造紙織物及包括此織物的相關(guān)方法
【專利說明】造紙織物及包括此織物的相關(guān)方法
[0001 ]本申請是分案申請，原申請的申請日為2009年I月28日，申請?zhí)枮?00980111575.8，發(fā)明創(chuàng)造名稱為“造紙織物及包括此織物的相關(guān)方法”。
[0002]本發(fā)明的背景
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及織造的無端環(huán)狀造紙織物，其構(gòu)造成用于支撐濕紙幅以進(jìn)行脫水，所述織物限定機(jī)器方向，并包括一致的可透部分和在機(jī)器方向沿織物延伸的一對橫向間隔開的條帶部，各條帶部基本一致地不可透氣，并在其間限定可透部分。本發(fā)明還涉及相關(guān)的干燥部以及方法。
【背景技術(shù)】
[0004]在具有代表性的造紙過程中，纖維漿(S卩，含水木漿或纖維素纖維混合物)從流料箱沉積到移動(dòng)的成形網(wǎng)(forming wire)上。成形網(wǎng)的多孔結(jié)構(gòu)允許纖維楽的一部分水穿過成形網(wǎng)排出，其中，留下的纖維素纖維彼此粘附，形成纖維網(wǎng)。在纖維漿沉積過程中，由于成形網(wǎng)在機(jī)器方向移動(dòng)，形成細(xì)長的濕紙幅。此外，例如圖1所示的代表性造紙機(jī)通常構(gòu)造成制造具有特定寬度的紙幅，因此，通常必須在邊緣修整處理中對形成在成形網(wǎng)上的濕紙幅進(jìn)行橫向邊界修整。在將紙幅沿機(jī)器方向朝下游引導(dǎo)以進(jìn)行進(jìn)一步處理(包括例如壓榨部和/或干燥部)之前，邊緣修整使紙幅具有經(jīng)限定的橫向邊緣。
[0005]在一個(gè)邊緣修整處理中，隨著成形網(wǎng)(S卩，內(nèi)側(cè)成形網(wǎng))在機(jī)器方向傳送成形紙幅，通過噴水口或噴嘴朝成形紙幅噴高壓水流，例如圖2所示。從噴頭/噴嘴噴出的水形成穩(wěn)定水流，其具有足夠高的壓力，能夠?qū)⒗w維切成限定的紙張寬度，或者以限定的紙張寬度有效地將纖維推開，但是，水流的壓力也要足夠低并且水流應(yīng)為層流，以減少水噴濺到被切部分之外的紙幅剩余部分上。還必須對水流進(jìn)行調(diào)節(jié)，以防止損壞成形網(wǎng)。這種邊緣修整處理通常在紙幅干燥度為12%至30%時(shí)進(jìn)行，結(jié)果限定了紙幅的橫向最外側(cè)邊緣。在一些造紙過程中，在機(jī)器方向更下游(即，造紙?zhí)幚碇锌亢蟮牟襟E)會(huì)進(jìn)行二次切割操作，通常稱作內(nèi)側(cè)邊緣切割。在任何情況下，邊緣切割或邊緣修整系統(tǒng)通常要求大量的清水、管道以及用于控制水流動(dòng)的相關(guān)設(shè)備、多個(gè)過濾器、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)栗、以及噴頭/噴嘴，噴頭/噴嘴帶有用于紙幅的每次切割和每種切割類型的適當(dāng)控水配置。因此，例如，邊緣切割或邊緣修整系統(tǒng)成本高、維護(hù)密集、浪費(fèi)資源(水)和能源，并且，難以將其精確裝配以與例如在造紙過程中沿機(jī)器方向的真空拾取箱(pickup vacuum box)的邊緣、成型箱的邊緣、以及空氣穿透干燥器(TAD)所安裝的定邊帶對齊。
