Сушильная ткань с воздушными каналами на тыльной стороне

Сушильная ткань с воздушными каналами на тыльной стороне

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к производству бумаги. В частности, данное изобретение относится к ткани для изготовления бумаги или сушильной ткани для использования в сушильной секции бумагоделательной машины, такой как сушильная секция с одним прогоном.

Во время процесса изготовления бумаги образуется волоконная лента посредством осаждения волоконной пульпы на формирующей ткани в секции формования бумагоделательной машины. Большое количество воды стекает из пульпы через формирующую ткань, оставляя на ее поверхности волоконную ленту.

Вновь образованная лента проходит из секции формования в секцию прессования, которая включает ряды прижимов. Волоконная лента проходит через прижимы с опорой на прессовальную ткань или часто между двумя прессовальными тканями. В прижимах на волоконную ленту воздействуют силы сжатия, которые выжимают воду из нее. Эта вода входит в прессовальную ткань или в ткани и в идеальном случае не возвращается в ленту.

Лента, являющаяся теперь листом, проходит, наконец, в сушильную секцию, которая включает, по меньшей мере, один ряд вращающихся сушильных барабанов или цилиндров, которые нагреваются изнутри водяным паром. Лист направляется по извилистому пути последовательно вокруг каждого барабана в ряду с помощью одной или более сушильных тканей, которые удерживают его с прижиманием к поверхности барабанов. Нагретые барабаны уменьшают содержание воды листа до желаемого уровня за счет испарения.

В сушильной секции сушильные цилиндры могут быть расположены в верхнем и нижнем рядах или ярусе. Находящиеся в нижнем ярусе цилиндры расположены в шахматном порядке относительно находящихся в нижнем ярусе цилиндров, а не просто вертикально относительно друг друга. При прохождении листа через сушильную секцию он проходит попеременно между верхним и нижним ярусами с прохождением сначала вокруг сушильного цилиндра в одном из двух ярусов, затем вокруг сушильного цилиндра в другом ярусе и так далее последовательно через всю сушильную секцию.

Как показано на фиг.5, в сушильных секциях верхний и нижний ярусы сушильных цилиндров могут быть покрыты каждый отдельной сушильной тканью 99. В такой ситуации бумажный лист 98, подвергаемый сушке, проходит без поддержки по пространству или "карману" между каждым сушильным цилиндром и следующим сушильным цилиндром на другой ярус.

В сушильной секции с единственным ярусом может использоваться единственный ряд цилиндров вместе с несколькими направляющими цилиндрами или роликами. Направляющие ролики могут быть сплошными или иметь отверстия.

Для увеличения скорости изготовления и для минимизации помех для листа используются сушильные секции с одним прогоном для транспортировки листа, подвергаемого сушке, с высокими скоростями. В сушильной секции с одним прогоном, такой как показана на фиг.6, бумажный лист 198 транспортируется с использованием единственной сушильной ткани 199, которая проходит по извилистому пути последовательно вокруг сушильных цилиндров 200 в верхнем и нижнем ярусах.

Понятно, что в сушильной секции с одним прогоном сушильная ткань удерживает бумажный лист, подвергаемый сушке, с прижиманием непосредственно к сушильным цилиндрам в одном из двух ярусов, обычно в верхнем ярусе, но проносит его вокруг сушильных цилиндров в нижнем ярусе. Обратный путь ткани проходит над верхними сушильными цилиндрами. С другой стороны, некоторые сушильные секции с одним прогоном имеют противоположную конфигурацию, в которой сушильная ткань удерживает бумажный лист с прижиманием непосредственно к сушильным цилиндрам в нижнем ярусе, но проносит его вокруг верхних цилиндров. В этом случае возвратный ход ткани находится под нижним ярусом цилиндров. В любом случае образуется клин сжатия за счет воздуха, увлекаемого поверхностью тыльной стороны движущейся сушильной ткани в сужающемся пространстве, где движущаяся сушильная ткань приближается к сушильному цилиндру. В результате увеличения давления в клине сжатия воздух проходит наружу через сушильную ткань. Этот поток воздуха в свою очередь отодвигает бумажный лист от поверхности сушильной ткани, т.е. к явлению, известному как "отекание". Стекание может уменьшать качество изготавливаемого бумажного изделия за счет растрескивания кромок. Стекание может также приводить к уменьшению производительности машины, если оно приводит к разрывам листа.

