Сшиваемая полутораслойная прессовальная ткань из моноволоконных нитей, имеющая малую толщину
Заявлена полутораслойная ткань малой толщины из моноволоконных нитей, предназначенная для использования в качестве сшиваемой прессовальной ткани для бумагоделательной машины. Ткань получена бесконечным ткачеством и имеет шовные петли, сформированные соседними расположенными не друг над другом уточными нитями, проходящими в машинном направлении. Шовные петли ориентированы перпендикулярно к плоскости ткани-основы для более легкого соединения и сшивания. Когда ткань находится под нагрузкой, петли сжимаются, образуя область шва, имеющую такую же малую толщину, что и ткань-основа. Кроме того, конфигурация с расположенными не друг над другом нитями обеспечивает образование большего "текстильного кулича", чем в других тканях такой толщины. Ткань по изобретению обеспечивает достаточную прочность шва при сохранении толщины основной части ткани-основы. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники
Данное изобретение относится бумажному производству, а более конкретно - к полутораслойной прессовальной ткани малой толщины, выполненной из моноволоконных нитей и предназначенной для бумагоделательной машины.
Уровень техники
В процессе бумажного производства целлюлозное волокнистое полотно формуют, осаждая волокнистую бумажную массу, т.е. водную дисперсию целлюлозных волокон, на движущуюся формовочную ткань в формовочной секции бумагоделательной машины. Сквозь формовочную ткань из бумажной массы отводится большое количество воды, покидающей целлюлозное волокнистое полотно на поверхности формовочной ткани.
Затем полученное целлюлозное полотно перемещают из формовочной секции в прессовую секцию, в которой имеется ряд зон прессования. Целлюлозное волокнистое полотно, удерживаемое прессовальной тканью или, как часто бывает, между двумя прессовальными тканями, проходит через зоны прессования, где подвергается воздействию сжимающих сил, отжимающих из него воду и вызывающих сцепление целлюлозных волокон в полотне друг с другом, превращая целлюлозное волокнистое полотно в бумажный лист. Вода впитывается прессовальной тканью или тканями и в идеальном случае не возвращается в бумажный лист.
В заключение бумажный лист направляют в сушильную секцию, включающую по меньшей мере один комплект вращающихся сушильных барабанов или цилиндров, нагреваемых изнутри паром. Сформированный бумажный лист направляют по извилистой траектории последовательно вокруг каждого из комплекта барабанов сушильной тканью, которая удерживает бумажный лист в плотном контакте с поверхностью барабанов. Нагретые барабаны уменьшают содержание воды в бумажном листе до желательного уровня за счет ее испарения.
Следует иметь в виду, что формовочная, прессовальная и сушильная ткани на бумагоделательной машине принимают форму бесконечных петель и действуют как конвейеры. Также следует иметь в виду, что изготовление бумаги - это непрерывный процесс, который идет со значительной скоростью, т.е. в формовочной секции волокнистую бумажную массу непрерывно осаждают на формовочную ткань, а полученный бумажный лист после выхода из сушильной части непрерывно сматывают в рулоны.
Данное изобретение относится, в частности, к прессовальным тканям, используемым в прессовой части. Прессовальные ткани играют важную роль в процессе изготовления бумаги. Из сказанного выше следует, что одной из их функций является поддержка и перенос изготавливаемого бумажного изделия через зоны прессования.
Прессовальные ткани также участвуют в окончательной отделке поверхности бумажного листа, т.е. они должны иметь гладкие поверхности и равномерно эластичную структуру, чтобы при прохождении через зоны прессования поверхность бумаги получалась гладкой и без дефектов. Прессовальные ткани впитывают большое количество воды, отжатой из мокрой бумаги в зоне прессования. Поэтому в прессовальной ткани также важен объем пустот для обеспечения пути для выхода воды. Кроме того, ткань должна иметь достаточную водопроницаемость в течение всего срока службы. И наконец, прессовальные ткани должны обладать способностью не позволять задержанной воде возвращаться в бумагу и снова смачивать ее после выхода из зоны прессования.
