專利名稱：低密度彈性紙及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明背景本發(fā)明總體上涉及生產(chǎn)紙制品的方法。更具體地講，本發(fā)明涉及在改進(jìn)的傳統(tǒng)濕壓機(jī)上生產(chǎn)無皺紙的方法。
在造紙技術(shù)領(lǐng)域中，通常使用被稱為Yankee干燥器的大型蒸汽填充的滾筒來干燥被壓在所述干燥器滾筒表面上的、仍然是濕的紙。在傳統(tǒng)造紙業(yè)中，將濕的紙牢固地壓在Yankee干燥器的表面上。將濕的紙壓在所述滾筒上，形成了緊密的接觸，以便迅速將熱量傳入該紙。隨著所述紙的干燥，在所述Yankee干燥器表面和紙之間所形成的粘接，通常會(huì)由于在所述濕態(tài)紙和干燥器表面之間接觸之前噴灑的粘接劑而得到加強(qiáng)。當(dāng)用起皺刮刀將乎的、干燥紙從所述干燥器表面上刮去時(shí)，所述粘接會(huì)斷開，這樣可以在所述紙上形成細(xì)小的、柔軟的花紋，提高其脹量，并斷開很多纖維粘接，以便改善其柔軟度，并降低其硬度。
傳統(tǒng)的起皺工藝具有若干缺陷。因?yàn)樗黾埰瞧綁涸赮ankee上，隨著該紙的干燥，會(huì)以扁平、密集的狀態(tài)在纖維之間形成氫鍵。盡管起皺工藝可以在所述紙上產(chǎn)生很多扭結(jié)和變形，并增加其脹量，但當(dāng)所述起皺的紙濕潤(rùn)以后，所述扭結(jié)和變形會(huì)由于纖維的膨脹而松開。其結(jié)果是，所述紙傾向于恢復(fù)在所述氫鍵形成時(shí)所處的扁平狀態(tài)。因此，起皺的紙?jiān)跐駶?rùn)以后傾向于厚度變薄，并且沿機(jī)器方向側(cè)向膨脹，如果所述側(cè)向膨脹的織物的某些部分受到限制的，仍然是干燥的，或者通過表面張力保持在另一個(gè)表面上話，通常會(huì)在該工藝中起皺。
另外，起皺限制了可以賦予所述紙的花紋和脹量。用Yankee的傳統(tǒng)操作生產(chǎn)諸如透干的紙的高度起紋的織物可以進(jìn)行的改進(jìn)較少，所述紙是在有花紋的透干織物上生產(chǎn)的。所述Yankee上的紙的扁平的、密集的結(jié)構(gòu)大大限制了該制品在離開所述Yankee之后可以獲得的結(jié)構(gòu)。
通過生產(chǎn)無皺的透干紙可以避免上述和其它傳統(tǒng)起皺工藝的缺陷。可將所述紙制成膨脹的三維結(jié)構(gòu)，而不是扁平的和密集的結(jié)構(gòu)，從而提供良好的濕潤(rùn)彈性。不過，眾所周知，無皺的紙通常傾向于堅(jiān)硬，并且缺乏起皺制品的柔軟度。另外，透干的紙有時(shí)會(huì)由于為了實(shí)現(xiàn)全干燥而流過所述紙的氣流，而在該織物上形成小孔。而且，世界上大多數(shù)造紙機(jī)使用傳統(tǒng)的Yankee干燥器，而且造紙商不情愿接受增加透干技術(shù)的高成本或與透干相關(guān)的較高的生產(chǎn)成本。
以前在滾筒干燥器或Yankee干燥器上生產(chǎn)無皺紙片的方法業(yè)已包括了將紙卷繞在所述干燥器上。例如，滾筒干燥器長(zhǎng)期以來一直被用于高質(zhì)量的紙。在傳統(tǒng)滾筒干燥中，所述紙由干燥器織物攜帶，所述織物卷繞在所述滾筒干燥器上，以便形成良好的接觸，并防止紙滑動(dòng)。遺憾地是，所述卷繞結(jié)構(gòu)不適用于將現(xiàn)代的起皺造紙機(jī)轉(zhuǎn)變成無皺的造紙機(jī)。另外，在不起皺的情況下，所述紙可能堅(jiān)硬并具有低的內(nèi)部脹量(在纖維之間具有低的孔隙)。另外，由于破壞了熱傳遞，高速作業(yè)是不可能的。當(dāng)紙不是用大的壓力在Yankee或滾筒干燥器表面上壓成扁平狀態(tài)時(shí)，熱傳導(dǎo)會(huì)受到減弱，并且使干燥速度受到明顯減弱。在高速下遇到的另一個(gè)問題是將紙從織物上取下并放置到Y(jié)ankee上的難題，特別是如果所述織物具有高度的花紋或三維結(jié)構(gòu)時(shí)尤其如此。所述紙通常會(huì)牢固地連接在所述織物上，將紙從該織物上轉(zhuǎn)移到Y(jié)ankee上的過程會(huì)導(dǎo)致紙的粘連或其它不希望的紙張破壞或損壞的事情。另外，在商業(yè)速度下，將無皺的花紋紙連接到Y(jié)ankee表面上和從Yankee表面上分離的問題是極其困難的，如下文所述。
現(xiàn)有的造紙方法業(yè)已采用了快速轉(zhuǎn)移或?qū)窦埖呢?fù)拉伸技術(shù)，以便改善無皺、非壓縮干燥紙的彈性和柔軟度。不過，快速轉(zhuǎn)移，將紙模壓到三維織物上，以及滾筒干燥的組合，特別是在以工業(yè)上有用的速度不起皺的作業(yè)時(shí)會(huì)導(dǎo)致在實(shí)踐中產(chǎn)生若干問題，這些問題以前沒有被認(rèn)識(shí)到或解決。具體地講，本申請(qǐng)人業(yè)已發(fā)現(xiàn)，快速轉(zhuǎn)移的紙的大部分高度拉伸的部分在壓在Yankee表面上進(jìn)行干燥時(shí)，在起皺或不起皺的情況下將該紙分離時(shí)，該紙不能連接在Yankee上或者保留在Yankee上。在無皺作業(yè)中所述問題危害最大，因?yàn)樵诓皇褂闷鸢櫣蔚哆M(jìn)行良好的分離的情況下，所述紙的部分會(huì)粘附在所述Yankee上，但在進(jìn)行起皺作業(yè)時(shí)會(huì)降低紙的質(zhì)量。其結(jié)果是有大量的紙斷裂，或者得到具有低強(qiáng)度、不均勻的特性和紙缺陷可接受的制品。
因此，需要一種克服了上述在Yankee干燥器上進(jìn)行紙模制、干燥、連接和分離的問題的造紙操作。具體地講，需要一種能夠在滾筒干燥器上以工業(yè)上有用的速度生產(chǎn)具有很小的紙的缺陷的花紋紙的無皺或輕微起皺生產(chǎn)的方法。用該方法生產(chǎn)的紙優(yōu)選具有三維形狀，以便產(chǎn)生高的表觀脹量，非壓縮性干燥的結(jié)構(gòu)，以便產(chǎn)生高的附著脹量(如下文中所下定義)和柔軟度，以及在連接和分離期間小的破壞，以便產(chǎn)生具有高的強(qiáng)度的柔軟吸收性值。
本發(fā)明概述業(yè)已發(fā)現(xiàn)在濕成網(wǎng)造紙中用傳統(tǒng)的Yankee干燥器或滾筒干燥器取代大型的昂貴的透干器可以生產(chǎn)柔軟的、高脹量的、有花紋的、濕潤(rùn)彈性的紙。達(dá)到上述目的，需要用一種特定方式組合若干操作，設(shè)計(jì)該操作是為了提供所需要的特性并避免影響現(xiàn)有技術(shù)中用Yankee干燥器生產(chǎn)花紋高脹量紙的關(guān)鍵問題。所述關(guān)鍵問題集中在快速轉(zhuǎn)移、三維織物、以及紙與Yankee連接的相互作用方面。具體地講，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，在特定作業(yè)條件下，快速轉(zhuǎn)移到高度三維結(jié)構(gòu)的第一轉(zhuǎn)移織物上的紙如果直接轉(zhuǎn)移到Y(jié)ankee干燥器上的話具有這樣一種傾向在以高速?gòu)脑摳稍锲魃戏蛛x期間會(huì)斷裂或粘連，如果所述紙被干燥到工業(yè)上有價(jià)值的干燥度水平的話。不過，如果在放置到Y(jié)ankee或滾筒干燥器表面上之前將所述三維織物上的快速轉(zhuǎn)移的紙轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移織物或毛氈上的話，可以在很大程度上克服所述嚴(yán)重妨礙生產(chǎn)的問題。因此，所述紙的取向相對(duì)干燥器的表面來說是顛倒的。所述第二轉(zhuǎn)移織物或毛氈優(yōu)選具有低于所述第一轉(zhuǎn)移織物粗糙度，但在表面結(jié)構(gòu)上具有某種程度的三維性，以便保留或增強(qiáng)該紙的花紋。
盡管對(duì)于生產(chǎn)蓬松度、拉伸、和花紋來說，將紙從第一載體織物上快速轉(zhuǎn)移到三維第一轉(zhuǎn)移織物上是必要的，但申請(qǐng)人從未發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行Yankee干燥時(shí)特別是在無皺模式下該過程會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的運(yùn)行性問題。有人認(rèn)為，所述快速轉(zhuǎn)移過程會(huì)在濕的紙上產(chǎn)生張力和小的壓縮，其中纖維業(yè)已受到以不同速度運(yùn)行的兩種織物之間的摩擦和剪切的重新排列。具體地講，在快速轉(zhuǎn)移到三維第一轉(zhuǎn)移織物上之后，所述紙的相對(duì)其下面的三維織物的大部分突出部分似乎受到了特別的張力或應(yīng)力，使薄的、薄弱部位靠近大部分突出部分。如果位于所述三維織物上的紙隨后被壓在Yankee上，它會(huì)受到高度的應(yīng)力，該紙的大部分突出部分會(huì)最牢固地壓在Yankee上。所述牢固壓緊的部位在所述紙從Yankee上分離期間會(huì)經(jīng)歷最大的張力，并有可能在分離期間粘著、斷裂、或破損。具體地講，靠近所述三維快速轉(zhuǎn)移織物的最高部分的薄的部位是所述紙從Yankee或滾筒干燥器上分離期間有可能破損的部位。由表面張力和其它化學(xué)力在干燥器表面和被壓在Yankee上的濕態(tài)紙的部位之間產(chǎn)生結(jié)合，并在隨后克服所述連接力期間，所述紙?jiān)趶母稍锲魃戏蛛x時(shí)會(huì)斷裂或降低其質(zhì)量。如果不起皺地將所述紙從干燥器上分離，有可能發(fā)生斷裂或紙的粘連，并且在起皺作業(yè)時(shí)依然有可能發(fā)生紙的各種問題。
為了獲得良好的運(yùn)行性和紙的強(qiáng)度，所述模(壓)制的紙應(yīng)當(dāng)至少再經(jīng)歷一次轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移織物上，以便確保相對(duì)所述第一轉(zhuǎn)移織物的所述紙的最高的部分不是最牢固地連接在所述滾筒干燥器表面上的部分。在一種具體實(shí)施方案中，所述紙的突出部分在第一次快速轉(zhuǎn)移作業(yè)之后會(huì)放入第二轉(zhuǎn)移織物上的凹陷部分，并由第二轉(zhuǎn)移織物將所述紙放在滾筒干燥器上。因此，所述紙是顛倒的，以便相對(duì)第一轉(zhuǎn)移織物的最上面的一面成為在第二轉(zhuǎn)移織物上的最低的一面。然后可以將轉(zhuǎn)移的紙放置在滾筒干燥器上，并起皺或不起皺地分離，出現(xiàn)粘連或斷裂的可能性很小。即使不讓所述紙上的突出部分對(duì)準(zhǔn)第二轉(zhuǎn)移織物上的凹陷，只是簡(jiǎn)單地將所述紙翻轉(zhuǎn)到第二轉(zhuǎn)移織物上在隨后進(jìn)行滾筒干燥時(shí)就能產(chǎn)生有利的結(jié)果。
我們假設(shè)以這種方式翻轉(zhuǎn)所述紙，可以保證所述紙的最薄弱的部位(在快速轉(zhuǎn)移期間相對(duì)快速運(yùn)動(dòng)的載體織物的運(yùn)動(dòng)受到拉伸或摩擦的部位)不是最牢固地連接在Yankee上的部位。結(jié)果，在從干燥器表面上分離時(shí)受到最大張力的部位不大可能斷裂。本文所披露的方法能夠?qū)堖M(jìn)行快速轉(zhuǎn)移，模制到三維織物上，并以工業(yè)上有用的速度在Yankee干燥器上干燥。紙的翻轉(zhuǎn)可以通過第二個(gè)轉(zhuǎn)移步驟完成，隨后是將所述紙沉積到所述干燥器表面上。實(shí)際上，在所述第一轉(zhuǎn)移階段之后，可以使用任何奇數(shù)個(gè)數(shù)的額外的轉(zhuǎn)移步驟，以便轉(zhuǎn)移到額外的織物環(huán)帶上，以確保進(jìn)行所述紙的翻轉(zhuǎn)。
因此，在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)紙的方法，包括以下步驟a)將造紙纖維的含水懸浮液沉積在一種成型織物上，以便形成濕態(tài)紙；b)將所述濕態(tài)紙脫水到適于快速轉(zhuǎn)移作業(yè)的稠度；c)將所述脫水的紙快速轉(zhuǎn)移到具有三維形狀的第一轉(zhuǎn)移織物上；d)將所述紙轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移織物上；e)將所述紙轉(zhuǎn)移到滾筒干燥器的表面上；和f)將所述紙從所述滾筒干燥器表面上分離。
