NO304386B1

NO304386B1 - Gjenstand av papirmaskinduk for anvendelse under h°ytemperaturbetingelser

Info

Publication number: NO304386B1
Application number: NO924660A
Authority: NO
Inventors: Maryann Cully Kenney; Sandra Krohto Barlow; Ludimilla Konopasek
Original assignee: Albany Int Corp
Priority date: 1991-12-05
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 1998-12-07
Also published as: NO924660L; GB9125889D0; NO924660D0; DE69232638D1; ZA929379B; CA2084636A1; KR930013370A; ES2177524T3; FI96624B; ATE219186T1; FI96624C; JP2718611B2; KR0125286B1; AU2980292A; US5328757A; PT547816E; JPH07150496A; DE69232638T2; EP0547816A1; AU656041B2

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en gjenstand av papirmaskinduk for anvendelse under høytemperaturbetingelser.

Oppfinnelsen vedrører papirmaskinduk og spesielt papirmaskinduk for anvendelse i presse- og tørkeseksjonene av en papirmaskin, selv om oppfinnelsen som er beskrevet heri er like anvendelig i andre seksjoner av en papirmaskin.

En konvensjonell papirmaskin danner en bane ved å avsette en slurry av massefibre som skal tildannes til et papirark på en bevegende formevire. Etter initial awanning på formeviren blir papirarket eller banen under dannelse overført til en presseseksjon hvor banen passerer gjennom et antall pressegap dannet mellom valsepar idet disse valsepar tjener til å konsolidere de faste bestanddeler i papiret og samtidig begynne den initiale awanning av slurryen. Deretter passerer banen over en rekke oppvarmede tørketromler og vanlig gjennom en kalander og vikles så opp på en valse.

Mens der er mange variasjoner i de forskjellige seksjoner av maskinen som awanningsseksjonen eller formeseksjonen, ankommer i en typisk maskin banen til presseseksjonen med omtrent 80% fuktighet i det fuktige råpapir og forlater presseseksjonen med omtrent 60% fuktighet i det våte råpapir. Den resterende fuktighet må fjernes ved termisk avdamping i tørkeseksjonen mens banen passerer over en serie av oppvarmede tromler.

I papirmaskiner, slik som dem som anvendes ved fremstilling av avispapir, anvendes et signifikant antall tørketromler, enkelte ganger omtrent 50 til 70 tromler pr maskin. Hver trommel er dyr å konstruere og drive og krever tilveie-bringelse av damprør og tilførsel av damp eller annen varmekilde for hver trommel.

Mange forsøk har vært gjort på å forbedre effektiviteten av pressefilter. Ett av disse forsøk er angitt i US patentskrift 4.162.190 og vedrører en papirmaskin av typen med et bevegelig endeløst bånd som fører en våt bane av papir mellom et par trykkvalser for å drive vann ut av banen og deretter føre banen til en tørkesone. Et overflatelag av båndet er tildannet fra et vann-absorberende ikke-vevet fibermaterial og et bunnlag er anordnet som er grovere og er tildannet fra vannabsorberende vatt av separate fibre. Overflatelaget har hydrofobe egenskaper slik at overflatelaget har en kritisk overflatespenning mindre enn 33 dyn pr cm og holdes i intim kontakt med bunnlagene ved hjelp av fibre fra overflatelaget som penetrerer og er nålet inn i bunnlaget. Lagene er således så integrert at vann som presses inn i overflatelaget av trykkvalsene faktisk opptas av begge lag og tilbakeholdes derved. US patentskrift 4.162.190 beskriver forskjellige alternative konstruksjoner, men vedrører hydrofobe egenskaper som i samsvar med beskrivelsen kan oppnås på en hvilken som helst passende måte. Særlig henvisning gjøres i beskrivelsen til anvendelse av et hydrofobt material og som et slikt kan det anvendes polytetrafluoretylen og fluorert etylenpropylen-kopolymer og polyolefinfibre. Spesifikk henvisning gjøres i beskrivelsen til anvendelse av polytetrafluoretylen og spesielt anvendelse av polytetrafluoretylenfibre i et overflatelag.

I de senere år er det ved innføringen av et prinsipp med awanning kjent som impulstørking utnyttet et prinsipp hvori et papirark føres mot eller i sidestilling til en pressvalse oppvarmet til en høy temperatur, med overflatetemperatur vanlig på 149°C eller mer.

Prinsippet med å arbeide med impulstørking er ikke hittil blitt fullstendig forstått. En teori er at den oppvarmede valse utvikler en dampsone i papirarket under pressingen av arket og den utviklede dampfront tjener til å drive'ut flytende vann når dampen passerer gjennom arket. Som et resultat kan papirarket forlate pressegapet med vesentlig lavere fuktighetsinnhold enn med konvensjonell presse-teknologi. Under visse betingelser kan forbedrede papiregen-skaper også resultere. Utvikling av denne dampfront og den høye temperatur av pressvalsen tilveiebringer strenge betingelser for presseduken, men effektiviteten av systemet er slik at det totale antall tørketromler i en papirmaskin kan vesentlig reduseres. Det er derfor et behov for presseduker eller filter for bruk i papirmaskiner som kan motstå disse høye temperaturer og trykk og som mer spesielt vil motstå kontinuerlig eksponering for høytemperaturdamp og leilighetsvis eksponering for selve overflaten av høytemperatur-pressvalsen under brudd i papirbanen under dens dannelse.

