Прессованный в мокром состоянии продукт в виде туалетной бумаги и полотенец с повышенным относительным удлинением в поперечном направлении и низкими значениями отношения прочности, изготавливаемый с применением процесса крепирования на ткани при высоком содержании твердого вещества

Прессованный в мокром состоянии продукт в виде туалетной бумаги и полотенец с повышенным относительным удлинением в поперечном направлении и низкими значениями отношения прочности, изготавливаемый с применением процесса крепирования на ткани при высоком содержании твердого вещества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящая заявка направлена, частично, на создание способа, в котором волокнистый слой обезвоживают с уплотнением, крепируют в крепирующую ткань и сушат, при этом процесс регулируют таким образом, чтобы изготавливать продукцию с большим относительным удлинением в поперечном направлении и малыми значениями отношений прочности при растяжении в продольном и поперечном направлениях.

Предпосылки к созданию изобретения

Способы изготовления тонкой бумаги для получения туалетной бумаги, полотенец и т.п. хорошо известны, и они включают различные процессы, например, сушку с использованием сушильной машины «Янки», сушку посредством просасывания воздуха, крепирование на ткани, крепирование в сухом состоянии, крепирование в мокром состоянии и т.д. Обычные способы прессования в мокром состоянии обладают определенными преимуществами в сравнении с обычными способами сушки посредством просасывания воздуха, включающими: (1) меньшие затраты энергии, связанные с механическим удалением воды, в сравнении с испарением при сушке горячим воздухом; (2) более высокую производительность, которую легче достигают при использовании процессов, включающих прессование в мокром состоянии для формования волокнистого слоя. С другой стороны, сушка посредством просасывания воздуха была принята, и для ее развития были затрачены новые капиталовложения, особенно для изготовления мягкой, объемной, тонкой бумаги повышенного качества и ассортимента продукции в виде полотенец.

Крепирование на ткани использовали в бумагоделательных процессах, включавших механическое обезвоживание или обезвоживание с уплотнением волокнистого слоя как средство оказания влияния на свойства продукта (см. патенты США № 4689119 и № 4551199, зарегистрированные на имя Weldon; № 4849054 и № 4834838, зарегистрированные на имя Klowak; № 6287426, зарегистрированный на имя Edwards и др.). Внедрению процессов крепирования на ткани препятствовала сложность осуществления переноса волокнистого слоя с повышенной или средней сухостью в сушильную машину. Следует также обратить внимание на патент США № 6350349, зарегистрированный на имя Hermans и др., в котором раскрыт способ переноса в мокром состоянии волокнистого слоя с вращаемой передающей поверхности на ткань. Другие патенты, относящиеся в более общей форме к крепированию на ткани, включают патенты США №№: 4834838, 4482429, 4445638, а также № 4440597, зарегистрированный на имя Wells и др.

В бумагоделательных способах также использовали формование на ткани как средство для обеспечения текстуры и объемности. В этом отношении следует рассмотреть патент США № 6610173, зарегистрированный на имя Lindsey и др., в котором предложен способ впечатывания волокнистого слоя во время прессования в мокром состоянии, в результате чего образовывали асимметричные выступы, соответствовавшие отклоняющим трубкам отклоняющего элемента. В патенте США № 6610173 говорится, что перенос при различии в скоростях во время прессования служит улучшению формования и впечатыванию волокнистого слоя посредством отклоняющего элемента. Описано, что изготовленные тонкие волокнистые слои обладали комплексами физических и геометрических свойств, например, уплотненной рисунчатой сетчатой структурой и повторяющимся рисунком выступов, имеющих асимметричные структуры. По вопросу формования в мокром состоянии волокнистого слоя с использованием текстурированных тканей следует познакомиться также со следующими патентами США: № 6017417 и № 5672248, зарегистрированными на имя Wendt и др.; № 5508818 и № 5510002, зарегистрированными на имя Hermans и др., и № 4637859, зарегистрированным на имя Trokhan. По вопросу использования тканей для придания текстуры в основном сухому полотну следует познакомиться с патентом США № 6585855, зарегистрированным на имя Drew и др., а также с Публикацией США № US 2003/00064.