На многих бумагоделательных заводах эту проблему пытаются решить посредством выполнения с помощью машинной обработки канавок в сушильных цилиндрах или роликах или посредством добавления к указанным сушильным роликам источника вакуума. Оба этих способа позволяют удалять воздух, захватываемый в клин сжатия, без прохождения через сушильную ткань, хотя оба способа являются дорогими.

Данное изобретение обеспечивает решение этой проблемы в виде сушильной ткани, имеющей пустой объем на поверхности, которая не приходит в контакт с бумажной лентой, т.е. на поверхности тыльной стороны. Пустой объем позволяет воздуху, увлекаемому в клин сжатия, куда-то проходить, не проходя через ткань.

Сущность изобретения

В соответствии с этим, данное изобретение относится к сушильной ткани, хотя оно может находить применение в любой из секций - формирующей, прессовальной и сушильной бумагоделательной машины.

Ткань для изготовления бумаги содержит первый слой и второй слой поперечных направлению машины нитей (поперечных нитей). С поперечными нитями переплетены проходящие в направлении машины нити (продольные нити).

Продольные нити предусмотрены группами, по меньшей мере, из двух смежных продольных нитей. Каждая группа имеет первую продольную нить и, по меньшей мере, одну вторую продольную нить.

Первая продольная нить в каждой группе переплетена с поперечными нитями первого и второго слоев двойным переплетением, связывающим лишь с одной поперечной нитью первого слоя и лишь с одной поперечной нитью второго слоя при таком переплетении.

Вторая продольная нить или нити в каждой группе также переплетены с поперечными нитями первого и второго слоев двойным переплетением. Когда группа включает более одной второй продольной нити, то они переплетаются с поперечными нитями рядом друг с другом как одна нить. Вторая продольная нить или нити связываются лишь с одной поперечной нитью первого слоя при переплетении с ним, но проходит с образованием канавки по меньшей мере над двумя следующими поперечными нитями второго слоя при переплетении с ним.

Первая продольная нить в каждой группе находится между одной или более вторыми продольными нитями в той же группе и второй продольной нитью смежной группы. Таким образом, первые продольные нити образуют непрерывные воздушные каналы между вторыми продольными нитями, разделяемыми ими.

Ткань расположена в сушильной секции в виде бесконечной ленты, так что непрерывные воздушные каналы остаются на ее внутренней или тыльной поверхности. Непрерывные воздушные каналы обеспечивают пустой объем для воздуха, увлекаемого в клин сжатия, образованный между тканью и сушильным цилиндром, когда ткань используется в сушильной секции, такой как сушильная секция с одним прогоном.

Краткое описание чертежей

Ниже приводится более подробное описание изобретения со ссылками на чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - тыльная поверхность ткани для изготовления бумаги согласно одному варианту выполнения изобретения, вид сверху;

фиг.2 - находящаяся в контакте с бумагой поверхность ткани для изготовления бумаги согласно фиг.1, вид сверху;

фиг.3А - разрез в направлении основы по линии 3-3 на фиг.1;

фиг.3В - разрез ткани для изготовления бумаги согласно другому варианту выполнения изобретения;

фиг.4 - разрез в направлении утка по линии 4-4 на фиг.1;

фиг.5 - разрез сушильной секции; и

фиг.6 - разрез сушильной секции с одним прогоном.

Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения

На фиг.1 показана тыльная поверхность 12 ткани 10 для изготовления бумаги согласно данному изобретению. На фиг.1 показаны машинное направление (MD) и поперечное машине направление (CD). Расстояние между нитями ткани 10 для изготовления бумаги на этой и другой фигурах показаны для ясности преувеличенно. На фиг. 1 показаны два повтора узора переплетения рядом друг с другом.