[0006]在一些造紙?zhí)幚碇?，紙幅行進(jìn)經(jīng)過邊緣修整處理之后，引導(dǎo)紙幅經(jīng)過脫水處理，例如干燥處理。在這種干燥處理中，可使用一個(gè)或多個(gè)空氣穿透干燥器(TAD)來干燥紙幅。典型的TAD包括筒形輥(或者在本文中稱為“TAD烘筒”)，其中，形成筒形輥的外殼配置并構(gòu)造成允許空氣穿過筒形外殼，在干燥處理過程中，紙幅至少部分圍繞筒形外殼。TAD還包括罩，該罩構(gòu)造成基本圍繞TAD輥，其中，通常將空氣加熱并引導(dǎo)空氣從罩穿過外殼進(jìn)入輥，或者使空氣從輥穿過外殼進(jìn)入罩。在任何情況下，引導(dǎo)空氣穿過卷繞在輥上的紙幅有利于紙幅的干燥。在傳送紙幅通過TAD時(shí)，紙幅通常由無端環(huán)狀的紙幅載運(yùn)織物(或者本文中稱為“TAD織物”)支撐。因此，被引導(dǎo)穿過紙幅的空氣必須也穿過TAD織物。
[0007]然而，在一些情況下，用于載運(yùn)紙幅穿過TAD的TAD織物是造紙過程中成本較高的部分。例如，為了限定TAD的“干燥區(qū)域”，可以以橫向間隔開的方式將機(jī)械定邊帶安裝在烘筒上。也就是說，在TAD烘筒的邊緣/凸緣處或在該處附近，橫過TAD烘筒以物理方式設(shè)置定邊帶，這種定邊帶可以是例如不可透過材料的不可透過帶，以阻斷穿過TAD烘筒外殼的氣流或者對此氣流重新進(jìn)行引導(dǎo)。在這種配置中，在橫過輥寬度方向的兩個(gè)間隔開位置處，將定位帶安裝到TAD烘筒上，以及，TAD織物進(jìn)一步配置成橫向延伸越過輥并越過兩個(gè)定位帶。因而，TAD織物在兩個(gè)定位帶之間的寬度限定TAD干燥區(qū)域，在此干燥區(qū)域中，具有此寬度的紙幅可由TAD干燥。然而，這種定位帶的一個(gè)缺點(diǎn)是，由于例如輥的熱膨脹特性，很難精確確定定位帶相對于輥的定位以限定干燥區(qū)域。就此而言，可先使用臨時(shí)定位帶，在裝配造紙機(jī)時(shí)，使用臨時(shí)性粘合劑將這種由例如聚四氟乙稀(polytetraf luoroethy Iene)材料制成的臨時(shí)定位帶固定于棍ο在某些情況下，由于需要時(shí)間和反復(fù)試驗(yàn)的資源來確定定位帶的合適位置，這種先期裝配成本很高。
[0008]一旦確定了臨時(shí)定位帶的合適位置，可以將用于長期造紙?zhí)幚淼亩ㄎ粠О惭b到輥上。這種定位帶可以由更耐用的材料制成，例如不銹鋼，在已確定的位置處，將這種定位帶焊接至輥或其端環(huán)。然而，這種金屬定位帶的一個(gè)缺陷是，在特定情況下，定位帶會(huì)引起輥或其端環(huán)的腐蝕。此外，很難對這些安裝到輥上的定位帶的底部/周圍進(jìn)行清潔。同樣，在先期裝配和實(shí)際(長期)制造兩種情況之間，機(jī)器參數(shù)會(huì)變化，這繼而改變了對定位帶的要求。就此而言，可以直到制造之前再安裝定位帶，實(shí)施這種方式會(huì)導(dǎo)致延誤和/或日程安排的問題。結(jié)果，由于時(shí)間和資源，長期造紙過程用定位帶的安裝成本也很高。
