ТРЕХСЛОЙНАЯ ТКАНЬ С ОСНОВНЫМИ НАСТИЛАМИ И ДВОЙНОЙ ВНУТРЕННЕЙ СВЯЗУЮЩЕЙ НИТЬЮ ОСНОВЫ
THREE-LAYER FABRIC WITH MAIN OVERLAYS AND DOUBLE INTERNAL LINKING THREAD OF WARP

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к бумажному производству. В частности настоящее изобретение относится к формующим тканям для формовочной части бумагоделательной машины.
Уровень техники
При изготовлении бумаги волокнистое целлюлозное полотно формируют осаждением волокнистой пульпы, т.е. водно-дисперсионного раствора целлюлозных волокон, на движущуюся формующую ткань в формовочной части бумагоделательной машины. Через эту ткань из пульпы отводят большое количество воды, оставляя на поверхности ткани волокнистое целлюлозное полотно.
Сформованное таким образом полотно поступает из формовочной части в прессовую, в которой рядами расположены прессовые валы. Волокнистое целлюлозное полотно, поддерживаемое прессовой тканью или, как это часто имеет место, расположенное между двумя такими прессовыми тканями, проходит через прессовые валы. В этих валах указанное полотно подвергают сжатию, которое приводит к удалению из него воды и вызывает слипание целлюлозных волокон, в результате которого оно превращается в бумажный лист. Прессовая ткань или ткани принимают в себя воду, которая в идеальном случае не поступает обратно в бумажный лист.
На последнем этапе бумажный лист направляют в сушильную часть, которая содержит по меньшей мере один ряд вращаемых сушильных барабанов или цилиндров, нагреваемых изнутри паром. Сформованный бумажный лист, плотно прижимаемый сушильной тканью к поверхности барабанов, последовательно направляют по волнообразной траектории вокруг каждого барабана в ряду. Нагревание барабанов приводит к уменьшению содержания воды в бумажном листе в результате испарения.
Следует иметь в виду, что используемые в бумагоделательной машине формовочные, прессовые и сушильные ткани имеют форму бесконечных петель и работают по принципу конвейера. Следует также понимать, что изготовление бумаги является непрерывным процессом, который протекает со значительной скоростью, т.е. в то время как в формовочной части волокнистую пульпу непрерывно осаждают на формующую ткань, только что изготовленный бумажный лист непрерывно скручивают в рулоны на выходе из сушильной части.
Прессовые ткани также участвуют в формировании поверхности бумажного листа. То есть их поверхность выполняют гладкой и равномерно упругой, так чтобы при прохождении бумаги через прессовые валы придавать ей гладкую поверхность без маркировки.
Прессовые ткани принимают большое количество воды, извлеченной прессовыми валами из влажной бумаги. Для этого в прессовой ткани должно быть предусмотрено пространство, обычно называемое объемом пустот, служащее для поступления воды, а сама ткань для эффективного функционирования должна обладать соответствующей водной проницаемостью. И наконец, прессовые ткани должны быть выполнены с возможностью предотвращения возврата в бумагу воды, принятой из влажной бумаги, и повторного ее увлажнения после выхода из прессового вала.
Тканые материалы могут иметь различную форму. Например, они могут быть вытканы в виде бесконечного замкнутого полотна или в виде плоского полотна с последующим соединением в бесконечное полотно посредством шва.
Настоящее изобретение относится в частности к формующим тканям, используемым в формовочной части. Формующие ткани играют важную роль при производстве бумаги. Одной из их функций, как указывалось выше, является формирование и транспортировка бумажного продукта к прессовой части.
Помимо этого, однако, функциями формующих тканей также является удаление воды и формирование бумажного полотна. Структура формующей ткани должна быть такова, чтобы они, с одной стороны, пропускали воду (т.е. имели регулируемую скорость дренирования), а с другой стороны, предотвращали прохождение волокон и других твердых частиц вместе с водой через ткань. При этом если дренирование происходит слишком быстро или слишком медленно, то страдает качество бумажного полотна и снижается производительность бумагоделательной машины. Поэтому для регулирования скорости дренирования внутри формовочной ткани образуют пустоты для отвода воды, так называемый объем пор.
В настоящее время имеется широкий ассортимент формующих тканей различных типов для удовлетворения требованиям бумагоделательных машин, для установки на которые они предназначены, для изготовления, соответственно, различных сортов бумаги. В общем случае формующие ткани имеют основу, обычно тканную из моноволокна, которая может быть однослойной или многослойной. Применяемые при производстве одежды бумагоделательных машин нити обычно экструдируют из какой-либо синтетической полимерной смолы, например полиамидной и полиэфирной смолы, как хорошо известно специалистам в области одежды бумагоделательных машин.
