NO172731B

NO172731B - Belte for anvendelse i en presse med forlenget nipp for avvanning av en fiberholdig bane

Info

Publication number: NO172731B
Application number: NO900053A
Authority: NO
Inventors: William H Dutt
Original assignee: Albany Int Corp
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1990-01-05
Publication date: 1993-05-24
Also published as: KR930009274B1; FI95492C; DE69008469T2; KR910006640A; JP3038165B2; NO900053L; JPH03119196A; ATE105033T1; JPH1088491A; FI895466A0; EP0420372A1; EP0420372B1; NO172731C; AU5687490A; AU613835B2; DE69008469D1; NO900053D0; CA2008546A1; CA2008546C; FI95492B

Description

Oppfim. Isens bakgrunn

Den foreliggende oppfinnelse angår et ugjennomtrengelig belte som er laget for anvendelse i forbindel.-.e med avvanning av en fiberholdig bane på en presse med forlenget nipp av den type som forekommer på en papirmaskin.

Beskrivelse av teknikkens stand

Under papirfremstillingen blir en fiberaktig bane dannet på en formningsvire ved at en fiberholdig oppslemning avsettes på denne. En stor mengde vann dreneres av fra oppslemningen under denne prosess, hvorefter den nydannede bane fortsetter til et presseparti. Pressepartiet innbefatter en rekke pressnipp i hvilke den fiberholdige bane utsettes for trykkrefter som er beregnet å skulle fjerne vann fra denne. Banen fortsetter til slutt til et tørke-parti som innbefatter oppvarmede tørkesylindre rundt hvilke banen føres. De oppvarmede tørkesylindre reduserer vann-innholdet i banen til et ønsket nivå ved fordampning.

Stigende energipriser har gjort det stadig mer ønskelig å fjerne så mye vann som mulig fra banen før den kommer inn i tørkepartiet. Tørkesylindrene blir ofte opp-varmet innenifra med damp, og derav betingede omkostninger kan være vesentlige, spesielt når en stor vannmengde må fjernes fra banen.

Tradisjonelt har pressepartier innbefattet flere nipp dannet av par av tilgrensende sylindriske pressevalser. Nylig har anvendelsen av forlengede pressnipp vist seg å være fordelaktig sammenlignet med anvendelsen av nipp dannet av par av tilstøtende valser. Jo lengre banen kan utsettes for trykk i nippet, desto mer vann fjernes i dette, og dermed vil mindre være tilbake som må fjernes ved fordampning i tørkepartiet.

Den foreliggende oppfinnelse angår forlengede nipp-presser av skotypen. Ved denne variant av forlenget nipp-press er nippet dannet mellom en sylindrisk pressevalse og en krum pressesko. Den sistnevnte har en sylindrisk konkav overflate med en krumningsradius som ligger nær krumnings-radiusen for den sylindriske pressevalse. Når valse og sko tvinges tett sammen, blir et nipp dannet som kan være fem til ti ganger lengre i maskinens retning enn et nipp dannet mellom to pressevalser. Dette øker den såkalte oppholdstid for den fiberholdige bane i det forlengede nipp, mens det samme trykknivå pr. kvadratcentimeter pressekraft anvendt i en to-valsers presse opprettholdes. Resultatet av denne nye forlengede nippteknologi har vært en dramatisk økning i avvanningen av den fiberholdige bane i det forlengede nipp sammenlignet med vanlige nipp på papirmaskiner.

En forlenget nippresse av skotypen krever et spesielt belte, som det som er vist i kanadisk patent nr. 1188556. Dette belte er beregnet å skulle beskytte presseviren som understøtter, bærer og avvanner den fiberholdige bane, fra den akselererte slitasje som ville ha vært resultatet av en direkte glidende kontakt over den stasjonære pressesko. Et slikt belte må være laget med en glatt, ugjennomtrengelig overflate som løper eller glir over den stasjonære sko på en smørende film av olje. Beltet føres gjennom nippet med grovt regnet den samme hastighet som presseviren, hvorved presseviren utsettes for minimale mengder av gnidning mot stasjonære komponenter.

