ТРЕХСЛОЙНАЯ ТКАНЬ ДЛЯ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ Российский патент 2014 года по МПК D21F1/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к ткани для бумагоделательной машины, особенно (но не обязательно) предназначенной для использования в качестве формующей ткани в формующей части бумагоделательной машины.

Предшествующий уровень техники

Традиционный способ изготовления бумаги с использованием длинносеточной бумагоделательной машины по существу включает три последовательные стадии, осуществляемые в соответствующих частях бумагоделательной машины: формующей части, прессующей части и сушильной части.

В формующей части водную суспензию целлюлозной волокнистой массы (и других возможных компонентов) располагают на так называемой формующей ткани (или полотне), выполненную в виде замкнутой ленты и поддерживаемую валами. Удаление воды из суспензии волокнистой массы через формующую ткань ведет к постепенному образованию мокрого бумажного полотна с все еще относительно высоким содержанием воды. Дальнейшее удаление воды производят в прессующей части, в которой бумажное полотно прессуют, пропуская через одну или большее число пар валов. Бумажное полотно затем направляют в сушильную часть для осуществления последней стадии удаления влаги. Сформованная таким образом бумага готова к последующим стадиям отделки и упаковки.

Далее, как обычно принято в производстве бумаги и в изготовлении соответствующей ткани, употребляются термины: «продольное направление» (сокращенно - MD) и «поперечное направление» (сокращенно - CMD) для указания направления, совмещенного с направлением подачи формующей ткани в бумагоделательной машине, и направления, параллельного поверхности ткани, и направления, поперечного (ортогонального) направлению подачи ткани, соответственно. Направление, или ориентация, основных и уточных нитей формующей ткани также упоминается как продольное направление и поперечное направление.

Кроме того, опять-таки как обычно принято в данной области техники, поверхность формующей ткани, контактирующую с целлюлозной волокнистой массой (т.е. с формуемым бумажным материалом) называют верхней поверхностью ткани, а противоположную поверхность, обращенную к машине, называют нижней поверхностью ткани. Эти обозначения также применяют для описания вертикально пространственного расположения нитей в формующей ткани.

Хотя известны различные типы формующих тканей, используемых для формования бумаги, в частности, для использования в формующей части, все же существует потребность в этой области техники в усовершенствовании свойств тканей, например, с точки зрения повышения механической прочности, стабильности, долговечности, дренажной способности и качества формуемой бумаги.

Раскрытие изобретения

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание ткани для бумагоделательной машины, обладающей всеми этими свойствами в удовлетворительной степени, особенно являющейся полностью эффективной, обладающей высокими дренажными свойствами, прочностью и стабильностью, сохраняющимися в течение длительного времени, благодаря чему может быть обеспечено формование высококачественной бумаги.

Настоящее изобретение, таким образом, относится к ткани для изготовления бумаги, как это определено существенными признаками пункта 1 прилагаемой формулы изобретения, дополнительные признаки которой продекларированы в зависимых пунктах формулы изобретения.

Настоящее изобретение дополнительно относится к использованию такой ткани в бумагоделательной машине, и особенно - в формующей части машины, а также к способу изготовления бумаги с использованием такой ткани, как это определено в пунктах 14 и 16, соответственно, прилагаемой формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Изобретение далее описано в нижеследующих вариантах осуществления, не ограничивающих объем изобретения, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

на фиг.1 - схематический вид сверху верхнего слоя ткани согласно изобретению (показаны один повторяющийся элемент и начальная часть следующего элемента);

на фиг.2 - схематический вид сверху нижнего слоя ткани, представленной на фиг.1;

на фиг.3a, 3b, 3c - сечения 3a-3a, 3b-3b, 3c-3c, указанные на фиг.1 и 2, соответственно.

Наилучший вариант осуществления изобретения

На прилагаемых чертежах позицией 100, в целом, обозначена ткань для изготовления бумаги, в частности, формующая ткань, предназначенная для использования в формующей части бумагоделательной машины. В показанном примере ткань 100 является 16-ремизной трехслойной тканью.