Структура формующих тканей, помимо всего прочего, представляет собой компромиссное решение между несущей способностью ткани как подложки для волокна и ее прочностью. Структура мелкоячеистых тканей позволяет обеспечить желаемые свойства поверхности формируемого бумажного полотна, однако такая конструкция может иметь недостаточную прочность, в результате чего снижается срок ее службы. С другой стороны, структура крупноячеистых тканей обеспечивает прочность ткани и длительный срок службы за счет ухудшения несущих свойств как подложки для волокна. С тем чтобы минимизировать недостатки таких компромиссных решений, а также оптимизировать как несущие свойства ткани, так и ее прочность, были разработаны многослойные ткани. Например, в двухслойных и трехслойных тканях формующая сторона выполняет функцию основы для волокна, в то время как сторона износа обеспечивает прочность и дренирование.
Кроме того, трехслойная структура позволяет изготавливать формующую сторону ткани отдельно от стороны износа. Благодаря такому независимому изготовлению трехслойная структура может обеспечивать лучшую поддержку волокна и создавать оптимальный внутренний объем пор. Таким образом, при помощи трехслойной ткани можно достичь лучшего отвода воды, чем при помощи однослойной или двухслойной ткани.
Трехслойные ткани, по существу, состоят из двух частей: формующего слоя и слоя износа, соединенных вместе связующими нитями. Целостность всей ткани в большей степени зависит от указанного соединения. Одним из недостатков трехслойных тканей является относительное смещение двух слоев, приводящее со временем к разрушению ткани. Кроме того, связующие нити могут нарушить структуру формующего слоя, что приводит к появлению на бумаге маркировки.
Настоящее изобретение описывает трехслойную формующую ткань, имеющую двойные внутренние связующие нити основы и расположенные на стороне износа основные настилы. Настоящее изобретение позволяет решить проблему абразивного износа на машинной стороне ткани и обеспечить хорошую несущую способность ткани при относительно малой ее толщине и соответствующем объеме пор.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, настоящее изобретение представляет собой формующую ткань, которая используется в формовочной части бумагоделательной машины и которая также может быть использована в прессовой и/или сушильной частях данной машины.
Предложенная ткань представляет собой трехслойную формующую ткань, которая содержит первый слой, образованный первым комплектом двойных продольных, проходящих в машинном направлении, нитей основы, переплетенных с первым комплектом поперечных, проходящих в направлении поперек движения ткани в машине, уточных нитей, и второй слой, образованный вторым комплектом продольных нитей основы, переплетенных со вторым комплектом поперечных уточных нитей. Указанные двойные продольные нити основы являются внутренними нитями первого слоя и переплетены со вторым комплектом поперечных уточных нитей для соединения второго слоя с первым. Второй комплект продольных нитей основы образует длинные настилы на наружной поверхности второго слоя. Первый слой является формующей стороной ткани, а второй слой является стороной износа. Выполненная таким образом трехслойная формующая ткань, имеющая двойную внутреннюю связующую нить основы и основные настилы, обладает повышенной стойкостью к изнашиванию стороны износа.
Еще одной особенностью предложенной ткани является то, что двойные продольные нити основы не являются внутренними для второго слоя. Двойные нити основы второго слоя служат для защиты связующей точки (точек) между слоями. Поскольку каждая уточная нить стороны износа проходит по меньшей мере под двумя последовательными нитями основы этой же стороны, последние могут быть охвачены сильнее для создания большей разности уровней поверхностей по сравнению с известными тканями.
Другие особенности настоящего изобретения заключаются в том, что ткань может иметь различное соотношение уточных нитей первого комплекта поперечных уточных нитей и второго комплекта поперечных уточных нитей. Длинные настилы могут иметь различную длину. Ткань может быть получена путем ткания в виде бесконечной ленты или путем плоского ткачества. Некоторые нити могут иметь различный диаметр и/или форму.
Далее следует подробное описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемый чертеж.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА
Для более полного понимания настоящего изобретения ниже дано описание со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором
изображен поперечный разрез трехслойной ткани с двойной внутренней связующей нитью основы и двойными основными настилами в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предложена трехслойная ткань, применяемая в формовочной части бумагоделательной машины. Указанная ткань состоит из верхнего, или формующего слоя, и нижнего слоя, или слоя износа. Каждый слой выполнен из переплетенных нитей, проходящих в машинном направлении, или нитей основы, и нитей, проходящих в направлении поперек движения ткани в машине, или уточных нитей. Таким образом, ткань выполнена из уточных нитей формующего слоя и уточных нитей слоя износа, а также нитей основы формующего слоя и нитей основы слоя износа.
Формующий слой и слой износа соединены вместе посредством нитей основы формующего слоя, переплетенных с уточными нитями формующего слоя и слоя износа. Указанные нити основы формующего слоя расположены парами и являются внутренними по меньшей мере для формующего слоя, а возможно и для обоих слоев. Таким образом, их называют двойными внутренними связующими нитями. Здесь термин «внутренний» означает, что нити вытканы таким образом, чтобы, с одной стороны, обеспечить несущую способность ткани как подложки для волокна в верхнем слое, а с другой стороны, обеспечить простое соединение одного слоя с другим.