Крепированные продукты, получаемые с применением сушки посредством просасывания воздуха, описаны в следующих патентах: в патенте США № 3994771, зарегистрированном на имя Morgan, Jr. и др.; патенте США № 4102737, зарегистрированном на имя Morton; патенте США № 4529480, зарегистрированном на имя Trokhan. Способы, описанные в этих патентах, содержат, в очень общем виде, процессы формования волокнистого слоя на перфорированной опоре, предварительную сушку волокнистого слоя, укладку волокнистого слоя на рабочий орган сушильной машины «Янки» с определением зоны контакта, частично путем вдавливания ткани, и крепирование продукта на выпуске из сушильной машины «Янки». Обычно требуется относительно водопроницаемый волокнистый слой, что осложняет использование вторичной композиции на тех уровнях, которые были бы желательны. Перенос в сушильную машину «Янки» обычно производят при сухости волокнистого слоя от около 60% до около 70%; хотя в некоторых случаях перенос производят при гораздо более высоких значениях сухости, иногда даже приближаясь к значению, называемому воздушно-сухим.

Как сказано выше, продукты, полученные с применением сушки посредством просасывания воздуха, часто обладают повышенной объемностью и мягкостью; однако, при тепловом обезвоживании с использованием горячего воздуха имеет место тенденция к повышению энергоемкости. Операции прессования в мокром состоянии, при которых волокнистые слои механически обезвоживают, являются предпочтительными с точки зрения перспектив энергопотребления и более легко применимыми к композициям, содержащим вторичное волокно, при использовании которого имеет место тенденция к образованию волокнистого слоя меньшей проницаемости, чем при использовании первичного волокна. Много усовершенствований предложено для увеличения объемности и абсорбционной способности продуктов, обезвоживаемых с уплотнением, которые обычно обезвоживают, частично, с помощью бумагоделательного сукна.

Несмотря на достижения в данной области, при использовании известных способов прессования в мокром состоянии не получали волокнистых слоев с повышенной абсорбционной способностью и предпочтительными физическими свойствами, особенно с повышенным относительным удлинением в поперечном направлении при относительно малых значениях отношения прочности при растяжении в продольном и поперечном направлениях, что желательно при использовании высококачественной тонкой бумаги и полотенец.

Согласно настоящему изобретению абсорбционную способность, объемность и относительное удлинение волокнистого слоя, получаемого с применением прессования в мокром состоянии, можно улучшать в широких пределах путем крепирования на ткани в мокром состоянии волокнистого слоя и переформования волокон на крепирующей ткани, в то же время сохраняя повышенную скорость, эффективность тепловой обработки и возможность использования в композиции вторичного волокна, как это обычно практикуется в процессах прессования в мокром состоянии.

Краткое описание изобретения

Таким образом, в первом аспекте изобретения предложено абсорбирующее полотно из целлюлозных волокон, содержащее смесь волокон древесины твердых пород (ТД) и древесины мягких пород (МД), расположенных в виде сетчатой структуры, включающей: (i) множество столбчатых областей скопления волокон с относительно большой местной плотностью, взаимосвязанных посредством (ii) множества соединительных областей с меньшей местной плотностью. Ориентация волокон в соединительных областях наклонена вдоль направления между столбчатыми областями, взаимосвязанными таким образом. Относительную плотность, степень столбчатости, соотношение волокна древесины твердых пород и древесины мягких пород, распределение длины волокон, ориентацию волокон и геометрию сетчатой структуры регулируют таким образом, чтобы полотно обладало относительным удлинением в поперечном направлении, которое по меньшей мере приблизительно в 2,75 раза больше относительной прочности при растяжении полотна в сухом состоянии. В одном предпочтительном варианте исполнения полотно обладает пористостью, по меньшей мере составляющей около 5 г/г, относительным удлинением в поперечном направлении, составляющим по меньшей мере около 5%, и отношением прочности при растяжении в продольном направлении к прочности при растяжении в поперечном направлении, составляющим меньше приблизительно 1,75. В другом предпочтительном варианте исполнения отношение прочности при растяжении в продольном направлении к прочности при растяжении в поперечном направлении составляет меньше приблизительно 1,5. В другом предпочтительном варианте исполнения полотно обладает абсорбционной способностью, составляющей по меньшей мере около 5 г/г, относительным удлинением в поперечном направлении, составляющим по меньшей мере около 10%, и отношением прочности при растяжении в продольном направлении к прочности при растяжении в поперечном направлении, составляющим меньше приблизительно 2,5. В еще одном предпочтительном варианте исполнения полотно обладает абсорбционной способностью, составляющей по меньшей мере около 5 г/г, относительным удлинением в поперечном направлении, составляющим по меньшей мере около 15%, и отношением прочности при растяжении в продольном направлении к прочности при растяжении в поперечном направлении, составляющим меньше приблизительно 3,5. В еще более предпочтительном варианте полотно показывает относительное удлинение в поперечном направлении, составляющее по меньшей мере около 20%, и отношение прочности при растяжении в продольном направлении к прочности при растяжении в поперечном направлении, составляющее меньше приблизительно 5, что, как представляется, достижимо согласно настоящему изобретению.

