ТРЕХСЛОЙНОЕ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЕ ПОЛОТНО
TRIPLE PAPERMAKING FABRIC

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к бумагоделательному полотну, предназначенному, в частности, для использования в качестве формовочного полотна в секции формования бумагоделательной машины.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Традиционный способ изготовления бумаги Фурдринье (Fourdrinier) включает, в основном, три последовательные стадии, которые осуществляют соответствующие секции бумагоделательной машины: секция формования, секция прессования и секция высушивания.
В секции формования водная масса, содержащая целлюлозные волокна (и, возможно, другие компоненты), располагается на так называемом формовочном полотне, имеющем форму замкнутой петли и поддерживаемом роликами. Удаление воды из целлюлозной массы сквозь формовочное полотно приводит к постепенному образованию влажного полотна из бумажного материала, имеющего еще относительно высокое содержание воды. Последующее удаление воды осуществляется в секции прессования, в которой бумажный материал прессуют, пропуская его через одну или несколько пар роликов. Бумажный материал затем направляется в секцию высушивания для удаления остаточной влаги. Бумага, полученная таким способом, готова для последующих стадий обработки и упаковки.
Далее, как принято в бумажной промышленности, термины "продольное направление" или "машинное направление" (сокращенно "MD") и "поперечное направление" или "перпендикулярное машинному направление" (сокращенно "CMD") используются, чтобы определять направление, соответствующее направлению движения формовочного полотна в бумагоделательной машине, которое параллельно поверхности полотна, и направление, поперечное (перпендикулярное) по отношению к направлению движения, соответственно. Направление или ориентация основных и уточных нитей формовочного полотна также определяется как продольное направление и поперечное направление.
Кроме того, как также принято в бумажной промышленности, поверхность формовочного полотна, с которой вступает в контакт целлюлозная масса (т.е. подвергаемый формованию бумажный материал), представляет собой верхнюю поверхность полотна, а противоположная сторона, с которой вступает в контакт машина, представляет собой нижнюю поверхность. Такие обозначения также используются для описания пространственного расположения нитей в формовочном полотне.
Особое значение имеют некоторые эксплуатационные характеристики бумагоделательных полотен, такие как несущая способность и фильтрующая способность, в частности, в секции формования.
Кроме того, бумагоделательные полотна должны иметь превосходную устойчивость также и во время движения с высокой скоростью, высокую проницаемость для уменьшения количества воды, удерживаемой в целлюлозной массе, когда она перемещается в секцию прессования, и низкое энергопотребление для их перемещения.
Хотя известны разнообразные типы бумагоделательных полотен, в частности, для использования в секции формования, в данной отрасли по-прежнему существует возможность их усовершенствования, например, в отношении механической прочности, устойчивости, долговечности, сточной способности и качества изготавливаемой бумаги.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить бумагоделательное полотно, которое имеет все перечисленные выше эксплуатационные характеристики на удовлетворительном уровне, будучи, в частности, полностью эффективным, имеющим высокую сточную способность и устойчивым с течением времени, а также обеспечивает изготовление высококачественной бумаги.
Таким образом, настоящее изобретение предлагает бумагоделательное полотно, которое описывается в основных чертах в пункте 1 прилагаемой формулы изобретения, а также имеет дополнительные отличительные признаки, которые обсуждаются в зависимых пунктах формулы изобретения.
Кроме того, настоящее изобретение предлагает использование такого полотна в бумагоделательной машине и, в частности, в секции формования машины, а также способ изготовления бумаги с использованием такого полотна, которые обсуждаются, соответственно, в пунктах 13 и 14 прилагаемой формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение подробно описано в следующих неограничительных вариантах осуществления со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
- фиг. 1 представляет схематический вид сверху верхнего слоя полотна согласно настоящему изобретению (представлен один повторяющийся рисунок переплетения);
- фиг. 2 представляет схематический вид сверху нижнего слоя полотна, проиллюстрированного на фиг. 1;
- фиг. 3a и 3b представляют изображения разрезов, проведенных вдоль плоскостей IIIa-IIIa и IIIb-IIIb, представленных на фиг. 1 и 2, соответственно.
НАИЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Со ссылкой на фиг. 1-3, ссылочная позиция 100 обозначает в целом бумагоделательное полотно, в частности формовочное полотно, предназначенное для использования в секции формования бумагоделательной машины.
Полотно 100 представляет собой трехслойное шестнадцатиремизное полотно, которое включает верхний слой 101 и нижний слой 102, состоящие, как обычно, из соответствующих повторяющихся рисунков, которые совместно образуют повторяющийся рисунок 104 переплетения; фиг. 1 и 2 представляют один повторяющийся рисунок 104 переплетения; следует понимать, что в товарных и промышленных приложениях рисунок 104, который составляют повторяющиеся рисунки переплетения отдельных слоев 101, 102, может повторяться несколько раз, в том числе в продольном направлении и в поперечном направлении, чтобы получилось формовочное полотно 100, имеющее подходящие размеры для использования на бумагоделательной машине.
Как правило, полотно 100 образуют продольные основные нити, которые проходят в продольном направлении (MD), и поперечные уточные нити, которые являются по существу перпендикулярными по отношению к продольным нитям и проходят в поперечном направлении (CMD). Далее в настоящем документе, как принято в данной отрасли, в целях простоты продольные основные нити, которые проходят в продольном направлении, называются термином "продольные нити", а поперечные уточные нити, которые проходят в поперечном направлении, называются термином "поперечные нити".
В данном случае повторяющийся рисунок 104 переплетения полотна 100 составляют: шестнадцать основных нитей или продольных нитей 1-16, которые подразделяются на восемь верхних продольных нитей 1-8 и восемь нижних продольных нитей 9-16; и девять уточных нитей или поперечных нитей P11, P14, P17; MC10, MC13, MC16; L12, L15, L18, в том числе три верхние поперечные нити P11, P14, P17, три нижние поперечные нити MC10, MC13, MC16 и три связующие нити L12, L15, L18, включая соответствующие несущие части 115 и соответствующие связующие части 116.
Далее подробно описывается взаимное сплетение или переплетение этих нитей для формовочного полотна 100.
Верхний слой 101 (фиг. 1) включает верхние продольные нити 1-8 и верхние поперечные нити P11, P14, P17, а также несущие части 115 связующих нитей L12, L15, L18.
Нижний слой 102 (фиг. 2) включает нижние продольные нити 9-16 и нижние поперечные нити MC10, MC13, MC16, а также связующие части 116 связующих нитей L12, L15, L18, которые выступают для связывания нижних продольных нитей 9-16.
Полотно 100 имеет только одну основу: верхние продольные нити 1-8 и нижние продольные нити 9-16 образуют единую основу, т.е. единая основа установлена на петлю, которая составляет полотно 100; продольные нити 1-16 поочередно образуют верхний слой (верхние продольные нити 1-8) и нижний слой (нижние продольные нити 9-16) согласно их переплетению с уточными нитями (верхние поперечные нити P11, P14, PI7; нижние поперечные нити MC10, MC13, MC16; связующие нити L12, L15, L18).
Верхние поперечные нити P11, P14, P17 переплетаются только с верхними продольными нитями 1-8; нижние поперечные нити MC10, MC13, MC16 переплетаются только с нижней продольной нитью 9-16. Связующие нити L12, L15, L18 связывают верхние продольные нити 1-8 и нижние продольные нити 9-16.
Верхние продольные нити 1-8 и верхние поперечные нити P11, P14, P17 переплетаются таким образом, что каждая верхняя поперечная нить P11, P14, P17 проходит поочередно над тремя верхними продольными нитями и под одной верхней продольной нитью, в частности, проходит под верхней продольной нитью и над следующими тремя верхними продольными нитями и, таким образом, снова под верхней продольной нитью и под следующими тремя верхними продольными нитями. Например, как представлено на фиг. 3a, верхняя поперечная нить P11 проходит под верхней продольной нитью 1, над верхними продольными нитями 2, 3, 4, под верхней продольной нитью 5, над верхними продольными нитями 6, 7, 8 и так далее.
