NO315332B1 - Pressebelte for en papirmaskin - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et pressebelte for en papirmaskin ifølge kra vinn ledn ingen.

I presseseksjonen av en papirmaskin, er den primære funksjon av det tekstil som brukes og som kommer i kontakt med papirhanen eller banen, normalt kjent som pressetekstilet eller feltene, å avvanne de våte papirbanene effektivt og jevnt. Samtidig er det viktig, at mens man utfører denne funksjonen, at de ikke merker papirhanen. Alle pressetekstiler vil også overføre sin overflatetekstur i noen grad til papirhanen, på grunn av den fiberaktige natur av tekstilets overflate.

I presser som benytter to pressetekstiler som går gjennom pressenippet med papirhanen som i en sandwich mellom dem, blir hanen awannet fra begge sider, hvilket forbedrer effektiviteten av pressen, forutsatt at det er tilstrekkelig mekanisk tilført belastning til å presse vannet ut av papirhanen. Begge sider av banen vil imidlertid da i noen grad ha den fiberaktige overflaten av pressetekstilet overført til den, og dermed gjøre papirhanen mindre enn optimalt.glatt.

Et annet problem ved trykktekstiler er et fenomen kalt banefølging. Mens tekstilet eldes og endrer egenskaper, vil et av tekstilene ha tendens til å holde på banen etter at den kommer ut av pressenippet. Hvis situasjonen forverrer seg i en alvorlig grad, vil banen brekkes av fra sin kontinuerlige bane ut av pressenippet, og følge en av pressetekstilene rundt pressetekstilets bane. Dette krever typisk at pressen/maskinen blir stengt av for å fjerne banen og eventuelt skadelige komponenter. Dette forårsaker tap i produktivitet og inntekt.

I tillegg har typiske pressetekstiler, på grunn av deres fiberaktige natur, også tendens til å "fylle" mens de eldes. Det vil si, papirmakingskomponenter fester seg inne i overflaten av pressetekstilene. Disse kan forårsake en endring i avvan-ningsegenskaper og kan føre til de nevnte banefølgingsfenomener. Dessuten, hvis fyllingen er ujevn, eller hvis teksti lo verfl aten blir forstyrret ved den mekaniske anordning som benyttes (for eksempel høytrykks vanndusjer) til å holde overflatene fri for forurensninger, kan dette føre til et annet fenomen kalt baneplukking. Her, siden banene kommer i nær kontakt med pressetekstilene i nippet, blir overflaten på banen plukket opp når banetekstilet skilles når det kommer ut av nippet. Små cellulosefibre, deler av disse eller andre organiske eller ikke organiske materialer som utgjør banen blir tilfeldig og ujevnt strukket/plukket fra banens overflate hver gang banen/tekstilet blir atskilt. Dette fører til ytterligere nedbryting av banens overflate fra et standpunkt av kvalitet, glatthet og trykkbarhet. For å korrigere slik baneplukking, må ytterligere papirprosesseringstrinn, så som kalendrering, bli utført på banen for å forbedre dens overflateegenskaper, spesielt glatthet.

I den situasjon hvor et pressenipp bruker et pressetekstil kommer banen i kontakt med to meget ulike overflater, pressetekstilet og en av papirrullene. Presserullen kan omfatte et belegg som er meget glatt og som overfører en jevn overflate til papirhanen. Et korrekt konstruert papirsystem vil anordne maskinkompo-nentene (former, presser, tørrer og kalendrerer), for å sikre at papiroverflatene er like for trykningsformål. For noen grader, så som foringsbord, hvite toppforinger eller foldede kartongbord, er en glatt baneside og en ru baneside egentlig en fordel fra sluttbrukerens standpunkt.

Selv med presser med et tekstil og en rull, kan det fremdeles være problemer med banefølging og/eller baneplukking. Det kan benyttes pressetekstilkonstruksjoner som minimaliserer dette problemet. Produsenter av presserulldeksler har anstrengt seg for å utvikle utløsningsdeksler som er ment å minimalisere tendensen til å plukke på hanens overflate. Nåværende deksler trenger imidlertid fremdeles å bli doktorert til å holde overflaten ren fra rusk, og plukker fremdeles på banens overflate når den passerer gjennom pressenippet.

