Способ увеличения объема пустот в прессовой ткани путем лазерного травления

Предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности. Способ модифицирования ткани включает получение готовой водопроницаемой ткани, формирование на поверхности ткани множества пустот в виде глухих отверстий, выполненных путем лазерного травления. Водопроницаемая ткань, выполненная способом, включающим выполнение пустот лазерным травлением, причем указанные пустоты являются резервуарами минимального давления, способными принимать воду. Обеспечивается повышенная обезвоживающая и дренирующая способность водопроницаемой прессовой ткани. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к производству бумаги. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу получения водопроницаемой прессовой ткани с повышенной обезвоживающей и дренирующей способностью за счет выполнения в ней пустот.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В процессе изготовления бумаги формируют целлюлозное волокнистое полотно, осаждая волокнистую пульпу, то есть водную дисперсию волокон целлюлозы, на движущуюся формующую сетку в формовочной части бумагоделательной машины. Во время этого процесса из пульпы сквозь формующую сетку уходит большое количество воды, оставляя на поверхности формующей сетки целлюлозное волокнистое полотно.

Сформированное таким образом целлюлозно-волокнистое полотно перемещается из формовочной части в прессовую часть, содержащую ряд прессующих валков. При прохождении между прессующими валками целлюлозно-волокнистое полотно поддерживается прессовой тканью или, как это часто имеет место, располагается между двумя прессовыми тканями. В валках целлюлозно-волокнистое полотно подвергается сжатию, в результате чего вода из него отжимается, а волокна в полотне соединяются друг с другом, превращая целлюлозно-волокнистое полотно в бумажный лист. Вода принимается прессовой тканью или тканями и, в идеальном случае, не возвращается в бумажное полотно.

В конце концов, бумажное полотно попадает в сушильную часть, содержащую по меньшей мере один ряд вращающихся сушильных барабанов или цилиндров, нагреваемых изнутри паром. Сформированный лист бумаги направляется по волнистой траектории последовательно вокруг каждого из барабанов с помощью сушильной ткани, которая прижимает бумажное полотно к поверхности барабанов. Нагретые барабаны уменьшают содержание воды в бумажном полотне до желаемого уровня путем ее испарения.

Необходимо отметить, что формующая, прессовая и сушильная ткани для бумагоделательной машины имеют вид бесконечных (т.е. замкнутых в кольцо) лент и используются по принципу конвейера. Следует также отметить, что изготовление бумаги представляет собой непрерывный процесс, осуществляемый со значительной скоростью. То есть в формовочной части волокнистую пульпу непрерывно осаждают на формующую сетку, в то время как только что изготовленный лист бумаги после выхода из сушильной части непрерывно сматывают в рулоны.

Настоящее изобретение относится, в основном, к тканям, используемым в прессовой части бумагоделательных машин и известным как прессовые ткани, которые, однако, могут найти применение и в других технологических процессах, используемых при изготовлении бумаги.

Прессовые ткани играют важную роль в процессе изготовления бумаги. Одна из их функций, как указано выше, заключается в том, что они поддерживают изготавливаемое бумажное изделие при прохождении его через прессующие валки.

Прессовые ткани используются также при окончательной отделке поверхности бумажного листа и поэтому они должны иметь гладкую поверхность и равномерную эластичную структуру, чтобы при прохождении между прессующими валками поверхность бумаги получалась гладкой и без отпечатков.

Одной из наиболее важных функций прессовой ткани является впитывание ею большого количества воды, отжимаемой из влажной бумаги прессующими валками. Следовательно, в прессовой ткани буквально должно иметься пространство, обычно называемое пустотами, для заполнения водой, и ткань должна иметь достаточную водопроницаемость в течение всего срока службы. Кроме того, прессовые ткани должны предотвращать возврат в бумагу воды, принятой из бумаги, и повторное смачивание бумаги на выходе из прессующих валков.

Современные прессовые ткани изготавливаются в большом количестве видов, что позволяет использовать их на различных бумагоделательных машинах для изготовления определенных сортов бумаги. В общем случае прессовые ткани содержат ткань-основу и тонкий нетканый волокнистый материал. Ткань-основа может быть соткана из моноволоконных, сдублированных моноволоконных, многоволоконных и сдублированных многоволоконных нитей и может быть однослойной, многослойной или слоистой. Нити обычно экструдируют из синтетических полимерных смол, таких как полиамидные и полиэфирные смолы, использование которых для этой цели известно специалистам, работающим с бумагоделательными машинами.

