NL8401504A - Natpersvilt voor een papiermachine, alsmede werkwijze voor de vervaardiging ervan. - Google Patents

Description

t- c, ' NL 31854-Pf/cs

Natpersvilt voor een papiermachine, alsmede werkwijze voor de vervaardiging ervan.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op vilten voor papiermachines en meer in het bijzonder op een natpersvilt voor gebruik in de persafdeling van een papiermachine, alsmede de werkwijze voor de vervaardiging ervan.

5 De gebruikelijke papiermachine kan worden beschreven als een zeer ingewikkelde inrichting voor verwijdering van water uit een dispersie van papierpulp. De machine omvat drie duidelijk gescheiden afdelingen, beginnende met de vormings-afdeling, waarin de pulp wordt gebracht op een lopende vorm- 10 band en de eerste ontwatering ondergaat. De gevormde baan papier wordt naar de natpersafdeling verplaatst voor ontwatering en vandaar naar de droogafdeling voor de uiteindelijke droging of verwijdering van achtergebleven water door verdamping.

15 Een belangrijk onderdeel van de papierfabricage is de doelmatigheid van de ontwatering in de natpersafdeling.

Hoe hoger de doelmatigheid van waterverwijdering in deze afdeling hoe lager de energiebehoefte in de droogafdeling zal zijn.

20 In de natpersafdeling van de papiermachine wordt de gevormde baan papier door een of meer eindloze persvilten door een of meer persen gevoerd, die het water uit de papier- baan in of door het persvilt persen. Vroeger bestonden de voor transport van de papierbaan door de pers of persen ge-i ! ; 25 bruikte persvilten uit absorberende geweven en genaaide doeken, die relatief buigzaam en samendrukbaar waren over hun gehele dikte. Talloze natuurlijke en synthetische vezels, garens, geweven en niet-geweven doeken, zijn samengebracht in talloze combinaties voor de vervaardiging van natpersvilten.

30 Het doel is te komen tot een combinatie van viltbestanddelen, die een maximaal volume water uit de papierbaan zal opnemen, wanneer baan en vilt samen in de spleet van de pers of persen worden samengeperst, dit water zal vasthouden wanneer de baan en het filt de persspleet verlaten (om het opnieuw benatten 35 van de papierbaan tot een minimum te beperken) en vervolgens !het water zal afgeven voordat de pers opnieuw wordt binnenge-!treden. Dit alles moet worden bereikt met het viltdoek binnen $401504 - 2 - het kader van de overige vereisten betreffende structurele samenhangendheid, loopvermogen, juist gewicht, weerstand tegen opvulling met papiergruis, weerstand tegen verdichting en soortgelijke eigenschappen. Zoals de deskundige volledig 5 zal begrijpen, zijn de meeste voor de vervaardiging van natpersvilten gebruikte doeken een compromis, doelmatig betreffende een of meer van de vereisten, maar uitmuntend in een of meer andere gewenste fysische eigenschappen.

Volgens de huidige theorie geldt, dat wanneer het 10 natpersdoek een grotere dichtheid zou hebben, harder en beter bestand tegen samenpersing zou zijn, er een verbetering van de waterverwijdering zou zijn. Wanneer echter het doek een grotere dichtheid en een betere weerstand tegen verdichting zou hebben, dan thans bij natpersvilten wordt bereikt, zou i15 dat betekenen, dat het doek een geringer volume aan open plaatsen zou moeten hebben alsmede een geringere luchtpermea-biliteit. Zo zou een volgend compromis noodzakelijk zijn bij | deze benadering ter verhoging van de waterverwijdering.

Eerder pogingen een grotere dichtheid in doeken voor i ' : 20 natpersvilten te verkrijgen omvatten onder andere de installatie ervan op de papiermachine en verdichting ervan gedurende een inloopperiode. Het fenomeen van "inlopen" van een :papiermachinevilt op een papiermachine is reeds lang onderkend. De zogenaamde "inloop"-periode wordt doorgaans gedefi- | i - ! 25 nieerd als die periode juist nadat een nieuw persvilt is geïnstalleerd op de papiermachine (wanneer zijn prestatie nog onder de optimale ligt). De "inloop"-periode kan van enige uren tot een week duren en gaat doorgaans gepaard met een of ; meer van de volgende verschijnselen: (1) een lager gehalte 30 aan vaste stoffen in het papier na de spleet, (2) moeilijkere droging, (3) bedrijfsproblemen als blazen, pluizen en misvormsels, en (4) de onmogelijkheid met topsnelheid te lopen.

Hoewel op zich gunstig is de verdichting van het 'Vilt gedurende de "inloop"-periode op de papiermachine kost-35 baar, lastig en ongewenst voor de papierfabrikant. De inloopperiode op de papiermachine vertraagt de productie en veroorzaakt talloze problemen betreffende de kwaliteit en behandeling van de vellen. Een nieuw vilt is in sterkere mate onderhevig aan opvulling en als gevolg daarvan vroegtijdige ver- 8401504 - 3 - stopping gedurende zijn aanvankelijk snellere verdichtings-snelheid, dat wil zeggen de inloopperiode. Dit komt door het feit, dat de grote poriën in een volumineus nieuw vilt sneller verstopt raken met papiermateriaal, gruis, vulmiddelen, 5 enzovoorts, terwijl zij bij de verdichting tegelijkertijd kleiner worden gemaakt.

