Бесконечное нетканое прессовое сукно

Данное изобретение относится к бегконечному нетканому сукну для пресса бумагоделательной глашины, применяемому для транспортировки листов или полотнищ бумаги при ее изготовлении.Предметом данного изобретения является создание бесконечного прессового сукна, предпочтительно изготавливаемого из нетканых материалов и состоящего из множества модулей из текстильных волокон, куда входят волоконные войлочные слои, нитевые структуры и их сочетания, взаимодействующие для получения прессового сукна более высокого качества,На фиг.1 изображено сукно для пресса бумагоделательной машины по данному изобретению, перспективный вид в разобранном состоянии одного из вариантов; на фиг,2 - перспективный вид в разобранном состоянии модификации сукна; на фиг,З - перспективный вид в разобранном состоянии еще одной модификации; на фиг,4 - перспективный вид в разобранном состоянии дальнейшней модификации сукна.На фиг,1 показан один из вариантов сукна для пресса бумагоделательной машины, обозначенный позицией 10; сукно 10 состоит из слоев, показанных в разобранном состоянии для большей наглядности. В соответствии с данным изобретением сукно 10 для пресса бумагоделательной машины представляет собой составную конструкцию, состоящую иэ множества модулей, куда входят волоконные войлочные модули и несущие нитевые сборочные модули с параллельными нитями, при этом по меньшей мере один из нитевых сборочных модулей размещается так, что его нити находятся непараллельно относительно нитей смежного нитевого сборочного модуля,На фиг.1 модульная верхняя нитевая сборка обозначена позицией 12 и состоит из ряда нитей, состоящих из множества параллельных нитей 14, это могут быть мононити, многокомпонентные нити или штапельные волокна, крученые или в оплетке, В модулях могут применяться различные нитевые структуры, они могут состоять иэ любых текстильных волокон, как природных, так и синтетических, в том числе из полиэфира, полиамида, полиолефина, например, полипропилена или полиэтилена, полимеров винилхлорида,полиакрилнитрила,шерсти или хлопка. Возможно применение различных сочетаний нитей для выполнения различных целей в готовом сукне, Так, один.из вариантов реализации может состоять из двух или трех крученых мононитей при коэффициенте закручивания 8-15 круток на дюйм для получения сравнительно жесткой, но поддающейся уплотнению твердой нити. на которую навита в продольном направлении более мягкая штапельная нить 16. Штапельная нить 16 способствует стабильности верхней 5 модульной нитевой сборки 12, а также способствует удержанию волоконного войлока, что будет описано далее.Предпочтительна полиамидная нить всилу ее высоких свойств, куда входит ее 10 суммарная жесткость, устойчивость к деформациям и устойчивость к химикатам, применяемым при производстве бумаги, Затем полиамидное волокно является идеальным материалом для нити благодаря свойствам к термической усадке и термостабилизации, имеющим большое значение для контроля готового продукта по размерам.Как будет показано далее, весовой но мер волокон (денье) и диаметр нитей в модуле будут варьироваться в зависимости от местонахождения модуля в сукне, В этой связи диаметр нити может быть в диапазоне от 0,001 дюйма до 0,300 дюйма(от 0,0254 до 25 7,62 мм); если нить имеет крученую конструкцию, то число круток на дюйм может быть в диапазоне от 0 до 40 в зависимости от веса нити и типа конструкции, то есть одиночной или крученой. Вес нити может ЗО быть в пределах от 50 гран на 100 ярдов до15000 гран на 100 ярдов. В данном изобретении предпочтительно применение жестких, несжимаемых, сильно скрученных нитей из-за их способности к сохранению З 5 обьема пустот в сукне, что необходимо дляпоглощения и переноса воды от листа бумаги, поскольку на лист от валков действует значительное усилие при прохождении через контактные валики пресса бумагодела тельной машины, Также предпочтительнакрученая конструкция, так как она способствует сохранности волоконного войлока при работе сукна.