Как можно понять при анализе приведенных ниже данных, относительное удлинение в поперечном направлении, которое было бы по меньшей мере приблизительно в 3, 3,25 или 3,5 раза больше относительной прочности при растяжении в сухом состоянии, может быть легко достигнуто согласно настоящему изобретению.

В общем, относительное удлинение в поперечном направлении, составляющее по меньшей мере около 4%, и относительная прочность при растяжении в пределах от около 0,4 до около 4,0 являются типичными для продукции согласно изобретению. Предпочтительно продукция относительное удлинение в поперечном направлении, составляющее по меньшей мере около 5% или 6%. В некоторых случаях относительное удлинение в поперечном направлении, составляющее по меньшей мере около 8% или по меньшей мере около 10%, является предпочтительным.

Продукция согласно изобретению обычно обладает пористостью, составляющей по меньшей мере около 5-6 г/г. Пористость, составляющая по меньшей мере около 7 г/г, 8 г/г, 9 г/г или 10 г/г, также является типичной.

Полотно согласно изобретению может состоять преимущественно (более чем на 50%) из волокна древесины твердых пород или мягких пород. Обычно полотно содержит смесь этих двух типов волокон.

В другом аспекте изобретения предложен способ изготовления целлюлозного волокнистого слоя для получения туалетной бумаги, полотенец, включающий стадии: (a) приготовление водной целлюлозной композиции для изготовления бумаги; (b) подачу композиции для изготовления бумаги на формующую ткань в виде потока, выпускаемого из напорного ящика со скоростью потока; (c) обезвоживание с уплотнением композиции для изготовления бумаги для формования исходного волокнистого слоя, обладающего очевидным хаотическим распределением волокна; (d) укладку обезвоженного волокнистого слоя, обладающего очевидным хаотическим распределением волокна, на транспортирующую передающую поверхность, перемещающуюся с первой скоростью; (e) крепирование на ленте волокнистого слоя с передающей поверхности при сухости от около 30% до около 60% с использованием рисунчатой крепирующей ленты; причем стадию крепирования выполняют под давлением в зоне контакта крепирующей ленты, ограниченной между передающей поверхностью крепирующей ленты, где ленту перемещают со второй скоростью, меньшей скорости передающей поверхности. Рисунок ленты, параметры зоны контакта, разность скоростей и сухость волокнистого слоя выбирают таким образом, чтобы волокнистый слой крепировать при съеме с передающей поверхности и перераспределять на крепирующей ленте с образованием волокнистого слоя с сетчатой структурой, содержащей множество взаимосвязанных областей с различной местной плотностью, включающей по меньшей мере (i) множество областей скопления волокон, обладающих относительно большой местной плотностью, взаимосвязанных посредством (ii) множества соединительных областей, обладающих меньшей местной плотностью. Волокнистый слой затем сушат. Показано, что соотношение содержания волокна древесины твердых пород и мягких пород, распределение длины волокна, суммарную степень крепирования, скорость потока, стадию сушки и крепирования на ленте регулируют, а рисунок крепирующей ленты выбирают таким образом, чтобы волокнистый слой отличался тем, что он обладает относительным удлинением в поперечном направлении, которое по меньшей мере приблизительно в 2,75 раза больше относительной прочности при растяжении волокнистого слоя в сухом состоянии. Эти параметры также выбирают таким образом, чтобы свойства, указанные выше при описании продукции согласно изобретению, достигались в различных вариантах исполнения изобретения.

Способ согласно изобретению можно применять при преимущественном использовании волокна твердой древесины для изготовления базового полотна для производства тонкой бумаги или способ согласно изобретению можно применять при использовании композиции, состоящей преимущественно из волокна мягкой древесины, если это желательно, для изготовления полотенец. Специалисту в данной области должно быть понятно, что могут быть подобраны и другие добавки, если это желательно.

