專利名稱：濕輥壓薄紙的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紙的制造，特別涉及制造濕輥壓薄紙幅的方法。
諸如面巾紙、衛(wèi)生紙、紙巾等一次性制品一般是由一個或多個紙幅制成。如果要制品能具有預(yù)定的功能，形成它們的紙幅必須具有一定的物理性能。這些性能中較為重要的是強(qiáng)度、柔軟性和吸濕性。強(qiáng)度是紙幅在使用時保持完整性的能力。柔軟性是使用者折皺他們手中的紙和用紙幅接觸他們的身體部分時感受到的舒服的感覺。柔軟性一般隨著紙幅韌性的降低而增加。吸濕性是紙幅能夠吸取和保持流體的性能。一般來說，紙幅的柔軟性和/或吸濕性是在犧牲紙幅強(qiáng)度的情況下增加的。因此，業(yè)已開發(fā)的造紙方法力圖提供具有所需強(qiáng)度的柔軟吸水的紙幅。
授予Sanford等人的美國專利3,301,746公開了一種紙幅，其采用穿透式干燥系統(tǒng)進(jìn)行加熱預(yù)干燥。然后部分紙幅在干燥鼓上壓入織物關(guān)節(jié)圖案。雖然Sanford等的專利方法旨在提供改進(jìn)的柔軟性和吸濕性，而不犧牲拉伸強(qiáng)度，用Sanford的穿透式空氣干燥器除去水耗能很大，因此成本較高。
授予Justus的美國專利3,537,954公開了一種在上織物和下成形線間形成的紙幅。在紙幅夾在織物和一個較軟且彈性的造紙氈之間的咬合區(qū)上，將一個圖案賦予紙幅。授予Hulit等人的美國專利4,309,246公開了將不壓實的濕紙幅送入由編織件形成的一個開口的網(wǎng)狀壓印織物中。在第一輥壓咬合區(qū)，在造紙氈和壓印織物間輥壓紙幅。然后由壓印織物將紙幅從第一輥壓咬合區(qū)送到干燥鼓上的第二輥壓咬合區(qū)。授予Turunen等人的美國專利4,144,124公開一種造紙機(jī)，它具有一個雙線成形機(jī)，該成形機(jī)具有一對環(huán)形織物，織物可以是氈。環(huán)形織物之一向輥壓部分運送紙幅。輥壓部分可包括向該輥壓部分運送紙幅的環(huán)形織物，可以是氈的附加環(huán)形織物，和在紙幅上壓成圖形的加工線。
授予Justus和Hulit等人的專利都具有這樣的缺點，即，它們均在具有僅一個氈的咬合區(qū)輥壓濕的紙幅。在輥壓紙幅時，水會從紙幅兩側(cè)出來。因此，不接觸氈的紙幅表面排出的水會在輥壓咬合區(qū)的出口再進(jìn)入紙幅。輥壓咬合區(qū)出口的紙幅再潤濕的情況降低了輥壓裝置去除水的能力，破壞了在輥壓時形成的纖維間的結(jié)合，并會造成在輥壓咬合區(qū)已變得致密的紙幅部分的再膨脹。
授予Turunen的專利公開一種輥壓咬合區(qū)，它包括兩個可以是氈的環(huán)形織物和壓印線。但是，Turunen沒有在將紙幅在輥壓咬合區(qū)輥壓前，將紙幅從成形線轉(zhuǎn)移到壓印織物使得濕的紙幅部分發(fā)生初始偏轉(zhuǎn)。因此，在Turunen中的紙幅一般在輥壓口入口上是單平面的，造成在輥壓口上紙幅的整個壓實。紙幅的整個壓實是不希望的，因為，通過增加紙幅的較低密度部分的密度限制了紙幅的不同部分間的密度差別。
另外，Hulit等人和Turunen等人提供的輥壓裝置，其中壓印織物具有分散的壓實關(guān)節(jié)，如在編織物的經(jīng)緯線的交叉點處。分散的壓實區(qū)域不能提供具有能承受載荷的連續(xù)高密度區(qū)域和為提供吸濕性的分散的低密度區(qū)域的濕成形紙張。
滾花也可用于使紙幅膨脹。然而，干燥的紙幅的滾花會使紙幅中的纖維間結(jié)合斷裂。這種斷裂是因為結(jié)合形成后進(jìn)行紙幅干燥時發(fā)生的。在紙幅干燥后，在紙幅平面的垂直方向移動纖維，使得纖維間的結(jié)合斷裂，這又使得產(chǎn)生具有比滾花前的拉伸強(qiáng)度小的紙幅。
以下的對比文件公開滾花工藝歐洲專利申請No.0499942A2，美國專利No.3,556,907，美國專利No.3,867,225，美國專利No.3,414,459和美國專利No.4,759,967。
因此，造紙科技人員繼續(xù)在尋求能夠經(jīng)濟(jì)合理地生產(chǎn)的改進(jìn)的紙的結(jié)構(gòu)，它具有高的強(qiáng)度，而且不損壞其柔軟性和吸濕性。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種紙幅的脫水和成形方法。
本發(fā)明的另一個目的是使紙幅的一部分在壓印件上初始偏轉(zhuǎn)，隨后在具有可延伸的咬合長度的輥壓咬合區(qū)中的兩個可偏轉(zhuǎn)的水接受件間輥壓形成的非單一平面紙幅和該壓印件。
本發(fā)明的另一個目的是提供濕輥壓紙幅，它對于紙張柔性的給定等級具有增加的強(qiáng)度。
本發(fā)明的另一目的是提供非滾花圖案的紙幅，它具有較高密度的連續(xù)網(wǎng)，分散在整個連續(xù)網(wǎng)中的多個較低密度的園頂部，和至少部分地包圍每個低密度的園頂部的厚度減小過渡區(qū)。
本發(fā)明提供一種紙幅成形和脫水的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，造紙纖維的初期紙幅是在一個帶孔的成形件上形成，并被轉(zhuǎn)移到一個壓印件上，在不使初期紙幅密度變大的情況下，將初期紙幅中的造紙纖維的一部分偏轉(zhuǎn)到壓印件的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管中。然后紙幅和壓印件在壓縮咬合區(qū)中第一和第二脫水氈間輥壓，進(jìn)一步將造紙纖維偏轉(zhuǎn)到壓印件的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管中，并從紙幅的兩側(cè)除去水。壓縮咬合區(qū)具有延伸的咬合區(qū)長度，在加工方向咬合區(qū)長度至少是約3.0英寸。壓縮咬合區(qū)形成在相對的壓縮表面間。在一個優(yōu)選的實施例中，壓縮咬合區(qū)是由相對的分別具有凹、凸壓縮表面的壓力機(jī)構(gòu)成。
本發(fā)明的方法包括以下步驟在帶孔的成形件上形成造紙纖維初期紙幅，初期紙幅具有第一面和第二面；將初期紙幅從帶孔的成形件轉(zhuǎn)移到壓印件上，使得初期紙幅的第二面靠近帶孔壓印件的紙幅接觸面；使在初期紙幅中的造紙纖維的一部分偏轉(zhuǎn)到偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分中，并通過偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分從初期紙幅中除去水，形成一個不壓實的非單平面的造紙纖維的中間紙幅；在壓縮咬合區(qū)中輥壓紙幅，所述咬合區(qū)具有至少約3.0英寸的加工方向長度，其中第一氈層鄰近中間紙幅的第一面，紙幅壓印表面鄰近中間紙幅的第二面，并且偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分與第二氈層流動連通。
在一個實施例中，輥壓中間紙幅的步驟包括在壓縮咬合區(qū)中輥壓中間紙幅，其壓縮咬合區(qū)具有約3.0-20.0英寸的加工方向長度，最好所述長度是約4.0-10.0英寸。
輥壓中間紙幅的步驟可以包括，在橫跨加工方向咬合區(qū)直線寬度上以每英寸約400-10000磅的載荷輥壓中間紙幅。