Такой же рисунок образуют все верхние поперечные нити P11, P14, P17, но верхние поперечные нити сдвинуты в поперечном направлении, а именно, на две верхние продольные нити.
Слои 101, 102 соединены и связаны друг с другом, образуя полотно 100, посредством связующих нитей L12, L15, L18.
Каждая связующая нить L12, L15, L18 в повторяющемся рисунке 104 переплетения включает несущую часть 115, которая переплетается с верхними продольными нитями 1-8, и связующую часть 116, которая располагается под верхними продольными нитями 1-8 и переплетается с нижними продольными нитями 9-16.
В представленном примере каждая связующая нить L12, L15, L18 располагается между двумя прилегающими верхними поперечными нитями P11, P14, P17. В повторяющемся рисунке 104 переплетения присутствует равное число (в данном случае три) верхних поперечных нитей P11, P14, P17 и связующих нитей L12, L15, L18, а также нижних поперечных нитей MC10, MC13, MC16; и каждая связующая нить L12, L15, L18 прилегает к верхней поперечной нити P11, P14, P17 и образует с ней пару; в каждой такой паре, которую образует верхняя поперечная нить P11, P14, P17 и связующая нить L12, L15, L18, связующая нить проходит над верхними продольными нитями, под которыми проходит прилегающая верхняя поперечная нить, и, наоборот, проходит под верхними продольными нитями, над которыми проходит прилегающая верхняя поперечная нить.
Например, в паре, которую образуют верхняя поперечная нить P11 и связующая нить L12, верхняя поперечная нить P11 проходит под верхними продольными нитями 1 и 5 и над верхними продольными нитями 2-4 и 6-8, в то время как связующая нить L12 проходит над верхними продольными нитями 1, 5 и проходит под верхними продольными нитями 2-4 и 6-8.
Другие связующие нити L15, L18 переплетаются, образуя такой же рисунок, но они сдвинуты в поперечном направлении на две позиции (т.е. на две верхние или нижние поперечные нити).
Таким образом, связующие нити L12, L15, L18 практически не принимают участия в бумагонесущей функции, потому что их несущие части 115 имеют ограниченную длину, проходя только над отдельными верхними продольными нитями, которые разделяет большое расстояние.
Напротив, связующие нити L12, L15, L18 выполняют функцию соединения двух слоев 101, 102 полотна 100.
В примере, представленном на фиг. 1-3, каждая связующая нить L12, L15, L18 связывает, в повторяющемся рисунке 104 переплетения, две верхние продольные нити и две нижние продольные нити; в частности, каждая связующая нить L12, L15, L18 связывает верхнюю продольную нить и нижнюю продольную нить, которые сдвинуты на две позиции в поперечном направлении; например, связующая нить L12 проходит над верхней продольной нитью 1 и под нижней продольной нитью 11, которая сдвинута на две позиции в поперечном направлении по отношению к верхней продольной нити 1.
Каждая связующая нить L12, L15, L18, таким образом, связывает две верхние продольные нити и нижнюю продольную нить, расположенную между двумя верхними продольными нитями, связанными той же связующей нитью, проходя над верхней продольной нитью и под нижней продольной нитью, сдвинутой на две позиции в поперечном направлении по отношению к верхней продольной нити.
Каждая связующая нить L12, L15, L18 проходит над верхней продольной нитью и под следующими тремя верхними продольными нитями и, таким образом, снова над следующей верхней продольной нитью и так далее; и под нижней продольной нитью и над следующими тремя нижними продольными нитями и так далее.
Такой же рисунок образуют все связующие нити L12, L15, L18, но связующие нити сдвинуты в поперечном направлении, а именно, на две верхние продольные нити.
Переплетение связующих нитей L12, L15, L18 с верхними продольными нитями 1-8 и нижними продольными нитями 9-16 может осуществляться в различных формах.
В примере, представленном на фиг. 1, верхний слой имеет четырехремизное атласное переплетение.
