Крепирование на ткани и процесс сушки в ткани для изготовления адсорбирующего бумажного полотна

Крепирование на ткани и процесс сушки в ткани для изготовления адсорбирующего бумажного полотна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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 (CWP) 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 высокого качества и полотенечного ассортимента.

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; и № 6287426, зарегистрированный на имя Edwards и др. Внедрению процессов крепирования на ткани препятствовала сложность осуществления переноса волокнистого слоя с высокой 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 следующие 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. Говорится, что изготовленные тонкие бумажные 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%.

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 адсорбционной способности продуктов, обезвоживаемых с уплотнением, которые обычно обезвоживают, частично, с помощью бумагоделательного сукна.

В патенте США № 5851353, зарегистрированном на имя Fiscus и др., описан способ сушки с использованием сушильных барабанов мокрых волокнистых слоев для изготовления продуктов в виде тонкой бумаги, в котором частично обезвоженный мокрый волокнистый слой удерживают между парой формующих тканей. Удерживаемый волокнистый слой обрабатывают, обводя вокруг множества сушильных барабанов, например, просушивая, начиная с сухости от около 40% до сухости, составляющей по меньшей мере около 70%. Тканями для формования полотна защищают волокнистый слой от непосредственного контакта с сушильными барабанами и сообщают тиснение волокнистому слою. Следует также обратить внимание на патент США № 5336373, зарегистрированный на имя Scattolino и др.

Несмотря на достижения в данной области, при использовании существующих способов прессования в мокром состоянии не получали волокнистых слоев с высокой адсорбционной 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 адсорбционную 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 высокую скорость, эффективность тепловой обработки и возможность использования в композиции вторичного волокна, как это обычно практикуется в процессах прессования в мокром состоянии. Способ согласно изобретению обладает дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что можно легко модифицировать существующее оборудование для осуществления способа согласно изобретению, используя, например, сушильные барабаны, особенно пригодные для применения энергии, получаемой из восстанавливаемых источников и/или источников более низкого качества, менее дорогих и более доступных видов топлива.

Краткое описание изобретения

Изделия, крепированные на ткани согласно настоящему изобретению, обычно содержат области скопления волокон относительно повышенной плотности, соединенные с областями меньшей плотности. Особенно предпочтительные продукты содержат растяжимую сетчатую структуру, которую можно расширять, т.е. увеличивать ее пористость и объемность посредством вытяжки до большей длины. Это очень необычное и неожиданное свойство можно в дальнейшем оценить при рассмотрении микрофотографий, представленных на Фиг.1-6, и при ознакомлении с физическими свойствами, проиллюстрированными на Фиг.7-12, а также с другими данными, представленными ниже в разделе «Подробное описание изобретения».

На Фиг.1 представлена микрофотография (продольное сечение, слева направо) области скопления волокон невытянутого, крепированного на ткани волокнистого слоя. Видно, что этот волокнистый слой содержит микроскладки, расположенные в поперечном направлении относительно продольного направления (машинного направления), т.е. гребешки, или складки, проходящие в поперечном направлении (вглубь фотографии). На Фиг.2 представлена микрофотография волокнистого слоя, похожая на микрофотографию на Фиг.1, на которой волокнистый слой был подвергнут вытяжке, составлявшей 45%. На фигуре видно, что микроскладки были расширены, и при этом волокна были рассеяны из области скопления волокон вдоль продольного направления. Не связывая это явление с какой-либо определенной теорией, предполагается, что эта особенность изобретения, т.е. переформирование, или раскрывание складок материала в области скопления волокон, приводит к обретению материалом необычных макроскопических свойств.