本說明的權(quán)利要求書具體指出并明確限定了本發(fā)明，通過以下結(jié)合附圖的說明可以更好地理解本發(fā)明，其中

圖1是連續(xù)造紙機(jī)的一個實施例的示意圖，示出從帶孔的成形件向一個帶孔的壓印件轉(zhuǎn)移紙幅，向壓縮咬合區(qū)運送在帶孔的壓印件上的紙幅，并在壓縮咬合區(qū)中的第一和第二脫水氈間輥壓在帶孔的壓印件上運送的紙幅；圖2是帶孔的壓印件的平面圖，它具有一個第一紙幅接觸面，它包括宏觀單平面的連續(xù)加花網(wǎng)狀的紙幅壓印表面，該壓印表面在帶孔的壓印件內(nèi)形成多個分離隔開的不相連的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管；
圖3是在圖2的線3-3處截取的帶孔的壓印件一部分的剖視圖；圖4是圖1所述的壓縮咬合區(qū)的放大示意圖，示出鄰近紙幅第一面的第一脫水氈，鄰近紙幅第二面的帶孔壓印件的紙幅接觸面，和鄰近帶孔壓印件的第二氈接觸面的第二脫水氈，其中壓縮咬合區(qū)包括相對的凸和凹壓縮表面；圖5是本發(fā)明另一個實施例中的壓縮咬合區(qū)的示意圖，其中紙幅在第一脫水氈和復(fù)合壓印件間，復(fù)合壓印件包括由結(jié)合到第二脫水氈表面的光聚合物形成的帶孔的紙幅加花層，并且其中，紙幅、第一氈和復(fù)合壓印件位于壓縮咬合區(qū)中的相對的凹、凸壓縮表面之間；圖6是使用圖2和3的帶孔的壓印件形成的成形紙幅的平面示意圖；圖7是從圖6的7-7線截取的紙幅的剖面示意圖；圖8是圖7中示出的紙幅剖面放大圖；圖9示出使用圖5所示的壓縮咬合區(qū)結(jié)構(gòu)的本發(fā)明另一個實施例的造紙機(jī)，所述咬合區(qū)具有的復(fù)合壓印件包括由結(jié)合到脫水氈層的表面的光聚合物形成的帶孔的紙幅加花層；圖10是復(fù)合壓印件的剖面示意圖；圖11是具有紙幅接觸面的帶孔壓印件的平面示意圖，紙幅接觸面包括連續(xù)的加花偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管和多個分散的相隔的紙幅壓印表面；圖12是具有半連續(xù)紙幅壓印表面的帶孔的壓印件的平面示意圖。
圖1示出可在本發(fā)明中使用的連續(xù)造紙機(jī)的一個實施例。本發(fā)明的工藝過程包括依次進(jìn)行的多個步驟或操作。盡管本發(fā)明的工藝過程最好以連續(xù)方式進(jìn)行，但應(yīng)理解本發(fā)明也可包括分批的操作，如手巾紙(handsheet)制造過程。將在下面說明一個優(yōu)選的步驟順序，但應(yīng)理解本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書限定。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，造紙纖維的初始紙幅120是在帶孔的成形件11由造紙纖維的水分散體形成。然后初始紙幅120轉(zhuǎn)移到帶孔的壓印件219，它具有包括紙幅壓印表面和偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分的第一紙幅接觸面220。在初始紙幅120中的造紙纖維的一部分偏轉(zhuǎn)到帶孔的壓印件219的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分中，而不使紙幅變得密實，從而形成一個中間紙幅120A。
中間紙幅120A在帶孔的壓印件219上從帶孔的成形件11運送到壓縮咬合區(qū)300，壓縮咬合區(qū)300在加工方向的長度約為3.0英寸。咬合區(qū)300具有相對的壓縮表面。相對的壓縮表面可以是相對的凸、凹壓縮表面，凸壓縮表面由壓輥362形成，相對的凹壓縮表面由瓦形輥壓組件700構(gòu)成。
第一脫水氈320鄰近中間紙幅120A設(shè)置，第二脫水氈360鄰近帶孔的壓印件219設(shè)置。中間紙幅120A和帶孔的壓印件219隨后在壓縮咬合區(qū)300的第一和第二脫水氈320和360間受輥壓，進(jìn)一步將造紙纖維的一部分偏轉(zhuǎn)到壓印件219的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分中，使得與紙幅壓印表面相隨的中間紙幅120A的一部分壓實，并且通過從紙幅兩側(cè)除去水進(jìn)一步使紙幅脫水，從而形成一個比中間紙幅120A干燥的成形紙幅120B。
成形的紙幅120B在帶孔的壓印件219上從壓縮咬合區(qū)300運送出來。成形的紙幅120B可在穿透式空氣干燥器400中進(jìn)行預(yù)干燥，通過將加熱的空氣引導(dǎo)首先通過成形紙幅，然后使空氣通過帶孔的壓印件219從而進(jìn)一步干燥成形紙幅120B。然后帶孔的壓印件的紙幅壓印表面會壓入成形紙幅120B中，如在輥209和干燥鼓510間形成的一個咬合區(qū)上，從而形成一個壓印紙幅120C。將紙幅壓印表面壓入成形紙幅中可進(jìn)一步使得與紙幅壓印表面相隨的紙幅部分變致密。然后壓印紙幅120C在干燥鼓510上干燥，并由一個刮刀524在干燥鼓起皺。
現(xiàn)更詳細(xì)地敘述本發(fā)明的工藝過程，實現(xiàn)本發(fā)明的第一步驟是將從木紙漿得到的造紙纖維水分散體形成初期紙幅120。本發(fā)明所用的造紙纖維通常包括由木紙漿得到的纖維。其他的纖維素纖維的紙漿纖維，如棉籽絨，甘蔗渣等也可以用，也在本發(fā)明范圍內(nèi)。合成纖維，如人造絲，聚乙烯和聚丙烯纖維也可與天然纖維素纖維結(jié)合使用?？梢杂玫囊环N典型的纖維是HerculesInc.of Wilmington,Delaware供應(yīng)的商標(biāo)為PulpexTM的纖維?？捎玫哪炯垵{包括化學(xué)紙漿，如牛皮紙、亞硫酸鹽和硫酸鹽紙漿，以及機(jī)械紙漿，包括如木屑，熱機(jī)械紙漿和化學(xué)改性熱機(jī)械紙漿。可用由落葉樹(下文稱為硬木)和針葉樹(下文稱軟木)制的紙漿。再循環(huán)紙的纖維也可用于本發(fā)明，這種纖維可包括任何或所有上述各類以及其他非纖維材料，如用于促進(jìn)初始造紙過程的填料和粘結(jié)劑。
除了造紙纖維外，其他的組分和材料也可加入到造紙配料中。希望的添加劑的類型取決于期待的薄紙的具體最終用途。例如，衛(wèi)生紙、紙巾、面巾紙和類似的其他紙制品中，具有高的濕強(qiáng)度是希望的。因此，常希望向造紙配料中加入工藝上被稱為“濕強(qiáng)度”樹脂的化學(xué)物質(zhì)。
在系列號為29的紙漿和紙工業(yè)技術(shù)協(xié)會(TAPPI)(紐約，1965)的專題論文“在紙和紙板中濕強(qiáng)度”中可見到在造紙技術(shù)中用的濕強(qiáng)度樹脂的基本論述。最常用的濕強(qiáng)度樹脂一般是陽離子型的。聚酰胺-表氯醇樹脂是已發(fā)現(xiàn)有特殊用途的陽離子濕強(qiáng)度樹脂。1972年10月24日和1973年11月13日授予Kein的美國專利No.3,700,623和No.3,772,076中，說明了這些樹脂適當(dāng)?shù)念愋?，這里引用這些專利作為參考。適用的聚酰胺-表氯醇樹脂的供應(yīng)者是Hercules Inc.of Wilmington,Delaware，這種樹脂的商標(biāo)是KymeneTM557H。
