NO321802B1 - Papirmaskinvire - Google Patents

Description

Papirmaskinvire.

Slike papirmaskinvirer som løper endeløst rundt på valser er for eksempel tørkevirer, som benyttes for å fjerne fuktighet fra papirhanen, særlig ved tilførsel av varme. Varme-gjennomgang, slitestyrke, luftgjennomgang og medbringerevne samt overflatestruktur er de vesentligste trekk ved slike tørkevirer for oppnåelse av god kvalitet i papirbanen som skal tørkes.

Det er alminnelig kjent at slike tørkevirer, som er fleksible flak, fremstilles som vevnader, strikket vare, spiralformet vare eller bæresegmenter som er leddforbundet med hverandre, som regel fremstilt som sprøytestøpedeler. Det vanligste er vevde tørkevirer, etterfulgt av slike i form av spiralformet vare.

For begge de nevnte typer tørkevirer har i den senere tid særlig tilsmussing av den kontaktflaten på viren som vender mot papirbanen vist seg å være et problem. En grunn til de økende tilsmussingsproblemer i tørkepartiet av papirmaskiner ligger i den økende bruken av returpapir i papirproduksjonen. Mens returpapirandelen i Tyskland for eksempel ligger gjennomsnittlig på 60%, kommer i noen tilfeller returpapirandelen opp i 100%, hvilket medfører særskilte problemer på grunn av tilsmussingen av tørkeviren. Typen og sammensetningen av "tilsmusningen" er svært mangfoldig. Således kan harpiks, olje, fett, tjære, såkalte "Hot Melts", stivelse, klebende forurensinger (såkalte "Stickies") eller plastbindemidler (såkalt "White Pitch"), eventuelt i kombinasjon, bidra til tilsmussing, idet tilsmusningstypene kan opptre i fast, klebrig eller oppløst form. Som regel ligger størrelsen til tilsmusningspartiklene under 150 um.

Avsetninger av tilsmusningspartikler på tørkevirer medfører derfor et problem, fordi de påvirker vesentlige vire-egenskaper, slik som for eksempel luftgjennomgangen og luftmedbringerevnen, samt papirkontakten og varmegjennomgangen. Dermed hindres en ensartet tørking og problemfri transport av papirbanen. Dessuten øker det nød-vendige energibehovet for tørkingen, og brukstiden for viren avtar. Mens avleiringer som fester seg til kontaktflaten på viren blant annet bevirker en uensartet fuktighetsprofil og eventuelt revner i papirbanen, bevirker avleiringene etter at de er løsnet fra viren hull, henholdsvis tynne partier i papirbanen, hvilke har negativ virkning på papirets evne til å ta påtrykk.

Tidligere var formålet med videreutviklinger av tørkevirer særlig å øke kontaktflatens andel av den samlede flaten på viren, for på denne måten å forbedre både tørke- og transportegenskapene. Et slikt formål med utviklingen kan særlig påvises i konstruk-sjonen av tørkevirer for hurtigløpende papirmaskiner. For en vevnadskonstruksjon er kontaktflaten definert som summen av de mange enkeltflater på de enkelte viretråder som kommer i berøring med papirbanen.

I forhold til virevevnadkonstruksjoner med enkelt sammenføyde langsgående tråder kan kontaktflaten økes betydelig med innføringen av langtflotterende virekonstruksjoner. Det ble som regel benyttet runde eller rettvinklede trådtverrsnitt. En ytterligere vesentlig økning av kontaktflaten kan oppnås ved anvendelse av såkalte flatbånd som langsgående tråder, det vil si i maskinens løperetning. Med flatbånd betegnes tråder for hvilke forholdet mellom bredden og tykkelsen er vesentlig større, for eksempel 3:1, enn for tradisjonelle flate tråder. Med slike virekonstruksjoner som er basert på flatbånd-teknologien kan det oppnås kontaktflater på nesten 60%. Slike virekonstruksjoner medfører i motsetning til virer som består av runde eller rettvinklede tråder en kontaktflate som er satt sammen av færre men større i stedet for flere og mindre kontaktområder.

Dersom dette er mulig monteres et virerengjøringsanlegg i det fremre området av tørkepartiet, regnet i maskinens løperetning, og som kan ha en kontinuerlig eller periodisk driftsmåte. I dette området av tørkepartiet har papirbanen fremdeles et forholdsvis høyt fuktighetsinnhold, og er derfor særlig ømfintlig med hensyn til å oppta tilsmusningspartikler som løsner fra kontaktsiden av tørkeviren.