Установлено, согласно настоящему изобретению, что волокнистые слои, содержащие местные колебания плотности, предпочтительно подвергают каландрированию между стальными валами каландра, когда каландрирование желательно.

Волокнистый слой, крепированный на ленте, согласно изобретению обычно отличается тем, что волокна областей скопления волокон наклонены в поперечном направлении, в чем можно убедиться при рассмотрении прилагаемых фотографий.

В общем, процесс выполняют на крепирующей ткани, достигая степени крепирования от около 10% до около 100%. Предпочтительные варианты исполнения включают те, в которых процесс выполняли на крепирующей ткани, достигая степени крепирования по меньшей мере около 40%, 60%, 80% или 100%, или более. Способ согласно изобретению можно выполнять на крепирующей ткани, достигая степени крепирования 125% или более.

Способ согласно настоящему изобретению очень толерантен к составу композиции, и его можно осуществлять, используя большие количества вторичного волокна, если это желательно.

Дополнительные отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными при ознакомлении с последующими разделами описания.

Краткое описание чертежей

Изобретение описано подробно ниже со ссылками на чертежи, на которых изображено:

на Фиг.1 - фотография (120-кратное увеличение) сечения в продольном направлении области скопления волокон в полотне, крепированном на ткани;

на Фиг.2 - диаграмма зависимости отношения прочности при растяжении в продольном направлении к прочности при растяжении в поперечном направлении в сухом состоянии от разности скоростей потока и сеточного транспортера, фут./мин;

на Фиг.3 - фотография (10-кратное увеличение) крепированного на ткани волокнистого слоя со стороны крепирующей ткани;

на Фиг.4 - технологическая схема бумагоделательной машины, которую можно использовать для изготовления продукции и осуществления способа согласно настоящему изобретению;

на Фиг.5 и 6 - диаграммы зависимости удлинения в поперечном направлении от отношения прочности при растяжении в продольном направлении к прочности при растяжении в поперечном направлении полотна с плотностью 13 фунтов, изготовленного с использованием различных тканей и с различной степенью крепирования;

на Фиг.7-9 - диаграммы зависимости удлинения в поперечном направлении от отношения прочности при растяжении в продольном направлении к прочности при растяжении в поперечном направлении полотен с плотностью 24 фунта согласно изобретению;

на Фиг.10 - диаграмма зависимости уменьшения толщины от давления при каландрировании при использовании различных сочетаний стальных и обрезиненных валов каландра.

Подробное описание

Ниже приведено подробное описание изобретения со ссылками на некоторые варианты исполнения и ряд примеров. Целью такого рассмотрения является только иллюстрация изобретения. Специалисту в данной области вполне очевидны возможные модификации конкретных примеров в пределах сущности и объема настоящего изобретения, представленных в прилагаемой формуле изобретения.

Терминология, использованная в настоящем описании, употребляется в ее обычном значении, и непосредственно ниже приведены примерные определения.

Абсорбционную способность (SAT)(АС) изделий согласно изобретению определяют, используя простой прибор для измерения абсорбционной способности. Простой прибор для измерения адсорбционной способности особенно пригоден для определения гидрофильности и абсорбционной способности образца тонкой бумаги, салфеток или полотенец. При этих испытаниях образец тонкой бумаги, салфеток или полотенца диаметром 2,0 дюйма располагают между верхней плоской пластиковой крышкой и нижней рифленой предметной пластиной. Кружок образца тонкой бумаги, салфетки или полотенца удерживают на месте за его края на ширине 1/8 дюйма. Образец не сжимают держателем. На образец в центральную область нижней предметной пластины наливают деионизированную воду при температуре 73°F (22,78°С) через трубку диаметром 1 мм. Эта вода находится под гидростатическим напором минус 5 мм. Поток инициируют импульсом, подаваемым при начале измерений с помощью механизма прибора. Вода, таким образом, поглощается образцом тонкой бумаги, салфетки или полотенца из этой центральной входной точки по радиальным направлениям от центра к периферии за счет капиллярности. Когда скорость поглощения воды становится меньше 0,005 г воды за 5 с, испытания прекращают. Количество воды, вылитое из емкости и поглощенное образцом, определяют взвешиванием и регистрируют в граммах воды на квадратный метр образца, если не указано иное. Практически использовали гравиметрический прибор для определения абсорбционной способности компании M/K Systems Inc. Это коммерчески доступный прибор компании M/K Systems Inc. (12 Garden Street, Danvers, Mass., 01923, США). Абсорбционную способность (по воде) (АС) (WAC), также сокращенно обозначаемую SAT, в действительности измеряют этим прибором. Абсорбционная способность (по воде) (АС) (WAC) определяется точкой, в которой линия на диаграмме изменения массы во времени имеет «нулевой» наклон, т.е. образец перестает поглощать воду. Критерий прекращения испытания выражается в максимальном изменении массы поглощенной воды в течение фиксированного периода времени. Это является базовой оценкой нулевого наклона линии на диаграмме изменения массы во времени. В программе используют интервал изменения, составляющий 0,005 г за 5 с, в качестве критерия прекращения испытания, если не указано условие “Slow SAT” (медленное поглощение), в соответствии с которым критерий прекращения испытания составляет 1 мг за 20 с.