聚丙烯酰胺樹脂也可用作濕強(qiáng)度樹脂。在本文中引作參考的1971年1月19日授予Coscia等的美國專利No.3,556,932和1971年1月19日授予Williams等的美國專利No.3,556,933中公開了這些樹脂。聚丙烯酰胺樹脂一個供應(yīng)者是American Cyanamid Co.of Stanford,Connecticut，這種樹脂之一的商標(biāo)是ParezTM631NC。
在本發(fā)明中使用的其他水溶性陽離子樹脂是尿素甲醛和密胺甲醛樹脂。這些多功能樹脂中的較普遍的官能團(tuán)是含氮的官能團(tuán)，如與氮相連的氨基官能團(tuán)和羥甲基官能團(tuán)。聚乙烯亞胺(polyethylenimine)型的樹脂也可在本發(fā)明中使用。另外，臨時性的濕強(qiáng)度樹脂，如Caldas10(日本Carlit公司制造)和CoBond1000(Natoianal Starch and Chemical公司制造)也可用于本發(fā)明。在本發(fā)明實施中，向紙漿配料中添加諸如上述濕強(qiáng)度和臨時濕強(qiáng)度樹脂的化合物如是選擇性的，而不是必須的。
雖然在其他液體中的纖維分散體也可使用，但最好由造紙纖維的水分散體制備初期紙幅120。纖維在水中分散形成濃度約0.1-0.3％的水分散體。分散體、泥漿、紙幅或其他系統(tǒng)的百分比濃度定義為，100乘以在所述的系統(tǒng)中的干纖維重量被整個系統(tǒng)重量除得到的商。纖維重量是完全無水纖維的重量。
實施本發(fā)明的第二步驟是形成造紙纖維的初期紙幅。見圖1，造紙纖維的水分散體供給頂箱18，它可以是任何合適的形式。造紙纖維的水分散體從頂箱18送到帶孔的成形件11，形成初期紙幅120。成形件11包括連續(xù)的長網(wǎng)向線。成形件11也可包括結(jié)合到連續(xù)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)上的多個聚合物凸起，以形成具有兩個或多個不同單位重量區(qū)的初期紙幅120，如本文引用作為參考的1993年9月14日授予Trokhan等的美國專利No.5,245,025所公開的，這里引用該專利作為參考。圖1所示的是單成形件11，單線或雙線成形裝置均可采用。其他成形線結(jié)構(gòu)，如S或C包裹形的結(jié)構(gòu)也可采用。
成形件11由胸輥12和多個返回輥支承，在圖1中僅示出兩個返回輥13和14。成形件11由未示出的驅(qū)動裝置在箭頭81所示的方向驅(qū)動。通過在帶孔的成形件上沉積所述分散體并去除一部分水分散介質(zhì)而由造紙纖維的水分散體形成初期紙幅120。初期紙幅120具有與帶孔的成形件11接觸的第一紙幅面122，和面向相反方向的第二紙幅面124。
初期紙幅120可在如圖1所示的連續(xù)造紙過程中形成，或者，也可以在如手巾紙制造過程的分批過程中形成。在造紙纖維的水分散體沉積在帶孔的成形件11上后，通過本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)除去一部分水分散介質(zhì)而形成初期紙幅120。在水當(dāng)中，可采用真空箱、成形板、浮筒(hydrofoil)等有效地將水分從帶孔的成形件上去除。初期紙幅120與成形件11圍繞返回輥13一起運行，被帶到帶孔的壓印件219附近。
帶孔的壓印件219具有第一紙幅接觸面220和第二氈接觸面240。如圖2和3所示，紙幅接觸面220具有紙幅壓印表面222和偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230。偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230形成從第一面220到第二面240的連續(xù)通道的至少一部分而使水穿過帶孔壓印件。因此，水在帶孔的壓印件219的方向從造紙纖維的紙幅中除去時，水被處理掉，而不必再接觸造紙纖維的紙幅。帶孔的壓印件219可包括環(huán)形帶，如圖1所示，并可由多個輥201-217支承。由驅(qū)動裝置(未示出)在圖1所示方向281(對應(yīng)加工方向)驅(qū)動帶孔的壓印件219。帶孔的壓印件219的第一紙幅接觸面220可用乳化液噴淋，乳化液含有重量約90％的水，8％的石油，1％的十六烷基醇和1％的如Adogen TA-100的表面活性劑。這樣的乳化劑有助于使紙幅從壓印件219向干燥鼓510轉(zhuǎn)移。當(dāng)然，應(yīng)理解在手巾紙的分批制造過程中，帶孔的壓印件219不需要包括環(huán)形帶。
在圖2和3所示的實施例中，帶孔的壓印件的第一紙幅接觸面220包括一個宏觀單平面的連續(xù)網(wǎng)狀圖形的紙幅壓印表面222。連續(xù)網(wǎng)狀紙幅壓印表面222在帶孔壓印件219內(nèi)形成多個分散的隔開的不相連的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230。偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230具有開口239，它在形狀和分布上是隨機(jī)的，但最好是形狀一致并在第一紙幅接觸面220上以重復(fù)的預(yù)選圖形分布。這樣的連續(xù)網(wǎng)狀紙幅壓印表面222和分散的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230對于形成具有連續(xù)較高密度網(wǎng)狀區(qū)域1083和分散在整個連續(xù)較高密度網(wǎng)狀區(qū)域1083上的多個較低密度圓頂1084的紙結(jié)構(gòu)是很有用的，如圖6和7所示。
開口239的適當(dāng)形狀包括，但不限于，圓形、橢圓形和多邊形，在圖2中是六角形的開口239。開口239在成直線的行和列中是規(guī)則且均勻地隔開。如圖2所示，開口239也可以在加工方向(MD)和橫跨加工方向(CD)上是雙向交錯，在此，加工方向是指平行于紙幅通過設(shè)備的流動方向，橫跨加工方向垂直于加工方向。具有連續(xù)網(wǎng)狀紙幅壓印表面222和分散隔開偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230的帶孔壓印件219，可以根據(jù)以下本文引作參考的美國專利制造1985年4月30日授予Johnson等的美國專利No.4,514,345；1985年7月16日授予Trokhan的美國專利No.4,529,480；1992年3月24日授予Smurkoski等的美國專利No.5,098,522；1996年5月7日授予Trokhan等的美國專利No.5,514,523。