Современные прессовальные ткани имеют большое разнообразие типов, разработанных для удовлетворения требований бумагоделательных машин, на которые они устанавливаются с целью изготовления определенных сортов бумаги. В общем случае они включают тканую ткань-основу, в которую вшит прочес из тонкого нетканого волокнистого материала. Ткань-основа может быть соткана из моноволоконных, скрученных моноволоконных, многоволоконных и скрученных многоволоконных нитей и может быть однослойной и многослойной или слоистой. Нити обычно получают экструдированием из синтетических полимерных смол, таких как полиамидные и полиэфирные смолы, используемые для этой цели специалистами в области бумагоделательных машин.
Сами тканые ткани-основы могут быть различных видов. Например, они могут быть непрерывно-ткаными или плоско-ткаными, а затем им может быть придана форма бесконечной петли с плетеным швом. В альтернативном случае они могут быть изготовлены с помощью процесса, известного как модифицированное бесконечное ткачество, в котором проходящие по ширине кромки ткани-основы имеют шовные петли, в которых использованы нити, проходящие в машинном направлении (МН). В этом способе нити, расположенные в МН, петляют вперед и назад между проходящими по ширине кромками ткани, поворачивая назад на каждой кромке с образованием шовной петли. Полученной таким образом ткани-основе придают бесконечную форму при ее установке на бумагоделательную машину, поэтому такие ткани называют сшиваемыми на машине тканями. Для придания ткани бесконечной формы две проходящие по ширине кромки сводят друг с другом, шовные петли на двух кромках переплетают друг с другом и сквозь проход, образованный переплетенными шовными петлями, пропускают стержень или штырь.
Кроме того, тканые ткани-основы могут быть сделаны слоистыми путем размещения одной ткани-основы внутри бесконечной петли, образованной другой, и пропускания с помощью иглы через обе ткани-основы прочеса из штапельного волокна для их соединения. По меньшей мере одна ткань-основа может быть сшиваемой на машине тканью.
В любом случае тканые ткани-основы имеют форму бесконечных петель или могут быть сшиты в такие петли, имеющие определенную длину, измеряемую вкруговую в продольном направлении, и определенную ширину, измеряемую в поперечном направлении. Поскольку конфигурации бумагоделательных машин имеют значительные различия, изготовителям тканей для бумагоделательных машин необходимо выпускать прессовальные ткани и другую одежду для бумагоделательных машин с размерами, позволяющими занимать определенные места в бумагоделательных машинах своих клиентов. Понятно, что это требование затрудняет рациональную организацию производственного процесса, так как каждую ткань обычно приходится делать на заказ.
В современных бумагоделательных машинах ткани могут иметь ширину от 5 футов до превышающей 33 фута (от 1,5 до 10 м), длину от 40 футов до превышающей 400 футов (от 12 до 122 м) и вес приблизительно от 100 фунтов до превышающего 3000 фунтов (от 45 до 1360 кг). Эти ткани изнашиваются и требуют замены. Замена тканей часто включает выведение машины из эксплуатации, съем изношенной ткани, подготовку ткани к установке и установку новой ткани. Хотя многие ткани являются бесконечными, приблизительно половина тканей, используемых в прессовых секциях бумагоделательных машин, на сегодняшний день являются сшиваемыми на машине тканями. Некоторые ленты для процессов бумажного производства (PIPB - Paper Industry Process Belts) рассчитаны на возможность сшивания их на машине, например некоторые транспортные ленты, известные как Transbelt®. Установка такой ткани включает натягивание основной части ткани на машину и соединение концов ткани с формированием бесконечной ленты.
Данное изобретение относится к сшиваемым прессовальным тканям. Известные сшиваемые прессовальные ткани обычно состоят из двух проходящих в машинном направлении слоев нитей, образующих шовные петли в готовой ткани. Даже при использовании трех слоев, проходящих в машинном направлении, для формирования шовных петель используются только два из этих слоев. В этих известных тканях используются различные способы создания петель, идущих под углом по возможности близко к перпендикуляру к плоскости основной части ткани. Перпендикулярные (или вертикальные) петли облегчают процесс соединения петель и сшивания при установке ткани на место.
