专利名称：干燥屏的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种干燥屏，该干燥屏包括在横截面上的平的机器方向的线即经线和横截面上的、基本上是圆的、强烈收缩的横向线即纬线，所述线形成了单层金属丝布，该布在编织之后进行热处理，因此在热处理期间金属丝的横向收缩使经线相互移得更近了。
干燥屏用在造纸机的干燥部分上。干燥屏使要干燥的纸卷导入通过干燥部分。使用合适的结合，干燥屏的纤维由能承受高温和湿度的线形成。干燥屏应该具有特殊的透过度，从而能够更加有效地干燥卷。然后，较高的透过度可以引起一些问题，特别在高速(接近2000m/min)的机器中更是如此。没有控制的空气流减少了金属丝的工作性能。对于现代造纸机而言，越来越关心干燥屏的空气动力性能。特别地，金属丝所带来的空气引起工作性能问题，因此发展了这样的金属丝使这些金属丝的表面尽可能的光滑。这种思想是使金属丝尽可能地薄，从而避免由于金属丝和纸卷之间的速度差所产生的工作性能问题。此外，干燥屏应该是这样的，以致制造要干燥的纸卷仍然不重要。这就是为什么要努力提供在纸卷侧上具有均匀表面结构的干燥屏，从而使纸卷表面保持尽可能的光滑。使用很小的能量使纸卷合适地干燥，并且使之尽可能地快速进行，因此造纸机的长度仍然是合理的。因此，金属丝的接触面积和接触点的数目变得重要了。
现有技术中公知的是，使用平的线增加了干燥屏纸侧上的接触面积的尺寸大小。扩宽平的线的宽度也增加了接触面积，但同时减少了每单位表面积的接触点数目，因此减弱了干燥屏的干燥性能。这是由于减少接触点导致了挤压纸卷的点的数目减少。
FI出版物96885公开了一种干燥屏，在该干燥屏中，平的机器方向线通过位于纸侧上的、至少三个、最多为九个的横向线上方。此外，结合在一起的、平的机器方向线借助于使横向线收缩而并排放置，因此机器方向线的侧部被组合在一起从而相互面对，并且因此而形成更宽的经线。借助于使平的经线通过纸侧上的横向线上方，在金属丝的纸侧上提供较大的接触面积，而这些平的经线设置成在这些侧部上相互面对一个较长的距离。但是，在这种结构中，纸侧上的接触点数目较小，因此金属丝的干燥性能不充分。
本发明的目的是提供一种改进过的干燥屏，该干燥屏除了在纸侧上具有较大的接触面积及具有非常光滑的纸侧表面之外，它具有若干接触点。
本发明的干燥屏的特征在于，金属丝布中的每个经线通过布的纸侧上的两个纬线上方，通过布的机器侧上的一个纬线下方，并且相应地前进，邻近经线示出了一个纬线沿着机器方向进行移动，每个经线使一个纬线相对于以前的经线从不同位置移动到布的纸侧上，并且相应地移动到机器侧上，在进行编织之后，布的纸侧表面在一些点上示出了空的空间，在这些点上，经线通过纬线下方，每个经线是纬线强烈收缩的结果，这些纬线相对于邻近经线重叠在位于纸表面上的所述空的空间中。
本发明的主要思想是，平的线用作机器方向的线，或者用作经线。横截面基本上是圆的并且可以强烈收缩的线被用作横向线，或者用作纬线。这些线被用来编织单层的纤维，在该纤维中，经线通过两个纬线上方，通过一个纬线下方，并且连续重复这种方式。除了根据经线是否通过纸侧或者是否相应地通过机器侧，邻近经线总是示出了一个纬线相对于以前的经线的相位移之外，其它的经线以相同的方式通过。根据所述的相位移，一些空的空间在下面这样的位置上形成于纸侧表面上经线通过纬线下方。在进行编织之后，基本纤维进行热处理，而纬线进行有力的收缩，其结果是，它们使这些经线沿着横向、向着相互地移动，因此使整个金属丝变窄了。收缩率的大小是如此大，以致经线在纸侧上的所述空的空间与邻近经线重叠。因此，由于从两侧把经线推入到所述空间中，因此纸侧上的空的空间沿着金属丝的横向局部地被填充。本发明的优选实施例的另一个主要思想是，金属丝的纸侧的接触面积是40％或者更多，同时接触点的数目是65/cm2或者更多。
