SE504975C2 - Torkvira - Google Patents

Description

504 975 2 ran, såsom visas vid "2" i figuren, på grund av luftens övertryck i nypet mellan undercylindern Cl och viran V.

Detta släpp hos banan kan eventuellt utbreda sig ända fram till undercylinderns utgång. Vid en ökning av ban- hastigheten drar viran med sig allt mera luft till det nedre ingående nypet, vilket i sin tur ökar släppet.

Ett tredje problem (P3) och banan B utmed undercylindern Cl vid "3" kan uppstå är att det mellan viran V en luftfilm som, om den inte leds genom viran, kan or- saka en blåsa vid "4".

Effekten av ovanstående banföringsproblem Pl-P3 är att bansläppet resulterar i en bantöjning i löprikt- ningen, i det följande benämnd MD-töjning (eng. Machine Direction), vilket i sin tur medför att en för stor ban- längd matas in till nästa övercylinder med så kallade ràveck i tvärriktningen som följd.

Vid sidan av dessa problem Pl-P3 föreligger i en pappersmaskins torkparti även det generella problemet (P4) med krympning av banan i dess tvärriktning, i det följande benämnd CD-krympning (eng. Cross Direction), Traditionellt har det varit mycket svårt att förhindra CD-krympning med ojämn tvärprofil i papperets egenskaper som följd. CD-krympning medför även att en maximal ban- bredd ej kan upprätthållas genom torkpartiet.

I ett försök att motverka övertryckszonen vid undercylinderns ingång (vid "2" i figuren), dvs för att lösa problemet P2, är det känt att använda blåslådor vilka genom ejektorverkan alstrar ett lokalt undertryck vid ingångsnypet till undercylindern Cl.

För att lösa problemet P2 och därmed öka körbar- heten har det vidare föreslagits att använda spårför- sedda eller blindborrade undercylindrar för upptagning av övertrycket i nypet.

En annan princip som syftar till att eliminera (P2) bygger på att införa sugvalsar istället för undercylindrar för övertrycket vid undercylinderns ingångsnyp 504 975 3 att förbättra banföringen vid höga hastigheter. Genom att banan sugs mot viran längs sugvalsen bidrager denna teknik även positivt till att reducera problemet (P4) med CD-krympning.

Dessa kända tekniker för att förbättra banföringen och körbarheten har emellertid visat sig vara otillräck- liga för de höga maskinhastigheter som idag eftersträ- vas.

För att motverka CD-krympning är det vidare känt att genom hela eller delar av torkintervallet mekaniskt applicera krympningsmotverkande, utåtriktade krafter på banans sidokanter, såsom exempelvis beskrivs i SE 440 518, SE 462 171 och SE 468 217. i dessa dokument är emellertid omständliga att använda De tekniker som anvisas och ger en relativt ojämn fasthâllning. Dessutom uppstår det ett önskat spill för det fall de i torkpartiet fast- hållna bankanterna måste bortskäras efter att de utåt- riktade krafterna ej längre skall appliceras.

US-A-5 397 438 beskriver en metod för reducering av tvärkrympning av en pappersbana, när denna passerar ge- Pà tork- kontinuerligt nom en SR-torksektion hos en pappersmaskin. viran, som uppbär pappersbanan, appliceras ett vidhäftningsmedel på virans sidokanter i syfte att åstadkomma en högre friktion mellan banan och viran vid kanterna. I det utförande som beskrivs används ett lim som nämnda vidhäftningsmedel.

Det skall speciellt noteras att, för uppfyllande av samtliga önskemål, det inte är tillräckligt att för- hindra blåsbildning mellan banan och viran. Åtminstone för att motverka krympning måste man dessutom förhindra glidning av banan på viran, främst i CD, men även i MD.

Ett annat torkproblem är att banans torrhalt har tendens att bli högre vid banans kanter än vid dess mitt. För att undvika detta problem har man tagit fram torkviror med profilerad luftpermeabilitet, såsom be- skriv exempelvis i FI 59837 och SE 8204524-6. Dessa 504 975 4 viror har vävts med olika garndensitet i mitten och på kanterna.

