ТКАНЬ С ТРЕМЯ СГРУППИРОВАННЫМИ ПО ВЕРТИКАЛИ НИТЯМИ УТКА СО СДВОЕННЫМИ ФОРМИРУЮЩИМИ НИТЯМИ УТКА Российский патент 2008 года по МПК D03D13/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к производству бумаги. В частности, данное изобретение относится к формирующим тканям для формовочной секции бумагоделательной машины.

Уровень техники

Во время процесса изготовления бумаги образуется целлюлозная волоконная лента посредством осаждения волоконной массы на формирующую ткань в секции формования бумагоделательной машины. Большое количество воды стекает из волоконной массы через формирующую ткань, оставляя на поверхности формирующей ткани целлюлозную волоконную ленту.

Вновь образованная целлюлозная волоконная лента проходит из секции формования в секцию прессования, которая включает ряды прижимов. Целлюлозная волоконная лента проходит через прижимы с опорой на прессовальную ткань или часто между двумя такими прессовальными тканями. В прижимах на волоконную ленту воздействуют силы сжатия, которые выжимают из нее воду и которые сцепляют целлюлозные волокна в ленте друг с другом для превращения целлюлозной волоконной ленты в бумажный лист. Эта вода входит в прессовальную ткань или в ткани и в идеальном случае не возвращается в бумажный лист.

Бумажный лист проходит, наконец, в сушильную секцию, которая включает по меньшей мере один ряд вращающихся сушильных барабанов или цилиндров, которые нагреваются изнутри водяным паром. Вновь образованный бумажный лист направляется по извилистому пути последовательно вокруг каждого барабана в ряду с помощью сушильной ткани, которая удерживает бумажный лист с прижиманием к поверхности барабанов. Нагретые барабаны уменьшают содержание воды бумажного листа до желаемого уровня за счет испарения.

Следует отметить, что формирующая, прессовальная и сушильная ткани имеют форму бесконечных петель в бумагоделательной машине и действуют в качестве конвейерной ленты. Следует дополнительно отметить, что изготовление бумаги является непрерывным процессом, который выполняется со значительными скоростями. То есть, волоконная масса непрерывно осаждается на формирующей ткани в формовочной секции, а вновь изготовленный бумажный лист непрерывно сматывается на рулоны после выхода из секции сушки.

Свойства поглощения и прочности, мягкость и эстетичный внешний вид являются важными для многих изделий при использовании по их назначению, в частности, когда волоконные целлюлозные изделия являются бумагой для ухода за лицом или туалетной бумагой, бумажными полотенцами, санитарными салфетками и пеленками.

Эти изделия можно изготавливать с использованием различных процессов. Обычные бумагоделательные машины включают подачу суспензии из целлюлозных волокон на формирующую ткань или между двумя формирующими тканями. Этот частично обезвоженный лист затем передается на прессовальную ткань, которая обезвоживает лист далее при передаче листа на поверхность большого сушильного цилиндра с самосниманием. Полностью высушенный лист подвергают или нет крепированию при удалении с поверхности сушильного цилиндра и наматывают в рулоны для дальнейшей обработки.

В альтернативном процессе используют блок сушки проходящим воздухом с заменой указанной выше прессовальной ткани другой плетеной тканью, которая передает лист с формирующей ткани на ткань для сушки проходящим воздухом. Именно эта ткань передает лист на сушильный цилиндр с прохождением воздуха, где горячий воздух продувается через влажный целлюлозный лист, одновременно выполняя сушку листа и увеличение объема листа и его мягкости.

Плетеные ткани могут иметь различные формы. Например, их можно ткать бесконечными или же ткать плоскими и затем придавать им бесконечную форму с помощью шва.

Данное изобретение относится, в частности, к формирующим тканям, используемым в формовочной секции. Формирующие ткани имеют решающее значение во время процесса изготовления бумаги. Одной из ее функций является, как указывалось выше, формирование и транспортировка изготовляемого бумажного изделия в прессовальную секцию.

Однако формирующие ткани должны также обеспечивать удаление воды и формировать структуру листа. То есть, формирующие ткани выполняются с возможностью пропускания воды (т.е. управления скоростью дренажа) с одновременным предотвращением прохождения волокна и других твердых частиц вместе с водой. Если дренаж осуществляется слишком быстро или слишком медленно, то страдает качество листа и производительность машины. Для управления дренажем необходимо правильно конструировать пространство внутри формирующей ткани для дренажа воды, обычно называемое пустым объемом.

Современные формирующие ткани выполняются в широком спектре типов, предназначенных для удовлетворения требований бумагоделательных машин, в которые они устанавливаются, для изготовления бумаги различного качества. Обычно они содержат базовую ткань, сотканную из моноволокон, которая может быть однослойной или многослойной. Пряжа обычно экструдируется из одной или нескольких полимерных смол, таких как полиамидные и полиэфирные смолы, использование которых известно для специалистов в данной области техники.

