FI118856B - Paperikonekudos - Google Patents

Description

118856

Paperikonekudos

Keksinnön kohteena on paperikonekudos, joka käsittää vähintään kaksi erillistä kerrosta, jotka muodostuvat vähintään neljästä eri tavalla sitoutu-5 vasta loimilankajärjestelmästä ja vähintään kahdella eri tavalla sitoutuvasta kudelankajärjestelmästä, jonka kerrokset on sidottu yhteen sideloimijärjestelmän avulla, jolloin sideloimi on sovitettu täydentämään paperipuolen pintaa ja sovitettu sitoutumaan kulutuspuolen kerrokseen sitoutumalla vähintään yhden kulutuspuolen kudelangan ali.

10 Paperirainan muodostuminen alkaa viiraosalla, jossa suurin osa ve simäärästä poistetaan. Märkäviiralle levitettäessä massassa on noin 99 % vettä ja loput kuituja sekä mahdollisia täyte- ja lisäaineita. Paperin laatu määräytyy paljolti paperikoneen viiraosalla. Esimerkiksi paperin neliömassan pienimittakaavainen vaihtelu eli formaatio, hieno- ja täyteainejakauma sekä kuituorien-15 taatio määräytyvät pääasiassa viiraosalla. Tuottavuusvaatimusten kasvaessa paperikoneiden nopeudet ovat kasvaneet merkittävästi viime vuosina. Maksimi suunnittelunopeudet ovat nykyään selvästi yli 2000 m/min, kun kymmenen vuotta aiemmin ne olivat tasolla noin 1700 m/min. Nopeuden kasvaessa vesimäärät kasvavat ja vettä täytyy poistaa lyhyellä matkalla enemmän kuin en-20 nen. Uusimmissa formerirakenteissa vedenpoistoa tehostetaan listakengän ja kuormituslistojen avulla. Tämä asettaa uusia ja entistä suurempia vaatimuksia myös paperikonekudoksille. Vedenpoiston pitää jakaantua kudoksessa mahdollisimman tasaisesti, jotta viiramarkkeeraukset voitaisiin minimoida. Mark-keeraus onkin noussut kudoksen rakenteen valinnassa yhdeksi tärkeimmistä • ·· )·,·. 25 kriteereistä, koska markkeerauksella on suuri vaikutus paperin painatusomi- • 1 *. ! naisuuksiin. Markkeeraukset voidaan jakaa kahteen tyyppiin: topografia- ja ve- ;*V denpoistomarkkeeraukseen. Topografiamarkkeerauksessa kudoksen paperi- • « 9 |-:t: puolen pinta jäljentyy märkään rainaan. Vedenpoistomarkkeerauksessa hieno- : aineet ja paperikuidut jakaantuvat epätasaisesti xy-suunnassa paperirakentee- »1· 30 seen, mistä aiheutuu epätasainen formaatio. Vedenpoistomarkkeeraus on riippuvainen kudosrakenteen vedenpoistokanavista. Mikäli kudokseen muodostuu sidosrakenteesta säännöllisesti toistuvia poikkeavan kokoisia aukkoja, esimer- .***. kiksi diagonaaliviivoja, tulee tämä kuvio näkymään myös kudoksella muodos- * 1 · ,· . tettavassa paperissa. Siksi on tärkeää, että kudoksen paperipuolenpinnassa 9 9 1 *· 1| 35 aukot ovat keskenään samankokoiset ja yhtä tärkeää on myös, että kulutus- puolen vedenpoistoaukot ovat keskenään samankokoisia.

• · • · · • 99 • · · 2 118856

Alalla tunnetaan yleisesti kaksikerroksisia paperikonekudosrakentei-ta eli kaksikerrosviiroja. Näissä rakenteissa on yksi loimijärjestelmä ja kaksi kudejärjestelmää. Kaksikerroksisen paperikonekudoksen tekniikkaa on kuvattu esimerkiksi US-patenttijulkaisussa 4 041 989. Yksiloimijärjestelmän vuoksi 5 nämä viirat ovat ohuita, mutta samalla herkkiä katkeamisille. Kun paperikoneen vedenpoistoelementit kuluttavat kudosta kulutuspuolelta, kuluvat myös kaikki loimisuuntaiset langat ja tämän seurauksena kudoksen katkeamisriski kasvaa. Lisäksi lankojen kuluminen tekee kudoksesta epästabiilin, mikä vaikuttaa paperin profiileihin huonontavasti.

10 Perinteisissä kolmikerroksisissa paperikonekudoksissa on kaksi eril listä kerrosta, paperipuolen kerros ja kulutuspuolen kerros ja kerrokset yhdistetään pääsääntöisesti sidekuteen avulla. Sidekuteella sitominen tapahtuu yleensä neljän ylä- ja alalankaparin välein. Sitominen tapahtuu paperipuolella yhden yläloimen yli ja kulutuspuolella yhden alaloimen ali. Sidekude ei osallistu 15 paperipuolen pinnan muodostamiseen vaan ainoastaan kerrosten sitomiseen. Sidekuteesta tulee rakenteeseen sitomiskohdalle ylimääräinen lankajuoksu. Tältä kohdalta kudos on tiiviimpi ja paperirainasta poistuva vesi ei pääse tasaisesti viiran läpi ja näin aiheutuu markkeerausta. Kolmikerrosrakenne on esitetty GB-patenttijulkaisussa 2 022 638.