Как видно из фиг,1, входящие в составмодуля или нитевой сборки 12 параллельные нити 14 находятся на расстоянии друг от друга; они могут размещаться с плотностью от 6 до 150 концов на дюйм в зависимости от выполнения конкретного 50 прессового сукна, Если размер нитей варьируется от расположения нитевых модулей, то модульная сборка 12 может содержать тонкие нити при плотности 40-150 нитей на дюйм. В средней модульной нитевой сборке 55 18 могут содержаться нити среднего размера в количестве 20 - 72 нити на дюйм, а в нижней модульной нитевой сборке 24 могут содержаться грубые или тяжелые нити в количестве 6-24 нити на дюйм. Однако надо заметить, что во всех модульных нитевыхсборках сукна могут содержаться нити одинакового размера при одинаковой плотности. В предпочтительном варианте реализации изобретения в верхней нитевай сборке 12 содержатся нити с весом 120 гран на 100 . гран ярдов при плотности 36, в средней нитевой сборке нити с весом 360 гран на 100 ярдов при плотности 24 и в нижней сборке 24 содержатся нити с весом 1000 гран на 100 ярдов при плотности 12.Еще раз обратимся к фиг.1, откуда видно, что средняя или промежуточная модульная нитевая сборка 18 содержит ряд параллельных нитей 20 и штапельную нить 22, находящуюся на параллельных нитях 20. Как показано, ряд нитей 20 расположен по- перечно относительно направления нитей 14 в модульной нитевой сборке 12. Ряд нитей 14 может размещаться в направлении хода бумаги в машине, тогда как ряд нитей 20 будет размещаться поперечно машинному напряжению. Под модульной нитевой сборкой 18 находится модульная нитевая сборка 24, куда входят грубые нити 26 вместе со штапельными волокнами 28. Заметим, что нити 26 нижней модульной сборки 24 лежат в направлении, параллельном нитям 14 модульной сборки 12 и поперечном ряду нитей 20 модульной нитевой сборки 18. Расположение параллельного ряда нитей в модульных сборках 18 и 24 и их плотности саответствуютукаэаниям, приведенным выше.Как видно из фиг.1, в каждой из модульных нитевых сборок 12, 18 и 24 содержатся волоконные войлочные слои, которые могут изготавливаться на любом типовом кардачесальном оборудовании, известном специалистам в области обработки текстильных волокон. Волоконные войлочные слои обозначены 30, 32 и 34 соответственно и могут быть выполнены из тех же полимерных или натуральных волоконных материалов, что содержатся в вышеупомянутых нитях, Предпочтительным материалом для войлока является полиамид в силу его химических и физических свойств, о чем было сказано выше, Кроме того, полиамид обладает превосходными свойствами к истиранию, Волокна войлочных слоев или полотнищ могут быть в диапазоне от 15 до 60 денье. Длина волокон может быть в диапазоне от 2 до 6 дюймов, наиболее предпочтительна длина 3-4,5 дюйма (7,6-11,4 см). Обычно войлочное полотнище выполняют на типовой кардочесальной машине с транспортерами, дающими слои требуемого веса. Типовой вес модуля может быть в диапазоне от 1 до 60 унций на квадратный ярд, причем предпочтителен вес ат 5 до 20 унций на кв, ярд(141-566 г на 0,83 кв.м), Обычно волокна в войлоке размещаются в случайном порядке.однако при необходимости волокна могут размещаться ориентированным образом, например, параллельно, для этого применяется особое оборудование. Волоконные войлочные слои и нитевые ряды соединяются друг с другом и образуют модульные нитевые сборки 12, 18 и 24, Для соединения волоконных войлочных слоев и нитяных рядов могут применяться различные технологические приемы, Так, с этой целью можно использовать прошивку, склеивание либо нагретую расплавленную смолу в виде частиц, волокон или.листав, Специалистам очевидны и иные способы сочетания способов соединения войлока с нитями. В соответствии с данным изобретением наиболее предпочтительна прошивка, эта технология хорошо известна, она широко применяется при производстве сукон для бумагаделательных машин, поэтому более подробное описание прошивки не дается.Как видна из фиг.1 модульные нитевые сборки размещаются одна над другой, однако они могут находиться в самых различных относительных местоположениях. Возможны различные сочетания при любом числе модулей, не выходящие за пределы охвата формулы данного изобретения, а чем будет сказана далее при описании модифицированных форм изобретения, а также в соответствии с требуемым конечным применением сукна, Например, в модуле нитяной ряд может размещаться смежно с нитями соседнего людуля, либо войлочный компонент размещается смежно с другим войлочным компонентом.