Ткань 100 содержит верхний слой 101 и нижний слой 102, которые (оба) сформованы, как обычно, из соответствующих повторяющихся элементов, которые составляют повторяющийся элемент 104 ткани, в целом; на чертежах показан один повторяющийся элемент 104 ткани, а также начальная часть смежного повторяющегося элемента (соответствующие нити смежных повторяющихся элементов обозначены теми же позициями); понятно, что в коммерческих и промышленных применениях повторяющийся элемент 104, а также повторяющиеся элементы отдельных слоев 101, 102 могут быть повторены несколько раз, как в продольном направлении, так и в поперечном направлении, для формирования ткани 100 пригодных размеров для использования на бумагоделательной машине.

Ткань 100 обычно формируют из основных нитей, проходящих в продольном направлении (MD), и из поперечных уточных нитей, расположенных по существу ортогонально по отношению к предыдущим нитям, которые проходят в поперечном направлении (CMD). В дальнейшем (и как обычно принято в данной области техники), продольные основные нити, проходящие в продольном направлении, называются для краткости «MD нитями» (продольно направленными нитями), а поперечные уточные нити, проходящие в поперечном направлении, называются для краткости «CMD нитями» (поперечно направленными нитями).

В данном случае повторяющийся элемент 104 ткани 100 содержит восемь верхних MD нитей 1-8, три верхние CMD нити 34, 38, 42, восемь нижних MD нитей 9-16, три нижние CMD нити 33, 37, 41 и четыре связующие нити 35, 36, 39, 40, расположенные парами и содержащие соответствующие поддерживающие части 115 и соответствующие связующие части 116.

Переплетение этих нитей для формирования ткани 100 подробно описано ниже.

Верхний слой 101 (см. фиг.1) содержит верхние MD нити 1-8 и верхние CMD нити 34, 38, 42, а также поддерживающие части 115 связующих нитей 35, 36; 39, 40.

Нижний слой 102 (см. фиг.2) содержит нижние MD нити 9-16 и нижние CMD нити 33, 37, 41, а также связующие части 116 связующих нитей 35, 36; 39, 40, проходящие таким образом, чтобы были связаны нижние MD нити 9-16.

Верхние MD нити 1-8 и верхние CMD нити 34, 38, 42 переплетены таким образом, чтобы каждая верхняя CMD нить 34, 38, 42 попеременно проходила над и под верхними MD нитями 1-8; все верхние CMD нити 34, 38, 42 подобным же образом переплетены с верхними MD нитями, т.е. они проходят над и под теми же верхними MD нитями; в частности, каждая верхняя CMD нить 34, 38, 42 проходит над нечетными верхними MD нитями 1, 3, 5, 7 и под четными верхними MD нитями 2, 4, 6, 8. Все верхние CMD нити 34, 38, 42 расположены согласно одинаковому рисунку.

Слои 101, 102 соединены и связаны друг с другом в ткани 100 посредством связующих нитей 35, 36; 39, 40, расположенных парами.

Как показано на фиг.1, каждая пара связующих нитей 35, 36; 39, 40 расположена между двумя смежными верхними CMD нитями 34, 38, 42. Например, пара связующих нитей 35, 36 расположена между верхними CMD нитями 34, 38, а пара связующих нитей 39, 40 расположена между верхними CMD нитями 38, 42.

Каждая связующая нить 35, 36; 39, 40 в повторяющемся элементе 104 ткани содержит поддерживающую часть 115, переплетенную с верхними MD нитями 1-8, и связующую часть 116, расположенную под верхними MD нитями 1-8 и переплетенную с нижними MD нитями 9-16.

В показанном примере, не ограничивающем объем изобретения, поддерживающая часть 115 каждой связующей нити 35, 36, 39, 40 переплетена (т.е. попеременно проходит над и под) с тремя расположенными последовательно верхними MD нитями 1-8, а связующая часть 116 вместо этого проходит под остальными верхними MD нитями 1-8 для связывания по меньшей мере одной нижней MD нити 9-16.