Beträffande känd teknik kan det noteras att det är känt att applicera kemikalier i hàlrummen mellan trådar- na hos en vävd torkvira, varvid syftet har varit att styra permeabilitet och/eller porvolym eller att åstad- komma jämnare yta.

Föreliggande uppfinning har framtagits i syfte att lösa, eller åtminstone avsevärt reducera, ovanstående problem Pl-P4 hos torkpartier med sluten föring hos pap- persmaskiner.

Närmare bestämt har uppfinningen som ändamål att anvisa en torkvira som medger god banföring och körbar- het vid höga hastigheter och som motverkar krympning av banan, särskilt CD-krympning.

Dessa och andra ändamål uppnås med en torkvira med de i patentkrav l angivna särdragen, varvid föredragna utföringsformer är angivna i de osjälvständiga patent- kraven.

En torkvira enligt uppfinningen kännetecknas så- lunda att åtminstone vissa av trådarnas anliggningsytor mot pappersbanan är hydrofila för åstadkommande av en vidhäftning mellan viran och pappersbanan i torkpartiet.

Tack vare denna utformning hos viran enligt uppfin- ningen kommer trådarnas hydrofila kontaktytor mot pap- persbanan att effektivt hindra banan från att både glida på viran, såväl i CD som MD, samt att lyfta från viran.

Därigenom löser man, eller åtminstone avsevärt reduce- rar, samtliga ovannämnda problem P1-P4 genom en modifie- ring av viran, utan krav på några omfattande ändringar i torkpartiet eller användning av komplicerade kanthåll- ningsarrangemang av det slag som beskrivs i ovan angivna referenser.

Det skall noteras att den här använda termen "vidhäftning" eller "adhesion" avser en kraft som upp- står när viran och banan har kontakt med varandra, och 504 975 att virans hydrofila egenskaper sålunda i sig inte inne- bär att virans papperssida är generellt vidhäftande el- ler klistrande i traditionell mening, dvs klistrande mot vilket material som helst. Detta är en väsentlig skill- nad mot vad som är känt från ovannämnda US-A-5 397 438.

Traditionella torkviror är vävda av trådar fram- ställda av råmaterial med hydrofoba ytegenskaper, vanli- gen polyester, vilket gör tràdytorna vattenfránstötande, dvs repellerande mot pappersbanan som innehåller en viss mängd vatten. En vira enligt uppfinningen kommer där- emot, tack vare trådarnas hydrofila kontaktytor, att så att säga häfta banan till sig resulterande i en mycket god banföring och körbarhet samt reducerad krympning.

Det kan härvid noteras att adhesionskraften mellan vira och bana ej utgör något problem i ett torkparti med slu- ten föring, eftersom banan i denna typ av torkparti inte skall lämna viran mellan cylindrarna inom torkgruppen såsom i den tidigare tekniken med separata över- och underviror.

Det skall även noteras att inrättandet av hydrofila kontaktytor hos trådarna i papperssidan inte behöver på- verka papperssidans mekaniska ytråhet, vilken sålunda kan vara helt opåverkad eller åtmistone inte märkbart påverkad av den enligt uppfinningen föreslagna utform- ningen av viran.

De enligt uppfinningen förbättrade adhesions- eller friktionsegenskaperna mellan viran och pappersbanan ger förbättrade prestanda i flera avseenden: - Bankontrollen eller -föringen förbättras i torkpar- tier med sluten föring tack vare att adhesionen hål- ler kvar banan på viran och därmed motverkar blås- bildning, varvid det blir möjligt att köra maskinen med högre hastighet.