Under en slik prosess kan mekanismen med awanning inne i høytemperaturgapet skape meget sterk adhesjon av papirbanen til presseduken. Denne tendens til klebing påvirker både arkhåndteringen og gjenfuktingen i skadelig retning. Strukturen av presseduken bør derfor ideelt kombinere egenskapene med god termisk resistens, god arkfrigivelse, minimal gjenfukting av banen og tilfredsstillende permeabilitet for damp og vann som forlater arket.

Det er funnet av bruken av f.eks. polytetrafluoretylen, som angitt i US patentskrift 4.162.190 lider av et signifikant antall ulemper når man forsøker å anvende slike konstruksjoner i et varmpresseanlegg. Spesielt erfares betraktelige problemer med arkfrigivelse fra båndet.

Mange strukturelle forslag er fremsatt for å håndtere disse betingelser med høytemperaturpressing, men det er funnet at høytemperatur-arbeidsbetingelser best tilpasses ved å tilveiebringe en flerlags gjenstand av papirmaskinduk hvori hvert lag spiller en spesiell rolle innen den totale struktur, og hvori lagene samvirker for å oppnå den maksimale awanning av papirbanen under dannelse.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører således en gjenstand av papirmaskinduk for anvendelse.under høytemperaturbetingeIser, idet nevnte betingelser er slike hvori en papirmaskin-pressvalsetemperatur er høyere enn 140°C, som er kjennetegnet ved at gjenstanden omfatter: et papirkontaktende overflatelag tilpasset til i bruk å

bringes i kontakt med et papirark under dannelse mens nevnte papirark under dannelse er i kontakt med en

pressvalse, idet nevnte papirkontaktende overflatelag er et fiberlag som virker som en termisk barriere for å beskytte nevnte gjenstand av papirmaskinduk og tilveiebringe egenskaper for arkfrigivelse,

et antigjenfuktings-sublag innen nevnte gjenstand av papirmaskinduk og ikke i kontakt med nevnte papirark under dannelse, idet nevnte antigjenfuktings-sublag tilveiebringer motstand mot gjenfukting av papirarket under dannelse,

en bærerlagsstruktur, og

minst ett mellomliggende lag anbragt mellom nevnte papirkontaktende overflatelag og nevnte bærerlagsstruktur, idet nevnte papirkontaktende overflatelag, nevnte antigjenfuktings-sublag, nevnte bærerlagsstruktur og nevnte minst ene mellomliggende lag er sammenføyd med hverandre til å danne en komplett struktur,

idet nevnte termiske barriere er tilveiebragt slik at nevnte minst ene mellomliggende lag kan inkludere materialer som ikke ellers er egnet for høytemperaturbetingelser.

Det mellomliggende lag i gjenstanden i samsvar med den foreliggende oppfinnelse kan ytterligere omfatte et sublag som tilveiebringer motstand mot gjenfukting av papirbanen under dannelse. Den termiske barriere kan ligge inntil antigjenfuktingslaget. Ved en ytterligere utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse kan overflatelaget omfatte et fiberlag som utgjøres av et arkkontaktende lag som er lagt inn mellom et antigjenfuktings-sublag i papirarket under dannelse.

Den papirkontaktende overflate som utgjør det termiske barrierelag kan omfatte fibre av polyamider som er blitt utsatt for delvis tverrbinding i nærvær av en katalysator slik at

det resulterende polyamid har et gelinnhold i området 0,1 til i 75%. Ved et ytterligere aspekt av den foreliggende oppfinnelse kan det nevnte overflatelag eller termiske barrierelag omfatte fibre som er blitt underkastet partiell tverrbinding i nærvær av en katalysator slik at det resulterende polyamid har en reduksjon i krystallinitet i området 1 til 25% sammen-

lignet med det ikke-tverrbundne material. Overflatelaget kan være i form av en fibervatt med antigjenfuktingslaget utgjørende et sublag under det nevnte overflatelag. Polyamidet kan være et alifatisk polyamid, et aromatisk polyamid og/eller alifatisk aromatisk polyamid.

Ved et ytterligere aspekt av den foreliggende oppfinnelse kan det nevnte overflatelag omfatte ett eller flere av polyfluor-karbonpolyeterketoner, polyaramider, alifatiske polyamider og aromatiske alifatiske polyamider. Overflatelaget kan være en vattfiberstruktur.

Ved en modifikasjon av gjenstanden i samsvar med den foreliggende oppfinnelse kan antigjenfuktingslaget være anordnet som et sublag i det mellomliggende lag. Hvor denne modifikasjon anvendes foretrekkes det at det nevnte antigjenfuktings-sublag er anordnet i det mellomliggende lag mot for-bindelsesstedet med selve overflatelaget. Antigjenfuktingslaget eller sublaget kan omfatte en polyfluorkarbonpolymer.

