Pierwszenstwo: 20.XII.1963 dla zastrz. 1, 2, 3, 5 06.VL1964 dla zastrz. 4, 6, 7, 8 07.XII.1964 dla zastrz. 9—20 Niemiecka Republika Opublikowano: 3.YI.1966 Federalna 51427 KI. 55 d, 8/10 MKP D 21 f AA UKD BIBLIOTEKA Urzedu Patentowego Wsikl ttzetzjf,mispol!tB? [Mmi Wspóltwórcy wynalazku: dr Eritz Opderbeck, prof. dr Theodor Ploetz, dr Ludwig Scheuring, dr Ulrich Kirchner, inz. dypl. Dieter Berger, Ludwig Wilken Wlasciciel patentu: Feldmuhle Aktiengesellschaft, Dtisseldorf-Oberkassel (Niemiecka Republika Federalna) Sposób wytwarzania wstegi runa wlóknistego oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania wstegi runa wlóknistego na sicie maszyny papierniczej oraz urzadzenia do stosowania tego sposobu.Do produkcji papieru mozna stosowac jak wia¬ domo wlókna o bardzo malej dlugosci. Dlugosc wlókien nie przekracza na ogól 10 mm. Przy zasto¬ sowaniu specjalnych zabiegów zwlaszcza silnego rozcienczenia masy papierniczej mozna w niektó¬ rych przypadkach stosowac do wytwarzania papie¬ ru na mokro wlókna o dlugosci do 20 mm. Na sku¬ tek duzego rozcienczenia trzeba jednak w tym przypadku przerabiac duze ilosci wody. Ponadto stosowac mozna tylko stosunkowo grube pojedyn¬ cze wlókna o tak duzej dlugosci, poniewaz cienkie wlókna maja tendencje do tworzenia platków i tym samym powoduja welnistosc papieru. Do¬ tychczas nie udalo sie zastosowac do wyrobu pa¬ pieru znanych cietych wlókien sztucznych o dlu¬ gosci 40—60 mm.Z drugiej strony jednak z punktu widzenia tech¬ nicznego nalezy dazyc do tego aby wytwarzac wstegi papieru z jak najdluzszych wlókien, gdyz ta droga mozna uzyskac znacznie lepsza jego wy¬ trzymalosc.Znany jest wprawdzie sposób wzmacniania pa¬ pieru za pomoca przedzonych nitek bez konca.W tym przypadku wprowadza sie do wstegi pa¬ pieru podczas jej formowania pojedyncze nici bez konca lub pasma tkaniny. Wada tego znanego spo¬ sobu jest to, ze trzeba przy jego uzyciu zastoso- 10 15 20 25 33 wac w procesie technologicznym odrebny zabieg wprowadzania nici lub tkaniny. Nici lub tkaniny nie lacza sie przy tym w sposób jednoKty z masa papiernicza, a zachowuja swój odrebny charakter.Aby uzyskac wystarczajace polaczenie pomiedzy wstega papieru i wkladkami wzmacniajacymi trzeba dodawac do masy papierniczej zwiekszona ilosc kleju i srodków wiazacych. Czesto spraso- wuje sie kilka wsteg papieru przy wprowadzeniu pomiedzy nimi nici lub wkladek tkaniny.Stwierdzono nieoczekiwanie, ze mozna w proce¬ sie papierniczym przerabiac wlókna o wiekszej dlugosci jezeli sporzadzi sie wstege runa z wlókien bez konca i doprowadzi ja na sito przed lub w strefie tworzenia wstegi papieru.Podczas gdy wlókna o okreslonej lecz dosc zna¬ cznej dlugosci, takie jak na przyklad wymienione juz tekstylne ciete wlókna sztuczne, maja tenden¬ cje do tworzenia platków, a wiec za ich pomoca nie mozna osiagnac zadowalajacej jakosci wstegi papieru, mozna sposobem wedlug wynalazku uzy¬ skac wstege z wielu wlókien bez konca, przy czym produkt nie wykazuje wad wsteg wytwarzanych przy zastosowaniu wlókien cietych. Polega to pra¬ wdopodobnie na tym, ze wlókna bez konca nie maja tendencji splatywania sie i tworzenia wezel¬ ków, co jest przyczyna wad w przypadku uzycia do produkcji wlókien cietych.Wstega wytworzona sposobem wedlug wynalazku odróznia sie od wsteg papierowych, wzmacnianych 5142751427 pojedynczymi nicmi tym, ze