Særlig i tilfeller når det i disse fremre partier av tørkepartiet ikke kan monteres noe (effektivt) rengjøringsanlegg, kan det i særlige tilfeller avhengig av sammensetningen av papirstoffet, prosessbetingelsene og typen av tilsmusningspartikler, dannes forholdsvis store smusspartikler som løsner fra vireoverflaten, slik at de på grunn av sin størrelse bevirker kvalitetsminskning for papiret.

Oppfinnelsen har til formål å komme frem til en vire for en papirmaskin, med hvilken tendensen til fastgjøringen av smusspartikler er minsket. Dessuten skal størrelsen av agglomererte smusspartikler som løsner fra kontaktoverflaten minskes.

I henhold til oppfinnelsen løses denne oppgaven med en vire på hvilken i det minste den overflaten som vender mot papirbanen og i det minste en del av de elementer som danner kontaktflaten i det minste delvis har en midlere ruhetsdybde mellom 5 um og 100 um. Bestemmelsen av den midlere ruhetsdybden utføres derved i henhold til DIN EN ISO 4287. Dersom overholdelse av de angivelser som der inneholdes med hensyn til målelengden ikke er mulig, for eksempel fordi en måling på tvers av lengderetningen av et smalt bånd er nødvendig, kan det alternativt benyttes en ikke-berørende lasermåling.

Oppfinnelsen er basert på den erkjennelsen at en vire med en ruhetsdybde i kontaktflatene i det nevnte området på grunn av den begrensede fleksibiliteten til papirbanen ikke har sammenhengende, store kontaktområder som kan tjene som festeflater for smusspartiklene. I motsetning til for eksempel tidligere kjente virer løsner økende agglomereringer av smusspartikler fra viren i henhold til oppfinnelsen før de kan innta en kritisk størrelse som fører til kvalitetsproblemer for papirbanen. De overflateområder som vender mot papirbanen på elementene som danner kontaktflaten på virer i henhold til kjent teknikk oppviser vanligvis en midlere ruhetsdybde i området mellom ca. 1,5 og 3,0 um. Denne ruhetsdybden er således vesentlig mindre enn den som foreslås i henhold til oppfinnelsen, og dannes særlig av den vanlige fremstillingsprosessen for elementene som danner kontaktflaten, nemlig ekstrudering av tråder eller bånd, henholdsvis sprøytestøping av bæresegmenter som skal leddforbindes med hverandre. Med denne fremstillingsprosessen ble det dannet elementene med minst mulig ruhetsdybde, som etter overveielse er funnet brukbar, av hensyn til enkel fremstilling, slik at det dannes en mest mulig glatt overflate som resulterer i en minst mulig tendens til tilsmussing.

Derimot ble det med den foreliggende oppfinnelse erkjent at med henblikk på den for eksempel alt etter vevnadstype og de anvendte tråd-dimensjoner (tråder eller bånd) og bindingstyper oppnådde "overflatestruktur av første orden" (grovstruktur) kan dannelsen av størst mulige enkeltflater være hensiktsmessig. Det samme gjelder for eksempel for tørkevirer fremstilt av sprøytestøpesegmenter. I det minste kontaktflatene på denne overflatestrukturen av første orden skal i henhold til oppfinnelsen være utstyrt med en andre overflatestruktur av andre orden, som ligger i området til den ovenfor nevnte ruhetsdybde. I samvirke med fleksibiliteten til papirbanen som skal transporteres virker en slik overflate som er utstyrt med finstrukturen tilnærmet som en plan kontaktflate, med den fordelen at markeringer på papirbanen ved hjelp av denne finstrukturen neppe kan frembringes. Finstrukturen bevirker på grunn av de flatemessig minskede, enkeltvise kontaktområder en tydelig forbedret løsgjøringsmulighet, særlig for smusspartikler som dannes ved agglomerering, slik at disse løsner på et vesentlig tidligere tidspunkt, det vil si med en vesentlig mindre størrelse, og ikke fører til de kjente kvalitets-minskninger på papiroverflaten.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er viren en vevnad, idet i det minste en del av de langsgående tråder i denne i det minste på overflaten som vender mot papirbanen har en midlere ruhetsdybde mellom 5 um og 100 um.

En slik utførelsesform foretrekkes av produksjonstekniske grunner, ettersom finstrukturen på viren kan dannes under opprettholdelse av vanlige veveteknikker og bindingstyper allerede ved fremstillingen av de langsgående tråder, for eksempel under ekstrude-ringen.

For virer der en vesentlig andel av kontaktflaten er dannet av tråder som rager på tvers av maskinens løperetning er det derimot hensiktsmessig at tverrtråder i vevnaden i det minste på den overflaten som vender mot papirbanen har en midlere ruhetsdybde mellom 5 um og 100 um.