Det eller de mellomliggende lag kan omfatte en fibrøs struktur tildannet av fibre som fremmer passeringen av vann og damp derigjennom. Det mellomliggende lag kan omfatte ett eller flere høytemperaturresistente materialer valgt fra gruppen bestående av polyfluorkarboner, polyeterketoner, polyaramider, polyamider som polyamid 3, polyamid 4, polyamid4,6, polyamid 7, polyamid 6, polyamid 6,6, polyamid 8, polyamid 9, polyamid 10, polyamid 11, polyamid 12, polyamid 13, polyamid 6,8, polyamid 6,9, polyamid 6,10, polyamid 6,12, polyamid 12,12, et polyamid avledet fra bis-para-aminocyklo-heksylmetan og dodekansyre, polyamid 6,6T, (et polyamid fremstilt ved kondensering av e-kaprolaktam med heksametylen-diamin og tereftalsyre, polyamider som fås i handel under handelsnavnet NOMEX, et polyamid av dimetyltereftalat og trimetylheksametylendiamin modifiserte polyamider, polyeter-blokkpolyamider og forenelige blandinger av polyamider med polyetylen-, polypropylen- og polyfenylenoksyd.

Fibrene i det mellomliggende lag kan være fibre med fin denier og/eller hydrofile fibre som øker awanningseffekten. Hvor hydrofile fibre anvendes kan disse være naturlige fibre som ull, bomull, regenerert cellulose som rayon så vel som polymerer og kopolymerer av polyamid, polyetylenoksyd, polypropylenoksyd og polymetylenoksyd. Fibre av antigjenfuktings-sublaget kan være valgt fra polymerer eller kopolymerer av polyamid, polyaramid, polyester, polyetylen-fibre med polyimidforlenget kjede eller kan utgjøre poly-fluorkarbonfibre. Ved et spesielt aspekt av den foreliggende oppfinnelse kan antigjenfuktings-sublaget omfatte et for-håndsfremstilt ikke-vevet lag eller film av polyfluorkarbon. Polyfluorkarbonfilmen kan være perforert eller ha en mik-roporøs struktur.

Ved et ytterligere aspekt av den foreliggende oppfinnelse kan bærerlaget være tildannet av monofilamenter eller multifilamenter vevet i vevemønstre med ett eller flere lag for å tilveiebringe strukturintegritet, dimensjonsstabilitet og adekvat tomromsvolum til å motta vann som fjernes fra arket under dannelse.

De individuelle lag i gjenstanden i samsvar med den foreliggende oppfinnelse kan forenes ved nåling, hydrosammenfloking, laminering, termobinding, kjemisk binding eller ultralydbinding eller bruk av et klebemiddel som f.eks. et varmsmelteklebemiddel. Bærerlaget og det mellomliggende lag bør tjene som et vesentlig reservoar for vann eller damp som uttrykkes fra papirarket under dannelse.

Det vil av den fagkyndige på området sees at overflatelaget utgjør en termisk barriere som også tilveiebringer egenskapene med å fremme arkfrigivelse. Virkningen av den

termiske barriere er å tilveiebringe en grad av varmebeskyt-i telse til de øvrige bestanddeler i arket. Signifikansen av den termiske barriere i denne konstruksjon er at den tillater anvendelse av materialer inne i kroppen til gjenstanden av papirmaskinduk som ellers ikke ville være mulig på grunn av de høye arbeidstemperaturer. Ved et aspekt av den fore-

liggende oppfinnelse kan antigjenfuktingslaget eller sublaget tildannes av en polyfluorkarbonpolymer. Dette material kan være i en fibrøs form og er foretrukket en blanding av polyfluorkarbon med en polymer som vanlig anvendes ved dannelse av et papirark som et kontaktende lag. I en slik blanding kan polyfluorkarbonet være polytetrafluoretylen av typen som fås i handelen under handelsnavnet TEFLON.

Antigjenfuktingslaget kan være tilstede i form av en åpen eller en mikroporøs struktur eller kan være i form av perforert film. Antigjenfuktingslaget kan tildannes in situ under drift ved kompaktering av laget i valsegapet under initial igangkjøring av papirmaskinen. På denne måte kan antigjenfuktings-sublaget fremstilles som en kardet vatt som nåles til de øvrige strukturelle lag i gjenstanden av papirmaskinduk eller på annen måte kan være bundet dertil. Ved igangkjøring resulterer trykket i valsegapet i pressen i sammentrykking og den høye temperatur resulterer i kompaktering av laget til å danne et filmlignende sublag med en mikroporøs struktur som effektivt virker som et antigjenfuktingslag. Dette lag har virkningen med å tillate at vann kan passere gjennom laget, men på grunn av dets mikroporøse egenskaper, når filten kommer ut fra valsegapet i pressen, er der en betraktelig motstand mot at vann passerer tilbake til overflatelaget i filten og følgelig inn i papirarket under dannelse i kontakt dermed.

Ved et aspekt av den foreliggende oppfinnelse kan antigjenfuktings-sublaget inkludere et finvevet tekstil av hydrofobt material inkludert deri. Hvor en monolittisk film anvendes i antigjenfuktingslaget kan dette tildannes ved belegning med en emulgert suspensjon av det hydrofobe material, eller ved sprøyting eller dypping.

Polyfluorkarbonpolymeren kan være i fibrøs form. Polyfluor-karbonlaget kan være en blanding av polyfluorkarbon med en polymer som vanlig anvendes ved tildannelse av et ark eller en bane i kontakt med et slikt lag, som f.eks. med fibre eller polymerer valgt fra polyamid, polyaramid, polyester og polyimid. Polyfluorkarbonet kan være polytetrafluoretylen av den type som fås i handel under handelsnavnet TEFLON.

