52

Savremene tehnologije

Uvod

UTICAJ STRUKTURNIH I KONSTRUKTIVNIH PARAMETARA FORMIRAJUĆIH SSB SITA NA NJIHOVA SVOJSTVA

Ivana T. Skoko1, Jovan M. Stepanović2*, Vasilije M. Petrović1, Marija S. Stanković1, Miodrag V. Stamenković2

1 Tehnički fakultet, Univerzitet u Novom Sadu, Zrenjanin, Srbija2 Tehnološki fakultet, Univerzitet u Nišu, Leskovac, Srbija

U radu je izvršena analiza osnovnih parametara formirajućih SSB sita ( Sheet Support Binder ) i njihov uticaj na prekidnu silu i prekidno izduženje. Ispitivanje je sprovedeno na tri vrste višeslojnih sita, 1V1P41, 1V1P51 i 1V2P51. Sita su istog sirovinskog sastava (osnove PES, potke PES i PA, vezivne potke PA), ali različitih gustina po osnovi i potki i različitih prepletaja. Merenja su vršena pos-le termostabilizacije i posle izrade spojeva kako bi se dobili rezultati o promeni jačina sita. Ispitivanje je vršeno na dinamometru Zwick sa podržavajućim softverom TextXpert V.11.0. Dobijeni su sledeći rezultati: prekidna sila i prekid-no izduženje za sito 1V1P41 posle termostabilizacije su iznosili 3916,91 N i 18,22 % a posle izrade spoja 1839,10 N i 9,44 %; za sito 1V1P51 rezultati posle termostabilizacije su 3680,05 N i 18,35 % a posle izrade spoja 1356,61 N i 9,12 %; za sito 1V2P51 prekidna sila posle stabilizacije je 3834,78 N a izduženje 19,71 % dok su vrednosti posle izrade spoja 1783,51 N i 10,66 %. Iz dobi-jenih rezultata se može zaključiti da se nakon izrade spojeva kod termostabi-lizovanih sita menjaju njihove mehaničke karakteristike.

Ključne reči: SSB formirajuća sita, prepletaji, prekidna sila, prekidno izduženje, propustljiv-ost vazduha

Formirajuća sita se koriste za industriju papira i celu-loze. Ona imaju veoma važnu ulogu u postupku formiranja lista papira [1]. Te funkcije se mogu podeliti u dve osnovne grupe: tehnološke (sposobnost zadržavanja vlakana, us-meren transport i taloženje vlakana na površini sita i pro-pustljivost vode) i mehaničke (otpornost na habanje, otpor-nost na prljanje i stabilnost sita) [2]. Da bi formirajuće sito ispunilo očekivanja, potrebno je optimizirati konstrukciju, prilagoditi je svakoj papir-mašini i svakom proizvodnom programu. To podrazumeva određivanje prepletaja, gus-tine, materijala i dimenzija. Kakav će prepletaj biti zavisi prevashodno od namene sita tj. da li će se koristiti za sve vrste papira, pre svega ambalažne, zatim za srednje fine ili fine papire. Kad se govori o gustini žica, u industriji sita se koristi termin numeracija ( broj žica na 10 mm ). Numera sita zavisi od više faktora: vrste i gramature papira, sastava mase, kao i tipa i karakteristike papir-mašine. Materijali koji se koriste za proizvodnju sita su monofilamntni poli-estri i poliamidi [2]. Poliamidi se koriste isključivo za potku i imaju ulogu da povećaju otpornost na habanje. Sita su proizvedena postupkom tkanja, termostabilizovana sa

utkanim nemarkirajućim spojem i obrađenim ivicama [2]. SSB sito je višestruko sito sa dva sistema osnovinih i dva sistema potkinih žica kao i sa vezivnim potkinim žicama, što u stvari čini dva sita koja leže jedno iznad drugog i koja su međusobno spojena vezivnim potkama.

U radu je data analiza potrebnih parametara i zahteva za izradu formirajućeg SSB sita kako bi se došlo do zadovoljavajućih kriterijuma.

Objašnjeno je ponašanje sita posle termostabilizacije, njegova prekidna sila i prekidno izduženje i stanje sita na-kon izvršenog spajanja.