另一方面，本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)紙的方法，包括以下步驟a)將造紙纖維的含水懸浮液沉積在一種成型織物上，以便形成初級(jí)紙；b)將所述濕的紙脫水到大約20％或更高的稠度；c)將所述脫水的紙快速轉(zhuǎn)移到具有三維形狀的第一轉(zhuǎn)移織物上，該轉(zhuǎn)移織物的織物粗糙度大于所述成型織物的織物粗糙度；d)將所述紙轉(zhuǎn)移到具有低于所述第一轉(zhuǎn)移織物的織物粗糙度的第二轉(zhuǎn)移織物上；e)將所述紙從第二轉(zhuǎn)移織物轉(zhuǎn)移到滾筒干燥器的表面上，并施加適于保持所述紙上的明顯的三維形狀的壓力；f)干燥所述紙；和g)將所述紙從所述滾筒干燥器表面上分離。
在一種具體實(shí)施方案中，將所述紙簡(jiǎn)單地從第一轉(zhuǎn)移織物轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移織物上，然后重新送回第一轉(zhuǎn)移織物，并相對(duì)低于轉(zhuǎn)移織物重新定位。結(jié)果，上述所述紙的最薄弱的、最高的部分在快速轉(zhuǎn)移之后優(yōu)選對(duì)著或者移動(dòng)到所述織物的更低的部位，以便上述突出的張力部位不會(huì)成為與滾筒干燥器的主要結(jié)合點(diǎn)。即使不在所述第一轉(zhuǎn)移織物上對(duì)所述紙進(jìn)行精確的再定位，將所述紙從第一轉(zhuǎn)移織物上轉(zhuǎn)走并將其送回第一轉(zhuǎn)移織物優(yōu)選能對(duì)所述紙上的纖維進(jìn)行重新排列，以便改進(jìn)隨后的滾筒干燥，并降低在分離時(shí)斷裂的可能性。另外，所述紙與第一轉(zhuǎn)移織物的第一次分離會(huì)降低纖維織物纏繞度，并降低當(dāng)它被放置在滾筒干燥器上再次將所述紙從第一轉(zhuǎn)移織物上分離時(shí)粘連的問題，由此減弱在所述干燥器上的問題的可能性。
“所說的滾筒干燥器”是加熱的滾筒干燥器，具有基本上不可滲透的外表面，適用于通過熱傳導(dǎo)方式從干燥器的外表面對(duì)紙?zhí)峁崮?。滾筒干燥器的例子包括，但不限于傳統(tǒng)的蒸汽填充的Yankee或其改進(jìn)；造紙領(lǐng)域中常用的其它傳統(tǒng)蒸汽填充的滾筒干燥器；內(nèi)部加熱的氣體點(diǎn)火滾筒干燥器，如由加拿大蒙特利爾的Flakt-Ross生產(chǎn)的并由A．Haberl等，“The First Linerboard Application of the GasHeated Paper Dryer”，CPPA第77屆年度技術(shù)會(huì)議進(jìn)展，B卷，蒙特利爾，加拿大，1991年1月所披露的；電加熱滾筒，該滾筒是通過所述外殼中的電感或電阻元件加熱的；通過與一個(gè)熱交換器相連的內(nèi)部熱油或熱流體油加熱的滾筒；通過來自氣體的燃爐和電學(xué)元件的紅外線輻射加熱的輻射加熱滾筒；通過與火焰或加熱的氣體等的接觸加熱的滾筒。
在其它實(shí)施方案中，所述第二轉(zhuǎn)移織物優(yōu)選比第一轉(zhuǎn)移織物具有較低的粗糙度或花紋，以便改善所述紙與干燥器表面的接觸，并因此改善熱傳遞，而又不破壞所述第一轉(zhuǎn)移織物的起紋作用。所述第二轉(zhuǎn)移織物以及選擇性的成型織物理所當(dāng)然的也可能賦予所述紙花紋。
另外，申請(qǐng)人業(yè)已發(fā)現(xiàn)，即使不進(jìn)行Yankee干燥，將濕態(tài)紙快速轉(zhuǎn)移到粗糙的第一轉(zhuǎn)移織物上，然后在基本上不加速(即沒有明顯的速度差)無加速地轉(zhuǎn)移到粗糙度較低的第二轉(zhuǎn)移織物上在特定的MD拉伸度下與第一次轉(zhuǎn)移時(shí)不加速地轉(zhuǎn)移到粗糙度較低的織物上然后再次快速轉(zhuǎn)移到粗糙的第二轉(zhuǎn)移織物上的類似的時(shí)相比具有較高強(qiáng)度(或者在特定的強(qiáng)度下具有更高的拉伸量)。有人認(rèn)為，在第一次快速轉(zhuǎn)移到粗糙的織物上的作業(yè)之后再次轉(zhuǎn)移到粗糙度較低的織物上有助于在干燥結(jié)束之前放松所述紙的某些張緊部位，因此降低在所述干燥的紙上發(fā)生斷裂或開裂的機(jī)會(huì)。因此，據(jù)信，快速轉(zhuǎn)移到粗糙織物上的作業(yè)后緊接著進(jìn)行轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移織物上的第二轉(zhuǎn)移步驟，使所述紙?zhí)幱陔S后在Yankee滾筒上干燥的良好狀態(tài)，如果所述紙具有良好的強(qiáng)度和良好的拉伸的話。
還認(rèn)為，用第二種轉(zhuǎn)移織物將所述紙連接到Y(jié)ankee上可以改善紙的結(jié)合。具體地講，將紙直接從第一轉(zhuǎn)移織物連接到Y(jié)ankee上的方法通常在高度作業(yè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)問題，因?yàn)樗黾埐荒芎芎玫貜乃鋈S或高度起紋的第一轉(zhuǎn)移織物上分離。出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因?yàn)樵诔霈F(xiàn)快速轉(zhuǎn)移或在用不同的壓力脫水之后所述紙傾向于埋在所述織物中。當(dāng)由第一轉(zhuǎn)移織物將所述紙壓在所述Yankee上時(shí)，所述紙可能仍然連接在第一轉(zhuǎn)移織物上，并導(dǎo)致粘連或紙的斷裂。不過，通過將所述紙從第一轉(zhuǎn)移織物轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移織物上，所述紙有可能不被破壞地與所述第一轉(zhuǎn)移織物分離。所述紙通常不能很好地連接在第二轉(zhuǎn)移織物上，第二轉(zhuǎn)移織物優(yōu)選比第一轉(zhuǎn)移織物具有較小的花紋(例如，具有由其表面上的固體因子形成的較小的波峰與波谷的高度)，因此能夠由第二轉(zhuǎn)移織物將所述紙壓在滾筒干燥器表面上，并與所述紙分離，而不會(huì)產(chǎn)生粘連或?qū)е缕渌缙谛问降募埖娜毕荨?br> 將濕的紙連接到Y(jié)ankee或其它加熱干燥器表面上優(yōu)選是用較小的對(duì)紙的壓力完成的，以便保留由前面的織物所賦予的大部分花紋。用于生產(chǎn)起皺紙的傳統(tǒng)方法不適用于這一目的，因?yàn)樵谒龇椒ㄖ校靡粋€(gè)壓力輥將所述紙壓在Yankee上形成密集的扁平狀態(tài)，以便通過傳導(dǎo)進(jìn)行最大限度的熱傳遞。本發(fā)明應(yīng)當(dāng)使用較低的壓力。具體地講，施加在所述紙上的壓力應(yīng)當(dāng)?shù)陀诖蠹s400psi，優(yōu)選低于大約150psi，更優(yōu)選低于大約60psi，如大約2-大約50psi，更優(yōu)選低于大約30psi。施加在所述紙上的壓力是在包括最大壓力區(qū)的1平方英寸面積上測(cè)定的以psi(磅／平方英寸)為單位的平均壓力。在最大壓力點(diǎn)測(cè)定的以每線性英寸磅(pli)為單位的壓力優(yōu)選為大約100pli(磅／線性英寸)或更低，優(yōu)選大約50pli或更低，更優(yōu)選大約2-大約30pli。
所述壓力輥還可以與所述滾筒干燥器分離，并接觸所述紙和被改進(jìn)的滾筒干燥器表面之間，被織物卷繞部分的織物張力取代。無論所述壓力輥接觸與否，第二轉(zhuǎn)移織物纏繞滾筒干燥器機(jī)器方向的長(zhǎng)度至少為大約2英尺，優(yōu)選至少大約4英尺，更優(yōu)選至少大約7英尺，更優(yōu)選至少大約10英尺。對(duì)涉及明顯織物纏繞的實(shí)施方案來說，織物纏繞的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)不超過所述滾筒干燥器的機(jī)器方向周長(zhǎng)的60％，優(yōu)選大約40％或更低，更優(yōu)選大約30％或更低，最優(yōu)選大約5-大約20％。所述織物優(yōu)選纏繞所述干燥器的少于該織物與干燥器接觸的完整長(zhǎng)度的長(zhǎng)度，特別是，所述織物在該織物進(jìn)入干燥器罩之前與所述紙分離。織物卷繞的長(zhǎng)度取決于該織物的粗糙度。
假設(shè)在將紙鋪在滾筒干燥器表面上之前業(yè)已避免了壓縮型脫水，低壓鋪放有助于在干燥的紙上保持大體上均勻的密度。通過在進(jìn)行Yankee連接之前用非壓縮方法進(jìn)行有效地脫水達(dá)到較高的干燥度還能改善大體上均勻的密度。具體地講，在將所述紙放置到滾筒干燥器上時(shí)優(yōu)選通過非壓縮脫水達(dá)到高于大約25％的稠度，優(yōu)選高于大約30％，如大約32％-大約45％，更優(yōu)選高于大約35％，如大約35％-大約50％，更優(yōu)選大于大約40％。另外，所選擇的將所述紙壓在滾筒干燥器上的織物優(yōu)選較少大的彈性突出，這些突出可以對(duì)所述紙施加大的局部壓力。除了通常使用的常規(guī)箔和真空箱之外，可用于補(bǔ)充脫水的技術(shù)包括一個(gè)空氣壓機(jī)，其中，高壓空氣通過濕的紙，以便排除液體水，毛細(xì)脫水、和蒸汽處理等。
在具體實(shí)施方案中，可以不起皺的將所述紙從Yankee和其它加熱的干燥器表面上分離。一種適用于不起皺地分離所述紙的含有粘性化合物和分離劑的界面控制混合物披露于由F．G．Drueck等與本申請(qǐng)同一天申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)(未知)中，題為“生產(chǎn)低密度彈性紙的方法”，該專利被收作本文參考文獻(xiàn)。另外，可以對(duì)所述紙進(jìn)行起皺，特別是從所述滾筒干燥器表面上輕微起皺。輕微起皺可以保持其表面形狀相對(duì)不變，并且用很低的吸附力吸附在滾筒干燥器上。可將起皺粘接劑和／或化學(xué)分離劑涂在所述紙的表面或所述滾筒干燥器的表面上，以便改善粘接和／或所述紙與干燥器表面的有效分離。
用于在快速轉(zhuǎn)移之前對(duì)初級(jí)紙進(jìn)行部分脫水的步驟可以用本領(lǐng)域中眾所周知的任一種方法完成。脫水到纖維稠度低于大約30％，優(yōu)選基本上是不加熱的。不加熱的脫水方法包括由重力、水動(dòng)態(tài)力、離心力、真空或施加氣體壓力等讓水從成型的織物上流出。通過不加熱方法進(jìn)行的部分脫水可以包括通過在長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)上或雙長(zhǎng)網(wǎng)形成型機(jī)或上長(zhǎng)網(wǎng)改進(jìn)的長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)上使用箔和真空箱而實(shí)現(xiàn)脫水，包括由W．Kufferath等在Das Papier，42(10A)V140(1988)中所披露的振動(dòng)輥或“抖動(dòng)”輥“聲波輥”，壓輥、吸輥、或本領(lǐng)域已知的其它裝置。不同的氣體壓力或施加在所述紙上的毛吸壓力還可用于從所述紙中排出液體水，如在下列文獻(xiàn)中所披露的空氣壓力所提供的由M．A．Hermans等在申請(qǐng)日為1996年5月14日的美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)08／647，508中所披露的，題為“用于生產(chǎn)柔軟紙的方法和裝置”和由F．Hada等于同一天申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)(未知)，題為“用于濕紙脫水的空氣壓機(jī)”；披露于1993年7月27日授予I．A．Andersson等的US5，230，776中的造紙機(jī)，披露于1997年2月4日授予US5，598，643和于1985年12月3日授予S．C．Chuang等的US4，556，450中的毛細(xì)脫水技術(shù)；和由J．D．Lindsay在“排出脫水以便保持脹量”，Paperi ja Pun，74(3)232-242(1992)；以上所有文獻(xiàn)均被收作本文參考文獻(xiàn)。所述空氣壓機(jī)是特別優(yōu)選的，因?yàn)樗梢酝ㄟ^對(duì)機(jī)器進(jìn)行比較簡(jiǎn)單的改造就經(jīng)濟(jì)地施加，并產(chǎn)生高效率的和良好的脫水。