Den normale utformning for en forlenget nippresse innbefatter anvendelse av to pressevirer. Komponentene i nippet kan listes opp i den følgende rekkefølge: en sylindrisk pressevalse forsynt med spor, en første pressevire, den fiberholdige bane eller nydannede papirbane, en annen pressevire, det spesielle belte, den smørende film og den krumme trykksko.

Samtlige av de forlengede nippresser som for tiden

er i kommersiell drift, har den ovennevnte utformning. Denne såkalte forlengede nippresse med dobbelt filt er imidlertid begrenset til visse typer av papirkvaliteter. For å utvide anvendbarheten av den forlengede nippresse til papir av finere kvaliteter og til avispapir vil det være nødvendig å ut-vikle en forlenget nippresse med enkelt filt.

I en forlenget nippresse med enkelt filt vil komponentene i nippet kunne listes opp i følgende rekkefølge: en glatt sylindrisk pressevalse, den fiberholdige bane eller den nydannede papirbane, pressefilten, det spesielle belte, den smørende film og den krumme trykksko.

I den forlengede nippresse med dobbelt filt kan vannet som presses ut av den fiberholdige bane strømme inn i en hvilken som helst av de to pressevirer såvel som inn i sporene tatt ut i den sylindriske pressevalse. I det forlengede pressnipp med enkelt filt er to av disse brønner for vannlagring blitt eliminert. Det finnes bare én filt,

og fordi den fiberholdige bane:- kommer i kontakt med den sylindriske pressevalse direkte, må denne valse ha en glatt overflate. Dette tap av forbigående vannlagringsplass må klart erstattes dersom et forlenget pressnipp med enkelt filt noensinne skal kunne oppnå utstrakt anvendelse. Det er absolutt påkrevet at hulrom er tilveiebragt i pressens nipp, slik at vann presset ut fra papirbanen i et forlenget pressnipp med enkelt filt vil få en plass hvor det kan lagres.

To forsøk er blitt gjort på å oppnå en tilfredsstillende løsning av dette problem. I kanadisk patent nr. 1190779 er vist et belte for forlenget pressnipp idet beltet har hulrom på filtsiden. Disse hulrom skriver seg fra vevemønstret for underlagsviren og fraværet av impreg-nering på beltets filtside og tilveiebringer et rom som væske kan overføres til når den fiberholdige bane, presseviren og det spesielle belte føres gjennom nippet.

Det annet forsøk er representert ved US patenter

nr. 4559258 og nr. 4643916. Disse viser et forlenget press-nippbelte med spor på filtsiden for å lagre vann som presses ut av den fiberholdige bane.

Selv om disse to løsninger primært tok sikte på å oppnå en løsning av vannfjerningsproblemet i et forlenget pressnipp med enkelt filt, har det vist seg at anvendelse av et hvilket som helst belte i et forlenget pressnipp med dobbelt filt fører til øket avvanning.

I US patent nr. 4552620 beskrives et endeløst, ugjennomtrengelig, olje-, abrasjons- og knuseresistent belte for papirmaskiner, med en vevet fiberbase og et uretan-belegg som impregnerer basen slik at det fås et sammenhen-gende lag med vesentlig tykkelse og med porer som danner en granitt-lignende overflatefinish som efter sigende gir utmerket papirslipp-egenskaper. Tekstilbasen hevdes å innbefatte varpstrenger og islettstrenger, hvorav enkelte er monofilamenter, mens andre er tvundne fibre, såsom dobbelttvunnet bomullsgarn ("cotton cords"). Ingen angivelse angående bruk av spundne garn som del av underlagstekstilet finnes i US patentet.

I internasjonal patentsøknad med publikasjonsnummer WO-A^87/02080 beskrives et bæreteppe for et forlenget pressnipp. Den europeiske patentsøknad angår primært problemet med knusing, eller stengning, av sporene i et pressebelte når beltet befinner seg i et pressnipp. Beltet angis å innbefatte et vevet underlag angående hvilket ingen detaljer fremsettes, og i publikasjonen angis intet om at spundne garn vil kunne anvendes i det vevede tekstilunderlag som et middel for å hindre landområder som skiller sporene fra hverandre, fra å bli delaminert fra beltets overflate.