本发明提供了这样的优点，干燥屏的纸侧非常光滑，并且它的接触面积较大。由于重叠的经线，因此经线的覆盖系数较大，并且接触点的数目明显大于以前的解决方案。这种光滑表面防止对产品进行划痕。此外，亲合力或者使纸卷处于合适位置上的力在光滑金属丝上较好，因此金属丝也以高速控制卷的行程。光滑表面的金属丝的另一个优点是，使金属丝保持干净，并且在它被弄脏的情况下金属丝容易清洁。较大的接触面积和较大的接触点数目同时允许在卷和金属丝之间进行合适的热传递。
本发明的金属丝提供了较好的工作性能。这是由于，光滑表面的单层金属丝所引导的空气量较小。此外，金属丝非常细，优选地是1.3mm或者更小，并且金属丝具有非对称结构，这又减少了金属丝和卷的工作速度的差值。较大的接触面积和较大的接触点数目也为金属丝提供了更高的干燥效率。优选地，金属丝的纸侧表面上的经线的高度差(level difference)小于0.1mm。
本发明的另一个优点是，在进行编织和热处理之后，金属丝不需要作进一步的处理，而它立即就提供了所设计的性能，并且它可以直接被加入。因此，可以省去引起额外费用的、消耗时间的机械精加工如研磨和砑光。
根据以前的原理(例如US专利5840637)，单层金属丝的稳定性不足以用在造纸机的干燥部分上。但是，本发明的单层金属丝提供有所需要的稳定性，因为借助使纬线进行强烈的收缩可以得到重叠的经线。在所执行的运转实验中，在涉及稳定性的干燥屏工作性能方面上没有看到问题。
本发明的干燥屏尤其可以用于公知为单纤维应用中，而这些单纤维应用通常至少位于新型的高速造纸机的干燥部分的前端上。在单纤维应用中，只在单金属丝的控制下引导纸卷，并且没有以传统方式在两个金属丝的控制下引导纸卷。由于单纤维应用(application)通常位于干燥部分的前端上，因此到达那里的纸卷仍然非常湿。本发明的金属丝是优选的，因为由于扩大的接触面积和较大的接触点数目所产生的光滑而均匀的金属和足够的纸卷支撑增强了湿纸卷的干燥。金属丝还有效地防止在单层纤维应用中产生划痕(marking)。在现有技术中公知的是，在纸卷和单纤维应用中的金属丝之间存在工作速度的不同。使用具有非对称结构的本发明的薄金属丝可以成功地减少所述速度差。
在附图中可以更加详细地描述本发明；在这些附图中
图1a到1d示出了干燥屏表面的不同形状；图2从机器的横向示意性地示出了本发明的金属丝结构的横截面；图3a从机器方向示意性示出了热处理之前的、图2所示的金属丝结构的横截面；及图3b相应地示出了热处理之后的相同结构。
图4a示意性地示出了热处理之前的、图3a所示的金属丝的纸侧，而图4b相应地示出热处理之后的金属丝的纸侧；图5a示意性地示出了热处理之前的、图3a所示的金属丝的机器侧，而图5b示出了热处理之后的；图6a示出了公知干燥屏的纸侧表面的接触表面分析仪所提供的图形；相应地，图6b示出了本发明的干燥屏的接触表面的图形；及图7示意性地示出了热处理之前的、本发明的金属丝的另一个可能纸侧。
图1a到1d示出了干燥屏的不同形状，其中图1a到1c表示公知的金属丝，而图1d表示本发明的金属丝。所有表面包括等量的接触面积(在这种情况下是50％)，尽管这些金属丝的表面性能不同。图1a所示的金属丝具有较粗的表面和较少的接触点。图1b所示的金属丝也具有较粗的表面，但是具有较金的接触点。而图1c所示的金属丝具有相当光滑的表面，但是接触点较少。图1d示出了本发明的干燥屏，它的纸侧表面结构非常光滑并且具有若干接触点。与市场上公知的干燥屏相比，本发明的金属丝的纸侧上的接触点数目几乎翻一倍了。例如，通过比较下面所描述的图6a和6b，可以清楚地看到，接触点的数目较大。
图2示出从横向看去的本发明的金属丝结构的横剖面。金属丝布包括单层并且它由机器方向经线1a到1c和横向纬线2形成。纤维类型是三梭道(three-shed)纤维，这意味着，经线总是通过金属丝的纸侧B上的两个纬线上方，然后通过造纸机的机器侧C上的一个纬线下方，并且在下两个纬线上方使用相同的模式来继续等等。如图2及图4a和4b下方所示一样，在纤维中的所有经线采用相同的结合结构，因此邻近经线总是包括一个纬线的相位移，即邻近经线的结合总是使一个经线沿着造纸机的机器方向的相同方向进行移动。