В случаях, когда требуется ткань малой толщины, используется сшиваемая однослойная прессовальная ткань. Однако при однослойных структурах ткани шовные петли невозможно сделать одной толщины с тканью-основой. Другими словами, для сшивания такой ткани необходимо, чтобы толщина в области петли превышала толщину ткани в основной части. Такая разница в толщине значительно ограничивает сферу применения таких тканей, поскольку большая толщина шва может вызвать проблемы при работе бумагоделательной машины. Кроме того, однослойные структуры имеют малое количество петель на единицу длины, результатом чего является шов, имеющий меньшую прочность по сравнению со швом в двухслойной ткани.
Поэтому существует потребность в сшиваемой прессовальной ткани для использования в тех случаях, где желательна малая толщина ткани.
Другой аспект такой сшиваемой прессовальной ткани заключается в получении достаточно прочного шва при сохранении толщины, соответствующей основной части ткани-основы, во избежание появления дефектов от шва.
Еще один аспект такой сшиваемой прессовальной ткани заключается в том, что строение ткани должно быть таким, чтобы ткань под нагрузкой не разрушалась.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение представляет собой моноволоконную полутораслойную ткань, полученную модифицированным бесконечным ткачеством и предназначенную для использования в качестве прессовальной ткани в бумагоделательной машине. Такая ткань-основа решает проблему создания сшиваемой прессовальной ткани малой толщины.
Поэтому главной целью изобретения является преодоление недостатков, присущих описанным выше известным тканям.
Еще одной целью изобретения является создание прессовальной ткани, которую можно легко установить и сшить.
Следовательно, данное изобретение представляет собой ткань для бумагоделательной машины, предназначенную для использования в качестве прессовальной ткани, сшиваемой на бумагоделательной машине. Эта ткань включает полутораслойную ткань-основу из расположенных не друг над другом нитей утка, проходящих в машинном направлении, и нитей основы, проходящих в направлении, поперечном машинному, изготовленную модифицированным бесконечным ткачеством. Нити утка, проходящие в машинном направлении, и нити основы, проходящие в направлении, поперечном машинному, представляют собой моноволоконные нити. Ткань содержит шовные петли, ориентированные в направлении, перпендикулярном к плоскости ткани-основы, для облегчения соединения и сшивания. Шовные петли сформированы из соседних расположенных не друг над другом нитей утка, идущих в машинном направлении в ткани-основе. Когда ткань находится под нагрузкой, шовные петли образуют шов, толщина которого в сущности соответствует толщине ткани-основы.
Другие аспекты данного изобретения включают и то, что такая сшиваемая прессовальная ткань может использоваться в приложениях, в которых желательна малая толщина тканей, и, например, там, где проблемой является протечка. Соседние расположенных не друг над другом нити утка, проходящие в машинном направлении, способствуют образованию большего "текстильного кулича" из прикрепленного иглой волокна прочеса поверх основы ткани, чем в других тканях аналогичной толщины. Шовные петли сминаются, теряя свою перпендикулярную ориентацию, и под нагрузкой возвращаются в плоскость ткани-основы, образуя шов, толщина которого в сущности соответствует толщине ткани-основы. Шов содержит такое количество шовных петель на единицу длины, которое достаточно для получения шва с прочностью, сопоставимой с прочностью швов, образуемых двухслойной тканью. Нити утка, проходящие в машинном направлении, и нити основы, проходящие в направлении, поперечном машинному, могут иметь круглое поперечное сечение, прямоугольное поперечное сечение или некруглое поперечное сечение.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для более полного понимания данного изобретения ниже приведено его описание со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 является схемой, показывающей рисунок переплетения со стороны контакта с листом или с лицевой (верхней) стороны ткани, для типичной ткани, выполненной согласно данному изобретению;
фиг.2 является составным изображением, полученным с помощью растрового электронного микроскопа (РЭМ) и показывающим шовные петли ткани, сотканной согласно данному изобретению;
фиг.3 является торцевым изображением, полученным с помощью растрового электронного микроскопа с торца ткани и показывающим вертикальную ориентацию шовных петель относительно основной части ткани, сотканной согласно данному изобретению;
фиг.4 является разрезом, полученным с помощью растрового электронного микроскопа и показывающим взаимную ориентацию уточных нитей в шовных петлях, когда эти нити выходят из основной части ткани и входят в основную часть ткани, сотканной согласно данному изобретению; и
фиг.5 является другим разрезом, полученным с помощью растрового электронного микроскопа и показывающим взаимную ориентацию уточных нитей в шовных петлях в основной части ткани, сотканной согласно данному изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ткани, изготовленные согласно данному изобретению, имеют полутораслойную структуру основы малой толщины, в которой петли на обоих концах в направлении, поперечном машинному, наклонены под одинаковыми углами, что облегчает сцепление (то есть соединение петель) и сшивание. В данном изобретении шовные петли, образованные уточными нитями, идут вертикально (то есть перпендикулярно) относительно ткани-основы, облегчая сшивание, и затем, при приложении нагрузки к ткани, могут возвращаться назад, принимая положение, аналогичное расположению уточных нитей ткани основы, даже после того как петли сцеплены вместе с формированием шва. Другими словами, после того как ткань, включая область шва, подверглась воздействию нагрузки, шов становится такой же малой толщины, как и основная часть ткани-основы.
