FI90261B - Paperikonekangas - Google Patents

Description

1 90261

Paperikonekangas

Keksinnön kohteena on kaksikerroksinen paperikone-kangas, joka käsittää yhden pituussuuntaisen lankajärjes-5 telmän ja kaksi poikkisuuntaista lankajärjestelmää, jotka sitoutuvat toisiinsa 16-vartisen mallikerran mukaan, jolloin ylempi poikkisuuntainen, kankaan paperipuolella oleva lanka tekee alapuolella olevaan poikkilankaan nähden lyhyempiä lankajuoksuja kankaan yläpinnalle ja sitoutuu ainakin 10 kahteen pituussuuntaiseen lankaan mallikerran aikana.

Em. tyyppisiä paperikonekankaita tunnetaan alalla useita. Esimerkkeinä voidaan mainita FI-patenttihakemuksis-sa 823830, 872079 ja 873506. Näissä tunnetuissa ratkaisuissa on pyritty pitkään käyttöikään käyttämällä alapinnalla, 15 ts. paperikoneen teloihin koskettavalla pinnalla pitkiä poikkisuuntaisten lankojen muodostamia juoksuja ja lisäksi alapuolen poikkilankoina erittäin paksuja lankoja, jotka kaareutuvat poispäin viiran pinnasta. Kaikissa em. tapauksissa on ollut pyrkimyksenä se, että pituussuuntaiset lan-20 gat suojataan kokonaan kulutukselta.

FI-hakemuksen 823830 mukaisen ratkaisun epäkohtana on kuitenkin mm. se, että paksun alalangan yläpolveke työntyy yläkerroksen poikkilankojen vierelle muotoilupintaan ja siten huonontaa pinnan tasaisuutta. Myös alalangan sitoutu-25 misesta johtuva diagonaalinen raidoitus näkyy herkästi pinnassa, mikäli käytetään paksua alalankaa. Edelleen haittapuolena muotoiluviirassa on paksun alalangan aiheuttama ve-denpoistomarkkeeraus, joka johtuu siitä, että viiran pinnasta viiran pohjaan päin muodostuu suuria suoria aukkoja, 30 jolloin paperi muodostuu epätasaiseksi.

FI-hakemuksen 873506 mukaisen viiran heikkoutena on epätasainen sidos. Tässä ratkaisussa pituussuuntaiset langat kulkevat vierekkäin kolmen lankaparin ajan lankaparien välissä. Em. suhteellisen pitkä alue, 3/8 mallikerran pi-35 tuudesta, jossa pituussuuntaiset langat sijaitsevat tii- 2 90261 viisti vierekkäin aiheuttaa sen, että pituussuuntaiset langat ryhmittyvät pareittain muodostaen tiiviitä ja harvoja pituussuuntaisia alueita. Ko. hakemuksen mukainen ratkaisu voi myös aiheuttaa paperipuolelle diagonaalisen 5 kapean juovituksen, joka aiheutuu pituussuuntaisten lankojen yläpolvekkeiden ryhmittymisestä.

FI-hakemuksien 873506 ja 872079 ratkaisuissa on pyritty aikaansaamaan kangas, jossa koneensuuntaisten lankojen suojaus on aiempia ratkaisuja parempi. Tällöin kudoksen 10 alapinnalla sijaitsevat poikkisuuntaiset paksut langat ovat kaarevassa asennossa ja alkavat käytössä ensiksi kulua lan-kajuoksun keskikohdasta. Kun em. poikkisuuntaiset langat ovat kuluneet poikki, ovat koneensuuntaiset langat edelleen vahingoittumattomia. Tällainen ratkaisu ei olellisesti pa-15 ranna viiran kulutuskestävyyttä, sillä konetta vasten oleva kosketuspinta on pieni johtuen kulutuksen kohteena olevien lankojen kaareutumisesta lankajuoksuissa. Kuluminen on aluksi nopeata, kunnes alemmat poikkilangat ovat kuluneet sen verran, että konetta vasten on alemmasta poikkilangasta 20 lähes koko lankajuoksun mittainen alue. Tässä vaiheessa on kuitenkin alempi poikkilanka kaventunut keskiosastaan niin paljon, että se on lähes poikki. Kun alempi poikkisuuntai-nen lanka on kulunut kokonaan poikki, on viira kulunut loppuun. Viiraa ei enää voi käyttää, vaikka sen pituussuuntai-25 set langat ovat täysin ehjiä. Näinollen pituussuuntaisten lankojen täydellisestä suojaamisesta ei ole viiran käyttöiän kannalta erityistä hyötyä.

