ФОРМУЮЩАЯ СЕТКА БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ
SHAPING WIRE OF PAPERMAKING MACHINE

Изобретении относится к формующей сетке для использования в зоне формования бумагоделательной машины, одна сторона которой располагается со стороны бумаги, а другая - со стороны машины, с расположенными в предусмотренном направлении движения продольными нитями и с расположенными перпендикулярно им переплетающимися поперечными нитями, причем продольные нити распределены в соотношении количества нитей 1:1 в слой продольных нитей со стороны машины и в слой продольных нитей со стороны бумаги, а переплетающиеся поперечные нити вплетаются в оба слоя продольных нитей.
Формующая сетка используется в зоне образования листа бумагоделательной машины. Речь идет о многометровых в длину и в ширину, бесконечных тканевых лентах, которые проводятся по валкам таким образом, что образуют с верхней стороны, в основном, плоскую поверхность. На эту поверхность к началу длины пробега подается волокнистая пульпа, которая через формующую сетку дренируется вниз, в то время как волокна наслаиваются на верхней стороне формующей сетки и образуют, таким образом, бумажную ленту. На конце формующей сетки еще очень чувствительная бумажная лента принимается прессовой лентой, а затем подается в прессующую часть для дальнейшего отведения воды и в сушильную часть для термической сушки.
Для создания структуры ткани формующей сетки было предложено большое количество различного рода структур ткани. Предложенное на рассмотрение изобретение относится к типу ткани, у которого продольные нити являются основой и расположены в двух слоях продольных нитей с расположенными друг над другом в соотношении количества нитей 1:1 продольными нитями. Такие формующие сетки известны, к примеру, из ЕР 1362142 B1, WO 2004/094719 А1 и WO 2005/ 001197 А1. Соединение слоев продольных нитей происходит посредством переплетающихся поперечных нитей, которые вплетаются как в слой продольных нитей со стороны машины, так и в слой продольных нитей со стороны бумаги. Наряду с этими переплетающимися поперечными нитями могут присутствовать и другие поперечные нити, которые вплетаются только в слой продольных нитей со стороны бумаги и/или только в слой продольных нитей со стороны машины. Вышеупомянутый тип ткани является хорошим компромиссным вариантом между противоречащими друг другу требованиями, с одной стороны, в отношении хорошего поддержания нитей - в ЕР 1362142 В1 для этого предлагается значение FSI, равное 185 или 188 - а, с другой стороны, в отношении высокого дренажного эффекта.
3
2
3
2
В принципе, формующие сетки изготавливаются в настоящее время из выполненных как мононить синтетических нитей. При этом проводятся все более высокопрочные синтетические нити, чтобы при той же прочности, в частности, в продольном направлении получать меньшие диаметры нитей и тем самым более низкую степень наполнения продольными нитями, и, как следствие, повышенную проницаемость (сравнить WO 03/046277 А1 при формующей сетке не в соответствии с оригинальной версией, с двумя слоями поперечных нитей и переплетающейся основой). При таком типе ткани степень наполнения продольными нитями, как правило, по меньшей мере, при 100%, отчасти намного больше (сравнить WP 2006/034576 A1; WO 01/27385 А1; ЕР 0998607 B1; WO 2004/013410 А1), несмотря на использование высокопрочных продольных нитей или основы. Отчасти отмечаются и пониженные степени наполнения продольными нитями (сравнить US 4314589; ЕР 0010311; US 4379735), причем, разумеется, такой тип ткани в этом отношении несравним с типом ткани в соответствии с оригинальной версией. У типов тканей не в соответствии с оригинальной версией достигаются значения воздухопроницаемости в пределах от 7500 до 10500 м/м/час (WO 2004/013410 А1) или от 3500 до 8200 м/м/час (WO 01/27385 А1).
Несмотря на периодически достигаемый прогресс, по-прежнему имеется потребность в усовершенствовании с целью повышения КПД формующих сеток в отношении их свойства поддержания нитей, с одной стороны, и дренажного эффекта, с другой стороны, и получения, таким образом, на конце формующей сетки бумажной ленты, имеющей низкую степень влажности и высокую плотность волокон и тем самым прочность. Благодаря усовершенствованиям последующие секции бумагоделательной машины разгружаются или достигается высокая степень сухости и предотвращаются обрывы бумаги.