Ткань-основа может иметь различную форму. Например, ткань-основа может быть выполнена в виде бесконечной ткани или в виде плоской ткани с последующим формированием бесконечной ткани со швом. Альтернативно, такая ткань может быть изготовлена способом, известным как изготовление ткани, преобразуемой в бесконечную ткань, при котором поперечные кромки ткани-основы имеют шовные петли, образованные нитями, расположенными в направлении хода бумаги в машине. В этом способе нити, расположенные в направлении хода бумаги в машине, пропускают вперед и назад между поперечными кромками ткани с возвратом назад и образованием шовной петли на каждой кромке. Полученная таким образом ткань-основа принимает форму бесконечной ткани при ее установке на бумагоделательную машину, поэтому такие ткани называют сшиваемыми на машине тканями. Для придания ткани бесконечной формы две поперечные кромки сшивают друг с другом. Для облегчения сшивания многие ткани, используемые в настоящее время, имеют шовные петли на поперечных кромках с двух концов ткани. Шовные петли обычно формируют продольными нитями ткани. Шов обычно выполняют, сводя кромки ткани вместе таким образом, что шовные петли на них перемежаются между собой, а сквозь проход, образованный чередующимися шовными петлями, пропускают шпильку или стержень.

Кроме того, ткань-основа может быть выполнена слоистой, если поместить одну ткань-основу внутрь бесконечной петли, образованной другой тканью-основой, и соединить их вместе, пропуская через обе ткани-основы прочес штапельного волокна путем иглопробивания. Одна ткань-основа или обе ткани-основы могут быть сшиваемыми на машине.

В качестве ткани-основы для прессовой ткани могут быть использованы другие структуры, такие как экструдированные сетчатые структуры, трикотажные структуры или такие нетканые изделия, как фольга, пленка или нетканый материал из расплава.

В любом случае ткани-основы, имеющие вид бесконечных петель или сшиваемые в бесконечные петли, имеют определенную длину, измеряемую в продольном направлении, и определенную ширину, измеряемую в поперечном направлении.

Возвращаясь к обезвоживающей функции вышеописанных прессовых тканей, необходимо отметить, что введение поверхностных углублений или пустот в структуру прессовой ткани может улучшить прохождение воды через ткань. Настоящее изобретение обеспечивает альтернативный способ получения ткани с указанными свойствами.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, настоящее изобретение представляет собой способ получения водопроницаемой прессовой ткани с повышенной обезвоживающей и дренирующей способностью за счет выполнения на обратной стороне ткани пустот, которые представляют собой резервуары минимального давления, способные принимать воду.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 показан вид сбоку, иллюстрирующий способ в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.2 показан вид сверху примера выполнения конфигурации массива пустот, выполненных способом, показанном на фиг.1.

На фиг.3 показан вид сверху другой конфигурации массива пустот.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1 иллюстрирует способ в соответствии с настоящим изобретением, в котором ткани 10, например традиционной водопроницаемой прессовой ткани, придают повышенную обезвоживающую и дренирующую способность за счет выполнения на обратной поверхности 16 ткани пустот 12 или резервуаров минимального давления, способных принимать воду. Макропустоты 12, получаемые высверливанием на обратной поверхности 16 ткани 10 при помощи лазера 14, имеют ширину и глубину в пределах, например, приблизительно от 0,3 до 1,5 мм.

Лазер 14, который может быть, например, небольшим медицинским лазером, используют для выборочного травления пустот 12 на поверхности 16 ткани 10. Использование указанного лазера позволяет точно регулировать глубину профиля удаляемого материала. Для выполнения лазерного травления могут быть также использованы другие подходящие для этого устройства. Дополнительно может быть использована традиционная система управления (не показана) лазерным травлением для придания пустотам желаемой формы на большой скорости при обеспечении высокой гибкости в выполнении форм и размеров пустот. Типичные конфигурации включают квадратный массив 24 полусферических пустот 22 в ткани 20, показанный на фиг.2, или квадратный массив 34 треугольных пирамидальных пустот 32 в ткани 30, показанный на фиг.3. Другие формы и размеры пустот могут включать, например, следующие сочетания: круглые/полусферические, квадратные/пирамидальные, прямоугольные/кубические, шестиугольные, эллиптические (поперек направления движения ткани в машине/в направлении движении ткани в машине), кольцевые/полутороидальные, а также щелевидные. Форма массива пустот может быть также, например, шестиугольной, псевдослучайной, треугольной и линейной/спиральной (например, щелевидной).

Способ в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно включать, например, шаги (не показаны) по удалению волокон из пустот и газовому выпариванию побочных продуктов.

Несмотря на то, что ранее уже было предложено использование в прессовой ткани отверстий, высверленных лазером, настоящее изобретение имеет отличительные признаки по сравнению с существующим уровнем техники в нескольких важных аспектах. Например, известен способ (патент США № 4541895), описывающий лазерное сверление "сквозных отверстий" в водонепроницаемых полотнищах до их сборки в ткань для создания каналов, проходящих непрерывно сквозь всю структурную толщину ткани. В отличие от этого, настоящее изобретение позволяет модифицировать водопроницаемую прессовую ткань для придания ей повышенной обезвоживающей и дренирующей способности за счет высверливания лазером на обратной стороне ткани пустот или резервуаров минимального давления, способных принимать воду.