w przypadku sposobu wedlug wynalazku wlókna bez konca tworza runo.W sposobie wedlug wynalazku mozna do two¬ rzenia wstegi uzyc dodatkowo wlókna o okreslonej dlugosci. Wlókna te doprowadza sie wraz z masa papiernicza. Ta droga uzyskuje sie juz w strefie tworzenia wstegi produkt, który na skutek uzycia wlókien bez konca wykazuje znacznie lepsze wlas¬ ciwosci mechaniczne niz wstega wytworzona je¬ dynie z krótkich wlókien. Przez zastosowanie roz¬ maitych kombinacji surowców mozna otrzymac produkty o kazdorazowo zadanych wlasciwosciach.Szczególnie korzystnie jest jezeli predkosc do¬ prowadzania wlókien bez konca jest wieksza niz predkosc przesuwu sita. W przypadku równoczes¬ nego uzycia do produkcji wlókien o okreslonej dlugosci korzystne jest równiez gdy predkosc do¬ prowadzania wlókien bez konca jest wieksza niz predkosc przeplywu masy materialowej.W niniejszym opisie pod okresleniem masa ma¬ terialowa nalezy rozumiec mase potrzebna do wy¬ tworzenia wstegi na maszynie papierniczej. Masa materialowa moze przy tym nie zawierac wlókien krótkich. Dla uzyskania specjalnych wlasciwosci produktu masa materialowa moze jednak takie krótkie wlókna zawierac.Dzieki temu wlókna bez konca zostaja w swym biegu zahamowane i ulozone w sposób nieregu¬ larny.Do wytwarzania wsteg sposobem wedlug wyna¬ lazku mozna stosowac wlókna z termoplastycznych tworzyw sztucznych zwlaszcza wlókna poliestro¬ we, poliakrylonitrylowe, poliamidowe i poliolefi- nowe, lub tez wlókna mineralne takie jak wlókna szklane albo azbestowe, korzystnie obciazone ter¬ moplastycznymi tworzywami sztucznymi. Ma to te zalete, ze mozna uzyskac zwiekszenie wytrzy¬ malosci podczas dalszych zabiegów technologicz¬ nych, na przyklad podczas kalandrowania na go¬ raco, gdyz poszczególne wlókna lacza sie ze soba, co powoduje oczywiscie podniesienie wytrzymalosci mechanicznej. Okazalo sie równiez, ze celowe jest zastosowanie wlókien bez konca z regenerowanej celulozy, takiej jak reyon.Doprowadzanie wlókien bez konca w sposobie wedlug wynalazku mozna zrealizowac przez wy¬ tlaczanie wielu pojedynczych wlókien bez konca z tworzyw sztucznych bezposrednio do masy ma¬ terialowej, na skutek czego w masie tej tworzy sie gesta warstwa wlókien bez konca. Wlókna bez konca moga byc równiez prowadzone w postaci pasma, którego uklad w masie zalezy od zastoso¬ wanych czynników regulujacych przeplyw.Aby uzyskac ruch wzgledny pomiedzy dopro¬ wadzanymi wlóknami bez konca i sitem maszyny papierniczej mozna wprowadzic w ruch urzadze¬ nia, sluzace do doprowadzania wlókien bez konca lub tez urzadzenia sluzace do doprowadzania pasm wlókien bez konca. Najkorzystniej jest gdy ruchy te odbywaja sie równolegle do powierzchni sita co najmniej na przestrzeni czesci szerokosci tego sita lub szerokosci doplywu materialu.Wytrzymalosc tasm wytwarzanych sposobem we¬ dlug wynalazku mozna podniesc wydatnie jezeli wlókna bez konca doprowadza sie na sita w róz- 10 15 20 25 30 15 40 45 50 65 nych plaszczyznach, dzieki czenu; powstaje tasma wielowarstwowa. Korzystnie jest, gdy wlókna bez konca w poszczególnych plaszczyznach porusza sie wzgledem siebie i wzgledem sita. Rozmaite ruchy wzgledne mozna w prosty sposób uzyskac przez zastosowanie róznych predkosci doprowadzania wlókien w pojedynczych warstwach. Poniewaz ko- korzystnie jest gdy predkosc doprowadzania wló¬ kien jest wieksza