NO313105B1 - Flettet tekstil for trykkskobånd - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et resin-impregnert endeløst belte for en langnip-presse eller kalander av skotypen, ifølge kravinnledningen.

Under papir-produksjonsprosessen, blir en fiberbane utformet på et formingsnett ved å deponere et fiberholdig slam på denne. En stor mengde vann blir drenert fra slammet under denne prosessen, hvoretter den nylig utformede bane fortsetter til en presseseksjon. Presseseksjonen omfatter en rekke presse-niper, i hvilke fiberbanen blir utsatt for kompresjonskrefter konstruert til å fjerne vann fra den. Banen fortsetter til slutt til en tørkeseksjon som omfatter oppvarmede tørketromler rundt hvilke banen blir dirigert. De oppvarmede tørketromler reduserer vanninnholdet i banen til et ønskelig nivå gjennom fordampning.

Stigende energikostnader har gjort det mer ønskelig å fjerne mest mulig vann fra banen før den entrer tørkeseksjonen. Tørketromlene blir ofte oppvarmet innenfra med steam og kostnadene i forbindelse med dette kan være betydelige, spesielt når en stor mengde vann trenger å fjernes fra banen.

Tradisjonelt har presseseksjoner omfattet en rekke niper utformet ved par av tilstøtende sylindriske presseruller. I de senere år, har bruken av lange presse-niper vært funnet fordelaktig over bruken av niper utformet ved par av tilstøtende presseruller. Jo lengre tid en bane kan utsettes for trykk i nipet, jo mer vann kan fjernes fra den, og følgelig, jo mindre vann vil forbli i vevet for fjerning gjennom fordampning i tørkeseksjonen.

Den foreliggende oppfinnelse angår lange nip-presser av skotypen. I denne variant av lange nip-presser, er nipet utformet mellom en sylindrisk presserulle og en buet pressesko. Sistnevnte har en sylindrisk konkav overflate med en kurveradius som er nær den for den sylindriske presserull. Når rullen og skoen bringes i et nært fysisk forhold til hverandre, blir det dannet en nip som kan være 5 til 10 ganger lengre i maskinretningen enn en som er utformet mellom to presseruller. Dette øker fiberbanens holdetid i den lange nipet og opprettholder samme trykknivå per flateenhet som brukes i en tovalsers presse. Resultatet av denne nye lange presseteknologi har vært en dramatisk økning i awanning av fiberbanen i den lange nipet, sammenliknet med konvensjonelle niper på papirmaskiner.

En langnip-presse av skotypen krever et spesielt belte, så som det som er vist i US 5 238 537. Dette beltet er konstruert til å beskytte pressestoffet som understøtter, bærer og avvanner fiberbanen fra den akselererte slitasje som ville resultere av direkte, glidende bevegelse over den stasjonære trykksko. Et slikt belte må være utstyrt med en glatt, ugjennomtrengelig overflate som rir, eller glir, over den stasjonære sko på en smørende film av olje. Beltet beveger seg gjennom nipet med tilnærmet samme hastighet som pressestoffet, og utsetter dermed pressestoffet for minimal gnidning mot overflaten av beltet.

Belter av den variant som er vist i US 5 238 537 er laget ved å impregnere et vevet basestoff, som er i form av en endeløs sløyfe, med en syntetisk polymerresin. Resinet danner fortrinnsvis et belegg av en forutbestemt tykkelse, i det minste på den ene overflate av beltet, slik at garnet som basestoffet er vevet av kan beskyttes mot direkte kontakt med den buete trykksko komponent av den lange nip-presse. Det er spesielt dette belegg som må ha en glatt, ugjennomtrengelig overflate for å gli lett over den smurte sko og for å hindre at noe av smøreoljen fra å trenge gjennom strukturen av beltet til å forurense pressestoffet eller stoffene, og fiberbanen.

Basestoffet i beltet vist i US 5 238 537 kan være vevet av monofilament garn i en ett- eller flerlagsvev, og er vevet for å være tilstrekkelig åpen til å tillate impregner-ingsmateriale|t å totalt impregnere veven. Dette eliminerer muligheten for dannelse av tomrom i det endelige belte. Slike tomrom kan tillate at smøremiddelet som brukes mellom beltet og skoen passerer gjennom beltet og forurenser pressestoffet eller stoffene og fiberbanen.

Når impregneringsmaterialet er herdet til en fast tilstand, er det primært bundet til basestoffet med en mekanisk sammenlåsning, idet det herdede impregneringsmaterialet omgir basematerialets garn. I tillegg kan det være en kjemisk bånding eller kledning mellom det herdede impregneringsmaterialet og materialet i garnene av basestoffet.