Europeisk patentsøknad med publikasjonsnummer

EP-A^ 289477 angår primært en fremgangsmåte og en innretning for å presse og avvanne en papirbane. Innretningen innbefatter en presse med langt nipp med et glidebelte som kan forsynes med spor. Glidebeltet angis å innbefatte et forsterkende nettverk angående hvilket få detaljer fremsettes. Heller ikke i denne publikasjon antydes eller fore-

slås det at spundne garn vil kunne anvendes i det forsterkende nettverk som middel for å hindre at landområdene som skiller sporene fra hverandre, vil bli delaminert fra beltets overflate.

I europeisk patentsøknad med publikasjonsnummer

EP-A-j 33662 beskrives en sammensatt film for papir frem-stilling og som omfatter et laminat av en tekstilbase og et lag av et fleksibelt polymert harpiksskum. Skummet virker som en svamp for å forbedre fjerningen av vann fra papirarket og er påført på tekstilbasens overflate i form av strimler lagt side om side. Strimlene er festet til tekstilbasen ved hjelp av nåling. Per definisjon innbefatter dessuten et skum et meget stort antall bobler, og for den beskrevne filt vil skummet derfor ikke bare fjerne vann fra papirarket, men vil også gjøre det mulig for olje å passere gjennom skummet under forrensning av den fiberholdige bane. Den beskrevne sammensatte papirfremstillingsfilt har derfor et belegg som ikke er ugjennomtrengelig for væsker.

I praksis har det også vist seg at ENP ("extended nippress')-belter med tilfredsstillende spor ikke kan produ-seres for kommersiell anvendelse. Alle forsøk på å produsere denne utformning har hittil ført til et produkt som svikter på grunn av delaminering av spor og/eller på grunn av at sporene faller sammen. Den foreliggende oppfinnelse angår et spesialbelte for et forlenget pressnipp idet beltet ikke er utsatt for delaminering.

Oppsummering av oppfinnelsen.

Bortsett fra de problemer som er angitt ovenfor, oppviser de spesielle forlengede pressnippbelter med spor skåret ut i en polyurethanbelagt overflate god avvannings-evne når de anvendes på presser med forlenget nipp. Den foreliggende oppfinnelse angår et med spor forsynt belte for presser med forlenget nipp idet beltet ikke er utsatt for delaminering av sporene. Som sådant kan det også anses å være en forbedring av beltet vist i kanadisk patent nr. 119 0779 som har ført til problemer under bruk på grunn av vanskeligheten som er blitt erfart hva gjelder å avvanne hulrommene på beltets filtside. Beltet ifølge den foreliggende oppfinnelse som har en med spor forsynt overflate, kan avvannes langt lettere.

Den foreliggende oppfinnelse angår således et belte for anvendelse på en presse med forlenget nipp på en papirmaskin for avvanning av en fiberholdig bane som bearbeides til en eller annen form for papirprodukt.

Oppfinnelsen angår således et belte for anvendelse i en presse med -forlenget nipp for avvanning av en fiberholdig bane, av den type som er angitt i krav l's ingress, og beltet er særpreget ved de i krav l's karakteriserende del angitte trekk.

Beltet ifølge oppfinnelsen innbefatter en underlags-vire (-tekstil) med form av en endeløs sløyfe som er blitt vevet til denne form eller er blitt lukket til denne form ved hjelp av en søm. Underlagsviren som har garn i maskinretningen og i tverrmaskinretningen, innbefatter spundne garn i minst én av disse retninger. Det hvor underlagsviren har en flerlags-struktur, vil de spundne garn i det minste gjenfinnes på den ytre overflate av den endeløse sløyfe av underlagsviren. De spundne garn er i ethvert tilfelle spunnet fra et stort antall stapelfibre.