niz predkosc przesuwu sita i/lub masy materialowej, uzyskuje sie rózne t:p do wiel¬ kosci przyhamowanie poszczególnych warstw wló¬ kien, a tym samym rózne ulozenie wlókien wzdluz sita.Inna mozliwoscia rozmaitego ukladania poszcze¬ gólnych warstw jest nadanie urzadzeniom dopro¬ wadzajacym wlókna bez konca ruchów bocznych posuwisto-zwrotnych. Mozna równiez stosowac obydwa wyzej wymienione zabiegi równoczesnie.Dla doprowadzania materialu w róznych plasz¬ czyznach, mozna zastosowac wlot dla materialu, przedzielony kilkoma poziomymi przegrodami. Przy zastosowaniu dwóch przegród mozna na przyklad uzyskac wstege trójwarstwowa, której zewnetrzne powierzchnie sa wykonane z wlókien bez konca, a srodkowa warstwa jest utworzona z runa, skla¬ dajacego sie z krótkich wlókien.Przez zastosowanie takiego systemu mozna w ro¬ zmaity sposób modulowac wlasciwosci wyrobu, zwlaszcza pod wzgledem wytrzymalosci na zry¬ wanie w kierunku wzdluznym i poprzecznym wstegi.Mozliwosc modulowania wlasciwosci produktu mozna zwiekszyc przez dobór róznych grubosci warstw z wlókien bez konca, przy czym przez do¬ datek wlókien krótkich do masy materialowej mo¬ zna dodatkowo zwiekszyc ilosc mozliwych do uzy¬ skania kombinacji. Mozna wiec na przyklad do wyrobu poszczególnych warstw wstegi uzyc wlókna bez konca z róznych materialów, o róznej grubos¬ ci, o róznej ilosci itd.Wedlug wynalazku mozna pasmo równolegle ulozonych i nieprzedzonych pojedynczych wlókien wprowadzac do kanalu, w którym plynie z duza predkoscia strumien wody. Wolny koniec tego ka¬ nalu ma wylot umieszczony ponizej powierzchni wody, W wyzej opisanym kanale pasmo wlókien bez konca zostaje rozdzielone na pojedyncze wlókna.Dzieki umieszczeniu wylotu kanalu ponizej powie¬ rzchni wody nie nastepuje porywanie banieczek. powietrza, które oddzialywuja szkodliwie na two¬ rzenie sie wstegi. Przez regulacje predkosci stru¬ mienia wody w kanale doprowadzajacym mozna wplywac na stopien rozdzielenia pasma wlókien i na predkosc wyplywu pasma z wlókien bez kon¬ ca. Korzystnie jest przy tym jezeli strumien wody w kanale doprowadzajacym jest prowadzony z wy¬ eliminowaniem ruchów obrotowych wokól osi ka¬ nalu. Ma to ha celu unikniecie skrecania sie wló¬ kien ze soba.W tym celu mozna uksztaltowac kanal dopro¬ wadzajacy w postaci prostokatnej, lub w przypad¬ ku uzycia kanalu o przekroju kolistym zastosowac^ dodatkowo przegrody prowadzace.51427 Aby wyeliminowac tworzenie sie lub porywanie banieczek powietrza wylot kanalu doprowadzaja¬ cego winien byc umieszczony pod powierzchnia wody. Szczególnie korzystnie jest, jezeli koniec wylotowy kanalu rozszerza sie w kierunku bocz¬ nym, a jego wysokosc zmniejsza sie. Rozszerzaja¬ ca sie czesc kanalu doprowadzajacego moze byc uksztaltowana w postaci dyszy, zwlaszcza jednak w postaci dyfuzora, to znaczy, ze otwór wylotowy winien byc wiekszy niz otwór wlotowy. Najko¬ rzystniej jest jezeli szerokosc kanalu doprowadza¬ jacego zwieksza sie równomiernie w kierunku wy¬ lotu. Na skutek rozszerzania sie kanalu doprowa¬ dzajacego strumien wody powoduje rozdzielenie pasma doprowadzanych wlókien bez konca na po¬ jedyncze wlókna, które ukladaja sie na «alej sze¬ rokosci kanalu.Szczególnie korzystnie jest jezeli za odcinkiem kanalu doprowadzajacego, w którym rozszerza sie on równomiernie znajduje sie koncowy odcinek, w którym kanal jest jeszcze