Uzorci i metodika ispitivanja

Uzorci. Ispitana su tri sita: 1V1P41, 1V1P51 i 1V2P51. Za sva tri tipa su korišteni monofilamenti istog sirovinskog sastava. Karakteristike filamenata od kojih su tkana sita prikazana su u tabeli 1.

(ORIGINALAN NAUČNI RAD)UDK 621.928.2

*Adresa autora: Jovan Stepanović, Tehnološki fakultet, Bulevar oslobođenja 124, 16000 Leskovac, SrbijaE-mail: jovan64@yahoo.com Rukopis primljen: 26. marta 2012.Paper accepted: 18. juna 2012.

1(1) (2012), 52-57

53

Savremene tehnologije

Slika 1. Prepletaj višestrukog sitaFigure 1. The weave of the multiple forming sieve

Slika 3. Presek sita 1V1P41Figure 3. The intersection of the forming sieve 1V1P41

Slika 5. Presek sita 1V2P51Figure 5. The intersection of the forming sieve 1V2P51

Slika 2. Poprečni presek sitaFigure 2. The cross section of the forming sieve

Slika 4. Presek sita 1V1P51Figure 4. The intersection of the forming sieve 1V1P51

Na slici 1 prikazan je izgled sita i njegov prepletaj a na slici 2 poprečni presek [3].

Na slikama 3,4 i 5 dati su preseci sita po širini za sva tri ispitivana tipa [2].

Metodologija ispitivanja. Analizirana su sledeća svojst-va sita: prekidna sila, prekidno izduženje i propustljivost vazduha.

Ispitivanje prekidne sila i prekidnog izduženje vršeno je na dinamometru Zwick i pri tom su spremljene epruvete u obliku traka u pravcu osnove. Dimenzije traka su 350 mm x 50 mm a nakon paranja merna širina je 40 mm. Rasto-janje između klema iznosi 200 mm. Za sva tri sita rađeno je po pet merenja, posebno za ispitivanje termostabilizaci-je i posebno za ispitivanje spojeva.Eksperimenti su vršeni pod sledećim uslovima:Sila predopterećanja (Pre-load) – 10 NBrzina predopterećenja (Pre load speed) – 20 mm/minBrzina testiranja (Test speed) – 80 mm/min

Tabela 1. Karakteristike korištenih monofilamenataTable 1. Characteristics of used monofilament

18,1

Tip

920 H 921 Y

910 H

913 Y

814 ZI

824 ZI

Položaj

Gornja osnova Donja osnova

Gornja potka

Donja potka

Donja potka

Vezivna potka

Sastav

PES PES

PES

PES

PA 6.6

PA 6.6

[mm]

0,13 0,21

0,14

0,25

0,25 0,13

[dtex]

185

479

214

679

562

152

Relativna Prekidna

sila [cN/tex]

55,4 61,6

42,9

45,3

55,2 63,9

Prekidno izduženje

[%]

10,9

24,9

24,9 45,7 37,7

1(1) (2012), 52-57

54

Savremene tehnologije

Slika 6. Textest Instrument FX 3300Figure 6. Textest Instrument FX 3300

Ispitivanje propustljivosti vazduha vršeno je na aparatu Textest FX 3300. Ovim putem je meren protok vazduha

kroz sito pod određenim pritiskom. Jedinica za protok vazduha je CFM što predstavlja količinu vazduha u m3

koja prođe kroz površinu od 1 m2 za 1 minut [6]. Mera CFM se koristi da bi se uporedila sita različitog prepletaja. Za sva tri sita urađena su po pet merenja, posebno za ispi-tivanje propustljivosti posle termostabilizacije i posebno za ispitivanje nakon izrade spojeva.

Na slici 6 prikazan je aparat za merenje propustljivosti vazduha.

Rezultati i diskusija

Rezultati ispitivanja prekidne sile, prekidnog izduženja kao i aritmetička sredina, strandardna devijacija i koefici-jenti varijacije za termostabilizovana sita prikazani su u ta-beli 2 a rezultati ispitivanja sita u predelu spojeva u tabeli 3.

