ОСНОВООБРАЗУЮЩАЯ СЕТКА ДЛЯ ПРОСУШКИ СКВОЗНЫМ ПРОДУВАНИЕМ Российский патент 2005 года по МПК D21F1/00 

Область техники

Данное изобретение относится к области производства бумаги, а в частности к производству объемной ткани и полотенечной ткани, в отношении которых можно использовать общее название “объемная ткань”. Данное изобретение также относится к производству нетканых изделий и материй, получаемых, например, методом гидроперепутывания. Более конкретно, данное изобретение относится к конвейерным лентам, конструктивно содержащим материал из полимерной смолы, который наносят на точно заданные участки основообразующих структур этих лент для того, чтобы заполнять им эти участки и, при необходимости, формировать над ними слой требуемой толщины. Ленты указанного типа используются при производстве объемной ткани и полотенец, а также при производстве нетканых изделий и материй.

Предпосылки изобретения

Мягкие впитывающие влагу бумажные изделия одноразового применения, например салфетки для лица, салфетки для ванны и бумажные полотенца, все сильнее и сильнее проникают в быт современного индустриализированного общества. Несмотря на существование многочисленных способов производства подобных изделий их изготовление, в общих чертах, начинается с образования сырого бумажного полотна в формирующей части бумагоделательной машины. Сырое бумажное полотно затем переносят на сетку или ленту ПСП (просушки сквозным продуванием от англ. TAD - through-air-drying™) посредством воздушного потока, создаваемого вакуумом или всасыванием, который деформирует полотно и по меньшей мере частично сообразовывает его по форме с рельефом поверхности сетки или ленты ПСП. От места своего переноса полотно перемещается на сетке или ленте ПСП и проходит через сушилку со сквозным продуванием, где это полотно высушивается до требуемой степени потоком нагретого воздуха, направленного на полотно и проходящего через сетку или ленту ПСП. И, наконец, после выхода из воздушной сушилки полотно может сцепляться с поверхностью сушильного Янки-цилиндра и при нахождении на этом цилиндре припечатываться поверхностью сетки или ленты ПСП для дальнейшего и окончательного высушивания. Полностью высушенное полотно затем удаляют с поверхности сушильного Янки-цилиндра посредством скребка, который укорачивает полотно, сжимая его по длине способом foreshortening (способ, при котором полотно стягивается по длине с образованием множества микроскладок, проходящих поперек его поверхности), или крепирует его и таким образом увеличивает объемность этого полотна. Сжатое по длине полотно затем наматывают на барабаны для последующей обработки, включая упаковку в форму, подходящую для транспортировки и продажи потребителям.

Как было отмечено выше, существует много способов производства изделий из объемной ткани. Из последующего описания становятся понятными принципы основных этапов, используемых в некоторых из этих способов. Например, применять сушильные Янки-цилиндры требуется не всегда, в частности, если сжатие по длине может быть нежелательным, или, если сжатие полотна по длине осуществляют другим способом, например способом "влажного крепирования".

Данная заявка относится, по меньшей мере частично, к сеткам или лентам ПСП, используемым в сушилках со сквозным продуванием, входящих в состав машины для производства объемной ткани. Более конкретно, данная заявка относится ленте ПСП, разработанной компанией Procter & Gamble в 1980-х годах и впервые описанной в патентах США №4528239, 4529480 и 4637859 изобретателем Trokhan. Данная лента ПСП содержит скважинный тканый элемент, т.е. тканую основообразующую сетку, имеющую в заданных участках покрытие из полимерной смолы. Полимерная смола придает ленте ПСП узорчатую непрерывную сетчатую поверхность, которая является плоской в макроскопическом смысле и образует в пределах ленты ПСП множество раздельных изолированных отводящих каналов или отверстий. Для производства ленты ПСП скважинный тканый элемент полностью покрывают жидкой светочувствительной смолой с обеспечением обусловленной толщины над его верхней поверхностью, при этом в соприкосновение с поверхностью этой жидкой светочувствительной смолы вводят трафарет или негатив, который имеет непрозрачные и прозрачные участки, образующие требуемый узор. Затем смолу подвергают обработке актиничным излучением, проходящим через трафарет. Посредством указанного излучения, которое обычно относится к ультрафиолетовой (УФ) области спектра, отверждаются те зоны смолы, которые не закрыты трафаретом, при этом зоны, защищенные трафаретом, не отверждаются. Неотвержденную смолу затем удаляют путем промывания, после которого остается скважинный тканый элемент с покрытием необходимого узора, образованным отвержденной смолой.