Verdichting vooraf is ook altijd een onderdeel van de viltfabricage geweest, sinds de tijd dat alle wollen vilten door een "aanstamper" en volmolen werden geleid om ze 10 dichter te maken. In latere tijd bleek, dat alle synthetisch genaaide vilten verder verdicht konden worden door koordwas-sing ervan onder een perswals of door toepassing van voldoende warmte en druk voor permanente vervorming en verharding van het vilt in een spleet van eèn drooginrichting.

15 In alle bovengenoemde gevallen wordt het werk een voudig uitgevoerd op de vilten en leidt het tot een dichtere pakking van de vezels en draden onder vorming van een dichter en harder vilt.

Naast voorverdichting zijn ook andere methoden ge-20 bruikt door viltfabrikanten ter verhoging van de weerstand ! van de vilten tegen verdichting op de papiermachine, en wel dichte en uit meerdere lagen bestaande basisdoeken, lage op-legsel/ondergrondverhoudingen en chemische behandelingen. Al deze methoden hadden in meer of minder gunstige mate een 25 gunstig effect.

Hoewel de tegenwoordig door de viltfabrikanten toegepaste voorverdichtingsmethoden in zekere mate doelmatig zijn gebleken voor verkorting van de aanloopperioden op de : papiermachine, waren zij onderhevig aan beperkingen betref-30 fende de mate van verdichting. Dit is in hoofdzaak het gevolg van het feit, dat gedurende verdichting de dichtheid en hardheid van het vilt toenemen met daardoor een verlaging in volume aan lege plaatsen en permeabiliteit. Het vilt wordt met andere woorden met zichzelf opgevuld. Indien dit te ver 35 wordt doorgezet zal het vilt niet langer functioneren als een poreuze capillaire structuur en verliest het zijn vermogen water op te nemen. Het zou zo hard en stijf worden, dat het niet meer mogelijk zou zijn het' op de papiermachine te in-stelleren.

40 Met de tegenwoordige trend naar hogere drukbelastin- 8401504 \ - 4 - gen en hogere snelheden op papiermachines is de ontwikkeling van een tegen verdichting bestand persvilt dwingend vereist geworden. Een nieuwe methode hiertoe is ontwikkeld, waarmee een vilt voorverdicht kan worden onder gelijktijdige con-5 trole van het volume aan lege plaatsen met behulp van de thans voorgestelde werkwijze. Deze nieuwe werkwijze volgens de onderhavige uitvinding omvat het gebruik van een relatief weinig samendrukbaar basisdoek en een mengsel voor het opleg-sel, dat voor een deel een vast vluchtig materiaal bevat.

10 Na een naaldbewerking wordt het vilt onderworpen aan hitte en druk, waardoor zowel zijn dichtheid als hardheid in een aanzienlijk hogere mate worden verhoogd dan met de huidige voor-verdichtingsmethoden mogelijk is. Daarop wordt het vluchtige ;materiaal verwijderd uit het sterk verdichte vilt om het ver-15 I loren volume aan open plaatsen, de verloren permeabiliteit en het verloren gedrag ten opzichte van water te herstellen.

De doeken en de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding heffen de volgens de stand der techniek te verwachten problemen op en maken de fabricage en het gebruik van natpers-20 vilten met grotere dichtheid,hogere onsamendrukbaarheid,zonder i ! noemenswaardige verlaging van het volume aan open plaatsen of ^ ! de permeabiliteit mogelijk. Met de werkwijze volgens de uitvinding kunnen de compressiemodulus en de elasticiteit van het vilt permanent worden veranderd zonder verlies aan volume i 25 aan open plaatsen of luchtpermeabiliteit. De vilten volgens de uitvinding verbeteren de doelmatigheid van ontwatering van de papiermachine.

In de literatuur zijn talloze beschrijvingen van bekende natpersvilten, daaruit gemaakte banden en hun gebruik 30 in papiermachines beschreven. Zie bijvoorbeeld de Amerikaanse; octrooischriften 2.883.734, 2.907,093, 3.097.413, 3.401.467 en 3.458.911 .

De werkwijze voor de vervaardiging van een viltweef-sel voor de natpers van een papiermachine heeft volgens de 35 uitvinding het kenmerk, dat wordt uitgegaan van textielbe-standdelen van een natpersweefsel en van een met oplosmiddel verwijderbaar materiaal, dat zich verdraagt met de textielbe-standdelen in een weefselstructuur, dat de textielbestand-delen en het met oplosmiddel verwijderbare materiaal tot een 8401504 - 5 - natpersdoek worden samengevoegd, dat het gevormde doek ter verhoging van de totale dichtheid van het doek wordt verdicht, en dat het met oplosmiddel verwijderbare materiaal wordt opgelost, waardoor in het doek open plaatsen worden gevormd daar, 5 waar het met oplosmiddel verwijderbare materiaal is opgelost.