На фиг.3А показан разрез по линии 3-3 на фиг.1. Следует отметить, что ткань включает два слоя поперечных нитей. Поскольку ткань 10 может быть соткана плоской и затем соединена в бесконечную ленту со швом, то поперечные нити являются уточными или заполнительными нитями в процессе изготовления ткани 10, Первый слой 14 поперечных нитей включает поперечные нити 21, 23, 25, 27, 29, 31, в то время как второй слой 16 поперечных нитей включает поперечные нити 22, 24, 26, 28, 30, 32. Как показано на фиг.1 и 3А, поперечные нити в двух слоях 14, 16 не находятся в вертикально штабелированном положении. Вместо этого они чередуются друг с другом в машинном направлении ткани 10 так, что оба слоя видны на представленном на фиг.1 виде. В действительности поперечные нити 21, 23, 25, 27, 29, 31 первого слоя 14 могут быть едва видны на тыльной поверхности 12 реальной ткани 10, поскольку расстояния между нитями является довольно малым.

Показанные на фиг.1 продольные нити 41-52, которые являются нитями основы в процессе изготовления ткани, могут быть плоскими моноволоконными нитями, имеющими поперечное сечение, по существу, прямоугольной формы. Форма поперечного сечения продольных нитей 41-42 показана на фиг.4, при этом разрез выполнен в направлении утка по линии 4-4 на фиг.1.

Продольные нити 41-52 расположены группами из трех нитей, в которых две продольные нити скручены и переплетены как одна нить с поперечными нитями 21-32. А именно, продольные нити 42, 43, продольные нити 45, 46, продольные нити 48, 49 и продольные нити 51, 52 скручены в пары, которые отделены от смежных продольных нитей продольными нитями 41, 44, 47, 50. Эти последние продольные нити 41, 44, 47, 50 образуют непрерывные воздушные каналы 60 на тыльной поверхности 12 ткани 10, как будет описано ниже.

Скрученные пары продольных нитей образуют длинные наплывы на тыльной поверхности 12 ткани 10. А именно, продольные нити 42, 43 проходят под поперечными нитями 21 и поперечными нитями 22, над поперечными нитями 23-31 и под поперечными нитями 32 при каждом повторении узора переплетения, при этом продольные нити 42, 43 проходят с образованием наплывов над четырьмя последовательными поперечными нитями 24, 26, 28, 30 второго слоя 16 на тыльной поверхности 12 ткани 10. Продольные нити 48, 49 переплетены так же, как продольные нити 42, 43.

Аналогичным образом продольные нити 45, 46 проходят над поперечными нитями 21-25, под поперечными нитями 26-28 и над поперечными нитями 29-32 при каждом повторении узора переплетения, за счет чего продольные нити 45, 46 проходят с образованием наплыва над четырьмя последовательными поперечными нитями 30, 32, 22, 24 второго слоя 16 на тыльной поверхности 12 ткани 10. Продольные нити 51, 52 переплетены так же, как продольные нити 45, 46. Наплывы, образованные продольными нитями 45, 46 и продольными нитями 51, 52, сдвинуты в машинном направлении от наплывов, образованных продольными нитями 42, 43 и продольными нитями 48, 49, на шесть поперечных нитей.

Продольные нити 41, 44, 47, 50, которые отделяют скрученные пары продольных нитей друг от друга, проходят над тремя поперечными нитями и под следующими тремя поперечными нитями с повторяющимся узором. А именно, продольные нити 41,47 проходят над поперечными нитями 21, 22, 23, под поперечными нитями 24, 25, 26, над поперечными нитями 27, 28, 29 и под поперечными нитями 30, 31, 32 при каждом повторении узора переплетения. С другой стороны, продольные нити 44, 50 проходят над поперечной нитью 21, под поперечными нитями 22, 23, 24, над поперечными нитями 25, 26, 27, под поперечными нитями 28, 29 30 и над поперечными нитями 31, 32. Таким образом, продольные нити 44, 50 переплетены с поперечными нитями со сдвигом в машинном направлении относительно переплетения продольных нитей 41, 47 на две поперечные нити.

Как показано на фиг.1 и 3А, продольная нить 41 и продольная нить 47, которые переплетены одинаковым образом, не образуют длинной канавки на тыльной поверхности 12 ткани 10. Вместо этого продольные нити 41, 47 проходят над поперечными нитями 22, 28 второго слоя 16 и пытаются оттягивать поперечные нити 22, 28 внутрь относительно тыльной стороны 12, так что точки перелома, образованные продольными нитями 41, 47 при переплетении с поперечными нитями 22, 28, находятся внутри от наплывов, образованных продольными нитями 42, 43; 45, 46; 48, 49 и 50, 51. В результате продольные нити 41, 47 защищены от нагревания и износа на тыльной поверхности 12 ткани 10.