~ CD-krympning av pappersbanan i torkpartiet reduceras tack vare att adhesionen hindrar banan att röra sig, dvs glida på virans yta. 504 975 6 - Så kallad spetsföring av banan, när denna initialt skall föras in i torkpartiet, underlättas. Vid spets- föring minskas bredden hos den ände av banan som skall föras in i torkpartiet, och om motsvarande del av viran, exempelvis ett sidokantparti, uppvisar hydrofila kontaktytor hos trådarna, så förenklas banans applicering på viran tack vare vidhäftningen.

- Vid slutna överföringspositioner, exempelvis mellan pappersmaskinens pressparti och det efterföljande torkpartiet eller mellan angränsande torkgrupper hos 'torkpartiet, kan uppfinningen förbättra bankontroll och banupptagning. Oönskad MD-sträckning och därav resulterande CD-krympning av banan i fria drag mellan olika sektioner kan elimineras eller åtminstone mot- verkas eftersom man kan låta den vidhäftande tork- viran gå närmare utgången hos den föregående sektio- nen för att där "häfta vid" och ta upp banan.

Det finns olika möjligheter att åstadkomma nämnda hydrofila kontaktytor hos trådarna. Enligt en första ut- föringsform av uppfinningen är den vävda strukturen hos viran försedd med en hydrofil ytbeläggning pà virans papperssida, dvs den hydrofila ytbeläggningen appliceras på en redan vävd vira före montering därav i maskinen, exempelvis som ett slutsteg i samband med virans fram- ställning. Det är dock tänkbart att ta ut viran från ma- skinen efter en viss drifttid för ombehandling, exempel- vis om viraytan till följd av igensättning ej längre uppfyller sin hydrofila funktion och/eller till följd av slitage på ytan. En sådan ytbeläggning kommer därvid att ligga dels på nämnda kontaktytor hos trådarna som skall vidhäfta mot banan, dels i korsningspunkterna mellan den vävda strukturens väft- och varptrådar. I beroende av materialval för ytbeläggningen kan den senare, utöver adhesionsfunktionen mot banan, därigenom även åstadkomma en ökad förstyvning och/eller fixering av viran. Däremot kommer papperssidans ytràhet normalt inte att påverkas. 504 975 7 En dylik ytbeläggning kan appliceras på virans pap- perssida på flera olika sätt, exempelvis genom sprayning eller genom mekanisk påföring medelst en vals som hämtar ytbeläggningsmaterialet från en behållare.

Det inses att en dylik ytbeläggning kan appliceras antingen som ett slutsteg i samband med själva fram- ställningen av viran, eller som alternativ i efterhand på en befintlig vira före montering därav i maskinen.

Oberoende av vilken teknik som används för applice- ring av ytbeläggningen på virans papperssida, kommer papperssidans ytråhet normalt inte att påverkas märkbart av ytbeläggningen Tjockleken hos en dylik ytbeläggning bör sålunda att vara relativt liten, och bör i vart fall ej överstiga 0,1 mm. Föredraget tjockleksintervall för ytbeläggningen är 0,01-0,05 mm.

Bestrykningen med den aktuella substansen och ef- terföljande tvärbindning av de däri ingående molekylerna sker efter vävning antingen på lagerstycket (råväven) eller på den konfektionerade viran (färdig vira med rätt mått, med lås, Enligt ovannämnda US-A-5 397 438 àstadkommes däremot ej någon tvärbindning av det etc.). applicerade limmet före användning av viran, eftersom limverkan då skulle gå förlorad.