De uitvinding omvat tevens hét met de werkwijze volgens de uitvinding vervaardigde doek alsmede gebruik ervan in een natpersvilt voor een papiermachine. Het doek is soepel, maar heeft een hoge dichtheid en heeft zowel een hogere com-10 pressiemodulus (hardheid) en tegelijkertijd een hogere mate van permeabiliteit en een groter volume aan lege plaatsen onder de persbelasting van een papiermachine, dan bij bekende persvilten worden aangetroffen.

Bovendien vertonen de uit de verdichte doeken vol-15 gens de uitvinding vervaardigde natpersvilten de volgende verbeterde eigenschappen: 1. Weerstand tegen verdichting vanwege verhoogde dichtheid en compressiemodulus.

2. Soepele hantering - gemakkelijk op de papiermachine te in-20 stalleren.

3. Verhoogde permeabiliteit en volume aan open plaatsen onder druk.

4. Verbeterde stabiliteit in twee richtingen.

5. Verbeterde gladheid van oppervlak en verspreiding van druk: 25 op het vel papier in de pers.

I 6. Verbeterde vacuumontwatering van het vilt.

7. Schoner lopend vilt door uitsluiting van grote poriën.

8. Verbeterde spreiding van poriegrootten.

9. Langere levensduur en hogere doelmatigheid.

30 Bij installatie op een papiermachine leiden de vil ten volgens de uitvinding tot:

Snellere aanloop van de papiermachine.

Hogere droogheid bij het verlaten van de pers.

Verhoogde productiesnelheid en/of verlaagde energiebehoefte. :35 Verbeterde oppervlakafwerking (gladder en minder verschil tussen de beide kanten).

Het doek volgens de uitvinding is ook bruikbaar voor de vervaardiging van ribbelbanden, "battery paster beits", drukfilterdoeken, en rookzakken.

8401504 - 6 -

De uitvinding wordt bij wijze van voorbeeld toegelicht met de bijgaande tekening.

Hierin is fig. 1 een blokschema van de trappen van de werkwijze volgens de uitvinding voor vervaardiging van een 5 natpersviltdoek volgens de uitvinding.

Fig. 2 is een aanzicht van een uitvoeringsvorm van een eindloze viltband volgens de uitvinding.

Fig. 3 is een vergrote doorsnede van een gedeelte van het voor de vervaardiging van de band van fig. 2 gebruik-10 te doek.

Fig. 4 is een vergroot bovenaanzicht van de opper-vlakvezels in fig. 3.

Fig. 5 is een doorsnede als in fig. 3, maar van het doek na verdichting onder hitte en druk.

15 Fig. 6 is een vergroot bovenaanzicht van de opper- vlakvezels uit fig. 5.

Fig. 1 is een blokdiagram, waarmede de trappen van i een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding worden weergegeven. In de eerste stap wordt een niet-20 geweven vlies van textielweefseis gemaakt door stapeltextiel-weefseis als eerste weefsels uit natuurlijk of synthetisch polymeer harsmateriaal (zoals stapelvezels uit polyamide, polyolefine en soortgelijke synthetische polymere harsvezels) met een met een oplosmiddel verwijderbaar bestanddeel te men-i25 gen. Met een oplosmiddel verwijderbare bestanddelen kunnen synthetische polymere harsStapelvezels of natuurlijke vezels als tweede vezels zijn, die met specifieke oplosmiddelen, waartegen de eerste vezels bestand zijn, kunnen worden opgelost. Zulke als tweede vezels te gebruiken met een oplosmid-130 del verwijderbare vezels zijn bijvoorbeeld vezels uit wol, ethylcellulose, polystyreen, polycarbonaat en polystyreen-methylmethacrylaat, die gemakkelijk kunnen worden opgelost in voor chemische reiniging gebruikelijke oplosmiddelen of in zure of alkalische wateroplossingen (zie Amerikaans octrooi-35schrift 3.311.928). Vezels uit polyvinylalcohol kunnen worden gebruikt en zijn verwijderbaar door oplossing in water; evenals vezels uit poly(ethyleenoxide). Vezels uit bepaalde poly-ethylenen zijn eveneens bruikbaar wanneer zij verwijderbaar zijn door oplossing in heet water (zie Amerikaanse octrooi- 8401504 - 7 - schriften 2.714.758 en 3.317.864). Wol werkt het beste als de tweede vezel, is goedkoper en kan worden verwijderd met 5%

NaOH bij 65-100°C zonder beschadiging van nylon als de eerste vezel.