Grunnen til dette er at siden den våte papirbanen har en tendens til å følge den glatteste eller våteste overflate ut av pressenippet, har banen en tendens til å følge rulledekslet i en avstand opp til dens omkrets når den kommer ut av nippet. Banen blir så trukket av overflaten av rullen siden den neste nedstrømsposisjon (for eksempel tørkeseksjonen) løper med en større hastighet. Banen blir trukket av fra rulledekslet. Når hastigheten øker, blir den kraften som er nødvendig for å gjøre dette betydelig.

I US 412 656 er det foreslått bruk av et gummibelte i en enkelt papirmaskin. Overflaten på det foreslåtte belte varierer lite fra rullebelegget som ble brukt da opp til nå idet de fremdeles resulterer i baneplukking og mindre enn optimal baneutløsning.

I US 4 552 620 er det beskrevet et belte som funksjonerer både som banekontaktbelegg og sko-pressebelte med en meget spesiell kjemi og overflatetekstur. Det har imidlertid "sten-liknende" tekstur som likner den av granittpresseruller. Granittpresseruller krever doktorering siden de forårsaker plukking. De trenger også en vesentlig kraft for å utløse banen fra overflaten på grunn av vannfilmen mellom banen og rullen, hvilket er grunnen til at banen fester seg så godt til rullens overflate.

US 4 483 745 beskriver et presseapparat som benytter det som er typisk kjent som et overføringsbelte. Her er beltet i kontakt med en overflate av papirbanen gjennom nippet og forbi. Beltet understøtter banen (ingen åpen trekk) og trans-porterer den fra en stasjon til en annen. Beltet er ugjennomtrengelig og relativt glatt og hardt, slik at papirbanen kan følge beltet etter at den forlater pressenippet uten å bli gjenvætet av et pressetekstil eller annet gjennomtrengelig belte. Denne anord- ningen er basert på det faktum at papirbanene vil følge den overflaten til hvilken det kan være sterkest båndet ved en tynn, kontinuerlig vannfilm. Ingen struktur av beltet er imidlertid fremsatt som selv uten å beskrive at det har en glatt øvre overflate med glatthet og hardhet og densitet som generelt er lik plant presserullbelegg. Hva man ikke henvender seg til den vanskeligheten man ville møte ved å forsøke å fjerne en våt papirhane fra overflaten av et slikt belte i en papirmaskin.

US 5 298 124 beskriver et overføringsbelte som tillater at banen blir overført fra en stasjon til en annen uten gjenvæting av banen. Beltet har en støttebase med et partikkelfylt polymerbelegg. Beltet er trykkfølsomt og er laget relativt glatt i pressenippet og tillater at det dannes en tynn film av vann mellom beltet og banen. Etter at det forlater pressenippet, returnerer det til den ukomprimerte form for å bryte vannfilmen og å tillate at banen overføres til det neste transportbelte.

Mens dette belte har virket godt når det gjelder dets overføringsegenskaper, og ikke merker banen, er beltet trykkfølsomt. Det vil si, det er nødvendig med noen tid etter at belte/papirbanen forlater pressenippet før vannfilmen bryter opp, og tillater banen å bli utløst til den neste posisjon.

Det er følgelig et viktig mål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe et pressebelte som tillater forbedret bane-glatthet og trykkbarhet.

Det er et videre mål for oppfinnelsen å frembringe et pressebelte som ikke bare forbedrer banens kvalitet, men også unngår banefølging og baneplukking og reduserer behovet for nedstrøms kalendrering.

Det er et videre mål for oppfinnelsen å frembringe et presserullbelegg med forbedret bane-utløsningsegenskaper.

Det er også et videre mål for oppfinnelsen å frembringe et langt nipp skopressebelte som også funksjonerer med ypperlig baneutløsning.