Overflatelaget kan i tillegg til den termiske barriere omfatte ytterligere fibre, som kan være i form av et arkkontaktende lag som under drift er lagt inn mellom den termiske barriere og papirarket under tildannelse. Det ble i oppfinnelsens sammenheng funnet at fibre omfattende polyamider som i nærvær av en katalysator er blitt underkastet delvis tverrbinding slik at det resulterende polyamid har et gelinnhold i området 0,1 til 75%, gir spesielt gode resultater. Slike polyamider vil gjerne, men ikke nødvendigvis fremvise en reduksjon i krystalliniteten i området 1-2 5% sammenlignet med det ikke -tverrbundne material.

Overraskende gir disse materialer en eksepsjonell kombinasjon av termisk stabilitet og arkfrigivelse, sammenlignet med det ikke-tverrbundne material, når de anvendes ved impulstørke-prosessen.

Ved et ytterligere aspekt av den foreliggende oppfinnelse kan overflatelaget omfatte delvis tverrbundne materialer av den type som er fullstendig beskrevet i patentsøknad W092/14879 som det her refereres til. Slike delvis tverrbundne materialer har, i noen aspekter ved oppfinnelsen, tilstrekke-lige egenskaper med termisk motstand og arkfrigivelse til å tilveiebringes som det overflatekontaktende lag i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. I dette tilfellet vil det overflatekontaktende lag omfatte et overflatelag av slike delvis tverrbundne polyamidmaterialer i form av noe som kan være en fibervatt med et sublag som utgjør den termiske barriere eller varmebeskyttelse for resten av dukstrukturen. Disse materialer kan også være inkludert i det mellomliggende lag og bærerlag slik at det meddeles høytemperaturmotstands-evne til strukturen i disse områder.

Ved et ytterligere aspekt av den foreliggende oppfinnelse kan det mellomliggende lag ytterligere omfatte fibre med findenier eller hydrofile fibre, som fremmer awanning.Fibrene med fin denier, med lineær densitet 6 denier eller mindre, kan velges fra materialene anført i det foregående. De hydrofile fibre kan velges fra materialer som ull, bomull, andre naturlige fibre, regenererte celluloser (som rayon tilgjengelig under handelsnavnene MODAL eller TENCEL), kopolymerer av polyamid med polyetylenoksyd, polypropylenoksyd eller polymetylenoksyd (som dem som fås under handelsnavnene PEBAX og HYDROFIL).

Det mellomliggende lag kan også omfatte et sublag anordnet ved sin øvre grense for å forhindre eller tilveiebringe motstand mot gjenfukting av papirarket under tildannelse.

Det mellomliggende lag kan blant annet som et sublag, omfatte en vattstruktur av stapelfibre eller kan utgjøres av et skum eller et partikkelformet material eller en kombinasjon av skum og partikkelformede materialer og stapelfibre.

Ved et ytterligere aspekt av den foreliggende oppfinnelse, kan sublaget omfatte et forhåndstildannet ikke-vevet lag av en film av polyfluorkarbon idet denne kan være en perforert film.

Polyfluorkarbonet kan være polytetrafluoretylen av den type som fås i handelen under handelsnavnet TEFLON. Polyfluorkarbonpolymeren kan være av den type som fås i handelen under handelsnavnet HALAR. Polyetylenet med forlenget kjede kan være av den type som fås i handelen under handelsnavnene DYNEEMA eller SPECTRA.

Bærerlagstrukturen kan omfatte et vevet tekstil av polyamid-monofilamenter eller multifilamenter som PA 6, PA 6,6, PA 4,6, PA 12, PA 12,12, PA 4,6, eller andre kommersielt tilgjengelige materialer vanlig anvendt i papirmaskinduk, som kan tilveiebringe dimensjonsstabilitet, strukturell integritet og tilstrekkelig tomromsvolum for å motta det vann som fjernes fra arket under dannelse.

De individuelle lag i gjenstanden i samsvar med oppfinnelsen kan forenes ved hjelp av nåling, hydrosammenfloking, laminering, termisk binding, kjemisk binding, ultralydbinding eller ved å anvende et klebemiddel som f.eks. et varmsmelteklebemiddel, eller ved kombinasjoner av hvilke som helst av de foregående. Ved en ytterligere utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse kan det tilveiebringes et bunnlag som berører bærerlagstrukturen og fjernt fra overflatelaget for å tilveiebringe ytterligere abrasjonsresistens, mekanisk bestandighet og awanningskapasitet.

Hvert lag kan omfatte et enkelt material eller kan være en blanding av materialer i enten fibrøs eller ikke-fibrøs form som f.eks. et belegg, en film, partikkelformede materialer eller et skum. Ved selektiv blanding av komponenter inne i et gitt lag av strukturen kan egenskapene av det enkelte lag modifiseres og raffineres slik at det resulterer i en endring eller tilpasning av egenskapene av tekstilet som et hele.