20 Alalla tunnetaan myös paperikonekudoksia, joissa paperipuolen ker roksen ja kulutuspuolen kerroksen yhteen sitovat sidelangat osallistuvat myös paperipuolen kerroksen muodostamiseen. Tällaisia rakenteita kutsutaan SSB-rakenteiksi. SSB tulee sanoista sheet support binding. SSB-rakenteiden tek-nilkkaa on kuvattu esimerkiksi US-patenttijulkaisuissa 4 501 303, jossa on esi- 25 tetty myös loimella sidottu rakenne, 5 967 195 ja 5 826 627. SSB- ja kolmiker- • t | rosrakenteissa saavutetaan kahden loimijärjestelmän vuoksi suurempi kulutus- ;·γ kestävyys ja parempi stabiliteetti kaksikerrosrakenteisiin verrattuna.

• * · |·γ SSB-rakenteissa sidelankojen risteyskohdan molemmilla puolilla : oleva yläkude painaa risteyskohdan yläloimilankoja alaspäin ja samanaikaises- • * · 30 ti sidelankaparin molemmat langat laskeutuvat kudoksen sisään eivätkä tue yläloimilankoja alapuolelta. Tästä syystä risteyskohdat jäävät viiran pintaa alemmalle tasolle, mikä saattaa aiheuttaa markkeerausta. Tämä on esitetty .***· esimerkiksi US-patenttijulkaisussa 5 967 195.

• « · . Sekä SSB- että kolmikerrosrakenteissa esiintyy sisäpuolista kulu- « 9 · *· *j 35 maa. Sisäpuolista kulumaa syntyy, kun paperipuolen ja kulutuspuolen kerrok- ' * set eivät ole riittävän tiukasti yhdistetty toisiinsa, jolloin kerrokset hankautuvat • · 9·· * · · • · * * * \ 3 118856 toisiaan vasten. SSB-rakenteissa sisäpuolista kulumaa esiintyy varsinkin side-lankojen risteämiskohdassa. Paperi- ja kulutuspuolen keskinäinen liike aiheuttaa sidelankojen risteyskohdan ylä- ja alapuolella oleviin kude- tai loimilankoi-hin kulumista. Kulumisen myötä kerrosten välinen päällekkäisyys muuttuu loi-5 misuunnassa ja paperikonekudoksen läpäisykyky heikkenee huomattavasti.

Kuluma voi olla erilaista eri kohdissa, joten päällekkäisyys voi vaihdella kone-leveydellä, josta aiheutuu paperiin profiiliongelmia.

Paperikonekudoksen reunakäyryys on ongelma paperikoneella. Reunakäyryyden aiheuttaa kireys- ja rakenne-erot paperi- ja kulutuspuolen vä-10 Iillä. Kireämmällä kudottu tai huomattavasti toista tiheämpi kerros pyrkii käyris-tämään kudosta itseään kohti. Rakenteissa, joissa on esimerkiksi kaksiniitinen paperipuoli ja viisiniitinen kulutuspuoli, paperipuoli pyrkii nostattamaan reunoja ylöspäin. Reunojen noustessa ylös, reunoilla oleva imualue pääsee varastamaan ilmaa, jolloin paperirata ei pääse kuivumaan, jolloin rata kulkee liian 15 märkänä puristinosalle, mikä lisää katkoja paperikoneella. Pahimmassa tapauksessa reunat voivat nousta niin korkealle, että massa ei radan reunaosalla pääse jakautumaan tasaisesti ja näille alueille muodostuu profiilivikoja. Reunojen nouseminen haittaa myös reunaleikkausta.

Nopeuden noston myötä myös kudoskireydet kasvavat. Kireyksien 20 kasvaminen asettaa uusia haasteita kudokselle. Eräs kudosten tärkeimmistä vaatimuksista on stabiliteetti. Kudoksen stabiliteetilla tarkoitetaan kudoksen mittapysyvyyttä. Esimerkkinä huonosta stabiliteetista on kudoksen suuri ka- :*·.. penema kudosta kiristettäessä tai kudoksen ajautuminen vinoon, mikäli pape- ·"·*: rikoneen telat eivät ole täysin suorassa. Nykyisissä SSB-rakenteissa sidelan- • · : .·. 25 gan kulutuspuolen sitoutumispistettä ei ole lukittu, jolloin sidelanka pääsee liik- ·**·’. kumaan sidotun langan kanssa ja stabiliteetti jää alhaiselle tasolle. Kudoksen • · · |*V kulumisen myötä stabiliteetti heikkenee.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan paperikonekudos, jonka • · ***** avulla aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat pystytään eliminoimaan. Tähän 30 on päästy keksinnön mukaisen paperikonekudoksen avulla. Keksinnön mukai- • · : *·* nen paperikonekudos käsittää vähintään neljä loimilankajärjestelmää ja vähin- tään kaksi kudelankajärjestelmää. Kudesuuntaiset lankajärjestelmät on sidottu .·’ : toisiinsa sideloimien tai sideloimiparien avulla. Keksintö on tunnettu siitä, että • ♦· yhden loimilankajärjestelmän loimilangat, kulkuriloimet on sovitettu täydentä-35 mään sideloimien muodostaman loimipolun katkeamattomaksi kulutuspuolella V*i niissä kohdissa, joissa sideloimet muodostavat paperipuolen rakennetta.