Конструкция формирующих тканей дополнительно включает компромисс между желаемой опорой волокон и стабильностью ткани. Ткань с мелкими ячейками может обеспечивать желаемые свойства поверхности бумаги и опоры для волокон, однако такая конструкция может иметь недостаточную стабильность, что приводит к короткому сроку службы ткани. В противоположность этому, ткани с грубыми ячейками обеспечивают стабильность и длительный срок службы в ущерб опоры для волокон и возможной маркировки. Для минимизации компромисса конструкции и оптимизации как опоры, так и стабильности, разработаны многослойные ткани. Например, в тканях с двойным и тройным слоем формирующая сторона выполнена для обеспечения опоры, в то время как несущая сторона выполнена с обеспечением стабильности.

Для специалистов в данной области техники известно, что ткани создаются с помощью плетения и имеют плетеный узор, который повторяется как в основном или машинном направлении (MD), так и в уточном или поперечном направлении (CD). Понятно также, что создаваемые ткани должны быть равномерными по внешнему виду, что не должно быть резких изменений в рисунке плетения, приводящих к маркировке сформированного бумажного листа. За счет повторяющейся природы плетеных рисунков обычным недостатком ткани является характерная диагональ в ткани. В различной степени эта диагональ передается на бумажный лист. За счет использования новых узоров плетения и моноволокон с меньшим диаметром эту диагональную маркировку можно маскировать, но нельзя полностью исключить. Теоретически предполагается, что случайная поверхность формирующей ткани приведет к получению бумажного листа, который потенциально не содержит диагональной маркировки. Однако подлинно случайную поверхность почти невозможно создавать, и по определению любой узор должен со временем повторяться для исключения резкого изменения узора, приводящего к маркировке.

Одна попытка разрушения поверхностного узора показана в патенте США № 5025839. В патенте 839 показана стандартная двухслойная ткань, в которой продольная пряжа переплетена с образованием эффекта зигзага. Однако как указывается в патенте США № 5857498, сдваивание утка, вызываемое узором, предлагаемым в патенте 839, не обеспечивает благоприятные дренажные свойства.

Кроме того, существует несколько близко родственных патентов, относящихся к конструкциям с тройным группированием утка: например, JP 6-4953, US 4379735, US 4941514, US 5164249, US 5169709 и US 5366798. Хотя все эти патенты описывают ткани с тройным группированием утка, ни одна из них не имеет неравномерность поверхности, которую можно считать благоприятной, в частности, для использования в изготовлении туалетной бумаги.

Кроме того, желательно, чтобы многослойные ткани имели больше поперечной стабильности и жесткости для предотвращения поперечной усадки, улучшения формирования листа и внешнего вида и увеличения потенциального срока службы.

Данное изобретение предлагает формирующую ткань со сдвоенными верхними нитями утка и отдельным слоем средних нитей утка. Данное изобретение обеспечивает решение проблем дренажа, опоры волокон листа и стабильности ткани.

Сущность изобретения

В соответствии с этим данное изобретение предлагает формирующую ткань, хотя она может находить применение в формовочной, прессовальной и сушильной секциях бумагоделательной машины.

Данное изобретение предлагает ткань, имеющую желаемую неравномерную поверхность. Для решения проблемы формирования листа и создания желаемой неравномерной поверхности нити утка верхнего слоя или формирующей стороны согласно данному изобретению сдвоены вместе в пары. Это приводит к небольшому открытому пространству между сдвоенными нитями утка и большому пространству между смежными парами. Таким образом, данное изобретение имеет неравные расстояния между смежными нитями утка, в то время как ткани согласно уровню техники имеют равные расстояния между каждой смежной нитью утка формирующей стороны.

Для обеспечения большей стабильности и жесткости в поперечном направлении в изобретении используется третий комплект нитей утка в среднем слое ткани для обеспечения дополнительной стабильности в поперечном направлении.

Ткань является формирующей тканью, имеющей верхний слой, средний слой и нижний слой проходящих в поперечном направлении машины (CD) нитей утка, и систему проходящей в машинном направлении (MD) пряжи основы, переплетенной с поперечными нитями утка верхнего, среднего и нижнего слоев. Поперечные нити утка в верхнем слое сгруппированы в сдвоенные пары с образованием неравномерного расстояния между нитями утка в верхнем слое. Поперечные нити утка в среднем слое обеспечивают дополнительную стабильность в поперечном направлении. Поперечные нити утка в среднем слое и нижнем слое вертикально сгруппированы с одной из нитей утка в каждой паре верхнего слоя. Таким образом, другие поперечные нити утка в каждой паре верхнего слоя сдвинуты по вертикали относительно поперечных нитей утка среднего слоя и нижнего слоя. Такое сгруппированное выравнивание улучшает дренажные свойства ткани. Повышенный дренаж позволяет значительно увеличивать плотность ткани, что приводит к улучшенной опоре волокон.