I henhold til et spesielt aspekt ved den foreliggende oppfinnelse kan de funksjonelle egenskaper av et pressetekstil for impulstørking som beskrevet i det foregående forbedres ved å anvende flere lag inne i tekstilet. Hvert lag kan selektivt velges til å spille en spesiell rolle i den totale funksjon, slik at den resulterende yteevne økes signifikant. F.eks. blir tekstiler som skal tilveiebringe antigjenfuktingsbeskyt-telse typisk bygget opp med en antigjenfuktingsbarriere som den arkkontaktende overflate. Disse tekstiler tilveiebringer imidlertid mindre aksepterbar arkfrigivelse. I samsvar med den foreliggende oppfinnelse, når disse funksjoner (arkfrigivelse og antigjenfukting) separeres i to distinkte lag frembringes en struktur som tilveiebringer både utmerket arkfrigivelse og antigjenfuktingsegenskaper. Tidligere fremstilte tekstiler, se f.eks. EP A 0480868, som forsøker å anvende bærerlagvevnaden også som en barrierekomponent, tilveiebringer ikke noe tilstrekkelig reservoar for det vann som uttrykkes fra arket og har ikke tilstrekkelig strukturell integritet. Anvendelse av et sterkt hydrofobt material i bærerlagstrukturen vil gjerne inhibere fjernelsen av vannet derigjennom.

Det etterfølgende er en eksempelvis beskrivelse med henvisning til de vedføyde figurer som viser en gjenstand av papirmaskinduk i samsvar med den foreliggende oppfinnelse.

1 figurene er figur 1 et skjematisk tverrsnitt gjennom en

gjenstand av papirmaskinduk i samsvar med den foreliggende oppfinnelse.

Figur 2 er et mikrofotografi av struktur 2 i eksempel 1. Figurene 3 og 4 er mikrofotografier av filt nr 6 i eksempel 2 . Figur 5 er et mikrofotografi av den smeltede masse av HALAR fibre i eksempel 3.

i Figur 6 er et mikrofotografi av et sublag i eksempel 3.

Figurene 7 og 8 er mikrofotografier av tverrsnitt av deler av filtene 2 og 9 i eksempel 6..

i Med henvisning til figur 1 viser denne et snitt gjennom en papirmaskinfilt 10, omfattende et overflatelag 11 og som utgjør en papirkontaktende overflate som typisk kan være tildannet av et varmebarrierematerial som f.eks. som

beskrevet i patentsøknad W092/14879. Overflatelaget 11 er på D undersiden påført et sublag 12 som kan ha form av en ytterligere varmebarriere eller et lag av material som søker å fremme awanning og forhindre gjenfukting. Et typisk slikt lag vil være en tynn film eller lag av polyfluorkarbon som

tillater hurtig passering av vann under trykk og mer sakte5når trykket avlastes.

Det mellomliggende indre lag 13 kan omfatte ett eller flere lag som i prinsippet tjener til å tilveiebringe et reservoar for vann som fjernes fra papirarket under pressing. Det mellomliggende lag 13 bæres av et bærerlag 14 som normalt er en åpen vevnad av monofilament, idet vevnaden er tilstrekkelig åpen til å tilveiebringe lett passering av vann og damp.

Bærerlaget 14 kan være forsynt med et bunnlag 15 som tjener til å innlemme og tilveiebringe abrasjonsmotstand og mekanisk bestandighet og ytterligere awanningskapasitet til filtstrukturen.

De etterfølgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

EKSEMPEL 1

Eksempel A viser virkningen av en god frigivende overflate. To filtstrukturer ble fremstilt for bedømmelse på en liten pilotpressemaskin for impulstørking. Struktur nr. 1 ble fremstilt med et overflatelag av 85% Teflon/15% PEEK over seks lag av AIRESCO eksperimentell fiber R40. Struktur nr. 2 ble fremstilt med et overflatelag av AIRESCO's eksperimen-telle R40 fiber over et sublag av 85% Teflon/15% PEEK etterfulgt av to lag av AIRESCO R40 fiber. Dette er vist i vedføyde figur 2. Begge filtstrukturer ble fremstilt med det samme vevede bærerlagtekstil, med de samme bunnlag av fibervatt, under anvendelse av det samme nålingsprogram.

Under dette forsøk ble begge strukturer bedømt samtidig med hensyn til deres evne til å frigi manuelle papirark under impulstørkebetingelser på 205°C, 35 msek. puls og 70 kN/m. To kvaliteter av papir ble anvendt for bedømmelsen, nemlig manuelle ark med avispapirkvalitet og manuelle lettvekts-belagte ark. Under forsøket ble det iakttatt at strukturen nr.1, med overflate av Teflon, ikke friga noen type av manuelt ark. Begge de manuelle ark fulgte filtens overflate av Teflon når de kom ut fra pressegapet og måtte fjernes manuelt eller blåses av filten med en strøm av trykkluft.

I motsetning til dette friga struktur nr. 1 med R40 overflaten uavhengig (uten noen ekstra hjelp) begge typer av manuelt ark når de kom ut fra gapet. Denne type av frigivelsesopptreden er ønskelig for en kommersiell prosess. Resultatene av dette forsøk viste klart nødvendigheten av en arkkontaktoverflate med god frigivelse. Når en overflate med dårlig frigivelse som f.eks. Teflon anvendes, kan arkhånd-teringsproblemer begrense prosesserbarheten og øke papirmas-kinens tid ute av drift. Når det anvendes en god arkfrigivende overflate, som f.eks . R4 0, kan arkhåndterings-problemer nedsettes til et minimum og det oppnås en mer effektiv prosess.