Обращаясь опять к фиг. 2, нижний слой 102 включает нижние продольные нити 9-16, нижние поперечные нити MC10, MC13, MC16 и связующие части 116 связующих нитей L12, L15, L18.
Нижние поперечные нити MC10, MC13, MC16 переплетаются с нижними продольными нитями 9-16 согласно последовательности "над одной/под семью".
Например, как представлено на фиг. 3a, нижняя поперечная нить MC10 проходит над нижней продольной нитью 10 и под нижними продольными нитями 9 и 11-16.
Другие нижние поперечные нити образуют аналогичный рисунок "над одной/под семью" по отношению к нижним продольным нитям, но каждая из них сдвинута по отношению к прилегающей нижней поперечной нити в поперечном направлении, в частности, на три позиции, т.е. на три нижние продольные нити. Нижние поперечные нити MC10, MC13, MC16, таким образом, проходят над нижними продольными нитями 10, 13, 16, соответственно, и под другими.
Нижний слой 102, таким образом, имеет восьмиремизное атласное переплетение.
Нижний слой 102 также включает (фиг. 3) связующие части 116 связующих нитей L12, L15, L18. В повторяющемся рисунке 104 переплетения каждая связующая нить L12, L15, L18 проходит своей связующей частью 116 под нижней продольной нитью 9-16 таким образом, что определяется последовательность "под одной/над тремя" по отношению к нижним продольным нитям 9-16.
Например, связующая нить L12 (фиг. 3b) проходит под нижними продольными нитями 11 и 15 и над всеми другими нижними продольными нитями 9-10, 12-14, 16.
Другие связующие нити L15, L18 образуют такой же рисунок "под одной/над тремя", но предпочтительно сдвинуты по отношению к связующей нити L12, в частности, на три нижние продольные нити.
Полотно 100 содержит уточные нити и основные нити в соотношении 3:1.
Оно определяется как соотношение между уточными нитями и основными нитями, т.е. соотношение между числом уточных нитей, которые повторяются, образуя полотно в поперечном направлении, и числом основных нитей, которые повторяются в поперечном направлении, образуя полотно.
В полотне 100 присутствуют три уточные нити для каждой основной нити; это соответствует способу изготовления полотна: при переплетении на ткацком станке вставляются три уточные нити для каждой основной нити.
В поперечном направлении (т.е. перпендикулярно по отношению к продольному направлению) полотно 100, таким образом, имеет последовательность, которую составляют три уточные нити, которые повторяются в продольном направлении для каждой основной нити (которая поочередно представляет собой верхнюю нить или нижнюю нить согласно переплетению с уточными нитями).
Другими словами, повторяющийся рисунок 104 полотна образует одна основная нить (продольная нить) в расчете на три уточные нити (поперечные нити): на каждую основную нить (которая может представлять собой верхнюю продольную нить 1-8 или нижнюю продольную нить 9-16, согласно переплетению с поперечными нитями основы) приходятся верхняя поперечная нить (одна из нитей P11, P14, P17), нижняя поперечная нить (одна из нитей MC10, MC13, MC16) и связующая нить (одна из нитей L12, L15, L18).
Основные нити, которые схематически представлены на фиг. 3a, 3b парами, образуют два слоя; по существу, основные нити принимают такую конфигурацию за счет переплетения с уточными нитями, но только одна основная нить повторяется в поперечном направлении.
Соотношение 3:1 между уточными нитями и основными нитями отражает способ переплетения полотна 100; три последовательные уточные нити вставляются в каждый выступ (или вставку) полотна, образуя жгут на каждой уточной нити.
Таким образом, полотно 100 содержит одну основную нить на каждые три уточные вставки.
Каждая верхняя или нижняя продольная нить связана в каждой вставке жгута или выступе с верхней поперечной нитью, нижней поперечной нитью и связующей нитью.
Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что полотна согласно настоящему изобретению могут принимать различные формы.