Gustine osnovinih i potkinih žica utiču na svojstva sita. Veći broj žica po mernoj jedinici predstavlja i finije sito[1]. Sva tri sita imaju sličnu gustinu osnovinih ali različitu gustinu potkinih žica.

Tabela 2: Prekidna sila i prekidno izduženje termostabilizovanih sita Table 2. The breaking strength and breaking elongation of thermo stabilized forming sieves

Tabela 3: Prekidna sila i prekidno izduženje sita u delu spojevaTable 3. The breaking strength and breaking elongation of forming sieves in the compounds part

N

1

2

3

4

5

x

s

cv

[%]

16,46

16,92

17,95

18,56

19,17

17,81

1,12

6,29

Prekid

izduž.

[%]

16,66

17,03

18,31

19,08

20,04

18,22

1,41

7,74

Prekid.

sila F

[N]

3779,48

3849,57

3966,22

4023,25

3966,04

3916,91

99,47

2,54

1V1P41

Fmax

[N]

3813,99

3868,76

4032,53

4107,96

4057,20

3976,09

127,43

3,2

[%]

17,59

18,34

17,72

18,00

18,70

18,07

0,45

2,29

Prekid.

izduž.

[%]

17,79

18,41

18,06

18,69

18,79

18,35

0,42

2,29

Prekidna

sila F

[N]

3651,77

3587,77

3660 ,56

3717,15

3782 ,99

3680 ,05

73,60

2

1V1P51

Fmax

[N]

3754,50

3789,94

3795,60

3774,07

3817,39

3786 ,3

23,60

0,62

max

[%]

20, 00

18,89

17,89

20,13

19,87

19,36

0,95

4,91

Prekid

izduž.

[%]

20,20

19,71

18,14

20,18

20,33

19,71

0,91

4,62

Prekid.

sila F

[N]

3931,05

3673,95

3727,54

3937,54

3903,83

3834,78

124,46

3,25

1V2P51

Fmax

[N]

3938,00

3840,14

3829,79

3975,54

3954,36

3907,57

67,70

1,73

N

1

2

3

4

5

x

s

cv

max

[%]

8,36

9,31

9,13

9,19

9,04

9,01

0,37

4,11

Prekid

izduž.

[%]

8,92

9,59

9,57

9,62

9,48

9,44

0,29

3,07

Prekid.

sila F

[N]

1746 ,15

1827 ,06

1887,48

1877 ,42

1857 ,38

1839 ,10

56,85

3,09

1V1P41

Fmax

[N]

1949 ,51

2033 ,21

2134 ,32

2121 ,22

2074 ,35

2062 ,52

74,79

3,63

max

[%]

6,78

6,95

6,29

5,93

6,26

6,44

0,42

6,52

Prekid.

izduž.

[%]

9,50

7,51

9,86

9,49

9,25

9,12

0,93

10,20

Prekidna

sila F

[N]

1398 ,75

1415 ,21

1365 ,52

1248 ,47

1355 ,10

1356 ,61

65,16

4,80

1V1P51

Fmax

[N]

1554,82

1577,74

1480,09

1391,55

1506,69

1502,18

72,85

4,85

max

[%]

10,05

8,73

8,41

10,13

9,87

9,44

0,81

8,58

Prekid

izduž.

[%]

10,86

8,95

8,73

11,03

10,71

10,06

1,12

11,13

Prekid.

sila F

[N]

1728,25

1772,91

1688,96

1912,38

1815,03

1783,51

86,18

4,83

1V2P51

Fmax

[N]

1920,72

1931,23

1898,72

2128,78

2017,39

1979,37

94,91

4,79

1(1) (2012), 52-57

55

Savremene tehnologije

Histogrami prekidnih karakteristika uzoraka sita prema tabeli 2 i 3 prikazani su na slikama 7a i 7b

Slika 7a. Histogram prekidnih sila sita Figure 7a. Breaking strength histogram of the forming sieves

Slika 7b. Histogram prekidnih izduženja sitaFigure 7b. Breaking elongation histogram of the forming sieves

Histogram odnosa propustljivosti vazduha kod termo-stabilizovanih sita i spojeva, prema tabeli 4 i 5, prikazan je na slici 8.

