NO822680L - Trelags tekstil. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår utforming av duker og især slike som benyttes på dobbeltvire-papirmaskiner.

Der foreligger flere kjente typer dobbeltvireformere som alle har innføring av en strøm med tremasse vanligvis med over 99% vann, inn i et konvergerende gap som dannes av to separate endeløse duker eller virer slik de kalles, som beveges i samme retning og med samme hastighet. Gapet er innrettet til å konvergere inntill dukene løper mot hverandre i avvann-ingsseksjonen med tremasselaget innklemt mellom dem. Tremassen sammtrykkes ettersom lagene trekkes over en sylindrisk rull eller en kurveformet stasjonær sko eller flere avlednings-blader anordnet i en bueformet stilling for å danne understøt-telse for den indre eller transportduken mens den ytre eller trykkduken konvergerer idet den presser vann ut av tremassen mens fibrene i tremassen holdes i det vesentlige fastlåst i stilling. På grunn av deres større hastighetskapasitet og krav til mindre rom og mindre energi, er dobbeltviremaskinene øket i popularitet i de siste år. På grunn av en vedvarende tendens til å fremstille papir medstripet utseende har bruken av dobbeltviremaskiner vært begrenset til fremstillingen av spesielle papirkvaliteter hvor disse kvalitetsmangler ikke ' har vært kritiske.

Linjer i papiret som er dannet på en dobbeltviremaskin kommer vanligvis fra ujevn påføring av tremassefiber og dette er konsekvent tilskrevet maskinens forhold som eksempelvis ukorrekt innstilling av maskinkomponentene i forhold til fordelingskassen eller slissmunnstykket eller til ukorrekt innstilling av skoen eller avledningsbladene i maskinens avvannings-seksjon.

Det er nå funnet at grunnen for striper er ulik tykkelse av den platelignende utløpsstrålen med tremasselag som innføres i det kileformede konvergerende gap mellom de to duker før de passerer over den sylindriske rull eller buefor-mede sko. Tykkelsesvariasjonene søker å avbøye den ytre trykkduk til grunne rynker eller renner anordnet i maskinens løpe-retning. En vulst som adskiller dukene vil søke å holde en høyere konsentrasjon med fibre i dette område, noe som vil resultere i en mindre gjennomskinnelig stripe i papiret. Der vil foreligge en tilsvarende lavere konsentrasjon tremassefibre i områdene nær vulstene,noe som resulterer i en mindre gjennomskinnelig stripe i papiret som således overdriver tilstanden.

En faktor som påvirker ujevn dannelse av tremasse-strømmen er at strømmens bevegelsesavstand fra det slissefor-mede uttak til det punkt hvor den støter på den ene eller andre duk, nødvendigvis er forholdsvis lang, vanligvis i stør-relsesordenen omkring 40 cm eller mer på noen maskiner og minst 25 cm på de minste maskiner. Før denne avstand fra det slisse-formede uttak er nådd, har den båndformede stråle tapt sin glatte karakter på begge sider og begynner å få et korrugert utseende med ujevn karakter. Disse korrugeringer som strekker seg i maskinens retning opptrer som tykkelsesvariasjoner i maskinens tverretning og kan forårsakes av mindre defekter i slissens lepper, ved vedhefting av tremasselag eller fremmed-elementer eller også ved turbulens i selve fordelingskassen. Imidlertid vil strømmen bli ujevn innenfor en avstand på omtrent 25 cm eller mindre uavhengig om slissen i virkeligheten er perfekt ved fremstillingen og vedlikeholdes perfekt. Defekter som nevnt foran forverrer imidlertid tilstanden. Det er videre funnet at dersom den ytre duks stivhet i maskinens tverr-retning, ved spesielle dobbeltviremaskiner, økes slik at ten-densen til at denne duk danner vulster reduseres, vil også ulik-heter i tykkelsen av tremassens strøm reduseres eller elimi-neres (strykes ut) og resultere i en mer ensartet konsentrasjon av tremassefibre over det hele.