EKSEMPEL 2

Dette eksempel viser den gunstige virkning av å innlemme et antigjenfuktings-sublag i en filtstruktur.

To filtstrukturer ble fremstilt for bedømmelse på en impuls-tørkemaskin i pilotskala. Filt nr. 2 besto av 8 lag av AIRESCO R40 eksperimentell fiber (se figurene 3 og 4). Filt nr. 6 omfattet to overflatelag av R40 fiber over et sublag av en 85% Teflon/15% PEEK blanding. Under sublaget av Teflon var det to lag av R40. Begge filter ble fremstilt på det samme bærerlagtekstil under anvendelse av det samme nålingsprogram og bunnlagsfibre.

Begge filter ble bedømt samtidig for deres awanningseffektivitet på impulstørke-pilotmaskinen. Endelig papirtørrhet når i papiret kom ut fra gapet ble anvendt som et mål for å bedømme awanningseffektiviteten. Etter omtrent 28000 sykluser med

sammentrykking ble de endelige papirtørrhetsverdier frembragt ved hjelp av hver filt ved en impulstørketemperatur på 205°C

sammenlignet. Filt nr. 6 inneholdende sublaget av Teflon

) produserte papir med en høyere endelig tørrhet enn filt nr.

2. Tilføyelsen av sublaget av Teflon resulterte i 3 til 4

prosentvise punkter av øket tørrhet som er en vesentlig forbedring av tørrheten. Det antas at sublaget av Teflon

kompakteres under gjentatt sammentrykking og danner en

5barriere som hindrer at vannet gjenfukter papirarket slik at dette resulterer i høyere tørrhet. SEM av tverrsnittet av begge filter viser det kompakterte barrierelag i filt nr. 6. For sammenligning er en SEM av filt nr. 2 også vist som viser den relative åpenhet av R40 kontrollfilten.

EKSEMPEL 3

En fluorkopolymerfiber som fås under handelsnavnet HALAR i form av en kardet bane ble bedømt for sine termiske egenskaper i henhold til en AIRESCO standardisert laboratorie-screening-prosedyre. Banen ble komprimert to ganger under en oppvarmet plate ved 2 00°C i en to sekunder periode ved et trykk på 5.5 MPa. De termiske egenskaper ble bedømt å være uakseptable for anvendelse som pressetekstil-overflate ettersom fibrene var kraftig deformert til en smeltet masse som vist i fig. 5. Fibrene kan imidlertid ha en mulig anvendelse som et sekundært lag, hvis de beskyttes tilstrekkelig av et annet overflatelag. For å vise dette ble et tekstil bygget opp med et overflatelag bestående av 50% Teflon fiber og 50% eksperimentell AIRESCO fiber R40-6 (R-40er en delvis tverrbundet polyamidfiber) og et sublag av 100% fluorkopolymerfiber over et indre lag av 100% eksperimentell AIRESCO fiber R40. Etter bedømmelse på en pilot-impulstørkemaskin som ble kjørt ved følgende betingelser: gaptrykk 67 kg/cm, valsetemperatur 160°C, hastighet 35 m/min. i 60.000 sykluser, ble et stykke av tekstilet undersøkt med SEM. Før undersøkelsen ble overflatelaget skavet av til å avdekke sublaget (fluorkopolymerfiber).

Figur 6 viser at fiberen var hovedsakelig uskadet og godt beskyttet av det øvre overflatelag.

En lagdelt struktur kan tilveiebringe termisk beskyttelse for sublag og indre lag som ikke kunne funksjonere effektivt hvis de var anvendt som eneste tekstilkomponent. Ved å tilveiebringe en termisk barriere for å beskytte fiberkompo-nentene i det indre lag, kan det indre av tekstilet eller fiberen bygges opp med mer oppmerksomhet rettet på materialer som kan meddele andre egenskaper til det resulterende tekstil, som ellers ville være for varmefølsomme for inkludering.

EKSEMPEL 4

To strukturer ble fremstilt som var forskjellig bare i sam-mensetningen av det indre lag. Struktur nr. 1 omfattet 6 lag av 100% eksperimentell AIRESCO fiber R40 vatt nålet på oversiden av et vevet bærerlagtekstil og to lag av 100% eksperimentell AIRESCO fiber R40 vatt nålet på baksiden av det vevede bærerlag. Struktur nr. 2 ble fremstilt på samme måte med unntagelse av at tre indre lag på oversiden av bærerlaget besto av ullfibre. Begge strukturer ble testet på et laboratorie-impulstørkeapparat under anvendelse av en oppvarmet plateoverflate ved 204°C, med en trykkpuls på 5,5 MPa og en gapoppholdstid på 45 msek. Manuelle ark av bleket bartre-kraftmasse med flatevekt50 g/m<2>og inngående papir-tørrhet på 36% ble anvendt.

Struktur nr. 1 frembragte utgående papirtørrhet på 56%. Struktur nr. 2 frembragte utgående papirtørrhet på 63%. Denne forskjell tilskrives nærværet av et hydrofilt indre lag som f . eks . ull med en høy awanningskapasitet.

