ТКАНЬ ДЛЯ СКВОЗНОЙ СУШКИ ВОЗДУХОМ
FABRIC FOR THROUGH AIR DRYING

Область техники
Настоящее изобретение относится к производству бумаги. В частности, настоящее изобретение относится к тканям для сквозной сушки воздухом, используемым в производстве салфеток и полотенец из рыхлого материала, а также нетканых изделий и полотен.
Уровень техники
Мягкие впитывающие одноразовые бумажные изделия, такие как косметические бумажные салфетки, бумажные салфетки для тела и бумажные полотенца, широко используются сегодня в промышленно развитых странах. Несмотря на то, что известно много способов производства таких изделий, в общем случае их производство начинается с формирования волокнистого целлюлозного полотна в формовочной части бумагоделательной машины. Волокнистое целлюлозное полотно формируют осаждением волокнистой пульпы, т.е. водной дисперсии 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.
Затем волокнистое целлюлозное полотно переносят на ткань или ленту для сквозной сушки воздухом посредством воздушного потока, который создан вакуумом или всасыванием и который вжимает полотно в эту ткань или ленту, вынуждая его копировать, по меньшей мере частично, форму поверхности ткани или ленты. Далее полотно, находящееся на ткани или ленте для сквозной сушки воздухом, проходит через установку для сквозной сушки воздухом, где поток нагретого воздуха, направленный на указанное полотно и проходящий сквозь указанную ткань или ленту, высушивает полотно до требуемого уровня. Наконец, после этого полотно, для его дальнейшего и полного высушивания, могут приклеивать к поверхности американского сушильного барабана и прижимать к этой поверхности тканью или лентой для сквозной сушки воздухом. Затем полностью высушенное полотно отделяют от поверхности американского сушильного барабана ракельным ножом, который укорачивает или крепирует полотно и увеличивает его объем. Далее полотно сматывают в рулоны для последующей обработки, в том числе упаковки в форму, пригодную для транспортировки и приобретения потребителями.
Как указано выше, известно много способов изготовления изделий из рыхлого материала, и приведенное выше описание следует рассматривать как краткий обзор основных этапов, используемых в некоторых способах. Например, использование американского сушильного барабана не всегда является необходимым, поскольку укорачивание может не требоваться, либо укорачивание полотна может быть обеспечено ранее другими средствами, такими как «влажное крепирование».
Следует отметить, что используемые в бумагоделательной машине ткани для сквозной сушки воздухом могут иметь форму бесконечной петли и работать по принципу конвейера. Следует также отметить, что изготовление бумаги является непрерывным процессом, который протекает со значительной скоростью, т.е. в формовочной части волокнистую пульпу непрерывно осаждают на формующую ткань в то время как вновь изготовленный бумажный лист непрерывно скручивают в рулоны на выходе из сушильной части.
Специалистам известно, что ткани изготавливают путем тканья, используя некоторую схему переплетения, которая повторяется как в основном, или продольном, направлении, так и в уточном или поперечном направлении. Тканые изделия могут иметь различные формы. Например, они могут быть вытканы в виде бесконечного полотна или в виде плоского полотна с последующим соединением в бесконечное полотно посредством шва. Следует также отметить, что полученная ткань должна быть однородной, т.е. она не должна содержать резких изменений схемы переплетения, которые могут стать причиной нежелательных характеристик формируемого бумажного листа. Кроме того, следует отметить, что метки, оставляемые схемой переплетения на формируемой бумажной салфетке, влияют на характеристики этого изделия.
В настоящее время существует большое разнообразие тканей для различных бумагоделательных машин и для различных уровней качества бумаги. Обычно они содержат текстильную тканую основу, которая изготовлена из мононити и может быть однослойной или многослойной. При этом обычно используют нити, полученные экструзией из любой синтетической смолы, например, полиамидной или полиэфирной смолы, используемой для этих целей специалистами в области тканей для бумагоделательных машин.