5 Hoewel het gebruik van met een oplosmiddel verwijder bare vezels de voorkeur verdient in de te vervaardigen of verschafte vliezen, kunnen andere met een oplosmiddel verwijderbare materialen worden gebruikt als het met een oplosmiddel verwijderbare bestanddeel. Dit zijn bijvoorbeeld vaste kor-10 reis of deeltjes uit met een oplosmiddel verwijderbare, inerte chemische bestanddelen, die homogeen gedispergeerd kunnen worden door de bovenbeschreven vliezen uit de eerste vezels. De uitdrukking "inert" betekent in de onderhavige beschrijving dat de chemische verbinding niet chemisch rea-15 geert met de vezels of doeken volgens de uitvinding. Voorbeelden van dergelijke inerte, met een oplosmiddel verwijderbare i chemische verbindingen zijn oplosbare anorganische zouten of de hydraten of oxides ervan. Het kation van zo een zout kan in het algemeen ieder alkalimetaal en bij voorkeur een van de 20 niet-giftige aardalkalimetalen, uit Kolom IA resp. 2A van het Periodiek Systeem zijn. Bovendien kunnen allerlei andere metalen worden gebruikt, zoals ijzer, nikkel, zink, tin, zilver en dergelijke. Het aniongedeelte van het zout kan in het algemeen ieder negatief geheel zijn, zoals de verschillende carbo-25 naten, de verschillende bicarbonaten, de verschillende nitra-; ten, nitrieten of nitrides, de verschillende sulfaten, sul-fieten of sulfides, de verschillende fosfaten, fosfieten of fosfides, met inbegrip van de ortho-, pyro-, en hypovarian-;ten ervan, en dergelijke. In het algemeen verdienen de sul-30 faten, sulfieten en sulfides de voorkeur. Bovendien kan, zoals reeds opgemerkt, het anion een oxide van het metaal zijn. : Specifieke voorbeelden zijn onder andere magnesiumcarbonaat, magnesiumsulfide, magnesiumfosfide, magnesiumoxide, calcium-carbonaat, calciumbicarbonaat, calciumnitride, calciumoxide, 35 calciumfosfaat, calciumfosfiet, calciumsulfide, calciumsul- fiet, ijzercarbonaat, ijzersulfaat, ijzersulfide, ijzersulfiet, ijzercarbonaat, nikkelsulfide, zinkcarbonaat, zinkoxide, zinksulfide, zinksulfiet, tinsulfide, tinoxide, zilvercarbonaat, zilveroxide, zilversulfide, zilversulfiet, natriumbicarbonaat, 8401504 - 8 - lithiumfosfaat, berylliumoxide. Daarbij kan siliciumdioxide ook worden gebruikt. Magnesiumcarbonaat, ammoniumcarbonaat en bariumcarbonaat zijn zeer gunstig gebleken, terwijl naar cal-ciumcarbonaat een grote voorkeur uitgaat.

5 De anorganische zouten kunnen op twee manieren wor den toegevoegd aan het vilt: (1) droog - door schudden of vibreren van fijn gepoederd zout in de poriën van het vilt, of (2) nat - door drenking van het vilt in een hete oververzadigde zoutoplossing, koeling ter kristallisatie van het zout in 10 de poriën van het vilt en droging in een oven.

De met een oplosmiddel verwijderbare bestanddelen, als chemische verbinding in korrelige of deeltjesvormige vorm of in de vorm van een textielvezel, worden met voordeel gemengd en homogeen gedispergeerd met de eerste, tegen het op-j15 losmiddel bestande textielvezels die worden gebruikt voor het maken van de doeken volgens de uitvinding. Het gehalte aan het met een oplosmiddel verwijderbarefin de tegen oplosmiddel bestande vezels gedispergeerde bestanddeel zal afhangen van het volume van het met een oplosmiddel verwijderbare bestand-20 deel en van het gewenste volume aan open plaatsen in het doek, volgens de uitvinding. De optimale verhoudingen kunnen met empirische technieken worden bepaald. In het algemeen echter zullen de verhoudingen in dit mengsel ruim liggen binnen de verhouding van ca. 10-100 gew.delen met een oplosmiddel ver-25 wijderbaar bestanddeel voor iedere 100 gew.delen van de tegen oplosmiddel bestande, eerste vezels.

Na samenvoeging van de vezels en de met een oplosmiddel verwijderbare bestanddelen tot een vezelig web kan het web met naalden worden bewerkt tot een basisdoek ter vol-30 tooiing van het samenstel van het natpersviltdoek. Naaldbe-werkingstechnieken zijn algemeen bekend en het is niet nodig hier nadere bijzonderheden te vermelden. De naaldbewerking verdicht tevens het bewerkte doek in enige mate.

Na samenvoeging van de textielbestanddelen en de met i 35 een oplosmiddel verwijderbare bestanddelen tot een natpersviltdoek wordt het geheel verdicht onder hitte en druk tot een doek met grotere dichtheid. De verdichting kan worden O uitgevoerd door het doek te leiden door de spleet van tegen- lover elkaar gelegen calendeerwalsen met een wijdte, die ge- \ 8401504 - 9 - ringer is dan de dikte van het genaaide weefsel. De mate van verdichting is naar keuze. In het algemeen wordt de verdichting zo uitgevoerd, dat een natpersviltdoek wordt verkregen met een dichtheid, die ca. 35-70% van die van de eerste vezel 5 bedraagt. De bij de verdichting gebruikte temperatuur kan over een breed gebied gevarieerd worden. In het algemeen is een temperatuur tussen 95-205°C geschikt, bij voorkeur bedraagt deze 190°C. Ook de te gebruiken drukken kunnen over een breed gebied variëren, en bedragen met voordeel 345-10 10500 kPa. De toepassing van hogere drukken en/of tempera turen dan bovenvermelde leidt slechts tot een geringe toename van de dichtheid en de compressiemodulus met een overeenkomstige afname in het percentage van het volume aan open plekken en de permeabiliteit nadat het vluchtige materiaal 15 is verwijderd.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding vindt de verdichting van het doek niet uitsluitend plaats onder warmte en druk, maar tevens terwijl het doek nat is met water onder voorwaarde, dat het vluchtige materiaal 20 niet wordt verwijderd onder de natte omstandigheden. Gebleken is, dat natpersen effectiever is dan droog persen voor het bereiken van de permanente verdichte eigenschappen van de vilten, dat wil zeggen hogere dichtheid en hogere compressiemodulus na verwijdering van het verwijderbare, vluchtige 25 materiaal.