Когда в данном описании и формуле изобретения говорится о том, что имеет место очевидное хаотическое распределение ориентации волокон в исходном волокнистом слое (или используют подобную терминологию), то они имеют в виду распределение ориентации волокон, которое получается при известных технологиях формования, используемых при напуске композиции на формующую ткань. Во время микроскопических исследований обнаруживается, что расположение волокон представляет картину хаотической ориентации, даже если (в зависимости от соотношения скоростей потока композиции и транспортерной ткани) может иметь место значительный уклон ориентации в сторону продольного направления, в результате чего прочность при растяжении волокнистого слоя в продольном направлении превышает прочность при растяжении в поперечном направлении.

Под термином «плотность» (BWT), (bwt) и т.д. (если не указано иное) понимают массу стопы полотен площадью 3000 кв. фут. (278,7 м²). Под термином «сухость» понимают процентное содержание твердых веществ в исходном волокнистом слое, например, вычисленное в расчете на содержание абсолютно сухого вещества. Под термином «воздушная сухость» понимают содержание остаточной влажности, обычно - приблизительно до 10% влажности для волокнистой массы и приблизительно до 6% для бумаги. Считается, что исходный волокнистый слой, содержащий 50% воды и 50% абсолютно сухой волокнистой массы, обладает сухостью 50%.

Под термином «целлюлозный», «целлюлозное полотно» и т.п. понимают любой продукт, включая волокно для изготовления бумаги, содержащее целлюлозу в качестве основного компонента. Под словами «волокно для изготовления бумаги» понимают первичные волокнистые массы или повторно используемые (вторичные) целлюлозные волокна или смеси волокон, содержащие целлюлозные волокна. Волокна, пригодные для изготовления полотен согласно настоящему изобретению, включают: недревесные волокна, например, хлопковое волокно или производные от хлопкового волокна, манильскую пеньку, кенаф, sabai траву, лен, траву эспарто, солому, джут, коноплю, багассу, пух молочая, волокно из листьев ананаса; древесные волокна, например, получаемые из твердых и мягких пород древесины, включающие волокна из древесины мягких пород, например, крафт-целлюлозные волокна северных и южных мягких пород древесины; волокна древесины твердых пород, например, эвкалипта, клена, березы, тополя (осины) и т.п. Волокно для изготовления бумаги может быть получено из источников этих волокон любым из способов, включая химические способы получения волокнистой массы, известные специалистам в данной области, включая: сульфатную, сульфитную, полисульфидную, натронную целлюлозную волокнистую массу и т.д. Волокнистая масса может быть отбеленной, если это желательно, химическими средствами, включающими использование хлора, двуокиси хлора, кислорода и т.д. Продукция согласно настоящему изобретению может содержать смесь обычных волокон (полученных из первичной целлюлозы или из повторно используемых источников) и очень грубых, богатых лигнином трубчатых волокон, например, отбеленную химическую термо-механическую волокнистую массу (ОХТМВМ)(BCTMP - латин. алф.). Под термином «композиция» и подобными терминами понимают водные композиции, содержащие волокно для изготовления бумаги, полимеры, придающие прочность в мокром состоянии, разрыхлители и т.п. для изготовления продукции.