Фиг.1 является схемой, показывающей рисунок переплетения со стороны контакта с листом или с лицевой (верхней) стороны ткани, для типичной ткани, выполненной согласно данному изобретению. Данное изобретение применимо к любому рисунку переплетения с расположенными не друг над другом нитями, идущими в машинном направлении и образующими шовные петли, и его не следует рассматривать как ограниченное данным примером. Следовательно, рисунок, показанный на фиг.1 в качестве примера, представляет собой модификацию рисунка шахматного переплетения ткани Albany International's 1040. Это переплетение 1040 с 3-зевным рисунком обычно ткут на 6-зевных станках, и оно образует явную линию саржевого переплетения. В приведенном в примере рисунке переплетения этот рисунок 1040 модифицирован до 8-зевного переплетения, причем рисунок из 8 нитей, идущих в направлении, поперечном машинному, повторяется и нарушает линию саржевого переплетения. Этот модифицированный рисунок переплетения ткани сохраняет достаточное гидравлическое сопротивление для использования в тех приложениях, где требуются малая толщина и малый объем пустот, например в прессах, где протечка представляет собой проблему. На последующих чертежах показана модифицированная бесконечная текстильная ткань, изготовленная в соответствии с этим взятым для примера рисунком переплетения.
Фиг.2 является полученным с помощью растрового электронного микроскопа (РЭМ) составным изображением поперечного сечения в направлении, поперечном машинному, текстильной ткани, которая соткана с использованием рисунка переплетения, показанного на фиг.1, и изображающим шовные петли, выполненные согласно данному изобретению. Петли ориентированы в направлении, перпендикулярном к плоскости поверхности ткани. Обратим внимание на размер (или толщину) петель по сравнению с размером (или толщиной) основной части ткани в этой свободной от нагрузки/несшитой конфигурации. Все нити в этой ткани являются моноволоконными.
Фиг.3 является торцевым изображением, полученным с помощью растрового электронного микроскопа с торца ткани и показывающим вертикальную ориентацию шовных петель относительно основной части ткани, сотканной согласно данному изобретению. Эти шовные петли могут быть легко переплетены с соответствующими петлями на другом конце ткани и сшиты вместе путем продевания через петли стержня. Толщина и ориентация петель облегчают процесс сшивания.
Фиг.4 является полученным с помощью растрового электронного микроскопа видом с торца, на котором петли срезаны для того, чтобы показать взаимную ориентацию уточных нитей в шовных петлях, проходящих в машинном направлении, когда эти нити входят в основную часть ткани. Две нити, обозначенные меткой "loop" ("петля"), объединяются, образуя одну петлю, которая на этом чертеже срезана. Эти нити "петли" представляют собой уточные нити, идущие в машинном направлении и сформированные в процессе модифицированного бесконечного ткачества. Важно, что уточные нити, идущие в машинном направлении, расположены не друг над другом; т.е. они не ориентированы в вертикальном направлении, идущем перпендикулярно к плоскости ткани. В то же время в известных двухслойных тканях для создания петель используются нити, расположенные друг над другом в вертикальном направлении. Такая конфигурация без нитей, расположенных друг над другом, позволяет петлям сплющиваться/складываться под нагрузкой до толщины, по существу равной толщине основной части ткани-основы.