Molempien em. hakemusten mukaisten ratkaisujen pintarakenne koostuu vuorottelevista pidemmistä ja lyhyemmistä 30 poikittaislankojen juoksuista. Eripituisista pintalankojen juoksuista aiheutuu yleensä markkeerausongelmia, sillä niitä on melko mahdotonta saada täysin samaan tasoon. Fl-ha-kemuksessa 873506 on esitetty keinoksi sijoittaa koneen poikkisuuntaisen alalangan ali kulkevat pituussuuntaisten 35 lankojen alapolvekkeet suoraan yläpinnan lyhyemmän poikki- 3 90261 lankajuoksun alle. Em. toimenpide ei kuitenkaan ole tyydyttävä, sillä käytännössä lyhyempi lankajuoksu nousee korkeammalle kuin ilman ulkoisten voimien vaikutusta oleva pitempi lankajuoksu.

5 Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen paperikonekangas, jonka avulla aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat voidaan eliminoida. Tähän on päästy keksinnön mukaisen paperikonekankaan avulla, joka on tunnettu siitä, että alempi poikkisuuntainen lanka tekee 13 langan mittai li) siä lankajuoksuja kankaan alapinnalle ja sitoutuu kudokseen kulkemalla mallikerran aikana kahden lähekkäin olevan pituussuuntaisen langan yli niin, että em. kahden pituussuuntaisen langan väliin jää yksi pituussuuntainen lanka, joka kulkee alemman poikkisuuntaisen langan yläpuolelta.

15 Keksinnön etuna on ennenkaikkea kulutuskestävyyden parantuminen aiemmin tunnettuihin ratkaisuihin verrattuna. Em. seikka johtuu siitä, että konetta vasten oleva kulutus-pinta on erittäin suuri, koska pituussuuntaiset langat on saatettu samaan tasoon poikkisuuntaisten lankojen kanssa. 20 Tämä mahdollistetaan sillä, että poikki- ja pituussuuntaisten lankojen koneeseen päin suunnattujen uloimpien tasojen korkeusero on sellainen, että kun poikkisuuntainen alalanka on kulunut poikki, on pituussuuntainen lanka kulunut ala-polvekkeistaan korkeintaan sen verran, että kudoksen veto-25 lujuus on riittävän suuri viiran käytön kannalta. Toisin sanoen pitkä käyttöikä saavutetaan suurella kulutuspinnal-la, joka muodostuu alempien poikkisuuntaisten lankojen pitkistä oleellisesti suorana kulkevista polvekkeista ja pituussuuntaisten lankojen alapuolisista polvekkeista. Alem-30 pien poikkilankojen ja pituussuuntaisten lankojen koneeseen päin olevien uloimpien tasojen ero on tähän asti totuttua pienempi, jolloin kuluminen kohdistuu heti mahdollisimman suureen lankavolyymiin ja myöhemmässä vaiheessa molempiin lankajärjestelmiin. Etuna on myös se, että viiran rakenne 35 on tasainen sekä vedenpoiston että pinnan markkeerauksen 4 90261 kannalta. Koska paperia vasten olevalla pinnalla poikki-suuntaiset langat ovat samassa tasossa, on paperimassalle olemassa riittävästi kannatuspintaa. Tasaisen sidoksen ja sopivankokoisten lankojen ansiosta keksinnön mukaisen vii-5 ran pinnassa ei ole suuria vapaita aukkoja, vaan vedenpoisto tapahtuu tasaisesti kautta viiran ja siten paperi muodostuu formaatioltaan tasaiseksi.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkemmin oheisessa piirustuksessa esitettyjen edullisten suori-10 tusesimerkkien avulla, jolloin kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen paperikonekankaan erästä sovellutusesimerkkiä pituussuuntaisten lankojen suunnassa nähtynä kuvantona, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista sovellutusesimerk-15 kiä poikkisuuntaisten lankojen suunnassa nähtynä kuvantona, kuvio 3 esittää kuvioiden 1 ja 2 mukaista sovellutusesimerkkiä sidospiirroksena, kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen paperikonekankaan toista sovellutusesimerkkiä pituussuuntaisten lankojen 20 suunnassa nähtynä kuvantona, kuvio 5 esittää kuvion 4 mukaista sovellutusesimerkkiä poikkisuuntaisten lankojen suunnassa nähtynä kuvantona, kuvio 6 esittää kuvioiden 4 ja 5 mukaista sovellutusesimerkkiä sidospiirroksena, 25 kuvio 7 esittää keksinnön mukaisen paperikonekankaan kolmatta sovellutusesimerkkiä pituussuuntaisten lankojen suunnassa nähtynä kuvantona, kuvio 8 esittää kuvion 7 mukaista sovellutusesimerkkiä poikkisuuntaisten lankojen suunnassa nähtynä kuvantona 30 ja kuvio 9 esittää kuvioiden 7 ja 8 mukaista sovellutusesimerkkiä sidospiirroksena.