參見圖2和3，帶孔的壓印件219可包括織造強(qiáng)化件243，用于提高帶孔壓印件孔219的強(qiáng)度。盡管可以采用任何合適的編織圖形，強(qiáng)化件243包括加工方向的強(qiáng)化線股242和橫跨加工方向的強(qiáng)化線股241。在線股241和242間的空隙形成的織造強(qiáng)化件243的開口比偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230的開口239小?？椩鞆?qiáng)化件243中的開口和偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230的開口239一起形成從第一面220延伸到第二面240的連續(xù)通道，用于將水運送通過帶孔的壓印件219。強(qiáng)化件243也可以形成一個支承表面，限制纖維向偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230的偏轉(zhuǎn)，從而有助于防止在與偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230相隨的紙幅部分中形成孔，如在較低密度的圓頂1084中形成孔。這樣的孔或針孔會由于在紙幅兩側(cè)存在壓差時空氣或水流過偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管而產(chǎn)生。
紙幅壓印表面222的面積占第一紙幅接觸表面220的整個面積的百分?jǐn)?shù)應(yīng)約在15-65％，最好是20-50％，以便形成如圖6和7所示的較高密度區(qū)域1083和較低密度區(qū)域1084的面積的理想比例。第一面220的平面中的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230的開口239大小可以用有效自由跨距表示。有效自由跨距定義為第一面220的平面中的開口239的面積除以開口239的周長的四分之一的商。有效自由跨距應(yīng)約為形成初期紙幅120的造紙纖維平均長度的0.25-3.0倍，最好在0.5-1.5倍。偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230可具有一個深度232(圖3)，它約為0.1-1.0毫米。
在另一實施例中，帶孔的壓印件219可包括一個紡織絲形成的織物帶。紙幅壓印表面222可由在紡織絲的交叉點上形成的分散的關(guān)節(jié)形成。用作帶孔壓印件219的合適的紡織絲織物帶在以下本文引作參考的美國專利中公開1967年1月31日授予Sanford等的美國專利No.3,301,746；1975年9月16日授予Ayers的美國專利No.3,905,863；1980年3月4日授予Trokhan的美國專利No.4,191,609；1980年12月16日授予Trokhan的美國專利No.4,239,065。
在又一個實施例中，帶孔的壓印件219可具有第一紙幅接觸面222，第一紙幅接觸面222包括一個連續(xù)加花的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230，導(dǎo)管230包圍多個分散的隔開的紙幅壓印表面222。這樣的帶孔壓印件219可用于形成一種成形紙幅，它具有連續(xù)較低密度網(wǎng)狀區(qū)域和在整個連續(xù)較低密度網(wǎng)狀區(qū)域中分散的多個分開的較高密度區(qū)域。這樣的帶孔的壓印件示于圖11，并在本文引用作為參考的1985年4月30日授予Johnson等的美國專利No.4,514,345中公開。
在再一個實施例中，帶孔的壓印件219可具有第一紙幅接觸表面220，第一紙幅接觸表面220包括多個半連續(xù)的紙幅壓印表面222。如本文所示的，如果多個壓印表面222沿紙幅接觸面220上的任何一個方向基本不斷開地延伸，并且每個壓印表面由一個偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230與相鄰的壓印表面220隔開，紙幅壓印表面222的圖案被認(rèn)為是半連續(xù)的。紙幅接觸面220可具有相鄰的半連續(xù)的壓印表面222，它由半連續(xù)的壓印偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230分隔開。半連續(xù)的壓印表面222可基本平行于加工方向或橫跨加工方向延伸，或沿與加工方向或橫跨加工方向成角度延伸。這樣的帶孔的壓印件示于圖12，并在本文引用作為參考的1992年8月26日以Ayers等的名義提交的美國專利申請，系列號為No.07/936,954，題為“具有半連續(xù)圖案的造紙帶和其上制造的紙(Papermaking Belt Having Semicontinuous Pattern and Paper Made Thereon)”中公開。
實施本發(fā)明的第三步驟是將初期紙幅120從帶孔的成形件11轉(zhuǎn)移到帶孔的壓印件219，將第二紙幅面124置于帶孔壓印件219的第一紙幅接觸面220上。
實施本發(fā)明的第四步驟是將在初期紙幅中的一部分纖維偏轉(zhuǎn)到紙幅接觸面220的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230中，并通過偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230從初期紙幅120中除去水，形成造紙纖維的中間紙幅120A。初期紙幅120最好在轉(zhuǎn)移點具有約3-20％的濃度，以利于紙幅纖維偏轉(zhuǎn)到偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230。
初期紙幅120向壓印件219的轉(zhuǎn)移和將紙幅120中的造紙纖維的一部分向偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230偏轉(zhuǎn)的步驟，可以至少部分地通過向初期紙幅120施加一個流體壓差形成。例如，初期紙幅120可從成形件11真空轉(zhuǎn)移到壓印件219，如采用圖1所示的真空箱126，或采用旋轉(zhuǎn)的真空拾取輥(未示出)。由真空源(如真空箱126)形成的初期紙幅120兩側(cè)的壓差使纖維偏轉(zhuǎn)到偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230，并且最好通過偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230除去紙幅的水，將紙幅的濃度提高到18-30％間。初期紙幅120兩側(cè)的壓差可約為13.5-40.6kPa(4-12英寸汞柱)。由真空箱126形成的真空使得初期紙幅120能夠向帶孔的壓印件219轉(zhuǎn)移且纖維偏轉(zhuǎn)到偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230中，而不使初期紙幅120壓實?？砂ǜ郊拥恼婵障?未示出)以進(jìn)一步除去中間紙幅120A的水。
見圖4，示出的中間紙幅120A的部分在壓縮咬合區(qū)300的上游被偏轉(zhuǎn)到偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230中，以致中間紙幅120A是非單平面的。示出的中間紙幅120A在壓縮咬合區(qū)300上游具有基本一致的厚度(第一和第二紙幅面122和124間的距離)，表示出在壓縮咬合區(qū)300的上游中間紙幅120部分已偏轉(zhuǎn)到壓印件19中，沒有使中間紙幅120A局部致密或壓實?？苫旧贤瑫r完成初期紙幅120的轉(zhuǎn)移和初期紙幅向偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230的偏轉(zhuǎn)。為了說明將初期紙幅向帶孔件轉(zhuǎn)移并將初期紙幅中的一部分造紙纖維偏轉(zhuǎn)到帶孔件中的方法，上述美國專利No.4,529,480引用作為參考。
