viren kan re-duseres .

Et annet problem som sammensatte virer er beheftet med for visse anvendelser, skyldes at de har en større tykkelse hvilket øker hulromsvolumet og fører til at større vannvolum blir ført med av viren. På enkelte papirmaskiner fører den sammensatte vires større tykkelse til uakseptable defekter ved dannelsen av papirbanen.

Et ytterligere problem som sammensatte virer er beheftet med, er at varp- eller veftbindegarnene forvrenger den øvre papirfremstillingsoverflate og typisk bevirker at det oppstår en lokal overflatefordypning som ofte betegnes som et "smilehull". Dersom "smilehullet" er for dypt eller fører til blokkering av enkelte av åpningene i topplaget, kan et uakseptabelt viremerke oppstå i papirarket dannet på topplaget.

Oppsummering av oppfinnelsen

Det er et viktig trekk ved den foreliggende oppfinnelse

å overvinne de ovennevnte problemer ved tilveiebringelse av en sammensatt vire som har vesentlig mindre overflateåpninger i det øvre lag eller papirsidelaget, ved anvendelse av mono-filamentvarpstrenger med utflatet profil (tverrsnitt).

Det er et ytterligere trekk ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en sammensatt vire med redusert tykkelse.

Det er et videre trekk ved den foreliggende oppfinnelse å redusere graden av dannelse av "smilehull" i det øvre lag og forårsaket av varp- eller veftbindegarnene som anvendes for å forbinde den sammensatte vires to lag med hverandre.

Anvendelsen av utflatede varptråder av polyester med høy molekylvekt for flerlags virer er blitt beskrevet i britisk publisert patentsøknad 2157328A. I dette tilfelle var imidlertid formålet med å anvende utflatede varptråder å forbedre virens slitasjemotstand og å redusere dens tykkelse og dermed hulromvolumet. Det er dessuten viktig at den nevnte oppfinnelse spesifikt gjaldt slike dobbeltlag-virer hvor det bare finnes ett sett med varpgarn.

I henhold til de ovennevnte trekk tilveiebringes ved den foreliggende oppfinnelse en sammensatt papirfremstillingsformingsvire med redusert tykkelse og forbedret fiberretensjon, omfattende minst to fullstendige vevnader som hver er dannet av sitt eget sett med varp- og veftgarn og er innbyrdes forbundet ved hjelp av bindegarn som er separat sammenvevet med de to fullstendige vevnader, idet en øvre av de nevnte fullstendige vevnader utgjør en papirsidevevnad som har en to-skaftbinding, og idet en nedre av de nevnte fullstendige vevnader utgjør maskinsidevevnaden, og papirfremstillings-formingsviren er særpreget ved at den øvre vevnad er omfattet av utflatede varpgarn som har et sideforhold mellom bredde og høyde (b:a, Fig,. 3) av mellom 1,20 og 2,30 og er sammenvevet med veftgarn, og ved at bunnvevnaden er omfattet av utflatede varpgarn som har et sideforhold mellom bredde og høyde (b:a, Fig. 3) av mellom 1,20 og 2,30 og er sammenvevet med veftgarn, hvor den nevnte bunnvevnad har en trådtetthet som er i det vesentlige halvparten av trådtettheten for den nevnte øvre vevnad, og hvor den øvre vevnad har en rammelengde i maskinretningen som er mindre enn når runde varpgarn anvendes, og dessuten hvor produktet av varptråd-tettheten og bredden av de utflatede varpstrenger i den øvre vevnad ikke er over 0,65.

Som regel er bunnvevnadstrengene større enn strengene

i den øvre vevnad selv om bunnvevnaden også kan veves med den samme størrelse av utflatede varpgarn som den øvre vevnad.

Kortfattet beskrivelse av tegningene

En foretrukken utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse vil nu bli beskrevet under henvisning til et eksempel på denne som illustrert på de ledsagende Figurer 2-3. Av tegningene viser Fig. 1 et riss av det øvre lag av en sammensatt vire ifølge teknikkens stand, sett ovenfra, Fig. IA og IB er riss i snitt gjennom den sammensatte vire tatt henholdsvis langs linjene A-A og B-B på Fig. 1, Fig. 2 er et riss av det øvre lag av en sammensatt vire ifølge oppfinnelsen, sett ovenfra, hvor varpgarnene for både det øvre lag og det nedre lag har en utflatet profil, Fig. 2A og 2B er riss i snitt tatt langs linjene henholdsvis A-A og B-B på Fig. 2, og Fig. 3 viser et forstørret tverrsnitt gjnnom ett av de utflatede varpgarn.