Связующие нити 35, 36; 39, 40 каждой пары (хотя они для большей ясности показаны расположенными бок о бок на схематическом чертеже на фиг.1, выполненном не в масштабе) переплетены и наложены в вертикальном направлении таким образом, что поддерживающие части 115 связующей нити пары наложены на связующие части 116 другой связующей нити пары, и наоборот; две связующие нити 35, 36; 39, 40 пары перекрещиваются около некоторых из верхних MD нитей 1-8, которые определяют соответствующие переходные MD нити (в данном случае верхние MD нити 1, 5), под которыми связующая нить каждой пары перекрещивается с другой связующей нитью пары, и которая определяет переход между поддерживающими частями 115 и связующими частями 116.

Переплетение каждой пары связующих нитей 35, 36; 39, 40 с верхними MD нитями 1-8 и нижними MD нитями 9-16 может принимать несколько форм.

Например (см. пару связующих нитей 35, 36), поддерживающая часть 115 нечетной связующей нити 35 переплетена в каждом повторяющемся элементе 104 ткани с тремя верхними MD нитями 6-8 в чередующемся порядке, которая попеременно проходит над двумя четными верхними MD нитями 6, 8 и под нечетной верхней MD нитью 7; поддерживающая часть 115 четной связующей нити 36 проходит над остальными двумя четными верхними MD нитями 2, 4 и под нечетной верхней MD нитью 3, расположенной между ними. Обе связующие нити 35, 36 пары проходят под верхними переходными MD нитями 1, 5.

Связующие нити 35, 36; 39, 40 каждой пары своими соответствующими поддерживающими частями 115 проходят над теми верхними MD нитями, под которыми вместо этого проходят верхние CMD нити 34, 38, 42; другими словами, поддерживающие части 115 связующих нитей 35, 36; 39, 40 проходят над четными верхними MD нитями 2, 4, 6, 8, 10, 12 (в каждой паре связующих нитей 35, 36; 39, 40 одна из них проходит над каждой четной верхней MD нитью). Поддерживающие части 115 связующих нитей 35, 36; 39, 40 вместо этого проходят под теми верхними MD нитями, над которыми проходят верхние CMD нити 34, 38, 42, т.е. под нечетными верхними MD нитями 1, 3, 5, 7, 9, 11. Например, связующая нить 35 проходит ее поддерживающей частью 115 над верхними MD нитями 6, 8, в то же время проходя под верхней MD нитью 7; а связующая нить 36 ее поддерживающей частью 115 проходит над верхними MD нитями 2, 4 и под верхней MD нитью 3. Обе связующие нити 35, 36 проходят под верхними переходными MD нитями 1, 5. Другая пара связующих нитей 39, 40 переплетена подобным же образом, но она предпочтительно смещена относительно пары смежных связующих нитей 35, 36 на одну или большее число верхних MD нитей. Таким образом, связующие нити 35, 36; 39, 40 и верхние CMD нити 34, 38, 42, в целом, образуют полотняное переплетение (полотно) с верхними MD нитями 1-8.

Понятно, что можно использовать и другие типы переплетений или другие рисунки переплетений. Другие рисунки переплетений обычно возможны между связующими нитями 35, 36; 39, 40 и верхними MD нитями 1-82; и пары связующих нитей 35, 36; 39, 40 могут также следовать рисункам переплетения, отличающимся друг от друга.

Нижний слой 102 (см. фиг.2 и 3a, 3b, 3c) содержит: нижние MD нити 9-16, нижние CMD нити 33, 37, 41 и связующие части 116 связующих нитей 35, 36; 39, 40.

Нижние CMD нити 33, 37, 41 переплетены с нижними MD нитями 9-16 согласно последовательности «над двумя/под шестью». Например (см. фиг.3a), нижняя CMD нить 37 проходит над смежными нижними MD нитями 9-10 и под нижними MD нитями 11-16. Другие нижние CMD нити 33, 41 переплетены подобным же образом «над двумя/под шестью» с нижними MD нитями 9-16, но каждая нить смещена относительно предыдущей нити в поперечном направлении таким образом, чтобы получалось переплетение типа ломаного уточного репса.