實施本發(fā)明的第五步驟是在壓縮咬合區(qū)300輥壓濕中間紙幅120A，形成成形紙幅120B。見圖1和4，中間紙幅120A在帶孔的壓印件219上從帶孔的成形件11開始運送，并通過在輥362和瓦形輥壓組件700的相對壓縮表面間形成的壓縮咬合區(qū)300。為了說明壓縮咬合區(qū)300、壓印件219、脫水氈320和360的工作，紙幅相對于輥362和輥壓組件700放大。
示出的第一脫水氈320支承在靠近瓦形輥壓組件700的壓縮咬合區(qū)中，并圍繞多個氈支承輥324在方向321上被驅(qū)動。瓦形輥壓組件700包括液體不能透過的壓力帶的710、壓力瓦720和壓力源P。壓力瓦720可具有一個基本弧形內(nèi)凹表面722。壓力帶710在基本內(nèi)凹的表面722和導(dǎo)向輥712上的連續(xù)路線中運行。壓力源P在壓力下向壓力瓦720中的空腔(未示出)提供液壓流體。空腔中的加壓流體推動壓力帶710靠緊氈320，并提供壓縮咬合區(qū)300的載荷。瓦形輥壓組件在以下本文引用作為參考的美國專利中公開授予Kiuchi的美國專利No.4,559,258；授予Emson等的美國專利No.3,974,026；授予Justus等的美國專利No.4,287,021；授予Mohr等的美國專利No.4,201,624；授予Cronin的美國專利No.4,229,253；授予Justus的美國專利No.4,561,939；授予Pajula等的美國專利No.5,389,205；授予Steiner等的美國專利No.5，178,732；授予Braun等的美國專利No.5,308,450。
在壓力瓦720上通過時，壓力帶710的外表面基本上呈弧形內(nèi)凹狀，提供一個內(nèi)凹的壓縮表面，它對著由輥壓輥362提供的凸壓縮表面。壓力帶710的外表面在壓力瓦上通過的部分在圖4中以711表示。壓力帶710的外表面可以是光滑的或帶槽的。
由壓力輥362形成的凸壓縮表面與由瓦形輥壓組件700形成的相對的凹壓縮表面結(jié)合，形成一個弧形壓縮咬合區(qū)，它具有至少是約3.0英寸的加工方向的長度。在一個實施例中，壓縮咬合區(qū)300在加工方向的長度為3.0-20.0英寸，最好是4.0-10.0英寸。
示出的第二脫水氈360支承在靠近咬合區(qū)輥362的壓縮咬合區(qū)300中，并圍繞多個氈支承輥364在方向361被驅(qū)動。氈脫水裝置370，如Uhle真空箱，可與每個脫水氈320和360配合，將從中間紙幅120A轉(zhuǎn)移到脫水氈的水除去。
輥壓輥362可具有基本平滑表面?；蛘撸?62上可開槽，或具有多個與一個真空源連通的開口，以有利于從中間紙幅120A除去水。輥362可具有一個橡膠的涂層363，如極硬(bonehard)橡膠層，它可以是平滑的、開槽的或穿孔的。示于圖4的橡膠涂層363形成一個凸的壓縮表面，它與瓦形壓縮組件700形成的凹壓縮表面相對。
本文所述的“脫水氈”一詞是指一種吸水的、可壓縮、柔性的元件，使得它變形依從于壓印件219上的非單平面中間紙幅120A的輪廓，并能夠接收和容納從中間紙幅120A壓出的水。脫水氈320和360可由天然材料、合成材料或它們的組合材料制造。適宜的脫水氈包括如通過縫合連接到紡織絲形成的支承結(jié)構(gòu)上的天然或合成纖維的非織造毛層(batt)。制造非織造的毛層的適宜材料包括，但不限于，如羊毛的天然纖維和如聚酯和尼龍的合成纖維。形成毛層240的纖維具有的絲但尼爾(denier)值為每9000米約3-40克。氈具有層狀結(jié)構(gòu)，并包括多種類別和尺寸纖維的混合物。
脫水氈320和360在厚度兩側(cè)壓差為0.12kPa(0.5英寸水柱)情況下，具有2-5毫米的厚度，單位重量為每平方米約800-2000克，平均密度(單位重量除以厚度)為每立方厘米約0.35-0.45克，空氣滲透率每平方英尺每分鐘約為15-110立方英尺。
脫水氈320可具有第一表面325，它具有較高的密度、較小的孔隙尺寸；第二表面327，它具有較小的密度和較大的孔隙尺寸。同樣，脫水氈360可具有第一表面365，具有較高的密度和較低的孔隙尺寸；第二表面367，具有較低的密度和較大的孔隙尺寸。
脫水氈320和360可具有20-80％的可壓縮率，較好的是30-70％，最好的是40-60％。在此所說的“可壓縮率”是在下面限定的給定載荷下的脫水氈的厚度變化的百分?jǐn)?shù)的測量值。脫水氈320和360還應(yīng)具有小于10000磅/平方英寸(psi)的壓縮模量，較好是小于7000磅/平方英寸，再較好是小于5000磅/平方英寸，最好1000-4000磅/平方英寸。在此的“壓縮模量”是脫水氈的隨厚度變化的載荷改變率?？蓧嚎s率和壓縮模量是通過下述程序測量的。將脫水氈置于一造紙織物上，該造紙織物是由直徑約0.40毫米的織造聚酯單絲形成的，并具有方形的織造圖形，在第一方向上每英寸具有約36絲，在垂直于第一方向的第二方向上每英寸具有約30絲。所述造紙織物在無壓縮載荷下具有約0.68毫米(0.027英寸)的厚度。這種造紙織物可以從Appleton Wire Company of Appleton,Wisconsin買到。脫水氈設(shè)置成脫水氈通常接觸紙幅的表面靠近造紙織物。然后氈-織物對用恒定速度的拉伸/壓縮試驗機(jī)壓縮，如Instron Engineering Corporation of Canton,Mass供應(yīng)的InstronModel 4502型拉伸/壓縮試驗機(jī)。所述試驗機(jī)具有一個圓形的壓縮座，它具有約13平方厘米的表面積(2.0平方英寸)，所述底座固定到以5.08厘米/分(2.0英寸/分)的速度運動的十字頭上。在載荷分別為0,300,450,600磅/平方英寸時，測量氈-織物對的厚度，這里的以psi為單位的載荷是通過從試驗機(jī)的載荷傳感器獲得的載荷除以壓縮座的表面積而計算得出的。在0,300,450,600磅/平方英寸的載荷下測量織物的厚度。用以下方程式計算以磅/平方英寸計的可壓縮率和壓縮模量可壓縮率=100×((TFP0-TP0)-(TFP450-TP450))/(TFP0-TP0)壓縮模量=(300psi)×(TFP300-TP300)/((TFP300-TP300)-(TFP600-TP600))其中，TFP0,TFP300,TFP450,TFP600分別是在0,300,450,600磅/平方英寸載荷下的氈-織物對的厚度；TP0,TP300,TP450,TP600分別是在0,300,450,600磅/平方英寸載荷下織物的單獨的厚度。適宜的脫水氈320和360可以從AlbanyInternational Company of Albany,New York買到，商品名為SUPERFINE DURAMESH,XY31620型。