Таким образом, согласно настоящему изобретению создан способ изготовления крепируемого на ткани адсорбирующего целлюлозного полотна, включающий: обезвоживание с уплотнением композиции для изготовления бумаги для формования исходного волокнистого слоя, обладающего очевидным хаотическим распределением волокна для изготовления бумаги; укладку обезвоженного волокнистого слоя, обладающего очевидным хаотическим распределением волокна, на транспортирующую передающую поверхность, перемещаемую с первой скоростью; крепирование на ткани волокнистого слоя с передающей поверхности при сухости от около 30% до около 60%; причем стадию крепирования выполняют под давлением в зоне контакта крепирующей ткани, ограниченной между передающей поверхностью и крепирующей тканью, где ткань перемещают со второй скоростью, меньшей скорости передающей поверхности. Рисунок ткани, параметры зоны контакта, разность скоростей и сухость волокнистого слоя выбирают таким образом, чтобы крепировать волокнистый слой при съеме с передающей поверхности и перераспределять на крепирующей ткани с образованием волокнистого слоя с растяжимой 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. Способ дополнительно содержит: сушку волокнистого слоя; вытяжку волокнистого слоя, где растяжимая сетчатая структура волокнистого слоя отличается тем, что она содержит связанную волокнистую матрицу, которая обладает повышенной пористостью при вытяжке. Волокнистый слой может быть подвергнут вытяжке после крепирования на ткани и до достижения волокнистым слоем воздушной сухости; предпочтительно волокнистый слой сушат до сухости, составляющей по меньшей мере около 90%, до процесса его вытяжки.

Волокнистый слой может быть вытянут по меньшей мере приблизительно на 10%, 15%, 30% или 45% после его крепирования на ткани. Обычно волокнистый слой подвергают вытяжке, составляющей приблизительно до 75%, после крепирования на ткани.

Способ согласно изобретению можно выполнять при степени крепирования на ткани, составляющей от около 10% до около 300%, и при степени восстановления крепирования, составляющей от около 10% до около 100%. Степень восстановления крепирования может составлять по меньшей мере около 20%; по меньшей мере около 30%; по меньшей мере около 40%; по меньшей мере около 50%; по меньшей мере около 60%; по меньшей мере около 80% или по меньшей мере около 100%. Аналогичным образом, крепирование на ткани может составлять по меньшей мере около 40%; по меньшей мере около 60% или по меньшей мере около 80% или более.

Способ предпочтительно включает процесс вытяжки волокнистого слоя до достижения пористости, составляющей по меньшей мере около 6 г/г. Процесс вытяжки волокнистого слоя до достижения пористости, составляющей по меньшей мере около 7 г/г, 8 г/г, 9 г/г, 10 г/г или более, может быть желательным в некоторых вариантах исполнения. Предпочтительные способы содержат процесс вытяжки высушенного волокнистого слоя для увеличения его пористости по меньшей мере приблизительно на 5%; по меньшей мере приблизительно на 10%; по меньшей мере приблизительно на 25%; по меньшей мере приблизительно на 50% или более.

Обычно способ согласно изобретению изготовления крепированного на ткани адсорбирующего целлюлозного полотна включает процесс вытяжки волокнистого слоя преимущественно для утонения областей скопления волокон волокнистого слоя, которые обычно содержат волокна с ориентацией, наклоненной в поперечном направлении. Наиболее предпочтительно области скопления волокон содержат множество микроскладок c линиями складок, проходящими в поперечном направлении по отношению к продольному направлению, так, что при вытяжке волокнистого слоя в продольном направлении происходит расширение микроскладок.

Неожиданно было установлено, что в результате вытяжки волокнистого слоя происходит увеличение его объемности и уменьшение разносторонности волокнистого слоя. Посредством стадии вытяжки особенно эффективно влияют на уменьшение показателя трения по методике TMI (TMI - Институт обрабатываемости, США) стороны волокнистого слоя, обращенной к ткани.

Другой аспект изобретения содержит способ изготовления крепированного на ткани адсорбирующего целлюлозного полотна, включающий: обезвоживание с уплотнением композиции для изготовления бумаги для формования исходного волокнистого слоя, обладающего очевидным хаотическим распределением волокна для изготовления бумаги; укладку обезвоженного волокнистого слоя, обладающего очевидным хаотическим распределением волокна, на транспортирующую передающую поверхность, перемещаемую с первой скоростью; крепирование на ткани волокнистого слоя с передающей поверхности при сухости от около 30% до около 60%; причем стадию крепирования выполняют под давлением в зоне контакта крепирующей ткани, ограниченной между передающей поверхностью и крепирующей тканью, где ткань перемещают со второй скоростью, меньшей скорости упомянутой передающей поверхности. Рисунок ткани, параметры зоны контакта, разность скоростей и сухость волокнистого слоя выбирают таким образом, чтобы волокнистый слой крепировать с передающей поверхности и перераспределять на крепирующей ткани с образованием волокнистого слоя с растяжимой 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. Способ дополнительно включает: сушку волокнистого слоя; вытяжку волокнистого слоя, где растяжимая сетчатая структура волокнистого слоя отличается тем, что она содержит связанную волокнистую матрицу, которая обладает способностью к увеличению объемности при вытяжке. Способ предпочтительно включает процесс вытяжки высушенного волокнистого слоя для увеличения объемности волокнистого слоя по меньшей мере приблизительно на 5% или 10%.