Skjønt de beltene som er vist i US 5 238 537 har vist seg å være varige, pålitelige og lia en lang levetid på langnip-presser, blir det stadig gjort forbedringer både i strukturen av slike belter og fremgangsmåten for deres fremstilling. Noen av forbedringene er drevet av behovet for å hindre at belegget av polymerresin blir delaminert fra basestoffet, og angår midler for å forbedre den mekaniske, og muligens kjemiske, sammenlåsning mellom basestoffet og belegget. Andre forbedringer angår strukturen av selve basestoffene, og er konstruert til å gjøre basestoffene sterkere, mer varige, eller lii de eksakte dimensjonelle spesifikasjoner som er nødvendige for en gitt anvendelse. Andre forbedringer gjelder selve beleggsprosessen, og har som mål fullstendig impregnering av basestoffene og frembringelse av et belegg med jevn tykkelse av polymerresin-materiale på den indre overflate av den endeløse konfigurasjon uten et trinn for å invertere (å snu innsiden ut) under fremstillingsprosessen.

Den foreliggende oppfinnelsen angår basestoffet for et langnip-pressebelte. Mer spesielt angår oppfinnelsen en langpresse belte som har et basestoff i form av en endeløs flettet struktur. I tillegg til å være nyttig som et langt nip-trykk belte, kan den foreliggende oppfinnelse brukes i andre papirproduksjons- og papirprosesseringsanvendelser, så som kalandrering.

Den foreliggende oppfinnelse er følgelig et resin-impregnert endeløst belte for en langnip-presse. Beltet kan også brukes i en kalander av skotypen, siden både en lang nip-presse og en kalander av den typen omfatter en sylindrisk trykkrull og en buet trykksko som sammen definerer en nip mellom dem. Det resin-impregnerte endeløse belte passerer gjennom nipet i en direkte glidende kontakt med den buete trykksko, og skiller en fiberbane som blir behandlet der, og kanskje et trykkstoff eller stoffer som understøtter fiberbanen, fra den buete trykksko, og beskytter dermed fiberbanen, og trykkstoffet eller stoffene fra skade ved direkte glidende kontakt med den buete trykksko og fra forurensning av smøremidler på den buete trykksko.

Det resin-impregnerte endeløse beltet omfatter et basestoff i form av en flettet struktur som har et antall flettete lag av garn. I hvert av lagene er det minst et garn av denne som strekker seg inn i det tilstøtende lag for å danne en sammenlåsning mellom dem. Lagene er derfor sammenlåst med hverandre, og er ikke i stand til å delamineres fra hverandre. Basestoffet er i form av en endeløs sløyfe som har en indre overflate, en ytre overflate, en langsgående retning og en transversal retning, og er sammenføyd i henhold til opplysninger i US 5 501 133.

I det minste den indre overflate av basestoffet har et belegg av et polymerresin-materiale, så som polyuretan. Belegget impregnerer basestoffet og gjør det ugjennomtrengelig for væsker, så som olje og vann, og er slipt og pusset for å gi det en glatt overflate og beltet en jevn tykkelse, dette oppnås med beltet ifølge foreliggende oppfinnelse slik det er definert de i kravene anførte trekk.

Den foreliggende oppfinnelse skal i det følgende beskrives i mer detalj med henvisning til tegningene, hvor figur 1 er et sideriss i snitt av en langnip-presse, figur 2 viser et perspektivriss av et belte ifølge den foreliggende oppfinnelse, figur 3 viser et perspektivriss av en alternativ utførelse av beltet, og figur 4 viser et perspektivriss av en annen utførelse av beltet.

En langnip-presse for å avvanne en fiberbane som blir prosessert til et papirprodukt på en papir-produksjonsmaskin er vist i et sideriss i snitt, på figur 1. Pressenipet 10 er definert ved en glatt sylindrisk presserull 12 og en buet trykksko 14. Den buete trykksko 14 har omtrent samme kurvaturradius som den sylindriske presserull 12. Avstanden mellom den sylindriske presserull 12 og den buete trykksko 14 kan justeres ved en hydraulisk anordning som er operativt festet på en buete trykksko 14 for å styre belastningen i nipet 10. Den glatte sylindriske presserull 12 kan være en styrt kronerulle tilpasset til den buete trykksko 14 for å oppnå en jevn nip-profll over maskinen.