Kuvioissa 1-3 on esitetty keksinnön eräs edullinen sovellutusmuoto. Viitenumeron 1 avulla on esitetty pituus-35 suuntaisen lankajärjestelmän muodostavat pituussuuntaiset 5 90261 langat. Viitenumerolden 2 ja 3 avulla on puolestaan merkitty poikkisuuntaiset langat, jotka muodostavat kaksi poik-kisuuntaista lankajärjestelmää. Em. pituussuuntaiset ja poikkisuuntaiset langat sitoutuvat toisiinsa 16-vartisen 5 mallikerran mukaan. Kuviossa 3 on esitetty kuvioiden 1 ja 2 mukainen sovellutusmuoto sidospiirroksena. Oheisessa si-dospiirroksessa musta ruutu tarkoittaa sitä, että pituussuuntainen lanka on poikkisuuntaisen langan päällä.

Keksinnön olennaisen idean mukaan alemmat poikki-10 suuntaiset langat 3 muodostavat 13 pituuslangan mittaisia lankajuoksuja kankaan alapinnalle. Ylemmät poikkisuuntaiset langat 2 muodostavat alapuolella olevaan poikkilankaan nähden lyhyempiä lankajuoksuja kankaan yläpinnalle, ts. esimerkiksi muotoilupintana toimivalle pinnalle. Alemmat poik-15 kisuuntaiset langat 3 sitoutuvat mallikerran aikana kahteen toisiaan lähellä olevaan pituussuuntaiseen lankaan 1. Termillä kahteen toisiaan lähellä olevaan pituussuuntaiseen lankaan tarkoitetaan tässä yhteydessä sitä, että poikkisuuntaiset langat 3 sidotaan kahdella lähekkäin sijaitse-20 valla, mutta ei vierekkäisellä pituussuuntaisella langalla 1. Alempien poikkilankojen 3 vahvuus on lisäksi valittu pituussuuntaisten lankojen 1 suhteen niin, että mikäli lankojen 3 kuluvat käytössä poikki, niiden alitse kulkevien pituussuuntaisten lankojen 1 murtolujuus, ts. kankaan pi-25 tuussuuntainen murtolujuus, on yli 150 N/cm.

Alempien poikkilankojen 3 paksuuden oikealla valinnalla eliminoidaan aiemmin käytettyjen paksujen pitkäjuok-suisten lankojen aiheuttamat haitat kankaan muotoilupuolel-la. Eräs näistä haitoista on alapuolen poikkilankojen ylä-30 polvekkeiden näkyminen kankaan muotoilupinnalla.