Beltet innbefatter videre et belegg av en polymer harpiks, som polyurethan. Belegget påføres på en slik måte at underlagsvirens struktur blir fullstendig impregnert,

slik at den blir ugjennomtrengelig for væsker. Det bør dessuten være glatt og ha jevn tykkelse.

På den ytre overflate av det belagte belte er et stort antall spor skåret ut som for eksempel kan ligge, i maskinretningen eller tverrmaskinretningen. Sporene definerer kanaler for vann presset ut fra den fiberholdige bane i det forlengede pressnipp og er skilt fra hverandre med hva som kan betegnes som "landområder", dvs. flate mellom to spor. Disse områder utgjør partier av belegget som ikke er . ibiitt skåret bort for å danne spor.

I tidligere kjente belter for presser med forlenget nipp delamineres landområdene, eller skrelles av, fra underlagsstrukturen på grunn av at en polymer harpiks, som polyurethan, ikke har tilstrekkelig styrke og vedhengningsevne til å motstå kompresjonsarbeidsbetingelsene i pressnippet.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse overvinnes dette ved anvendelse av de spundne garn i underlagsviren på dens øvre overflate, dvs. den overflate som skal forsynes med spor. De spundne garn kan anvendes i maskinretningen, tverrmaskinretningen eller i begge disse retninger.

Når det polymere harpiksbelegg påføres på den spundne garnside av underlagstekstilet, vil det store antall stapelfibre i det spundne garn blandes med hverandre og trenge inn i belegget, hvorved en forsterkende virkning opprettes som gjør at belegget blir fastere bundet til underlags tekstilet. Efter at spor er blitt skåret ut i det belagte underlags-tekstils ytre overflate, tjener det store antall stapelfibre som befinner seg på overflaten av og rager ut fra det spundne garn og som er innleiret i det polymere harpiksbelegg, til å holde de såkalte landområder på plass under bruk av beltet på papirmaskinen. De spundne garn som er sammenvevd inn i underlags tekstilet,virker som forankringer for grunnmassen

av fiber og harpiks som danner landområdene.

Den foreliggende oppfinnelse er nærmere beskrevet nedenfor under hyppig henvisning til de ledsagende figurer.

Kortfattet beskrivelse av tegningene

Fig. 1 er et sideoppriss av et forlenget pressnipp for hvilket beltet ifølge den foreliggende oppfinnelse er blitt laget. Fig. 2 er et frontoppriss, delvis i snitt, av pressnippet vist på Fig. 1. Fig. 3 er et planoppriss av beltet ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 4 er et snittriss gjennom beltet ifølge den foreliggende oppfinnelse tatt langs linjene 4-4 i henhold til Fig. 3.

Detaljert beskrivelse av den foretrukne utførelsesform

En presse med forlenget nipp og en enkelt filt for avvanning av en fiberholdig bane som bearbeides til et papirprodukt på en papirmaskin, er vist på Fig. 1 og 2. Pressnippet 10 er definert av en glatt sylindrisk pressevalse 12, en krum trykksko 14 og et belte 16 i henhold til den foreliggende oppfinnelse anordnet slik at det presser mot overflaten av den sylindriske pressevalse 12. Den krumme trykksko 14 har tilnærmet den samme krumningsradius som den sylindriske pressevalse 12. Avstanden mellom den sylindriske pressevalse 12 og den krumme trykksko 14 kan reguleres ved hjelp av vanlig hydraulisk eller mekanisk apparatur, ikke vist, som er forbundet med en stang 18 som svingbart er festet til den krumme trykksko 14. Stangen 18 kan også manøvreres for å påføre det ønskede trykk mot den krumme trykksko 14. Det vil forstås at den sylindriske pressevalse og den krumme trykksko beskrevet ovenfor og vist på<:>Fig. 1 og 2 er av vanlig konstruksjon innen dette tekniske område.

En våtpressevire 15 for papirproduksjon og en fiberholdig bane 17 som bearbeides til en papirbane, er også

vist på Fig. 1 og 2. Bevegelsene til beltet 16, presseviren 15, den fiberholdige bane 17 og den sylindriske presse-

valse 12 er som antydet ved hjelp av pilene på Fig. 1.