Например, по отношению к приведенному выше описанию, число и/или положение пар связующих нитей может изменяться по отношению к числу и/или положению верхних поперечных нитей (например, может присутствовать одна связующая нить в расчете на две или три верхние поперечные нити, или могут присутствовать две или три или более связующих нитей на каждую верхнюю поперечную нить).
Кроме того, число верхних и нижних поперечных нитей в повторяющемся рисунке переплетения может изменяться по отношению к тому, что описано и проиллюстрировано исключительно в качестве примера.
Кроме того, все переплетения или рисунки переплетения, которые описаны для слоев 101, 102, могут отличаться от тех, которые проиллюстрированы и описаны; например, верхнюю поверхность полотна необязательно должно образовывать четырехремизное атласное переплетение, которое представлено выше, но это может быть тип гладкого переплетения, саржевого переплетения и т.д.; и нижнюю поверхность полотна необязательно должно образовывать восьмиремизное атласное переплетение, но может присутствовать любая другая форма, такая как гладкое, ломаное гладкое, саржевое, ломаное саржевое переплетение и т.д. В полотне согласно настоящему изобретению можно использовать и другие дополнительные варианты рисунков переплетения.
Можно также использовать нити, имеющие разнообразные формы (например, с круглым или плоским сечением) и размеры.
Форма нитей, используемых в полотне согласно настоящему изобретению, может изменяться в зависимости от свойств, которые должны быть приданы конечному продукту. Например, нити могут представлять собой одноволоконные нити, плоские одноволоконные нити, многоволоконные нити, крученые многоволоконные или одноволоконные нити, нити любого типа или любое соответствующее сочетание. Материалы, из которых изготовлены нити, могут представлять собой материалы, обычно используемые в данной области. Например, можно использовать сложнополиэфирные, полиамидные, полиамидно-сложнополиэфирные нити и т.д. Специалист в данной области техники может выбирать материалы нитей также и в зависимости от конкретного применения, для которого предназначается конечное изделие.
Например, верхние и нижние продольные нити, верхние поперечные нити и связующие нити могут иметь (взаимно одинаковые или различные) диаметры, составляющие приблизительно от 0,10 до 0,35 мм; нижние продольные нити могут иметь диаметр, составляющий приблизительно от 0,10 до 0,50 мм; следует понимать, что эти размеры представляют собой только примеры, и можно использовать другие размеры, согласно конкретным требованиям.
Ячейка (т.е. размер ячейки) полотна может также различаться.
Например, размер ячеек верхней поверхности должен составлять приблизительно от 17×17 до 19×30 (основные нити на 1 см × уточные вставки на 1 см), и полный размер ячеек может составлять приблизительно от 34×26 до 38×60 (основные нити на 1 см × уточные вставки на 1 см).
Полотно с соотношением 3:1 и восьмиремизным атласным переплетением нижнего слоя согласно настоящему изобретению имеет эксплуатационные характеристики, представленные в таблице 1.
Таблица 1
НИТЬ
Размер
Продольные нити, в том числе:
Верхние продольные нити
Нижние продольные нити
Связующие нити
Верхние поперечные нити
Нижние поперечные нити
Размер ячеек (верхняя поверхность)
18,5×22*
Размер ячеек (полный)
36×33*
(<sup>*</sup>) Число основных нитей на 1 см × число уточных нитей на 1 см
Согласно аспекту настоящего изобретения, описанное выше полотно 100 используется в способе изготовления бумаги, в частности, в секции формования бумагоделательной машины. Данный способ включает следующие стадии:
(a) изготовление бумагоделательного полотна, как описано выше;
(b) нанесение водной целлюлозной массы и/или бумажного материала, подлежащего формованию, на верхнюю поверхность полотна; и
(c) удаление воды из целлюлозной массы и/или бумажного материала, подлежащего формованию.
В остальном этот способ в основном хорошо известен специалистам в данной области техники, и, таким образом, дополнительная информация в данном отношении не является обязательной.
Кроме того, следует понимать, что можно осуществлять дополнительные изменения и модификации описания, представленного в настоящем документе, без выхода за пределы объема настоящего изобретения, который определяется в прилагаемой формуле изобретения.