Аналогичным образом переплетены продольные нити 44 и продольные нити 50, т.е. они не образуют длинные наплывы на тыльной поверхности 12 ткани 10. Вместо этого продольные нити 44,50 проходят над поперечными нитями 26, 32 второго слоя 16 и оттягивает поперечные нити 26, 32 внутрь относительно тыльной стороны 12, так что точки перелома, образованные продольными нитями 44, 50 при переплетении с поперечными нитями 26, 32, расположены также внутри от наплывов, образованных продольными нитями 42, 43; 45, 46; 48, 49 и 50, 51. В результате продольные нити 44, 50 также защищены от нагревания и износа на тыльной стороне 12 ткани 10.

Поскольку точки перелома, образованные при прохождении продольных нитей 41, 47 над поперечными нитями 22, 28, и при прохождении продольных нитей 44,50 над поперечными нитями 26, 32, находятся внутри от длинных наплывов, образованных продольными нитями 42, 43; 45, 46; 48, 49 и 51, 52, продольные нити 41, 44, 47, 50 образуют непрерывные воздушные каналы 60 между этими объединенными парами. Непрерывные воздушные каналы 60 обеспечивают решение проблемы «стекания» в сушильных секциях, таких как сушильные секции с одним прогоном. Непрерывные воздушные каналы 60, которые ориентированы в машинном направлении, выполняют ту же функцию, что и снабженные наплывами сушильные ролики. То есть они обеспечивают объем для воздуха, увлекаемого и захватываемого в клин сжатия, что уменьшает тенденцию прохождения воздуха полностью через ткань 10, что может приводить к «стеканию». Пустой объем, обеспечиваемый непрерывными воздушными каналами 60, отличается от пустого объема в других структурах сушильной ткани, как тканых, так и со спиральными связями, поскольку пустой объем является непрерывным. Большинство сушильных тканей имеют некоторый пустой объем, но пустой объем обычно обеспечивается в отдельных прерывистых порах или отверстиях в ткани. Согласно данному изобретению, пустой объем является непрерывным в заданном направлении, таком как машинное направление.

На фиг.2 показана находящаяся в контакте с бумагой поверхность 18 ткани 10, которая является обратной показанной на фиг.2 поверхности. Фиг.2 и 3А вместе показывают, что продольные нити 41-52 соединены с единственной поперечной нитью 21, 23, 25, 27, 29, 31 первого слоя 14 при каждом переплетении с первым слоем 14. А именно, продольные нити 41, 47 связываются с поперечными нитями 25, 31 при их переплетении дважды с первым слоем 14 при каждом повторении узора переплетения. Аналогичным образом продольные нити 44, 50 связываются с поперечными нитями 23, 29 при их переплетении с первым слоем 14 дважды при каждом повторении узора переплетения. С другой стороны, сдвоенные пары продольных нитей 42, 43, 48, 49 связываются с поперечной нитью 21 при их переплетении с первым слоем 14 один раз при каждом повторении узора переплетения, поскольку скрученные пары продольных нитей 45, 46; 51, 52 связываются с поперечной нитью 27 при их переплетении с первым слоем 14 один раз при каждом повторении узора переплетения. В результате поперечные нити 21, 23, 25, 27, 29, 31 образуют большинство площади, находящейся в контакте с бумагой поверхности 18 ткани, при этом поверхность 18 можно подходящим образом описать как закрытую поверхность. Действительно, поперечные нити 22, 24, 26, 28, 30, 32 второго слоя 16 едва видимы на находящейся в контакте с бумагой поверхности 18 реальной ткани 10, поскольку расстояния между нитями являются довольно малыми. В любом случае находящаяся в контакте с бумагой поверхность 18 ткани 10 с преобладанием поперечных нитей защищает продольные нити 41-52 от нагревания и износа.

В качестве альтернативного решения к описанному выше расположению поперечные и продольные нити могут быть расположены с образованием так называемой монопланной поверхности, в которой как поперечные, так и продольные нити образуют находящуюся в контакте с бумагой поверхность. Такое выполнение монопланной поверхности не влияет на воздушные каналы.