[0009]在使用TAD(具有固定于TAD輥的定位帶)的造紙機(jī)中，在此干燥的紙幅通常被運(yùn)送至IjTAD織物或布，從而，織物在紙幅各邊緣與各自相鄰的定位帶之間存在開放的橫向間隙(open lateral gap)，例如圖3所示?？赡苄枰@樣一種裝置，例如，其用于減少紙幅和/或織物/布橫向偏移使得紙幅延伸到定位帶外側(cè)而不能干燥的情況。通過蒸發(fā)，引導(dǎo)到織物所支撐紙幅的加熱空氣使紙幅干燥，并且，通過例如蒸發(fā)冷卻機(jī)構(gòu)，實(shí)質(zhì)保護(hù)織物不受加熱空氣的最高溫度(full temperature)的損害。紙幅還構(gòu)成空氣穿過紙幅的阻力，其中，空氣因此更容易流動(dòng)穿過阻力最小的路徑，該路徑主要包括紙幅各邊緣與各自定位帶之間的織物間隙。然而，這樣的結(jié)果是，在紙幅干燥處理期間，織物間隙暴露于以最高溫度供給的空氣，這樣僅在織物的織物間隙區(qū)域加熱織物。通常，加熱空氣的溫度越高，干燥紙幅所用時(shí)間越短，這繼而能夠提高造紙機(jī)的速度。然而，在較高溫度時(shí)，干燥空氣的高溫和/或機(jī)械磨損容易引起織物的過早老化，尤其是在間隙區(qū)域。就此而言，老化織物的頻繁更換導(dǎo)致更換織物所帶來的高成本，以及機(jī)器停機(jī)時(shí)間的成本。
[0010]為了處理/減小織物老化的問題，一些造紙機(jī)采用多種織物邊緣保護(hù)措施，例如，氣刀邊緣冷卻，如圖4所示。在氣刀邊緣冷卻處理中，冷卻空氣緊鄰熱空氣(供自TAD用加熱空氣供給管)吹到織物間隙區(qū)域。將冷卻空氣導(dǎo)向織物間隙，從而在紙幅橫向邊緣附近產(chǎn)生冷卻空氣墻，能減少穿過織物間隙的熱空氣的量，同時(shí)對間隙中的織物進(jìn)行冷卻。然而，氣刀邊緣冷卻對于例如不穩(wěn)定氣壓(即，熱空氣和冷卻空氣供給壓力之間的不平衡)、或者空氣供應(yīng)角度方向的不精確較為敏感。在這種情況下，會(huì)導(dǎo)致紙張較濕，或者導(dǎo)致氣刀失效。此外，氣刀無法處理某些新型TAD造紙機(jī)中的高溫供給空氣。另外，氣刀系統(tǒng)設(shè)備密集，要求風(fēng)扇、管道、傳感器以及相關(guān)的設(shè)備。就此而言，氣刀系統(tǒng)成本高、裝配/安裝困難且復(fù)雜，加工過程變化時(shí)更換困難/昂貴、尺寸大、體積大、維護(hù)密集、能效低、并且即使安裝適當(dāng)也僅在邊緣處有效。
[0011]在一些情況下，也可以使用噴水邊緣保護(hù)系統(tǒng)(參見例如美國專利N0.6，314，659)，如圖5所示，用于保護(hù)間隙附近的織物。雖然此種方法在保護(hù)織物方面有效，但是需要大量的裝置，要將其適當(dāng)裝配很復(fù)雜，并且要遇到大量的維護(hù)問題。
[0012]由于紙幅的寬度通常由“永久安裝”的TAD定位帶(或“定位裝置”)來確定，因而，對于一些現(xiàn)有的用于處理TAD造紙機(jī)中紙幅各橫向邊緣附近織物間隙的裝置和方法來說，其不能提供簡單有效的方法來改變造紙機(jī)所能處理的紙幅的寬度。此外，如上文所述的用于處理織物間隙的方法通常浪費(fèi)能量和能源(即，由于例如織物帶入TAD中的水的傳熱較差并且需要將其去除，導(dǎo)致高能耗)，并且，總體上對于所需達(dá)到的目的來說不是特別有效。