m • · r 4 118856

Erään keksinnön mukaisen rakenteen etuna on tasavaltaisuus. Tasavaltaisin rakenne muodostuu silloin kun sekä paperi- että kulutuspuoli ovat kaksiniitisiä. Kun sekä paperi- että varsinkin kulutuspuoli muodostetaan kak-siniitisenä, häiritseviä diagonaaliviivoja ei pääse muodostumaan. Kulutuspuo-5 Ien loimipolkua muodostaa sidelankojen lisäksi kulkuriloimi, joka täydentää loimipolun kaksiniitiseksi. Kulutuspuolesta tulee sileä ja tasainen. Paperipuolen tasaisuus saavutetaan, kun kulkuriloimi nostattaa sidelankojen risteämiskohtaa paperipuolella, jolloin risteämiskohdan päällä oleva lanka jää samalle tasolle muun kudoksen kanssa.

10 Keksinnön mukaisessa rakenteessa kulkuriloimi toimii rakennetta stabiloivana tekijänä. Kulkuriloimi lukitsee kulutuspuolella sideloimen sitomis-pisteen niin, etteivät sideloimi ja sitoutuva kudelanka pääse liikkumaan. Liikkuminen estyy sekä pituus- että poikkisuunnassa. Kulkuriloimen ansiosta kulu-tuspuolen sidospisteiden lukumäärä muodostuu suureksi, jolloin paperi-15 konekudoksen kulutuspuolen ja paperikoneen vedenpoistokaluston välinen paine, joka kuluttaa kudosta, jakaantuu tasaisesti koko kudoksen alueelle. Tästä johtuen yksittäisen vedenpoistoelementtejä koskettavan pisteen paine on alhaisempi kuin perinteisissä rakenteissa, jolloin paperikonekudoksen kuluminen hidastuu. Kulutuspuolen kaksi erillistä lankajäijestelmää varmistaa lisäksi 20 sen, ettei kudos pääse katkeamaan ajon aikana ja parantaa kudoksen stabiliteettia. Neljäloimijärjestelmä ja korkea sidospisteiden määrä tekevät paperi-konekudoksesta ryhdikkään ja antavat sille hyvän diagonaalistabiliteetin.

Eräässä keksinnön mukaisessa rakenteessa sisäpuolinen kuluma :*·*: on eliminoitu kulkuriloimen ja tiheän sidonnan avulla. Kulkuriloimi lukitsee side- • · : .*. 25 lankojen risteyskohdan niin, etteivät sideloimet pääse liikkumaan kudoksen ku- lutuspuolella, ja risteyskohdassa oleva paperipuolenlanka ei pääse painumaan • · · "V alas ja näin ollen hankautumaan sidelankoja vasten.

::i.: Neljäloimijärjestelmällä voidaan vaikuttaa siihen miten eri kerroksis- • « *···* sa olevat kudelangat asettuvat toisiinsa nähden. Kireyseroja säätelemällä saa- 30 daan kuteiden päällekkäisyys halutulle tasolle. Päällekkäisyyden astetta kuvaa • · • *·· termi stacking. Kun kudelangat ovat lomittain, stacking on 0-70, vesi joutuu ja- kaantumaan, jolloin alkuvedenpoisto ei ole raju. Tällainen tiivis rakenne sopii .·*, : esimerkiksi Hybridiformereille alaviiraksi. Hybridiformerissa on ensin vettä

• M

alaspäin poistava tasoviiraosa ja sen jälkeen yläviirayksikkö, jonka alueella , 35 massaraina kulkee kahden viiran välissä ja vesi poistuu pääasiassa ylöspäin.

• * *·.'·♦ Jotta vettä saataisiin yläviiralla poistettua, rainassa pitää olla tietty määrä vettä • · 5 1 1 8856 yläviiraosalle tultaessa. Kun langat ovat päällekkäin, eli stacking on 70-100, alkuvedenpoisto on raju. Tällainen märkäviira on sopiva kitaformereille, jotta kudos ei mene tukkoon. Kitaformerissa vedenpoisto massarainasta tapahtuu lyhyellä matkalla molempien viirojen läpi. Tällöin veden tulee poistua tehok-5 kaasti jo heti alusta lähtien. Alkuvedenpoistoon voidaan vaikuttaa kudelanko-jen päällekkäisyyden eli stackingin avulla. Tämän ominaisuuden avulla paperi-rainalle saadaan sama paperikuiduntuki, mutta vedenpoistonopeutta voidaan säädellä.