Ткань 10 предпочтительно содержит лишь моноволоконные нити. А именно, поперечные нити могут быть не загрязняющимся полиэфирным моноволокном. Такое не загрязняющееся моноволокно может быть более деформируемым, чем стандартный сложный полиэфир, и в результате обеспечивает более простое плетение ткани, имеющей относительно низкую проницаемость (такую как 100 CFM) по сравнению с более трудно деформируемыми нитями. Поперечные нити могут иметь круговую форму поперечного сечения с одним или несколькими различными диаметрами. Например, поперечные нити 24, 30 могут иметь диаметр 0,90 мм, в то время как поперечные нити 21-23, 25-29, 31, 32 могут иметь диаметр 0,50 мм или 0,60 мм. То есть, поперечные нити 24, 30 могут иметь больший диаметр, чем другие поперечные нити 21-23, 25-29, 31, 32, как показано на фиг.1, 2, 3А и 4. При прохождении скрученных пар продольных нитей 42, 43; 45, 46; 48, 49; и 51, 52 над поперечными нитями 24, 30, когда они приходят сверху или снизу к поперечным нитям 21, 27 в первом слое 14, больший диаметр поперечных нитей 24, 30 обеспечивает дополнительную глубину непрерывных воздушных каналов 60. В качестве альтернативного решения, как показано на фиг.3В, все поперечные нити (т.е. поперечные нити 21-32) могут иметь каждая одинаковый диаметр, такой как 0,80 мм. Продольные нити 41-52 могут быть плоскими моноволоконными нитями с, по существу, прямоугольной формой поперечного сечения. Например, продольные нити 41-52 могут иметь, по существу, прямоугольные поперечные сечения с размером 0,44 мм на 0,88 мм, при этом более длинный размер лежит параллельно плоскости тыльной поверхности, как показано на фиг.4.

Ткань 10 может быть соткана с раппортом переплетения с 6 ремизками, хотя в альтернативном варианте выполнения ее можно ткать с раппортом переплетения с 4 ремизками с использованием единичных продольных нитей большой ширины вместо скрученных пар продольных нитей, показанных на чертежах.

Поперечные нити 21-32 могут быть моноволоконными нитями с круглым поперечным сечением из любых синтетических полимерных смол, используемых для изготовления таких нитей для тканей для бумагоделательных машин. Сложные полиэфиры и полиамиды являются лишь двумя примерами таких материалов. Другими примерами таких материалов являются полифениленсульфид (PPS), который предлагается в торговле под названием RYTON®, и модифицированный, стойкий к нагреванию, гидролизу и загрязнениям сложный полиэфир из множества раскрытых в патенте США №5169499 полиэфиров, используемых в сушильных тканях и предлагаемых фирмой Albany International Corp. под торговой маркой THERMONETICS®. Такие волокна имеют заторможенную карбоксильную группу и являются сополимером терефталевой кислоты, 1,4-диметилолциклогексана и изофталевой кислоты. Идея патента США №5169499 включается в данное описание в качестве ссылки. Кроме того, можно использовать также такие материалы, как поли(пиклогександиметилен-терефталатизофталат) (РСТА), полиэфирэфиркетон (PEEK) или другие.

Кроме того, дополнительно к круглой форме поперечного сечения, одна или более поперечных нитей могут иметь другие формы поперечного сечения, такие как прямоугольное поперечное сечение или не круглое поперечное сечение.

Как указывалось выше, продольные нити 41-52 могут быть плоскими моноволоконными нитями с, по существу, прямоугольной формой поперечного сечения. В качестве альтернативного решения, некоторые или все такие продольные нити могут иметь другие формы поперечного сечения, такие как круглая форма поперечного сечения или не круглая форма поперечного сечения. Дополнительно к этому, продольные нити 41-52 могут быть выполнены их любых синтетических полимерных смол, используемых для изготовления тканей для бумагоделательных машин. Сложные полиэфиры и полиамиды являются лишь двумя примерами, наряду с указанными выше другими материалами.

