СУШИЛЬНАЯ ТКАНЬ С ТРЕУГОЛЬНЫМИ НИТЯМИ УТКА, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В ТЕХНОЛОГИИ СКВОЗНОЙ СУШКИ НАГРЕТЫМ ВОЗДУХОМ
DRYING CLOTH WITH TRIANGULAR WEFT THREADS USED IN TECHNOLOGY OF THROUGH DRYING WITH HEATED AIR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к бумажному производству, в особенности к сушильным тканям, используемым в технологии сквозной сушки нагретым воздухом в производстве объемных бумажных салфеток и полотенец, а также нетканых изделий и тканей.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Мягкие впитывающие бумажные изделия одноразового использования, такие как косметические салфетки и бумажные полотенца, стали неотъемлемой частью сегодняшней жизни в современных промышленно развитых странах. Хотя существует множество способов изготовления таких изделий, их производство начинается с формования целлюлозного полотна в формующей части бумагоделательной машины. Целлюлозное полотно формуется осаждением волокнистой пульпы, т.е. водной суспензии целлюлозных волокон, на движущуюся формующую ткань в формующей части бумагоделательной машины. Большое количество воды дренирует из пульпы через формующую ткань, оставляя на поверхности формующей ткани целлюлозное полотно.
Затем целлюлозное полотно перемещают на сушильную ткань или ленту, используемую в технологии сквозной сушки нагретым воздухом с помощью воздушного потока, создаваемого вакуумом или всасыванием, который изгибает полотно или заставляет его, по меньшей мере частично соответствовать рельефу поверхности сушильной ткани или ленты. За местом указанного перемещения полотно, переносимое на сушильной ткани или ленте, проходит через барабан сквозной сушки, где поток нагретого воздуха, направленный на полотно и сквозь сушильную ткань или ленту, сушит полотно до требуемого состояния. Для дальнейшей и полной сушки за барабаном сквозной сушки полотно может быть размещено на поверхности американского сушильного барабана и прижато к ней поверхностью сушильной ткани или ленты. Затем полностью высушенное полотно удаляют с поверхности американского сушильного барабана с помощью ракеля, который укорачивает или крепирует полотно и увеличивает его толщину. Затем укороченное полотно сматывают в рулоны для последующей обработки, включая соответствующую упаковку для отгрузки потребителям.
Как указано выше, существует много способов производства объемных бумажных салфеток, и вышеприведенное описание следует понимать как схему основных этапов, использующихся в некоторых способах. Например, не всегда требуется использование американского сушильного барабана, так как укорачивание требуется не всегда или для укорачивания полотна могут быть использованы другие средства, например «влажное крепирование».
Следует отметить, что сушильные ткани, используемые в технологии сквозной сушки нагретым воздухом, на бумагоделательной машине могут иметь форму бесконечной петли и работать наподобие конвейеров. Кроме того, следует учесть, что производство бумаги является непрерывным процессом, протекающим со значительной скоростью, т.е. в то время как в формующей части непрерывно наносят волокнистую пульпу на формующую сетку, после сушки только что изготовленное бумажное полотно непрерывно сматывают в рулоны.
Специалисту известно, что ткани имеют узор переплетения, повторяющийся в обоих направлениях, в направлении основы, или машинном направлении (МD), и направлении утка, или направлении, перпендикулярном к машинному (CD). Известно много видов текстильных тканей. Например, они могут быть вытканы бесконечными или гладкими с последующим сшиванием с образованием бесконечной петли. Специалисту также известно, что готовая ткань должна быть внешне однородной, т.е. на ней не должно быть скачкообразных изменений в узоре переплетения, приводящих к нежелательным свойствам сформованного бумажного полотна. Кроме того, любой наносимый рисунок на производимые бумажные салфетки, влияет на свойства бумаги.
Современные ткани, используемые в бумажном производстве, производятся в широком ассортименте с тем, чтобы удовлетворять требованиям бумагоделательных машин, на которые их устанавливают в соответствии с сортами производимой бумаги. Обычно они содержат вытканную из моноволокна несущую ткань и могут быть однослойными или многослойными. Обычно нити экструдированы из каких-либо синтетических полимерных смол, например полиамидной или полиэфирной, обычно используемых при изготовлении одежды бумагоделательных машин.