Eräs keksinnön mukainen rakenne muodostuu ohueksi, koska siinä 10 voidaan käyttää ohuita lankoja sekä loimi- että kudesuunnassa ja kulutuspuo-len loimilankajuoksut muodostuvat lyhyiksi kaksiniitistä rakennetta käytettäessä. Paperikoneella saattaa esiintyä roiskimista kohdassa, jossa yläviira kääntyy paluukiertoon. Pahimmassa tapauksessa roiskeet aiheuttavat paperirainan laadun heikkenemistä. Ohuen rakenteen hyötynä on pieni vesitila, joka paperi-15 koneella tarkoittaa viiran vähäistä vedenkuljetusta ja vähäisempää roiskimista. Ohuesta rakenteesta on myös hyötyä paperirainan reunaleikkauksessa. Reu-napillisuihkun on helpompi työntää kuidut ohuen kudoksen läpi, jolloin reuna-leikkaus onnistuu varmemmin ja katkot vähenevät. Kuiva-aine on riippuvainen myös viiran paksuudesta - ohuemmalla viiralla on saavutettu parempi kuiva-20 ainetaso.

Keksinnön mukainen rakenne on konesuunnassa notkea, mikä edesauttaa uusimmissa formerirakenteissa olevien kuormituslistojen tehokasta toimintaa, jolloin vedenpoisto tehostuu ja paperin formaatio paranee.

·*·'· Keksinnön mukaisessa rakenteessa paperipuolen kontaktipisteiden * * : 25 lukumäärä muodostuu suureksi. Tällaisella rakenteella saavutetaan paperi- • · · ·* V kuidulle hyvä kuiduntuki. Näin paperin retentio paranee ja markkeeraus vähe- • · * ··· · • i ΠΘΘ* • · ·

Keksinnön mukaisessa rakenteessa käytetään samaa tai lähes sa- • · *···* maa niitisyyttä sekä paperi- että kulutuspuoleila, jolloin paperikonekudosta pa- 30 penkoneella kiristettäessä kerrokset käyttäytyvät identtisesti, jolloin reuna- • * • *·· käyryyttä ei ilmene.

Eräässä toisessa keksinnön mukaisessa rakenteessa on kulutus- • · · X : puoli kolmeniitinen. Kolmeniitisessä rakenteessa on pidemmät kudelenkit kulu- • ·* X I tuspuolella kaksikerroksiseen rakenteeseen verrattuna, jolloin saavutetaan li- 35 sää kulumiskestävyyttä. Kolmeniitinen kulutuspuoli on niitisyydeltään kuitenkin :]*·· lähellä paperipuolen kaksiniitistä rakennetta, joten reunakäyryyttä ei ilmene.

m • · f**"··· ' 6 118856

Eräässä kolmannessa keksinnön mukaisessa rakenteessa paperi-ja kulutuspuoli ovat kaksiniitisiä, mutta yläkuteita on kaksinkertainen määrä alakuteisiin nähden, eli kudesuhde on 2:1. Tällaisella rakenteella pinnasta saadaan tiivis. Tiivispintainen rakenne antaa kuidulle hyvän tuen ja näin ollen 5 mahdollistaa hyvän ja korkean retention. Retentiolla tarkoitetaan viiralle jääneen paperikuitu- ja täyteainemäärän suhdetta syötettyyn ainemäärään nähden prosentteina. Esimerkiksi jos kaikki paperikuidut ja täyteaineet jäävät pa-perikonekudoksen päälle, on retentio 100 % ja jos puolet paperikuiduista ja täyteaineista jäävät paperikonekudoksen päälle, on retentio 50 %.

10 Eräässä keksinnön mukaisessa rakenteessa käytetään samanlaista sidelankaratkaisua kuin on käytetty US-patenttijulkaisussa 6 354 335. Julkaisun rakenteessa on vaihtajaloimi, jonka molemmille puolilla on sideloimi ja vaihtajaloimi on sovitettu paperipuolella täydentämään edellä mainittujen kahden sideloimen muodostamia kahta loimipolkua niissä kohdissa, joissa edellä 15 mainitut kaksi sideloimea sitoutuvat kulutuspuolelle. Eräässä tällaisessa kek-sinnönmukaisessa rakenteessa loimijärjestelmiä on viisi: ylä-, ala-, side-, kulkuri- ja vaihtajaloimijärjestelmä.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkemmin oheisessa piirustuksessa kuvattujen sovellutusesimerkkien avulla jolloin 20 kuvio 1 esittää keksinnön mukaista paperikonekudosta paperipuolel- ta katsottuna, kuvio 2 esittää keksinnön mukaista paperikonekudoksen kulutus-puolta yläpuolelta katsottuna, $v; kuviot 3A-3E esittävät keksinnön mukaista paperikonekudosta • · : .·. 25 poikkileikkauskuvantoina, ·* V kuvio 4A - 4E esittää toista keksinnön mukaista paperikonekudosta • · · "V poikkileikkauskuvantoina, ::i.: kuvio 5A - 5E esittää kolmatta keksinnön mukaista paperikoneku- • · *··** doksen poikkileikkauskuvantoina, 30 Keksinnön mukainen kulkuriloimen käsittävä neljäloimijärjestelmäi- ·· : *·· nen paperikonekudos on esitetty kuvioissa 1-3. Kuviossa 1 on kuvattu paperi- konekudoksen paperipuoli. Kuviosta 2 on nähtävissä paperikonekudoksen ku- : lutuspuoli yläpuolelta katsottuna, toisin sanoen paperikonekudoksesta on pa- • · · .["I peripuolenlangat poistettu. Kuvioissa 3A-3E on esitetty paperikonekudoksen 35 neljä erilaista loimipolkua. Kuviosta 1 on nähtävissä, että paperipuolen kerros • · muodostuu yläloimista, jotka sitoutuvat yläkuteisiin. Yläloimet on merkitty viite- t · 7 118856 numerolla 1 ja yläkuteet viitenumerolla 3. Paperipuoli edelleen sisältää side-loimipareja, jotka sitoutuvat yläkuteisiin muodostaen katkeamattoman loimipo-lun paperipuolelle. Sideloimet on merkitty viitenumerolla 2a ja 2b.