Другое известное решение (патент США № 4300982) обеспечивает дренажные пустоты на обратной стороне ленты путем выполнения областей повышенной несжимаемости моноволокна, то есть в данном решении используется способ, значительно отличающийся от способа, предложенного в настоящем изобретении. Еще одно известное решение (патент США № 4446187) описывает лазерное сверление отверстий на поверхности непроницаемого для жидкости материала, определяемого как "фольга". Задача в данном случае состоит в получении обезвоживающей ленты, которая характеризуется равномерным давлением и гладкой поверхностью, контактирующей с бумагой, и выполнена водопроницаемой за счет высверливания лазером отверстий. В отличие от этого, настоящее изобретение описывает выполнение отверстий на обратной поверхности проницаемой для жидкости ткани путем лазерного сверления для создания жидкостных резервуаров или областей пониженного давления, способствующих обезвоживанию.

Дополнительно или альтернативно, микропустоты могут быть высверлены на лицевой поверхности ткани 10 для аналогичного увеличения объема пустот, протока жидкости и дренажа при отсутствии неблагоприятного влияния указанных микропустот на качество поверхности ткани 10.

Очевидно, что специалисты в данной области техники могут внести различные изменения и усовершенствования в вышеописанный способ создания дополнительного объема пустот в ткани, не выходя за пределы объема изобретения, определяемого приложенной к данному описанию формулой.

1. Способ модифицирования ткани, включающий следующие стадии:

получение готовой водопроницаемой ткани, предназначенной для использования в производстве бумаги; и

формирование на поверхности ткани множества пустот в виде глухих отверстий, выполненных путем лазерного травления, для повышения обезвоживающей способности ткани.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что модифицируемая ткань является прессовой тканью, используемой в производстве бумаги.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная поверхность является обратной стороной ткани.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что пустоты формируют на обратной и лицевой сторонах ткани.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что ширина и глубина пустот находятся в пределах приблизительно от 0,3 до 1,5 мм.

6. Способ по п.1, отличающийся использованием лазера для выборочного выпаривания материала на лицевой или контактирующей с листом бумаги поверхности ткани для получения микропустот, не оказывающих неблагоприятного влияния на качество поверхности ткани.

7. Способ по п.1, отличающийся использованием обычного лазера для регулирования профиля каждой из пустот и форм пустот.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждая из пустот имеет форму, характеризуемую шириной/глубиной и выбираемую из группы, включающей сочетания круглая/полусферическая; квадратная/пирамидальная; прямоугольная/кубическая; шестиугольная, эллиптическая, круговая/полутороидальная и щелевидная.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что пустоты образуют массив, форма которого выбирается из группы, включающей квадратную, шестиугольную, псевдослучайную, треугольную и линейную/спиральную формы.

10. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию удаления волокон и газового выпаривания побочных продуктов.

11. Водопроницаемая ткань, предназначенная для использования в производстве бумаги, имеющая повышенную обезвоживающую и дренажную способность и выполненная способом, включающим выполнение пустот в виде глухих отверстий лазерным травлением, причем указанные пустоты являются резервуарами минимального давления, способными принимать воду.

12. Модифицированная ткань, полученная способом, включающим следующие шаги:

создание готовой водопроницаемой ткани, предназначенной для использования в производстве бумаги;

формирование множества пустот в виде глухих отверстий путем лазерного травления поверхности ткани для повышения обезвоживающей способности ткани.

13. Ткань по п.12, отличающаяся тем, что глухие резервуары, выполненные лазерным травлением, являются резервуарами минимального давления, способными принимать воду.

14. Ткань по п.12, отличающаяся тем, что модифицируемая ткань является прессовой тканью, используемой в производстве бумаги.

15. Ткань по п.12, отличающаяся тем, что указанная поверхность является обратной стороной ткани.

16. Ткань по п.12, отличающаяся тем, что пустоты выполнены и на обратной, и на лицевой сторонах ткани.

17. Ткань по п.12, отличающаяся тем, что ширина и глубина пустот находятся в пределах приблизительно от 0,3 до 1,5 мм.

18. Ткань по п.12, отличающаяся использованием лазера для выборочного выпаривания материала на лицевой или контактирующей с листом бумаги поверхности ткани для получения микропустот, не оказывающих неблагоприятного влияния на качество поверхности ткани.

19. Ткань по п.12, отличающаяся тем, что модифицируемая ткань предназначена для использования в прессовой части бумагоделательной машины.

20. Ткань по п.12, отличающаяся использованием обычного лазера для регулирования профиля каждой из пустот и форм пустот.

21. Ткань по п.12, отличающаяся тем, что форма каждой из пустот характеризуется шириной/глубиной и выбирается из группы, включающей следующие формы: круглая/полусферическая; квадратная/пирамидальная; прямоугольная/кубическая; шестиугольная, эллиптическая, кольцевая/полутороидальная и волнистая.

22. Ткань по п.12, отличающаяся тем, что пустоты образуют массив, форма которого выбирается из группы, включающей квадратную, шестиугольную, псевдослучайную, треугольную и линейную/спиральную форму.