Beskrivelse av foretrukne utførelsesformer

Under henvisning til tegningene viser Fig. 1, sett ovenfra, det øvre lag 10 av en sammensatt vire i henhold til teknikkens stand, hvor alle tråder 11 og 12 har et rundt tverrsnitt. I dette øvre lag er varptrådene 11 og veft-trådene 12 vevet sammen under dannelse av en lerrets- eller t.o-skaf tsbindiny. Fig. IA og IB viser den sammensatte art til viren ifølge Fig. 1 og omfatter et øvre lag 10 av renninger 11 og innslag 12 i form av en to-skaftbinding og et nedre lag 13 med en fireharnisks satengbinding med grovere renninger 14 og innslag 15 og med halvparten av trådtettheten for det øvre lag.De to lag er bundet sammen i innslagsretningen ved hjelp av et bindegarn 16. Overflateåpningenes (rammenes) bredde i tverr-maskinretningen i det øvre lag 10 er angitt ved størrelsen "x" og rammenes lengde i maskinretningen er angitt med størrelsen "y".

Fig. 2 er et riss, sett ovenfra, av det øvre lag

20 til en sammensatt vire i henhold til den fore-

liggende oppfinnelse og med den samme trådtetthet som viren ifølge Fig. 1. I henhold til den foreliggende oppfinnelse har imidlertid renningsgarnene (varpgarnene) 21 til det øvre lerretsbindingslag (to-skaftbindingslag) en utflatet profil, og innslagsgarnene (veftgarnene) 22 har større diameter. Formen til de utflatede renninger 21 er vist ved tverrsnittet på Fig. 2A og»i sterkt forstørret målestokk,ved tverrsnittet på Fig. 3. Det nedre lag 23 er en fire-harnisks satengbinding med grove renninger 24 og innslag 25 og med halvparten av trådtetten for det øvre lag 20 og idet ren-ningene 24 har en utflatet profil. De to lag er bundet sammen i innslagsretningen ved hjelp av et bindegarn 26.Rammenes breddedimen-sjon i tverrrrøskinretningen "x<1>" er blitt redusert på grunn av anvendelsen av de utflatede renningstråder 21 som er bredere enn de runde tråder 11 vist på Fig. 1. En reduksjon av rammenes dimensjon "y^"'<* >i maskinretningen er blitt oppnådd ved å anvende innslags-tråder 22 med større diameter. En utflatet renning gjør det

mulig å anvende enten innslag med større diameter og med den samme innslagstrådtetthet eller alternativt innslag med uforandret diameter, men med en høyere innslagstrådtetthet. Begge kombinasjoner gir det samme resultat med redusert rammelengde i maskinretningen. Et øvre to-skaftbindingslag med en varptrådtetthet på 24,8 tråder pr. cm er blitt vevet med utflatede renninger med dimensjonene 0,0114 cm x 0,0191 cm, dvs. et sideforhold på 1,67. Dette gjorde det mulig for et 0,0198 cm innslag å bli vevet med en innslagstrådtetthet på 29,1

tråder pr. cm, mens det med rund renning med en diameter på 0,0178 cm ved den samme varptrådtetthet (24,? tråder pr. cm) ikke var mulig å anvende en innslagsstørrelse på over 0,0183 cm for en innslagstrådtetthet på 29,1 tråder pr. cm. Et lignende resultat ble oppnådd for det samme øvre to-skaftbindingslag ved den samme renningstrådtetthet (24,8 tråder pr. cm) med utflatede renninger med dimensjonene 0,0112 cm x 0,0196 cm, dvs. et sideforhold på 1,75.

Fig. 3 viser et sterkt forstørret tverrsnitt gjennom én av de utflatede renninger og viser det utflatede sideforhold som her er definert som trådbredden "b" dividert med tråd-høyden "a".

Dersom renningsutflatningssideforholdet øker, spesielt ved å øke trådbredden "b" for en konstant trådhøyde "a",

vil en vesentlig minskning av størrelsen for vireoverflate-åpningene kunne oppnås.

Høyere utflatningsforhold gjør det også mulig å oppnå minskninger av viretykkelsen. Da for eksempel den ovennevnte øvre vevnad med lerretsbinding med 24,8 tråder pr. cm (63 mesh) med 0,0114 cm x 0,0191 cm utflatede renninger ble kombinert med en bunnvevnad under anvendelse av 0,0191 cm x 0,0381 cm utflatede renninger (sideforhold av 2,0) eller 0,0185 cm x 0,038 cm (sideforhold av 2,05) ved en trådtetthet på 12,4 tråder pr. cm, ble minskninger på 0,0051 cm 0,0076 cm for viretykkelsen iakttatt sammenlignet med de samme trådtettheter vevet med runde renningstråder.