Другой способ изготовления крепированного на ткани адсорбирующего целлюлозного полотна согласно изобретению включает: обезвоживание с уплотнением композиции для изготовления бумаги для формования исходного волокнистого слоя, обладающего очевидным хаотическим распределением волокна для изготовления бумаги; укладку обезвоженного волокнистого слоя, обладающего очевидным хаотическим распределением волокна, на транспортирующую передающую поверхность, перемещаемую с первой скоростью; крепирование на ткани волокнистого слоя с передающей поверхности при сухости от около 30% до около 60%; причем стадию крепирования выполняют под давлением в зоне контакта крепирующей ткани, ограниченной между передающей поверхностью и крепирующей тканью, где ткань перемещают со второй скоростью, меньшей скорости упомянутой передающей поверхности. Рисунок ткани, параметры зоны контакта, разность скоростей и сухость волокнистого слоя выбирают таким образом, чтобы волокнистый слой крепировать с передающей поверхности и перераспределять на крепирующей ткани с образованием волокнистого слоя с растяжимой 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. Способ дополнительно включает: сушку волокнистого слоя; вытяжку волокнистого слоя, где посредством стадии вытяжки высушенного волокнистого слоя эффективно влияют на уменьшение разносторонности волокнистого слоя. Посредством вытяжки волокнистого слоя можно уменьшить разносторонность волокнистого слоя по меньшей мере приблизительно на 10%; по меньшей мере приблизительно на 20% или по меньшей мере приблизительно на 40% или более.

Еще одним другим аспектом изобретения является способ изготовления крепированного на ткани адсорбирующего целлюлозного полотна, включающий стадии: обезвоживание с уплотнением композиции для изготовления бумаги для формования исходного волокнистого слоя, обладающего очевидным хаотическим распределением волокна для изготовления бумаги; укладку обезвоженного волокнистого слоя, обладающего очевидным хаотическим распределением волокна, на транспортирующую передающую поверхность, перемещаемую с первой скоростью; крепирование на ткани волокнистого слоя с передающей поверхности при сухости от около 30% до около 60%; причем стадию крепирования выполняют под давлением в зоне контакта крепирующей ткани, ограниченной между передающей поверхностью и крепирующей тканью, где ткань перемещают со второй скоростью, меньшей скорости упомянутой передающей поверхности. Рисунок ткани, параметры зоны контакта, разность скоростей и сухость волокнистого слоя выбирают таким образом, чтобы волокнистый слой крепировать с передающей поверхности и перераспределять на крепирующей ткани с образованием волокнистого слоя с растяжимой 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. Способ дополнительно включает: сушку волокнистого слоя; вытяжку волокнистого слоя, где посредством стадии вытяжки волокнистого слоя преимущественно утоняют области скопления волокон в волокнистом слое.

Еще одним другим аспектом изобретения является способ изготовления крепированного на ткани адсорбирующего целлюлозного полотна, включающий: обезвоживание с уплотнением композиции для изготовления бумаги для формования исходного волокнистого слоя, обладающего очевидным хаотическим распределением волокна для изготовления бумаги; укладку обезвоженного волокнистого слоя, обладающего очевидным хаотическим распределением волокна, на транспортирующую передающую поверхность, перемещаемую с первой скоростью; крепирование на ткани волокнистого слоя с передающей поверхности при сухости от около 30% до около 60%; причем стадию крепирования выполняют под давлением в зоне контакта крепирующей ткани, ограниченной между передающей поверхностью и крепирующей тканью, где ткань перемещают со второй скоростью, меньшей скорости упомянутой передающей поверхности. Рисунок ткани, 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 ткани с образованием волокнистого слоя с растяжимой 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. Способ дополнительно включает: сушку волокнистого слоя; вытяжку волокнистого слоя, где волокнистый слой обладает относительным удлинением при разрыве, составляющим по меньшей мере 20% до вытяжки. Предпочтительно волокнистый слой, изготавливаемый таким образом, обладает относительным удлинением при разрыве, составляющим по меньшей мере 30% или 45% до вытяжки. В некоторых предпочтительных вариантах исполнения волокнистый слой обладает относительным удлинением при разрыве, составляющим по меньшей мере 60% до вытяжки.