Под словами «обезвоживание с уплотнением» волокнистого слоя или композиции в настоящем описании понимают механическое обезвоживание посредством прессования в мокром состоянии на обезвоживающем сукне, например, в некоторых вариантах исполнения посредством использования механического прессования, которым воздействуют непрерывно на поверхность волокнистого слоя, например, в зоне контакта между прессующим валом и башмаком пресса, где волокнистый слой находится в контакте с бумагоделательным сукном. Термин «обезвоживание с уплотнением» используют для различения процессов, в которых первоначальное обезвоживание волокнистого слоя производят в основном тепловыми средствами, как, например, сказано в патенте США № 4529480, зарегистрированном на имя Trokhan, и в патенте США № 5607551, зарегистрированном на имя Farrington и др., упомянутых выше. Обезвоживание с уплотнением волокнистого слоя, таким образом, относится, например, к удалению воды из исходного волокнистого слоя, обладающего сухостью меньше 30% или около этого значения, посредством его прессования, и/или к повышению сухости волокнистого слоя приблизительно на 15% или более посредством его прессования.

Под словами «со стороны ткани» и подобными терминами понимают сторону волокнистого слоя, находящуюся в контакте с крепирующей и сушильной тканью. Под словами «со стороны сушильной машины» и подобными терминами понимают сторону волокнистого слоя, противоположную стороне, обращенной к ткани.

Сокращение fpm означает фут./мин; тогда как под термином «сухость» понимают содержание (масс.%) волокна в волокнистом слое.

Под сокращением MD понимают продольное направление (ПрН) (машинное направление) под сокращением CD понимают поперечное направление (ПН) (машинному направлению).

К числу параметров зоны контакта относятся (без ограничения): давление в зоне контакта, длина зоны контакта, твердость опорного вала, угол в точке подхода ткани, угол в точке отдаления ткани, равномерность и разность скоростей поверхностей в зоне контакта.

Под длиной зоны контакта понимают расстояние, на котором находятся в контакте поверхности, входящие в эту зону.

Под термином «on line» (на линии) и подобными терминами понимают стадию процесса, выполняемую без удаления волокнистого слоя с бумагоделательной машины, на которой изготавливают этот волокнистый слой. Волокнистый слой вытягивают или каландрируют «on line» (на линии), если его вытягивают или каландрируют, не разделяя на части до намотки.

Под словами «транспортирующая передающая поверхность» понимают поверхность, с которой волокнистый слой передают с крепированием на крепирующую ткань. «Транспортирующей передающей поверхностью» может служить поверхность вращаемого барабана, как сказано ниже, или поверхность непрерывной гладкой перемещаемой ткани или другой перемещаемой ткани, которая может иметь текстурированную поверхность и т.д. Транспортирующая передающая поверхность требуется для поддержания волокнистого слоя, и с ее помощью осуществляют крепирование при большом содержании твердого вещества, о чем сказано ниже.

Толщина и/или объемность, о которых идет речь в данном описании, может представлять толщину 1, 4 или 8 полотен, полотна настилают друг на друга, и измерение толщины настила производят в области его центральной части. Предпочтительно, чтобы испытываемые образцы были подвергнуты кондиционированию в атмосфере, где температура составляет 23°С ± 1,0°C (73,4°F ± 1,8°F), а относительная влажность - 50%, в течение по меньшей мере около 2 час, после чего определяют их толщину, используя прибор модели 89-II-JR или электронный толщиномер Progage, компании Thwing-Albert, со щупами диаметром 2 дюйма (50,8 мм), при постоянной нагрузке 539±10 г и при скорости опускания <подвижного щупа> 0,231 дюйма/с. Для испытания готовой продукции каждое полотно, подвергаемое испытаниям, должно содержать такое же число слоев, как и продукция при продаже. Для испытаний вообще отбирают восемь полотен и настилают друг на друга. Для испытаний салфеток их складывают до настилания. Для испытаний базового полотна его сматывают с рулона, каждое полотно, подвергаемое испытаниям, должно содержать такое же число слоев, как и снимаемый с наката. Для испытаний базового полотна с наката бумагоделательной машины, следует использовать слои по одному. Полотна настилают друг на друга, совмещая их продольные направления. При испытаниях изготовленной по заказу тисненой или отпечатанной продукции следует попытаться исключить проведение измерений в этих областях, если это вообще возможно. Объемность может быть также выражена в единицах, соответствующих отношению объем/масса, полученных путем деления значения толщины на значение плотности.