Сдваивание нитей утка в верхней поверхности ткани обеспечивает увеличение прочности при растяжении в поперечном направлении листа сформированной туалетной бумаги. Это увеличение позволяет осуществлять другие изменения в процессе, которые приводят к улучшению формирования листа, мягкости и поглощения воды.

В предпочтительном варианте выполнения верхний слой поперечной пряжи образует формирующую сторону ткани, а нижний слой поперечной пряжи - несущую сторону ткани. Ткань предпочтительно сплетена так, что каждая поперечная уточная нить верхнего слоя проходит над по меньшей мере двумя и не более чем пятнадцатью смежными продольными нитями. Кроме того, система продольных нитей может содержать по меньшей мере две чередующиеся нити, сплетающие узор с одинаковым сдвигом в продольном направлении.

Другие аспекты данного изобретения включают то, что неравномерные расстояния между нитями утка в верхнем слое имеют отношение расстояний между 1:1,5 и 1:20.

Ниже приводится подробное описание данного изобретения со ссылками на чертежи, описание которых приведено ниже.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания изобретения ниже приводится его описание со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - расстояние между нитями утка формирующей стороны в формирующих тканях а) согласно уровню техники и b) согласно данному изобретению;

фиг.2 - вид формирующей стороны ткани, сплетенной в соответствии с идеей данного изобретения;

фиг.3 - разрезы двух продольных нитей в узоре ткани в соответствии с идеей данного изобретения; и

фиг.4 - разрез ткани, сотканной в соответствии с идеей данного изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения

На фиг.1 схематично показано сравнение расстояния между нитями утка в верхнем (или формирующем) слое тканей согласно уровню техники и согласно данному изобретению. Каждая вертикальная полоса на фигуре представляет нить утка формирующей стороны. На фиг.1а показано расстояние между нитями утка согласно уровню техники, в то время как на фиг.1b показано расстояние между нитями утка согласно данному изобретению. Следует отметить, что на фиг.1а расстояние 110 зазора 1 приблизительно равно расстоянию 100 зазора 1. В противоположность этому, на фиг.1b нити утка распределены неравномерно. За счет неравномерного расстояния между нитями утка А и В,и В и С; нити утка А и В характеризуются как сдвоенные или спаренные нити утка 130. Это сдваивание/спаривание является предпочтительным, поскольку неравномерные расстояния способствуют дренажу и скрывают диагональную маркировку листа.

В соответствии с данным изобретением был создан образец формирующей ткани. Измерения этого образца ткани показали, что нити утка 120 формирующей стороны имеют диаметр поперечного сечения 0,165 мм, зазор 1 140 между сдвоенными нитями утка 130 составляет лишь 0,076 мм, а зазор 2 150 между смежными парами составляет 0,114 мм. В противоположность этому, измерения типичной ткани согласно уровню техники показывают, что нити утка 120 формирующей стороны обычно имеют диаметр поперечного сечения 0,165 мм, а расстояние между нитями утка составляет приблизительно 0,27 мм. Таким образом, как показано на фиг.1b, зазор или расстояние между первой парой нитей утка А и В составляет лишь половину расстояния между нитями утка В и С. Таким образом, этот образец ткани согласно данному изобретению имеет отношение расстояний 1:2. Целью данного изобретения является перекрытие диапазона отношения расстояний между 1:1,5 и 1:20.

На фиг.2 показана на виде сверху формирующая сторона ткани согласно данному изобретению. На фиг.2 пары утка 220 верхнего слоя/формирующей стороны совместно расположены на расстоянии с образованием сдвоенных пар нитей утка. Одна из поперечных нитей утка 200 в каждой паре сгруппирована по вертикали над поперечными нитями утка среднего и нижнего слоя. Другая поперечная нить утка 210 в каждой паре оставлена не сгруппированной. Эти пары расположены на расстоянии друг от друга, равном нескольким расстояниям между нитями утка в каждой паре. Нити утка среднего слоя находятся в более низкой плоскости, чем нити утка верхнего/формирующего слоя и сгруппированы по вертикали над нитями утка несущей стороны. Эти нити утка среднего слоя обеспечивают стабильность в поперечном направлении и предотвращают усадку ткани в поперечном направлении.