Oppfinnelsen kan være slik utført at de langsgående og/eller tverrgående tråder i vevnaden er profilert i tverrsnitt. Særlig ved en fremstilling av trådene ved ekstrudering er dette produksjonsteknisk særdeles ukomplisert.

Alternativt til dette er det også mulig at tråder er profilert i lengdesnitt. En likeledes meget gunstig utførelse av oppfinnelsen består i at elementene som danner kontaktflaten mot papirbanen er spiralformet forløpende tråder, idet den overflaten som vender mot papirbanen har en midlere ruhetsdybde mellom 5 um og 100 um.

Dessuten ligger det innen rammen av oppfinnelsen at elementene som danner kontaktflaten mot papirbanen er sprøytestøpesegmenter, som i det minste i lengderetningen av tørkeviren er leddforbundet med nabo-sprøytestøpesegmenter og at overflaten som vender mot papirbanen i det minste delvis har en midlere ruhetsdybde mellom 5 um og 100 um.

En særlig effektiv forhindring av smusspartikkelansamling og/agglomerering skjer i området med en midlere ruhetsdybde mellom 10 um og 80 um. Fortrinnsvis bør det dannes en ruhetsdybde mellom 30 um og 70 um.

En videreutvikling av viren i henhold til oppfinnelsen består i at elementene som danner kontaktflaten består av to forskjellige materialer.

Derved er det mulig å gi det sjiktet som vender mot papirbanen overflateruheten i henhold til oppfinnelsen og samtidig å ta hensyn til materialegenskaper som fører til en

særlig god papirtransport og en liten tendens til fastgjøring av partikler. Samtidig er det ved valg av egnede materialer for et undersjikt som vender bort fra papirbanen mulig for eksempel å sikre fasthetsegenskapene henholdsvis varmeledningsegenskapene til viren.

En særlig fordelaktig mulighet for å oppnå et flersjiktselement for dannelse av kontaktflaten består i at den overflaten som vender mot papirbanen på elementene som danner kontaktflaten fremstilles ved belegning av et basiselement. Derved er både belegningen av en ferdig vire, for eksempel også en vevnad, men også belegning av de enkelte elementer, slik som for eksempel trådene eller sprøytestøpe-elementene som viren er satt sammen av, mulig.

Endelig er i henhold til oppfinnelsen elementene som danner kontaktflaten fremstilt ved en flerkomponentekstrudering, for på denne måten å sikre en indre forbindelse mellom de forskjellige materialer i elementene.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av flere utførelses-eksempler på elementer som en tørkevire i henhold til oppfinnelsen kan settes sammen av og som er vist på tegningene.

Figur 1-9 viser partier av i lengderetningen særskilt profilerte bånd, henholdsvis tråder for dannelse av en tørkevirevevnad, henholdsvis en tørkevire i form av spiralformet vare.

Et i figur 1 perspektivisk vist parti av et flatbånd 1 oppviser et forhold mellom bredden 2 og tykkelsen 3 som omtrent ligger i området 4:1. Mens overflaten av flatbåndet 1, som er fremstilt ved ekstrudering, er glatt på en ene siden (overflaten 4), er overflaten 5, som ved en bearbeiding av båndet 1 til en vevd tørkevire partivis danner kontaktflaten mot papirbanen, uregelmessig strukturert. Denne strukturerte overflaten 5 oppviser en midlere ruhetsdybde mellom 5 um og 100 um. Slike struktureringer kan for eksempel fremstilles ved hjelp av preging av det fremdeles ikke fullstendig herdede plastmaterialet.

Det flate båndet 1' vist i figur 2 skiller seg fra det som er vist i figur 1 ved en regelmessig struktur i overflaten 5', som oppviser tre i lengderetningen parallelt forløpende rader av sylindriske fremspring 6. Fremspringene 6 er i hver rad anordnet i den samme inn-byrdes avstand og danner også i tverretningen av båndet 1' forløpende rader.

Alternativt kan fremspringene 6 også være kjegleformet eller avrundet nuppeformet.

På flatbåndet 1" vist i figur 3 er overflaten 5" utstyrt med i tverretning av flatbåndet 1" forløpende forhøyninger 7, som er trekantet i tverrsnitt. De enkelte forhøyninger 7 er, betraktet i lengderetningen av flatbåndet 1", anordnet i den samme avstand fra hverandre.

For samtlige flatbånd 1, 1" og 1" i henhold til figur 1 - 3 er det likeledes mulig å utforme de motsatte overflater med den samme eller med forskjellige struktureringer.

Dessuten er det tenkelig, i stedet for flatbånd, som er bearbeidet til en vevd, henholdsvis en av spiraler sammensatt tørkevire, også å utstyre sprøytestøpesegmenter med de i figur 1 - 3 viste overflatestrukturer, i ruhetsintervallet i henhold til oppfinnelsen.