Конструкцию сукна 10 завершают, помещая сверху него войлочные модули 35, 36 и 37, тогда как снизу сукна может размещаться войлочный модуль 38, как показано на фиг.1. Войлочные модули 35, 36 и 37 и 38 могут сшиваться в сукно для соединения войлочных полотнищ с модульными нитевыми сборками, а также для достижения дополнительных свойств по гладкости и стабильности .Совершенно очевидно, что показанная на фиг.1 структура из модулей обеспечивает получение единой конструкции, в особенности в свете ее применения в качестве бесконечного прессового сукна, Так как сукно бесконечно, то достигается полная однородность, а благодаря предлагаемому размещению нитевых сборок, отсутствуют переплетенная нитей, присущие тканым изделиям, широко применяемым в типовых, сукнах, за счет чего исключается маркирование листового материала, транспортируе 1834929мого гиканью при производстве бумаги. Так как модульные нитевые сборки размещаются поперечно друг другу, то образуются пустоты, благодаря которым сукно легко воспринимает воду, удерживает ее в пустотах и быстро отдает снизу сукна. А зэ счет того, что в нитевых сборках применень. сильно скрученные нити, улучшается сцепление волокон войлочных слоев, при этом также улучшается сцепление по длине нитевых сборок, В результате достигается стабилизация по всей ширине сукна во время производства бумаги.Применять более тонкие нити и в верхней нитевой сборке 12 необходимо для получения очень гладкой поверхности, когда в верхнем слое сукна, обращенном к бумаге, нет точек переплетения нитей. Свойства нитей выдерживать уплотнение и сохранять пустоты под действием сильного давления в зоне контакта прессовых валов в основном является следствием сильной скрутки нитей и устойчивости к деформации под . действием прессовых нагрузок,Таким образом, прессовое сукно по данному изобретению образуется из нетканых слоев, где нет переплетений нитей, которые могут маркировать лист бумаги под действием давления в зоне контакта прессовых валков, Благодаря полной равномерности прессового сукна по данному изобретению в силу его особой моду,ьной конструкции более равномерным оказывается и давление, прикладываемое в зоне контакта прессовых валов, вследствие чего достигается большая равномерность в содержании влаги в бумажном листе, Г 1 ри более высоком качестве поверхности, обеспечиваемом тонкими нитями и войлочными полотнищами в верхней нитевой сборке 12, можно прикладывать большие давления, не опасаясь износа или нежелательного маркирования бумажного листа. Следовательно, в данном изобретении сочетается более высокая гладкость поверхности с устойчивостью к уплотнению в сравнении с ранее применявшимися бесконечными прессовыми сукнами.Благодаря применению модульныхструктур в сукне можно разместить более тонкие нити ближе к той поверхности, что обращена к листу бумаги, тогда как более грубые нити можно поместить со стороны валка или с внутренней поверхности сукна, не применяя дополнительные скрепляющие нити для вязания или простегивания, которые могут маркировать бумажный лист под действием давления. В данном изобретении предлагается нетканая структура, более стабильная в известной степени из-за боль 5 10 15 20 25 30 35 4 Г) 50 55 шей крутки нитей в промежуточной модульной нитевой сборке, расположенной над углом относительно нитей внешних модульных сборок, Применяя. нетканые слои материала с поперечными усилительными нитями, добиваются повышенной стабильности, при этом не происходит перекос нитей во время работы бумагоделательной машины. Следовательно, несмотря на применение нетканых структур, достигается исключительно стабильный результат.Для изготовления сукна из модулей описанным образом согласно данному изобретению не требуется больших капитальных затрат, так как нет необходимости в тяжелых и специально сконструированных ткацких станках для производства прессового сукна, а также в соответствующем намоточном оборудовании.