Tabela 4: Gustine osnovinih i potkinih žicaTable 4. Density of warp and weft threads

Tabela 5: Propustiljivost vazduhaTable 5. Air permeability

0

5

10

15

20

Pre

kid

no

izd

užen

je (

%)

Tipovi sita

Termostabilizovana sita Spojevi

Termostabilizovana sita 18,221 8,35 19,71

Spojevi 9,44 9,12 10,06

123

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Pre

kid

na s

ila (

N)

Tipovi sita

Termostabilizovana sita Spojevi

Termostabilizovana sita 3916,91 3680,05 3834,78

Spojevi 1839,1 1356,61 1783,51

12 3

Tip

920 H 921 Y

910 H

913 Y 814 ZI

824 ZI

Položaj

Gornja osnova

Donja osnova

Gornja potka Donja potka

Donja potka

Vezivna potka

Sastav

PES PES

PES

PES PA 6.6

PA 6.6

[mm] 0,13 0,21

0,14

0,25 0,25

0,13

1V1P41

[cm-1]

30,5 30,5

19,5

9,75 9,75

39

1V1P51

[cm-1]

30

30

21,5

10,75

10,75

21,5

1V2P51

[cm-1]

30,5

30,5

23,5

11,75

11,75

23,5

N

1

2

3

4

5

x

Spoj 427

425

420

423

421

423

1V1P41

[cfm]

TS 402

403

404

413

414

407

Spoj 411

411

408

409

408

409

1V1P51 [cfm]

TS 405

403

405

406

401

404

Spoj

413

416

413

415

416

415

1V2P51

[cfm]

TS

413

414

418

417

419

416

1(1) (2012), 52-57

56

Savremene tehnologije

Slika 8. Prikaz propustljivosti vazduha Figure 8. Air permeability

Upoređivanjem dobijenih rezultata iz tabele 2 i tabele 3 kao i sa histograma 7a i 7b može se konstatovati sledeće:

• Sito 1V1P41 ima najveću prekidnu silu i posle termo-stabilizacije a i nakon izrade spojeva.

• Prekidna sila i prekidno izduženje se nakon izrade spo-jeva kod prvog sita (1V1P41) smanjuje sa 3916,91 N na 1839,10 N, odnosno sa 18,22 % na 9,44 %, što pred-stavlja smanjenje prekidne sile za 53,05 %, odnosno smanjenje prekidnog izduženja za 48,19 %.

• Prekidna sila kod drugog sita (1V1P51) smanjuje se posle spajanja sa 3680,05 N na 1356,61 N a što se tiče prekidnog izduženja sa 18,35 % na 9,12 %. Smanjenje prekidne sile u ovom slučaju je 63,14 % a smanjenje prekidnog izduženja je 50,3 %.

• Kod trećeg sita (1V2P51) prekidna sila smanjuje se sa 3834,78N na 1783,51 N a prekidno izduženje sa 19,71 % na 10,06 %, što čini smanjenje sile za 53,49 % odnosno smanjenje izduženja za 48,96 %.

• Propustljivost vazduha se kod prva dva sita (1V1P41 i 1V1P51) nakon izrade spojeva povećava za 3,93 % odnosno 1,24 %, dok kod sita 1V2P51 vrednosti os-taju približno iste.

Na osnovu dobijenih rezultata može se zakljčiti da strukturne i konstruktivne karakteristike sita definišu i njihova svojstva. Za sito 1V1P41, koje pokazuje najbol-ja mehanička svojstva, na naličju je primenjen petožični atlas prepletaj, za razliku od sita 1V1P51 i 1V2P51 čiji donji sloj veže u šestožičnom atlasu. Naime, količnik broja promene efekata i raporta prepletaja [4, 5] je povoljniji kod petožičnog atlasa što je, pored ostalog, razlog ovako do-bijenih rezultata.

Zaključak

Karakteristike tkanih sita zavise od njihovih strukturnih i konstruktivnih rešenja, kao i od tehnoloških uslova njiho-vog formiranja. Pri tome, najznačajniju ulogu imaju sirovin-ski sastav, strukturne i fizičko-mehaničke karakteristike primanjenih pređa, gustina osnovinih i potkinih žica kao i primenjeni prepletaji sita.