Et trekk ved den foreliggende oppfinnelse er å frembringe et belte med noen komponenter i likhet med de i overføringsbeltet som er vist i US 5 298 124, beskrivelsen av hvilket er tatt inn her som referanse, for bruk som et pressebelte, eller i et rulledeksel for en presserull. Beltet kan også brukes som et belte for en presse med forlenget nipp, slik det foreslås i US 4 552 620. I denne sammenheng, vil et pressebelte utformet på denne måten forbedre trykkbarheten av banen som blir utformet og unngå ulempene med typiske pressetekstiler og belter som nevnt ovenfor. På grunn av naturen av beltets overflate som har en fin mikroskala ruhet til alle tider, enten det er komprimert i pressenippet eller ukomprimert utenfor pressenippet, tillater anordning av en glatt bane, ingen banefølging eller plukking, og relativt lett baneutløsning. Disse fordelene kan realiseres gjennom bruken av et slikt belte som et langsløyfe pressebelte, som et rulledeksel for en presserulle, eller som et belte for en presse med forlenget nipp.

Målene og fordelene ved den foreliggende oppfinnelse vil således bli realisert med oppfinnelsen slik den er definert med de i kravene anførte trekk.

Tegningen viser på figur 1 et skjematisk riss av en presseanordning omfattende et pressebelte som gir forbedret baneglatthet og trykkbarhet, omfattende opplysningene i den foreliggende oppfinnelse, figur 2 viser et tverrsnitt av maskinret-ningen for et belte brukt som et pressebelte eller et presserulledeksel, figur 3 viser et tverrsnitt for bruken av et presserulledeksel på en presserull, som omfatter opplysningen ifølge den foreliggende oppfinnelse, og figur 4 viser et tverrsnitt av beltet som er brukt som et belte for en presse med langnipp.

Det henvises nå mer spesielt til tegningene, hvor figur 1 viser en representativ pressedel 10 av en papirmaskin. Et pressebelte 12 er vist passerende mellom nippet 14 som dannes mellom en første presserull 16 og en annen presserull 18.1 illustrasjonen som er en dobbeltfiltpresse, er det vist et pressetekstil 20 på den nedre del av dette med pressebeltet 12 som erstatter det øvre pressetekstil som normalt brukes. Dette kan selvfølgelig reverseres så lenge pressebeltet er plassert på den siden som er i kontakt med banens overflate hvor glatthet og trykkbarhet er nød-vendig. Også, mens en dobbeltfiltpresse er vist, må det forstås at, i en konvensjonell enkeltfiltpresse (rull eller sko) kunne et pressbelteløp bli lagt til slik at det igjen resulterer i en konfigurasjon lik figur 1. Også presserulldekslet kan erstattes med pressebeltet istedenfor å ha et uavhengig belteløp. Hvor et tap i avvanning kan tolereres, må det forstås, at i en konvensjonell enkeltfiltpresse (rull eller sko) kan pressetekstilet erstattes med pressebelter igjen, imidlertid med banen i kontakt med maskinbeltet på den siden hvor glatthet og trykkbarhet er ønsket.

Det henvises nå til figur 2, hvor det er vist et tverrsnitt av pressebeltet 12 som har de ønskede egenskaper og karakteirstikker. Beltet som beskrevet i detalj i US 5 298 124 har noen av de samme karakteristikker som pressebeltet ifølge denne oppfinnelsen. I korthet, kan basen 24 ha en variasjon av former, vevet eller ikke vevet, med en bakside 25 og en papirside 28. Den kan omfatte en fiberholdig bane 30 med et tekstilmateriale festet på baksiden 26 istedenfor eller i tillegg til banen 30. Øvre veftgarn 32 og nedre veftgarn 36 er vist sammen med renningsgam 36 og belegg 38 på papirsiden 28.

Det er imidlertid viktig å bemerke, at den foreliggende oppfinnelse er ugjennomtrengelig for vann, luft eller olje. Som et pressbelte eller langnipppressebelte, kan basestøtten igjen være hvilken som helst vanlig brukt struktur som er tilgjengelig for en fagmann i teknikken. Skjønt et endeløst belte er å foretrekke, kan beltet i hvert tilfelle være sømbart på maskinen. Som et presserulledeksel, kan forskjellige forsterkningsstrukturer brukes etter behov for å gi rulledekslet tilstrekkelig strukturell integritet.