Еще один дополнительный способ изготовления целлюлозного волокнистого слоя согласно настоящему изобретению включает: формование исходного волокнистого слоя из композиции для изготовления бумаги; причем исходный волокнистый слой обладает, в общем, хаотическим распределением волокна для изготовления бумаги; перенос волокнистого слоя, обладающего, в общем, хаотическим распределением волокна для изготовления бумаги на транспортирующую передающую поверхность, перемещаемую с первой скоростью; сушку волокнистого слоя до сухости от около 30% до около 60%, включая обезвоживание с уплотнением волокнистого слоя до или одновременно с переносом на передающую поверхность; крепирование на ткани волокнистого слоя с передающей поверхности при сухости от около 30% до около 60% с использованием крепирующей ткани с рисунчатой крепирующей поверхностью; причем стадию крепирования выполняют под давлением в зоне контакта крепирующей ткани, ограниченной между передающей поверхностью и крепирующей тканью, где ткань перемещают со второй скоростью, меньшей скорости упомянутой передающей поверхности. Рисунок ткани, параметры зоны контакта, разность скоростей и сухость волокнистого слоя выбирают таким образом, чтобы волокнистый слой крепировать с передающей поверхности и перераспределять на крепирующей ткани таким образом, чтобы волокнистый слой содержал множество областей скопления волокон, расположенных в виде рисунка, соответствующего рисунку крепирующей поверхности ткани. Способ дополнительно включает: удерживание мокрого волокнистого слоя в крепирующей ткани; сушку мокрого волокнистого слоя при удерживании его в крепирующей ткани до сухости, составляющей по меньшей мере около 90%; и вытяжку высушенного волокнистого слоя; причем посредством стадии вытяжки высушенного волокнистого слоя эффективно влияют на увеличение его пористости. В некоторых случаях волокнистый слой сушат посредством использования множества сушильных барабанов при удерживании его в ткани, тогда как в других случаях волокнистый слой сушат с использованием сушильного устройства с ударным воздействием воздухом при удерживании его в крепирующей ткани.

В предпочтительном варианте исполнения волокнистый слой подвергают вытяжке на линии; возможно, наиболее предпочтительно вытяжку производят путем постепенного приращения величины вытяжки в несколько стадий, причем в каждой стадии производят только частичную вытяжку волокнистого слоя. Волокнистый слой может быть подвергнут вытяжке между первым валом, перемещаемым в продольном направлении со скоростью, большей скорости крепирующей ткани, и вторым валом, перемещаемым в продольном направлении со скоростью, большей скорости первого вала, или между парой зон контакта, или между зоной контакта и валом, действующими с различными скоростями, если это желательно. Кроме того, высушенный волокнистый слой можно каландрировать на линии.

Другой способ согласно изобретению изготовления крепируемого на ткани адсорбирующего целлюлозного полотна содержит: обезвоживание с уплотнением композиции для изготовления бумаги для формования исходного волокнистого слоя, обладающего очевидным хаотическим распределением волокна для изготовления бумаги; укладку обезвоженного волокнистого слоя, обладающего очевидным хаотическим распределением волокна, на транспортирующую передающую поверхность, перемещаемую с первой скоростью; крепирование на ткани волокнистого слоя с передающей поверхности при сухости от около 30% до около 60%; причем стадию крепирования выполняют под давлением в зоне контакта крепирующей ткани, ограниченной между передающей поверхностью и крепирующей тканью, где ткань перемещают со второй скоростью, меньшей скорости упомянутой передающей поверхности. Рисунок ткани, параметры зоны контакта, разность скоростей и сухость волокнистого слоя выбирают таким образом, чтобы волокнистый слой крепировать с передающей поверхности и перераспределять на крепирующей ткани с образованием волокнистого слоя с растяжимой 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. Способ дополнительно включает: сушку волокнистого слоя и вытяжку волокнистого слоя, где волокнистый слой сушат в барабанной двухъярусной сушильной части таким образом, чтобы сторона волокнистого слоя, обращенная к ткани, и противоположная сторона волокнистого слоя контактировали с поверхностью по меньшей мере одного сушильного барабана. Двухъярусные барабанные сушильные части схематически показаны на Фиг.31 и 33.

