SE510481C2 - Pappersmaskinfilt - Google Patents

Description

b1U 481 takt med den uppvärmda valsen och uppvärms endast indirekt ge- nom ledning via pappersbanan. När emellertid den våta pappers- banan går sönder vid förfarandet för pressning av vatten ur densamma kan värme från den uppvärmda valsen påläggas direkt på filten vilket kan orsaka skador eller deformation av densamma.

På grund av oron för brott på den våta pappersbanan i presspartiet finns det ett behov av en filt som har tillräcklig värmebeständighet. Den utlagda japanska nyttighetsmönsteransö- kan nr 2100/1989 beskriver en teknik, i vilken ytskiktet hos en torkfilt som skall utnyttjas i torkpartiet av en pappersmaskin, är framställd av meta-aramidfiber eller para-fenylensulfidfib- rer för förbättrad värmebestândighet.

Ett problem som uppträder hos kända värmebeständiga tork- filtar är att det är svårt att bibehålla ytjämnheten och luft- permeabiliteten, och minskning i ytjämnheten och i luftpermea- biliteten har negativ inverkan på den torra färdigytan hos den våta pappersbanan och på filtens livslängd. Försämring av vat- tenutpressningsegenskapen hos filten är även ett problem. En sådan försämring' utmärker sig av värmedeformation och till- plattning' av fibrerna i. filten, 'vilken. försämring' utgör' ett svårt problem vid höga temperaturer. De termoplastiska fibrer som nämnts ovan blir deformerade och tillplattade, när de ut- sätts för hög temperatur och högt tryck. Deformationen och tillplattningen av fibrerna i en filt minskar deras elastici- tet, vilket i sin tur resulterar i en snabb minskning i vatte- nutpressningseffektiviteten hos filten. Igentäppning av filtar kan äga rum även om fibrerna icke smälts eller brutits ned av värme.

Huvudsyftet med uppfinningen är att åstadkomma en för- bättrad filt för användning i ett papperstillverkningsförfaran- de, i vilket en våt pappersbana matas på en filt mellan ett par valsar i presspartiet av en papperstillverkningsmaskin, under 3 510 481 det att pappersbanan bringas i kontakt med en uppvärmd vals i valsparet. Ett annat syfte med uppfinningen är att åstadkomma en ny filt som är i stånd att bibehålla stabil elasticitet un- der lång användning. Ett syfte med uppfinningen är även att åstadkomma en pappersmaskinfilt som icke smälter eller deforme- ras även under betingelser av hög temperatur och högt tryck.

Man har funnit att ett fiberknippe som enbart innefattar poly(parafenylenbenzoxazol)-fibrer (PBO-fibrer) eller hos vil- ket PBO-fibrerna utgör huvudbeståndsdelen icke uppvisar minskad elasticitet även om de upprepande sammantrycks under betingel- ser av högt tryck och hög temperatur.

PBO-fibrer har mycket bättre hållfasthet och elastici- tetsmodul än de kända para-fenylensulfid- och aramidfibrerna, och PBO uppvisar utmärkt värmebestàndighet inklusive en högre värmenedbrytningstemperatur och ett minskat temperaturberoende med avseende på ändringen i elasticitetsmodulen. Egenskaperna hos PBO-fibrer beskrivs i en rapport i Japanese Journal of Fi- ber Association, Vol. 52, nr 3, pp. 143-147 (1996).

Enligt föreliggande uppfinning uppnås ovanstående syften med en filt innefattande ett stomvâvskikt och syntetfiberskikt, och att åtminstone det syntetfiberskikt, som har kontakt med pappersbanan, innefattar huvudsakligen poly(parafenylenbenzoxa- zol)-fibrer.

Syntetfiberskikten innefattar företrädesvis det skikt, som har kontakt med pappersbanan, och ett flertal individuella skikt som ligger under det förstnämnda skiktet. De individuel- la, underliggande skikten omfattar ett flertal övre skikt och ett flertal undre skikt, varvid de övre skikten ligger närmare ytskiktet än de undre skikten. I en föredragen utföringsform av uppfinningen är halten poly(parafenylenbenzoxazol)-fibrer i de övre skikten samma eller högre än halten i de undre skikten.

IIIiLHIII; Lan imllil .in ,n|\. .m um -nun man nun »um-m mm |= mun-mmm" 1.\..\.“\.,,.H. 510 481 4 Anledningen till att åtminstone det skikt av syntetfiber- skikten som har kontakt med pappersbanan i huvudsak innefattar poly(parafenylenbenzoxazol)-fibrer är följande. Ytskiktet, som har kontakt med den våta pappersbanan då densamma inmatas i den uppvärmda pressen, utsätts för värme och tryck från den upp- värmda valsen, vilket värme och tryck leds via den våta pap- persbanan. Å andra sidan leds mindre mängd värme till de undre skikten i filten, och följaktligen har de undre skikten en läg- re temperatur. Med avseende pà temperaturskillnaden över fil- tens tjocklek kan följaktligen de undre skikten innefatta en lägre halt PBO-fibrer, vilka år blandade med andra fibrer som har relativt låg smältpunkt eller värmenedbrytningstemperatur, så länge som blandningen någorlunda uppfyller betingelserna un- der varmpressningen.