Kuviosta 1 on nähtävissä, että yläloimet 1 ja sideloimiparit 2a, 2b si-5 toutuvat yläkuteisiin kaksiniitisenä palttinana, eli paperipuolella jokainen yläku-delanka vuorotellen ylittää yhden ja alittaa seuraavan loimilangan.

Kuviossa 2 on kuvattu paperikonekudoksen kulutuspuoli. Kulutus-puolen mallikerta muodostuu kolmesta alaloimesta, jotka ovat sitoutuneet ala-kuteisiin. Alaloimet on merkitty viitenumerolla 4 ja alakuteet viitenumerolla 6. 10 Kulutuspuoli edelleen sisältää sideloimipareja 2a, 2b, jotka yhdessä kulkuriloi-men kanssa muodostavat kulutuspuolelle katkeamattomia loimipolkuja. Kulku-riloimi on merkitty viitenumerolla 5. Kuviossa 2 loimi- ja sidelankojen välejä on kasvatettu, jotta lankojen kulku olisi paremmin nähtävissä. Todellisuudessa sideloimet 2a, 2b ja kulkuriloimi 5 ovat päällekkäin tai lähes päällekkäin, jolloin 15 kulutuspuolelle muodostuu tasakokoisia vedenpoistoaukkoja. Tällöin saavutetaan tasainen vedenpoisto ja ei synny epätoivottua vedenpoistomarkkeeraus-ta.

Kuviosta 2 on nähtävissä, että alaloimet 4 ja sideloimiparin 2a, 2b ja kulkuriloimen 5 muodostama loimipolku muodostavat alakuteiden kanssa kulu-20 tuspuolelle kaksiniitistä palttinaa, eli jokainen alakudelanka vuorotellen ensin ylittää ja sitten alittaa seuraavan kulutuspuolen loimilangan. Koska sekä paperi- että kulutuspuoli ovat kaksiniitisiä, kudoksessa ei ole sisäisiä jännityksiä, jo-ten rakenteessa ei ole reunakäyryyttä. Kuviosta 2 on nähtävissä, että kohdas- :*·*: sa jossa sideloimi 2a, 2b käy sitomassa kudelangan 6 kulutuspuolella, lukitsee • · : 25 kulkuriloimi 5 sidospisteen siten, etteivät sideloimi 2a, 2b ja sitoutuva kudelan- : ka 6 pääse liikkumaan pituus- tai poikkisuunnassa. Sidospiste on merkattu vii- • · · *.**.* tenumerolla 7.

* · · *"/ Kuvioissa 3A-3E on kuvattu paperikonekudoksen kaikkien neljällä ***** eri tavalla sitoutuvien loimilankojen kulku. Kuviossa 3A on esitetty yläloimilanka 30 1. Yläloimilanka 1 sitoutuu vain yläkuteisiin 3. Kuviossa 3B on esitetty alaloimi- : *·* lanka 4, joka sijaitsee paperikonekudoksessa yläloimen 1 alapuolella. Alaloimi- ·...·* lanka 4 sitoutuu vain alakuteisiin 6. Kuvioissa 3C ja 3E on esitetty sideloimien .·! : 2a, 2b kulku. Sideloimet 2a, 2b muodostavat paperipuolella sitoutuessaan ylä- loimien tapaan kaksiniitistä palttinaa. Sideloimi käy sitomassa kulutuspuolella . 35 vähintään yhden alakudelangan 6. Kuvioissa 3C ja 3E on risteyskohdat merkit- • · ·,**: ty viitenumerolla 8. Kuviosta 3D on nähtävissä kulkuriloimen 5 kulku. Kulkuri- t • · 118856 θ loimi 5 sitoutuu alaloimen 4 tapaan vain alakuteisiin 6. Niillä kohdilla, joissa si-deloimi 2a, 2b käy sitomassa paperi- ja kulutuspuolen kerrokset yhteen, kulku-riloimi 5 kulkee paperipuolen ja kulutuspuolen välissä. Kuvioista 3C-3E on nähtävissä kuinka kulkuriloimi 5 muodostaa polvekkeen paperipuolen ja kulutus-5 puolen välissä ja nostattaa sideloimlen 2a, 2b risteämiskohtaa 8, jolloin yläku-de ei pääse painumaan vierekkäisiä yläkuteita alemmaksi ja paperipuolesta näin ollen tulee tasainen. Kulkuriloimen polveke, joka nostattaa yläkudetta, on merkitty viitenumerolla 9.