На фиг,2 показана модифицированная форма прессового сукна 40, прессовое сукно 40 содержит верхнюю модульную нитевую сборку, в общем обозначенную позицию 42, промежуточную модульную нитевую сборку 44 и нижнюю модульную нитевую сборку 46, В состав верхней модульной сборки 42 входит нитяной ряд, состоящий из множества параллельных нитей 48, на которых размещается штапельное волокно 50 согласно вышеприведенному описанию, Нити 48 могут изготавливаться из материалов, описанных выше при рассмотрении сукна 10, штапельное волокно 50 также выполнястся из описанных выше материалов. На ряд из параллель -: ых нитей 48 опирается волоконное войлочное полотнище 52, где обычно волокна размещаются в случайной последовательности.Промежуточная нитевая сборка 44 образуется из ряда нитей 54, направление которых перпендикулярно направлению нитей 48 в нитевой сборке 42, Также заметим, что нити 54 могут размещаться под любым подходящим углом относительно нитей 48 в зависимости от требований, предьявляемых к конечному применению сукна, Угловое соотношение между нитями 48 и 54 определяет пустоты для приема, удержания и отжима воды из сукна 40, а также предупреждает уплотнение нитей при проходе сукна через зону высокого давления в бумагоделательной машине, На нити 54 опирается волоконное полотнище 56, его содержимое схоже с волоконными войлоками, описанными выше, Под нитевой сборкой 44 находится нитевая сборка 46, где размещаютсягрубые нити 58, на рисунке показано, что нити 58 идут в направлении, поперечном направлению нитей 54 промежуточного нитевого ряда 44. Грубые нити 58, 1834929 10как и штапельные нити 60, изготавливаются из материалов, описанных выше в связи с сукном 10,В сукне 40 между модульными нитееыми сборками 42 и 44 находятся промежуточный волоконный войлочный модуль 62. Волоконный войлочный модуль 62 может соединяться с модульными нитевыми сборками 42, 44 и 46 путем прошивки его на последующей операции. У верхнего края сукна 40 находятся модули 63, 64 и 65, а снизу сукна находится войлочный модуль 66. Модули 62, 63, 64, 65 и 66 при соединении с модульными нитевыми сборками 42, 44 и 46 образуют законченное прессовое сукно, состоящее из множества модульных слоев, опирающихся друг на друга и расположенных в заданной последовательности для получения стабильной конструкции. Изображенная на фиг,2 составная структура состоит из трех нитевых сборок, и по меньшей мере одна модульная нитевая сборка содержит нитяной ряд, нити которого размещены под углом к нитям соседних модульных нитевых сборок, при этом у всех нитевых сборок имеются внутренние слои, находящиеся между модулями 63, 64, 65 и бб образующими внешние слои. В изображенном на фиг.2 варианте реализации изобретения внутренний модуль 62 взаимодействует с модулями 63, 64, 65 и 66 для получения подушечного эффекта для нитевых сборок при проходе сукна по контактным валкам в прессоеой машине.На фиг.З показан другой вариант или модификации изобретения в виде прессового сукна, в общем обозначенного позицией 68. Модульные нитееые сборки 60, 72 и 74 выполнены таким же способом, что показан и описан дпя прессовых сукон 10 и 40, изображенных на фиг.1 и 2. На фиг.З промежуточный войлочный модуль 76 размещен между верхней модульной нитевой сборкой 70, где располагаются самые тонкие нити, и внешним волоконным войлочным модулем 78. Нижний войлочный модуль 80 взаимодействует с модулями 76 и 78, между ними находятся модульные нитевые сборки 70, 72 и 74, а верхние войлочные модули 76 и 78 обеспечивают дополнительный подушечный эффект, благодаря которому верхняя поверхность сукна 68 будет гладкой, предотвращая маркирование бумаги, транспортируемой сукном 68 и в ходе производства бумаи. При необходимости модуль 78 может содержать ориентированное волоконное полотнище, дополнительно гарантирующее гладкость поверхности сукна, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Еще один вариант прессового сукна по данному изобретению показан нэ фи,4, оно обозначено позицией 82, Прессоеое сукно 82 содержит верхнею модульную нитевую сборку 84, где находятся более тонкие нити, и нижнюю модульную нитевую сборку 86, где находятся более грубые нити ипи нити с большим весовым номером. В верхней нитевой сборке 84 далее содержится войлочный модуль 88, опирающийся на модульную нитевую