Enligt uppfinningen kan en dylik hydrofil ytbelägg- ning vara applicerad över hela eller endast delar av vi- rans papperssida. Enligt en utföringsform är ytbelägg- ningen exempelvis applicerad som två kontinuerliga band utmed virans sidokantpartier. Vidare är det möjligt att åstadkomma en önskad adhesionstvärprofil hos viran, ge- nom att variera yttäckningsgraden över virans bredd och/eller genom att på olika partier av viran använda olika ytbeläggningsmaterial som ger varierande hydrofila egenskaper i virans tvärriktning, exempelvis en relativt hög vidhäftning i virans kantpartier och en relativt låg vidhäftning i virans mittparti. För de fall adhesionen 504 975 8 varierar i virans tvärriktning bör naturligtvis adhesio- nen vara väsentligen konstant i löpriktningen.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen ås- tadkommes nämnda hydrofila kontaktytor hos trådarna ge- nom att den vävda strukturen är vävd av trådar av vilka åtminstone vissa har en hydrofil mantelyta redan före vävningen. En sådan hydrofil mantelyta hos trådarna kan åstadkommas genom applicering av en trådarna omslutande ytbeläggning. Härvid kan samma skikttjocklekar användas som för det förstnämnda ytbeläggningsutförandet. Med dy- lika "färdiga" trådar på vars mantelyta beläggningen re- dan är tvärbunden före vävning av viran, kan man bestäm- ma virans egenskaper redan i vävstolen eftersom vävmöns- ter och materialval bestämmer var de aktuella trådarna l5 kommer att löpa.

Om, vilket är vanligt förekommande, torkvirans vävda struktur innefattar två eller flera tràdlager, kan det tràdlager som definierar virans papperssida vara helt eller delvis vävt av dylika trådar med hydrofil mantelyta, under det att underliggande lager är helt eller delvis vävda av trådar med icke hydrofil mantel- yta. Naturligtvis är det även möjligt att väva en fler- lagrad vira helt och hållet av trådar med hydrofil man- telyta. Även för de fall viran vävs av initialt hydrofila trådar är det möjligt att åstadkomma speciella tvärpro- filer hos hydrofiliteten genom att välja varierande trådtyper i virans tvärriktning och/eller genom att va- riera vävmönstret. Exempelvis kan man öka vidhäftningen lokalt genom att väva längre flotteringar av hydrofila trådar i virans papperssida.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen uppvisar de hydrofila kontaktytorna en ytenergi på om- kring 40-75 mJ/m2, vilket kan jämföras med viror vävda av monofilamenttrådar av polyester som uppvisar en yt- energi på omkring 30 mJ/m2. 504 975 9 Nedanstående Tabell I anger en exemplifierande s am- mansättning av en aktiv substans för användning som hyd- rofil ytbeläggning på virans papperssida. Denna subst kan eventuellt, i beroende av applikatortyp och vald läggningsmängd, spädas med vatten för applicering i t nare skikt. aIIS på- Un- Tabell I Komponent Beteckning Vikt% Vattenbaserad polyuretanemulsion Bayhydrol 123 96 Tvärbindare (Melamin formaldehyd) Resimene 7 3,5 Katalysator (Salt av toluensufonsyra) BYK 0,5 Praktiska försök genomförda med en bestruken vir framställd enligt ovanstående recept gav goda resulta och bekräftade den tekniska effekten av uppfinningen.

Påläggningen av det hydrofila materialet på viran utfördes med sk "kiss-roll" teknik vid relativt hög hastighet på endast ett tunt skikt åt gången för att förhindra (10 m/min), varvid det är önskvärt att lägg droppbildning. Efter påföring av erforderlig mängd av a t 8 substansen fick viran torka i ca 90° under frammatning (0,5 m/min). viran härda vid l50°. Den erhållna viran fungerade med relativt låg hastighet Slutligen fic utmärkt på en maskin som producerade finpapper (700 m/min; 50-11og/m2). installerad i den 6:e och 7:e torkgruppen efter Viran enligt uppfinningen va bestrykarenheten i slutet av maskinen. Vid avbrott på popen, vilket är den rullstol på vilken papperet rull UPP: källaren utan att man fick banfladder. gick det lätt att tillfälligt styra ner banan ti Genom att pappersbanan följde viran behövdes hela maskinen inte träs om, vilket innebär att man både sparar tid och bibehåller samma kvalité som före stoppet. k I as ll 504 975 Vidare har praktiska försök bekräftat den tekniska vilket gav bättre spetsföring jämfört med en motsvarande vira effekten av bestrykning enbart i kanten av viran, utan någon beläggning.