Langnip-pressebeltet 16 strekker seg i en lukket sløyfe gjennom nipet 10, og skiller den sylindriske presserull 12 fra den buete trykksko 14. En våt pressefilt 18 og en fiberbane 20 som blir prosessert til en papirhane passerer sammen gjennom nipet 10 som indikert ved pilene på figur 1. Fiberbanen 20 er understøttet av den våte pressefilt 18, og kommer i direkte kontakt med den glatte sylindriske presserull 12 i nipet 10. Fiberbanen 20 og den våte pressefilt 18 fortsetter gjennom banen 10 som indikert ved pilene. Det lange nip-pressebeltet 16, som også beveger seg gjennom pressenipet 10 som indikert ved pilene, dvs mot tøoldceretningen som vist på figur 1, beskytter den våte pressefilt 18 mot direkte glidende kontakt mot den buete trykksko 14, og glir over denne på en smørende film av olje. Langnip-trykkbeltet 16, må følgelig være ugjennomtrengelig for olje, slik at den våte pressefilt 18 og fiberbanen 20 ikke vil bli forurenset av denne.

Et perspektivriss av langnip-trykkbeltet 16 er vist på figur 2. Beltet 16 har en indre overflate 28 og en ytre overflate 30. På den ytre overflate 30, kan basestoffet i beltet 16 være synlig.

Figur 3 er et perspektivriss av en alternativ utførelse av beltet 32. Beltet 32 har en indre overfhte 34 og en ytre overflate 36. Den ytre overflate 36 er utstyrt med et antall spor 38, f.eks. i lengderetningen rundt beltet 32, for midlertidig oppbevaring av vann som presses fra fiberbanen 20 i pressenipet 10.

Alternativt, kan den ytre overflate av beltet være utstyrt med et antall blinde hull anordnet i et ønsket geometrisk mønster for midlertidig oppbevaring av vann. Figur 4 er et perspektivriss av en slik alternativ utførelse av beltet 40. Beltet 40 har en indre overflate 42 og en ytre overflate 44. Den ytre overflate 44 er utstyrt med et antall blinde hull 46, såkalt f<p>rdi de ikke strekker seg helt gjennom beltet 40.

De lange nip-belter 16, 32, 40 ifølge den foreliggende oppfinnelse omfatter et basestoff som er en flettet struktur. Den flettete struktur omfatter et antall flettete lag av garn i hvilket lagene er lagt ned i en enkelt passering av en flettemaskin, hvor minst et garn i hvert lag strekker seg inn i et tilstøtende lag for å danne en sammenlåsning mellom lagene.

Den f ettete struktur av basestoffene kan fremstilles i henhold til de opplysninger som er gitt i US 5 501 133 til Brookstein med flere, med tittelen "Apparatus for Making a Braid Structure", hvilke opplysninger er tatt inn her med referanse. 133-patentet viser en flerlags flettet struktur i hvilket lagene er sammenflettet. Sammenflettingen av lagene gir en sammenlåsning mellom dem som hindrer delaminering av flere flettete lag fra hverandre.

Sammenlåsningen av lagene kan være en direkte sammenlåsning i hvilken de sammenlåsende lag passerer fra et første lag til et tilstøtende annet lag, og passerer rundt minst et garn i det andre laget.

Alternativt kan sammenlåsningen mellom lagene være en indirekte sammenlåsning i hvilken et sammenlåsende lag passerer fra det første lag gjennom det annet lag til et annet, ikke nødvendigvis tilstøtende, lag i strukturen, og passerer rundt et garn i det andre laget for å binde det første laget og det andre laget sammen og samtidig å binde lagene mellom dem.

For å fremstille et basestoff for et langnip-pressebelte, kan den flettete struktur være av en hul rørform. I betraktning av det faktum at langnip-pressebelter avhengig av størrelsesbehovene for langnip-presser som de er installert på, har lengder fra omkring 3 til 12 m målt i lengderetningen rundt deres endeløse sløyfeformer, og bredder fra omkring 250 til 1 125 cm), målt på tvers langs disse formene, kan produksjonen av basestoffene kreve en sylindrisk flettespindel med en diameter fra omkring 1 til 4 m og en lengde fra omkring 250 til 1 125 cm.

Den flettete flerlags struktur av basestoffet lages ved å mate et antall garn fra et første sett av bevegelige pakke-bærere til et flettedanningsområde for å danne et flettelag der, i hvilket hver bevegelig pakke-bærer traverserer en forutbestemt første slynget bane, og ved å mate et antall garn fra et annet sett av bevegelige pakke-bærere til det flette-dannende område for å danne et flettelag der i hvilket hver bevegelig pakke-bærer av det andre sett traverserer en forutbestemt annen slynget bane, hvor hver av de slyngede banene er anordnet slik at i det minste en pakke-bærer i hvert sett kan være et garn fra sitt respektive lag inn i det andre lag for å låses sammen med det andre laget.