Oheisessa taulukossa on vertailtu keksinnön mukaista edullista ra-10 kennetta, erästä kaksikerrosviirarakennetta ja erästä 1:1 SSB-rakennetta. SSB-rakenteiden myötä viirojen valinnassa paperikoneelle ei kiinnitetä huomiota vain läpäisyyn, vaan tärkeänä tekijänä on myös paperipuolen avoin pinta-ala. Avoinpinta-ala kertoo paperipuolen aukkojen prosentuaalisen osuuden paperipuolen kokonaispinta-alasta. Avointa pinta-alaa ei voida määrittää kaksi-15 kerrosrakenteille. Vertailtava SSB-viira on valittu niin, että siinä on sama avoinpinta-ala ja vertailu kaksikerrosviira on ajettu samalla kohteella kuin vertailu SSB-viira.

·· * * • ·· t M · 9 9 · • · • · • · • · · • · · ·Φ· * • · • t « • · · ·«· · • · • · · ♦ · · • · · · «·· • · 9 9 99 9 99 9 9 9 99 9 99 9 9 9 9 9 999 9 9 * • · · • · · • · * • · * • · • * · • ♦* • · ® · 9 118856 OMINAISUUS Eräs keksin- Perinteinen 1:1 SSB- nön mukainen kaksikerrosviira rakenne __rakenne___ MD LANGAT: 0/tiheys____

Yläloimi (mm/l/cm) 0,13/16__0,15/73__0,12/34

Sideloimi (mm/l/cm)__0,13 /16__-__:_

Kulkuriloimi (mm/l/cm)__0,13/16__-__:_

Alaloimi_(mm/l/cm)__0,13 /16__:__0,18 / 34 CMD LANGAT: 0 / tiheys____

Yläkude (mm/l/cm) 0,11/38__0,15/30__0,12/22

Sidekude (mm/l/cm)_:__:__0,12/11

Alakude (mm/l/cm) 0,18/38__0,18/30__0,19/33 MD lankatiheys (l/cm)__62__73__69_ CMD lankatiheys (l/cm)__75__61__66_ T-luku__138__134__135 S-luku__69__:__68 SP-luku__1173__555__1139

Avoinpinta-ala (%)__35__:__35_ Läpäisy (m3/m2h)__4500__4700__5400

Kulumisvara (mm)__0,13__0,15__0,18

Paksuus (mm)__0,57__0,56__0,67 lv* Vesitila (ml/m2)__334__285__372 i Stabiliteetti 60N (%)__1,88__3^2__2,28 • · · "V Paperipuolen sidos__palttina__8-niitinen__palttina j'Y Kulutuspuolen sidos__palttina _ 5-niitinen ! · ! ··· · *·· *···* Paperikoneella paperikuidut orientoituvat konesuunnassa. Tällöin on tärkeää, että kudosrakenteessa paperipuolelle saadaan poikittaisia kude- • *·· 5 lankoja riittävästi, koska ne tukevat paremmin loimisuuntaan orientoituneita kuituja. Samalla on huolehdittava, että paperipuolen avoinpinta-ala pysyy riittä- ; vän suurena turvaamaan vedenpoistokapasiteetin. Keksinnön mukaisessa ra- • ·· ’ t kenteessa avoinpinta-ala on sama kuin vertailtavassa SSB-rakenteessa ja pa peripuolen kudelankojen lukumäärä on 16 % suurempi. Keksinnön mukaisella */*.· 10 rakenteella saavutetaan parempi kuiduntuki (SP-luku) kuin vertailtavilla viirara- • · 10 118856 kenteilla. Hyvä kuiduntuki on oleellinen tekijä markkeeraamattoman paperin aikaansaamiseksi. Keksinnön mukainen rakenne on yhtä ohut kuin kaksikerros-viirarakenne. Ohuilla kudoksilla on perinteisesti saavutettu paras kuiva-aine. Vaikka keksinnön mukainen rakenne on ohut, on sen stabiliteetti nykyisin käy-5 tössä oleviin rakenteisiin verrattuna selvästi parempi. Eräs tapa mitata kudoksen ryhdikkyyttä on mitata sen stabiliteettia. Stabiliteetti kertoo, paljonko pituus- ja poikkisuuntaisten lankojen välinen siirtymä on tietyn kuormituksen alaisena. Mitä alhaisempi siirtymä, sitä ryhdikkäämpi kudos on. Keksinnön mukaisen rakenteen stabiliteetti on vertailussa alhaisin eli se on ryhdikkäin, mikä 10 edesauttaa tasaisten paperiprofiilien aikaansaamista. Lisäksi ryhdikäs paperi-konekudos kulkee paperikoneella suorassa eikä synny ohjausvaikeuksia.