In de laatste trap van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het met een oplosmiddel te verwijderen materiaal uit het verdichte doek opgelost of uitgeloogd, waarbij open plaatsen in het doek achterblijven. Dit kan worden uit-30 gevoerd door het verdichte doek te wassen in het geschikte oplosmiddel onder geschikte omstandigheden. Daarop kan het natpersviltdoek worden gedroogd en tot een band worden gevormd voor gebruik op een papiermachine.

Fig. 2 is een aanzicht van een uitvoeringsvorm van 35 een natpersband 10, die gemaakt is door een doek 12, dat met de werkwijze volgens de uitvinding is vervaardigd, eindloos te maken. Het doek 12 wordt eindloos gemaakt door de uiteinden van het doek 12 bij de naad 14 te verbinden onder toepas- 8401504 -losing van gebruikelijke technieken. Het basisweefsel kan eindloos worden geweven of worden samengebonden om het vilt eindloos te maken.

Fig. 3 is een doorsnede van een gedeelte van een 5 uitvoeringsvorm van het doek 10 volgens de uitvinding en laat de uit meer lagen bestaande constructie ervan zien, waaronder lagen 16, 18. De laag 16 omvat een basisweefsel, dat is gemaakt door invlechting van een aantal in de richting van de machine lopende draden 24 met een aantal dwars 10 op de machine lopende draden 26. Een eenvoudig weefpatroon wordt getoond, maar elk gebruikelijk weefpatroon, in een enkele of in meer lagen, kan worden gebruikt, waarbij een relatief open weefsel de voorkeur verdient. De draden 24, 26 kunnen alle gebruikelijke weefseldraden zijn, zoals gesponnen, 15 veelvezelige of monovezelige draden uit natuurlijk, synthetisch of gemengd natuurlijk/synthetisch textielmateriaal. De voorkeur verdienen gesponnen, of veelvezelige draden uit synthetische textielvezels zoals vezels uit polyamides, polyesters, polyurethanen, polyaramides en dergelijke. Een enkel-20 voudige vezel uit hetzelfde synthetische polymere harsmateriaal kan ook met voordeel worden gebruikt. De draden 24, 26 hebben bij voorkeur een denier per vezel in het gebied van ca. 2-2100.

Laag 18 is een vlies uit niet-geweven stapelvezels 25 20, zoals de bovenbeschreven eerste stapelvezels. De lagen 16 en 18 van het doek 10 zijn aan elkaar gebonden door een naald-bewerking, zodat de stapelvezels 20 integraal door beide lagen 16, 18 heenlopen. Uiteinden 12 van de vezels 20 dringen door het weefsel van laag 16 heen. Open plaatsen 22 worden 30 . bepaald door en zijn gescheiden van de vezels 20.

Het doek 10 is in het bijzonder bruikbaar voor de vervaardiging van natpersvilten voor gebruik in de persafdeling van een papiermachine.

Fig. 4 is een vergroot bovenaanzicht van de laag 18 35 in het in fig. 3 getoonde doek 10 en laat zien, dat de vezels 20 van elkaar zijn gescheiden door de open plaatsen 22, die voor permeabiliteit met elkaar in open verbinding staan.

Zoals bovenbeschreven wordt het doek 12 gemaakt door de weefselbestanddelen samen met met een oplosmiddel verwij- 8401504 - 11 - derbare bestanddelen, zoals in water oplosbare vezels, tot een geheel te maken.

Fig. 5 is een doorsnede als in fig. 3, maar van het doek 12 onder hitte en druk, maar voor verwijdering van met 5 een oplosmiddel verwijderbare vezels 28. De vezels 28 kunnen bijvoorbeeld bestaan uit in water oplosbare vezels uit poly-vinylalcohol. De vezels 28 zijn homogeen gemengd met de tegen oplosmiddel bestande vezels 20 en bezetten de plaatsen van de toekomstige open plaatsen 22. Zoals getoond in fig. 6, een 10 sterk vergroot bovenaanzicht van een gedeelte van de laag 18 in fig. 5, kunnen de vezels 28 samengesmolten zijn en hun aparte vezelidentiteit hebben verloren bij de verdichting onder hitte en druk. Bij oplossing van de vezels 28 of van hun overblijfsel, wordt de door de vezels 28 of hun overblijf-15 sel ingenomen ruimte de in fig. 3 aangegeven open ruimte 22.