Ткань 10 можно использовать в сушильных секциях с одним прогоном или с одним ярусом. В качестве альтернативного решения ткань 10 можно использовать в других типах сушильных секций, как показано на фиг.5. Понятно, что в таких ситуациях ткани 99 заменяются тканями 10.

Для специалистов в данной области техники очевидны различные модификации к указанному выше, однако такие модификации входят в объем данного изобретения. Например, в то время как ткань 10 обычно соткана плоской и ее необходимо соединять в бесконечную ленту для использования в сушильной секции бумагоделательной машины, можно изготавливать также ткань 10 с помощью бесконечного переплетения, при этом в этом случае продольные нити 41-52 будут нитями утка во время процесса изготовления ткани, а поперечные нити 21-32 - нитями основы. Последующая формула изобретения должна охватывать такую ситуацию.

1. Ткань для изготовления бумаги, содержащая первый слой и второй слой нитей, поперечных машинному направлению; систему продольных нитей, проходящих в машинном направлении, при этом продольные нити предусмотрены группами по меньшей мере из двух смежных продольных нитей, каждая группа имеет первую продольную нить и по меньшей мере одну вторую продольную нить; в которой первая продольная нить в каждой группе переплетена с поперечными нитями первого и второго слоев двойным переплетением, при этом первая продольная нить связывается лишь с одной поперечной нитью первого слоя и лишь с одной поперечной нитью второго слоя при их переплетении; в которой вторая продольная нить в каждой группе также переплетена с поперечными нитями первого и второго слоев двойным переплетением, при этом вторая продольная нить связывается лишь с одной поперечной нитью первого слоя при переплетении с ним, но проходит с образованием наплыва по меньшей мере над двумя последовательными поперечными нитями второго слоя при переплетении с ним; и в которой первая продольная нить в каждой группе находится между одной второй продольной нитью в той же группе и второй продольной нитью смежной группы, при этом первые продольные нити образуют на тыльной стороне ткани непрерывные воздушные каналы между вторыми продольными нитями.

2. Ткань для изготовления бумаги по п.1, в которой по меньшей мере одна вторая продольная нить является двумя вторыми продольными нитями, при этом две вторые продольные нити являются скрученной парой, переплетенной в виде одной нити с поперечными нитями первого и второго слоев.

3. Ткань для изготовления бумаги по п.1, в которой продольные нити являются плоскими моноволоконными нитями с, по существу, некруглой формой поперечного сечения.

4. Ткань для изготовления бумаги по п.3, в которой продольные нити являются моноволоконными нитями, имеющими прямоугольную форму поперечного сечения.

5. Ткань для изготовления бумаги по п.3, в которой по меньшей мере некоторые из продольных нитей являются полиамидными нитями, полиэфирными нитями, нитями из полифениленсульфида, нитями из модифицированного, стойкого к нагреванию, гидролизу и загрязнениям сложного полиэфира, нитями из поли(пиклогександиметилен-терефталатизофталата) или нитями из полиэфирэфиркетона.

6. Ткань для изготовления бумаги по п.1, в которой поперечные нити являются моноволоконными нитями с круглой формой поперечного сечения.

7. Ткань для изготовления бумаги по п.6, в которой некоторые из поперечных нитей имеют больший диаметр, чем остальные из поперечных нитей в первом и втором слоях.

8. Ткань для изготовления бумаги по п.6, в которой по меньшей мере некоторые из поперечных нитей являются полиамидными нитями, полиэфирными нитями, нитями из полифениленсульфида, нитями из модифицированного, стойкого к нагреванию, гидролизу и загрязнениям сложного полиэфира, нитями из поли(пиклогександиметилен-терефталатизофталата) или нитями из полиэфирэфиркетона.

9. Ткань для изготовления бумаги по п.1, в которой поперечные нити первого слоя смещены в машинном направлении относительно поперечных нитей второго слоя так, что они не находятся в вертикально штабелированных положениях относительно друг друга.

10. Ткань для изготовления бумаги по п.1, в которой вторые продольные нити в каждой группе проходят с образованием наплыва над четырьмя последовательными поперечными нитями второго слоя при переплетении с ним.

11. Ткань для изготовления бумаги по п.1, в которой по меньшей мере некоторые из поперечных нитей являются моноволоконными нитями с не круглой формой поперечного сечения.