En viktig forskjell mellom denne oppfinnelse og den som er beskrevet i US 5 298 124 er at med beltene eller rulledekslet ifølge oppfinnelsen, vil overflate-mikroruhet og både hydrofile/hydrofobe områder alltid eksistere, uansett av pressenipptrykket, for å hindre dannelse av en kontinuerlig vannfilm ved grensesnittet mellom papirbanen og veftehulldekslets overflate. Denne overflaten fasiliterer praktisk talt øyeblikkelig baneutløsning. Denne mikroruhet sammenliknet med konvensjonelle trykktekstiler, unngår overføring av tekstur til banens overflate når den komprimeres i nippet. Også trykkbelastning kan økes, siden ingen ytterligere overflatemerking ville forekomme, hvilket ytterligere forbedrer avvanning av banen (ved pressetekstilet i nippet), hvilket tillater en hastighetsøkning. Nedstrøms kalendrering kan reduseres, hvilket tillater banens masse (i forbindelse med foldingsstivhet) å opprettholdes med forbedret glatthet. Doktorering eller kondisjonering/rengjøring av pressebeltet kan minimaliseres eller til og med elimineres.

Man har funnet at modifisering av formuleringene og/eller strukturene av beltet resulterer i kontinuerlig nærvær av den nødvendige mikroglatthet.

Belter med 0 %, 20 %, og 30 % leire-fyllere ble laget. Leiren anses for å være hydrofil sammenliknet med et resinmateriale. Det er velkjent at høyere overflateenergi er ønskelig for å tillate at banen følger beltets overflate. Lav overflateenergi er ønskelig for å tillate utløsning av banen.

Det er også kjent at mikroskala runet er ønskelig for å hindre at det dannes en kontinuerlig vannfilm. En kontinuerlig vannfilm fremmer godt feste av banen til beltet. For et belte ifølge oppfinnelsen er imidlertid dette uønsket.

I denne sammenheng, ble en enkel neddykningstest utviklet for å bestemme vannutløsning. En høy markering betyr at minst vann blir beholdt i beltets overflate, hvilket fremmer god baneutløsning.

Som vist i tabell I, er disse egenskapene oppsummert (en fremgangsmåte for relativ plassering ble brukt).

Beltet med 20 % fyllmateriale virket ekstremt godt med hensyn til baneutløsning. Til tross for at det har høyest målt overflateenergi, kan baneutløsningsegenskapene forklares ved den gode mikroruhet og den hydrofile/hydrofobe karakter på tilfeldige steder på beltet.

Beltet med 0% fyllmateriale ville ikke utløse banen selv om den var hydrofob i natur. Den var for glatt og ville ikke hjelpe med å bryte opp vannfilmen mellom belteoverflaten og papirbanen. Beltet med 35 % fyllmateriale løser ut banen i en avstand etter pressenippet. Den virket i likhet med beltet laget i henhold til opplysninger i US 5 298 124. Tenk på at det sistnevnte beltes "ruhet" i virkeligheten bare er til stede etter en tidsperiode mens tekstilet kommer seg utenfor pressenippet. I denne sammenheng, ser figur 6 i det nevnte patent som er et skanning-elektronmikroskop av tverrsnittet av et belte beskrevet der.

Et belte med de ovenstående egenskaper ble testet på en eksperimentell pilotmaskin. Formålet med øvelsen var å evaluere baneutløsningen sammenliknet med det beste normale kommersielle "utløsningsruH"-deksel. Evalueringen var både visuell (geometri av banen når den ble utløst fra beltet eller rulledekslet) og ved mengden av "smuler" samlet med en overflatedoktor. Smuler av banefibre/fyllere som trekkes ut av banen ved kontaktoverflaten av et belte eller rulledeksel. Det er en primær funksjon av doktoren å fjerne disse materialer fra belte/deksel-overflaten før banen igjen kommer i kontakt med pressenippet.

Presseseksjonen hadde en dobbeltfilt første presse, og en enkeltfilt annen presse. Rulldekslet og beltet ble i rekkefølge kjørt i "topp"-posisjon. En meget klebende avispapirtype ble brukt siden det var "verste tilfelle test" for rulledeksel-utløsning.

Utløsningsdekslet virket tilstrekkelig med banen ridende på dekslet opp til omkring kl. 8-posisjon. Betydelige mengder av våte smuler ble samlet ved rullens overflatedoktor.

Pressebeltet ble så testet i en konfigurasjon i likhet med figur 1. Beltet virket meget godt. Banen ble utløst meget rent med like trekk, minst like godt som rulldekslet. For varigheten av testen var imidlertid ingen synlig oppbygging av materiale på beltets overflate. Det var absolutt ingen smuler eller fibre sett ved beltets overflatedoktor.