Настоящая заявка относится, по меньшей мере частично, к тканям или лентам для сквозной сушки воздухом, используемым на установке для сквозной сушки воздухом в машине по изготовлению бумажных салфеток, или в других областях. Тем не менее, настоящая заявка главным образом относится к тканям для сквозной сушки воздухом.
Такие ткани также могут быть применены в формовочной части машины, изготавливающей бумажные салфетки или полотенца, для формирования целлюлозных волокнистых полотен, имеющих отдельные области относительно малой плотности за непрерывном субстрате относительно большой плотности. Ткани этого типа также могут быть применены для изготовления, например, способом гидросцепления, нетканых изделий и полотен, имеющих отдельные области, в которых плотность волокон ниже, чем в соседних областях, в результате чего форма поверхности нетканого изделия является переменной.
Впитывающая способность, прочность, мягкость и эстетичность - это важные параметры многих изделий и, в частности, волокнистых целлюлозных изделий, используемых в качестве косметических бумажных салфеток, туалетной бумаги, бумажных полотенец, гигиенических прокладок или пеленок.
Толщина, прочность при растяжении и мягкость - это наиболее важные характеристики бумажных салфеток, гигиенических прокладок и бумажных полотенец. Для изготовления бумажного изделия, имеющего эти характеристики, нередко требуется изготавливать ткань таким образом, чтобы форма ее верхней поверхности была переменной. Указанная переменная форма часто обеспечивается за счет расположения ниток на поверхности ткани в разных плоскостях. Расстояние между плоскостями обычно определяют как разницу высот уточной или основной нитки либо как разность высот между продольно и поперечно ориентированными перекрытиями в плоскости ткани. Нередко на поверхности ткани имеются карманы, в этом случае расстояние между плоскостями может равняться глубине кармана.
Тщательное изучение рассмотренных выше конструктивных решений показало, что как основные, так и уточные нити главным образом влияют на глубину кармана, а следовательно, на толщину бумажного изделия. Идеальная ткань для сквозной сушки воздухом должна обеспечивать контакт как в продольном, так и в поперечном направлениях и за счет этого облегчать перенос листа на американский сушильный барабан, обеспечивать повышение эффективности работы ткани в производственном процессе и повышение эффективности крепирования в конце процесса.
В патенте США №6649026 описана ткань для бумагоделательной машины со схемой переплетения, которая регулярно повторяется по поверхности и имеет выемки, образованные накладываемыми нитями, которые образуют основную поверхность. Указанные накладываемые нити покрывают три последовательные перпендикулярные им основные или уточные нити. Ткань, описанная в патенте США №6649026, однако, имеет ячеистую схему переплетения, которая не способна обеспечить улучшенную опору в продольном и в поперечном направлениях.
В патенте США №6592714 описана текстильная ткань для сквозной сушки воздухом. Относительные глубины карманов ткани, которые открыты по направлению к контактной поверхности бумаги, составляют по меньшей мере 20%. Схема переплетения, раскрытая в этом патенте, тоже является ячеистой и, следовательно, не способна обеспечить улучшенную опору в продольном и поперечном направлениях.
В патенте США №6708732 описана ткань для формирования полотна, на одной стороне которой имеются первый и второй, по существу линейные, массивы систематично распределенных участков высокой водоотводящей способности. Эти линейные массивы ориентированы под острым углом к продольному направлению и под острым углом друг к другу. Границы каждого из систематично распределенных участков заданы двумя парами смежных сторон; смежные стороны одной пары - это расположенные под некоторым углом друг к другу сегменты первой поперечно проходящей нити, а смежные стороны другой пары - это расположенные под некоторым углом друг к другу сегменты второй поперечно проходящей нити, которая является смежной по отношению к первой поперечно проходящей нити. Противоположная сторона ткани имеет длинные ориентированные в продольном направлении перекрытия, проходящие над смежными поперечными нитями, причем ориентированные в продольном направлении перекрытия смежных ориентированных в продольном направлении нитей частично наложены друг на друга в продольном направлении. Однако в этом случае только ориентированные в продольном направлении нити создают области высокой водоотводящей способности, и, следовательно, опора обеспечивается только в продольном направлении.