Et planoppriss av beltet 16 i henhold til oppfinnelsen er vist på Fig. 3. Det har en ytre overflate 19 og en innvendig overflate 20. Beltet 16 innbefatter en underlags-struktur som har form av en endeløs sløyfe. Underlagsstrukturen kan være produsert, eller vevd, med endeløs form eller den kan fremstilles med flat form, som ved flatveving, og skjøtes til endeløs form ved hjelp av en søm. Sying under dannelse av en endeløs form bør fortrinnsvis utføres før beltets 16 innvendige overflate blir belagt med polymer harpiks.

Én utførelsesform av beltet 16 er vist mer detaljert på Fig. 4 som er et snittriss tatt langs linjen 4-4 i henhold til Fig. 3. Som sådant er det et snitt tatt i tverrmaskinretningen, dvs. på tvers av sløyfen av beltet 16.

Den ytre overflate 19 og den innvendige overflate 2 0 er som generelt antydet. Som vist på Fig. 4 omfatter beltet 16 en vevet underlagsvevnad 22 med flere lag av maskinretningsgarn 24 og tverrmaskinretningsgarn 26, og den er blitt fullstendig impregnert med et polymert harpiksbelegg 28, som for eksempel polyurethan, for å gjøre den ugjennomtrengelig for væsker, spesielt smøreolje.

Underlagsvevnaden 22 er tilstrekkelig åpen til å gjøre det mulig for den polymere harpiks fullstendig å impregnere dens struktur for å eliminere muligheten for at uønskede hulrom vil bli dannet i beltet 16. Hulrom er spesielt uønskede fordi disse ville ha gjort det mulig for smøreoljen som anvendes mellom beltet 16 og den krumme trykksko 14 å passere gjennom beltet 16 og forurense presseviren 15 og den fiberholdige bane 17.

Straks belegget 28 er blitt påført og herdet, kan beltets 16 ytre overflate 19 <p>g innvendige overflate 20 glattslipes slik at beltet 16 får en jevn tykkelse. Det er spesielt viktig at den innvendige overflate 20 har en slik finish at den vil være egnet for den smurte glidekontakt over den krumme trykksko 14 i pressnippet 10.

Beltets 16 utvendige side 19 blir derefter forsynt med en rekke spor 3 0 som definerer kanaler for å ta hånd om vann som presses ut av den fiberholdige bane 17 i pressnippet 10. Som vist på Fig. 4 er sporene 30 skåret ut i maskinretningen selv om de alternativt vil kunne være skåret ut i tverrmaskinretningen eller i en annen retning. Sporene 30 er skilt fra hverandre ved såkalte landområder 32 som representerer de partier av beltets 16 ytre overflate 19 som ikke er blitt påvirket under spordannelsesprosessen.

I beltene 16 ifølge den foreliggende oppfinnelse vil det fortrinnsvis være 2,4 til 3,2 spor pr. cm (fra 6 til 8 spor pr. tomme). Dybden av sporene 30 vil ligge innen det omtrentlige område av fra 1,52 til 2,54 mm, og sporenes 30 bredde vil ligge innen det omtrentlige område av fra 0,50. til 0,76 mm.

Belter i henhold til teknikkens stand av den foreliggende type har sviktet på grunn av at landområdene 32

er utsatt for tilbøyeligheten til å bli delaminert under det ekstreme kompresjonsmiljø i pressnippet 10. I daglig-tale skreller landområdene 32 av i form av lange strimler, hvorved den med spor forsynte ytre overflate 19 ødelegges.

I beltet 16 ifølge den foreliggende oppfinnelse overvinnes denne delaminering ved å anvende et spunnet garn i maskinretningen, tverrmaskinretningen eller i begge disse retninger på underlagsvevnadens 22 ytre overflate 19.