所述快速轉(zhuǎn)移步驟可以用本領(lǐng)域已知的多種方法進(jìn)行，特別是披露于下列文獻(xiàn)中的方法Lindsay等于1997年1月29日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)08／790，980，題為“改進(jìn)快速轉(zhuǎn)移的方法，以便產(chǎn)生高脹量而又沒有的大的折疊”；由Lindsay等于1996年9月6日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)08／709，427，題為“用無紡基片生產(chǎn)高脹量紙的方法”；于1997年7月16日授予S．A．Engel等的US5，667，636；和于1997年3月4日授予T．E．Farrington，Jr．等的US5，607，551，以上文獻(xiàn)被收作本文參考文獻(xiàn)。為了具有良好的紙性能，所述第一轉(zhuǎn)移織物的織物粗糙度(如下文所定義的)大約為該織物的最大經(jīng)紗或緯紗的直徑的30％-大約300％，更優(yōu)選大約70％-大約110％，或者對(duì)無紡織物來說，在織物的表面上具有最高細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的因有寬度。通常，紗線的紗線直徑為大約0．005-大約0．05英寸，特別是大約0．005-大約0．035英寸，更優(yōu)選大約0．010-大約0．020英寸。
對(duì)于干燥器表面上的可接受的熱轉(zhuǎn)移來說，所述紙可以從第一轉(zhuǎn)移織物轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移織物上，優(yōu)選具有低于第一轉(zhuǎn)移織物的粗糙度。所述第二轉(zhuǎn)移織物的粗糙度與第一轉(zhuǎn)移織物的粗糙度的比例優(yōu)選為大約0．9或更低，特別是大約0．8或更低，更優(yōu)選大約0．3-大約0．7，更優(yōu)選大約0．2-大約0．6。類似地，所述第二轉(zhuǎn)移織物的表面厚度優(yōu)選低于第一轉(zhuǎn)移織物的表面厚度，使得第二轉(zhuǎn)移織物上的表面厚度與第一轉(zhuǎn)移織物上的表面厚度的比例大約為0．95或更低，更優(yōu)選大約0．85或更低，更優(yōu)選大約0．3-大約0．75，更優(yōu)選大約0．15-大約0．65。
盡管紡織物因?yàn)槠涞统杀竞瓦\(yùn)行性是最常用的，但已經(jīng)有無紡材料并在開發(fā)成作為傳統(tǒng)成型織物和壓力毛氈的替代品，并可用于本發(fā)明中。其例子包括由J．Lindsay等于1996年9月6日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)08／709，427，題為“用無紡基片生產(chǎn)高脹量紙的方法”。
另一方面，本發(fā)明涉及用上述方法生產(chǎn)的紙。在具體實(shí)施方案中，所述紙具有至少大約0．1毫米的表面厚度(如下文所下定義)，優(yōu)選至少大約0．2毫米，更優(yōu)選至少大約0．3毫米；ABL值(如下文所下定義)至少為0．2km；機(jī)器方向的拉伸量至少為6％；和／或垂直于機(jī)器方向的拉伸量至少為6％。
不受起皺所產(chǎn)生的限制，所述無皺紙的化學(xué)特性可以改變，以便獲得新的效果。例如，在起皺時(shí)，大量的脫離劑或紙柔軟劑可能干擾與Yankee的粘接，但在無皺模式中，可以使用更高的添加量。現(xiàn)在可以以理想的高含量添加潤(rùn)膚劑、洗液、濕潤(rùn)劑、護(hù)膚劑、和諸如聚硅氧烷的硅氧烷化合物等，而少有由起皺所產(chǎn)生的限制。不過，實(shí)際上必須加以小心，以便將紙從第二轉(zhuǎn)移織物上可適當(dāng)?shù)胤蛛x，并保持對(duì)干燥器表面的最低程度的粘接，以便有效干燥并控制滑動(dòng)。達(dá)到所述目的的原理披露于由F．G．Druecke等與本申請(qǐng)同一天申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)(未知)中，題為“生產(chǎn)低密度彈性紙的方法”。不過，在不依賴于起皺的前提下，本發(fā)明與起皺方法相比在使用新型濕潤(rùn)的最終化合物和其它化學(xué)處理方面具有更大的自由度。
很多類型的纖維可用于上述實(shí)施方案中，包括硬木或軟木、稻草、亞麻、乳樹種子絲綿纖維、馬尼拉麻、大麻、洋麻、甘蔗渣、棉花、和蘆葦?shù)取Ｋ鲆阎脑旒埨w維都可以使用，包括漂白的和未漂白的纖維，天然纖維(包括木纖維和其它纖維素纖維，纖維素衍生物，和化學(xué)硬化或交聯(lián)的纖維)或合成纖維(合成的造紙纖維包括由聚丙烯、丙烯酸、芳酰胺、和乙酸酯制成的某種形式的纖維)，天然纖維和回收或再利用的纖維，硬木和軟木，和通過機(jī)械打漿的纖維(例如，細(xì)木漿)，化學(xué)成漿(包括，但不限于牛皮紙和亞硫酸鹽成漿工藝)，熱機(jī)械成漿，和化學(xué)熱機(jī)械成漿等?？梢允褂蒙鲜鋈魏晤愋屠w維的混合物或相關(guān)的纖維類型。
在一種實(shí)施方案中，所述纖維漿體含有百分比為大約10％或更高的高產(chǎn)量纖維，優(yōu)選大約20％或更高，更優(yōu)選大約50％或更高，更優(yōu)選高于70％。用高產(chǎn)量纖維制成的紙傾向于具有高度的濕彈性。當(dāng)將有效量的濕強(qiáng)劑添加到所述漿體或紙中時(shí)，還可以改善濕彈性，得到濕干拉伸比大約為10％或更高，優(yōu)選大約20％或更高，更優(yōu)選大約30％或更高，更優(yōu)選大約40％或更高。還可以大約10％或更高的濃度，優(yōu)選大約25％或更高的濃度使用化學(xué)加強(qiáng)的或交聯(lián)的纖維，以便在某些實(shí)施方案中改善濕彈性。出于成本和其它原因，本發(fā)明的某些實(shí)施方案可能包括含有大約10％或更高回收纖維的紙，優(yōu)選大約20％或更高的回收纖維，更優(yōu)選大約30％或更高的回收纖維，甚至基本上100％為回收纖維。
可用于本發(fā)明的纖維可以用本領(lǐng)域已知的多種方法制備?？捎糜谥苽淅w維的方法包括分散以便產(chǎn)生卷曲和改善干燥性能，如在1994年9月20日授予M．A．Hermans等的US5，348，620和在1996年3月26日授予M．A．Hermans等的US5，501，768中所披露的，以上專利被收作本文參考文獻(xiàn)。可以采用纖維類型、纖維處理方法、和諸如快速轉(zhuǎn)移的紙成型方法的各種組合，以便生產(chǎn)本發(fā)明的紙。
還可以使用化學(xué)添加劑，并且可以添加到原纖維、纖維漿體或在生產(chǎn)期間或生產(chǎn)之后添加到紙上。所述添加劑包括遮光劑、色素、濕強(qiáng)劑、干強(qiáng)劑、柔軟劑、潤(rùn)膚劑、濕潤(rùn)劑、殺病毒劑、殺細(xì)菌劑、緩沖劑、蠟、含氟聚合物、氣味控制材料、沸石、染料、熒光染料或增白劑、芳香劑、脫漿劑、植物油和礦物油、濕潤(rùn)劑、上漿劑、超強(qiáng)吸收劑、表面活性劑、濕潤(rùn)劑、紫外線抑制劑、抗生劑、洗液、殺真菌劑、防腐劑、蘆蕓提取物、或維生素E等。化學(xué)添加劑的使用不一定是均勻的，而是可以改變部位，并且從所述紙的一面到另一面。沉積在所述紙的一部分表面上的疏水性材料可用于增強(qiáng)所述紙的性能。
可以使用單一的料箱或多個(gè)料箱。所述料箱可以是成層的，以便可以用單一的料箱噴頭生產(chǎn)多層結(jié)構(gòu)的紙。所述紙優(yōu)選是用成層或?qū)訝畹牧舷渖a(chǎn)的，以便優(yōu)選將較短的纖維沉積在所述紙的一面，以獲得改進(jìn)的柔軟度，而將較長(zhǎng)的纖維沉積在所述紙的另一面或者沉積在具有三層或三層以上的紙的內(nèi)層。所述紙優(yōu)選是在環(huán)形有孔成型織物上生產(chǎn)，該織物可以使液體流出并對(duì)紙進(jìn)行部分脫水。來自多個(gè)料箱的多個(gè)初級(jí)紙可以潮濕狀態(tài)多層鋪設(shè)或機(jī)械或化學(xué)連接，以形成一種具有多層的單一的紙。
通過以下說明可以了解本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)。在本說明書中，結(jié)合用于說明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的附圖。所述實(shí)施方案不代表本發(fā)明的所有范圍。因此，還要參考本發(fā)明的權(quán)利要求書，以便解釋本發(fā)明的完整的范圍。
附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1示意性地表示一種快速轉(zhuǎn)移間隙的截面圖，其中將紙從一種載體織物上轉(zhuǎn)移到有花紋的轉(zhuǎn)移織物上。
圖2示意性地表示在快速轉(zhuǎn)移到三維轉(zhuǎn)移織物上之后的截面圖。
圖3示意性地表示說明本發(fā)明造紙機(jī)截面的一種實(shí)施方案的示意性工藝流程圖。
圖4示意性地表示說明本發(fā)明造紙機(jī)截面的第二種實(shí)施方案的示意性工藝流程圖。
圖5示意性地表示說明本發(fā)明造紙機(jī)截面的第三種實(shí)施方案的示意性工藝流程圖。
圖6示意性地表示說明本發(fā)明造紙機(jī)截面的第四種實(shí)施方案的示意性工藝流程圖。
圖7示意性地表示說明顯示某些紙的物理特性的數(shù)據(jù)曲線的示意性工藝流程圖。
術(shù)語(yǔ)定義和方法在本文中，紙的“厚度”是指在0．05psi的負(fù)荷下用3英寸直徑的臺(tái)板基厚度測(cè)量?jī)x測(cè)定的厚度，除非另有說明。
在本文中，紙樣品的“MD抗拉強(qiáng)度”是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的當(dāng)對(duì)紙進(jìn)行沿機(jī)器方向的拉伸時(shí)，在斷裂點(diǎn)上每單位寬度的負(fù)荷的常規(guī)指標(biāo)。類似地，“CD抗拉強(qiáng)度”是沿垂直于機(jī)器方向的方向測(cè)定的類似指標(biāo)。MD和CD抗拉強(qiáng)度是用一臺(tái)Instron拉力測(cè)定儀測(cè)定的，使用3英寸的夾爪寬度、4英寸的夾爪跨度、和每分鐘10英寸的十字頭速度。在測(cè)定之前將有關(guān)樣品保持在TAPPI條件下(73°F，50％的相對(duì)濕度)4小時(shí)?？估瓘?qiáng)度是以每英寸的克數(shù)為單位表示的(在斷裂點(diǎn)上，所述Instron克的讀數(shù)除以3，因?yàn)闇y(cè)試寬度是3英寸)。
“MD拉伸”和“CD拉伸”是指所述樣品在拉力測(cè)試期間在斷裂之前拉伸的百分比。根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的紙可以具有大約3％或更高的MD拉伸，如大約4％-24％，大約5％或更高，大約8％或更高，大約10％或更高，更優(yōu)選大約12％或更高。本發(fā)明紙的CD拉伸主要是通過將濕態(tài)紙模制在高度彎曲的織物上而產(chǎn)生的。CD拉伸可以為大約4％或更高，大約6％或更高，大約8％或更高，大約9％或更高，大約11％或更高，或大約6％-15％。
在本文中，紙的“ABL”因素(調(diào)節(jié)斷裂長(zhǎng)度)是MD抗拉強(qiáng)度除以基重，以千米(km)為單位表示。例如，一種MD抗拉強(qiáng)度為300克／英寸和基重為30gsm(克／平方米)的紙所具有的ABL因素為(300克／英寸)／(30克／平方米)×(39．7英寸／米)×(1千米／1000米)=0．4千米。