Vid laboratorietest genomfördes vidare en jämfö- rande kontaktvinkelmätning och omräkning till ytenergi, och nedanstående Tabell II anger resultatet för en tråd från Hoechst AG (DE) ligt receptet i Tabell I. utan respektive med bestrykning en- Tabell II Trådmaterial Ugpätt Xtenergi (mJ/mg) Hoechst PET 910 C 35 Samma tråd men bestruken 50 enligt ovanstående recept Avslutningsvis kan det nämnas att, i beroende av vald substans för àstadkommande av de hydrofila egenska- perna hos viran, det kan vara aktuellt att tomgångsköra viran efter installation därav för àstadkommande av en härdning och tvärbindning samt avlägsning av eventuellt lösningsmedel.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 564 975 ll PATENTKRÄV 1. Torkvira (V) för användning i ett torkparti (C1- C3) med sluten banföring hos en pappersmaskin, innefat- tande en av trådar vävd struktur vars ena sida, benämnd papperssida, är avsedd att uppbära och anligga mot en pappersbana (B) i torkpartiet, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone vissa av trådarnas i virans (V) pappers- sida belägna kontaktytor, som vid användning av viran anligger mot pappersbanan (B), är hydrofila för åstad- kommande av en vidhäftning mellan viran och pappers- banan. \ 2. Torkvira enligt kravet 1, k ä n n e t e c k - n a d av att, för àstadkommande av nämnda hydrofila kontaktytor hos trådarna, den vävda strukturen är för- sedd med en hydrofil ytbeläggning på virans papperssida. 3. Torkvira enligt kravet 2, k ä n n e t e c k - n a d av att den hydrofila ytbeläggningen har en tjock- lek ej överstigande 0,1 mm. 4. Torkvira enligt kravet 2 eller 3, t e c k n a d av att den hydrofila ytbeläggningen är an- ordnad över hela ytan av den vävda strukturen pà virans k ä n n e - papperssida. 5. Torkvira enligt kravet 2 eller 3, t e c k n a d av att den hydrofila ytbeläggningen är an- ordnad endast partiellt över ytan hos den vävda struk- k ä n n e - turen pà virans papperssida. 6f Torkvira enligt kravet 5, k ä n n e t e c k - n a d- av att den hydrofila ytbeläggningen är applicerad i form av kontinuerliga band utmed kantpartier hos den vävda strukturen pà virans papperssida. 7. Torkvira enligt kravet 1, n a d av att, för åstadkommande av nämnda hydrofila kontaktytor hos trådarna i virans papperssida, den vävda strukturen är vävd av trådar av vilka åtminstone vissa har en hydrofil mantelyta. k ä n n e t e c k - 504 975 10 15 20 12 8. Torkvira enligt kravet 7, k ä n n e t e c k - n a d av att trådarnas hydrofila mantelyta är bildad av en trådarna omslutande hydrofil ytbeläggning. 9. Torkvira enligt kravet 8, k ä n n e t e c k - n a d av att trådarnas hydrofila ytbeläggning har en tjocklek ej överstigande 0,1 mm. 10. Torkvira enligt kravet 7, k ä n n e t e c k - n a d av att trådarna med hydrofil mantelyta är fram- ställda av ett råämne med hydrofila ytegenskaper. 11. Torkvira enligt något av kraven 7-10, k ä n - n»e t e c k n a d av att den vävda strukturen innefattar två eller flera trådlager, av vilka ett virans pappers- sida definierande lager är helt eller åtminstone delvis vävt av dylika trådar med hydrofil mantelyta. 12. Torkvira enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda hydrofila kontakt- ytor hos trådarna har en ytenergi på omkring 40-75mJ/m2. 13. Torkvira enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av nämnda hydrofila kontaktytor hos trådarna har en ytenergi som varierar i virans tvär- riktning enligt en förutbestämd profil.