Formingsvirer ble inntil forholdsvis nylig vevet med renningtråder i bronse og innslagstråder av messing eller bronse. Metallduken ble vevet som et enkeltlags halvtvillmøn-ster. Det hadde en innebygget stivhet i maskinens tverr-retning og ga god støtte for tremassen ved hjelp av maskenes fin-het slik at duken ble meget godt egnet for bruken, eksempelvis til en Bel Baie II papirmaskin. Fra et praktisk synspunkt er det mest hensiktsmessig å benytte duk fremstilt av vevede tråder av polymerisk plast på grunn av deres større fleksibilitet og bedre sliteevne og korrosjonsfasthet. Imidlertid foreligger en ulempe ved vanligeplasttekstiler og en som begrenser deres egnethet for bruk i en dobbeltvire-papirmaskin er at på grunn av plasttrådenes naturlige fleksibilitet i maskinens tverretning, vil viren være utsatt for å danne rynker som strekker i maskinens retning. Dette vil generelt bli frem-hevet ved det store strekk som vanligvis benyttes ved duker i dobbeltvire-papirmaskiner, samt ved variasjoner i tykkelsen i tilførselsstrømmen, som tidligere nevnt.

Av det foregående vil det fremgå at det ville være fordelaktig å benytte en formingsduk av plast med øket stivhet i maskinens tverretning. Mens dette kan oppnås i en viss grad ved konvensjonelle duker ved å øke størrelsen og antallet tråder i tverretningen, er dette ikke helt tilfredsstillende fordi det vil medføre en senkning av dreneringsevnen.

Den foreliggende oppfinnelse frembringer en anordning for å overvinne de foran nevnte ulemper ved å benytte en plast-duk av polymere enkeltfibre med høy stivhet i maskinens tverr-retning for å kunne motstå avbøyning fra strømmen med tremasse mens på samme tid god drenering og fiberstøtte opprettholdes. Duken i henhold til oppfinnelsen omfatter flere polymere renningstråder inndelt i enkeltlagsoppbygning med tre lag polymere innslagstråder og med et innslagstrådantall i kontaktfla-ten mot tremassen som er større enn omtrent 15,8 pr cm.

I en utførelse av oppfinnelsen har duken en stivhet i maskinens tverretning, målt med en Gurley stivhetstester, som er større enn 15 g. Innslagstrådene er anordnet i vertikalt fluktende grupper på tre og det øvre lag som befinner seg tettest til tremassen, har en trådtetthet på fra 15,8 til 23,6 pr cm. Denne duk gir nødvendig stivhet i maskinens tverretning, god fiberstøtte og tilfredsstillende drenering.

Gurley stivhetstester er kjent og har vært brukt på kjent måte for å fastsette og sammenligne stivheten i duken i henhold til oppfinnelsen, med konvensjonelle duker. Ved labo-ratorieforsøk med dette instrument ble konvensjonelle tolags syntetiske duker og konvensjonelle enkeltlags metallduker sammenlignet med trelags duker i henhold til oppfinnelsen. Tabellen gir resultater av sammenligningstesten hvor prøvene hadde en størrelse på 38,1 mm lengde og 25,4 mm bredde.

Det vil ses av tabellen at disse spesielle trelags syntetiske duker er to til tre ganger stivere i maskinens tverretning enn konvensjonelle tolags syntetiske duker med samme diameter i renning og innslag. Ved sammenligning med halvtvill, enkeltlags bronseduk, som ville gi tilsvarende fiberstøtte, kan det ses at de har tilnærmet den samme stivhet som metallduken. Andre trelags syntetiske duker som er egnet for bruk på dobbeltvire-papirmaskiner hadde stivheter i tverretningen i området 20 til 25 g. og de foretrukne helt opp til 30 g.

Karakteristisk for duken i henhold til oppfinnelsen er at hver renningstråd er sammenvevet med alle tre lag i innslagstrådene og strekker seg i maskinens retning. Innslagstrådene befinner seg i vertikalt fluktende grupper på tre.

Et ytterligere trekk er at renningen normalt fyller 100 %. Renningsfyllingen er definert som renningsmengden i et gitt rom i forhold til det totale rom. Eksempelvis betyr 60 % renningsfylling at 6 0 % av rommet i renningens retning opptas av renningen, idet det antas at renningen flukter hori-sontalt i ettplan. Det er mulig å ha mer enn 100 % rennings-fyll på grunn av overlapping som oppstår mellom renningsstren-ger især når disse er sammendelt med to eller flere innslags-lag. Trelagsdukene i henhold til denne oppfinnelse har renn-ingsfyll i området 70 til 130 %.

Hovedtrekket ved duken i henhold til oppfinnelsen er at den har forbedret motstand mot bøyning i maskinens tverr-retning.

Et ytterligere trekk er at dukens overflate, mot hvilken papiret dannes, kan veves i et maskemønster som gir god fiberstøtte uten å påvirke dreneringen.