I tillegg, kan det beskrevne belte brukes som et presserulledeksel 40 som vist på figur 3. I denne sammenheng, er presserulledekselet 40, som har karakteristikkene av pressebeltet 12, anordnet på presserullen 42, som med presserullen 44, skaper et nipp 46. Papirets sideoverflate 48 (som tilsvarer overflaten 28 på pressebeltet 12) engasjerer papirbanen 50 på pressetekstilet 20 som passerer gjennom nippet 46, som deretter kan plukkes for videre prosessering. Bemerk at banen 50 kan bevege seg i en meget kort avstand på pressedekseloverflaten 48 før den blir plukket av derfra. Slike anordninger gir de fordeler som er bemerket når det gjelder bruken av pressebeltet 12.

På figur 4 er det vist en lang-nipp-presseanordning 60 med pressebeltet 20 illustrert som kombinert pressebelte/sko-pressebelte. I dette tilfelle, vil beltet 20 bli belagt på begge sider og behandlet på sko-siden 62 til en akseptabel glatthet. Bane-kontaktsiden 64 vil ha den korrekte mikroruhet og overflatekjemi for å tillate baneutløsning. På tegningen, er papirbanen 66 vist sammen med pressetekstilet 68, presserulle 70 og sko 72 for å komplettere illustrasjonen.

I tillegg, omfatter andre potensielle fordeler med beltet ifølge denne oppfinnelsen letthet for installasjon mot den med å erstatte en pressenille, og eliminering av behovet for kostbare rulledeksler og reserver.

Som et presserulledeksel, er baneutløsningen forbedret, brudd forårsaket av for høyt trekk er minimalisert, og rulloverflaten løper renere, hvilket reduserer behovet for doktorering. Dette reduserer slitasje på rulledekslets overflate og doktorbladet, og reduserer operasjonskostnader.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er således dens mål og fordeler realisert, skjønt foretrukne utførelser er beskrevet i detalj her, skal dens omfang ikke være begrenset av disse, men omfanget skal bestemmes ved omfanget av kravene.

Claims (9)

1. Pressebelte for en papirmaskin som har en presseseksjon for å lage papir og papirprodukter, innrettet for å skape en glatt og trykkbar overflate på en utformet papirhane (50),karakterisert vedat pressebeltet (12) omfatter en endeløs sløyfe med en overflate mot papirsiden, hvor overflaten mot papirsiden gir en kontaktflate med papirbanen (50) på den siden av papirbanen (50) hvor glatthet og trykkbarhet er ønsket, og at overflaten mot papirsiden både har en permanent mikroskala-nihet og områder med både hydrofile og hydrofobe egenskaper, uavhengig av trykket.

2. Belte ifølge krav 1,karakterisert vedat pressebeltet (12) er inkludert i en presse med en enkelfilt.

3. Belte ifølge krav 1,karakterisert vedat pressebeltet (12) er inkludert i en presse med en dobbeltfilt.

4. Belte ifølge krav 3,karakterisert vedat det omfatter en filt som har anlegg mot banen som vender motsatt pressebeltet (12).

5. Belte ifølge krav 1,karakterisert vedat pressebeltet (12) er et belte for en kortnipp-presse og er inkludert i en presse for enkeltfilt og med et langnipp.

6. Belte ifølge krav 5,karakterisert vedat den omfatter en filt som har anlegg mot banen på motsatt side av pressebeltet (12) med lang-nipp.

7. Belegg for en presserulle for en papirmaskin som har en presseseksjon for å lage papir og papirprodukter, innrettet til å skape en glatt og trykkbar overflate av en utformet papirhane,karakterisert vedat den omfatter en papirsideoverflate som danner en kontaktflate med papirbanen på den side av banen som har glatthet og trykkbarhet, og at presserulledekslets overflate har både permanente mikroskala-ruhet og områder med både hydrofile og hydrofobe egenskaper.

8. Belegg ifølge krav 7,karakterisert vedat presserulledekslet er inkludert i en enkeltfiltpresse.

9. Belegg ifølge krav 7,karakterisert vedat det engasjerer et pressetekstil som engasjerer banen på en motsatt side av den med presserulledekslet.