另外，脫水氈320和360可具有不同的結(jié)構(gòu)。例如，可選擇氈360具有至少約30立方英尺/分/平方英尺的空氣滲透率。氈320可具有低于氈360的空氣滲透率。在一個實施例中，氈360可以是AmFlex-3S 5615型，具有1∶1的毛層與基底比(對于每磅編織的基底強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的有1磅的毛層)和毛層的分層結(jié)構(gòu)為3疊40的(3但尼爾纖維在40但尼爾纖維上，此3但尼爾纖維靠近氈層的表面365)。這樣的氈可從Appleton Mills of Appleton,Wisconsin買到，并可具有約40立方英尺/分/平方英尺的空氣滲透率。氈320可以是AmSeam-2,2732型，具有1∶1的毛層與基底的比，毛層的分層結(jié)構(gòu)為3疊6。這樣的氈可從Appleton Mills of Appleton,Wisconsin買到，并可具有約25立方英尺/分/平方英尺的空氣滲透率。
中間紙幅120A和紙幅壓印表面222位于壓縮咬合區(qū)300的第一和第二氈層320和360中間。第一氈層320靠近中間紙幅120A的第一面122。紙幅壓印表面222靠近紙幅120A的第二面124。第二氈層360在壓縮咬合區(qū)300中，使得第二氈層360與偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230流動相通。
見圖1和4，隨著第一脫水氈320在帶710上被拖動，第一脫水氈320的第一表面325靠近中間紙幅120A的第一面122。相似地，隨著第二脫水氈360圍繞咬合區(qū)輥362被拖動，第二脫水氈360的第一表面365靠近帶孔壓印件219的第二氈接觸面240。因此，隨著中間紙幅120A在帶孔的壓印織物219上帶動通過壓縮咬合區(qū)300，中間紙幅120A、壓印織物219、第一和第二脫水氈320和360在咬合區(qū)300相對的壓縮表面間被輥壓。在壓縮咬合區(qū)300中輥壓中間紙幅120A使得造紙纖維向壓印件219的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230中進(jìn)一步偏轉(zhuǎn)，并從中間紙幅120A除去水，形成成形的紙幅120B。從紙幅除去的水由脫水氈320和360接收并容納。通過壓印件219的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230，水由脫水氈360接收。
中間紙幅120A在壓縮咬合區(qū)的入口處應(yīng)具有約14-80％的濃度。最好中間紙幅120A在咬合區(qū)入口處具有15-35％的濃度。在具有這樣優(yōu)選濃度的中間紙幅120A中的造紙纖維具有較少的纖維與纖維的結(jié)合，并可以較容易地由第一脫水氈320重新排列和偏轉(zhuǎn)到偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230中。
以至少100磅/平方英寸的咬合壓力在壓縮咬合區(qū)300中輥壓中間紙幅120A較好，最好是以至少200磅/平方英寸的壓力輥壓。在一個優(yōu)選的實施例中，以大于約400磅/平方英寸的咬合壓力在壓縮咬合區(qū)300輥壓中間紙幅120A。
加工方向的咬合區(qū)長度可以在3.0-20.0英寸之間。對于4.0-10.0英寸的加工方向咬合區(qū)長度，輥壓組件700最好在橫跨加工方向的咬合區(qū)直線寬度上提供400-10000磅/英寸的力。所述橫跨加工方向的寬度是垂直于圖4的平面測量的。
以磅/平方英寸計的咬合區(qū)壓力是將在紙幅上施加的咬合力除以咬合區(qū)300的面積計算的。咬合區(qū)300施加的力是由壓力源P控制的，使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟悉的各種力或壓力傳感器可以計算得出。咬合區(qū)300的面積是使用一頁復(fù)寫紙和一頁普通白紙測量的。
復(fù)寫紙放在白紙上。復(fù)寫紙和白紙被至于帶有第一和第二脫水氈320、360和壓印件219的壓縮咬合區(qū)300中。復(fù)寫紙靠近第一脫水氈，白紙靠近壓印件219。然后瓦形輥壓組件700啟動以提供所需的壓力，從復(fù)寫紙在白紙上的印痕測量在該力水平下的咬合區(qū)300面積。同樣，從復(fù)寫紙在白紙上的印痕可測量加工方向的咬合區(qū)長度和橫跨加工方向的咬合區(qū)寬度。
成形的紙幅120B最好被輥壓成在壓縮咬合區(qū)300的出口具有至少約30％的濃度。如圖1所示，輥壓中間紙幅120A成形紙幅，形成與壓印表面222相隨的第一較高密度區(qū)域1083，和與偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230相隨的紙幅的較低密度區(qū)域1084。如圖2-4所示，在具有宏觀單平面加花連續(xù)網(wǎng)狀的紙幅壓印表面222的壓印件219上輥壓中間紙幅，形成成形紙幅120B，它具有較高密度的宏觀單平面加花連續(xù)網(wǎng)狀的區(qū)域1083，和在整個連續(xù)較高密度網(wǎng)狀區(qū)域1083中分散的多個分離的較低密度的圓頂區(qū)域1084。這樣的成形紙幅120B示于圖6和7。這樣的成形紙幅具有的優(yōu)點是，連續(xù)的較高密度網(wǎng)狀區(qū)域1083提供承受拉伸載荷的連續(xù)載荷路徑(loadpath)。
如圖8所示，成形的紙幅120B還具有的特征是具有第三中間密度區(qū)域1074，它在第一和第二區(qū)域1083和1084間延伸。第三區(qū)域1074包括靠近第一較高密度區(qū)域1083的過渡區(qū)域1073。在第一脫水氈320將造紙纖維拉向偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230中時，形成中間密度區(qū)域1074，并具有一個帶錐度的大致梯形的截面。
在偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230的周邊上，通過中間紙幅120A的壓實形成過渡區(qū)域1073。區(qū)域1073封閉中間密度區(qū)域1074使其至少部分地圍繞每個較低密度圓頂1084。過渡區(qū)域1073的特征是，厚度T為局部最小值，小于較高密度區(qū)域1083的厚度K，且局部密度比較高密度區(qū)域1083的密度大。較低密度圓頂1084的厚度P是局部最大值，比較高密度的連續(xù)網(wǎng)狀區(qū)域1083的厚度K大。不限于理論，可以認(rèn)為，過渡區(qū)域1073起加強(qiáng)紙幅的柔性的節(jié)點的作用。由圖1示出的工藝過程形成的成形紙幅120B的特征在于，對于給定的紙幅的單位重量和紙幅的厚度H(圖8)，具有較高拉伸強(qiáng)度和柔性。
較高密度區(qū)域1083和較低密度區(qū)域1084間的密度差是部分地由初期紙幅120部分偏轉(zhuǎn)到壓印件219的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230中而在壓縮咬合區(qū)300的上游形成一個非單平面的中間紙幅120A造成的。單平面的紙幅通過壓縮咬合區(qū)會受到均勻的壓實，從而增加在成形的紙幅120B中的最小密度。在偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230中的非單平面中間紙幅120B的部分避免了這樣的均勻的壓實，從而保持較低的密度。