De volgende voorbeelden dienen ter toelichting van de manier en de werkwijze voor vervaardiging en toepassing van de uitvinding en geven de thans door de uitvinder overwogen wijze van uitvoering weer, zonder de daaruit voort-20 komende rechten daartoe te beperken. Waar aangegeven werden proefresultaten verkregen met de volgende testmethoden.

1. Droog gewicht, in kg/m^.

2. Formaat, oppervlak in m^.

3. Dikte in mm bij 12,9 kPa druk.

25 4. Standaard luchtpermeabiliteit, dm^/min per m^ bij 13 mm H20 ΔΡ.

5. Viltdichtheid, kg/m^.

6. Z-stroming-weerstand onder een belasting van 1150 kPa. Hoewel ΔΡ werd gemeten en vastgelegd over het gehele

O

30 stromingstraject (300-11.390 cmJ/min) werd slechts ΔΡ bij een vaste stromingswaarde van 1340 cm^/min in de tabel opgenomen.

7. Compressieproef - dikte in mm tegen druk in kPa bij 0-4825 kPa op een Instron-instrument. Compressiehysteresis, 35 één cyclus slechts van 0 tot 4825 kPa. De modulus werd berekend volgens de volgende formule: 8401504 - 12 -

Compressiemodulus tussen 345 en 3450 kPa = drukspanning/vervorming _ __3450 kPa 4- 345 kPa_ dikte (mm) bij 345 kPa - dikte (mm) bij 3450 kPa dikte (mm) bij 345 kPa = Compressiemodulus 3105 kPa D --- fractionele afname in dikte tussen 345 en 3450 kPa 8. "K"-factor - weerstand tegen compressie werd berekend weerstand tegen Z-stroming volgens de formule: c -o _ weerstand tegen compressie _ R _ compressiemodulus x 10 weerstand tegen Z-stroming ZFR ΔΡΖ

De "K"-factor legt een verband tussen de compressiemodulus 10 van een vilt en zijn Z-permeabiliteit in de samengeperste toestand, en staat in verhouding tot de viltdichtheid en het percentage volume aan open plaatsen onder een gegeven druk. In het ideale geval zou de "K"-factor gemeten moeten worden bij de feitelijke bedrijfsdruk voor een bepaalde 15 perspositie in het veld, waar de compressiemodulus (CR) en de weerstand tegen Z-stroming (ZFR) beide worden gemeten bij dezelfde druk in kPa.

VOORBEELD 1

Een "batt-on-mesh" basisweefsel uit een enkele laag 20 werd eindloos geweven uit enkelvezelig (0,4 mm diameter) nylondraden in de richting dwars op de machine en een zesvoudige (0,2 mm enkel nylon) draad in de richting van de machine onder toepassing van een gebroken keperweefpatroon. Het basisweefsel werd onderworpen aan warmteharding en aangebracht op 25 een naaldenraam. Op dit basisweefsel werden lagen uit niet-geweven materiaal voor de band, bestaande uit 25 gew.delen wolvezels (Slipe 42) en 75 gew.delen nylon-6,6-stapelvezels (10 denier, 75 mm lang) aangebracht aan beide zijden van het basisweefsel onder toepassing van gebruikelijke naaldtech-30 nieken. Het zo verkregen doek werd onder hitte en druk verdicht door het tussen calendeerwalsen te leiden totdat het een dichtheid van ca. 720 kg/m^ had. Het zo verkregen verdichte doek werd daarop gewassen in 5% NaOH bij 82°C gedurende een periode, die lang genoeg was om de wolvezel uit te logen.

8401504 % - 13 -

Het verkregen vilt werd met water gespoeld en vervolgens op de gebruikelijke wijze verder verwerkt (gedroogd en op maat gebracht voor een bepaalde perspositie). Het vilt had een ge-wicht van 1,2 kg/m , een dichtheid van 608 kg/m , een dikte 5 van 2 mm, een luchtpermeabiliteit van 24,8 en een compressie-modulus over 345-3450 kPa van 45 MPa. Het zo vervaardigde vilt had een aantal voordelen boven de bekende natpersvilten. Het kan bijvoorbeeld eindloos gemaakt worden en op een papiermachine worden gebruikt zonder een inloopperiode. Een bij-10 komend voordeel, dat in het bijzonder door papierfabrikanten geapprecieerd zal worden, is het feit, dat het vilt soepel is. In plaats stijf als multiplex te zijn, is het flexibel als een stuk leer en wordt het eenvoudig opgesnoerd na installatie. Een bijkomend voordeel is, dat het vilt niet zal blazen. 15 Dit komt omdat de volumeverandering van buiten de spleet naar binnen de spleet aanzienlijk zal zijn verlaagd, zodat minder lucht uit het vilt zal worden gepompt bij het binnentreden van de spleet.