На фиг.3 схематично показан разрез узора ткани согласно данному изобретению. На фиг.3а и 3b показан узор переплетения, имеющий две чередующиеся продольные пряжи, которые имеют одинаковый узор переплетения, но сдвинуты в продольном направлении. Как показано на фиг.3, средние нити утка сгруппированы непосредственно над нитями утка нижнего слоя (несущей стороны), в то время как сдвоенные нити утка верхнего слоя (формирующей стороны) чередуются в вертикальном группировании и сдвинуты горизонтально относительно сгруппированных нитей утка среднего слоя и несущей стороны. Специальное положение нитей утка формирующей стороны, среднего слоя и несущей стороны относительно друг друга помогает облегчать дренаж и уменьшать диагональную маркировку листа, что обеспечивает преимущества их применения в бумагоделательных машинах.

Узор переплетения, показанный на фиг.3, является лишь одним вариантом выполнения данного изобретения. В этом варианте выполнения формирующая ткань соткана с восьмизевным узором переплетения с 2,5 слоями, в котором каждая поперечная нить утка верхнего слоя проходит над по меньшей мере двумя и не более чем над пятнадцатью смежными продольными пряжами. Данное изобретение не ограничивается данным узором и в действительности охватывает многие узоры переплетения.

На фиг.4 показан разрез ткани, сотканной в соответствии с данным изобретением. Ткань имеет сдвоенные нити утка 402 и 404 верхнего слоя (формирующей стороны). Следует отметить, что расстояние между нитями утка в паре значительно меньше расстояния между парами. Как показано вертикальной линией 400, одна из нитей утка 402 верхнего слоя в каждой паре сгруппирована в вертикальном направлении с нитями утка среднего слоя и несущей стороны. Поэтому другая нить 404 верхнего слоя в каждой паре остается не сгруппированной.

Ткань согласно данному изобретению предпочтительно содержит лишь моноволоконную пряжу. В частности, поперечная пряжа может быть полиэфирным моноволокном и/или некоторые могут быть полиэфирной и полиамидной пряжей. Поперечная и продольная пряжа могут иметь круглую форму поперечного сечения с одним или более разными диаметрами. Кроме того, дополнительно к круглой форме поперечного сечения, одна или более пряжей могут иметь другие формы поперечного сечения, такие как прямоугольная форма поперечного сечения или некруглая форма поперечного сечения.

Для специалистов в данной области техники очевидны модификации изобретения, однако эти модификации не выходят за объем данного изобретения. Приведенная формула изобретения должна включать все эти ситуации.

Изобретение относится к формирующим тканям для формовочной секции бумагоделательной машины. Ткань имеет три слоя проходящих в поперечном направлении машины нитей утка. Нити утка в верхнем слое сгруппированы в пары. Сдваивание нитей утка верхнего слоя приводит к неравномерному расстоянию между нитями утка формирующего слоя. Неравномерное расстояние придает желаемую неравномерность поддерживающей ленту поверхности, что уменьшает диагональную проблему ткани. Одна из поперечных нитей утка в каждой паре верхнего слоя сгруппирована по вертикали с поперечными нитями утка в среднем слое и нижнем слое. Другая поперечная нить утка в каждой паре верхнего слоя не сгруппирована. Такое выравнивание повышает дренажные свойства ткани. Нити утка среднего слоя обеспечивают дополнительную стабильность в поперечном направлении. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Ткань для изготовления бумаги, содержащая

верхний слой, средний слой и нижний слой проходящих в поперечном направлении машины нитей утка;

систему проходящей в машинном направлении пряжи, переплетенной с поперечными нитями утка верхнего, среднего и нижнего слоев;

при этом поперечные нити утка в верхнем слое сгруппированы в сдвоенные пары с образованием неравномерного расстояния между нитями утка в верхнем слое;

при этом поперечные нити утка в среднем слое обеспечивают дополнительную стабильность в поперечном направлении; и одна из поперечных нитей утка в каждой паре верхнего слоя сгруппирована по вертикали с поперечными нитями утка в среднем слое и нижнем слое; другая поперечная нить утка в каждой паре верхнего слоя сдвинута по вертикали относительно поперечных нитей утка среднего и нижнего слоя для увеличения дренажа ткани.

верхний слой, средний слой и нижний слой проходящих в поперечном направлении машины нитей утка;

систему проходящей в машинном направлении пряжи, переплетенной с поперечными нитями утка верхнего, среднего и нижнего слоев;

при этом поперечные нити утка в верхнем слое сгруппированы в сдвоенные пары с образованием неравномерного расстояния между нитями утка в верхнем слое; причем неравномерное расстояние между нитями утка в верхнем слое имеет отношение расстояний между 1:1,5 и 1:20;

при этом поперечные нити утка в среднем слое обеспечивают дополнительную стабильность в поперечном направлении; и одна из поперечных нитей утка в каждой паре верхнего слоя сгруппирована по вертикали с поперечными нитями утка в среднем слое и нижнем слое; другая поперечная нить утка в каждой паре верхнего слоя сдвинута по вертикали относительно поперечных нитей утка среднего и нижнего слоя для увеличения дренажа ткани.