在較高密度區(qū)域和較低密度區(qū)域間的密度差也是部分地由于用第一和第二脫水氈320和360輥壓而從紙幅的兩面除去水，并防止了紙幅的再變濕而形成的。隨著中間紙幅120A在壓縮咬合區(qū)300中受輥壓，水從第一和第二紙幅面122和124排出。重要的是，從紙幅兩面排出的水從紙幅兩面除去。否則，排出的水會在咬合區(qū)300的出口處再進(jìn)入成形紙幅120B。例如，如果去掉脫水氈360，從第二紙幅表面124排到偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230的水會在咬合區(qū)300的出口處，通過壓印件219的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230再進(jìn)入成形紙幅120B。
水再進(jìn)入成形的紙幅120B是不希望的，因為它降低成形紙幅的濃度，并減低了干燥效果。另外水再進(jìn)入成形紙幅120B破壞在輥壓中間紙幅120A時形成的纖維的結(jié)合，并使紙幅密度下降。具體地說，水返回到成形紙幅120B將破壞在較高密度區(qū)域1083中的結(jié)合，并減小這個區(qū)域的密度和承載能力。水返回成形紙幅120B也會破壞形成過渡區(qū)域1073的纖維結(jié)合。
脫水氈320和360防止成形紙幅通過兩個紙幅面122和124的重新變濕，從而有助于保持較高的密度區(qū)域1083和過渡區(qū)域1073。在某些實施例中，可能需要在壓縮咬合區(qū)300的出口從成形紙幅120B的第一面122上除去第一脫水氈320，以便防止在脫水氈中容納的水重新濕潤紙幅第一面122。相似地，可能需要在咬合區(qū)300的出口從壓印件219除去第二脫水氈360，以便防止在脫水氈360中容納的水通過偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230重新濕潤紙幅。在圖1和4所示的實施例中，第一和第二脫水氈320和360可以被支承，使得它們在咬合區(qū)300的出口與紙幅分開。
在加工方向的長度至少約為3.0英寸的咬合區(qū)中，輥壓紙幅、氈層和壓印件能夠改進(jìn)紙幅的脫水。對于給定的造紙機(jī)加工速度，較長咬合區(qū)的長度增加紙幅和氈在咬合區(qū)的停留時間。因此，即使在較高的加工速度時也能夠較有效地將水從紙幅中去除。
實施本發(fā)明的第六步驟包括對成形紙幅120B進(jìn)行預(yù)干燥，如用圖1所示的穿透式空氣干燥器400。通過將干燥氣體，如熱空氣引導(dǎo)通過成形紙幅120B可預(yù)干燥成形紙幅120B。在一個實施例中，將干燥的空氣先引導(dǎo)從第一面122到第二面124通過成形紙幅120B，隨后通過其上運送成形紙幅120B的壓印件219的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230。引導(dǎo)透過成形紙幅的空氣部分地干燥了成形紙幅120B。另外，不限于理論，可認(rèn)為通過與偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230相隨的紙幅部分的空氣能夠進(jìn)一步使得紙幅向偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分230中偏轉(zhuǎn)，并降低較低密度區(qū)域1084的密度，從而增加成形紙幅120B的蓬松性和柔軟性。在一個實施例中，成形紙幅120B在進(jìn)入穿透式空氣干燥器400時，具有約30-65％的濃度，在出穿透式空氣干燥器400時的濃度是約40-80％。
見圖1，穿透式空氣干燥器400可包括一個中空的旋轉(zhuǎn)鼓410。成形紙幅120B在壓印件219上圍繞中空鼓410被運送，并且加熱的空氣可從中空的旋轉(zhuǎn)鼓410徑向向外引出而透過紙幅120B和壓印件219?；蛘?，加熱的空氣也可徑向向內(nèi)引出(未示出)。本發(fā)明中適用的穿透式空氣干燥器在本文引用作為參考的以下美國專利中公開1965年5月26日授予Sisson的美國專利No.3,303,576和1994年1月4日授予Ensign等的美國專利No.5,274,930?；蛘撸谝Ш蠀^(qū)300的上游設(shè)置一個或多個穿透式空氣干燥器或其他的適宜的干燥裝置，在咬合區(qū)300輥壓紙幅前部分地干燥紙幅。
實施本發(fā)明的第七步驟包括將帶孔的壓印件219的紙幅壓印表面222壓入成形紙幅120B中，形成壓印紙幅120C。將紙幅壓印表面222壓入成形紙幅120B中的作用是進(jìn)一步使成形紙幅120B的較高密度區(qū)域1083的密度變大，從而增加區(qū)域1083和1084間的密度差。見圖1，成形紙幅120B是在壓印件219上運送，并插入壓印件219和咬合區(qū)490的壓入表面間。壓入表面可包括加熱干燥鼓510的表面512，并且咬合區(qū)490可在輥209和干燥鼓510間形成。然后壓印紙幅120C透過起皺粘結(jié)劑貼附在干燥鼓510的表面512，并最后干燥。干燥的壓印紙幅120C在從干燥器鼓510取下時被縮短，如通過用一個刮刀在干燥器鼓使壓印紙幅起皺(creping)。
由本發(fā)明提供的方法特別適用于制造具有約10-65克/平方米單位重量的紙幅。這樣的紙幅適合用于制造單層和多層的薄紙和紙巾制品。
在本發(fā)明的另一實施例中，圖1的穿透式空氣干燥器400可以省略。成形紙幅120B在壓印件219上從咬合區(qū)300向咬合區(qū)490運送時，第二氈360靠近壓印件219的第二面240。咬合區(qū)490可形成在一個真空壓力輥和Yankee鼓510間。
本發(fā)明的另一個實施例中用復(fù)合壓印件219，并示于圖5、9和10。見圖10，復(fù)合壓印件219具有一個紙幅加花的光聚合物層221，它結(jié)合到脫水氈360的表面365。脫水氈360包括非織造的毛層3610，它能夠用針縫合到一個由織造絲形成的支承結(jié)構(gòu)3620上。
光聚合物層221具有宏觀單平面加花連續(xù)網(wǎng)狀的紙幅壓印表面222。這樣的復(fù)合壓印件219可包括熔澆在脫水氈表面上的光聚合物樹脂。本文引用作為參考的共同轉(zhuǎn)讓的下述美國專利申請示出這種復(fù)合壓印件的結(jié)構(gòu)1995年6月5日以Trokhan等名義提交的系列號為08/461,832的申請，題目為“包括氈層和光敏樹脂層的紙幅加花裝置(Web Patterning ApparatusComprising a Felt Layer and a Photosensisive Resin Layer)”，它是1994年6月29日提交的系列號為08/268,154美國專利申請的繼續(xù)；1995年2月15日以Trokhan等名義提交的系列號為08/391,372的申請，題目為“在造紙中采用的將可固化樹脂施加到基底上的方法(Method of Applying a CurableResinto a Substrate for Use in Papermaking”；和1996年4月30日以Ampulski名義提交的申請，題目“帶有圖案層的高吸濕性/低反射率氈(HighAbsorbence/Low Reflectance Felts with a Pattern Layer)”。