Dreneringen av duken ble fastslått og sammenlignet ved hjelp av et Frasier luftpermeometer. Dette instrument er også kjent og benyttes for å måle luftgjennomtrengeligheten i duken, noe som uttrykkes ved hjelp av antall kubikkmeter luft som trenger gjennom en kvadratmeter duk pr min. når trykkfal-let er 12,7 mm vannsøyle. Instrumentet benytter en kvadratisk prøve på 25,4 mm og kalibreres slik at en manometeravlesing på en referansekurve gir antall kubikkmeter luft pr min. pr kvadratmeter duk.

Et ytterligere trekk ved duken i henhold til oppfinnelsen er at den er velegnet for bruk i en dobbeltvire-papirmaskin og især ved bruk i den ytre eller trykkduken, vil dens større stivhet redusere forekomsten av striper i det papir som fremstilles på denne maskintype.

I henhold til et større aspekt av den foreliggende oppfinnelse er der frembragt en enkeltlags formingsduk omfattende et endeløst belte med motstående sidekanter. Formingsduken har en sideretning som strekker seg mellom sidekantene og en langsgående retning som strekker seg perpendikulært til sideretningen. Formingsduken er en trykkduk for bruk i kombinasjon med en transportduk med hvilken den konvergerer i en dobbeltvire-papirmaskin hvor en flat strøm med tremasse inn-sprøytes mellom de konvergerende trykk- og transportduker for påføring av motsatte trykk mot tremassen slik at vann fjernes fra denne for å danne et papirark. Enkeltlagsformingsduken har flere monofiber-polymeriske renningstråder som strekker seg i lengderetningen og er sammenvevet, med omtrent 10 0 % renningsoppfylling, med enkeltfiberpolymeriske innslagstråder som strekker seg i sideretningen. Innslagstrådene er anordnet i vertikalt fluktende grupper på minst tre for å oppnå større stivhet i sideretningen slik at det vil foregå en omdistribu-ering av tremasse i sideretningen når denne presses mellom dukene.

Foretrukne utførelser av den foreliggende oppfinnelse beskrives i henhold til eksemplet som er vist på tegningen hvor figur 1 viser et forenklet skjematisk riss av en Bel Baie II papirmaskin hvor duken i henhold til oppfinnelsen gir forbedret ytelse, figur 2 viser et forstørret skjematisk riss av strømningsområdet på figur 1, figur 3 viser et forstørret tverr-snitt av et parti av 7-fags dobbeltlags duk av kjent type, figur 4 viser et tilsvarende riss av et parti av 8-fags dob-beltlagsduk av kjent type, figur 5 viser et forstørret tverr-snitt av et parti av en 6-fags trelagsduk i henhold til oppfinnelsen, figur 6 viser et tilsvarende riss av en 7-fags trelagsduk i henhold til oppfinnelsen, figur 7 viser et tilsvarende riss av en 8-fags trelagsduk i henhold til oppfinnelsen og figur 8 viser et tilsvarende riss av en 9-fags trelagsduk i henhold til oppfinnelsen. Figur 1 viser de grunnleggende elementer i.en dobbeltvire-papirmaskin med to formingsduker eller virer, den ytre vire 10 og den indre vire 11 som, styrt av formingsrullen 12 og brystningsrullen 13, konvergerer og beveger seg sammen i retningen vist med pilene over den kurveformede skokonstruk-sjon 14 som understøtter avledningsbladene 15 i en bueformet bane. Formingsvirene passerer deretter over sugekopper 16 og avbøyes delvis rundt sugeguskrullen 17, hvoretter de adskilles. Viren 10 passerer rundt rullen 18, strekkrullen 19 og førings-rullen 28 før den returnerer til formingsrullen 12. viren 11 fortsetter over guskrullen 17 videre over strekkrullen 20, rullen 21 og føringsrullen 22 før den returnerer til brystrullen 13. Strømmen med tremasse 23 fra spaltmunnstykket 24 i fordelingskassen 25 er rettet i det vesentlige tangentialt til brystrullen 13 og treffer mot formingsviren 10 kort før den konvergerer med viren 11, passerer deretter mellom de to virer gjennom avvanningssonen bestående av avledningsbladene 15, sugeboksene 16 og sugeguskrullen 17. Det delvis avvannede lag med papir 23' holdes på viren 11 ved påvirkningen av sugeguskrullen og fjernes av pick-up valsen 30. Figur 2 viser et forstørret riss av strømmen med tremasse 23 som trenger ut fra spaltuttaket 24 og støter an mot den ytre vire 12 ved punktet P. På grunn av at spalteuttaket er en smal åpning som strekker seg på tvers av hele bredden av tremasselaget, som kan være over 6,5 m og uten støttekonstruk-sjon, må spalten nødvendigvis ha en massiv stiv konstruksjon. Dette hindrer den i å bli utvidet mellom rullene 12 og 13 og inn i den konvergerende sone mellom de to virer 10 og 11 for å redusere avstanden fra uttaket 24 til anslagspunktet P.