Kuvioissa 4A-4E on kuvattu toinen keksinnön mukainen paperi-konekudos loimisuuntaisina poikkileikkauskuvantoina. Kuvioissa 4A-4E on käytetty vastaavissa kohdissa samoja viitenumerolta kuin kuvioissa 1-3. Tässä so-15 vellutuksessa paperipuoli muodostetaan kaksiniitisenä ja kulutuspuoli muodostetaan kolmeniitisenä. Paperi-ja kulutuspuolen niitisyys on edelleen niin lähellä toisiaan, että sisäiset jännitykset ovat hallittavissa, eikä haitallista reuna-käyryyttä pääse muodostumaan. Oleellista tässäkin rakenteessa on, että kul-kuriloimi tukee sideloimien risteämiskohtaa. Kolmeniitisessä rakenteessa on 20 pidemmät kudelenkit kulutuspuolella kaksikerroksiseen rakenteeseen verrattuna, jolloin saavutetaan lisää kulumiskestävyyttä.

Kuvioissa 5A-5E on esitetty keksinnön mukaisen paperikonekudok- sen kolmas sovellutusesimerkki. Kuvioissa 5A-5E on vastaavissa kohdissa käytetty samoja viitenumerolta kuin edellisten kuvioiden esimerkeissä. Paperi- ; 25 konekudos on 2:1 rakenne. Tämän rakenteen pinta on tiivis, jolloin rakenne an- • · · |1 V taa kuidulle hyvän tuen ja näin ollen mahdollistaa hyvän ja korkean retention.

• · · ΓΥ Edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä ei ole mitenkään tarkoitettu “Y rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella täysin vapaasti pa- •' · *···1 tenttivaatimusten puitteissa. Näin ollen on selvää, että keksinnön mukaisen 30 paperikonekudoksen tai sen yksityiskohtien ei välttämättä tarvitse olla juuri sei- ·· : ’·· laisia kuin kuvioissa on esitetty, vaan muunlaisetkin ratkaisut ovat mahdollisia.

Erilliset kerrokset voidaan muodostaa hyvin vapaasti, ts. niin, että lankajäijes- X · telmien lukumäärä voi vaihdella, olennaista on, että loimijärjestelmiä on vähin- • ·· tään neljä ja yksi niistä on kulkuriloimijärjestelmä. Vastaavasti kudejärjestelmi-35 en määrä voi vaihdella, olennaista on, että kudejärjestelmiä on vähintään kak- • · ;.1·· si, ylä- ja alakudejärjestelmä jne. Keksinnön mukaisessa rakenteessa loi- · 11 118856 misidonnan kanssa samanaikaisesti voidaan käyttää myös sidekudejärjestel-mää. Edellä kuvattu keksinnön mukainen rakenne on kolmikerroksinen, mutta muutkin monikerrosrakenteet ovat keksinnön puitteissa mahdollisia. Paperi-puolen pinnassa voidaan palttinasidoksen sijasta käyttää muitakin sidoksia ku-5 ten esimeriksi satiini- tai toimikassidoksia. Alakuteiden ja sidelankojen sidokset voivat myös vaihdella vapaasti keksinnön perusajatuksen puitteissa. Edelleen on huomattava, että keksinnön perusajatuksen mukaisesti on mahdollista muodostaa rakenteita, joissa yläloimea ei ole ollenkaan, ts. muodostetaan rakenne, jossa paperipuolella on ainoastaan side- ja vaihtajaloimia. Toisaalta on myös 10 täysin mahdollista muodostaa rakenteita, joissa yläloimien määrä on suurempi kuin sideloimiparien määrä. Toisin sanoen yläloimien määrä voi vaihdella ollen esimerkiksi 0, 1, 2, 3 jne. Alaloimien määrä voi olla erisuuri kuin yläloimien ja sideloimiparien määrä yhteensä. Sideloimiparissa olevien sideloimien ei tarvitse sitoutua toistensa kanssa samalla tavalla, ts. sideloimiparin sideloimilla voi 15 olla keskenään samanlainen loimenkulku, mutta ko. sovellutus ei ole ainoa mahdollinen ratkaisu, vaan sideloimiparin sideloimilla voi olla myös keskenään erilainen loimenkulku. Ylä- / alakudesuhde voi olla 1:1 tai 2:1, kuten edellä kuvatuissa ratkaisuissa on, mutta kudesuhde voi olla myös 3:2, 4:3 jne. Kaikissa edellä kuvatuissa ratkaisuissa ylä- ja alaloimien lukumäärä on sama, eli loi-20 misuhde on 1:1, mutta loimien lukumäärä eri kerroksissa voi vaihdella, eli loi-misuhde voi olla myös 1:2, 2:1 jne. Keksinnön mukainen ratkaisu toimii parhaiten kun sekä paperi- että kulutuspuoli ovat kaksi- tai kolmeniitisiä, mutta hy-vään tulokseen päädytään, jos kummankin puolen niitisyydet ovat lähellä toisi- * aan, esimerkiksi kolmeniitinen kulutuspuoli on lähellä paperipuolen kaksiniitistä • .·. 25 rakennetta, viisiniitinen paperipuoli lähellä kuusiniitistä kulutuspuolta jne. Kek- • · · "V sinnön kohde on märkäviira, mutta sitä voidaan käyttää myös paperikoneen |*Y muissa positioissa eli puristinhuopana tai kuivatusviirana tai muuna teknisenä • · · : tekstiilinä kuten kuitukankaiden muodostusviirana.