VOORBEELD II

20 (A) Een "batt-on-mesh"-basisweefsel uit een enkele laag werd eindloos geweven uit monovezelige (0,4 mm diameter) nylondraden dwars op de richting van de machine en een 6-voudige (0,2 mm enkel nylon) in de richting van de machine lopende draad onder toepassing van een gebroken keperweef-25 patroon. Het basisweefsel werd onderworpen aan warmtever-harding en aangebracht op een naaldengetouw. Op dit basisweefsel werden lagen niet-geweven bandmateriaal, bestaande uit 25 gew.delen wolvezels (Slipe 42) en 75 gew.delen nylon-6, 6-stapelvezels (25 denier, 75 mm lang) onder toepassing van 30 een gebruikelijke techniek door naaldbewerking op beide zijden aangebracht. Een geschikt monster van het verkregen doek werd beproefd ter bepaling van de fysische eigenschappen. De uitgevoerde proeven en de betrokken waarnemingen worden weergegeven in de volgende tabel onder de kop "controle".

35 (B) Een gedeelte van het bovenbeschreven doek werd verdicht bij een temperatuur van 190°C en een druk van 1400 kPa terwijl het droog was. Het verdichte doek werd daarop gewassen in een 5% oplossing van natriumhydroxide bij een temperatuur van 82°C ter verwijdering van de wolvezels. Ge 8401504 - 14 - schikte monsters van het verdichte en gewassen doek werden ook aan de proeven onderworpen ter bepaling van de fysische eigenschappen. De waarnemingen, die gedaan werden, worden gegeven in de onderstaande tabel onder de kop "Droog geperst".

5 Een ander deel van het doek van trap (A) werd behan deld als beschreven in (B), met dien verstande dat het doek benat werd met water voor de verdichting. De verkregen proef-resultaten worden in de onderstaande tabel onder de kop "Nat geperst" gegeven.

10 TABEL

Controle Droog geperst Nat geperst 2

Gewicht voor persen in kg/m 1,36 1,33 1,35

Na persen 1,33 1,33

Na wassen 1,16 1,18 15 % Gewichtsverlies door het wassen 12,3 11,5

Dikte voor persen in mm bij 12,9 kPa 4,6 4,7 4,5

Na persen 1,9 1,7

Na wassen 2,2 1,9 % Diktetoename door het wassen 14,7 12,1 20 Luchtperm. voor het persen (Std.) 88,7 87,9 91,1

Na persen 11,6 10,3

Na wassen 43,6 39,3

Dichtheid voor persen kg/m^ 208 282 301

Na persen 696 795 25 Na wassen 541 627 % Volume open plaatsen voor persen 74,9% 75,7% 74,6%

Na persen 40,0% 32,8%

Na wassen 52,6% 45,0% Z-strcming voor persen 30 ΔΡ, mm E^O, bij 1340 cm^/min 173

Na persen

Na wassen 52,6% 45,0%

Modulus voor persen 10500

Na persen 35 Na wassen 23600 27200 "K"-factor 2,3 8,8 13,6

Poriegrootte in μιη

Gemiddeld 72 49

Piekdichtheid 92 31

40 Rekproeven toonden aan, dat de geperste en met NaOH

gewassen monsters enigszins minder in beide richtingen uitgerekt worden dan de controlemonsters. De stabiliteit in twee richtingen was dus gelijkmatiger:in beide richtingen dan bij de meeste bekende persvilten. De geperste en met NaOH gewassen 8401504 - 15 - viltmonsters voelen verrassend soepel aan,maar hebben tegelijkertijd een hogere dichtheid. De gladheid van het oppervlak van de monsters was door het persen verhoogd en was gebleven na de verwijdering van de wol.

5 Monsters werden beproefd op equivalente poriegroot- teverdeling en gemiddelde equivalente poriegrootte op een geautomatiseerde kwikintrusieporosimeter. De resultaten laten zien, dat de verdichting en de wolverwijdering het aantal grotere poriën vermindert, zodat de piekdichtheid van poriën 10 geringer is dan het gemiddelde. De niet-verdichte controle toont een piekdichtheid van poriegrootten, die groter is dan de gemiddelde.

Toen hét doek van Voorbeeld II tot een eindloze band was gemaakt voor gebruik op een papiermachine, vertoon-15 de het verkregen sterk verdichte vilt met gehandhaafd volume aan open plaatsen een hoge dichtheid, een hogere weerstand tegen verdichting, een geringere weerstand tegen stroming onder druk, dan de gebruikelijke vilten en de controlemon-sters. Ze zijn stabiel maar soepel en hebben een glad opper-20 vlak.

De deskundige zal begrijpen, dat allerlei variaties van de bovenbeschreven voorkeursuitvoeringsvormen kunnen worden uitgevoerd zonder buiten het kader van de uitvinding te treden. De vilten volgens de uitvinding kunnen bijvoorbeeld 25 worden behandeld door warmteverharding, met chemicaliën, enzovoorts, zoals vaak wordt gedaan in de techniek ter verkrijging van bepaalde eigenschappen. Ook zal deze deskundige begrijpen dat, hoewel de uitvinding hier beschreven is als één bepaalde type natpersviltdoek, de uitvinding toepasbaar is 30 op iedere textielviltconstructie, bijvoorbeeld als beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3.613.258 en 4.187.618.

Het doek volgens de uitvinding is uniek en onderscheidbaar van bekende natpersviltdoeken. In algemene zin kunnen natpersviltdoeken volgens de uitvinding worden onder-35 scheiden van oudere doeken vanwege de volgende eigenschappen.