В патенте США №5832962 описана ткань для изготовления бумаги, содержащая относительно длинные основные перекрытия в местах, где одна из основных нитей проходит над по меньшей мере четырьмя уточными нитями. Длинные основные перекрытия имеют наклонную схему расположения для формирования
первой линии выступающих гребней, которые образованы длинными основными перекрытиями, расположенными друг рядом с другом на смежных основных нитях, причем первая линия расположена под первым углом к поперечному направлению сушильной ткани, который по существу выбран из диапазона 68-90°;
и второй линии, которая образована длинными основными перекрытиями, расположенными на находящихся рядом, но не обязательно являющихся смежными основных нитях, причем вторая линия расположена под вторым углом к поперечному направлению сушильной ткани, который по существу меньше приблизительно 28°.
Однако согласно патенту США №5832962 верхняя плоскость ткани содержит лишь длинные перекрытия, ориентированные в основном направлении и имеющие диагональную схему расположения. Кроме того, как и в предыдущем примере, поддержка обеспечивается лишь в продольном направлении.
В патенте США №3974025 описан впитывающий бумажный лист, который после крепирования имеет на поверхности ромбовидную схему переплетения. Бумажные листы изготавливают путем формирования оттиска штрихпунктирной схемы перекрытия, в котором продольная ось штриховых оттисков параллельна продольному направлению изготовления бумаги, с использованием задней стороны ткани, которая имеет заданную шероховатость и состоит из полимерных переплетенных полудиагонально мононитей, и у которой область оттиска перекрытий составляет приблизительно 20-50% от площади всей поверхности ткани, если измерять в плоскости бумажного полотна, на котором формируют оттиск, и которое имеет заданные последовательности волокон, полученные предварительным термическим высушиванием перед конечным высушиванием и крепированием. В изобретении согласно патенту США №3974025 используется штрихпунктирная схема переплетения, которая является прерывистой в продольном и в поперечном направлениях и главным образом ориентирована на карманы. Идеальная ткань для сквозной сушки воздухом должна обеспечивать контакт как в продольном, так и в поперечном направлениях и за счет этого облегчать перенос листа на американский сушильный барабан, обеспечивать повышение эффективности работы ткани в производственном процессе и повышение эффективности крепирования в конце процесса.
В настоящем изобретении предлагается усовершенствованная ткань для сквозной сушки воздухом, свойства которой обеспечивают возможность формирования косметической бумаги и подобных изделий.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем изобретении предлагается ткань, которая главным образом предназначена для использования в качестве ткани для сквозной сушки воздухом, но может быть использована в формовочной, прессовой и сушильной частях бумагоделательной машины.
Настоящее изобретение предпочтительно представляет собой ткань для сквозной сушки воздухом, обращенная к бумаге сторона которой получена путем взаимного переплетения основных нитей с уточными нитями по схеме переплетения, согласно которой длинные перекрытия имеются как в основном, так и в уточном направлениях.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка ткани, которая имеет увеличенную контактную площадь в продольном и поперечном направлениях и за счет этого облегчает перенос листа на американский сушильный барабан.
Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка более эффективного крепирования.
Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка специальных карманов для улучшения внешнего вида листа, с тем чтобы улучшить свойства этого листа, такие как толщина и впитывающая способность.
Еще одной задачей настоящего изобретения является разработка специальных карманов для улучшения внешнего вида листа и свойств этого листа, таких как толщина и впитывающая способность.
В других вариантах реализации настоящего изобретения, отличных от тех, что проиллюстрированы и описаны в настоящей заявке, ткани могут содержать иные схемы переплетения и иные сочетания нитей, а также могут содержать или не содержать по меньшей мере один слой поверхностного покрытия.