在本文中，“濕干比例”是幾何平均濕抗拉強(qiáng)度除以幾何平均干抗拉強(qiáng)度的比例。幾何平均抗拉強(qiáng)度(GMT)是所述紙的機(jī)器方向的抗拉強(qiáng)度和垂直于機(jī)器方向抗拉強(qiáng)度的積的平方根。除非另有說明，術(shù)語(yǔ)“濕干抗拉強(qiáng)度”表示“幾何平均抗拉強(qiáng)度”。本發(fā)明的紙所具有的濕干比例大約為0．1或更高，更優(yōu)選大約為0．15或更高，更優(yōu)選大約為0．2或更高，更優(yōu)選大約為0．3或更高，更優(yōu)選大約為0．4或更高，更優(yōu)選大約0．2-大約0．6。
在本文中，用于造紙機(jī)的“高速作業(yè)”或“工業(yè)上有用的速度”是指機(jī)器速度至少與下列值或范圍中的任一個(gè)相等，以每分鐘的英尺數(shù)為單位1，000；1，500；2，000；2，500；3，000；3，500；4，000；4，500；5，000；5，500；6，000；6，500；7，000；8，000；9，000；10，000；和具有上述數(shù)值中任一個(gè)的上限和下限的范圍。
在本文中，“工業(yè)上有價(jià)值的干燥度水平”可以是大約60％或更高，大約70％或更高，大約80％或更高，大約90％或更高，大約60％-95％，或大約75％-95％。對(duì)于本發(fā)明來說，所述紙應(yīng)當(dāng)在滾筒干燥器上干燥到工業(yè)上有價(jià)值的干燥度水平。
在本文中，“表面厚度”是指有花紋的三維表面的特有的波峰-波谷高度差。它可以表示模制紙結(jié)構(gòu)的特有的厚度或高度。測(cè)定表面厚度的特別合適的方法是莫爾條紋干涉儀，該儀器可以進(jìn)行精確測(cè)定而沒有表面的變形。為了參考本發(fā)明的材料，應(yīng)當(dāng)用計(jì)算機(jī)控制的白光視野偏移莫爾條紋干涉儀測(cè)定表面形狀，采用大約30毫米的視野。使用該系統(tǒng)的原理披露于Bieman等，“用場(chǎng)偏移莫爾條紋進(jìn)行的絕對(duì)測(cè)定”，SPIE光學(xué)會(huì)議進(jìn)展，1614卷，259-264頁(yè)，1991。莫爾條紋干涉儀的一種合適的商用儀器是由Medar公司生產(chǎn)的CADEYES干涉儀(Farmington Hills，Ichigan)制成38毫米的視野(在37-39．5毫米范圍內(nèi)的視野是合適的)。CADEYES系統(tǒng)使用白色光線，該光線通過一個(gè)網(wǎng)格投射，將細(xì)的黑色線條投射到所述樣品表面上。通過一個(gè)類似的網(wǎng)格觀察所述表面，產(chǎn)生邊紋，用一個(gè)CCD相機(jī)觀察所述邊緣。用合適的鏡頭和步進(jìn)馬達(dá)調(diào)整光學(xué)圖象，進(jìn)行視場(chǎng)的移動(dòng)(如下文所述的技術(shù))。一臺(tái)影象處理器將捕獲的邊紋圖象發(fā)送到一臺(tái)PC計(jì)算機(jī)，進(jìn)行處理，以便根據(jù)由攝象機(jī)所觀察到的邊緣圖形反推出有關(guān)表面高度的細(xì)節(jié)。使用CADEYES系統(tǒng)分析特有的紙的波峰-波谷高度的原理由J．D．Lindsay和L．Bieman披露，“利用莫爾條紋干涉儀研究紙的有形特性”，Proceedings of the Non-contact，Three-dimensionalGaging Methods and Technologies Workshop，制造工程師協(xié)會(huì)，Dearborn，Michigan，1997年3月4-5日。
本領(lǐng)域技術(shù)人員隨后可將所述CADEYES形態(tài)資料的高度圖象用于鑒定特有的單位區(qū)間結(jié)構(gòu)(在結(jié)構(gòu)是由織物圖案產(chǎn)生的情況下，通常將其像鋪地磚一樣并列排列，以便覆蓋較大的二維面積)，并測(cè)定所述結(jié)構(gòu)或其它任何表面的典型的波峰與波谷深度。達(dá)到上述目的的一種簡(jiǎn)單的方法是從畫在所述地形高度圖上的線條提取二維高度曲線，該曲線通過所述單位區(qū)間的最高和最低部位，或者通過一個(gè)定期表面的足夠數(shù)量的代表性部分。所述高度曲線隨后可分析波峰與波谷的距離，如果所述曲線是從在測(cè)定時(shí)處于比較平的狀態(tài)的紙或紙的一部分獲得的話。為了消除偶然的光學(xué)干擾和可能的外部干擾的影響，應(yīng)當(dāng)將所述曲線的最高的10％和最低的10％排除，并將其余點(diǎn)的高度范圍作為其表面厚度。從技術(shù)上講，該方法要求計(jì)算我們稱之為“P10”的變量，該術(shù)語(yǔ)被定義為10％和90％材料基準(zhǔn)之間的高度差。有關(guān)材料基準(zhǔn)的概念在本領(lǐng)域中是眾所周知的，如L．Mummery在表面花紋分析手冊(cè)，Hommelwerke GmbH，Muhlhausen，德國(guó)，1990中所披露的。在該方法中，所述表面被視為從空氣到材料的一種過渡。對(duì)于特定的曲線來說，就平放的紙來說，所述表面開始的最大高度-最高波峰的高度-是“0％參考線”或“0％材料線”的高度，表示在所述高度上0％的水平線條的長(zhǎng)度被材料占據(jù)。沿著通過所述曲線最低點(diǎn)的水平線，100％的線被材料占據(jù)，使得所述線成為“100％的材料線”。在0％-100％的材料線之間(在所述曲線的最大點(diǎn)或最小點(diǎn)之間)，由材料占據(jù)的水平線長(zhǎng)度的部分將會(huì)隨著該線高度的降低簡(jiǎn)單地增加。所述材料比例曲線提供了沿著通過所述曲線的水平線的材料部分和所述線的高度的水平線的關(guān)系。所述材料比例曲線也是一種曲線的累積高度分布(更準(zhǔn)確的術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)是“材料部分曲線”)。
一旦建立所述材料比例曲線，即可將其用于限定一種特有的曲線的波峰高度。P10“特有的波峰與波谷高度”參數(shù)被定義為10％的材料線和90％的材料線的高度之間的差別。所述參數(shù)在所述典型曲線結(jié)構(gòu)的外側(cè)或不正常的邊緣部分是較強(qiáng)的，并且對(duì)P10高度具有較小的影響。P10的單位是毫米。一種材料的表面厚度是用P10表面厚度值表示的，表示包括所述表面的典型單位區(qū)間的高度極限的曲線?！熬?xì)的表面厚度”是沿著該表面的平面部位的曲線的P10值，它在相對(duì)包括所述單位區(qū)間的最大和最小部分的曲線方面在高度方面是均勻的。如果存在兩個(gè)側(cè)面的話，要測(cè)定的是該材料的具有最多花紋的一側(cè)。
表面厚度是用于檢查在基片中產(chǎn)生的形狀的，特別是在干燥工藝之前和干燥工藝期間在所述紙上產(chǎn)生的特征，不過，同樣用于排除在干燥轉(zhuǎn)化作業(yè)中所“人工”產(chǎn)生的大型的形狀，所述作業(yè)如壓花、開孔、起皺等。因此，所檢查的曲線應(yīng)當(dāng)取自沒有壓花的部位，如果所述紙被壓花的話，或者測(cè)定未壓花的紙。表面厚度測(cè)定應(yīng)當(dāng)排除大型結(jié)構(gòu)，如不能體現(xiàn)原有基片本身的三維性質(zhì)的皺和折。業(yè)已認(rèn)識(shí)到，通過壓延或其它能影響整個(gè)基礎(chǔ)紙的作業(yè)可以減弱紙的形狀。表面厚度測(cè)定可以在壓延紙上適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行。
在本文中，“橫向長(zhǎng)度尺寸”是指一種有花紋的三維紙的特有尺寸，所述紙具有一種包括重復(fù)的單位區(qū)間的花紋。環(huán)繞所述單位區(qū)間的凸出的多邊形的最小寬度被視為所述橫向長(zhǎng)度尺寸。例如，在于具有重復(fù)的沿垂直方向間隔大約1毫米，沿機(jī)器方向間隔大約2毫米的矩形凹陷的織物上透干的紙上，其橫向長(zhǎng)度尺寸應(yīng)當(dāng)為大約1毫米。在本文中所述的有花紋的織物(轉(zhuǎn)移織物和毛氈)可以具有周期性的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有下列數(shù)值中至少一種的橫向長(zhǎng)度尺寸大約0．5毫米，大約1毫米，大約2毫米，大約3毫米，大約5毫米，和大約7毫米。
在本文中，“MD單位區(qū)間長(zhǎng)度”是指在織物或紙上特有的單位區(qū)間的機(jī)器方向的長(zhǎng)度(跨度)，其特征是具有重復(fù)的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中披露的有花紋的織物(轉(zhuǎn)移織物和毛氈)可以具有周期性的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有下列數(shù)值中至少一種的橫向長(zhǎng)度尺寸大約1毫米、大約2毫米、大約5毫米、大約6毫米、和大約9毫米。
在本文中，“織物粗糙度”是指跨越可接觸沉積在它上面的紙的有花紋的織物的上表面的特有的最大垂直距離。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，所述轉(zhuǎn)移織物的一種或兩種是按照披露于1995年7月4日授予K．F．Chiu等的US5，429，686中的技術(shù)生產(chǎn)的，該文獻(xiàn)被收作本文參考文獻(xiàn)。披露于本發(fā)明的三維織物具有靠近該織物的機(jī)器表面的負(fù)載層，并在該織物的紙漿表面上具有三維刻紋層。所述承載層和刻紋層之間的連接被稱為亞水平面。所述亞水平面是由所述承載層上的最低的CD節(jié)的頂部形成的。位于所述織物的紙漿表面的刻紋用于在由該織物攜帶的紙漿紙上產(chǎn)生反的圖象印記。
由所述刻紋層的最高點(diǎn)形成一個(gè)上表面，所述刻紋層的上部是由設(shè)在MD印記節(jié)上的“印記”經(jīng)紗部分形成的，其上部形成該刻紋層的上平面。該刻紋層的其余部分高于所述亞水平面。所述最高CD節(jié)的上部形成一個(gè)中間平面，該平面可能與所述亞水平面吻合，但更常見的是略高于所述亞水平面。該中間平面必須低于所述上平面一定的距離，該距離被稱為“平面差”。由Chiu等披露的織物或類似的織物的“平面差”可以被視為“織物的粗糙度”。對(duì)于其它織物來說，織物的粗糙度通常被視為所述織物的最高部分和該織物的有可能接觸紙的最低表面之間的垂直高度差。
與織物粗糙度有關(guān)的一種特定指標(biāo)是“油灰粗糙度因子”，其中，測(cè)定所述織物的油灰印記的垂直高度范圍。將以SILLY PUTTY為商標(biāo)出售的Dow CorningDilatant化合物3179加熱到73°F，并熔化成一個(gè)直徑為2．5英寸，厚度為1／4英寸的盤。將所述盤放置在一個(gè)黃銅滾筒的一端，使其質(zhì)量為2046克，并測(cè)定2．5英寸的直徑和3英寸的高度。將待測(cè)定的織物放置在一個(gè)干凈的固體表面上，并將在其一端有油灰的滾筒顛倒，并輕輕地放上所述織物。由所述滾筒的重量將所述油灰壓在所述織物上。讓所述重量保持在所述油灰盤上20秒，此時(shí)，將所述滾筒輕輕地抬起并通常順利地將所述油灰?guī)г谒厦妗，F(xiàn)在可以通過光學(xué)方法測(cè)定與所述織物接觸的有花紋的油灰表面，以便獲得典型的最大波峰與波谷高度差的估計(jì)值，該估計(jì)值用上文所述P10參數(shù)衡量。所報(bào)導(dǎo)的測(cè)定值是兩個(gè)平均P10值的最大值，其中的一個(gè)值是機(jī)器方向的，另一個(gè)是垂直方向的。一個(gè)方向上的平均值是平行于感興趣的方向的至少10個(gè)曲線部分的平均P10值，每一個(gè)曲線部分大約為10毫米長(zhǎng)或更長(zhǎng)，并在所述表面上分離，以便獲得該表面上最高度差別的合理的代表。例如，當(dāng)平均值是從垂直方向上獲得的時(shí)，具有延長(zhǎng)的機(jī)器方向結(jié)構(gòu)的若干Lindsay Wire TAD織物的油灰印記可能產(chǎn)生最大的平均P10值。例如，一種織物在垂直于機(jī)器方向上(CD)的平均P10值為0．68毫米，在機(jī)器方向(MD)上為0．47毫米，油灰粗糙度因素應(yīng)當(dāng)被報(bào)導(dǎo)為0．68毫米。另一種織物的CD的平均P10值為0．16毫米，根據(jù)20毫米長(zhǎng)的15個(gè)曲線獲得，與此對(duì)應(yīng)的是在機(jī)器方向?yàn)?．64毫米，它的油灰粗糙度因素應(yīng)當(dāng)被報(bào)導(dǎo)為1．16毫米。用于所述測(cè)定的一種有用的裝置是上述CADEYES莫爾條紋干涉儀，具有38毫米的視野。所述測(cè)定應(yīng)當(dāng)在去掉黃銅滾筒之后2分鐘之內(nèi)進(jìn)行。