Som bemerket ovenfor, kan det andre laget være tilstøtende det første laget. Alternativt kan det andre laget være atskilt fra det første laget og ha et antall mellomlag plassert mellom dem. Under slike forhold, blir et gam forbundet med pakkebæreren som beveger seg mellom det første og det andre lag brukt til å passere gjennom alle mellomlagene før det dannes en positiv sammenlåsning med det andre laget.

Garn fra statiske pakke-bærere kan også mates til flette-formingsområdet mellom to eller flere lag for sammenfletting med garnene fra de respektive bevegelige pakkebærere. Garnene som mates fra de statiske pakkebærerne opprettholder en longitudinal eller aksial orientering i forhold til den sylindriske flettespindel. På denne måten, kan basestoffet bli utstyrt med forsterkningsgarn som ligger i den transversale, eller tverr-maskin, retning av beltet. Slike foreterkninger er nyttige hvor beltet er av trykkmanteltypen hvor det holdes av klemringer på pressens ytre kanter.

Den sylindriske flettespindel kan være plassert i flette-dannelsesområdet for å danne den nødvendige hule flettestruktur. Det første laget av fletten blir så utformet på spindelen og andre, og etterfølgende lag blir dannet over det første laget. Spindelen kan beveges gjennom flette-danningsområdet mens flettingen finner sted slik at en kontinuerlig hul flettestruktur blir bygd opp på denne. Alle lagene av den flettete flerlags struktur blir lagt ned i en passering av spindelen gjennom flettemaskinen.

Antallet av pakke-bærere og slyngebaner er anordnet på den indre overflate en ringformet flettemaskin, hvor den interne overflate har et antall slyngebaner utformet på den. Bevegelige pakke-bærere traverserer slyngebanene, statiske pakke-bærere er festet på den indre overflate av den rørformede flettemaskin.

Flette-danningsområdet er fortrinnsvis plassert ved lengdeaksen av den rørformede flettemaskin, og mens den flettete struktur blir utformet, blir den, eller især den sylindriske flettespindel, beveget gjennom den rørformede flettemaskin langs dennes lengdeakse.

For bruk som basestoff for et langnip-pressebelte, består den flettete struktur fortrinnsvis av garn som gjør en vinkel på 85° eller mer med lengdeaksen for den sylindriske flettespindel. Med andre ord, garn i basestoffet vil definere venstre kant og høyre kant sammentvinnede spiraler som hver utgjør en vinkel på 5° eller mindre i forhold til maskir retningen for langnip-pressebelter. Dette vil gjøre det mindre sannsyn-lig at langnip-pressebeltet vil bli forvrengt som følge av strekk tilført i maskinretningen, og kan oppnås ved å minimalisere antallet bevegelige pakke-bærere som brukes til å lage den flettete struktur.

i

Basestoffet kan produseres fra hvilken som helst av de garnvarianter som brukes av fagfolk i teknikken til å produsere papirmaskin-duk. Monofilamentgarn er å foretrekke, skjønt lagvis monofilament, flerfilament og lagvise flerfilament gam også kan brukes. Garnene kan være av hvilken som helst av de polymerresiner fra hvilke garn for papirmaskinsduk vanligvis blir ekstrudert, så som polyamid, polyester, polyetereterketon (PEEK), polyaramid og polyolefin resiner.

Den flettete struktur i basestoffet kan ha en tilstrekkelig åpenhet til å sikre fullstendig impregnering av det polymerresin-materiale med hvilket den skal belegges. Fullstendig impregnering eliminerer muligheten for uønskede tomrom dannelser i det ferdige beltet. Tomrom er spesielt uønsket fordi de tillater at smøreoljen som brukes som mellom beltet og den buete trykksko passerer gjennom beltet og forurenser trykkstoffet 18 eller trykkstoffer, og våtfibre 20 som blir prosessert til papir.

Når flettingen av basestoffet er fullført, kan det fjernes fra den sylindriske flettespindel og belegges med polymerresin-materialet ved bruk av teknikker som er vel kjent blant fagfJlk. Alternativt, kan beleggingen utføres, i det minste delvis, mens basestoffet fremdeles er på den sylindriske flettespindel.