Käyttämällä aiempiin ratkaisuihin verrattuna ohuempaa pitkä juoksuista lankaa saadaan kankaan alapinnalle suhteellisen suorana kulkevat lankajuoksut, jotka alkavat kulua koko juoksun pituudelta eivätkä vain keskikohdastaan, 35 kuten aiemmin tunnetuissa pitkän alapuolisen lankajuoksun 6 90261 omaavissa viiroissa.

Merkittävin etu käytettäessä suhteellisen vähäisiä lanka järjestelmien välisiä korkeuseroja on kulumisen hidastuminen siinä vaiheessa, kun poikkisuuntaisten alempienlan-5 kojen 3 konetta koskettava taso saavuttaa konesuuntaisten lankojen 1 alapolvekkeiden alimman tason. Kulumisen hidastuminen johtuu siitä, että kulumiselle alttiiksi tulee suurempi lankavolyymi, ts. poikkilankojen 3 pitkät juoksut ja konesuuntaisten lankojen 1 alapolvekkeet, joita on yh-10 dellä konesuuntaisella langalla 1 kaksi yhtä mallikertaa kohti. Täten myös kankaan vedenpoisto-ominaisuudet pysyvät kauemmin vakioina.

Mikäli kankaan pituus- ja poikkisuuntaisten lankojen koneen puoleisten tasojen erot ovat suuret, kuluvat ensin 15 pelkästään poikkisuuntaiset langat. Kulumisnopeus eli kankaan läpimitan pienenemisnopeus on tällöin suurempi kuin siinä tapauksessa, että kulutuksen kohteena ovat lisäksi myös konesuuntaisten lankojen alapolvekkeet. Tässä tapauksessa ei konesuuntaisten lankojen säilymisestä täysin ehjä-20 nä ole enää mitään hyötyä, vaan kangas, esimerkiksi viira, on joka tapauksessa käyttökelvoton, kun alapuolen poikkisuuntaiset langat ovat kuluneet poikki.

Kuten edellä on todettu valitaan keksinnössä alempien poikkisuuntaisten lankojen 3 paksuus sellaiseksi, että 25 kun ne paperikoneessa ajettaessa ovat kuluneet poikki, myös konesuuntaiset langat 1 eli loimilangat ovat kuluneet korkeintaan siinä määrin, että kankaan pituussuuntainen vetolujuus on vähintään 150 N/cm. Tällöin on voitu käyttää hyväksi mahdollisimman pitkään suurta kulutusvolyymiä ja ku-30 luminen on ollut mahdollisimman hidasta.

Kulumisen hidastamisella pystytään estämään kankaan, esimerkiksi viiran ominaisuuksien muuttumista paperikoneessa ajon aikana. Kun viiran koneenpuoleisten poikkisuuntaisten lankojen 3 uloin taso on lähellä konesuuntaisten lanko-35 jen 1 ulointa tasoa konepuolella, tapahtuu kuluminen aluksi 7 90261 suhteellisen nopeasti, kunnes molempien, konesuuntaisen ja alemman poikkisuuntaisen lankajärjestelmän uloimmat tasot sivuavat toisiaan, Jonka jälkeen kuluminen on huomattavasti hitaampaa käytössä olevan suuren lankavolyymin johdosta.

5 Lopullista kulumista hidastaa edelleen polyamidin tai jonkun muun synteettisen kulutusta kestävän materiaalin käyttö konepuolen poikkilankajärjestelmässä.