сборку 84, а нижняя нитевая сборка 86 содержит волоконный войлок 90, опирающийся на ряды из грубых нитей, обозначенные позицией 92. Хотя применение тканых материалов согласно данному изобретению и нежелательно, однако не выходя из охвата формулы изобретения можно применять слой тканого материала, обозначенного как промежуточная модульная нитевая сборка 94 на фиг,4. Промежуточный модуль 94 содержит кити ткани 96 и 98, которую можно изготовить на любом подходящем существующем ткацком оборудовании, Поскольку в сукне 82 еще имеется верхний войлочный модуль 102 и нижний войлочныймодуль 104, то переплетения нитей, имеющихся в промежуточном ряду 94, будут поглощаться и не приведут к маркированию бумаги со стороны сукна. К подобной структуре можно добавить модули 102, 103 и 105 и дополнительно повысить гладкость сукна,Изобретение в рассмотренной здесь его форме и различных модификациях содержит модули из нитяных рядов и войлоков, размещаемых в различных последовательностях для получения прес- совой ткани, Благодаря применению в различных модулях несжимаемых нитей можно получить такое прессовое сукно, которое мало поддается деформации и в особенности в зоне больших нагрузок в прессе бумэгоделательной машины. То, что нити сохраняют исходную структуру, особенно важно для поддержания имеющегося объема пустот, а также для предупреждения вдавливания верхних модулей в промежутки между нитями большего диаметра низлежащего слбя под действием давления.Из приведенного выше описания изобретения следует, что одним из отличительных признаков изобретения является модульная структура прессового сукна, которая получается прослаиванием особых полотнищ войлока и нитевых сборок. Любую из модульных нитевых оборок, состоящую из войлока или полотнища и нитяного ряда, можно выполнить из тех материалов, которые обеспечат получение заданных физических свойств, которые каким-либо иным35 40 45 50 щимся слоям модульного сукна можно 55 путем нельзя достичь у сукна. Применение отдельных модульных нитевых сборок придает сукну исключительную стабильность вразмерах. которая требуется в бумагоделательном производстве, особенно если в сукне применяется нетканый материал. В этойсвязи войлочные волокна в нитевой сборке либо в модуле можно сориентировать в направлении, поперечном ходу бумаги в машине, то есть поперечно машинномунаправлению и параллельно параллельному ряду нитей в поперечном машинном направлении. за счет чего обеспечивается стабильность как со стороны ориентированных волокон, так и от нитяного ряда.Другое достоинство от применения модульной конструкции связано с тем, что сукно может подвергаться различнымхимическим или физическим обработкам, причем такая обработка проводится в границах отдельного войлочного модуля илимодульной нитевой сборки, не затрагивая другие сборки и не оказывая влияния надругие волоконные модули. В пределах одного и того жесукна можно проводить несколько различных обработок, подвергая имотдельные сборки до того, как они укладываются в готовое сукно. Примером химической обработки может служить такая, при которой нижние слои сукна содержат несжимаемое, жесткое покрытие из полимерной смолы, тогда как на центральном или верхнем слое имеется в качестве амортизирующего слоя сравнительно мягкое полимерное покрытие из уретана или резины, также придающее эластичность верхним слоям, Получается жесткое и одновременно эластичное сукно, которое на протяжении всего срока службы будет противостоять уплотнению. Благодаря применению войлоков в сборках их можно обрабать 1 вать и затем соединять с нитяным рядом, прошедшим иную обработку, В качестве примера физической обработки можно назвать каландирование, термостабилизацию или предварительное напряжение, При необходимости готовое сукно можно целиком подвергать совершенно иной обработке,Если одно достоинство модульной конструкции в том, что внутри имеющегося сукна в строго определенных местоположениях можно применять самые разные волоконные войлоки и самые разные нитевые оборки. Так к примеру к имеюдобавлять минеральные, металлические илиуглеродные нити или волокна, Такие материалы могут улучшить несжигаемость готового прессового сукна,10152025ЗО