经线和纬线是单丝并且由塑料形成。平线被用作经线，该平线的横截面最好类似具有圆角的矩形。例如与平的椭圆形线(这种线基本上还被应用)相比，这种线提供有较大的接触面积。可能的经线材料的例子是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚亚苯基硫化物(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚二亚甲基亚环已基对苯二酸盐(PCTA)和聚乙烯萘(PEN)。而纬线的横截面基本上是圆的，在这种情况下，在通过金属丝的纸侧B和机器侧C之间时，经线在纬线之间尽可能光滑地进行延伸。收缩非常强烈的线被用作纬线，这意味着，各个线的纵向收缩率至少为10％。此外，沿着整个金属丝的宽度方向的收缩率至少为10％。借助纬线收缩所产生的力一定非常强，因此纬线需要特殊的材料，及纬线和纬线之间的尺寸大小比较特殊。经线材料最好是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
矩形经线的厚度最好是0.3mm或者更小，而宽度是0.6mm或者更少。厚度和宽度之间的比值接近1∶2。经线的直径范围最好是处于0.6和0.8mm之间。增大经线厚度和纬线厚度使得金属丝的表面性能减弱。如果所使用的经线较厚，那么纬线相互之间不得不以更大的距离进行布置，从而使厚的经线在纬线之间进行弯曲。如果所使用的纬线较厚，那么它们相互之间当然可以分开得更远一些。当纬线相互之间以更大距离进行设置时，经线在纸侧表面上延伸一个较长的距离，因此接触面积增加了，但是每单位面积的接触点的数目同时减少了。
图3a示出了在编织之后、从机器方向看去的、或者作为基本纤维的、图2在前面所示出的金属丝横截面。然后，纸侧B上的平经线1在纬线2处放置成相互邻近，相互之间隔开一个距离。
图3b示出了热处理之后的、图3a所示的纤维。热处理可以使纬线2沿着纵向进行非常强烈的收缩，因此邻近经线1相互重叠。
图4a示出了从纸侧看去的图3a的金属丝。经线1通过纸侧上的两个纬线2上方，之后又通过机器侧上的一个纬线下方。沿着整个经线重复相同的方法。如附图所示一样，邻近经线方法包括一个纬线沿着上述方向进行相位移。然后，顶部的第二经线相对于第一经线使一个纬线通过金属丝的纸侧后部，并且相应地到达机器侧。以相同方法，顶部的第三经线相对第二经线使一个纬线通过纸侧和机器侧的后部，并且也使两个纬线相对于第一经线通过纸侧和机器侧的后部。如图所示一样，某些空的空间3总是形成于纸侧表面上，该纸侧表面位于这样的位置上经线通过纬线下方。在空的空间处，金属丝没有接触点。当编织的金属丝进行热处理时，收缩非常强烈的纬线倾向于变短，并且同时使这些经线相互移得更加近了。在这种情况下，当经线在纸侧上的空的空间处通过纤维下方并且在纸侧上不能提供横向支撑时，借助于收缩力使邻近的经线推入到空的空间中，如箭头所示一样，因此重叠有通过纬线下方的经线，如图4b所示一样。在热处理之后，纤维的缠绕填充较大，因为重叠地缠绕也填充了位于纸侧表面上的所述空的空间。
图5a示出了在热处理之前的、图3a所示的金属丝的机器侧，并且在图5b中相应地示出了在热处理之后的。在比较图5a和5b时，如可以注意到的一样，热处理基本上使纤维变密。在热处理之后，金属丝的空气透过度最好小于2500m3/m2h或者更小。
图6a是这样的图形，它示出了表示最近现有技术的金属丝的纸侧的接触表面。这种金属丝是描述在例如出版物Paperi ja puu(纸和木)，vol.82/No2/2000。所述金属丝的机器方向线和横向线是平的，纤维包括1.5层并且这种是四栈纤维。图6b是相应的图，它示出了本发明的金属丝的纸侧表面。接触点或者支撑点表示这样的点，在该点上经线或者纬线通过纤维的表面。接触点被认为是一个与线的数目无关的点，该表面上的线越过了。附图中的白色部分示出了接触表面4。在图6a中，接触点的数目总数是63，而在图6b所示的本发明解决方案中的接触点的数目总量为72，因此明显较大。此外，图6a的金属丝的接触面积是30％，而本发明的金属丝的接触面积是40％，因为接触点的数目较大。