EKSEMPEL 5

Dette eksempel illustrerer den fordelaktige virkning av å plassere hydrofile fibre i de mellomliggende lag av filtstrukturen på filtstrukturenes awanningseffektivitet.

For denne undersøkelse ble tre filter fremstilt og bedømt samtidig på en impulstørkemaskin i pilotskala ved 205°C.

Filt nr. 2 var bygget opp med 8 lag AIRESCO eksperimentell R40 fiber. Filt nr. 11 var bygget opp med 3 øvre lag av R40 over 3 mellomliggende lag av ullfiber. Filt nr. 14 var også bygget opp med 3 øvre lag av R40 over 3 mellomliggende lag av syntetisk cellulosefiber kommersielt tilgjengelig under handelsnavnet TENCEL fra Courtaulds. Både ullfiberen og cellulosefiberen er ansett å ha hydrofil natur. Når den endelige papirtørrhet frembragt av hver filttype ble sammenlignet ble det funnet at begge filter (filt nr. 11 og filt nr. 14) inneholdende de hydrofile fibre frembragte vesentlig høyere endelig papirtørrhet enn R40 kontrollfilten. Fire til fem prosentvise punkter av øket tørrhet ble oppnådd med strukturene inneholdende hydrofile mellomliggende lag.

EKSEMPEL 6

Dette eksempel viser effektiviteten av å innlemme findenierfibre i de mellomliggende lag av en filtstruktur for å forbedre awanning. For dette eksempel ble det fremstilt to filter. Filt nr. 2 var bygget opp med 8 lag av AIRESCO eksperimentell R40 fiber. Filt nr. 9 var bygget opp med tre øvre lag av R40 over tre mellomliggende lag av en aromatisk polyamidfiber av fin denier (TECHNORA tilgjengelig fra Teijin og med en lineær densitet på 1,5). Begge filtstrukturer ble bedømt samtidig på en pilot-impulstørkemaskin. Når awan-ningsef f ektiviteten av begge strukturer ble sammenlignet ble det funnet at filt nr. 9 inneholdende de 3 mellomliggende lag av findenierfiber frembragte papir med en høyere endelig tørrhet enn filt nr. 2. En tørrhetsforskjell på 4 prosentvise punkter ble målt. Som med den hydrofile fiber forbedrer tilføyelsen av findenierfibre awanningseffektiviteten av filtstrukturen. SEM av tverrsnittet av filt nr. 2 i forhold til filt nr. 9 er vist i figurene 7 og 8.

EKSEMPEL 7

Dette eksempel illustrerer den funksjonelle betydning av et godt frigivende overflatelag for impulstørkeprosessen. Tre filter ble fremstilt for bedømmelse på en pilot-impulstørke-maskin ved 205°C. Filt A ble fremstilt med øvre seks lag omfattende AIRESCO eksperimentell ZU16x fiber. Filt B ble fremstilt med et overflatelag (arkkontaktende lag) av en blanding av 85% Teflon fiber med 15% PEEK fiber. Anbragt under laget av Teflon var det fire lag av en aromatisk polyamidfiber. Filt C ble fremstilt med et overflatelag omfattende 85% Teflon med 15% glassfiber (vanlig kjent som DuPontTEFAIRE). Under overflatelaget av TEFAIRE var det også 4 lag av det samme aromatiske polyamid som anvendt i filt B. Alle tre filter ble fremstilt på det samme vevede bærerlagtekstil, med de samme to lag av vatt på baksiden, under anvendelse av den samme nålingsprosedyre.

Når den arkfrigivende karakter av de tre filter ble sammenlignet viser resultatene klart at bare filt A med en arkkontaktende overflate av ZU16x uavhengig friga det manuelle ark når dette kom ut fra gapet. De manuelle ark bedømt med filtene B og C klebet til deres overflater og krevet fysisk assistanse for deres fjernelse. Denne type av ark-

vedheftende opptreden (klebing av papiret til filtoverflaten) kan være skadelig for en kommersiell papirfremstillings-prosess.

Claims

1. En gjenstand av papirmaskinduk for anvendelse under høytemperaturbetingelser, idet nevnte betingelser er slike hvori en papirmaskin-pressvalsetemperatur er høyere enn 140°C, karakterisert vedat gjenstanden omfatter: et papirkontaktende overflatelag (11) tilpasset til i bruk å bringes i kontakt med et papirark under dannelse mens nevnte papirark under dannelse er i kontakt med en pressvalse, idet nevnte papirkontaktende overflatelag er et fiberlag som virker som en termisk barriere for å beskytte nevnte gjenstand av papirmaskinduk og tilveiebringe egenskaper for arkfrigivelse, et antigjenfuktings-sublag (12) innen nevnte gjenstand av papirmaskinduk og ikke i kontakt med nevnte papirark under dannelse, idet nevnte antigjenfuktings-sublag tilveiebringer motstand mot gjenfukting av papirarket under dannelse, en bærerlagsstruktur (14), og minst ett mellomliggende lag (13) anbragt mellom nevnte papirkontaktende overflatelag og nevnte bærerlagsstruktur, idet nevnte papirkontaktende overflatelag, nevnte antigjenfuktings-sublag, nevnte bærerlagsstruktur og nevnte minst ene mellomliggende lag er sammenføyd med hverandre til å danne en komplett struktur, idet nevnte termiske barriere er tilveiebragt slik at nevnte minst ene mellomliggende lag kan inkludere materialer som ikke ellers er egnet for høytemperaturbetingelser.