Понятно, что это опять-таки является только примером переплетения, и что можно также использовать другие рисунки переплетений.

Нижний слой 102 (см. фиг.2) также содержит связующие части 116 связующих нитей 35, 36; 39, 40. В повторяющемся элементе 104 связующая часть 116 каждой связующей нити 35, 36; 39, 40 проходит под нижней MD нитью 9-16 таким образом, чтобы был определен рисунок «над двумя/под шестью» между парами связующих нитей 35, 36; 39, 40 и нижними MD нитями 9-16 на нижней поверхности ткани (см. фиг.2, 3a, 3b, 3c). Например, связующая нить 35 проходит под нижней MD нитью 11, а связующая нить 36 проходит под нижней MD нитью 15; при этом обе связующие нити 35, 36 проходят над всеми другими нижними MD нитями 9-10, 12-14, 16 (см. фиг.3b, 3c). Таким образом, в целом, связующими нитями 35, 36 определяется ранее упомянутый рисунок переплетения «над двумя/под шестью» относительно нижних MD нитей 9-16; причем связующие нити 39, 40 другой пары проходят таким же образом согласно рисунку переплетения «над двумя/под шестью», но предпочтительно смещены относительно связующих нитей 35, 36 на одну или большее число нижних MD нитей.

Как показано на чертежах, в целом, в повторяющемся элементе 104 ткани 100 каждая ячейка содержит две основные нити (MD нити) и четыре уточные нити (т.е. CMD нити); например, в каждой ячейке верхняя MD нить 1 и нижняя MD нить 9, расположенные одна поверх другой (а также все последующие пары наложенных MD нитей), связаны с верхней CMD нитью, например, 38 (см. фиг.3a), парой связующих нитей, например, 35, 36 (см. фиг.3b, 3c), и нижней CMD нитью, например, 37 (см. фиг.3a).

Другими словами, с каждой парой наложенных друг на друга MD нитей (каждая пара сформирована из верхней MD нити и нижней MD нити, наложенных одна поверх другой) связаны четыре CMD нити. Каждая пара основных нитей связана с четырьмя уточными нитями; соотношение между уточными нитями (CMD нитями) и основными нитями (MD нитями), таким образом, составляет 4:2.

Специалисту в данной области должно быть понятно, что тканям согласно настоящему изобретению можно придавать и другие формы. Например, поскольку согласно предыдущему описанию количество и/или положение пар связующих нитей может быть изменено относительно количества и/или положения верхних CMD нитей (например, пара связующих нитей может быть расположена через каждые две или три, или большее число верхних CMD нитей, или две, или три, или большее число пар связующих нитей может быть расположено через каждую верхнюю CMD нить).

Количество верхних и нижних CMD нитей в повторяющемся элементе ткани может быть также изменено в сравнении с описанным выше вариантом осуществления, и раскрытый вариант осуществления приведен просто в виде примера.

Кроме того, все описанные рисунки переплетений, или переплетения слоев 101, 102 могут отличаться от проиллюстрированных и описанных в данном документе; например, верхняя поверхность ткани не обязательно должна иметь полотняное переплетение, как это показано, но может иметь переплетение типа сатина, саржи и т.д.; и нижняя поверхность ткани не обязательно должна иметь переплетение типа ломаного уточного репса, но может иметь любое другое переплетение, например, полотняное переплетение (полотно), ломаное саржевое переплетение, саржевое переплетение и т.д. В ткани согласно настоящему изобретению могут быть использованы и другие дополнительные варианты рисунков переплетений.

Форму нитей, используемых в ткани согласно изобретению, можно также варьировать в соответствии со свойствами, которые предполагается придать готовому изделию. Например, нити могут быть мононитями, плоскими мононитями, комплексными нитями, кручеными комплексными нитями или мононитями, нитями любого типа или любого их сочетания. Материалы, из которых изготовлены нити, могут быть такими, которые обычно используют в данной области техники. Например, можно использовать нити из сложного полиэфира, полиамида, полиамида/сложного полиэфира и т.п. Специалист в данной области может выбрать материалы нитей также в соответствии с конкретным применением, для которого предназначено готовое изделие.