所述織物的孔隙度決定其讓空氣或水分或水通過該織物的能力，以便獲得所希望的由該織物所攜帶的紙的水分含量。所述孔隙度是由經(jīng)紗密度(經(jīng)紗覆蓋的百分比)和該織物中經(jīng)紗和緯紗的取向和間隔決定的。
在本文中，術(shù)語(yǔ)用在織物、毛氈、或非壓延紙的表面前面的“有花紋的”或“三維的”表示該表面基本上不是光滑的和共平面的。具體地講，它表示所述表面的一種表面厚度、織物粗糙度、或油灰粗糙度值至少為0．1毫米，如大約0．2-大約0．8毫米，優(yōu)選至少0．3毫米，如大約0．3-1．5毫米，更優(yōu)選至少0．5毫米，更優(yōu)選至少0．7毫米。在本發(fā)明的具體實(shí)施方案中，所述第一*為0．2毫米-2．0毫米，更優(yōu)選所述第一轉(zhuǎn)移織物的油灰粗糙度至少為0．5毫米，而第二轉(zhuǎn)移織物的油灰粗糙度至少比第一轉(zhuǎn)移織物的油灰粗糙度低大約20％。
“經(jīng)紗密度”被定義為每英寸織物寬度上的總的經(jīng)紗數(shù)量乘以用英寸表示的經(jīng)紗條的直徑，乘以100。
我們所說的“經(jīng)紗”和“緯紗”是指在一臺(tái)織機(jī)上編織的織物，經(jīng)紗是沿著該織物通過造紙裝置運(yùn)行的方向(機(jī)器方向)分布的紗線，而緯紗是垂直于機(jī)器方向(垂直方向)分布的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以將所述織物制成使經(jīng)紗沿著垂直于機(jī)器的方向分布而使緯紗沿著機(jī)器方向分布。所述織物可用于本發(fā)明中，將所述緯紗視為MD經(jīng)紗，而將所述經(jīng)紗視為CD緯紗。所述經(jīng)紗和緯紗可以是圓形的、扁平的、或帶狀的，或?yàn)橐陨闲螤畹慕M合。
在本文中，“高產(chǎn)量紙漿纖維”是提供產(chǎn)量為大約65％或更高，更優(yōu)選大約75％或更高，更優(yōu)選大約75％-大約95％的成漿工藝生產(chǎn)的造紙纖維。產(chǎn)量是用原始木材質(zhì)量的百分比表達(dá)的加工纖維的獲得量。所述成漿工藝包括漂白的化學(xué)熱機(jī)械成漿(BCTMP)，化學(xué)熱機(jī)械成漿(CTMP)，壓力／壓力熱機(jī)械成漿(PTMP)，熱機(jī)械成漿(TMP)，熱機(jī)械化學(xué)成漿(TMCP)，高產(chǎn)亞硫酸紙漿，高產(chǎn)牛皮紙漿，以上所有方法得到的纖維具有高含量的木質(zhì)素。高產(chǎn)纖維以其相對(duì)典型化學(xué)成漿纖維的硬度而著名(在干燥和濕潤(rùn)狀態(tài)下的硬度)。牛皮紙和其它非高產(chǎn)纖維的細(xì)胞傾向于更柔軟，因?yàn)槠浼?xì)胞壁上和某些細(xì)胞壁中的木質(zhì)素、“膠質(zhì)”或“膠”被大部分除去。木質(zhì)素在水中還是不膨脹的，并且是疏水性的，而且能抵抗水對(duì)纖維的軟化作用，對(duì)牛皮紙纖維而言，保持在濕潤(rùn)高產(chǎn)量纖維中細(xì)胞壁的柔軟度。所述優(yōu)選的高產(chǎn)紙漿纖維的特征還在于包括比較完整的、相對(duì)未受損害的纖維，高的自由度(250加拿大標(biāo)準(zhǔn)自由度(CSF)或更高，更優(yōu)選350CSF或更高，更優(yōu)選400CSF或更高)，以及低的顆粒含量(低于25％，更優(yōu)選低于20％，更優(yōu)選低于15％，更優(yōu)選低于10％，通過Britt罐測(cè)定確定)。用回收的纖維制成的紙不大可能獲得本發(fā)明的濕彈性性能，因?yàn)樵跈C(jī)械處理期間對(duì)纖維造成了損害。除了上述常用的造紙纖維之外，高產(chǎn)紙漿纖維還包括其它天然纖維，如乳樹種子絲棉纖維、馬尼拉麻、大麻、洋麻、甘蔗渣、和棉花等。
在本文中，“濕彈性紙漿纖維”是選自下列一組的造紙纖維高產(chǎn)紙漿纖維、化學(xué)硬化的纖維和交聯(lián)纖維。化學(xué)硬化的纖維和交聯(lián)纖維的例子包括由Weyerhaeuser公司生產(chǎn)的堿液處理的纖維、HBA纖維，以及披露于以下專利中的纖維1965年授予L．J．Bernardin的US3，224，926，“生產(chǎn)交聯(lián)纖維素纖維的方法以及該方法的產(chǎn)品”，和1969年授予L．J．Bernardin的US3，455，778，“由硬交聯(lián)纖維和精煉造紙纖維生產(chǎn)的起皺紙”。盡管可以使用濕彈性紙漿纖維的任意混合物，但在本發(fā)明的很多實(shí)施方案中所選擇的高產(chǎn)量紙漿纖維是濕彈性纖維，因?yàn)槠渚哂休^低的成本和在按照下文所述原理使用時(shí)具有良好的流體控制性能。
所述紙中高產(chǎn)或濕彈性紙漿纖維的用量可以至少為大約10％的干重量或更高，更優(yōu)選大約15％的干重量或更高，例如大約20％-100％，更優(yōu)選大約30％的干重量或更高，更優(yōu)選大約50％的干重量或更高。對(duì)于疊層紙來說，可以在一層或幾層的單層的紙上采用相同的用量。因?yàn)闈駨椥约垵{纖維通常其柔軟度不如其它造紙纖維，在某些用途中，優(yōu)選用于最終制品的中間產(chǎn)物中，如將其放入三層紙的中間層，或?qū)蓪又破穪碚f，將其放在這兩層紙的每一個(gè)的向內(nèi)的一層上。
在本文中，“非壓縮脫水”和“非壓縮干燥”分別是指不涉及會(huì)導(dǎo)致所述織物的一部分在干燥或脫水過程中發(fā)生明顯的密集化或壓縮的壓力輥或其它步驟的用于從纖維素紙上除去水的脫水或干燥方法。所述方法包括透干；噴氣沖擊干燥；徑向噴射再連接和徑向槽再連接干燥，如R．H．Page和J．Seyed-Yagoobi，Tappi J．，73(9)229(1990年9月)所披露的；非接觸干燥，如空氣浮動(dòng)干燥，如由E．V．Bowden，E．V．，Appita J．44(1)41(1991)所披露的；過熱蒸汽的流通或沖擊；微波干燥和其它射頻或介電干燥方法；由超臨界流體進(jìn)行的水提??；由無水、低表面張力流體進(jìn)行的水提?。患t外線干燥；通過接觸熔化的金屬薄膜干燥；和其它方法。相信本發(fā)明的三維紙可以用上述任何非壓縮干燥方法進(jìn)行干燥或脫水，而不會(huì)導(dǎo)致紙的明顯密集化或其三維結(jié)構(gòu)以及其濕的彈性特征的明顯喪失。標(biāo)準(zhǔn)的干燥起皺技術(shù)被視為壓縮干燥方法，因?yàn)樗黾埍仨毻ㄟ^機(jī)械方法壓在干燥表面的一部分上，導(dǎo)致壓在加熱的Yankee滾筒上的部位明顯的密集化。
附圖的詳細(xì)說明下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。為了簡(jiǎn)便起見，示意性地示出了用于形成若干織物運(yùn)行帶的各種張力輥，但不編號(hào)，而且，在不同附圖中的相似的元件具有相同的參考編號(hào)。針對(duì)原料制備、料箱、成型織物、紙的轉(zhuǎn)移和干燥可以使用各種常規(guī)的造紙裝置和作業(yè)。不過，示出了具體的常規(guī)元件，以便提供可以使用本發(fā)明的各種實(shí)施方案的場(chǎng)合。
本發(fā)明克服了在用快速轉(zhuǎn)移和滾筒干燥方法生產(chǎn)無皺紙時(shí)所出現(xiàn)的若干問題。并不希望受任何特定理論的約束，可以結(jié)合圖1和2討論上述某些問題的建議性機(jī)制。在圖1中示出了紙轉(zhuǎn)移裝置的轉(zhuǎn)移點(diǎn)或拾起。濕紙1由載體織物2攜帶，以第一速度沿機(jī)器方向一致的方向運(yùn)動(dòng)，該方向在圖1中用箭頭6表示。將紙1轉(zhuǎn)移到有花紋的轉(zhuǎn)移織物3上，該織物大體上包括一個(gè)沿機(jī)器方向的交替的圖案，該圖案包括向著紙1突起的節(jié)3a和遠(yuǎn)離所述紙凹陷的3b。該載體織物2和轉(zhuǎn)移織物3適合于在所述轉(zhuǎn)移點(diǎn)處靠近。所述轉(zhuǎn)移織物3以明顯低于所述載體織物2的第一速度的第二速度運(yùn)行。施加典型的空氣壓力差，以便協(xié)助將紙1從載體織物上轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移織物上。例如，可以將一個(gè)真空箱(未示出)放置在轉(zhuǎn)移織物3下，以便迫使紙1朝向該轉(zhuǎn)移織物。
紙1向有花紋的轉(zhuǎn)移織物3的快速轉(zhuǎn)移總體上使紙1具有交替的由平臺(tái)部分4和模壓部分5構(gòu)成的圖案，如沿垂直于機(jī)器的方向觀察時(shí)所示。由于所述轉(zhuǎn)移織物3的節(jié)3a或最高突出部位3a接觸仍然連接或位于載體織物2上的紙1，節(jié)的較慢的運(yùn)動(dòng)會(huì)摩擦所述紙的表面，并與所述載體織物和轉(zhuǎn)移織物的短暫的接觸時(shí)間內(nèi)在所述纖維紙的平面上造成破壞。隨著紙1的減速，它可能彎曲并模制成轉(zhuǎn)移織物3的形狀和／或經(jīng)歷小的壓縮(未示出)，其長(zhǎng)度小于轉(zhuǎn)移織物的長(zhǎng)度。所述轉(zhuǎn)移織物3的突出節(jié)3a的摩擦運(yùn)動(dòng)或翻動(dòng)可導(dǎo)致在所述紙中質(zhì)量和纖維一纖維連接的更不均勻的分布。所述紙的平臺(tái)部位4接近轉(zhuǎn)移織物3的突出峰3a，在差動(dòng)快速轉(zhuǎn)移期間可能具有最大的張力。
圖2中示出了由我們的實(shí)驗(yàn)性研究所獲得的具體結(jié)果，其中，紙1被表示為所述紙業(yè)已成功地轉(zhuǎn)移到三維轉(zhuǎn)移織物上之后與三維轉(zhuǎn)移織物3一起運(yùn)動(dòng)。所述織物3從左向右運(yùn)動(dòng)，如箭頭60所示。紙1的靠近轉(zhuǎn)移織物3的突出部位3a的末端的部位可能具有突起4a或突出，明顯是由運(yùn)動(dòng)的纖維材料的堆積所致或由通過與轉(zhuǎn)移織物3的接觸在所述紙上所造成的平面張力所致。相對(duì)沿與機(jī)器方向一致的方向運(yùn)動(dòng)的載體織物2的參考支架而言，轉(zhuǎn)移織物3沿與機(jī)器方向相反的方向反方向運(yùn)動(dòng)。所述紙1上的突出部分4a可能通過所述反向運(yùn)動(dòng)(相對(duì)于紙?jiān)谵D(zhuǎn)移之前而言)結(jié)構(gòu)的翻動(dòng)而形成。相鄰的部位可能是高度張緊的并具有較低的基重，所述突出部分4a本身可能是高度張緊的，特別是在所述紙的與轉(zhuǎn)移織物相反的一面上尤其如此。