bardziej rozszerzony.Dzieki temu uzyskuje sie równomierniejsze i jesz¬ cze silniejsze rozdzielenie wlókien pasma.Dobrze jest równiez jezeli szczelinowy otwór wylotowy kanalu doprowadzajacego jest w srodku nieco wyzszy niz na brzegach. Ta droga mozna uzyskac bardziej równomierne rozmieszczenie wlókien w wstedze. Korzystnie jest tez jezeli ka¬ nal doprowadzajacy jest nastawny we wszystkich kierunkach, na skutek czego mozna zmieniac odle¬ glosc wylotu tego kanalu od sita, kat pomiedzy kanalem a sitem itp.Najlepiej jest jezeli doprowadzenie tasmy wló¬ kien jest umieszczone w miejscu bezposrednio przed rozszerzeniem kanalu. Aby uzyskac równo¬ mierne rozdzielanie wlókien, króciec dopro¬ wadzajacy wlókna jest ustawiony pod katem ostrym do kierunku przeplywu strumienia w ka¬ nale. Króciec ten winien byc nastawny, by mozna bylo zmieniac kat jego ustawienia. Powinna istniec równiez mozliwosc osiowego przestawiania krócca aby umozliwic regulacje sily ciagnacej, wywieranej na wlókna na skutek predkiego przeplywu stru¬ mienia wody w kanale doprowadzajacym. Ta dro¬ ga równiez mozna wplywac na stopien rozdzielenia wlókien w kanale.Sposób i urzadzenie wedlug wynalazku objasnio¬ no na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sche¬ matycznie to urzadzenie w przekroju pionowym wzdluznym, a fig. 2 — to urzadzenie w widoku z góry.Urzadzenie wedlug wynalazku stanowi czesc skladowa maszyny papierniczej i sklada sie z wlo¬ towego koryta 1 dla surowca i sita 2. Za sitem 2, przebiegajacym w strefie koryta 1 w plaszczyznie pochylonej ku górze znajduja sie ssace skrzynki 3, w których podcisnienie mozna regulowac w spo¬ sób niezalezny. Ssace skrzynki 3 sluza do odwad¬ niania wstegi tworzacej sie na sicie 2.W korycie 1 ponizej powierzchni masy 4, dopro¬ wadzanej przewodem 5 jest usytuowany poziomy nastawny doprowadzajacy kanal, skladajacy sie z rury 6 i dyfuzora 7. Przekrój dyfuzora zwieksza sie równomiernie w kierunku wylotu, znajdujacego sie w poblizu sita 2. Równoczesnie zmniejsza sie wysokosc dyfuzora 7. Dyfuzor 7 ma wylot w posta¬ ci szczeliny. Szerokosc szczeliny w odcinku srod¬ kowym jest wieksza niz na brzegach. Korzystnie jest, gdy wielkosc otworu wylotowego jest regu- s lowana.Wylotowy otwór 11 w kanale 7 jest wyciety tak, ze jego krawedzie sa równolegle do sita 2. Odle¬ glosc miedzy krawedziami otworu 11 a pochylona powierzchnia sita 2 jest bardzo mala. Na górne} io stronie dyfuzora 7 w miejscu zamocowania konca rury 6 do dyfuzora 7 na odcinku 8 rury 6 jest za¬ instalowany króciec 9. Króciec 9 jest ustawiony pod katem ostrym do kierunku przeplywu cieczy w kanale doprowadzajacym. Moze on byc równiez 15 przesuwany wzdluz jego osi. Przez króciec 9 wpro¬ wadza sie do dyfuzora 7 pasmo równolegle ulozo¬ nych nieprzedzonych wlókien bez konca. Pasmo to zostaje porwane przez strumien predko plyna¬ cej wody w dyfuzorze 7. Na skutek zwiekszania 20 sie szerokosci przekroju w kierunku przeplywu zmniejsza sie predkosc przeplywu, co powoduje równomierne rozdzielanie poszczególnych wlókien na calej szerokosci dyfuzora. Po wyjsciu z dyfu¬ zora 7 poszczególne wlókna zostaja zatrzymane 25 w masie materialowej 4, znajdujacej sie w kory¬ cie 1. Przez to zatrzymanie poszczególne wlókna ukladaja sie w postaci petli i splatuja ze soba.Efekt ten zwieksza sie jeszcze dzieki temu, ze predkosc sita jest mniejsza niz