Показатели: прочность при растяжении в сухом состоянии (в продольном направлении и в поперечном направлении), относительное удлинение, отношения этих показателей, модуль разрыва, кривая «нагрузка-удлинение», - определяют, используя стандартную разрывную машину компании «Инстрон» или другой пригодный прибор для определения относительного удлинения при растяжении, который может быть выполнен в различных конфигурациях, причем обычно в качестве образцов используют полоски тонкой бумаги или полотенца шириной 3 или 1 дюйм, кондиционированных при относительной влажности 50% и температуре 23°C (73,4°F); испытания на растяжение выполняют при скорости подвижного зажима 2 дюйма/мин.

Под относительной прочностью при растяжении понимают просто отношение значений, определенных выше описанными способами. Под относительной прочностью при растяжении понимают отношение значений прочности при растяжении полотна в сухом состоянии в продольном и поперечном направлениях, если не указано иное. Под прочностью при растяжении понимают свойства полотна в сухом состоянии, если не указано иное. Прочность при растяжении иногда называют просто растяжимостью. Значения предела прочности при разрыве, относительного удлинения и т.д. приведены ниже в настоящем описании, если не указано иное.

Под выражением «отношение крепирования на ткани» понимают разницу скоростей крепирующей ткани и формующего сеточного транспортера, и обычно ее вычисляют как отношение скорости волокнистого слоя непосредственно перед крепированием к скорости волокнистого слоя непосредственно после крепирования, так как формующий сеточный транспортер и передающую поверхность обычно, но не обязательно, перемещают с одинаковой скоростью.

Отношение крепирования на ткани равно скорости передающего цилиндра, деленной на скорость крепирующей ткани.

Степень крепирования на ткани может быть также выражена в процентах:

Степень крепирования на ткани (%) = (Отношение крепирования на ткани - 1) x 100

Крепирование на всей линии (иногда называют суммарным крепированием), крепирование на накате и т.д. вычисляют аналогичным образом, как это показано ниже.

Сокращениями PLI или pli обозначены фунт-сила/погонный дюйм (фунт/п. дюйм).

Под словом «преимущественно» понимают: более приблизительно 50%, обычно - масс.%; при ссылках на волокно вычисления ведут из расчета абсолютно сухого вещества.

Твердость по Pusey и Jones (P+J) (определяемую методом вдавливания), иногда обозначаемую (P+J), определяют по методике ASTM D 531 и выражают числом вдавливания (используют стандартные образцы и условия) (ASTM - Американское общество по испытанию материалов).

Под «разностью скоростей» понимают разность линейных скоростей.

Пористость и/или относительную пористость, как сказано ниже, определяют путем пропитки полотна неполярной жидкостью POROFIL ^® и измерения количества поглощенной жидкости. Объем поглощенной жидкости эквивалентен объему пор в структуре полотна. Относительное увеличение массы (PWI) (%) выражают массой (г) жидкости, поглощенной 1 граммом волокна структуры полотна, умноженной на 100, как сказано ниже. Более конкретно, для каждого однослойного образца полотна, подвергаемого испытаниям, подбирают 8 полотен и вырезают квадрат размером 1х1 дюйм (1 дюйм в продольном направлении и 1 дюйм в поперечном направлении). Для образцов многослойной продукции каждый слой испытывают как отдельный объект. Множество образцов следует отделить в виде отдельных единичных слоев, и 8 полотен следует вырезать из каждой позиции (слоя), используемой для испытаний. Сухую массу каждого испытываемого пробного образца определяют взвешиванием с точностью до 0,0001 г (до ближайшего значения) и регистрируют. Укладывают пробный образец в чашку, содержащую жидкость POROFIL^®, имеющую удельную массу 1,875 г/куб. см, поставляемую компанией Coulter Electronics Ltd. (Northwell Drive, Luton, Beds, Англия) (часть № 9902458.). Спустя 10 секунд захватывают пробный образец пинцетом за один угол, за самый край (1-2 мм), и вынимают из жидкости. Удерживают пробный образец этим углом вверх в течение 30 с и дают возможность стечь избыточному количеству жидкости. Слегка прикладывают пробный образец (меньше чем на полсекунды) нижним углом к фильтру № 4 (фильтр компании Whatman Lt., Maidstone, Англия) для удаления любого избыточного количества жидкости (до последней капли). Сразу же взвешивают пробный образец, в течение 10 с, и регистрируют массу с точностью до 0,0001 г (до ближайшего значения). Относительное увеличение массы (PWI) (%) каждого пробного образца, выраженное в форме массы (г) жидкости POROFIL^®, поглощенной 1 граммом волокна, вычисляют следующим образом:

PWI = [(W₂-W₁)/W₁] х 100%,

где

W₁ = масса сухого пробного образца, г;

W₂ = масса мокрого пробного образца, г.