Kone- ja poikkisuuntaisten lankojen koneenpuoleiset uloimmat tasot saadaan lähelle toisiaan valitsemalla kude-10 lankatyyppi sekä kutomis- ja lämpökäsittelyprosessi sopiviksi. Mitä lähempänä em. kahden lankajär jestelmän uloimmat tasot ovat toisiaan, sitä nopeammin päästään normaalitilanteeseen, jossa kuluminen on hidasta ja sen vuoksi myös kulumisesta johtuvat muutokset viiran ominaisuuksissa ovat 15 pieniä ja tapahtuvat hitaasti. Mitä nopeammin viira kuluu, sitä enemmän sen läpäisykyky heikkenee johtuen nopean kulumisen aiheuttamasta materiaalisiirtymästä lankojen jättö-puolella. Kun kulumista hidastetaan, vähenee myös läpäisy-kyvyn heikentyminen.

20 Alempi, konetta vasten oleva poikkisuuntainen lanka 3 sidotaan siis kudokseen kahdella pituussuuntaisella langalla 1 kuten aiemmin on todettu. Em. kaksi pituussuuntaista lankaa 1 eivät ole kudoksen vierekkäisiä lankoja. Tämän rakenteen ansiosta kudoksen stabilisuus paranee verrattuna 25 sellaiseen muilta osin vastaavaan kudokseen, jossa pitkä-juoksuiset poikkilangat on sidottu yhdellä pituussuuntaisella langalla tai kahdella vierekkäisellä pituussuuntaisella langalla mallikertaa kohti. Kudoksen kyky vastustaa nimenomaan vinottaista poikkeutusta paranee, kun pitkäjuok-30 suiset poikkilangat sidotaan kahdella lähekkäin sijaitsevalla, mutta ei kudoksen vierekkäisellä pituussuuntaisella langalla.

Konepuoleista poikkilankaa 3 sitovien kahden konesuuntaisen langan 1 väliin voi jäädä yksi tai useampia lan-35 koja. Kuvioiden 1-3 suoritusmuodossa em. kahden konesuun- 8 90261 täisen langan 1 väliin jäävä konesuuntainen lanka on sovitettu kulkemaan ylemmän ja alemman poikkisuuntaisen langan 2, 3 välissä. Tällainen ratkaisu ei kuitenkaan ole ainoa mahdollisuus, vaan konepuoleista poikkilankaa 3 sitovien 5 konesuuntaisten lankojen välissä oleva lanka tai langat voivat sijaita myös ylemmän poikkisuuntaisen lankajärjes-telmän yläpuolella riippuen käytettävästä sidosmallista. Olennaista tässä suhteessa on se, että koneenpuoleinen poikkisuuntainen lanka sitoutuu kahteen lähekkäin sijaitio sevaan konesuuntaiseen lankaan mallikerran aikana ja pape-ripuolen poikkisuuntainen lanka sitoutuu kahteen tai useampaan toisistaan erillään olevaan konesuuntaiseen lankaan mallikerran aikana.

Kuvioissa 4-6 on esitetty keksinnön mukaisen paperi-15 konekankaan toinen edullinen sovellutusmuoto. Kuviot 4-6 esittävät kudosta samalla tavoin kuin kuviot 1-3. Viitenumerolla 11 on kuvattu pituussuuntaisia lankoja, jotka muodostavat pituussuuntaisenlankajärjestelmän. Viitenumeroilla 12 ja 13 on kuvattu poikkisuuntaisia lankoja, jotka muo-20 dostavat kaksi poikkisuuntaista lankajärjestelmää. Lanka-järjestelmät sitoutuvat toisiinsa samoin kuin edellä on kuvattu kuvioiden 1-3 yhteydessä. Kuvio 6 on sidospiirros.

Kuvioiden 4-6 suoritusmuoto vastaa olennaisesti kuvioiden 1-3 suoritusmuotoa. Erona on ainoastaan se, että 25 kuvioiden 4-6 suoritusmuodossa alemman poikkisuuntaisen langan 13 sitovien kahden pituussuuntaisen langan 11 välissä oleva pituussuuntainen lanka on sovitettu kulkemaan ko. kohdalla ylemmän poikkilangan 12 yli.