Кроме того, можно использовать нити различных форм (например, нити, имеющие круглое или плоское сечение) и размеров. Например, верхние MD нити, верхние CMD нити и связующие нити могут иметь (одинаковые или различные) диаметры, составляющие от около 0,09 мм до 0,19 мм; нижние MD нити могут иметь диаметр от около 0,13 мм до 0,25 мм; нижние CMD нити могут иметь диаметр от около 0,18 мм до 0,35 мм; понятно, что эти размеры приведены просто в качестве примеров, и что можно использовать нити других размеров в зависимости от конкретных требований.

Ячейку (т.е. размер ячейки) ткани можно также варьировать. Например, размер ячейки верхней поверхности может быть в диапазоне от около 22×32 до 32×55 [плотность основных нитей (1/см) × плотность уточных нитей (1/см)], а общий размер ячейки может быть в диапазоне от около 48×64 до 71×110.

Ткань, содержащая нижний слой с переплетением типа ломаного уточного репса, выполненная согласно изобретению, обладает, например, параметрами, представленными в Таблице 1.

Таблица 1 Нить Размер Верхняя MD нить 0,14 мм Нижняя MD нить 0,20 мм Связующая нить 0,13 мм Верхняя CMD нить 0,13 мм Нижняя CMD нить 0,30 мм Ячейка (верхняя поверхность) 30×57* Ячейка (общая) 60×76* (*) - плотность основных нитей (1/см) × плотность уточных нитей (1/см)

Согласно дополнительному аспекту изобретения вышеописанную ткань 100 используют в процессе изготовления бумаги, в частности, в формующей части бумагоделательной машины. Способ включает стадии:

(a) изготовление ткани для бумагоделательной машины согласно предыдущему описанию;

(b) расположение водной суспензии целлюлозной волокнистой массы и/или формование бумажного полотна на верхней поверхности ткани; и

c) удаление воды из суспензии волокнистой массы и/или из сформованного бумажного полотна.

Поскольку такой способ по существу хорошо известен специалисту в данной области техники, его дальнейшее подробное описание не требуется.

Кроме того, понятно, что в описание, раскрытое в данном документе, могут быть введены изменения и варианты осуществления без отступления от объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.

Трехслойная ткань (100) для изготовления бумаги содержит: группу основных продольных (MD) верхних нитей (1-8); группу уточных поперечных (CMD) верхних нитей (34, 36, 42), переплетенных с верхними MD нитями для образования верхнего слоя (101) ткани; группу нижних MD нитей (9-16); группу нижних CMD нитей (33, 37, 41), переплетенных с нижними MD нитями для образования нижнего слоя (102) ткани; и группу связующих нитей (35, 36; 39, 40), расположенных в поперечном направлении и переплетенных с верхними MD нитями, которыми связаны верхний слой (101) с нижним слоем (102). Связующие нити (35, 36; 39, 40) расположены парами между двумя смежными верхними CMD нитями (34, 36, 42), и в повторяющемся элементе (104) ткани по меньшей мере одна связующая нить (35, 36; 39, 40) каждой пары переплетена по меньшей мере с одной нижней MD нитью (9-16). При этом каждая связующая нить (35, 36; 39, 40) проходит под нижней MD нитью (9-16), таким образом, чтобы был определен рисунок «над двумя/под шестью» между парами связующих нитей (35, 36; 39, 40) и нижними MD нитями (9-16) на нижней поверхности ткани. Соотношение между уточными нитями и основными нитями составляет 4:2. Ткань является 16-ремизной трехслойной тканью, что обеспечивает улучшенные эксплуатационные свойства, стабильность, долговечность, дренажную способность и качество формуемой бумаги. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

