FI86448C - Foerfarande foer framstaellning av en sammansatt vaotpressfilt och vaotpressfilt framstaelld enligt detta foerfarande. - Google Patents

Description

1 86448

Menetelmä komposiittirakenteisen märkäpuristinhuovan valmistamiseksi ja tällä menetelmällä valmistettu märkäpuris-tinhuopa 5 Keksintö koskee menetelmää komposiittirakenteisen märkäpuristinhuovan valmistamiseksi ja tällä menetelmällä valmistettua märkäpuristinhuopaa, joka huopa käsittää koneen suuntaisista ja koneen suhteen poikittaisista langoista yhteenkudotun pohjakankaan ja synteettistä polymeeri-10 hartsia olevan pintakerroksen.

Nykypäivän paperinvalmistaja käyttää hyvin pitkälle kehitettyä konetta paperin valmistamiseksi ja tätä nimitetään asianmukaisesti "paperikoneeksi" ("papermaking machine"). Nykyaikainen paperikone on olennaisesti laite, 15 joka poistaa veden paperiseoksesta. Vesi poistetaan vähitellen koneen kolmessa vaiheessa tai osastossa. Ensimmäisessä eli rainanmuodostusosassa seos lasketaan liikkuvalle rainanmuodostusviiralle ja vesi lasketaan ulos viiran läpi, niin että viiralle jää paperiarkki tai -raina, joka sisäl-20 tää kiinteää ainetta noin 18 - 25 paino-%:n verran. Muodostettu raina viedään märkäpuristinhuopaosastoon ja yhden tai : useampien telapuristimen kautta liikkuvan puristushuovan päällä riittävän vesimäärän poistamiseksi, niin että saa-; daan arkki, joka sisältää kiinteää ainetta 36 - 44 paino- ; 25 %:n verran. Tämä arkki siirretään sitten paperikoneen kui- vuriosastoon, jossa kuivurin huovat puristavat paperiarkin kuumia, höyryn kuumentamia kuivaussylintereitä vasten niin, että kiintoainepitoisuudeksi saadaan noin 92 - 96 %.

Paperikoneessa käytettävän huovan on suoritettava ·.: 30 useita erilaisia toimintoja riippuen sijainnista koneessa, ts. onko kysymyksessä rainanmuodostus-, puristin- tai kui-vuriosasto. Tehtävien erilaisuudesta johtuen koneen jokai-·;;· sessa osastossa käytettävä huopa on suunniteltava siten, että se täyttää ko. osastolle tärkeät rakennevaatimukset. 35 Mikäli se ei täytä näitä koneen eri osastojen erikoisvaati- 2 86448 muksia huovan rakenteen suhteen, on koneen toiminta kokonaisuutena epätyydyttävä. Huopien parasta mahdollista kestoikää ei saavuteta, tuotteen laatu saattaa kärsiä, koneen nopeudet voivat laskea tai kuivausteho voi kärsiä.

5 Alan asiantuntijat ovat jo kauan ymmärtäneet, että paperikoneen märkäpuristinosastossa tapahtuvan vedenpoiston tehokkuus on kriittinen tekijä paperinvalmistuksen kokonaistehokkuudelle. Tämä johtuu siitä, että ensin on poistettava suuri määrä vettä arkista puristimien kohdalla hy-10 vän ja taloudellisen kuivauksen aikaansaamiseksi. Toiseksi tehokkaampi vedenpoisto saa aikaan kuivemman ja siten lujemman arkin, joka on vähemmän altis murtumiselle. Paljon erilaisia huoparakenteita on ehdotettu paperikoneen huoviksi, joita voi käyttää hyödyksi paperikoneen puristinosas-15 tossa. Huoparakenteita onkin kehitetty jatkuvasti itse paperikoneeseen tehtyjen parannusten tahdissa. Tämä kehitys alkoi varhaisesta, kudotusta huovasta, joka kudottiin kehrätystä langasta, joka sitten huopautettiin tai vanutettiin mekaanisesti. Myöhemmin kehitettiin "vanulevy-pohjalla"-20 rakenne, joka koostui kudotusta kangaspohjasta ja tähän neulomalla kiinnitetystä vanupinnasta. Neulotut "vanulevyt • .*. pohjalla "-huovat ovat käytössä laajalti tänä päivänä ja ne - - ovat tämän hetken tekniikan tasoa. Kuitenkin on paljon mui takin rakenteita saatavissa, mm. kuitupuristinhuopia.