predkosc dópro- 30 wadzania wlókien bez konca.Króciec 9 wchodzi do wnetrza odcinka 8, rury • i moze byc przesuwany w kierunku osiowym. Mo¬ zna tym regulowac sile pociagania poszczególnych wlókien, wywolywana strumieniem wody. W króccu 35 9 utrzymuje sie slup wody 10, dzieki czemu nie moze nastapic porywanie banieczek powietrza.Slup wody 10 utrzymywany jest na odpowiednim poziomie dzieki spietrzeniu zwrotnemu wody po¬ wodowanemu jej przeplywem w kanale 6. Juz 40 w miejscu spietrzania wody w króccu 9 nastepuje rozluznienie wlókien w doprowadzanym pasmie.Kanal doprowadzajacy mozna w korycie 1 prze¬ suwac w kierunku poziomym. Ta droga uzyskuje sie zmiane odleglosci wylotowego otworu 11 od pb- 45 chylonej powierzchni sita 2, a tym samym wply¬ wa sie na splatywanie sie wlókien przed strefa tworzenia wstegi. Dalsze mozliwosci wplywania na tworzenie sie wstegi istnieja w zmianie pred¬ kosci przeplywu wody w kanale doprowadzajacym, 50 przez regulacje predkosci przeplywu masy mate¬ rialowej, jak równiez predkosci przesuwania sita.Mozna równiez wplywac na tworzenie sie wstegi przez pochylanie kanalu doprowadzajacego jak równiez przez zmiane podcisnienia w skrzynkach 55 ssacych.W przypadku wytwarzania szerokich wsteg mo¬ zna zastosowac kilka doprowadzajacych kanalów usytuowanych jeden obok drugiego. W celu uzy¬ skania równomiernej grubosci wstegi mozna zasto- 60 sowac przerwy pomiedzy poszczególnymi otworami wylotowymi doprowadzajacych kanalów. Ma to na celu wyeliminowanie niekorzystnego nakladania sie na siebie ukladajacych sie w postaci petli wló¬ kien bez konca wychodzacych z róznych kanalów. 65 Aby jednak uzyskac wystarczajace polaczenie po-40 45 50 55 60 10. 11. 51427 7 miedzy poszczególnymi tasmami wlókien stosuje 7. sie w miejscach przerw po jednym kanale dopro¬ wadzajacym, przesunietym w kierunku pionowym w stosunku do kanalów sasiednich, przy takim 8. ukladzie brzegi poszczególnych otworów wylotom 5 wych powinny sie nieco pokrywac. Wylotowe ot¬ wory 11 sa przy tym tak uksztaltowane, ?e w za-* kresie pokrywania przechodzi mniejsza liczba wló- 9. kien niz w zakresie^ gdzie otwory wylotowe nie pokrywaja sie ze soba. Dzieki temu na calej sze- iq rokosci formowanej wstegi uzyskuje sie Jednako¬ wa jej grubosc. Tworzaca sie na sicie wstega zo¬ staje odwodniona za pomoca ssacych skrzynek 3, po czym wysuszona i dalej przerabiana w znany -sposób. Aby uzyskac zwiekszenie wytrzymalosci 15 i w celu modyfikowania wlasciwosci wstegi mozna w nastepnych zabiegach technologicznych stosowac znane srodki wykanczajace.Przyklad: W celu wytworzenia z wlókien wstegi o szerokosci 120 cm wprowadza sie do ka- 2o nalu doprowadzajacego dziesiec oddzielnych pasm wlókien, skladajacych sie z ulozonych równolegle i niesprzedzonych wlókien wiskozowych. Kaliber jednego pasma wynosi 4.000 den. Kaliber jednego wlókna wynosi 1,6 den. Równoczesnie doprowadza 25 12. sie jako mase materialowa mieszanine krótkich celulozowych wlókien cietych wraz z termopla¬ stycznymi wlóknami wiazacymi, majacymi niska 13. temperature topnienia. Calosc doprowadza sie do strefy tworzenia wstegi. Predkosc strumienia wody 30 ^w kanale doprowadzajacym wynosi 60 m/min, predkosc doprowadzania wlókien bez konca wy¬ nosi 40 m/min, a predkosc sita wynosi 30 m/min.Powstaje wstega o duzej wytrzymalosci i dobrych wlasciwosciach tekstylnych. 35 14. PL