Относительное увеличение массы (PWI) (%) всех восьми отдельных пробных образцов определяют так же, как описано выше, и среднее значение, вычисленное по восьми пробным образцам, принимают за относительное увеличение массы (PWI) данного образца.

Относительную пористость вычисляют путем деления относительного увеличения массы (PWI) на 1,9 (плотность жидкости) для выражения отношения в процентах, поскольку пористость (г/г) - это просто относительное увеличение массы; т.е. относительное увеличение массы (PWI), деленное на 100.

Согласно настоящему изобретению абсорбирующий волокнистый слой формируют путем диспергирования волокна для изготовления бумаги в водной композиции (суспензии) и напуска водной композиции на формующий сеточный транспортер бумагоделательной машины, обычно в виде потока, выпускаемого из напорного ящика. Можно использовать любую пригодную технологию формования. Например, обширный, но не исчерпывающий, перечень, помимо формующих машин Фурдринье, включает: серповидную формующую часть, формующую часть с двумя сеточными транспортерами с С-образным охватом; формующую часть с двумя сеточными транспортерами с S-образным охватом; формующую часть с отсасывающим грудным валом. В качестве формующей ткани может быть использована любая пригодная перфорированная структура, включающая однослойные ткани, двухслойные ткани, трехслойные ткани, фотополимерные ткани и т.п. Не исчерпывающий перечень аналогов формующих тканей включает решения, описанные в патентах США № №: 4157276, 4605585, 4161195, 3545705, 3549742, 3858623, 4041989, 4071050, 4112982, 4149571, 4182381, 4184519, 4314589, 4359069, 4376455, 4379735, 4453573, 4564052, 4592395, 4611639, 4640741, 4709732, 4759391, 4759976, 4942077, 4967085, 4998568, 5016678, 5054525, 5066532, 5098519, 5103874, 5114777, 5167261, 5199261, 5199467, 5211815, 5219004, 5245025, 5277761, 5328565 и 5379808, которые включены в настоящую заявку в полном объеме путем ссылки. Одна формующая ткань, особенно пригодная для осуществления настоящего изобретения, является формующей тканью модели 2164, изготавливаемой компанией Voith Fabrics Corp. (Shreveport, шт. Луизиана, США).

Формование волокнистого слоя из вспененной водной композиции на формующем сеточном транспортере или формующей ткани можно использовать для регулирования проницаемости или пористости полотна при крепировании его на ткани. Способы формования волокнистого слоя из вспененной композиции раскрыты в патенте США № 4543156 и Канадском патенте № 2053505, сущность которых включена в настоящую заявку путем ссылки. Вспененную волокнистую композицию готовят из водной суспензии волокна, смешанного с вспененным жидким носителем непосредственно перед ее введением в напорный ящик. Концентрация волокна в суспензии волокнистой массы, подаваемой в систему, составляет в пределах от около 0,5 масс.% до около 7,0 масс.%, предпочтительно - в пределах от около 2,5 масс.% до около 4,5 масс.%. Суспензию волокнистой массы добавляют во вспененную жидкость, включающую воду, воздух и поверхностно-активное вещество, содержащую 50-80 объем.% воздуха, благодаря чему образуется вспененная волокнистая композиция с концентрацией волокна в пределах от около 0,1 масс.% до около 3,0 масс.%, получаемая простым смешиванием в результате естественной турбулентности и смешивания, присущих элементам, используемым в процессе. Добавление волокнистой массы в форме суспензии малой концентрации приводит к избыточному количеству вспененной жидкости, отходящей с формующих сеточных транспортеров. Избыточное количество вспененной жидкости выводят из системы, и ее можно использовать где-то в другом месте или обрабатывать для извлечения из нее поверхностно-активных веществ.

Композиция может содержать химические добавки, вводимые для изменения физических свойств изготавливаемой бумаги. Эти химические вещества хорошо известны специалистам в данной области, и их можно использовать в любом известном сочетании. Такие добавки могут быть модификаторами поверхнос