; 25 Paperikoneen puristinhuovan tärkeät fyysiset ominai suudet mitataan neljällä koetusmittauksella. Nämä ovat: 1. Kyllästetty kosteus: huovan staattisissa olosuhteissa absorboiman vesimäärän mitta. Kyllästetty kosteus ilmaistaan huovan kiloa kohden absorboituina vesikiloina ja 30 se osoittaa erinomaisesti huovan kyvyn ottaa vastaan vettä puristuksessa olevasta arkista.

2. Tyhjövedenpoisto: mittaa puristimen päällä juoksevan huovan tai kankaan kyvyn päästää pois vettä imuput-keen.

: 35 3. Ilmanläpäisevyys: mitataan kuivassa huovassa ja 3 86448 ilmaistaan arvoilla m3/m2 tunnissa 10 mm:n veden paineella.

4. Virtausvastus: huovan tai kankaan vedenläpäisevyys .

"Vanulevy-pohjalla"-huovat ovat yleensä edullisia 5 kaikkien neljän parametrin osalta verrattuina aikaisempaan kudottuun huopaan. Mutta, kun paperikoneiden nopeus on kasvanut, tarvitaan enemmän sellaisia puristimien huopia, jotka ovat edullisia yhden tai useamman suotavan fyysisen ominaisuuden osalta.

10 Eräs ehdotetuista puristinhuopatyypeistä on koottu kudotusta tai kuitukangaspohjasta ja sen päällä olevasta pintakerroksesta, joka on joustavaa avosolupolymeerihartsi-vaahtoa. Tämä sienen tapaan toimiva kerros tehostaisi veden poistoa paperiarkista. Lisäksi vaahtokerroksen antama omi-15 nainen lämpöeristys suojaisi jonkin verran alla olevaa kan-gasrakennetta, joka on normaalisti täysin altis vahingolliselle kuumalle vedelle, joka puristetaan ulos paperiarkista. Nämä kootut huovat ovat myös osoittaneet kestävänsä hyvin kokoonpuristuksen.

20 Aikaisempaa käytäntöä, joka koskee paperikoneen jäl kimmäisiä huopia, edustavat US-patentit 1 536 533, 2 038 712, 3 059 312, 3 399 111 ja 3 617 442.

Keksinnön tarkoituksena on erityisesti parantaa mär-käpuristinhuovan puristumis/palautumisominaisuuksia sekä ; 25 tyhjien kohtien koon tasaisuutta ja sijaintia.

Asetetut tavoitteet saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että se käsittää seuraavat vaiheet: a) synteettisen polymeerihartsin järjestämisen ir- 30 tönäisten partikkelien muodossa, b) irtonaisten partikkelien jakamisen pohjakerroksen yhdelle pinnalle, ja ·;;· c) irtonaisten partikkelien asettamisen sellaisen lämpötilan alaiseksi, joka on mainituista partikkeleista :35 koostuvan termoplastisen materiaalin pehmenemispisteen 4 86448 yläpuolella, mutta hajoamispisteen alapuolella, niin että keskenään kosketuksessa olevat partikkelit sulautuvat toisiinsa sekä pohjakankaaseen; ja märkäpuristinhuovalla, joka on valmistettu tällä menetelmällä.

5 Oheisissa piirustuksissa kuvio 1 esittää suurennettua poikkileikkauskuvantoa sivulta keksinnön mukaisen kankaan erään erityisen edullisen toteutusmuodon osasta valmistuksen alkuvaiheessa; kuvio 2 esittää kuvantoa kuvion 1 kankaan osasta 10 osiinsa hajotettuna, kun valmistus on viety päätökseen; ja kuvio 3 esittää isometristä kuvantoa märkäpuristin-hihnasta, joka on tehty kuvion 2 kankaasta.