Analizirana su sita istog sirovinskog sastava (osnove PES, potke PES i PA, vezivne potke PA), ali različitih gustina po potki i različitih prepletaja. Na osnovu rezul-tata istraživanja, zaključuje se da prepletaj i gustina žica imaju uticaj na prekidnu silu i prekidno izduženje kao i na propustljivost vazduha. Takođe se zaključuje da se sila i izduženje kod sva tri tipa sita drastično smanjuju nakon izrade spojeva, odnosno, da u tom delu, sita gube svoju jačinu.

Zahvalnica

Autori se zahvaljuju Ministarstvu prosvete i nauke Re-publike Srbije na finansijskoj podršci Projekta TR 34020 u okviru koga je urađen ovaj rad.

Skraćenice i simboli

SSB - Sheet Support BinderCFM - Količina vazduha u m3 koja prođe kroz površinu od 1 m2 za 1 minutuTS – Termostabilizovano sito

Literatura

[1] S. Dasgupta, N. Ray „Designing of Forming Fabrics considering paper making aspects“, IPPTA Journal, Vol.21,No.4, Oct.-Dec.,2009.

[2] Dokumentacija fabrike sita i ležaja „Fasil“ Arilje ( www.fasil.co.rs )

[3] www.heimbach.com/paper machine clothing/ range of products/ forming section – pristupljeno avgust 2011.

[4] J. Stepanovic, K. Zafirova, Z. Milutinović, V. Petrović, Design of fabric breaking characteristics, Macedonian Journal of Chemistry and Chemichal Engineering, No.1. 2007, 45-55.

[5] J. Stepanovic, Z Milutinovic, V. Petrovic, M. Pavlovic, Influence of relative density on deformation characteristics of fabrics in plain weave, Indian Journal of Fibre & Textile Research, No.1 , 2009. 76-81.

[6] http://weavexx.com/weavexx – pristupljeno decembar 2011

390

395

400

405

410

415

420

425

Tipovi sita

Prop

ustlj

ivos

t vaz

duha

(cfm

)

Termostabilizovana sita Spojevi

Termostabilizovana sita 4074 04 416

Spojevi 4234 09 415

12 3

1(1) (2012), 52-57

57

Savremene tehnologije

THE EFFECT OF STRUCTURAL AND DESIGN PARAMETERS OF SSB FORMING SIEVES ON THEIR PROPERTIES

Ivana T. Skoko1, Jovan M. Stepanović2*, Vasilije M. Petrović1, Marija S. Stanković1, Miodrag V. Stamenković2

1 Technical Faculty, University of Novi Sad, Novi Sad, Serbia2 Faculty of Technology, University of Niš, Leskovac, Serbia

The paper analyzes the basic parameters of SSB forming sieves (Sheet Sup-port Binder) and their impact on the breaking strength and breaking elongation. The research was carried out on three types of multi-layer sieves, 1V1P41, 1V1P51 and 1V2P51. These forming sieves have the same composition (warp PES, weft PES and PA, binding weft PA), but they have a different densities of warp and weft and different interlacement. The measurements were taken after thermo stabilization and after binding in order to get the results on the sieves strength changing. The test was performed on a Zwick dynamometer with TextXpert V.11.0 supportive software. The following results were obtained: the breaking strength and breaking elongation of the sieve 1V1P41 after sta-bilization were totalled 3916,91 N and 18,22 % and after binding 1839,10 N and 9,44 %; for forming sieve 1V1P51 the results after stabilization were 3680,05 N and 18,35 % and after binding 1356,61 N and 9,12 %; for the sieve 1V2P51 the breaking strength after stabilization was 3834,78 N and breaking elonga-tion was 19,71 % while the values after binding were 1783,51 N and 10,66 %. From the results it can be concluded that after the binding of thermo-stabilized sieves their strength is changing.

Keywords: SSB forming sieves, interlace-ment, breaking strength, breaking elongation, air permeability

(ORIGINAL SCIENTIFIC PAPER)UDC 621.928.2

Summary

1(1) (2012), 52-57