В альтернативном случае, используя на поверхности материала из полимерной смолы трафарет соответствующей конструкции, можно создавать множество раздельных выпуклостей. То есть множество раздельных выпуклостей является противоположностью непрерывной сетке с отверстиями. В этом случае узор представляет собой раздельные области, закрытые или закупоренные материалом из полимерной смолы, находящимся в скважинном тканом элементе, который в противном случае являлся бы открытым. Ленты такого типа можно использовать в формирующих секциях машин по производству объемной ткани для того, чтобы создавать начальные бумажные полотна, в которых непрерывная основа с относительно высокой массой имеет дискретные участки с относительно низкой массой. Ленты этого типа также можно использовать для изготовления (например, способом гидроперепутывания) нетканых изделий и материй, имеющих дискретные участки, плотность волокон которых меньше плотности волокон соседних участков.

Кроме того, материал из полимерной смолы может также образовывать на скважинном тканом элементе полунепрерывную сетку. Другими словами, в результате применения соответствующего трафарета материал из полимерной смолы может образовывать структуру, состоящую из выпуклостей, расположенных полунепрерывным образом с обеспечением полунепрерывного узора отводящих каналов. "Полунепрерывный" означает, что каждая выпуклость проходит по ленте по существу линейно, причем каждая выпуклость расположена на расстоянии от соседних выпуклостей. Фактически, выпуклости могут представлять собой линии, которые являются по существу прямыми, параллельными и равноудаленными друг от друга, или могут быть выполнены в виде зигзагов, которые также являются по существу параллельными и равноудаленными друг от друга.

Данное изобретение представляет собой скважинный тканый элемент, т.е. тканую основообразующую сетку, предназначенную для лент ПСП вышеописанных типов.

Сущность изобретения

Таким образом, данное изобретение представляет собой основообразующую сетку для лент просушки сквозным продуванием (ПСП), однако его также можно использовать в формирующих, прессовых и сушильных секциях бумагоделательной машины. Фактически, оно представляет собой сетку бумагоделательной машины, которая содержит нити основы, переплетенные с нитями утка.

Используются нити основы двух типов. Нити первого типа переплетены с нитями утка полотняным переплетением, а нити второго типа переплетены с нитями утка саржевым переплетением 2/2. При полотняном переплетении нить основы попеременно проходит то сверху, то снизу каждой последующей нити утка, в то время как при саржевом переплетении 2/2, нить основы попеременно проходит то сверху, то снизу каждых двух последующих нитей утка. Нити основы первого типа чередуются с нитями основы второго типа, которые проходят волнообразно между соседними нитями основы первого типа, придавая сетке необходимую степень открытости.

Далее изобретение объяснено более подробно с периодической ссылкой на чертежи, поясняемые ниже.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой схематичный вид сверху одной из сторон основообразующей сетки.

Фиг.2 представляет собой схематичный вид сверху другой стороны основообразующей сетки.

Фиг.3 изображает поперечное сечение, выполненное по показанной на фиг.1 линии 3-3.

Фиг.4 изображает поперечное сечение, выполненное по показанной на фиг.1 линии 4-4.

Фиг.5 изображает поперечное сечение, выполненное по показанной на фиг.1 линии 5-5.

И фиг.6 показывает сверху одну из сторон изображенной на фиг.2 сетки, так как она выглядит в действительности.

Подробное описание предпочтительного варианта выполнения

Обратимся теперь к представленным выше чертежам. Фиг.1 сверху изображает одну из сторон основообразующей сетки 10, которая может представлять собой как формирующую сторону, так и изнашиваемую сторону. Первая из указанных сторон называется формирующей из-за того, что она является стороной, обращенной к еще только создаваемому бумажному полотну, причем основообразующая сетка 10 является частью ленты ПСП, проходящей по бумагоделательной машине. Вторая сторона получила свое название вследствие того, что проходит поверх неподвижных элементов бумагоделательной машины и подвергается износу посредством истирания. Основообразующая сетка 10 сплетена из нитей 12 основы, нитей 14 основы и нитей 16 утка.