如果圖2中的紙12直接靠壓在一臺(tái)Yankee干燥器上，則含突出部分4a的部位則是最緊靠在該Yankee上。干燥以后，這些突出部分4a可能由于表面張力及在纖維紙漿包括有機(jī)化合物的化學(xué)粘接作用或施加到干燥器表面或該紙上的粘接劑而牢固地粘附在Yankee干燥器上。然后當(dāng)紙片從Yankee拉離時(shí)，接附的薄弱區(qū)會(huì)損壞或仍留在Yankee干燥器上，引起紙張破損及缺陷?；蛘呋蛄硗?，在移去期間紙1可能被過度張緊而強(qiáng)度減弱。此時(shí)如果紙1用起皺刮刀刮離的話會(huì)造成紙片損壞。但當(dāng)從Yankee或其它滾筒式干燥表面上拉離紙片時(shí)，含或鄰近該突出部分4a的高張力區(qū)的薄弱性可能危及紙片的整體性。該突出部分會(huì)留在干燥器表面上，而伴隨著的是該紙相鄰區(qū)域所形成的破損和缺陷。該問題看起來是快速轉(zhuǎn)移花紋紙與滾筒式干燥器機(jī)上干燥兩者結(jié)合造成紙張排起、缺陷或損壞，這是因?yàn)樽钊菀讚p壞的區(qū)域?yàn)閺母稍餀C(jī)表面剝離而產(chǎn)生最高張力的地方。當(dāng)紙以工業(yè)上有價(jià)值的干燥度水平干燥時(shí)，上述問題在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)變得極為嚴(yán)重。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)了在生產(chǎn)高脹量、快速轉(zhuǎn)移、用滾筒干燥的不起皺紙的特定條件下產(chǎn)生運(yùn)行問題的一個(gè)可能原因，對(duì)此提出了一些解決方案。具體來說，將快速轉(zhuǎn)移的紙至少以下述方式再轉(zhuǎn)移一次，即保證紙1的最弱或最高張力區(qū)4和4a(及特別是這些區(qū)的紙的最外面部分)不會(huì)變成附接至Yankee或滾筒式干燥器的最大區(qū)，并且一旦紙置于滾筒式干燥機(jī)表面時(shí)盡可能幫助紙從上述織物中脫開。不深究以前方法造成運(yùn)行性差的原因，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，此處公開的方法，促進(jìn)了紙張的品質(zhì)及運(yùn)行性的改善。
理想地，紙1在接附到Y(jié)ankee之前被翻轉(zhuǎn)，使原先有轉(zhuǎn)移織物接觸的紙面當(dāng)其被置于Yankee上時(shí)與之接觸。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示于圖3中。所示的一濕態(tài)紙1位于可以是成形織物的載體織物2上，在該成形織物上沉積有來自料箱(未示出)的含水紙漿。紙的載體織物2上時(shí)最好被脫水至可適合快速轉(zhuǎn)移的稠度，所稱稠度為允許一連續(xù)紙成形的稠度，如15％或更高，特別是20％左右或更高，以改善性能。
所述載體織物2進(jìn)入第一轉(zhuǎn)移間隙，在這里由第一真空轉(zhuǎn)移靴6協(xié)助將所述紙轉(zhuǎn)移到以明顯低于所述載體織物的速度運(yùn)行的第一轉(zhuǎn)移織物3上。第一轉(zhuǎn)移織物3是一種三維織物，如Lindsay Wire T-116-3設(shè)計(jì)(Lindsay Wire Division，Appleton Mills，Appleton，威斯康星)或其它織物，基于授予Kai F．Chiu等的US5，429，686所披露的內(nèi)容。所述紙?jiān)诳焖俎D(zhuǎn)移期間通過兩種織物之間的速度差進(jìn)行預(yù)先縮短。為了獲得最佳結(jié)果，第一轉(zhuǎn)移織物3應(yīng)當(dāng)以慢于載體織物2大約10％或更多的速度運(yùn)行，優(yōu)選大約20％或更多，更優(yōu)選大約30％或更多。在具體實(shí)施方案中，所述第一轉(zhuǎn)移織物3運(yùn)行的速度比載體織物2的運(yùn)行速度慢大約15％6-大約50％。
快速轉(zhuǎn)移的紙1由第一轉(zhuǎn)移織物3攜帶轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移間隙上，該間隙位于一個(gè)選擇性的鼓風(fēng)箱8和第二真空轉(zhuǎn)移靴9之間，在這里所述紙被第二轉(zhuǎn)移織物7拾起。第二轉(zhuǎn)移織物7攜帶紙1進(jìn)入位于輥10和滾筒干燥器11之間的間隙，在這里，將所述紙連接到滾筒干燥器11的表面上。滾筒干燥器11的轉(zhuǎn)動(dòng)在附圖中用箭頭表示。第二轉(zhuǎn)移織物7優(yōu)選具有低于第一轉(zhuǎn)移織物3的粗糙度，并且適于將所述紙充分壓在Yankee或滾筒干燥器上，以便改善良好的結(jié)合和干燥。如果僅讓所述紙的一部分與所述干燥器表面密切接觸，熱傳遞會(huì)受到妨礙，并且機(jī)器的速度必須放慢。
將紙1轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移織物7上使所述紙被翻轉(zhuǎn)，并確保所述紙的最薄弱的部位(該部位是圖2所示部位4和4a)不會(huì)優(yōu)選連接在干燥器表面上。結(jié)果，所述紙隨后可以從干燥器表面上分離，具有發(fā)生紙破壞的較小的危險(xiǎn)。
所述紙然后在輥10a上運(yùn)行，并壓迫在滾筒干燥器11的表面上。輥10a可以壓迫干燥器滾筒11，以便提供大約100pli或更低的線性負(fù)荷，優(yōu)選大約50pli，更優(yōu)選大約2-大約30pli。輥10a可選擇性地離開干燥器11，以便所述紙接觸干燥器滾筒的表面的點(diǎn)上沒有壓縮性輥隙。所述織物7沿著所述干燥器周長(zhǎng)的一部分纏繞所述干燥器滾筒，以便提供足夠的駐留時(shí)間，讓所述紙連接在所述滾筒上，而不是連接在第二轉(zhuǎn)移織物7上。因此，當(dāng)所述織物從所述滾筒上環(huán)繞輥10b退繞時(shí)，所述紙依然連接在所述干燥滾筒上。第二轉(zhuǎn)移織物纏繞所述滾筒周長(zhǎng)的部分可以大約為5％或更高，更優(yōu)選大約15％或更高，更優(yōu)選大約10％-大約15％。為了進(jìn)行良好的連接和分離，可能需要用噴桿(未示出)或其它裝置將合適的化合物噴在所述滾筒干燥器表面上，并噴在第二轉(zhuǎn)移織物上，如由F．G．Druecke等在與本申請(qǐng)的申請(qǐng)日同一天申請(qǐng)的題為“生產(chǎn)低密度彈性紙的方法”中所披露的，美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)(未知)。
為了有利于熱傳遞并減輕紙?zhí)幚韱栴}，將一定的織物穿繞在所述滾筒干燥器表面上是必要的。如果所述織物過早地分離，所述紙有可能粘附在織物上，而不是粘接在滾筒干燥器表面上，除非用很大的壓力將所述紙壓在干燥器表面上。當(dāng)然，使用大的壓力意味著需要大體上非壓縮型處理以便獲得最佳脹量和濕彈性時(shí)是一種不理想的解決方案。所述織物優(yōu)選保持與位于干燥器表面上的紙接觸，直到所述紙業(yè)已達(dá)到至少大約40％的稠度，優(yōu)選至少大約45％，更優(yōu)選至少大約50％，更優(yōu)選至少大約55％，更優(yōu)選至少大約60％，以便改善其性能。施加在所述紙上的壓力優(yōu)選(盡管不是必須)在0．1-5psi范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0．5-4psi范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0．5-3psi范圍內(nèi)。
在所述紙連接到所述干燥器表面上之后，它有可能用高溫空氣沖擊罩12或其它干燥裝置做進(jìn)一步的干燥。然后將部分干燥的紙從干燥器11的表面上分離，如果需要的話，將分離的紙14做進(jìn)一步的干燥處理(未示出)，或者在卷繞之前做其它處理。
在圖4中示出了本發(fā)明的另一種實(shí)施方案，其中，紙1位于載體織物2上，直到達(dá)到大約10％-大約30％的稠度，此時(shí)，所述紙?jiān)诘谝晦D(zhuǎn)移點(diǎn)通過一個(gè)真空轉(zhuǎn)移靴轉(zhuǎn)移到第一轉(zhuǎn)移織物3上。所述第一轉(zhuǎn)移織物3具有明顯大于所述載體織物的孔隙體積，并優(yōu)選具有三維形狀，其特征是具有突出的機(jī)器方向的節(jié)，這些節(jié)超過最大的垂直方向節(jié)至少0．2毫米，優(yōu)選至少0．5毫米，更優(yōu)選至少大約1毫米，在具體實(shí)施方案中，所述機(jī)器方向的節(jié)超過最大垂直方向的節(jié)大約0．8-大約3毫米。
所述濕的紙運(yùn)行到第二轉(zhuǎn)移點(diǎn)，在這里一個(gè)鼓風(fēng)箱16和一個(gè)真空箱15配合將所述紙轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移織物7上，所述第二轉(zhuǎn)移織物可能比第一轉(zhuǎn)移織物3的運(yùn)行速度更快。第二轉(zhuǎn)移織物7優(yōu)選具有大約為第一轉(zhuǎn)移織物1／2或更低的織物粗糙度，其前提是施加在所述紙上的所有快速轉(zhuǎn)移的大部分主要發(fā)生在第一次轉(zhuǎn)移期間。如果施加在所述紙上的所有快速轉(zhuǎn)移的大部分主要發(fā)生在轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移織物期間的話，有必要使第二轉(zhuǎn)移織物比第一轉(zhuǎn)移織物更粗糙，優(yōu)選其織物粗糙度比第一轉(zhuǎn)移織物至少高30％?？焖俎D(zhuǎn)移可以在任一個(gè)轉(zhuǎn)移點(diǎn)或在兩個(gè)轉(zhuǎn)移點(diǎn)進(jìn)行。快速轉(zhuǎn)移的量與所述紙?jiān)谵D(zhuǎn)移期間所經(jīng)歷的絕對(duì)速度差呈正比，所述速度以英尺／分鐘為單位。
在轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移織物7上之后，所述紙通過一個(gè)選擇性的非壓縮脫水處理，如圖4所示的空氣壓機(jī)。該空氣壓機(jī)包括一個(gè)高壓上部通道17和一個(gè)呈配合關(guān)系的下部真空箱18，以便來自通道17的高壓空氣通過所述紙進(jìn)入真空箱18，由此將所述紙脫水到優(yōu)選大約30％或更高的稠度，更大約32％或更高，更大約33％或更高。還可以放置一個(gè)與紙1接觸的另一個(gè)支撐織物(未示出)，以便所述紙通過所述空氣壓機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)將所述紙壓在第二轉(zhuǎn)移織物7和該支撐織物之間。合適的空氣壓機(jī)披露于下列文獻(xiàn)中由M．A．Hermans等于1996年5月14日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)5，647，508，題為“生產(chǎn)柔軟紙的方法和裝置”，以及由F．Hada等于與本申請(qǐng)同一天申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)(未知)，題為“用于濕紙脫水的空氣壓機(jī)”；以上文獻(xiàn)被收作本文參考文獻(xiàn)。
所述紙然后通過輥10a，并且被壓在干燥器滾筒11的表面上?？椢?可以纏繞所述干燥器滾筒，直到它從該滾筒上退繞并卷繞到輥10b上。在從第二轉(zhuǎn)移織物7上分離之后，所述紙停留在滾筒干燥器11的表面上，并通過一個(gè)選擇性的干燥器罩12，其特征是進(jìn)行熱空氣的高速?zèng)_擊。然后借助于另一個(gè)輥20和其它的輥或傳送帶驅(qū)送系統(tǒng)將干燥的紙14卷繞成卷21，對(duì)于高脹量紙材料來說所述系統(tǒng)通常是優(yōu)選的。
作為圖3和4所披露的紙翻轉(zhuǎn)方法的替代方案，可以改變紙?jiān)诘谝晦D(zhuǎn)移織物上的位置，以便所述紙的以前的突出部位不再停留在第一轉(zhuǎn)移織物的突出部位上。這種位置改變方法的結(jié)果是在所述第一轉(zhuǎn)移織物紙的突出部分不會(huì)成為接觸滾筒干燥器的主要點(diǎn)。參見圖5，通過位于第一轉(zhuǎn)移點(diǎn)上的收集靴6將紙1從成型織物2上轉(zhuǎn)移到一個(gè)以較慢速度運(yùn)行的第一轉(zhuǎn)移織物22上?？焖俎D(zhuǎn)移的、模壓紙相對(duì)第一轉(zhuǎn)移織物結(jié)構(gòu)的位置改變是通過在第二轉(zhuǎn)移點(diǎn)將所述紙從第一轉(zhuǎn)移織物22上轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移織物13上而實(shí)現(xiàn)的，在這里第二轉(zhuǎn)移織物被輥24(或者可以使用一個(gè)真空靴)退回，然后在第三個(gè)轉(zhuǎn)移點(diǎn)返回對(duì)第一轉(zhuǎn)移織物上，該轉(zhuǎn)移點(diǎn)大體上相當(dāng)于真空靴27上真空槽的位置。紙1的所述重新定位是為了確保所述紙上的這些部位一旦與第一轉(zhuǎn)移織物表面上的最高部位接觸，現(xiàn)在是與第一轉(zhuǎn)移織物表面上的較低部位接觸，或者至少進(jìn)行所述紙從所述織物上的初步分離，以便有利于隨后當(dāng)該織物被壓迫在干燥器11表面上時(shí)所進(jìn)行的分離，并導(dǎo)致所述紙相對(duì)第一轉(zhuǎn)移織物的大的重新排列，以便減少使最薄弱的部位最緊密地與滾筒干燥器連接的機(jī)會(huì)。