В основе изобретения лежит, следовательно, задача выполнить формующую сетку таким образом, чтобы на конце формующей сетки получалась бумажная лента, имеющая повышенную прочность и пониженную степень влажности.
3
2
3
2
Эта задача в соответствии с изобретением решается посредством формующей сетки, имеющей индекс поддержания волокон (FSI), значение которого находится в пределах от 230 до 250, и воздухопроницаемость, которая - соответственно измеренная при 100 Па - находится в пределах от 5700 до 10600 м/м/час (соответственно 350-650 cfm при 127 Па), предпочтительно в пределах от 6500 до 8200 м/м/час (соответственно 400-500 cfm при 127 Па). Основной идеей изобретения является, таким образом, формирование тканевой структуры формующей сетки таким образом, чтобы при неизменной прочности и, несмотря на очень высокую воздухопроницаемость и, тем самым, дренажный эффект, была достигнута исключительная степень поддержания волокон, так чтобы при дренаже терялась лишь небольшая часть волокон и образовывалась равномерная по своей поверхности бумажная лента относительно высокой прочности. При этом следует учитывать, что в расчет индекса поддержания волокон принимается не только количество продольных и поперечных нитей на 1 см, но также и два коэффициента, которые зависят от типа переплетения продольных и поперечных нитей и от их доли участия в поддержании волокон, то есть индекс поддержания волокон косвенно указывает также на тканевую структуру формующей сетки.
Индекс поддержания волокон рассчитывается в соответствии с опубликованным документом "Approved Standard Measuring Method" der Papier-machine Clothing Association, 19, rue de la République, 45000 Orléans/France, vom Juni 2004, по следующей формуле:
FSI=1,693 (a×Nm+2×b×Nc),
где a - коэффициент для доли поддержания продольных нитей;
Nm - количество продольных нитей на 1 см в поперечном направлении на формующей сетке со стороны бумаги;
b - коэффициент для доли поддержания поперечных нитей;
Nc - количество поперечных нитей на 1 см в продольном направлении на формующей сетке со стороны бумаги.
Коэффициенты a и b зависят от типа ткани и могут быть заимствованы из таблицы, которая имеется в процитированном документе.
Воздухопроницаемость измеряется также по данным в процитированном документе с использованием дифференциального давления, измеренного при 100 или 127 Па (см. выше).
В варианте осуществления изобретения предусмотрено, что распределение продольных и поперечных нитей произведено таким образом, что со стороны бумаги имеется от 1200 до 1600 воздухопропускных отверстий на 1 см поверхности формующей сетки. Расположение нитей и структура нитей должны быть при этом таковы, чтобы пропускные отверстия имели прямоугольную форму соответственно с соотношением протяженности в продольном направлении и протяженности в поперечном направлении от 1:1,8 до 1:3,4. Таким образом, имеет место хороший дренажный эффект при высокой степени удерживания волокон.
В соответствии со следующим признаком изобретения предусмотрено, что степень наполнения продольных нитей в слое продольных нитей со стороны бумаги составляет максимально 32% с целью достижения в этом слое продольных нитей высокой открытости. В целом, степень наполнения продольных нитей должна составлять максимально 90%, в предпочтительном варианте максимально 85%, и тем самым быть явно ниже, чем у известных ранее формующих сеток этого типа.
2
В соответствии со следующим признаком изобретения предусмотрено, что диаметр продольных нитей, по меньшей мере, в слое продольных нитей со стороны бумаги находится в пределах от 0,08 до 0,12 мм, предпочтительно составляет 0,11 мм, а диаметр продольных нитей в слое продольных нитей со стороны машины предпочтительно находится в пределах от 0,15 до 0,25 мм. В силу данного сравнительно небольшого диаметра продольных нитей, в частности, в слое продольных нитей со стороны бумаги можно осуществить небольшую степень наполнения при высоком, тем не менее, удельном количестве нитей, то есть получают относительно открытую, однако имеющую все еще хорошую степень удерживания волокон ткань. Чтобы, несмотря на небольшие диаметры, иметь возможность удовлетворить высокие требования по прочности, продольные нити должны состоять из высокопрочного синтетического материала, к примеру, из PET (полиэтилентерефталата) с характеристической вязкостью (IV), по меньшей мере, 0,8 дл/г и модулем упругости, по меньшей мере, 10 Н/мм, и/или же должны состоять из PEN (полиэтиленнафталата).