1. De compressiemodulus is hoger dan gevonden wordt in bekende vilten. Bij gebruik van nylon als eerste vezel en nat gemeten bij belastingen tussen: 8401504 - 16 - 345 en 3450 kPa loopt de modulus uiteen van 20-40 MPa, en 690 en 6900 kPa loopt de modulus uiteen van 35-70 MPa.

2. De dichtheid is hoger dan in bekende vilten. De dichtheid van het gerede vilt volgens de uitvinding bedraagt 5 doorgaans 35-70% van de dichtheid van de eerste vezel, bijvoorbeeld bij gebruik van nylon als eerste vezel zou de dichtheid 400-800 kg/m^ zijn.

3. Het percentage na de eerste cyclus blijvende compressie is lager dan bij bekende vilten. Dit is noodzake- 10 lijk voor de weerstand tegen samenpersing en instandhouding van een hoger volume aan open plaatsen en een hogere permeabiliteit onder de druk van de spleet. Met nylon als de eerste vezel en nat gemeten tussen 690 en 6900 kPa loopt voor het doek volgens de uitvinding het traject van 10 tot 20%.

15 4. Weerstand tegen Z-stroming onder mechanische be lasting is lager dan bij bekende vilten. Gemeten onder een mechanische belasting van 6900 kPa bij 2l°C en bij een water-stromingssnelheid van 1340 cm^/min loopt de drukval (ΔΡ) over het doek uiteen van 127 tot 381 mm H2O. Bij lagere mecha- 20 nische belastingen is deze waarde wat lager.

5. Het percentage volume aan open plaatsen (belangrijk, in het bijzonder onder mechanische belasting waar het hoger is dan bij bekende vilten). In afwezigheid van belasting loopt dit uiteen van 40-70%. De verlaging van dit volume 25 aan open plaatsen onder druk is lager dan in het geval van bekende vilten.

6. De dikte of kaliber (op zichzelf niet belangrijk, kan worden geregeld en onafhankelijk worden gevarieerd), en kan in hetzelfde gebied liggen als de bekende vilten. Men 30 zou echter dit traject enigszins in beide richtingen kunnen uitbreiden vanwege de onderhavige werkwijze en andere verbeterde eigenschappen. Een traject van 1,25 mm tot 12,5 mm bij 12,9 kPa is praktisch. Een verlaging van dikte van 40-65% bij verdichting van het door naaldbewerking samengestelde 35 doek is noodzakelijk om de gewenste niveaus van compressie-modulus en dichtheid in het gerede vilt te bereiken.

8401504

Claims (6)

1. Werkwijze voor de vervaardiging van een viltdoek voor de natpers van een papiermachine, met het kenmerk, dat wordt uitgegaan van textielbestanddelen voor een natpersdoek en van een met oplosmiddel verwijderbaar mate-5 riaal, dat zich verdraagt met de textielbestanddelen in een weefselstructuur, dat de bestanddelen en het met oplosmiddel verwijderbare materiaal tot een natpersdoek worden samengevoegd, dat het gevormde doek ter verhoging van de totale 10 dichtheid van het doek wordt verdicht, en dat het met oplosmiddel verwijderbare materiaal wordt opgelost, waardoor in het doek open plaatsen worden gevormd, daar, waar het met oplosmiddel verwijderbare materiaal is opgelost.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het ken merk, dat het verwijderbare bestanddeel een vezel is.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het ken merk, dat het verwijderbare bestanddeel een korrel- of deeltjesvorm van een chemische verbinding is.

4. Het product van de werkwijze volgens conclusie 1.

5. Een natpersviltdoek als tussenproduct, bestaande uit een eerste laag uit verweven draden in de richting respectievelijk dwars op de richting van de machine? en een tweede laag uit niet-geweven stapelvezels door naaldbe-25 werking aan de eerste laag gehecht; waarbij de stapelvezels bestaan uit een gedeelte met oplosmiddel verwijderbare vezels en een gedeelte tegen oplosmiddel bestande vezels.

6. Viltdoek voor een natpers van een papiermachine, be-30 staande uit: een eerste laag uit verweven draden in de richting van, respectievelijk dwars op de richting van de machine, een tweede laag uit niet-geweven stapelvezels; en een derde laag uit niet-geweven stapelvezels; 35 waarbij de eerste, tweede en derde laag door naald- bewerking aan elkaar gebonden zijn, met het kenmerk, dat het doek de volgende fysische eigenschappen heeft: 8401504 - 18 - 1. een dichtheid van 400-800 kg/m?, 2. een dikte van 1,25-12,5 mm bij 12,9 kPa, 3. een compressiemodulus van 20-40 MPa nat gemeten onder een belasting van 345-3450 kPa en van 35-70 MPa nat ge- 5 meten onder een belasting van 690-6900 kPa, 4. een weerstand tegen Z-stroming van 51-381 mm gemeten onder een mechanische belasting van 6900 kPa bij 21°C en bij een waterstromingssnelheid van 1340 cm-^/min, en 5. een percentage aan volume aan open plaatsen van 10 35-70% in onbelaste toestand. 8401504