Ниже приведено более подробное описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, перечень которых приведен ниже.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В контексте перечисленных выше и сопутствующих задач в приведенном ниже описании со ссылками на прилагаемые чертежи раскрыты некоторые характерные аспекты настоящего изобретения. Однако следует понимать, что описанные аспекты иллюстрируют лишь некоторые пути использования принципов изобретения, а изобретение включает в себя все подобные аспекты и их эквиваленты. Другие преимущества и новые признаки изобретения станут очевидными из нижеследующего описания при его рассмотрении совместно с прилагаемыми чертежами. В описании раскрыты конкретные варианты реализации, которые не ограничивают объем изобретения, а для их лучшего понимания описание следует рассматривать совместно с прилагаемыми чертежами, из которых
фиг.1 показывает ориентированные в продольном и в поперечном направлениях перекрытия на обращенной к бумаге стороне ткани и в глубине этой стороны, согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения; а
фиг.2 показывает L-образную схему переплетения с перекрытием на обращенной к бумаге стороне ткани и в глубине этой стороны, согласие предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Необходимо отметить, что в настоящем описании, в частности, в его разделах и/или в формуле, такие термины, как «содержит» и подобные, следует трактовать согласно патентному законодательству США, т.е. они могут означать «включает», «включает, но не ограничен» и могут подразумевать наличие элементов, которые не были явным образом перечислены. Такие термины, как «состоящий по существу из» или «состоит по существу из», тоже следует трактовать согласно патентному законодательству США, т.е. они могут подразумевать элементы, которые не были явным образом перечислены, но исключают элементы, которые найдены в уровне техники либо влияют на базовые или новые признаки изобретения. Различные варианты реализации изобретения раскрыты в нижеследующем описании или становятся очевидными из него.
Настоящее изобретение относится к промышленным тканям, предназначенным для использования на бумагоделательной машине. В настоящем описании промышленными тканями называются оттискная ткань, формующая ткань для бумажных салфеток, рельефная ткань для изготовления нетканых изделий и ткани для сквозной сушки воздухом, предназначенные для использования в бумагоделательной машине. Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, предлагается ткань для сквозной сушки воздухом и способ ее изготовления. Ткань содержит основные и уточные нити, взаимно переплетенные для получения тканой основы. Ткань может быть сформирована с использованием любой пригодной для данной цели схемы переплетения и на разнообразных мононитей, которые известны в области тканей для бумагоделательных машин, о чем будет сказано ниже. Обычно ткань содержит длинные перекрытия в основном направлении, где основные нити проходят над по меньшей мере двумя уточными нитями с получением ориентированных в продольном направлении перекрытий. Выбранные части основных и/или уточных нитей уплощают посредством шлифовки, каландрования, машинной обработки или иными средствами для увеличения области контакта с листом, а следовательно, для облегчения переноса листа на американский сушильный барабан, для повышения эффективности крепирования в конце процесса и для лучшего определения области кармана с вытекающими из этого преимуществами.
Обратимся к фиг.1, где показан вид сверху одной стороны ткани 10, которая предпочтительно представляет собой формующую сторону, или обращенную к бумаге сторону. Обращенная к бумаге сторона названа так потому, что во время движения ткани 10 в бумагоделательной машине она обращена к формируемому бумажному полотку. Ткань 10 изготовлена из основных нитей 12 и уточных нитей 14.
Нити 12 и нити 14 ориентированы в продольном и поперечном направлениях, соответственно, а ткань 10 может быть выткана плоской и соединена в бесконечное полотно швом. Нити 12 переплетены с нитями 14 по схеме, согласно которой каждая нить 12 проходит над и под по меньшей мере двумя последовательными нитями 14. На той стороне ткани 10, которая показана на фиг.1 и 2, каждая нить 14, проходит над одной нитью 12 или над несколькими последовательными нитями 12, о чем сказано ниже.