»«·

Edellä esitetyissä ratkaisuissa on käytetty halkaisijaltaan pyöreitä 30 polyesteri- ja polyamidilankoja. Muita mahdollisuuksia lankamateriaaleissa • *·· ovat mm. PEN (polyethylene naphthalate) tai PPS (polyphenylene sulfide).

:[[[: Langat voivat olla ns. profiililankoja, joiden poikkileikkaus poikkeaa pyöreästä t.‘ . ollen esim. litteä, ovaali tai jonkin muun muotoinen. Langat voivat myös olla ' *. onttoja, jolloin langat pääsevät litistymään kudoksessa, jolloin rakenteesta 35 saadaan entistä ohuempi. Samoin lankoina voidaan käyttää ns. bikomponentti-lankoja. Lankojen ominaisuuksien valinnalla voidaan vaikuttaa kudoksen omi- • · 12 118856 naisuuksiin, esimerkiksi rakenteesta saadaan entistä ohuempi tai paperipuolen pinnasta tasaisempi. Loimihalkaisijoiden koko voi vaihdella. Oleellista on, että ylä- ja alaloimet ovat keskenään saman paksuisia tai lähes saman paksuisia niin että joko yläloimi on paksumpi tai alaloimi on paksumpi.

5 φ· • t • ·· ·· · • 1 « • · · • 1 • 1 · • t · ··« 1 • · ♦ · · • · · ··· · • · • · « · # ··· 9 ··· • · • · ··· ·· • ·· ··· • · • · ···

• I

♦ 1 1 • · • · • · • · 1 • ·1 • ·

Claims (16)

118856

1. Paperikonekudos, joka käsittää vähintään kaksi erillistä kerrosta, jotka muodostuvat vähintään neljästä eri tavalla sitoutuvasta loimilankajärjes- 5 telmästä (1 ;2a,2b;4;5), ja vähintään kahdella eri tavalla sitoutuvasta kudelankajärjestelmästä, jonka kerrokset on sidottu yhteen sideloimijärjestelmän (2a,2b) avulla, jolloin sideloimi (2a,2b) on sovitettu täydentämään paperipuolen pintaa ja sovitettu sitoutumaan kulutuspuolen kerrokseen sitoutumalla vähintään yhden kulutuspuolen kudelangan (6) ali, tunnettu siitä, että yhden 10 loimilankajärjestelmän loimilangat (5), kulkuriloimet, on sovitettu täydentämään sideloimien (2a,2b) muodostaman loimipolun katkeamattomaksi kulutuspuolel-la niissä kohdissa, joissa sideloimet (2a,2b) muodostavat paperipuolen rakennetta ja sovitettu kulkemaan paperipuolen ja kulutuspuolen välissä niillä kohdilla, joissa sideloimi (2a, 2b) käy sitomassa paperi- ja kulutuspuolen kerrokset 15 yhteen kulutuspuolella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos, tunnettu siitä, että kulkuriloimi (5) on sovitettu nostattamaan sideloimien (2a,2b) ris-teämiskohtaa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos, tunnettu 20 siitä, että kulkuriloimi (5) ja sideloimet (2a,2b) sitoutuvat kulutuspuolen kuteisiin (6) eri vaiheessa.

:·. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos, tunnettu • ·· ·· . siitä, että kudos on märkäviira.

• · * ’ | '* 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos, tunnettu ;*γ 25 siitä, että paperi- ja kulutuspuolen niitisyys on sama tai lähes sama. • · * |·γ

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos, tunnettu : siitä, että kaikkien pituussuuntaisten lankojen halkaisija on yhtä suuri. • · *

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos tunnettu siitä, että kaikkien pituussuuntaisten lankojen halkaisija on lähes yhtä suuri.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos, t u n n e 11 u :***: siitä, että kudelangat ovat limittäin eli stacking on 0-70.

• · · .*. 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos, tunnettu • · · ** *; siitä, että kudelangat ovat päällekkäin eli stacking on 70-100.

\ * 10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos, tunnet- 35. u siitä, että paperi- ja kulutuspuoli ovat kaksiniitisiä. m • · 118856

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos, tunnet-t u siitä, että paperipuoli on kaksiniitinen ja kulutuspuoli on kolmeniitinen.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos, tunnet-t u siitä, että kudesuhde on 1:1.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos tunnettu siitä, että paperikonekudos sisältää lisäksi vaihtajaloimijärjestelmän, jossa vaihtajaloimi on sijoitettu sideloimien (2a,2b) väliin ja sovitettu paperipuolella täydentämään sideloimien (2a,2b) lankapolkuja niissä kohdissa, joissa side-loimet (2a,2b) muodostavat kulutuspuolen rakennetta.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos tunnettu siitä, että sisältää sidekudelankoja, jotka osallistuvat paperipuolen pinnan muodostamiseen.

15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos tunnettu siitä, että sideloimilla (2a,2b) on keskenään samanlainen loimenkulku.

16. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekudos tunnettu siitä, että sideloimilla (2a,2b) on keskenään erilainen loimenkulku. • · • · • · · · · • · • · • · • · · • · ··· · • · « I · * · · • •I Φ • · • · 1 • · · • · · 1 * 1 1 * · • · ··· • · • · • ·· • · • · • · • · · • · · • · 1 • · • · • 1 « • · · 1 • 1· • · 118856