[0013]因此，需要一種用于確定造紙機(jī)中紙幅寬度的系統(tǒng)、裝置以及方法，特別是具有有效加工處理方式的TAD造紙機(jī)。解決方案最好應(yīng)包括最少量的裝置，應(yīng)相對簡單并且成本效果合算，應(yīng)能夠容易地針對不同紙幅寬度進(jìn)行更換而沒有大量的裝配和測試要求，以及，應(yīng)便于造紙機(jī)的維護(hù)。理想的是，這種解決方案還應(yīng)為干燥織物的織物間隙提供保護(hù)，從而避免或減少其過早老化，同時(shí)解決能耗問題(例如由干燥織物帶入TAD中的水量)，以及，更充分和有效地利用TAD中用于干燥紙幅的加熱空氣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]通過本發(fā)明能夠滿足上述及其他需求，本發(fā)明涉及一種織物，其特征是，可透部分適合于，由其所支撐的濕紙幅延伸橫過其全部寬度，從而，排除不可透過條帶部，可透部分構(gòu)造成，允許被引導(dǎo)至其上的空氣從其流動(dòng)穿過，使得僅可透部分所支撐的濕紙幅脫水，從而，不可透過條帶部之間的可透部分的寬度限定進(jìn)行脫水的濕紙幅的對應(yīng)寬度。
[0015]S卩，本發(fā)明的一個(gè)方面包括一種造紙織物，其構(gòu)造成支撐濕紙幅用于脫水，造紙織物包括無端環(huán)狀的紙幅載運(yùn)織物，該紙幅載運(yùn)織物僅由織造材料形成，以具有單一的、基本一致的透過性，紙幅載運(yùn)織物限定機(jī)器方向，并包括相對的橫向邊緣；以及一對橫向間隔開的條帶部，條帶部在機(jī)器方向沿紙幅載運(yùn)織物延伸，各條帶部基本一致地不可透過空氣并具有基本一致的平滑表面，該平滑表面適合于不保留水，在兩個(gè)條帶部之間限定紙幅載運(yùn)織物的可透部分，可透部分適合于，由其所支撐的濕紙幅延伸橫過其全部寬度，從而，排除不可透過條帶部，可透部分構(gòu)造成，允許引導(dǎo)至其上的空氣從其穿過，使得僅可透部分所支撐的濕紙幅脫水，從而，不可透過條帶部之間可透部分的寬度限定進(jìn)行脫水的濕紙幅的寬度。
[0016]本發(fā)明的另一方面提供一種用于干燥濕紙幅的系統(tǒng)，包括至少一個(gè)空氣穿透干燥器，該空氣穿透干燥器具有烘筒，該烘筒由構(gòu)造成允許空氣從中穿過的外殼限定。烘筒進(jìn)一步構(gòu)造成在機(jī)器方向轉(zhuǎn)動(dòng)。無端環(huán)狀干燥織物僅由織造材料形成，以具有單一的、基本一致的可透過性。干燥織物限定機(jī)器方向，具有相對的橫向邊緣，并卷繞烘筒的至少一部分。干燥織物進(jìn)一步包括一對橫向間隔開的條帶部，條帶部在機(jī)器方向沿干燥織物延伸，其中，各條帶部具有基本一致的平滑表面，該平滑表面適合于不保留水。在兩個(gè)條帶部之間限定干燥織物的紙幅載運(yùn)部分。干燥織物的紙幅載運(yùn)部分構(gòu)造成，在其紙幅側(cè)表面上，由其所支撐的濕紙幅延伸橫過其全部寬度，從而，排除條帶部，干燥織物的紙幅載運(yùn)部分構(gòu)造成，允許由至少一個(gè)空氣穿透干燥器引導(dǎo)至其上的空氣從其流動(dòng)穿過，使得僅干燥織物的紙幅載運(yùn)部分所支撐的濕紙幅進(jìn)行干燥。從而，干燥織物條帶部之間的紙幅載運(yùn)部分的寬度限定由至少一個(gè)空氣穿透干燥器干燥的濕紙幅的寬度。
[0017]S卩，本發(fā)明的另一方面提供一種用于干燥濕紙幅的系統(tǒng)，包括:至少一個(gè)空氣穿透干燥器，該空氣穿透干燥器具有烘筒，該烘筒由構(gòu)造成允許空氣從中穿過的外殼限定，烘筒進(jìn)一步構(gòu)造成在機(jī)器方向轉(zhuǎn)動(dòng)；以及，無端環(huán)狀干燥織物，其僅由織造材料形成，以