為了實(shí)現(xiàn)最有效的再定位，應(yīng)當(dāng)將注意力放在第二和第三轉(zhuǎn)移點(diǎn)之間的路徑長(zhǎng)度上。如圖5所示，第一轉(zhuǎn)移織物在第二和第三轉(zhuǎn)移點(diǎn)之間所通過的路徑長(zhǎng)度大于第二轉(zhuǎn)移織物和紙本身所通過的路徑長(zhǎng)度。第一轉(zhuǎn)移織物和所述紙的路徑長(zhǎng)度的差別必須是第一轉(zhuǎn)移織物的特有MD單位區(qū)間長(zhǎng)度的整數(shù)倍數(shù)。另外，必須有一個(gè)小的偏差，以便在第二轉(zhuǎn)移點(diǎn)之前所述紙的曾經(jīng)與第一轉(zhuǎn)移織物的最高部位接觸的部位現(xiàn)在偏離第一轉(zhuǎn)移織物的最高部位一定距離。所述偏離距離優(yōu)選為MD單位區(qū)間長(zhǎng)度的1／2，不過，在實(shí)踐中，所述以特有MD單位區(qū)間長(zhǎng)度為單位的偏離可以為大約0．2-大約0．8，優(yōu)選大約0．3-大約0．7，更優(yōu)選大約0．4-大約0．6。
當(dāng)所述紙位于第二轉(zhuǎn)移織物上時(shí)，可以用不同的空氣壓力對(duì)所述紙進(jìn)行另外的處理。如圖5所示，將紙進(jìn)一步模制到第二轉(zhuǎn)移織物上，或者通過高壓空氣或蒸汽箱26，和一個(gè)真空箱25的組合做進(jìn)一步脫水。在這種情況下，第二轉(zhuǎn)移織物可以具有任意的花紋，因?yàn)樗粫?huì)接觸滾筒干燥器。實(shí)際上，在圖5所示實(shí)施方案中，第一轉(zhuǎn)移織物可以具有大于成型織物1，但小于第二轉(zhuǎn)移織物的中間粗糙度，其中，第二轉(zhuǎn)移織物可能成為大型花紋的主要方式。因此，快速轉(zhuǎn)移可以主要在靠近第一真空轉(zhuǎn)移靴6的第一轉(zhuǎn)移點(diǎn)上進(jìn)行，而不進(jìn)行紙的翻轉(zhuǎn)，通過在第二轉(zhuǎn)移織物上進(jìn)行兩次額外的轉(zhuǎn)移上去和轉(zhuǎn)移下來而對(duì)紙?jiān)诘谝晦D(zhuǎn)移織物上進(jìn)行重新定位可以獲得改善的運(yùn)行性，通過第二轉(zhuǎn)移織物環(huán)的正確定位，確保所述重新定位的正確進(jìn)行。為了改善熱傳遞和避免紙分離問題，在一定張力下將第一轉(zhuǎn)移織物與滾筒干燥器11接觸進(jìn)行一定程度的織物纏繞是必要的。在所述紙暫時(shí)從第一轉(zhuǎn)移織物上分離的間隙，可以用諸如硅氧烷油溶液或乳液的分離劑處理所述織物與紙接觸的一側(cè)，以便隨后當(dāng)所述紙被放置到干燥器表面上之后與所述紙分離。優(yōu)選通過一個(gè)噴桿或噴頭51進(jìn)行噴霧52。還示出了另一個(gè)噴桿53，該噴桿將噴霧54噴灑到干燥器滾筒11上，以便提供所述紙?jiān)诟稍锲鞅砻嫔线B接和分離的適當(dāng)?shù)钠胶狻?br> 在所述紙轉(zhuǎn)回到第一轉(zhuǎn)移織物22上之后，將該紙進(jìn)一步模壓到第一轉(zhuǎn)移織物上或者通過模壓或脫水作業(yè)28做進(jìn)一步的脫水，所作業(yè)可以包括一個(gè)蒸汽箱，在具有一個(gè)位于紙下面的真空箱，一個(gè)空氣壓機(jī)，位移脫水，或其它非壓縮脫水方法或起紋方法。然后讓所述紙接觸干燥器滾筒，優(yōu)選具有一定的纏繞，以便當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)移織物從滾筒干燥器上分離時(shí)所述紙1依然連接在干燥器上，并且通過加熱空氣罩或其它方法在所述紙從滾筒干燥器上分離之前做進(jìn)一步的干燥。該分離優(yōu)選是通過起皺方法完成的。
在上述實(shí)施方案中，優(yōu)選將濕的紙1連接在Yankee上而不對(duì)紙進(jìn)行顯著的密集化。非壓縮脫水、所述紙低壓連接到滾筒干燥器表面，以及使用正確選擇的織物或毛氈將所述紙連接到滾筒干燥器上的組合，使得所述紙不會(huì)被所述織物或毛氈上的突出部位高度密集化，可導(dǎo)致具有大體上均勻的密度或是具有高的和低的密度區(qū)，所述紙的基于所述紙?jiān)谄桨逯g厚度的測(cè)定紙的平均脹量(密度的倒數(shù))可以為大約3cc／g(立方厘米／克)或更高，優(yōu)選大約6cc／g或更高，更優(yōu)選10cc／g或更高，更優(yōu)選12cc／g或更高，更優(yōu)選15cc／g或更高。通常對(duì)高脹量紙進(jìn)行壓延，以便生產(chǎn)最終的制品。在對(duì)所述紙進(jìn)行選擇性的壓延之后，成品的脹量可以為大約4cc／g或更高，更優(yōu)選大約6cc／g，更優(yōu)選大約7．5cc／g，更優(yōu)選大約9cc／g。
由于所述織物將紙壓在干燥器上的織物具有三維表面，有可能存在將所述紙的一部分優(yōu)勢(shì)固定在干燥器表面上的節(jié)，不過，所述紙最好不會(huì)在所述節(jié)的部位被明顯密集化，因?yàn)樵诟稍镏斑M(jìn)行了適當(dāng)?shù)姆菈嚎s干燥，并由于所述織物施加了較低的壓力，因此，所生產(chǎn)的紙可能具有大體上均勻的密度，并具有濕強(qiáng)劑、干強(qiáng)化合物、鹽、染料、或其它添加劑和化合物的均勻的或非均勻的分布。
在圖6中示出了本發(fā)明的另一種實(shí)施方案，該方案類似于圖3所示在第二次轉(zhuǎn)移之前的實(shí)施方案。在第二次轉(zhuǎn)移時(shí)，紙1可以放置在第二轉(zhuǎn)移織物7上，從這里用一個(gè)壓力輥30通過施加常規(guī)的輥負(fù)荷或輥隙壓力將所述紙連接到滾筒干燥器11上。這會(huì)導(dǎo)致由壓入所述紙的有孔織物7在紙1上產(chǎn)生有花紋的密集化?？椢?可以纏繞在干燥器11上，但纏繞的程度較低，如圖所示，纏繞度低于干燥器周長(zhǎng)的5％。紙1一旦連接在滾筒干燥器11上，可以通過一個(gè)選擇性的另外的干燥織物32環(huán)保持或固定與加熱表面的接觸，通過輥33保持與滾筒干燥器表面的一部分接觸，所述輥可以對(duì)干燥器滾筒施加壓力，或者可以與干燥器表面分開一段距離，以便所述輥不在干燥器上產(chǎn)生直接的力，而是在織物32上產(chǎn)生張力。織物32應(yīng)當(dāng)與滾筒干燥器表面上的紙1相同的速度運(yùn)動(dòng)，不過在某些實(shí)施方案中需要有一定的速度差，以便軟化所述紙?jiān)诳諝鈧?cè)表面或進(jìn)行其它改進(jìn)。織物32可以是起紋的或有圖案的，并可以具有三維形狀。
如圖3所示，位于干燥器11上的紙通過來自罩12的加熱空氣的熱傳遞進(jìn)行干燥，現(xiàn)在與干燥器表面分離之前通過干燥器本身的傳導(dǎo)而干燥。分離過程優(yōu)選以不起皺的方式完成，但可以有起皺刮刀，以便協(xié)助紙的分離。
實(shí)施例下面的實(shí)施例用于說明與本發(fā)明有關(guān)的可能的方案，其中，通過本文所披露的新型結(jié)構(gòu)獲得了改進(jìn)的流體控制、孔隙體積、和表面花紋。具體的用量、比例、組成和參數(shù)是用于示意性的，而不是要具體限定本發(fā)明的范圍。
例1
為了說明在快速轉(zhuǎn)移步驟之后第二次從織物到織物轉(zhuǎn)移在改善某些紙的特性方面的效果，在一臺(tái)用透干器工作，而沒有干燥器滾筒的模型造紙機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)。該試驗(yàn)的目的是為了檢驗(yàn)快速轉(zhuǎn)移方法相對(duì)在第一個(gè)快速轉(zhuǎn)移步驟之后的第二次轉(zhuǎn)移操作的效果。用40％的云杉BCTMP纖維和重量百分比為60％的Coosa Pines LL19漂白的牛皮紙軟木纖維制備造紙配料。將所述纖維稀釋到1％的稠度。以占干纖維重量0．4％的用量將KYMENE557LX濕強(qiáng)添加劑(Hercules公司，Wilmington，Delaware)。在該實(shí)施例的第一部分，披露了一種優(yōu)選的轉(zhuǎn)移方法，用一個(gè)流體涂布器將所述漿體以每分鐘40英尺的速度輸送到一個(gè)光滑的成型織物上。用真空箱對(duì)初級(jí)紙進(jìn)行脫水，然后快速轉(zhuǎn)移到一種粗糙的三維織物L(fēng)indsay Wire(Appleton Mills的產(chǎn)品，Appleton，威斯康星)T-116-3織物。如表1所示，快速轉(zhuǎn)移的程度是變化的。然后將快速轉(zhuǎn)移的紙轉(zhuǎn)移到一種花紋較少的織物L(fēng)indsay Wire L-452透干織物。然后在透干器上干燥所述紙，并成卷。
在第二種變形中，披露了一種不太優(yōu)選的方法，將所述初級(jí)紙首先不加速地轉(zhuǎn)移到一種Albany Felt織物Velostar800上，然后在從這里將紙快速轉(zhuǎn)移到較粗糙的Lindsay Wire T-116-3織物。T-116-3織物具有71×64的目數(shù)和0．6毫米的粗糙度；Velostar 800具有48×32的目數(shù)。
所述優(yōu)選方法的結(jié)果如表1所示，而在表2中給出了所述不太優(yōu)選的方法的結(jié)果。在所述表中，“BW”表示紙的基重，以每平方米的克數(shù)表示，而“厚度”表示單層紙的厚度，用千分英寸表示。在兩種情況下，快速轉(zhuǎn)移都是在所述到達(dá)較粗糙的織物之后進(jìn)行的，而不是當(dāng)轉(zhuǎn)移到粗糙度較低的織物上進(jìn)行。所報(bào)導(dǎo)的值表示一種方法，其中，所述紙被快速轉(zhuǎn)移到一種粗糙的織物上，并且在所述優(yōu)選方法中，隨后再次轉(zhuǎn)移到粗糙度較低的織物上。在以上兩個(gè)轉(zhuǎn)移步驟之后，將兩種紙透干到結(jié)束，并卷繞，而不進(jìn)行壓延。
在圖7中示出了MD拉伸和ABL因素資料，該圖表示在第一個(gè)快速轉(zhuǎn)移步驟之后的第二個(gè)快速轉(zhuǎn)移步驟使得所述紙可以在特定CD拉伸量的條件下獲得較大的強(qiáng)度，反之亦然。例如，在5％的MD拉伸量下，所述優(yōu)選的快速轉(zhuǎn)移方法使強(qiáng)度提高超過30％。具有適度的MD拉伸和高強(qiáng)度的紙是滾筒干燥的良好侯選者，使得所述紙可以不起皺的或者不太理想的具有輕微起皺的從所述滾筒上分離。所述改進(jìn)的強(qiáng)度或拉伸可以轉(zhuǎn)變成造紙機(jī)的改進(jìn)的流動(dòng)性和成品紙的改進(jìn)的物理特性。
表1

表2