Настоящая заявка по меньшей мере частично относится к сушильным тканям или лентам, используемым на сушильном барабане сквозной сушки, в машине для производства объемных бумажных салфеток, но может иметь и другие назначения. Однако первоначально настоящая заявка относится к сушильной ткани, используемой в технологии сквозной сушки нагретым воздухом.
Кроме того, указанная ткань может получить применение в формовочной части бумагоделательной машины, используемой в производстве объемных бумажных салфеток или полотенец, для формования целлюлозных полотен, имеющих дискретные участки сравнительно низкой плотности бумаги на фоне общей сравнительно высокой постоянной плотности бумаги. Более того, подобного вида ткани могут использоваться для изготовления нетканых изделий и тканей, имеющих отдельные участки, на которых плотность волокон меньше, чем на соседних участках, благодаря чему рельеф поверхности нетканого изделия меняется, например вследствие процессов гидроспутывания. Для многих видов продукции очень важны такие свойства бумаги как впитывающая способность, прочность, мягкость и эстетический внешний вид, когда она используется по своему прямому назначению, в особенности если это косметические салфетки или туалетная бумага, бумажные полотенца, гигиенические салфетки или подгузники.
В производстве бумажных полотен для салфеток и полотенец в особенности важными характеристиками являются объем, прочность на разрыв в поперечном направлении, впитывающая способность и мягкость. Для того чтобы изготовить бумажный продукт с указанными характеристиками, часто ткань будет иметь такую структуру, при которой верхняя поверхность имеет изменения рельефа. Указанные изменения часто измеряют как разницу между плоскостями нити пряжи на поверхности ткани. Например, обычно разницу между плоскостями измеряют как разницу по высоте между выступающей нитью утка или нитью основы, или как разницу по высоте между местами переплетения ориентированных в машинном направлении нитей и нитей, ориентированных в направлении, перпендикулярном машинному, в плоскости поверхности ткани. Часто поверхность ткани имеет карманы, и в этом случае разницу между плоскостями измеряют как глубину кармана.
Способность к обезвоживанию промышленной ткани является первейшей необходимостью для ее использования, например, в технологии сквозной сушки нагретым воздухом. Стандартная структура сушильной ткани, используемой по технологии сквозной сушки нагретым воздухом в бумажном производстве для изготовления бумажных полотенец, имеет 5 зевов, рисунок переплетения 3×2. Указанная структура демонстрирует большую толщину и впитывающую способность бумажного листа, обеспечивая пониженную плотность бумаги. Обычно используемая в производстве туалетной бумаги другая структура имеет 5 зевов и рисунок переплетения 4×1, которая обеспечивает повышенную мягкость бумажного полотна. Обе структуры доказали устойчивость в условиях горячей, влажной среды воздушной сушки нагретым воздухом, обеспечивая улучшенные свойства бумажного полотна. Конструкторы ткани понимают, что также важна глубина кармана, создаваемая узором переплетения, поэтому были протестированы более толстые многослойные ткани. Однако указанные многослойные модели имеют некоторые серьезные недостатки, например повышенное содержание воды в ткани, так как они обычно удерживают больше воды, что ведет к увеличению времени сушки. Ключевым моментом при производстве бумажных полотен с низкой плотностью и высокой толщиной с использованием технологии сквозной сушки нагретым воздухом является глубина кармана ткани. Следовательно, именно глубина кармана ткани диктует толщину бумажного полотна. Изучение вышеуказанных структур показало, что как нити основы, так и нити утка главным образом отвечают за формирование глубины кармана, соответственно ограничивая рост толщины бумажного полотна. Например, в однослойных структурах нити утка лучше регулируют глубину кармана, чем нити основы. Таким образом, обнаружено, что замена традиционных круглых нитей утка на нити треугольного или по существу треугольного профиля поперечного сечения приводит к увеличению глубины кармана, обеспечивая повышенную толщину бумажного полотна и другие требуемые свойства бумаги.