Фиг.5 является другим разрезом, полученным с помощью растрового электронного микроскопа и показывающим взаимную ориентацию в шовных петлях уточных нитей, проходящих в машинном направлении в основной части ткани, сотканной согласно данному изобретению. Вновь обратим внимание на то, что нити в петлях (обозначены как "loop") расположены рядом, но не друг над другом.
Кроме того, поскольку ткань представляет собой полутораслойную, а не двухслойную ткань, ее структура не может разрушиться под нагрузкой подобно тому, как это происходит в некоторых двухслойных тканях. Это особенно справедливо для случая, когда данная ткань выполнена только из моноволоконных нитей.
Дополнительное преимущество состоит в том, что эта структура ткани стремится препятствовать вшитому иглой волокну прочеса проникать в ткань-основу и сквозь нее. Это уменьшение открытого участка снижает перемещение волокон в процессе прошивания иглой и, таким образом, обеспечивает образование над плоскостью ткани-основы большего "текстильного кулича", чем в других тканях такой же толщины. Образование большего "текстильного кулича" почти всегда является более предпочтительным для уменьшения основы, шва и дефектов.
Ткань по данному изобретению в предпочтительном случае содержит только моноволоконные нити. Однако могут использоваться и другие типы нитей, например скрученные или сплетенные моноволоконные или многоволоконные нити, ориентированные как в машинном направлении, так и в направлении, поперечном машинному. Нити, проходящие в машинном направлении и в направлении, поперечном машинному, могут иметь круглое поперечное сечение с одним или несколькими различными диаметрами. Кроме того, в дополнение к круглой форме поперечного сечения по меньшей мере одна нить может иметь поперечное сечение другой формы, например прямоугольной формы, или иметь некруглое поперечное сечение.
Специалистам в данной области техники очевидны возможные изменения в приведенных выше конфигурациях, однако такие изменения не выходят за пределы объема правовой защиты изобретения. Таким образом, цели и преимущества данного изобретения достигнуты, и хотя выше были раскрыты и подробно описаны предпочтительные варианты выполнения данного изобретения, его объем не ограничен только ими, а определяется прилагаемой формулой изобретения.
1. Ткань для бумагоделательной машины, предназначенная для использования в качестве сшиваемой прессовальной ткани на бумагоделательной машине и содержащая полутораслойную ткань-основу из расположенных не над друг другом уточных нитей, проходящих в машинном направлении, и нитей основы, проходящих в направлении, поперечном машинному, изготовленную посредством процесса модифицированного бесконечного ткачества, причем уточные нити, проходящие в машинном направлении, и основные нити, проходящие в направлении, поперечном машинному, являются моноволоконными нитями, шовные петли, ориентированные перпендикулярно к плоскости ткани-основы, предназначенные для облегчения соединения и сшивания и сформированные из соседних расположенных не над друг другом уточных нитей, проходящих в машинном направлении в ткани-основе, причем шовные петли создают шов, имеющий толщину, которая под нагрузкой по существу равна толщине основной части ткани-основы.
2. Ткань по п.1, в которой шовные петли позволяют создать шов, толщина которого под нагрузкой по существу соответствует толщине ткани-основы за счет отклонения петель от их перпендикулярной ориентации в плоскость ткани-основы.
3. Ткань по п.1, в которой шов содержит такое количество шовных петель на единицу длины, которое достаточно для создания шва с прочностью, сопоставимой с прочностью швов в двухслойных тканях.
4. Ткань по п.1, в которой уточные нити, проходящие в машинном направлении, и нити основы, проходящие в направлении, поперечном машинному, имеют круглое поперечное сечение, прямоугольное поперечное сечение или некруглое поперечное сечение.
5. Ткань по п.1, в которой уточные нити, проходящие в машинном направлении, и/или нити основы, проходящие в направлении, поперечном машинному, представляют собой скрученные нити.