Kuvio 1 esittää suurennettua pystyleikkauskuvantoa sivulta keksinnön mukaisesta kankaasta 10 valmistuksen al-15 kuvaiheessa. Tekstiilikangas 10 käsittää pohjakerroksen ja pintakerroksen. Pohjakerros voi olla mitä tahansa sopivaa, tunnettua puristinhuopakangasta. Kuvion 1 mukaisesti pohjakerros koostuu mieluiten konesuunnassa (loimi) 14 ja poi-kittaissuunnassa (kude) 16 yhteenkudotuista tekstiililan-20 goista. Langat voivat olla kehrättyjä lankoja, jotka on kehrätty teko- tai luonnontapulikuiduista, kuten villan, . . puuvillan, polyolefiinien, polyamidien, polyestereiden tai ' niiden seosten tapulikuiduista yms. Vaihtoehtoisesti langat 18, 20 voivat olla monifilamenttilankoja samoista teko- tai 25 luonnonkuituaineista. Langat 14, 16 ovat mieluiten fila-menttilankoja, kaikkein mieluiten polyesteri- tai polyami-dihartsia.

Kudos, jota käytetään pohjakerroksen muodostamiseksi ei ole kriittinen, vaan mitä tahansa tunnettua huopakudosta : 30 voidaan käyttää, mm. tekstiilipohjaa tai pohjakerrosta, jossa on vain loimilankoja tai vain kudelankoja. Täten pohjakerros voi olla yksi- tai monikerroksinen kudosrakenne ja siinä voi olla täytelankoja kankaan 10 läpäisevyyden säätämiseksi.

. .·. 35 On eduksi valita langoille sellainen denierarvo ja kudokselle sellainen tiheys, että saadaan pohjakerroksen 5 86448 painoksi noin 91 - 680 g/m2 parhaan lujuuden saamiseksi.

Pintakerros 18 koostuu useista erillisistä, raemai-sista hiukkasista 20, jotka ovat tekopolymeerihartsia. Hiukkasten keskihalkaisija on mieluiten noin 0,15 - 5 mm, 5 mieluiten noin 0,5 mm. Valitsemalla rakeiden koko ja koon jakaantuminen, kun ne lasketaan pohjarakenteelle, voidaan tyhjien tilojen lopullinen koko ja sijainti säätää keksinnön märkäpuristimen huopakankaassa. Hiukkaset 22 voidaan saada aikaan hakkaamalla hajalle joustavia tekopolymeeri-10 hartsiarkkeja. Tällaisia tekopolymeerihartseja ovat esim. polyolefiinit, kuten polyeteeni, polyuretaanit, mm. poly-eetteri ja polyesteri-polyuretaanit yms. Alan asiantuntijat tuntevat hyvin menetelmiä näiden hartsien valmistamiseksi ja hajottamiseksi hiukkasmuotoon. Valitsemalla polymeeri, 15 josta rakeet tehdään ja raekoko, voidaan säätää lopullisen rakenteen kokoonpuristusominaisuuksia.

Keksinnön menetelmän alkuvaiheessa jaetaan hiukkaset 20 tasaisesti pohjakankaan yläkerroksen päälle.

Kuvio 2 esittää suurennettua kuvantoa kuvion 1 näyt-20 tämästä kankaasta 10, mutta sen valmistuksen loputtua, jossa hiukkaset 20 sulatetaan. Kuten kuvio 2 näyttää, jää vie-. . rekkäisten hiukkasten 20 sulautuessa yhteen huokosia niiden väliin, niin että kerros 18 on huokoinen, eli se päästää läpi juoksevat aineet.

- 25 Hiukkasten 20 yhteensulatus voidaan suorittaa useil la tunnetuilla tavoilla. Hiukkaset 20 voidaan esim. sulattaa yhteen sintraamalla eli altistamalla irralliset hiukkaset lämpötiloille, jotka ylittävät sen kestomuoviaineen pehmenemispisteen, josta hiukkaset 20 tehdään, mutta jotka : 30 ovat hajoamislämpötilaa alhaisemmat, niin että vierekkäi-set koskettavat hiukkaset 20 sulavat yhteen ja kudotun kan-gassubstraatin kanssa yhteen niin, että ne kiinnittyvät tämän päälle. Vaihtoehtoisesti voidaan lisätä sitova hart-simatriisi hiukkasten 20 tartuttamiseksi yhteen ja kangas-. .·. 35 substraattiin kiinni. Käyttökelpoisia sitovia hartseja ovat esim. korkeita lämpötiloja kestävät hartsit, kuten polyami- 6 86448 di- ja polyimidihartsit, jotka lisätään nesteinä ja jotka kovettuvat lujaksi kalvoksi lämmön vaikutuksesta.