Еще одной отличительной чертой настоящего изобретения является то, что нити основы в слое износа ткани вытканы с образованием длинных настилов на наружной поверхности стороны износа трехслойной ткани. В данном случае выражение «длинные настилы» означает, что нить основы проходит по меньшей мере под двумя уточными нитями на поверхности стороны износа. Таким образом, указанные длинные настилы могут проходить под двумя, тремя, четырьмя и более нитями на стороне износа. Эти длинные настилы также называют основными настилами. Настилы являются основными контактными площадками между тканью и бумагоделательной машиной. Для создания настилов могут быть использованы различные нити основы или их сочетания, например, нити основы стороны износа, или нити основы формующей стороны, или основные нити как стороны износа, так и формующей стороны. Кроме того, каждая из нитей основы несущей стороны и/или формующей стороны или только часть из них могут быть использованы для формирования основных настилов. Длина настилов также может быть различной. Поскольку данные настилы проходят в машинном направлении и обеспечивают относительно гладкую поверхность ткани, они уменьшают абразивный износ ткани, вызываемый ее контактом с неподвижными элементами бумагоделательной машины. Другими словами, основные настилы предложенной ткани обеспечивают повышенную стойкость к изнашиванию. Кроме того, основные настилы способствуют снижению нагрузки на бумагоделательные машины, использующие данный вид ткани.
На чертеже изображен поперечный разрез трехслойной ткани с двойной внутренней связующей нитью основы и основными настилами в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения. Более конкретно, чертеж изображает контуры нитей основы в формующем слое и слое износа для двух внутренних связующих нитей W11 и W12. Двойные нити основы W11 и W12 вытканы таким образом, что являются внутренними для формующего слоя и переходят в слой износа для его присоединения. Нить основы W11 присоединяет слой износа возле уточной нити 23, а нить основы W12 возле уточной нити 8. Указанная ткань имеет соотношение уточных нитей 2:1, что подтверждается тем, что в формующем слое находится в два раза больше уточных нитей (например, 1, 3, 4, …), чем в слое износа (например, 2, 5, 8, …). Нить основы W1 слоя износа и нить основы W2 слоя износа вплетаются в слой износа и формируют двойные нити основы с длинными настилами, проходящими от уточной нити 2 до уточной нити 11 и от уточной нити 17 до уточной нити 26. Хотя на чертеже изображены настилы, охватывающие 4 уточных нити, могут быть использованы настилы и другой длины, охватывающие более 2 нитей. Кроме того, нити основы слоя износа могут быть как двойными, так и недвойными.
Дополнительным преимуществом настоящей ткани является относительно высокая эффективность процесса ткачества, уменьшенные углубления на формующей поверхности (в первую очередь, благодаря использованию связующих нитей основы, а не уточных нитей), относительно малая толщина и соответствующий объем пор. Настоящая ткань также сравнительно легко очищается, имеет относительно долгий средний срок эксплуатации и при ее перемещении в бумагоделательной машине оказывает сравнительно малую нагрузку на привод этой машины благодаря длинным настилам на стороне износа, контактирующим с элементами машины в перпендикулярном направлении.
Другими особенностями настоящего изобретения является то, что структура ткани может иметь соотношение уточных нитей на формующей стороне и стороне износа 1:1, 2:1, 3:1, 3:2 или любое другое. Настоящая ткань может также содержать нити различного диаметра и формы. Например, нити формующей стороны могут быть меньшего диаметра, чем нити стороны износа. Также могут быть использованы различные комбинации размеров нитей основы и уточных нитей. Кроме того, нити основы и/или уточные нити могут быть расположены друг над другом. Например, уточные нити формующей стороны могут быть уложены или не уложены над уточными нитями стороны износа. Очевидно, что данные примеры являются лишь иллюстративными примерами изобретения и не ограничивают его.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения ткань содержит только мононити. Поперечные и продольные нити могут иметь поперечное сечение круглой формы одного диаметра или разных диаметров. Кроме того, поперечные и продольные нити могут иметь разные диаметры на формующей стороне и стороне износа. В предпочтительном варианте осуществления изобретения поперечные и продольные нити формующей стороны имеют меньший диаметр, чем поперечные и продольные нити стороны износа. Однако в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы сочетания нитей различного диаметра. Кроме того, в дополнение к круглому поперечному сечению одна или несколько нитей могут иметь сечение другой формы, например, прямоугольной или некруглой.
Нити могут быть мононитями круглого сечения, полученными из любых синтетических полимерных смол, используемых в производстве подобных нитей для одежды бумагоделательной машины. Полиэфир и полиамид представляют собой лишь два примера таких материалов.
Для специалистов в данной области очевидны варианты описанного выше изобретения, которые могут быть осуществлены в пределах его сущности и объема, охватываемые приводимой формулой изобретения.