Kuvioissa 7-9 on esitetty keksinnön mukaisen paperi-30 konekankaan kolmas sovellutusesimerkki. Viitenumerolla 21 on kuvattu pituussuuntaisia lankoja, jotka muodostavat pituussuuntaisen lankajärjestelmän. Viitenumeroilla 22 ja 23 on merkitty poikkisuuntaisia lankoja, jotka muodostavat kaksi poikkisuuntaista lankajärjestelmää. Lankajärjestelmät 35 sitoutuvat toisiinsa samoin kuin edellä on esitetty kuvioi- 9 90261 den 1-3 ja 4-6 yhteydessä. Kuvioiden 7-9 sovellutusesimerkki eroaa kuvioiden 4-6 sovellutusesimerkistä siinä, että kuvioiden 7-9 esimerkissä ylempi poikkisuuntainen lanka 22 sitoutuu useampaan toisista erillään olevaan pituussuuntai-5 seen lankaan kuin lanka 12 kuvioiden 4-6 esimerkissä.

Edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä ei ole mitenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa täysin vapaasti. Keksintöä ei esimerkiksi ole rajoitettu mihinkään 10 tiettyyn lankamateriaaliin, vaan mitä tahansa sopivaa lan-kamateriaalia voidaan käyttää.

Claims (6)

10 90261

1. Kaksikerroksinen paperikonekangas, joka käsittää yhden pituussuuntaisen lankajärjestelmän ja kaksi poikki- 5 suuntaista lankajärjestelmää, jotka sitoutuvat toisiinsa 16-vartisen mallikerran mukaan, jolloin ylempi poikkisuun-tainen, kankaan paperipuolella oleva lanka (2,12,22) tekee alapuolella olevaan poikkilankaan (3,13,23) nähden lyhyempiä lankajuoksuja kankaan yläpinnalle ja sitoutuu ainakin 10 kahteen pituussuuntaiseen lankaan mallikerran aikana, tunnettu siitä, että alempi poikkisuuntainen lanka (3,13,23) tekee 13 langan mittaisia lankajuoksuja kankaan alapinnalle ja sitoutuu kudokseen kulkemalla mallikerran aikana kahden lähekkäin olevan pituussuuntaisen langan 15 (1,11,21) yli niin, että em. kahden pituussuuntaisen langan väliin jää yksi pituussuuntainen lanka, joka kulkee alemman poikkisuuntaisen langan (3,13,23) yläpuolelta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekangas, tunnettu siitä, että kahden pituussuuntaisen langan 20 (1), joiden yli alempi poikkisuuntainen lanka (3) kulkee, väliin jäävä, poikkisuuntaisen langan (3) yläpuolelta kulkeva pituussuuntainen lanka on sovitettu kulkemaan ko kohdalla ylemmän ja alemman poikkisuuntaisen langan (2,3) välissä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paperikonekangas, tunnettu siitä, että kahden pituussuuntaisen langan (11,21), joiden yli alempi poikkisuuntainen lanka (13,23) kulkee, väliin jäävä, poikkisuuntaisen langan (13,23) yläpuolelta kulkeva pituussuuntainen lanka on sovitettu kulke-30 maan ko. kohdalla ylemmän poikkisuuntaisen (12,22) langan yli.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen paperikonekangas, tunnettu siitä, että kahden pituussuuntaisen langan (1,11 21), joiden yli alempi poikki-35 suuntainen lanka (3,13,23) kulkee, väliin jäävä pituussuun- li n 90261 täinen lanka on ainakin toisen em. pituussuuntaisen langan viereinen lanka.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mukainen paperikonekangas, tunnettu siitä, että kahden pi- 5 tuussuuntaisen langan (1,11,21), joiden yli alempi poikki-suuntainen lanka (3,13,23) kulkee, väliin jäävä pituussuuntainen lanka on em. kummankin pituussuuntaisen langan viereinen lanka.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukai-10 nen paperikonekangas, tunnettu siitä, että alemman poikkisuuntaisen langan (3,13,23) vahvuus on valittu siten, että jos ko. lanka kuluu poikki, kankaan pituussuuntainen murtolujuus on yli 150 N/cm. i2 90261