Figur 3 viser et eksempel på en 7-fags, tolags duk,

14 rep., av kjent type som eksempelvis beskrevet i US 4 071 050. De nummererte innslagstråder er anordnet parvis og hver renningstråd er sammenvevet med innslagstrådene som vist og dette repeteres etter hver fjortende innslagstråd. Sammenhengende renningstråder følger det samme vevemønster,men starter ikke nødvendigvis deres vevemønstre over etterfølgende par med innslagstråder.

Figur 4 viser et eksempel på en 8-fags, tolags duk

av kjent type, med 16 repetisjon.

Figur 5 viser et eksempel på en 6-fags trelags duk

i henhold til den foreliggende oppfinnelse, med 18 repetisjon. De nummererte innslagstråder er anordnet i vertikalt fluktende grupper på tre og hver renningstråd sammenvever innslagsstren-gene som vist og repeterer dette etter hver attende innslagstråd. Etterfølgende renningstråder følger alle samme vevemøn-ster, men starter ikke nødvendigvis deres vevemønster over etter-følgende grupper med innslagstråder.

Figur 6-8 viser eksempler på trelags duker i henhold til den foreliggende oppfinnelse med 7-fags og 21 repetisjon, 8-fags og 24 repetisjon og 9-fags og 27 repetisjons vevemøn-stre..I hvert tilfelle er innslagstrådene nummerert og anordnet i vertikalt fluktende grupper på tre og med renningstrå-dene sammenvevet med innslagstrådene som vist. Det ligger også innenfor oppfinnelsens ramme å veve ethverttrelagsmønster med opptil og inkludert ti fag.

Dukens renningsantall ifølge oppfinnelsen vil ligge innenfor området 31,5 til 78,7 pr cm og innslagsantall i den øvre flate som ligger an mot tremassen vil være større enn omtrent 15,8 pr cm.

Duken i henhold til oppfinnelsen vil ha en luft gjen-nomtrengelighet som er større enn 400 fot 3 /min.fot 2 , må»lt med 12,7 mm vannsøyle trykkdifferanse ved hjelp av et Frasier luftpermeometer.

Duken ifølge oppfinnelsen kan benyttes på hvilket som helst sted i en papirmaskin hvor det kreves øket stivhet i maskinens tverretning.

Claims (6)

1. Enkeltlags-formingsduk omfattende et endeløst bånd med motstående sidekanter hvor duken har en sideretning som strekker seg mellom sidekantene og en lengderetning som strekker seg perpendikulært til sideretningen, idet formingsduken er en trykkduk,for bruk i kombinasjon med en transportduk med hvilken den konvergerer på en dobbeltvire-papirmaskin hvor en flat stråle med tremasse innsprøytes mellom de konvergerende trykk- og transportduker for å påføre motsatte trykk mot tremassen for å fjerne vann fra denne, for å danne et papirark, karakterisert ved at den har flere polymeriske, monofiber renningstråder som strekker seg i lengderetningen og sammenvevet, med tilnærmelsesvis 100. % renningsoppfylling med polymeriske monofiber innslagstråder som strekker seg i sideretningen, idet innslagstrådene er anordnet i vertikalt fluktende grupper på minst tre for å oppnå større stivhet i sideretningen for således i vesentlig grad å omfordele tremassen i sideretningen når denne sammenpresses mellom dukene.

2. Duk ifølge krav 1, karakterisert ved at formingsduken har et renningsantall i størrelsesordenen fra omtrent 31,5 til 87,7 pr cm, og et innslagsantall i den flate av formingsduken som har kontakt med tremassen, som er større enn omtrent 15,8 pr cm.

3. Duk ifølge krav 2, karakterisert ved at den er vevet i et 7-fags vevemønster.

4. Duk ifølge krav 2, karakterisert ved at den er vevet i et 8-fags vevemønster.

5. Duk ifølge krav 1, karakterisert ved at den har en luf tg j ennomtrengelighet som er større enn 4 00 fot-V min.fot^, målt med et Frasier luftpermeometer.

6. Duk ifølge krav 5, karakterisert ved at den har stivhet i maskinens tverretning som er større enn 20 g, målt med en Gurley stivhetsprøver.