Et spunnet garn vil ha et stort antall stapelfibre som er forholdsvis korte og ekstremt fine. Overflaten til en streng av spunnet garn vil typisk være særpreget ved en viss frynsethet forårsaket av endene av individuelle stapelfibre som rager ut fra denne. Stapelfibre 34 er på Fig. 4 vist ved at de strekker seg gjennom belegget 28 av polymer harpiks.

Som vist på Fig. 4 er maskinretningsgarnene 24 spundne garn som fører til stapelfibrene 34, mens garnene 26 i tverrmaskinretningen er monofilamenter. Selv om garnene i minst én retning på underlagsvevnadens 22 ytre overflate 19 må være spundne garn for å få et belte 16 i henhold til den foreliggende oppfinnelse, vil spundne garn kunne være innbefattet i andre lag for en underlagsvevnad 22 med flere lag, som vist på Fig. 4, uten at dette avviker fra den foreliggende oppfinnelses omfang.

Stapelfibrene 34 rager inn i og blir innleiret i belegget 28 av polymer harpiks. Efter spordannelsen tjener stapelfibrene 24 til å holde landområdene 32 på plass når beltet anvendes på papirmaskinen. De spundne garn som er sammenvevd i strukturen for underlagsvevnaden 22, virker dessuten som forankringer for grunnmassen av fiber og harpiks som danner landområdene 32 mellom sporene 30.

Som angitt ovenfor er polyurethan en polymer harpiks som er egnet for anvendelse som et belegg 28. Generelt kan en hvilken som helst fibervariant som er forenlig med en gitt polymer harpiks anvendes for å produsere de spundne garn som er nødvendige for utførelsen av den foreliggende oppfinnelse i praksis.

Beltet 16 ifølge den foreliggende oppfinnelse kan generelt avvannes utenfor pressnippet 10 langt lettere enn det belte som er vist i kanadisk patent nr. 1190779. Nett-verket på det sistnevntes filtside er tilbøyelig til å fange opp vann, men dette er ikke tilfellet med det foreliggende beltes 16 kanaler 30.

Claims

Belte (16) for anvendelse i en presse med forlenget nipp for avvanning av en fiberholdig bane (17), idet pressen med forlenget nipp har en sylindrisk pressevalse (12) og en krum trykksko (14) som sammen definerer et nipp (10) mellom seg, hvor beltet (16) føres gjennom nippet (10) i forbindelse med minst én pressefilt (15) som understøtter og bærer den fiberholdige bane (17) som skal avvannes mellom pressefilten (15) og den krumme trykksko (14), og hvor beltet (16) har en skoside (20) og en filtside (19) og omfatter et under-lagstekstil (22) i form av en endeløs sløyfe med en innvendig overflate (20) og en ytre overflate (19), idet underlagstekstilet (22) har maskinretningsgarn (24) og tverrmaskinretningsgarn (26), hvor maskinretningen forløper i sløyferet-ningen og tverrmaskinretningen på tvers av sløyferetningen og hvor minst ett av de nevnte maskinretningsgarn (24) og av de nevnte tverrmaskinretningsgarn (26) er spundne garn, et belegg (28) av en polymer harpiks på underlagstekstilets (22) nevnte innvendige overflate (20) og nevnte ytre overflate (19), idet belegget (28) impregnerer og gjør underlagstekstilet (22) ugjennomtrengelig for væsker og er glatt og bibringer beltet (16) en jevn tykkelse, og hvor et stort antall spor (30) er skåret ut i belegget (28) på underlagstekstilets (22) ytre overflate (19) og definerer kanaler (30) for vann presset ut av den fiberholdige bane (17) alternerende med landområder (32),

karakterisert ved at de nevnte spundne garn befinner seg på underlagstekstilets (22) nevnte ytre overflate (19) og er spunnet fra et stort antall stapelfibre (34), idet det nevnte belegg (28) er hulromsfritt og boblefritt og de nevnte stapelfibre strekker seg fra de spundne garn inn i belegget (28), hvorved de nevnte landområder (32) er forankret til beltet (16) ved hjelp av det nevnte store antall stapelfibre (34) av de spundne garn, hvorved de nevnte landområder (32) ikke vil bli delaminert fra beltet (16).