Polymerresin-materialet påføres minst en overflate av basestoffet, hvilken overflate er den som til slutt vil bli den indre overflate av beltet. Mens den indre overflate glir over den smurte buete trykksko 14, vil laget av polymerresin-materiale beskytte basestoffet fra slik glidende kontakt og slitasje ved aberrasjon, som ellers ville resultere. Polymerresin-materialet impregnerer også basestoffet og gjør beltet ugjennomtrengelig for olje og vann. Polymerresin-materialet kan være polyuretan, og i såfall, er det fortrinnsvis en 100 % fast sammensetning av dette for å unngå dannelse av bobler under herdingsprosessen gjennom hvilken polymerresinet fortsetter etter sin påføring på basestoffet. Etter herding, blir belegget av polymerresin-materialet slipt og pusset for å gi beltet en glatt overflate og jevn tykkelse.

Alternativt kan begge overflatene av basestoffet belegges med polymerresin-materiale. Etter herdingen av polymerresin-materialet, blir både den indre overflate og den ytre overflate av beltet slipt og pusset for å gi beltet en glatt overflate og jevn tykkelse. Endelig kan den ytre overflate bli utstyrt, ved skjæring, skåring, gravering eller boring, med et antall spor, f.eks. i lengderetningen rundt beltet, eller blinde hull for midlertidig oppbevaring av vann som trykkes fra fiberbanen 20 inn i pressenipet 10. Man vil forstå at modifikasjoner av det ovenstående ville være åpenbare for folk med ordinære ferdigheter i teknikken, uten å avvike fra omfanget av de vedheftede krav.

Claims (13)

1. Resin-impregnert endeløst belte (32) for en langnip-presse eller kalander av skotypen, eller for annen bruk innen papirproduksjon og papirprosessering, hvor pressen eller kalanderen har en sylindrisk trykkrull (12) og en buet trykksko (14) som sammen danner en niping eller Memming hvor beltet (32) passerer gjennom nipet i direkte glidende kontakt med trykkskoen (14) og skiller en fiberbane (20) som blir behandlet i nipet, og eventuelt et pressestoff eller stoffer som understøtter fiberbanen (20), fra trykkskoen (14), for derved å beskytte fiberbanen (20) og pressestoffet eller stoffene mot skade ved direkte glidende kontakt med trykkskoen (14) og mot forurensning fra smøremidler på trykkskoen (14), hvor beltet (20) omfatter et basestoff i form av en endeløs sløyfe med en indre flate, en ytre flate, en lengderetning og en tverretning og et belegg av polymerresin-materiale i det minste på basestoffets innside, hvor belegget impregnerer og gjør basestoffet ugjennomtrengelig for væsker, idet belegget er glatt og gir beltet (20) jevn tykkelse, karakterisert ved at basematerialet er en flettet struktur med flere lag med flettete garn, og at minst et garn i hvert lag strekker seg inn i et tilstøtende lag for å låse dem sammen.

2. Belte ifølge krav 1, karakterisert ved at basestoffets innside og utside har et belegg av polymerresin.

3. Belte ifølge krav 1, karakterisert ved at polymerresin-materialet er polyuretan.

4. Belte ifølge krav 1, karakterisert ved at garnenes polymerresin-materiale kan være polyamid, polyester, polyetereterketon (PEEK), polyaramid eller polyolefm resiner.

5. Belte ifølge krav 1, karakterisert ved at gamene kan være monofilamenter, lagvise monofilamenter, flerfilamenter eller lagvise flerfilamentgarn.

6. Belte ifølge krav 1, karakterisert ved at garnene har en vinkel på 5° eller mindre med basestoffets lengderetning.

7. Belte ifølge krav 1, karakterisert ved at flere forsterkningsgarn strekker seg i basestoffets tverretning mellom minst et par garnlag.

8. Belte ifølge krav 1, karakterisert ved at forsterlmingsgarnenes polymerresin-materiale kan være polyamid, polyester, polyetereterketon (PEEK), polyaramide eller polyolefine resiner.

9. Belte ifølge krav 1, karakterisert ved at forsterkmngsgarnene kan være lagvise monofilamenter, flerfilamenter eller lagvise flerfilamentgarn.

10. Belte ifølge krav 1, karakterisert ved at belegget på basestoffets innside er slipt og pusset for å gi beltet en jevn tykkelse og ønskede overflatekarakteristikker.

11. Belte ifølge krav 2, karakterisert ved at belegget er slipt og pusset på både innsiden og utsiden for å gi beltet en jevn tykkelse og ønsket overflatekarakteristikker.

12. Belte ifølge krav 2, karakterisert ved at belegget på den ytre overflate av beltet omfatter et antall spor.

13. Belte iJølge krav 2, karakterisert ved at beleggets utside har flere blindhull.