Det utflatede sideforhold for monofilamentrennings-garnene i topplaget og bunnlaget er

1,20 - 2,30. Et sideforhold av 1,30 - 2,00 har vist seg å være mer ønskelig for de utflatede renninger for det øvre lag for å regulere maskinretningslengden for virens overflateåpninger og for å regulere virens avvanningsevne.

Et foretrukket sideforhold for de utflatede renninger for bunnlaget er 1,60 - 2,20 som forsterker minskningene av viretykkelsen uten skadelige virkninger på dukens motstand overfor strekking og innsnevring.

Anvendelsen av utflatede renninger i det øvre lag nedsetter graden av dannelse av "smilehull" som er forbundet med innslagsbindegarn og nedsetter således tilbøyeligheten til at viremerker vil bli dannet i papirarket.

I sammensatte virer i henhold til teknikkens stand vil når renninger med rundt tverrsnitt for det øvre lag anvendes som bindegarn, de erholdte "smilehull" i den øvre overflate bli dypere og mer nedbrytende for den tilstøtende maske enn for virer dannet med innslagsbindere. I den sammensatte vire ifølge oppfinnelsen gjør anvendelsen av utflatede renninger det mulig i praksis å anvende rennings-bindere da maskeforvridningen og dybden av "smilehullene" sterkt blir redusert.

Også ved anvendelse av renningsbindegarn blir øde-leggelsen av det øvre lag redusert enda mer dersom bunn-innslagstråder med mindre diameter anvendes i bunnlaget bare på de steder hvor topplagsrenningsbinderen i virkeligheten sammenvever bunninnslagslaget. Dette bunninnslag med mindre diameter kan også med fordel utgjøres av et annet materiale enn de regulære bunninnslagsgarn. For eksempel kan polyamider, som nylon 6 eller nylon 66, anvendes istedenfor polyester.

Den foreliggende oppfinnelse angår sammensatte virer med et øvre virelag vevet med renningstrådtettheter (varptrådtett-heter) på 14,2-39,4 tråder/cm; som er det normale område for papirmaskinformningsvirer. Renningstrådtettheten for den øvre vevnad er mer foretrukket 15,8-31,5 tråder/cm. Typiske dimensjoner for flat renning- for de foretrukne områder av sideforhold og renningstrådtetthet er:

Claims (4)

1. Sammensatt papirfremstillingsformingsvire med redusert tykkelse og forbedret fiberretensjon, omfattende minst to fullstendige vevnader (20, 23) som hver er dannet av sitt eget sett med varp (21, 24)- og veftgarn (22, 2 5)

og er innbyrdes forbundet ved hjelp av bindegarn (26) som er separat sammenvevet med de to fullstendige vevnader (20, 23), idet en øvre (20) av de nevnte fullstendige vevnader (20, 23) utgjør en papirsidevevnad som har en to-skaftbinding, og idet en nedre (23) av de nevnte fullstendige vevnader (20, 23) utgjør maskinsidevevnaden,karakterisert ved at den øvre vevnad (20) er omfattet av utflatede varpgarn (21) som har et sideforhold mellom bredde og høyde (b:a, Fig. 3) av mellom 1,20 og 2,30 og er sammenvevet med veftgarn (22), og ved at bunnvevnaden (23) er omfattet av utflatede varpgarn (24) som har et sideforhold mellom bredde og høyde (b:a, Fig. 3) av mellom 1,20 og 2,30 og er sammenvevet med veftgarn (25), hvor den nevnte bunnvevnad (23) har en trådtetthet som er i det vesentlige halvparten av trådtettheten for den nevnte øvre vevnad (20), og hvor den øvre vevnad har en rammelengde (y') i maskinretningen som er mindre enn når runde varpgarn anvendes, og dessuten hvor produktet av varptråd-tettheten og bredden av de utflatede varpstrenger (21) i den øvre vevnad (20) ikke er over 0,65.

2. Formingsvire ifølge krav 1, karakterisert ved at den øvre vevnad (2 0) har en varptrådtetthet av 14,2-39,4 strenger pr. cm.

3. Formingsvire ifølge" krav 1, karakterisert ved at de nevnte bindegarn (26) er vevet i veftretningen.

4. Formingsvire ifølge krav 1, karakterisert ved at de nevnte bindegarn (2 6) er vevet i varpretningen.