2. Gjenstand som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte papirkontaktende overflatelag omfatter fibre av polyamider som er blitt underkastet delvis tverrbinding.

3. Gjenstand som angitt i krav 2,karakterisert vedat nevnte fibre av polyamider som er blitt underkastet delvis tverrbinding er blitt delvis tverrbundet i nærvær av en katalysator slik at det resulterende polyamid har en reduksjon i krystallinitet i området 1% til 25% sammenlignet med ikke-tverrbundet material.

4. Gjenstand som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte fiber-kontaktende overflatelag er i form av en fibervatt.

5. Gjenstand som angitt i krav1,karakterisert vedat nevnte papirkontaktende overflatelag omfatter fibre av en eller flere av polyeterketoner, polyaramid, alifatiske polyamider og aromatiske alifatiske polyamider.

6. Gjenstand som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte antigjenfuktings-sublag omfatter en polyfluorkarbonpolymer eller kopolymer.

7. Gjenstand som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte minst ene mellomliggende lag omfatter en fibrøs struktur tildannet av hydrofile fibre for å hjelpe til med å føre vann og damp derigj ennom.

8. Gjenstand som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte minst ene mellomliggende lag omfatter ett eller flere materialer valgt fra gruppen bestående av polyfluorkarboner, polyeterketoner, polyaramider, polyamider slik som polyamid 3, polyamid 4, polyamid 7, polyamid 6, polyamid 4,6, polyamid 6,6, polyamid 8. polyamid 9, polyamid 10, polyamid 11, polyamid 12, polyamid 13, polyamid 6,8, polyamid 6,9, polyamid 6,10, polyamid 6,12, polyamid 12,12, et polyamid avledet fra bis-para-aminocykloheksylmetan og dodekansyre, polyamid 6,6T, polyamid fremstilt ved kondensering av e-kaprolaktam med heksametylen-diamin og tereftalsyre, poly(meta-fenylenisoftalamid)-polyamider, et polyamid av dimetyltereftalat og trimetylheksametylendiamin, modifiserte polyamider, polyeter-blokkpolyamider og forenelige blandinger av polyamider med polyetylen-, polypropylen- og polyfenylenoksyd.

9. Gjenstand som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte minst ene mellomliggende lag omfatter minst en av findenierfibre og hydrofile fibre for å fremme awanning.

10. Gjenstand som angitt i krav 7,karakterisert vedat nevnte hydrofile fibre er valgt fra gruppen bestående av naturlige fibre, ull, bomull, regenererte celluloser, rayon, polymerer og kopolymerer av polyamid, polyetylenoksyd-, polypropylenoksyd-og polymetylenoksydfibre.

11. Gjenstand som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte antigjenfuktings-sublag omfatter fibre valgt fra gruppen bestående av polyamid, polyaramid, polyester og polyimid-fibre, fibre av polyfluorkarbonpolymer eller kopolymer, polyetereterketonfibre og fibre av polyetylen med forlenget kj ede.

12. Gjenstand som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte antigjenfuktings-sublag omfatter et forhåndstildannet ikke-vevet lag av polyfluorkarbonpolymer eller kopolymer.

13. Gjenstand som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte bærerlagsstruktur er tildannet av garn vevet i vevemønstre som har minst ett lag for å tilveiebringe strukturell integritet, dimensjonsstabilitet og tilstrekkelig tomromsvolum til å motta vann fjernet fra arket under dannelsen.

14. Gjenstand som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte papirkontaktende overflatelag, nevnte antigjenfuktings-sublag, nevnte bærerlagsstruktur og nevnte minst ene mellomliggende lag er sammenføyd med hverandre ved minst en av nåling, hydrosammenfloking, laminering, termobinding, kjemisk binding, ultralydbinding, og ved anvendelse av et klebemiddel som f.eks. et varmsmelteklebemiddel.

15. Gjenstand som angitt i krav 2,karakterisert vedat nevnte fibre av polyamid som er blitt underkastet delvis tverrbinding er blitt delvis tverrbundet i nærvær av en katalysator slik at det resulterende polyamid har et gelinnhold i området 0,1% til 75%.

16. Gjenstand som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte antigjenfuktings-sublag er mellom nevnte papirkontaktende overflatelag og nevnte minst ene mellomliggende lag.

17. Gjenstand som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte antigjenfuktings-sublag er inne i nevnte papirkontaktende overflatelag.

18. Gjenstand som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte antigjenfuktings-sublag er inne i nevnte minst ene mellomliggende lag.

19. Gjenstand som angitt i krav 1,karakterisert vedat nevnte antigjenfuktings-sublag omfatter en film av polyfluorkarbonpolymer eller kopolymer.

20. Gjenstand som angitt i krav 19,karakterisert vedat nevnte polyfluor-karbonfilm har en mikroporøs struktur.

21. Gjenstand som angitt i krav 13,karakterisert vedat nevnte garn inkluderer monofilamenter.

22. Gjenstand som angitt i krav 13,karakterisert vedat nevnte garn inkluderer multifilamenter.

23. Gjenstand som angitt i krav 19,karakterisert vedat nevnte polyfluor-karbonfilm er perforert.