Согласно одному варианту реализации настоящего изобретения, имеются два длинных основных перекрытия 16, 22, которые расположены в различных плоскостях ткани 10. Перекрытие 16 проходит над четырьмя нитями 14. Одна нить 14 проходит под перекрытием 16 по схеме «над-под-над» для поддержания перекрытия 16. Перекрытие 16 находится в более высокой плоскости для облегчения переноса листа на американский сушильный барабан. Первые два перекрытия 16, которые разделены двумя нитями 12, определяют ориентированные в продольном направлении границы кармана 20. Две уточные нити 18, 24, разделенные двумя нитями 14, определяют ориентированные в поперечном направлении границы кармана 20. Второе перекрытие 22 проходит над тремя нитями 14. Перекрытие 22 находится в более низкой плоскости и проходит диагонально через карман 20, как показано на фиг.1. Перекрытие 22 обеспечивает поддержку волокна на дне кармана 20. На фиг.1 и 2 перекрытия 16 и 18 обработаны прогрессивным шлифованием, но для получения требуемого результата могут быть использованы и другие способы обработки, указанные выше. При этом перекрытия 16 изначально отшлифованы в длину на 1,3 мм.
Согласно настоящему изобретению, при шлифовке ткани 10 на длину первого длинного основного перекрытия 1,7 мм, первое длинное основное перекрытие 16 и первое уточное перекрытие 18 образуют L-образную схему 28 переплетения с разделенными ориентированными в продольном и поперечном направлениях перекрытиями, причем указанная схема переплетения не является непрерывной, как показано на фиг.1. При шлифовке ткани 10 на длину первого длинного основного перекрытия 1,9 мм, первое длинное основное перекрытие 16 и первое уточное перекрытие 18 или их части оказываются лежащими в одной плоскости и создают непрерывную L-образную схему 26 переплетения, как показано на фиг.2, с увеличенной площадью контакта с листом, обеспечивая соответствующие преимущества, которые упоминались выше. Следует отметить, что длины или площади контакта, полученные после поэтапной шлифовки, приведены лишь для примера, поскольку для использования предлагаемой ткани по назначению могут быть заданы и другие размеры.
Размеры кармана могут быть охарактеризованы его длиной в продольном/поперечном направлениях и/или его глубиной. Карманы образованы/ограничены уточными нитями и основными нитями, которые подняты над основной плоскостью ткани. Указанный подъем уточных нитей и основных нитей обеспечивается перекрытиями в схеме переплетения. Тканая основа внутри каждого кармана может быть гладкопрядной либо иметь любую другую подходящую схему переплетения. Кроме того, внутри кармана может иметься по меньшей мере одна поднятая или полуподнятая основная или уточная нить. Поднятые или полуподнятые основные или уточные нити могут лежать на дне кармана и могут разделять карман пополам, являясь параллелью, перпендикуляром или диагональю.
Нити 12 и нити 14 предпочтительно представляют собой мононити из любой синтетической полимерной смолы, используемой в изготовлении нитей для тканей бумагоделательных машин. Полиэфир и полиамид - это лишь два примера подобных материалов. Другими примерами являются полифениленсульфид, который представлен на рынке под названием RYTON, и полученные модифицированным тепловым гидролизом, устойчивые к загрязнению полиэфиры, раскрытые в патенте США №5169499, ссылка на который означает его включение в описание настоящей заявки, и используемые в сушильных тканях, продаваемых компанией Albany International Corp. под торговой маркой THERMONETICS. Для изготовления нитей могут быть использованы любые сочетания полимеров, что очевидно для специалистов. Нити могут иметь круглое поперечное сечение по меньшей мере одного диаметра либо любую другую форму, соответствующую заданному назначению.
Следует отметить, что ткань согласно настоящему изобретению может быть сформирована с использованием любой схемы переплетения, которая образует L-образную схему переплетения с перекрытием. Настоящее изобретение также включает в себя другие тканые схемы с различными формами и размерами карманов. Таким образом, настоящее изобретение не ограничено раскрытым выше вариантом реализации.
Для специалистов очевидны модификации изложенного выше без выхода за рамки объема изобретения, который определен прилагаемой формулой.
Следует понимать, что изобретение не ограничено описанными выше вариантами его реализации, поскольку они имеют пояснительный характер, и возможны различные изменения и модификации, очевидные для специалистов, без выхода за рамки сущности и объема изобретения, которые определены прилагаемой формулой.