Другое достоинство от применения модульной конструкции заключается в том, что в строго оговоренном местоположении внутри прессового сукна можно применять требуемую полимерную смолу, Так, нитевую сборку можно обрабатывать по методам, описанным в известном изобретении, где предлагается фиксировать пряди из моно- нитей в сукне, В предлагаемом прессовом сукне некоторые модули могут соединяться горячим прессованием с полимерными прядями. Экструдируемую полимерную прядь также можно избирательно размещать внутри модуля. Сукну могут быть приданы особые свойства полимерной смолы, выбранные в зависимости от требуемых свойств сукна.Выше приведено описание нескольких конкретных реализаций структур по данному изобретению, однако квалифицированным специалистам очевидна возможность различных модификаций и изменений в составных частях, не выходящих за пределы принципов изобретения, ограничиваемых не описанными здесь конкретными формами, а лишь приложенными патентными притязаниями.Формула изобретения 1, Бесконечное нетканое прессовое сукно, содержащее множество нетканых нитевых сборок, расположенных одна на другой смежно и параллельно и имеющих волокнистый войлочный материал, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения качества, каждая нитевая сборка содержит слой из нитей, расположенных взаимно параллельно и перпендикулярно нитям смежного слоя, при этом по крайней мере один слой волокнистого войлочного материала расположен с опиранием на слой нитей в каждой нитевой сборке, и средство для соединения со смежными нитевыми сборками.2, Сукно по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, начиная с верхнего слоя, толщина нити в каждом последующем слое превышает толщину нити предыдущего смежного слоя,3. Сукно по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, начиная с верхнего слоя, линейная плотность волокна в войлочном материале каждой последующей нитевой сборки превышает линейную плотность волокна предыдущей смежной нитевой сборки,4. Сукно по пп 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый слой содержит нити иэ штапельного волокна.5. Сукно по пп,1 и 2, от л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый слой содержит нити иэ синтетической мононити.6. Сукно по и п.1,2,4 и 5, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в каждом слое используют сложные, скрученные или оплеточные нити.7. Сукно по пп.1,2,4-6, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый слой нитей выбирают из совокупности, состоящей из полиэфирных, полиамидных, полиолефиновых, поливинилхлоридных, полиакрилонитрильных, полиуретановых, хлопковых, вискозных и шерстяных нитей.8. Сукно по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что по меньшей мере один слой войлочного материала расположен между смежными нитевыми сборками для образования между ними подушки.9. Сукно по пп.1 и 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что по меньшей мере один из слоев войлочного материала выбирают из совокупности. состоящей из полиэфирного, полиамидного, полиолефинового, хлопкового, вискозного и шерстяного волокон.10. Сукно по пп,1,3 и 9, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что линейная плотность волокна в войлочном материале каждого слоя составляет 1,5-60,0 денье,11. Сукно цо пп.1,3 и 9, о т л и ч а в щ е е с я тем, что длина волокна в войлочном материале каждого слоя составляет 50,8- 152,4 мм. 5 12.Сукнопоп.1,отличающееся тем, что в каждом глое войлочный материал соединен с нитями посредством прошивки или адгезива со смолами,13. Сукно по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я 10 тем, что волокнистый войлочный материал по меньшей мере нескольких слоев выполнен прошивным.14. Сукно по п,1, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что по меньшей мере одна нитевая 15 сборка имеет тканый материал.15. Сукно поп 1,отличающееся тем, что по меньшей мере один слой войлочного материала составляет нижнюю нитевую сборку и имеет несжимаемое твердое 20 покрытие из смолы.16. Сукнопоп,1,отлича ющеес я тем, что по меньшей мере один слой волокнистого войлочного материала составляет верхнюю нитевую сбор ку и имеет амортизирующее полимерноепокрытие.