Хороший компромисс между дренажным эффектом, с одной стороны, и степенью удерживания волокон, с другой стороны, достигается тогда, когда количество продольных нитей находится в пределах от 50 до 66 нитей на 1 см в поперечном направлении. Что касается количества поперечных нитей, то оно должно находиться в пределах от 100 до 110 нитей на 1 см в продольном направлении.
Формующая сетка в соответствии с изобретением - касательно поперечных нитей - может быть изготовлена, в принципе, лишь посредством переплетающихся поперечных нитей, то есть посредством таких (первых) поперечных нитей, которые вплетаются в оба слоя продольных нитей и, таким образом, образуют соединение между этими слоями. Показатель степени удерживания волокон можно, однако, улучшить, если дополнительно имеются вторые поперечные нити, которые вплетены только в слой продольных нитей со стороны бумаги и целесообразным образом чередуются с переплетающимися поперечными нитями в определенном регулярном режиме. В предпочтительном варианте вторые поперечные нити сами по себе должны образовывать полотняное переплетение с продольными нитями слоя продольных нитей со стороны бумаги.
В соответствии со следующим признаком изобретения предусмотрено, что переплетающиеся поперечные нити расположены группами, по меньшей мере, по две переплетающиеся поперечные нити рядом друг с другом, причем одна из переплетающихся поперечных нитей вплетается в слой продольных нитей со стороны машины, в то время как другая переплетающаяся поперечная нить или другие переплетающиеся поперечные нити вплетается или вплетаются в слой продольных нитей со стороны бумаги. Внутри групп расположенных рядом друг с другом переплетающихся поперечных нитей переплетающиеся поперечные нити должны, таким образом, располагаться со смещением относительно друг друга в поперечном направлении формующей сетки. Они имеют, однако, соответственно одинаковый раппорт, то есть вплетаются одинаковым образом как в слой продольных нитей со стороны машины, так и в слой продольных нитей со стороны бумаги. В предпочтительном варианте соответственно смежные переплетающиеся поперечные нити своим раппортом со смещением относительно друг друга таким образом вплетаются в слой продольных нитей со стороны бумаги, что их узоры переплетения в поперечном направлении - то есть вдоль их распространения - непрерывно продолжаются предпочтительно таким образом, что продолжающиеся переплетения образуют узор на стороне бумаги, который соответствует узору имеющихся в случае необходимости вторых поперечных нитей, к примеру, также образуют тип полотняного переплетения.
Для поддержания волокон преимуществом является также, если переплетающиеся поперечные нити в слое продольных нитей со стороны машины внутри раппорта переплетаются с меньшим количеством продольных нитей, чем в слое продольных нитей со стороны бумаги, в предпочтительном варианте не более чем с двумя продольными нитями в слое продольных нитей со стороны машины. В слое продольных нитей со стороны бумаги переплетающиеся поперечные нити внутри раппорта целесообразным образом переплетаются не более чем с тремя продольными нитями.
В соответствии со следующим признаком изобретения предусмотрено, что имеются третьи поперечные нити, которые вплетаются только в слой продольных нитей со стороны машины. Они должны, в частности, служить для того, чтобы обеспечивать на формующей сетке со стороны машины запас по износу с целью предохранения нагруженных растягивающим усилием продольных нитей в слое продольных нитей со стороны машины. Для этого целесообразно третьи поперченные нити на внешней стороне слоя продольных нитей со стороны машины протягивать над несколькими продольными нитями, причем соответственно количество этих продольных нитей больше, чем количество продольных нитей, посредством которых третьи поперечные нити вплетаются между двумя протяжками. В предпочтительном варианте протяжки должны проходить, по меньшей мере, над тремя, а лучше, по меньшей мере, над пятью продольными нитями. Между протяжками достаточно переплетения с одной единственной продольной нитью слоя продольных нитей со стороны машины.