当干燥屏进行热处理时，使用控制收缩的装置，因此可以稳定地、小心地控制金属丝沿横向上的收缩。因此，在热处理期间，使基本金属丝从纵向边缘连接到所述控制装置中，而温度和金属丝支撑的调整影响着收缩过程。热处理也提高了使用时的纤维尺寸大小的稳定性。
例子PET线被用作经线，而PET线在横截面上是具有圆角的矩形，它的厚度为0.29mm，宽度为0.60mm。经线的收缩率接近5％。直径为0.70mm的圆形线被用作纬线。纬线的材料也是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，并且它的收缩率大约为12％。所述线被用来编织图4a的金属丝布。在热处理之前，基本纤维的经密度是208/10cm。纤维在180度的温度下进行热处理，在热处理期间使用收缩率控制装置。在热处理之后，经线密度是240/10cm。纬线的密度保持90/10cm的值。基本纤维的空气透过度是3000m3/m2h，并且在热处理之后是2000m3/m2h。
图7示出了热处理之前的另一个金属丝的纸侧。在图中，(x)表示经线在纤维的表面上延伸，(.)表示经线通过纬线下方。在另一方面，所述金属丝的结合结构与图4a中所示出的相一致，除了现在处于连续顺序上的三个邻近经线丝1之外，每个经线丝具有一个纬线相对于以前的经线沿着相同进行移动，即对角线是1，并且在连续顺序中，下面的三个邻近经线具有一个纬线相对于以前的经线而不是三个经线的以前该组、沿着不同方向进行移动。因此，这些经线形成了一些组，这些组包括沿着相同方向具有对角线的三个线。邻近三线组沿着相对方向具有对角线。还是在这种情况下，空的空间形成到纸侧表面上，而在纤维的热处理期间，邻近经线可以被推入到该纸侧表面上。
相关的附图和说明只是用来解释本发明的思想。在权利要求的范围内本发明的细节可以改变。
权利要求
1.一种干燥屏，它包括在横截面上的平的机器方向的线即经线(1)和横截面上的、基本上是圆的、强烈收缩的横向线即纬线(2)，所述线形成了单层金属丝布，该布在编织之后进行热处理，因此在热处理期间金属丝的横向收缩使经线相互移得更近了，其特征在于金属丝布中的每个经线通过布的纸侧(B)上的两个纬线上方，通过布的机器侧(C)上的一个纬线下方，并且相应地前进，邻近经线示出了一个纬线沿着机器方向进行移动，每个经线使一个纬线相对于以前的经线从不同位置移动到布的纸侧上，并且相应地移动到机器侧上，在进行编织之后，布的纸侧表面在一些点上示出了空的空间(3)，在这些点上，经线通过纬线下方，每个经线是纬线强烈收缩的结果，这些纬线相对于邻近经线重叠在位于纸表面上的所述空的空间中。
2.如权利要求1所述的干燥屏，其特征在于干燥屏的纸侧的的接触面积是40％或者更多，并且金属丝的纸侧上的接触点的数目是65/cm2或者更多。
3.如权利要求1或者2所述的干燥屏，其特征在于在热处理之后，干燥屏的空气透过度是2500m3/m2h或者更小。
4.如前述权利要求任一所述的干燥屏，其特征在于纬线的收缩率大于10％，并且在进行编织之后，金属丝借助于热处理沿着横向至少收缩10％。
5.如前述权利要求任一所述的干燥屏，其特征在于金属丝的厚度是1.3mm或者更小。
6.如前述权利要求任一所述的干燥屏，其特征在于金属丝的纸侧表面上的经线的高度差是0.1mm或者更小。
7.如前述权利要求任一所述的干燥屏，其特征在于经线的横截面类似具有圆角的矩形。
8.如权利要求7所述的干燥屏，其特征在于经线的宽度是0.6mm或者更小，并且高度是0.3mm或者更小。
9.如前述权利要求任一所述的干燥屏，其特征在于纬线直径的范围为0.6和0.8mm之间。
全文摘要
本发明涉及一种干燥屏，它由平的机器方向的线(1)和圆形的机器方向的横向的线(2)编织而成。在进行编织之后，使纤维进行热处理，作为纬线强烈收缩的结果，邻近经线相互被重叠在纸侧(B)上。
文档编号D21F1/00GK1429298SQ01809696
公开日2003年7月9日 申请日期2001年5月17日 优先权日2000年5月18日
发明者劳诺·恩奎斯特 申请人:坦佩菲尔特公司