I syntetfibrerna utgöres företrädesvis de fibrer, som blandas med PBO-fibrerna, av de polyamidfibrer, meta-aramidfib- rer och para-aramidfibrer som har en hög smältpunkt eller en hög nedbrytningstemperatur; aromatiska polymerfibrer' med he- terocykliska ringar, såsom aromatisk polyeteramid, fibrer av polybenzoimidazol (PBI) och polyoxidiazol (POD), fibrer av po- lyakrylat (PAR); polycyanoakryleterketon; polyeterketon (PEK); polyetereterketon (PEEK); polyfenylensulfid (PPS) och polytet- rafluoreten (PTFE).

Enligt uppfinningen kan därför en filt för pappers- tillverkning åstadkommas som har avsevärt förbättrad elastici- tet och en förbättrad planegenskap vid en hög temperatur under betingelser av hög fuktighet. Även i ett förfarande, i vilket temperaturen hos den uppvärmda valsen i kontakt med den våta pappersbanan är så hög som 250°C och på grund av brott på pap- persbanan värme och tryck från valsen påläggs direkt på filten, kan filten i tillräckligt stor utsträckning motstå värme och tryck. 5 510 481 Då det gäller en filt för användning i varmpressförfaran- det, där valsen har en temperatur inom intervallet från 100 till 150°C, kan en polyamidfiber med låg värmebeständighet blandas med PBO-fibern.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig J. är en schematisk tvärsek- tionsvy som visar ett par valsar i presspartiet av en pappers- maskin, vilken vy visar en filt som uppbär en våt pappersbana genom valsnypet, fig 2 är en förstorad schematisk tvärsek- tionsvy av en filt enligt uppfinningen, fig 3 är en schematisk tvärsektionsvy' av en uppvärmd testplanpress för testning av filtar, fig 4 är en jämförelsetabell över halten PBO-fiber i olika filtar enligt uppfinningen med ett jämförande exempel, varvid halten PBO-fiber är uttryckt såsom en viktprocentandel av den totala fiberhalten, och fig 5 är en tabell som visar re- sultaten av testning av de filtar som är uppräknade i tabellen i fig 4.

I fig 1 är valsar 1 och 2 anordnade på parallella axlar vid presspartiet i en papperstillverkningsmaskin. Den övre val- sen 1 är uppvärmd medelst ett uppvärmningsorgan 3. En filt 10, som uppbär en våt gmppersbana 20, passerar mellan valsarna, vilka pålägger tryck på den våta pappersbanan under det att densamma uppvärms direkt genom värmeöverföring från valsen 1.

Såsom visas i fig 2 omfattar filten 10 ett stomvävskikt 11 och ett flertal syntetfiberskikt 12A-12F, varvid fem skikt 12A-12E visas på ovansidan av stomvävskiktet 11 och ett skikt - IÉF på undersidan av stomvävskiktet. Vart och ett av syntetfi- berskikten har samma vikt. Syntetfiberskikten är fästa vid stomvävskiktet och till varandra genom nålning, varvid varje syntetfiberskikt formas efter varandra på stomvävskiktet. tfila.. u: ;.t«.wilu|ix..» mi .hum .mun-uu IH ,mu\n1W Mhuwm, 510 481 Ytskiktet 12A av syntetfiberskikten skall såsom huvudkom- ponent innefatta från ca 75 till 100 viktprocent poly(parafe- nylenbenzoxazol)-fiber (PBO-fiber).

Bland de individuella syntetfiberskikten 12A-12F skall PBO-halten i de övre skikten vara samma eller högre än PBO- halten i de lägre skikten. Närmare bestämt kan PBO-fiberhalten i skikten 12B-12F vara densamma som halten i det yttre skiktet 12A, eller halten PBO kan minska successivt i riktningen från skiktet 12A till skiktet l2F. PBO-halten i vart och ett av skikten 12A-12F kan således vara 100%, eller PBO-halten i skik- ten 12B-12F kan vara noll.

Den våta pappersbanan 20 bringas i kontakt med den upp- värmda valsen 1, såsom visas i fig 1, och temperaturen hos den uppvärmda valsen beror på det pressförfarande som utföres. Då det gäller varmpressförfarandet har valsen en temperatur inom intervallet av 100-l50°C, under det att i presstorkningsförfa- randet har valsen en temperatur inom intervallet av 150-250°C.

Under hänvisning till fig 2 och 4 samt exempel 1 fästes fem skikt av syntetfiber 12A-12E genom ett nålningsförfarande på ytan av stomvâvskiktet 11, och ett ytterligare skikt 12F fästes på den motstående sidan av stomvâvskiktet. Stomvävskik- tet innefattar ett dubbelvävt tyg, i vilket både varpen och väften innefattar tvinnat garn av polyamidfiber (t ex nylon 6).