Под полными параметрами диапазонов как в описании, так и в формуле изобретения подразумеваются и тем самым выявлены также и те значения, которые находятся между указанными предельными значениями. Поэтому они не указываются отдельно.
На чертеже изобретение продемонстрировано более подробно на основании примера осуществления. Чертеж показывает в поперечном сечении - то есть перпендикулярно предусмотренному направлению движения - фрагмент формующей сетки 1 в соответствии с изобретением.
Под формующей сеткой 1 понимается двухслойная ткань с верхним слоем 2 продольных нитей со стороны бумаги и с нижним слоем 3 продольных нитей со стороны машины. Оба слоя 2, 3 продольных нитей образуются посредством продольных нитей или основы - обозначенных, к примеру, позициями 4 или 5 - в соотношении количества нитей 1:1, причем, соответственно, продольная нить 4 слоя 2 продольных нитей со стороны бумаги располагается точно над продольной нитью 5 в слое 3 продольных нитей со стороны машины, продольные нити 4, 5 располагаются, таким образом, соответственно попарно друг над другом.
Диаметр продольных нитей 4 в слое 2 продольных нитей со стороны бумаги составляет 0,11 мм, а диаметр продольных нитей 5 в слое 3 продольных нитей со стороны машины составляет 0,18 мм. Они состоят из PEN. Количество продольных нитей составляет 58 единиц на 1 см в поперечном направлении.
В слой 2 продольных нитей со стороны бумаги вплетены вторые поперечные нити 6, 7 посредством образования полотняного переплетения с продольными нитями 4 этого слоя 2 продольных нитей. Перпендикулярно плоскости чертежа соответственно расположенные рядом друг с другом вторые поперечные нити 6, 7 следуют одна за другой. Вторые поперечные нити 6, 7 состоят из PET и имеют диаметр 0,11 мм.
Только в слой 3 продольных нитей со стороны машины вплетены третьи поперечные нити, из которых в данном случае видна лишь одна. Третьи поперечные нити 8 образуют проходящие соответственно над пятью продольными нитями 5 протяжки - обозначенные, к примеру, позицией 9 - на формующей сетке 1 со стороны машины и переплетаются затем соответственно с одной единственной продольной нитью 5. Протяжки 9 представляют собой износостойкий материал для предохранения подверженного сильным растягивающим нагрузкам слоя 3 продольных нитей со стороны машины. Диаметр третьих продольных нитей составляет 0,22 мм. Материалом может являться PET и/или РАМ.
Слои 2, 3 продольных нитей соединяются посредством пары двух расположенных соответственно в продольном направлении рядом друг с другом, переплетающихся поперечных нитей 10, 11. Они имеют диаметр 0,11 мм и состоят из PET. В слое 2 продольных нитей со стороны бумаги они переплетаются друг за другом попеременно с верхней или с нижней стороны с продольными нитями 4, проходят затем между обеими слоями 2, 3 продольных нитей над тремя продольными нитями 4 или 5 и переплетаются затем с одной единственной продольной нитью 5 в слое 3 продольных нитей со стороны машины, прежде чем они затем снова протянутся между обоими слоями 2 и 3 продольных нитей. Они имеют соответственно тот же самый раппорт переплетения, сдвинуты, однако, относительно друг друга в поперечном направлении - то есть в их продольном направлении - таким образом, что рисунки переплетения в слое 2 продольных нитей со стороны бумаги дополняются, так что они совместно формируют там полотняное переплетение аналогично вторым поперченным нитям 6, 7. Таким образом, на формующей сетке 1 со стороны бумаги возникает почти однородное полотняное переплетение, которое обеспечивает высокую степень удерживания волокон.
Степень наполнения слоя 2 продольных нитей со стороны бумаги составляет 31%, общая степень наполнения продольных нитей 4, 5 составляет 82%. Количество поперечных нитей равно 108 единиц на 1 см в продольном направлении формующей сетки 1. Тем самым создается высокая степень открытости и, таким образом, хороший дренажный эффект, несмотря на высокую степень удерживания волокон.