1. Трехслойная ткань (100) для изготовления бумаги, содержащая по меньшей мере один повторяющийся элемент (104) ткани и содержащая:
группу основных (продольных) (MD) верхних нитей (1-8);
группу уточных (поперечных) (CMD) верхних нитей (34, 36, 42), переплетенных с верхними MD нитями для формирования верхнего слоя (101) ткани;
группу нижних MD нитей (9-16);
группу нижних CMD нитей (33, 37, 41), переплетенных с нижними MD нитями для формирования нижнего слоя (102) ткани;
группу связующих нитей (35, 36; 39, 40), расположенных в поперечном направлении и переплетенных с верхними MD нитями, которыми связан верхний слой (101) с нижним слоем (102);
при этом:
ткань (100) является 16-ремизной трехслойной тканью;
связующие нити (35, 36; 39, 40) расположены парами; и в повторяющемся элементе (104) по меньшей мере одна связующая нить (35, 36; 39, 40) каждой пары переплетена по меньшей мере с одной нижней MD нитью (9-16);
в повторяющемся элементе (104) каждой связующей нитью (35, 36; 39, 40) связана только одна нижняя MD нить (9-16);
в повторяющемся элементе (104) связующие нити (35, 36; 39, 40) каждой пары переплетены с соответствующими группами различных верхних MD нитей (1-8);
в повторяющемся элементе (104) каждая связующая нить (35, 36; 39, 40) проходит под нижней MD нитью (9-16) таким образом, чтобы был определен рисунок «над двумя/ под шестью» между парами связующих нитей (35, 36; 39, 40) и нижними MD нитями (9-16) на нижней поверхности ткани;
верхние CMD нити (34, 38, 42) переплетены только с верхними MD нитями (1-8) и не переплетены с нижними MD нитями (9-16); а нижние CMD нити (33, 37, 41) переплетены только с нижними MD нитями (9-16) и не переплетены с верхними MD нитями (1-8);
в повторяющемся элементе (104) содержится одинаковое количество верхних CMD нитей (34, 38, 42) и нижних CMD нитей (33, 37, 41);
в повторяющемся элементе (104) каждая нижняя CMD нить (33, 37, 41) проходит над двумя смежными нижними MD нитями (9-16) и под всеми остальными нижними MD нитями (9-16); и в повторяющемся элементе (104) нижние CMD нити (33, 37, 41) переплетены с нижними MD нитями (9-16) согласно последовательности «над двумя/ под шестью».

2. Ткань по п.1, в которой соотношение между уточными нитями и основными нитями составляет 4:2.

3. Ткань по п.1 или 2, в которой каждая пара связующих нитей (35, 36; 39, 40) расположена между двумя смежными верхними CMD нитями (34, 36, 42).

4. Ткань по п.1, в которой обе связующие нити (35, 36; 39, 40) каждой пары переплетены по меньшей мере с одной нижней MD нитью (9-16).

5. Ткань по п.1, в которой каждая связующая нить (35, 36; 39, 40) каждой пары проходит под одной нижней MD нитью (9-16) и ею привязана только одна нижняя MD нить (9-16).

6. Ткань по п.1, в которой связующими нитями (35, 36; 39, 40) каждой пары привязаны соответствующие различные нижние MD нити (9-16).

7. Ткань по п.1, в которой верхние MD нити (1-8), верхние CMD нити (34, 38, 42) и связующие нити (35, 36; 39, 40) в целом образуют полотняный рисунок переплетения на верхней поверхности ткани (100).

8. Ткань по п.1, имеющая верхнюю поверхность, содержащую ячейку с плотностью нитей от около 22×32 до 32×55 (плотность основных нитей (1/см) × плотность уточных нитей (1/см)).

9. Использование ткани (100) по одному из предыдущих пунктов в бумагоделательной машине, в которой целлюлозная волокнистая масса и/или бумажное полотно, подлежащее формованию, наносится на верхнюю поверхность ткани.

10. Использование по п.9, при котором ткань используют в качестве формующей ткани в формующей части бумагоделательной машины.

11. Способ изготовления бумаги, включающий стадии:
(a) обеспечение ткани для изготовления бумаги по одному из пп.1-8;
(b) нанесение на верхней поверхности ткани водной суспензии целлюлозной волокнистой массы и/или бумажного материала, подлежащего формованию; и
(c) удаление воды из водной суспензии волокнистой массы и/или бумажного материала.