Благодаря настоящему изобретению получена улучшенная сушильная ткань, используемая в технологии сквозной сушки нагретым воздухом, отличающаяся характеристиками, благоприятными для производства бумажных салфеток и подобной продукции.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, настоящее изобретение предлагает сушильную ткань, используемую в технологии сквозной сушки нагретым воздухом, хотя оно может найти применение в формующей, прессовой и сушильной частях бумагоделательной машины. По существу это изобретение предлагает используемую в бумажном производстве ткань, в которой нити основы переплетены с нитями утка для образования на стороне, соприкасающейся с бумажным листом, рисунка поверхности, характеризующегося более глубокими карманами и объемом при тех же самых размерах и количестве ячеек.
В ткани согласно изобретению нити утка имеют треугольное или по существу треугольное поперечное сечение и ориентированы так, что своей плоской поверхностью обращены к машинной стороне ткани. Места переплетения с нитями основы, проходящими над и под треугольными нитями утка, создают увеличенную глубину кармана и объем в сушильной ткани.
Таким образом, целью настоящего изобретения является увеличение глубины и объема кармана технической ткани с целью улучшения таких свойств бумажного листа, как, например, толщина листа, объем и впитывающая способность в процессе сквозной сушки нагретым воздухом или в других процессах формирования бумажного листа, в которых используют такую сушильную ткань или структурированную ткань для нанесения рисунка на бумажный лист.
Еще одной целью настоящего изобретения является повышение воздухопроницаемости ткани и тем самым обеспечение более эффективной работы.
Еще одной целью настоящего изобретения является увеличение скорости сушки бумажного листа и, как следствие, снижение потребления электроэнергии.
И еще одной целью настоящего изобретения является повышение очищающей способности ткани.
Ниже следует подробное описание изобретения со ссылками на чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для более полного понимания изобретения в нижеследующем описании сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1А показан вид с поперечным сечением поверхности, соприкасающейся с бумажным листом, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, иллюстрирующий относительные размеры карманов.
на фиг.1В и 1C показаны поперечные разрезы предлагаемой ткани.
на фиг.1D показан поперечный разрез стандартной сушильной ткани, используемой в технологии сквозной сушки нагретым воздухом, и
на фиг.2 показан поперечный разрез нити, имеющий форму «домика».
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение предпочтительно представляет собой сушильную ткань, используемую в технологии сквозной сушки нагретым воздухом, с увеличенными глубиной кармана и объемом карманов на поверхности ткани, соприкасающейся с бумажным листом. Размеры карманов зависят от рисунка плетения, количества ячеек и нитей, используемых в указанном рисунке. Размеры карманов могут характеризоваться размером нити, ориентированной в машинном направлении, и нити, ориентированной в направлении, перпендикулярном машинному, и/или глубиной кармана. Карманы сформированы или ограничены нитями утка и нитями основы, выступающими над основной плоскостью поверхности ткани, выработанной с использованием рисунка плетения. Размеры и глубина кармана влияют на свойства готового бумажного листа, например, среди прочего на впитывающую способность.
На фиг.1А показаны вид поверхности и вид глубины поверхности ткани согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, на поверхности, соприкасающейся с бумажным листом, выявляющие относительные размеры карманов. Как показано на Фиг.1А, ткань 50 согласно указанному варианту осуществления изобретения может быть выработана с использованием нитей 20 утка, имеющих треугольное поперечное сечение. Поперечное сечение нитей утка, называемое здесь треугольным, в действительности таково, как показано на Фиг.1В. Как видно из этого чертежа, нити 20 утка имеют до некоторой степени или по существу треугольное поперечное сечение со слегка округленными краями 22. В то время как на чертежах показана форма равностороннего треугольника со сторонами 24, для обеспечения требуемых результатов также могут подойти другие треугольные формы. Как показано на Фиг.1А, треугольные нити 20 утка проходят горизонтально, а пряжа нити 10 основы проходит вертикально. Нити 20 утка могут быть ориентированы внутри ткани 50 таким образом, что плоская поверхность или сторона 24 треугольника обращена к машинной стороне ткани 50, а остроконечная сторона треугольника обращена к стороне ткани, соприкасающейся с бумажным листом, или поверхностную сторону ткани 50, причем места переплетения с нитями 10 основы формируют повышенную глубину кармана, поскольку они проходят над и под треугольными нитями 20 утка. Кроме того, на Фиг.1C показан профиль нити 10 основы для рисунка ткани согласно указанному варианту осуществления. Следует отметить, что нити 10 основы показаны с круглым поперечным сечением. Возможны поперечные сечения другой формы, подходящей для указанной цели. Как показано на данном профиле, ткань 50 имеет более глубокие карманы 30, 40, которые соответственно выдвигаются на первый план на поверхности ткани 50, соприкасающейся с бумажным листом. Следует отметить, что выступающие нити 20 утка и выступающие нити 10 основы. показанные на поверхности ткани 50, соприкасающейся с бумажным листом, формируют карманы 30, 40 в местах, где они взаимно переплетаются или в местах переплетения с основой, по мере того как они проходят над и под треугольными нитями 20 утка, формируя увеличенную глубину карманов. Кроме того, такая ориентация треугольных нитей утка (плоская сторона обращена к машинной стороне ткани) в значительной степени изменит имеющий форму бутылочной головки профиль для обеих моделей переплетения с 5-ю зевами, описание которых представлено в разделе «Уровень техники» настоящего описания. Это означает, что для заданных размеров и количества ячеек воздухопроницаемость ткани также повысится.