Figur 4 viser et parti av et flatbånd 8, som i tverrsnitt er satt sammen av fire i tverrsnitt omtrent sirkelformede enkelttråder, idet enkelttrådene er homogent forbundet med hverandre i tilstrekkelig store forbindelsesflater. Fremstillingen av flatbåndene i henhold til figur 4 skjer ved ekstrudering gjennom en i tverrsnitt tilsvarende utformet dyse. Forholdet mellom bredden 9 og tykkelsen 10 til flatbåndet 8 utgjør ca 4:1. Innsnevringene i området i overgangen mellom to inntil hverandre liggende runde tråder utgjør fra hver side ca. 20% av tykkelsen 10. Tykkelsen 10 utgjør 0,15 mm - 0,3 mm.

Mens flatbåndet 8 i henhold til figur 4 oppviser innsnevringer på hver side og dermed har en ruhetsdybde i intervallet i henhold til oppfinnelsen på hver side, er dette tilfellet bare på én side av flatbåndet 8' i henhold til figur 5. Bredde-tykkelsesforholdet utgjør her ca. 3:1, og dybden til innsnevringene tilsvarer omtrent 40% av tykkelsen, som er ca. 0,15 mm. Flatbåndet 8' er satt sammen av to sjikt S" og S", av hvilke det øvre sjiktet S' som er utstyrt med en strukturert overflate i tørkevirevevnaden vender mot papirbanen og partivist danner kontaktflaten. Det nedre sjiktet S" er særskilt optimalisert med hensyn til fasthetsegenskapene.

Mens flatbåndet 8' i henhold til figur 5 er satt sammen av tre enkeltbånd, er disse i flatbåndet 8" i henhold til figur 6 fire enkelttråder. Dybden av innsnevringen av flatbåndet 8" er mindre enn på flatbåndet 8'.

Figur 7 og 8 viser andre mulige tversnittsformer for tråder 11 og 11' som har en over-flateruhet, målt på tvers av lengderetningen til trådene, som ligger i intervallet i henhold til oppfinnelsen.

Endelig viser figur 9 et flatbånd 8"' som er satt sammen av fire enkelttråder med et tverrsnitt i form av kvadrater som står på spissen.

Av samtlige flatbånd, henholdsvis tråder i henhold til figur 1 - 9 fremstilles tørkevirer i henhold til oppfinnelsen, idet båndene, henholdsvis trådene kan anvendes både som tråder som forløper i maskinens lengderetning og tråder som forløper på tvers av maskinens lengderetning. Vesentlig for å oppnå en tidlig løsgjøring av smusspartikler er det faktum at den profilerte overflaten av flatbåndet eller tråden danner de enkelte flater i kontaktflaten mot papirbanen. Dermed er det mulig for eksempel i de langsgående kanter av viren ikke å anvende profilerte bånd eller å anvende annerledes profilerte bånd enn de flate bånd som anvendes i den midtre delen og er beskrevet ovenfor.

Claims (8)

1. Tørkevire for papirmaskin, karakterisert ved at i det minste den overflaten som vender mot papirbanen i det minste på en del av elementene som danner kontaktflaten i det minste delvis har en ruhetsdybde mellom 5 pm og 100 um, idet elementene som danner kontaktflaten er dannet av langsgående tråder og/eller tverrgående tråder i en vevnad.

2. Tørkevire som angitt i krav 1, karakterisert ved at de langsgående og/eller tverrgående tråder i vevnaden er profilert i tverrsnitt.

3. Tørkevire som angitt i krav 1, karakterisert ved at de langsgående og/eller tverrgående tråder i vevnaden er profilert i lengdesnitt.

4. Tørkevire som angitt i et av kravene 1 - 3, karakterisert ved at i det minste den overflaten som vender mot papirbanen på de elementer som danner kontaktflaten i det minste delvis har en ruhetsdybde mellom 10 pm og 80 pm.

5. Tørkevire som angitt i et av kravene 1-4, karakterisert ved at i det minste den overflaten som vender mot papirbanen på elementene som danner kontaktflaten i det minste delvis har en ruhetsdybde mellom 30 pm og 70 pm.

6. Tørkevire som angitt i et av kravene 1 - 5, karakterisert ved at elementene som danner kontaktflaten sjiktvist består av i det minste to forskjellige materialer.

7. Tørkevire som angitt i krav 6, karakterisert ved at overflaten som vender mot papirbanen på elementene som danner kontaktflaten er fremstilt ved belegning av et basiselement.

8. Tørkevire som angitt i krav 6, karakterisert ved at elementene som danner kontaktflaten er fremstilt ved flerkomponent-ekstrudering.