Нити 12 основы и нити 14 основы чередуют друг друга и при этом проходят в машинном направлении поскольку основообразующая сетка 10 соткана в виде листа и закольцована в бесконечную форму при помощи шва плетения. Другими словами, нить 12 основы проходит между каждых двух соседних нитей 14 основы, а нить 14 основы проходит между каждых двух соседних нитей 12 основы.

Нити 16 утка проходят поперек машинного направления (если основообразующая сетка 10 закольцована в бесконечную форму) и при этом переплетены с нитями 12 основы посредством полотняного переплетения, согласно которому каждая нить 12 основы проходит то сверху, то снизу каждой последующей нити утка 16.

Нити 14 основы, чередующиеся с нитями 12 основы по ширине основообразующей сетки 10, переплетены с нитями 16 утка посредством цельного саржевого переплетения, согласно которому каждая нить 14 основы проходит то сверху, то снизу каждых двух последующих нитей 16 утка.

На фиг.1 в пределах пунктирного квадрата показан законченный раппорт переплетения основообразующей сетки 10. Из фиг.1 можно видеть, что на показанной стороне сетки 10 каждая нить 16 утка образует длинное перекрытие поверх трех следующих друг за другом нитей 14, 12, 14 основы. Обычно такое перекрытие принято размещать на изнашиваемой стороне, однако для данного изобретения это условие не является обязательным.

Фиг.2 представляет собой вид сверху другой стороны основообразующей сетки 10. Показанный на фиг.2 вид получен путем простого переворота того, что изображено на фиг.1, вследствие чего, например нить 18 основы, показанная на фиг.1 в крайнем правом положении, на фиг.2 занимает крайнее левое положение.

Фиг.3 изображает поперечное сечение, выполненное по показанной на фиг.1 линии 3-3. На чертеже проиллюстрирован контур нити 16 утка в пределах одного раппорта переплетения. Для этого чертежа важно отметить, что каждый раз, когда нить 16 утка переходит на нижнюю сторону основообразующей сетки 10, она проходит под двумя соседними нитями 12, 14 основы. Значение этого обстоятельства поясняется ниже.

Фиг.4 изображает поперечное сечение, выполненное по показанной на фиг.1 линии 4-4. На чертеже проиллюстрирован контур нити 14 основы в пределах двух раппортов переплетения основообразующей сетки 10. Аналогичным образом, фиг.5 изображает поперечное сечение, выполненное по показанной на фиг.1 линии 5-5, и иллюстрирует контур нити 12 основы в пределах двух раппортов переплетения основообразующей сетки 10.

В предпочтительном случае по меньшей мере некоторые из нитей 12 основы, нитей 14 основы и нитей 16 утка представляют собой моноволоконные нити из любых синтетических полимерных смол, используемых при создании подобных нитей для одежды бумагоделательных машин. Двумя примерами таких материалов являются полиэстер и полиамид.

Другими примерами подобных материалов являются нити из полифениленсульфида (ПФС), реализуемые под товарным знаком RYTON®, а также нити из устойчивого к нагреву, гидролизу и загрязнению модифицированного полиэстера, разновидности которого описаны в патенте США №5169499 на имя настоящего заявителя и который используется в сетках для сушильной секции, реализуемых компанией Albany International Corp. под товарным знаком THERMONETICS®. Положения патента США 5169499 включены в настоящую заявку посредством ссылки.

Кроме того, при создании нитей 14 основы их можно окрашивать в черный цвет, добавляя соответствующий пигмент к экструдируемому материалу, с тем, чтобы они становились непроницаемыми для ультрафиолетового (УФ) излучения, которое используют для отверждения жидкой светочувствительной смолы, наносимой на основообразующую сетку 10 при создании лент ПСП. Специалистам данной области техники известно, что этот метод применяют для выполнения на обратной стороне лент ПСП некоторой текстуры, с тем, чтобы прикладываемый к ленте ПСП вакуум мог деформировать полотно и обеспечивать его более точное соответствие рельефу ленты, снижая тем самым вероятность возникновения в нем дырочек.

Данная основообразующая сетка 10 имеет открытую структуру, которая позволяет жидкой светочувствительной смоле более полно обволакивать нити 12, 14 основы и нити 16 утка, предотвращая тем самым потерю смолы. Другими словами, открытость структуры основообразующей сетки 10 обеспечивает более совершенное и эффективное взаимное механическое соединение отвержденной смолы с нитями 12, 14 основы и нитями 16 утка.