PBO-fiberhalten hos de individuella syntetfiberskikten variera- des, såsom visas i fig 4, för framställning av sex exempel en- ligt uppfinningen och ett jämförande exempel. I exemplen 1-6 utnyttjades i varje fall polyfenylensulfid (PPS) såsom den fi- ber som blandades med PBO-fibern. I det jämförande exemplet om- fattade varje syntetfiberskikt enbart PPS. Nålningen utfördes på samma sätt i vart och ett av exemplen.

I exempel 1 innehöll alla syntetfiberskikt 100% PBO- Q fiber. I exemplen 2-5 var PBO-fiberhalten relativt hög i syn- 7 510 4810 tetfiberskikten vid och nära ytan, men PBO-halten i de undre skikten var minskad. I exempel 6 bestod de undre syntetfiber- skikten enbart av PPS-fiber. I det jämförande exemplet bestod syntetfiberskikten av 100% PPS-fiber.

Med användning av den testapparat, som visas i fig 3, sammantrycktes filtar av exemplen 1-6 och det jämförande exemp- let 100 000 gånger vid ett tryck av 100 kg/cmzmed en hastighet av en sammantryckning per sekund mellan en undre presskiva 101 och en övre presskiva 102, som var uppvärmd till en temperatur av 250°C. Tätheten hos varje syntetfiberskikt uppmättes efter varmpressningen, och resultaten visas i fig 5.

Såsom visas i fig 5 behåller en filt omfattande ett stort antal syntetfiberskikt innehållande enbart PBO-fiber på ytan av densamma en låg densitet efter varmpressning, och beständighe- ten mot tillplattning hos de erhållna filtarna förbättras så- lunda. När PBO-fiber blandas med andra fibrer i ett skikt och PBO-fiberhalten är minst 25% bibehålls även en låg filtdensitet efter varmpressning, och filtarna är därför beständiga mot tillplattning.

Särskilt då PBO-fiberhalten är 50 viktprocent eller mer förbättras anmärkningsvärt bibehållandet av en låg filtdensitet och motstånd mot tillplattning.

Såsom beskrivs ovan är filten enligt uppfinningen avsedd för matning av en våt pappersbana mellan ett par 'valsar i presspartiet av en papperstillverkningsmaskin med den våta pap- persbanan i kontakt med en uppvärmd vals i valsparet. PBO-fiber är huvudbeståndsdelen i åtminstone ytskiktet, vilket har kon- takt med den våta pappersbanan. PBO-fibern förhindrar att fil- ten deformeras av värme till och med då pappersbanan pressas vid en hög temperatur och åstadkommer att filten bibehåller en stabil elasticitet. Filten har sålunda väsentligt förbättrad beständighet mot tillplattning. 510 481 u 8 Då det gäller en filt som år tillverkad av ett flertal skikt, där ytskiktet i kontakt med den våta pappersbanan är i huvudsak tillverkat av PBO-fiber, har de underliggande skikten nära ytskiktet företrädesvis högre PBO-halt än de underliggande skikten på längre avstånd från ytskiktet. Med en så uppbyggd filt undertrycks inverkan hos det värme, som leds från den upp- vârmda valsen via den våta pappersbanan till filtens ytskikt, effektivt vid och nära ytskiktet, och följaktligen kan vanliga polyamidfibrer med fördel blandas med PBO-fiber i de undre syn- tetfiberskikten.

Det är uppenbart att uppfinningen kan modifieras inom ra- men för de efterföljande patentkraven.

Claims (2)

510 481 P a t een t ker a v

1. Filt för användning vid ett papperstillverkningsförfaran- de, vid vilket en våt pappersbana (20) matas pà en filt (10) mellan ett par valsar (1, 3) vid presspartiet i en papperstill- verkningsmaskin, under det att den vàta pappersbanan (20) bringas i kontakt med en uppvärmd vals (1) i valsparet (1, 3), k ä n n e t e c k n a d a v att filten (20) innefattar dels ett stomvävskikt (11) och dels syntecfiberskikc (12A-12F), och att åtminstone det syntetfiberskikt (12A), som har kontakt med pappersbanan (20), innefattar huvudsakligen po- ly(parafenylenbenzoxazol)-fiber.

2. Filtenligtkravl,kânnetecknad av att syntetfiberskikten omfattar' dels ett ytskikt (12A), som har kontakt med pappersbanan, och dels ett flertal individuella skikt (12B-12F) som är placerade under ytskiktet (l2A), vilka individuella skikt omfattar ett flertal övre skikt, och ett flertal undre skikt, varvid. de övre skikten ligger närmare ytskiktet än de undre skikten, och att halten po- ly(parafenylenbenzoxazol)-fiber i de övre skikten är minst lika stor som halten i de undre skikten.