例2用疊層料箱生產(chǎn)層狀的紙，這種紙的第一層具有長(zhǎng)纖維，第二層具有較短的卷曲纖維，所述料箱將低稠度的漿體(低于0．6％)沉積在有花紋的織物上，所述織物能在成型階段產(chǎn)生紙的變化的質(zhì)量分布。所述第二層含有0．1％或更高的脫離劑，而第一層含有0．1％或更高的濕強(qiáng)樹脂。用真空箱和箔將所述紙脫水到18％-20％或更高的稠度，然后以至少10％的加速量快速轉(zhuǎn)移，優(yōu)選至少25％的加速轉(zhuǎn)移到環(huán)形有花紋的透干織物(第一轉(zhuǎn)移織物或織物粗糙度大約為1毫米的織物)上，如Lindsay Wire T-216-3織物。在快速轉(zhuǎn)移之后，將紙脫水到大約30％或更高的稠度，通過空氣壓機(jī)裝置脫水到優(yōu)選大約36％或更高，其中，基本上所施加的所有空氣都通過所述紙，空氣壓力超過30psi，優(yōu)選超過60psi，在所述空氣壓機(jī)接觸部位的下面有一個(gè)真空箱，以便進(jìn)一步通過所述紙抽氣。在所述空氣壓機(jī)之前用一個(gè)蒸汽箱對(duì)所述紙進(jìn)行預(yù)熱，然后將有花紋的快速運(yùn)行的紙轉(zhuǎn)移到較光滑的織物或毛氈上，后者是有花紋的或者通常具有比第一轉(zhuǎn)移織物低至少20％，優(yōu)選至少50％或更低的織物粗糙度。然后將所述織物輕輕卷繞在Yankee表面上至少2英尺，優(yōu)選至少7英尺，并通過織物張力施加足夠的壓力，以便將所述紙固定在Yankee，同時(shí)將所述紙連接在Yankee上的壓力輥施加低于其常用壓力30％的壓力，以便減輕紙的壓縮。在Yankee將所述紙干燥到至少70％的稠度，然后通過另一個(gè)滾筒干燥器進(jìn)一步干燥?？梢詫?duì)所述紙進(jìn)行壓花和其它轉(zhuǎn)化用于商業(yè)目的?？梢酝ㄟ^空氣壓力差對(duì)所述紙進(jìn)行模(壓)制，以便與第一和第二轉(zhuǎn)移織物中的任一個(gè)或兩個(gè)一致。另外，可以采用有花紋的壓力輥，如槽輥，以便在所述紙上產(chǎn)生額外的花紋，或者保持織物的花紋。所述紙可以用作浴巾紙、面巾紙、吸收性紙巾、吸收制品中的吸收層、和一次性服裝的一部分等。
以上的詳細(xì)說明是用于說明目的的。因此，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思和范圍的前提下可以進(jìn)行多種改進(jìn)和改變。例如，可以用作為一種實(shí)施方案的組合部分披露的替代性或選擇性特征形成另一種實(shí)施方案。另外，有兩個(gè)名稱的元件可以代表同一種結(jié)構(gòu)的部分。此外，可以采用各種替代方法和設(shè)備結(jié)構(gòu)，特別是針對(duì)原料制備、料箱、成型織物、紙轉(zhuǎn)移和干燥進(jìn)行的改進(jìn)，或者如下列文獻(xiàn)中所披露的于與本申請(qǐng)同一天由M．Hermans等申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)(未知)，題為“用于在改進(jìn)的傳統(tǒng)濕壓機(jī)上生產(chǎn)紙的方法”；于與本申請(qǐng)同一天由M．Hermans等申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)(未知)，題為“用減少的能量投入生產(chǎn)低密度紙的方法”；于本申請(qǐng)同一天由F．Chen等申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)(未知)，題為“低密度彈性紙和生產(chǎn)這種紙的方法”；和由F．Chen等于1997年8月15日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)流水號(hào)08／912906，題為“濕彈性紙以及用這種紙制成的一次性制品”；以上文獻(xiàn)被收作本文參考文獻(xiàn)。因此，本發(fā)明不是由所披露的具體實(shí)施方案限制的，而是由權(quán)利要求書及其等同物限定的。
權(quán)利要求
1．一種生產(chǎn)紙的方法，包括a)將造紙纖維的含水懸浮液沉積在一種成型織物上，以便形成濕態(tài)紙；b)將所述濕態(tài)紙脫水到適于快速轉(zhuǎn)移作業(yè)的稠度；c)將所述脫水的紙快速轉(zhuǎn)移到具有三維形狀的第一轉(zhuǎn)移織物上；d)將所述紙轉(zhuǎn)移到第二轉(zhuǎn)移織物上；e)將所述紙轉(zhuǎn)移到滾筒干燥器的表面上；和f)將所述紙從所述滾筒干燥器表面上分離。
2．一種生產(chǎn)紙的方法，包括a)將造紙纖維的含水懸浮液沉積在一種成型織物上，以便形成濕態(tài)紙；b)將所述濕的紙脫水到大約20％或更高的稠度；c)將所述脫水的紙快速轉(zhuǎn)移到具有三維形狀的第一轉(zhuǎn)移織物上，該轉(zhuǎn)移織物的織物粗糙度大于所述成型織物的織物粗糙度；d)將所述紙轉(zhuǎn)移到具有低于所述第一轉(zhuǎn)移織物的織物粗糙度的第二轉(zhuǎn)移織物上；e)將所述紙從第二轉(zhuǎn)移織物轉(zhuǎn)移到滾筒干燥器的表面上，并施加一個(gè)適于讓所述紙上保持有基本的三維形狀的壓力；f)干燥所述紙；和g)將所述紙從所述滾筒干燥器表面上分離。
3．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述紙具有第一表面，該表面在快速轉(zhuǎn)移期間接觸所述第一轉(zhuǎn)移織物，并且隨后接觸所述滾筒干燥器的表面。
4．如權(quán)利要求3的方法，還包括向其它織物的偶數(shù)次數(shù)的額外的轉(zhuǎn)移。
5．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述第一轉(zhuǎn)移織物具有0．2-1．5毫米的織物粗糙度。
6．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述第一轉(zhuǎn)移織物具有0．5毫米或更高的織物粗糙度。
7．如權(quán)利要求6的方法，其中，所述第一轉(zhuǎn)移織物具有0．5-1．2毫米的織物粗糙度。
8．如權(quán)利要求1的方法，其中，所述第二轉(zhuǎn)移織物具有低于第一轉(zhuǎn)移織物的織物粗糙度。
9．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述第一轉(zhuǎn)移織物的織物粗糙度至少為所述成型織物的織物粗糙度的3倍，并且比所述第二轉(zhuǎn)移織物的織物粗糙度至少高10％。
10．如權(quán)利要求3的方法，其中，快速轉(zhuǎn)移的程度大約為10％或更高。
11．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述紙從所述滾筒干燥器表面不起皺地分離。
12．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述紙通過輕微起皺從所述滾筒干燥器表面分離。
13．如權(quán)利要求1的方法，還包括將所述紙從第二轉(zhuǎn)移織物轉(zhuǎn)移回到第一轉(zhuǎn)移織物上，以便所述紙?jiān)诘谝晦D(zhuǎn)移織物上重新定位。
14．如權(quán)利要求13的方法，其中，所述紙具有第一表面，該表面在快速轉(zhuǎn)移期間接觸所述第一轉(zhuǎn)移織物，以及一個(gè)相反的第二表面，該表面隨后接觸所述滾筒干燥器。
15．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，在轉(zhuǎn)移到所述滾筒干燥器表面上之前將所述紙脫水到大約25％或更高的稠度。
16．如權(quán)利要求15的方法，其中，在轉(zhuǎn)移到所述滾筒干燥器表面上之前將所述紙脫水到大約30％或更高的稠度。
17．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，在轉(zhuǎn)移到所述滾筒干燥器表面上之前將所述紙非壓縮地脫水到大約30％或更高的稠度。
18．如權(quán)利要求17的方法，其中，用一個(gè)空氣壓機(jī)對(duì)所述紙進(jìn)行脫水。
19．如權(quán)利要求17的方法，其中，在所述紙接觸所述滾筒干燥器之前讓一種氣體通過所述紙對(duì)紙進(jìn)行脫水。
20．如權(quán)利要求1或2的方法，還包括用一種織物包覆所述滾筒干燥器的一部分，以便保持所述滾筒干燥器表面和所述紙之間的良好的熱接觸。
21．如權(quán)利要求20的方法，其中，所述包覆的織物是一種彈性造紙毛氈，該毛氈具有三維表面結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能以不同壓力將所述紙壓在所述滾筒干燥器表面上。
22．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，當(dāng)所述紙與所述第二轉(zhuǎn)移織物接觸并與所述滾筒干燥器表面接觸時(shí)施加在紙上的最大壓力點(diǎn)上的最大壓力為大約100磅／線性英寸或更低。
23．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述紙?jiān)诜胖玫剿鰸L筒干燥器上之前具有大體上均勻的密度和三維形狀。
24．如權(quán)利要求23的方法，其中，所述干燥紙具有大體上均勻的密度。
25．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述干燥的紙的脹量為大約6cc／g或更高。
26．如權(quán)利要求25的方法，其中，所述干燥的紙的脹量為大約9cc／g或更高。
27．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述造紙纖維含有至少大約10％的化學(xué)硬化的纖維素纖維。
28．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述造紙纖維含有大約10％的高產(chǎn)纖維。
29．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述造紙纖維至少含有大約20％的回收纖維。
30．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述水懸浮液含有有效量的濕強(qiáng)添加劑，使得所述干燥紙的濕干抗拉強(qiáng)度比例至少為0．10。
31．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述水懸浮液含有纖維脫離劑。
32．如權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述滾筒干燥器的機(jī)器速度至少為1500英尺／分鐘。
33．如權(quán)利要求32的方法，其中，所述滾筒干燥器的機(jī)器速度至少為2000英尺／分鐘。
34．用權(quán)利要求1的方法生產(chǎn)的柔軟紙。
35．用權(quán)利要求2的方法生產(chǎn)的柔軟紙。
36．用權(quán)利要求1的方法生產(chǎn)的柔軟無皺紙。
37．用權(quán)利要求34、35或36的方法生產(chǎn)的紙，在非壓延狀態(tài)下其表面厚度至少為0．1毫米。
38．用權(quán)利要求37的方法生產(chǎn)的紙，在非壓延狀態(tài)下其表面厚度至少為0．2毫米。
39．用權(quán)利要求37的方法生產(chǎn)的紙，在非壓延狀態(tài)下其表面厚度至少為0．3毫米。
40．用權(quán)利要求34、35或36的方法生產(chǎn)的紙，其ABL值至少為0．2千米。
41．用權(quán)利要求34、35或36的方法生產(chǎn)的紙，具有機(jī)器方向的拉伸量至少為6％。
42．用權(quán)利要求41的方法生產(chǎn)的紙，具有垂直方向的拉伸量至少為6％。
43．用權(quán)利要求1、2或3的方法，其中，使用非旋轉(zhuǎn)透干干燥器干燥所述紙。
44．用權(quán)利要求43的方法，還包括在第一次轉(zhuǎn)移之后并且在將所述紙轉(zhuǎn)移回第一轉(zhuǎn)移織物之前將一種分離劑涂在第一轉(zhuǎn)移織物上。
全文摘要
一種在傳統(tǒng)造紙機(jī)上用傳統(tǒng)滾筒干燥器生產(chǎn)花紋紙的方法,可以生產(chǎn)一種具有很高脹量、柔軟性、和濕彈性的制品。將快速轉(zhuǎn)移和紙模制與三維織物進(jìn)行組合,并結(jié)合紙翻轉(zhuǎn)步驟,以便確保模制在第一花紋轉(zhuǎn)移織物上的紙的表面被放在滾筒干燥器的表面上。紙的翻轉(zhuǎn)可以改進(jìn)機(jī)器的生產(chǎn)能力,并增強(qiáng)紙的物理性能。
文檔編號(hào)D21F1/66GK1283243SQ98812688
公開日2001年2月7日 申請(qǐng)日期1998年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月31日
發(fā)明者陳善梁, M·A·赫爾曼斯, 胡盛新, R·J·坎普斯, J·D·林德賽 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司