Эта открытость более ясно проиллюстрирована на фиг.6, которая показывает сверху одну из сторон изображенной на фиг.2 сетки, так как она выглядит в действительности. Нити основы 14 пропущены назад и вперед между соседними нитями 12 основы и образуют между точками 20 ткацкий рисунок, при котором нить 16 утка проходит как поверх нити 12 основы, так и поверх нити 14 основы. Образующаяся в результате волнистость нитей 14 основы, расположенных между нитями 12 основы, придает сетке 10 открытую структуру на каждой из ее двух сторон.

Для специалистов данной области техники очевидно, что вышеизложенное изобретение может иметь различные модификации, которые лежат в пределах патентных притязаний, определенных в прилагаемой формуле изобретения.

Сетка бумагоделательной машины, предназначенная для использования в качестве основообразующей сетки лент просушки сквозным продуванием (ПСП), пригодная также для употребления в формирующих, прессовых и сушильных секциях бумагоделательной машины, имеет нити основы, переплетенные с нитями утка. Некоторые нити основы являются нитями первого типа, а некоторые нити основы – нитями второго типа. Нити основы первого типа переплетены с нитями утка полотняным переплетением, а нити основы второго типа переплетены с нитями утка саржевым переплетением 2/2. Нити основы первого типа чередуются с нитями основы второго типа. Нити основы второго типа проходят волнообразно между соседними нитями основы первого типа, придавая сетке необходимую открытость. Технический результат – получение открытой структуры сетки для обеспечения эффективного взаимного механического соединения отвержденной смолы с нитями основы и утка. 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Сетка бумагоделательной машины, используемая в качестве основообразующей сетки для лент просушки сквозным продуванием (ПСП) или предназначенная для формирующих, прессовых и сушильных секций бумагоделательной машины, содержащая нити основы, переплетенные с нитями утка, причем некоторые нити основы являются нитями первого типа, а некоторые нити основы – нитями второго типа, при этом нити основы первого типа переплетены с нитями утка полотняным переплетением, а нити основы второго типа переплетены с нитями утка саржевым переплетением 2/2, причем нити основы первого типа чередуются с нитями основы второго типа, а нити основы второго типа проходят волнообразно между соседними нитями основы первого типа, придавая сетке необходимую открытость. 2. Сетка по п.1, в которой каждая нить основы первого типа проходит между двумя соседними нитями основы второго типа. 3. Сетка по п.1, в которой каждая нить основы второго типа проходит между двумя соседними нитями основы первого типа. 4. Сетка по п.1, в которой нити основы второго типа образуют волну между точками, в которых нить утка проходит поверх нити основы первого типа и нити основы второго типа. 5. Сетка по п.1, в которой нити основы ориентированы в машинном направлении указанной бумагоделательной машины, а нити утка ориентированы поперек машинного направления. 6. Сетка по п.1, в которой по меньшей мере некоторые из нитей основы представляют собой моноволоконные нити. 7. Сетка по п.1, в которой по меньшей мере некоторые из нитей утка представляют собой моноволоконные нити. 8. Сетка по п.1, в которой по меньшей мере некоторые из нитей основы представляют собой нити из полиэстера. 9. Сетка по п.1, в которой по меньшей мере некоторые из нитей основы представляют собой нити из полиамида. 10. Сетка по п.1, в которой по меньшей мере некоторые из нитей основы представляют собой нити из полифениленсульфида. 11. Сетка по п.1, в которой по меньшей мере некоторые из нитей основы представляют собой нити из устойчивого к нагреву, гидролизу и загрязнению модифицированного полиэстера. 12. Сетка по п.1, в которой нити основы второго типа являются непроницаемыми для ультрафиолетового (УФ) излучения. 13. Сетка по п.1, в которой по меньшей мере некоторые из нитей утка представляют собой нити из полиэстера. 14. Сетка по п.1, в которой по меньшей мере некоторые из нитей утка представляют собой нити из полиамида. 15. Сетка по п.1, в которой по меньшей мере некоторые из нитей утка представляют собой нити из полифениленсульфида. 16. Сетка по п.1, в которой по меньшей мере некоторые из нитей утка представляют собой нити из устойчивого к нагреву, гидролизу и загрязнению модифицированного полиэстера.