Kuvio 3 esittää perspektiivikuvantoa päättömän hihnan 22 toteutusmuodosta, joka on tehty edellä kuvatusta 5 kankaasta 10. Hihnan 22 tekee päättömäksi sauma 24, joka liittää yhteen kankaan 10 päät.

Alan asiantuntijat ymmärtävät, että paljon muunnoksia voidaan tehdä edellä kuvattuihin, erityisen edullisiin toteutusmuotoihin keksinnön ajatuksen ja suojapiirin puit-10 teissä. Esim. keksinnön edellä kuvatut hiukkaset 20 voidaan korvata kuiduilla, jotka ovat samaa keinotekoista, lämpö-plastista polymeerihartsia. Niinpä keksinnön toisessa toteutusmuodossa voidaan tällaisten kuitujen muodostamat va-nulevyt asettaa kudotun kangassubstraatin päälle ja sulat-15 taa yhteen keskenään ja kiinni alla olevaan substraattiin.

Vanulevyt voivat koostua satunnaisesti ohjatuista tapulikuiduista, kuten keinotekoisista polyamidi-, polyesteri-, poLyolefiini- yms. kuiduista, mm. niiden seoksista. Haluttaessa voidaan kuidut suunnata vanulevyissä 20 alalla tunnetuilla menetelmillä.

Valituista tapulikuiduista koostuvien vanulevyjen . . edullinen paino on noin 45,4 - 454 g/m2. Tapulikuitujen denieralue voi olla laajempi. Vanulevyt voidaan esineuloa '· tunnetuin menetelmin kuitujen eheyden aikaansaamiseksi - 25 ennen niiden sisällyttämistä kankaan 10 rakenteeseen.

Kun käytetään kuituja hiukkasten 20 sijasta, pidetään edullisena, että kuitujen yhteensulatus suoritetaan lämmön ja paineen alla. Käytetyn lämpötilan olisi oltava riittävän korkea lämpöplastisten kuitujen pehmentämiseksi : 30 niitä vahingoittamatta. Käytettävä lämpötila riippuu tietysti kuitujen hartsin luonteesta. Olisi käytettävä riittävää painetta sulatettujen kuitujen litistämiseksi halutun lopullisen pintakerroksen haluttuun paksuuteen. Saadulla kankaalla on vakaa, sileä pinta, jossa ei ole kuituviriötä . . 35 eikä pintakarvaa.

Claims (2)

7 86448

1. Menetelmä komposiittirakenteisen märkäpuristin-huovan valmistamiseksi, joka huopa käsittää koneen suuntai- 5 sista ja koneen suhteen poikittaisista langoista yhteenku-dotun pohjakankaan ja synteettistä polymeerihartsia olevan pintakerroksen, tunnettu siitä, että se käsittää seuraavat vaiheet: a) synteettisen polymeerihartsin järjestämisen ir-10 tönäisten partikkelien muodossa, b) irtonaisten partikkelien jakamisen pohjakerroksen yhdelle pinnalle, ja c) irtonaisten partikkelien asettamisen sellaisen lämpötilan alaiseksi, joka on mainituista partikkeleista 15 koostuvan termoplastisen materiaalin pehmenemispisteen yläpuolella, mutta hajoamispisteen alapuolella, niin että keskenään kosketuksessa olevat partikkelit sulautuvat toisiinsa sekä pohjakankaaseen.

2. Komposiittirakenteinen märkäpuristinhuopa, joka 20 käsittää koneen suuntaisista ja koneen suhteen poikittaisista langoista yhteenkudotun pohjakankaan ja synteettistä . . polymeerihartsia olevan pintakerroksen, tunnettu siitä, että se on valmistettu patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä. β 86448