Следовательно, при сохранении тех же самых размеров и количества ячеек ткань согласно настоящему изобретению сохранит свою прочность в горячей влажной среде в технологии воздушной сушки нагретым воздухом, а также обеспечит повышенную толщину бумажного листа и впитывающую способность или мягкость, преодолевая недостатки уровня техники.
Так, для сравнения на Фиг.1D показан поперечный разрез стандартной сушильной ткани, используемой в технологии сквозной сушки нагретым воздухом, вытканной по тому же самому рисунку, как показано на Фиг.1B, однако с использованием нитей с круглым поперечным сечением. Нити утка обозначены 20', а нити основы обозначены 10'. Если сравнить площади карманов, сформированных на Фиг.1D, обозначенных 30' и 40' с карманами 30 и 40 на Фиг.1B, можно видеть, что создаваемые карманы больше в последнем случае благодаря нитям, имеющим по существу треугольное поперечное сечение. Это можно увидеть, например, на открытом участке между соседними нитями, обозначенном «X» на Фиг.1B и "Y" на Фиг.1D. Соответственно, при одной и той же линейной плотности нитей, в ткани, показанной на Фиг.1В, сформированы увеличенные карманы с сопутствующими преимуществами.
Следует заметить, что ткань согласно настоящему изобретению может быть сформирована с использованием любого рисунка переплетения, например плоского, саржевого, с доминированием на поверхности ткани, соприкасающейся с бумажным листом, нитей утка или нитей основы, или комбинации этих рисунков. Настоящее изобретение охватывает и другие рисунки ткани, содержащие карманы различных размеров и форм, с различной глубиной карманов и различными профилями нитей. Следовательно, настоящее изобретение не ограничено вышеуказанным описанием предпочтительного варианта осуществления.
Ткань согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит только нити из моноволокна, предпочтительно из полиэфира, нейлона, полиамида или других полимеров. В любой из нитей может быть использована любая комбинация известных полимеров. Нити ткани, ориентированные в направлении, перпендикулярном машинному направлению, могут представлять собой нити с треугольным поперечным сечением разного размера и могут чередоваться с нитями, имеющими различные не треугольные поперечные сечения, например круглое или другое. Такое чередование может быть одиночным, по парам или иметь другие комбинации из нитей, как четного числа, так и нечетного подходящим для указанной цели образом. Аналогично, нити, ориентированные в машинном направлении, могут иметь круглое поперечное сечение с одним или несколькими различными диаметрами. Более того, дополнительно к треугольному и круглому поперечному сечению предусмотрены и другие, например нить 60, имеющая сечение "домиком", как показано на Фиг.2. Более того, некоторые нити, включая нити, ориентированные в машинном направлении, могут иметь другие формы поперечного сечения, например прямоугольную или некруглую, например треугольную или по существу треугольную.
Возможны очевидные модификации изобретения, не выходящие за пределы объема настоящего изобретения, который ограничен следующей формулой.