在圖9中，初期紙幅120被轉(zhuǎn)移到復(fù)合壓印件219的光聚合物紙幅壓印表面222。紙幅在第一氈320和復(fù)合壓印件219間的咬合區(qū)300中輥壓，復(fù)合壓印件219包括光聚合物紙幅壓印表面222和第二氈360。如圖10所示，光聚合物加花層221的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230與氈層360流動相通。
圖5是圖9示出的咬合區(qū)300的放大圖。由瓦形輥壓組件提供的力將氈320推靠在紙幅120A上，使紙幅120A的分離的部分偏轉(zhuǎn)到偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管230中，并將紙幅120A的連續(xù)網(wǎng)狀部分壓實，從而形成成形紙幅120B。在咬合區(qū)300的出口處，氈320從成形紙幅120除去，并且成形紙幅在復(fù)合壓印件219上運送。
成形紙幅120B在復(fù)合紙幅壓印件的紙幅壓印表面222上向咬合區(qū)490運送。圖9的咬合區(qū)490在壓力輥299和Yankee鼓510間形成。壓力輥299可以是一個真空壓力輥，它在咬合區(qū)490將水從第二氈360中除去，或者，壓力輥299可以是一個實輥。復(fù)合壓印件219靠近成形紙幅129B的面124，紙幅在復(fù)合壓印件219上運送進(jìn)入咬合區(qū)490，并向Yankee鼓510轉(zhuǎn)移成形紙幅120B。
盡管已說明并圖示了本發(fā)明的具體實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該明白在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可進(jìn)行修改和變形。
權(quán)利要求
1．一種制造紙幅的方法，包括以下步驟形成造紙纖維的水分散體；形成帶孔的成形件；形成第一脫水氈層；形成第二脫水氈層；形成壓縮咬合區(qū)，它的加工方向長度至少約為3.0英寸，較可取的是在3-20英寸之間，最可取的是在4-10英寸之間；形成壓印件，它具有包括紙幅壓印表面和偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分的紙幅接觸面；在帶孔的成形件上形成造紙纖維的初期紙幅，初期紙幅具有第一面和第二面；將初期紙幅從帶孔的成形件轉(zhuǎn)移到壓印件上，使得初期紙幅的第二面靠近帶孔的壓印件的紙幅接觸面；將初期紙幅中的造紙纖維的一部分偏轉(zhuǎn)到偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分中，并通過偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分從初期紙幅除去水，形成造紙纖維的非壓實的非單平面中間紙幅；將紙幅置于在壓縮咬合區(qū)中的第一和第二氈層之間，其中第一氈層靠近中間紙幅的第一面，紙幅壓印表面靠近中間紙幅的第二面，偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管部分與第二氈層流動相通；在壓縮咬合區(qū)中輥壓中間紙幅，形成成形紙幅。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中輥壓中間紙幅的步驟包括在咬合區(qū)輥壓中間紙幅，所述咬合區(qū)的載荷為在橫跨加工方向的咬合區(qū)直線寬度上約400-10000磅/英寸。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，還包括以下步驟在成形紙幅通過壓縮咬合區(qū)后，將第一脫水氈與成形紙幅的第一面分離；在成形紙幅通過壓縮咬合區(qū)后，在紙幅壓印表面上支承成形紙幅；形成一個壓入表面；通過將成形紙幅插入紙幅壓印表面和壓入表面，將紙幅壓印表面壓入成形紙幅，形成壓印紙幅；干燥壓印紙幅。
4．根據(jù)權(quán)利要求1,2或3所述的方法，其中壓印件具有包括宏觀單平面紙幅壓印表面的紙幅接觸面。
5．根據(jù)權(quán)利要求1,2,3或4所述的方法，其中壓印件具有一個紙幅接觸面，它包括宏觀單平面的連續(xù)加花網(wǎng)狀的紙幅壓印表面，所述壓印表面在帶孔的壓印件內(nèi)限定多個分散的隔開的不連續(xù)的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管。
6．根據(jù)權(quán)利要求1,2,3或4所述的方法，其中壓印件具有一個紙幅接觸面，它包括多個分散的隔開的紙幅壓印表面。
7．根據(jù)權(quán)利要求1,2,3或4所述的方法，其中壓印件具有半連續(xù)的紙幅壓印表面。
8．根據(jù)權(quán)利要求1,2,3,4,5,6或7所述的方法，其中壓印件包括復(fù)合壓印件，它具有結(jié)合到第二氈層的紙幅壓印表面。
9．根據(jù)權(quán)利要求1,2,3,4或5所述的方法，包括以下步驟形成壓印件，它具有第一紙幅接觸面，所述紙幅接觸面包括宏觀單平面的連續(xù)加花網(wǎng)狀的紙幅壓印表面，所述壓印表面形成多個分散隔開的不相連的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管；在壓縮咬合區(qū)中輥壓中間紙幅，形成成形紙幅，它具有較高密度的連續(xù)加花網(wǎng)狀的區(qū)域和較低密度的多個分離的圓頂，圓頂在整個較高密度的連續(xù)加花網(wǎng)狀區(qū)域中分布，并被較高密度網(wǎng)狀區(qū)域一個一個地隔開。
10．根據(jù)權(quán)利要求1,2,3,4,5,6,7,8或9所述的方法，還包括使紙幅起皺的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供制造濕輥壓紙幅的方法。造紙纖維的初期紙幅(120A)在帶孔的成形件(11)上形成,并轉(zhuǎn)移到壓印件(219),使得初期紙幅中的造紙纖維偏轉(zhuǎn)到壓印件的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管中。紙幅(120A)和壓印件(219)隨后在壓縮咬合區(qū)(300)中的第一脫水氈(320)和第二脫水氈(360)間受輥壓,使得造紙纖維進(jìn)一步偏轉(zhuǎn)到壓印件的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管中,并將水從紙幅的兩面除去。壓縮咬合區(qū)(300)具有延伸的長度,并包括凸和凹相對的壓縮表面。
文檔編號A47K7/00GK1226300SQ97196808
公開日1999年8月18日 申請日期1997年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月28日
發(fā)明者羅伯特·S·阿普爾斯基, 沃德·W·奧斯滕多夫, 奧斯曼·波拉特 申請人:普羅克特和甘保爾公司