Целлюлозное адсорбирующее полотно согласно изобретению можно изготавливать путем: приготовления целлюлозного волокнистого слоя из водной композиции для изготовления бумаги, при котором волокнистый слой обеспечивают множеством областей скопления волокон с растяжимой сетчатой структурой, имеющей относительно большую местную плотность, взаимосвязанную посредством множества соединительных областей, обладающих меньшей местной плотностью; причем сетчатая структура дополнительно отличается тем, что она содержит связанную волокнистую матрицу, которая обладает способностью к увеличению пористости при вытяжке; сушки волокнистого слоя, при которой по существу сохраняют его растяжимую сетчатую структуру, и последующей вытяжки волокнистого слоя. Согласно этому способу волокнистый слой можно сушить до сухости, составляющей до вытяжки по меньшей мере около 90% или 92%. При вытяжке волокнистого слоя происходит увеличение его объемности и пористости; однако, при вытяжке уменьшается его разносторонность. Результаты являются очень желательными и неожиданными. Очень хорошие результаты достигают при использовании композиции, содержащей вторичное волокно.

Особенно необычная отличительная особенность изобретения заключается в том, что при вытяжке волокнистого слоя его толщина уменьшается меньше его плотности. В общем, при вытяжке волокнистого слоя отношение уменьшения (%) его толщины к уменьшению (%) его плотности составляет менее 1; обычно при вытяжке волокнистого слоя отношение уменьшения (%) его толщины к уменьшению (%) его плотности составляет менее приблизительно 0,85; а предпочтительно при вытяжке волокнистого слоя отношение уменьшения (%) его толщины к уменьшению (%) его плотности составляет менее приблизительно 0,7. В особенно предпочтительном варианте исполнения при вытяжке волокнистого слоя отношение уменьшения (%) его толщины к уменьшению (%) его плотности составляет менее приблизительно 0,6.

Дополнительные аспекты способа согласно изобретению следующие: приготовление целлюлозного волокнистого слоя с растяжимой сетчатой структурой, снабженной множеством микроскладок с линиями складок, проходящими в поперечном направлении по отношению к продольному направлению; сушка волокнистого слоя путем введения в контакт волокнистого слоя с поверхностью сушильного устройства, при которой растяжимую сетчатую структуру волокнистого слоя по существу сохраняют и при которой высушенный волокнистый слой отличается тем, что микроскладки можно расширять посредством вытяжки волокнистого слоя, и при этом пористость волокнистого слоя увеличивается. Волокнистый слой можно вводить в одноярусную или двухъярусную барабанную сушильную часть при сухости, составляющей менее приблизительно 70%, и сушить до сухости, составляющей более приблизительно 90%, в одноярусной сушильной части.

Способы изготовления целлюлозного адсорбирующего полотна согласно изобретению содержат: приготовление целлюлозного волокнистого слоя из водной композиции для изготовления бумаги; причем волокнистый слой обеспечивают расширяемой сетчатой структурой, содержащей области скопления волокон, обладающие относительно большой местной плотностью, взаимосвязанные посредством множества соединительных областей, обладающих меньшей местной плотностью; сушку волокнистого слоя при существенном сохранении расширяемой волокнистой сетчатой структуры; расширение высушенного волокнистого слоя для увеличения его пористости. Волокна в областях скопления волокон обычно обладают наклоном в поперечном направлении, а в соединительных областях волокна обладают наклоном вдоль направления между областями скопления волокон. Высушенный волокнистый слой может быть расширен для увеличения его пористости по меньшей мере приблизительно на 1 г/г; по меньшей мере приблизительно на 2 г/г или по меньшей мере приблизительно на 3 г/г.

Продукты согласно изобретению включают адсорбирующий целлюлозный волокнистый слой, содержащий множество областей скопления волокон, обладающих относительно большой местной плотностью, взаимосвязанных посредством множества соединительных областей, обладающих меньшей местной плотностью, отличающийся тем, что при вытяжке волокнистого слоя увеличивается его пористость. Во многих случаях при вытяжке возможно увеличение пористости приблизительно до 25%, 35%, 50% или более. В одном предпочтительном варианте исполнения при вытяжке волокнистого слоя, составляющей 30%, увеличение пористости составляет по меньшей мере около 5%, а в другом при вытяжке высушенного волокнистого слоя, составляющей 45%, увеличение пористости составляет по меньшей мере около 20%.

Другим продуктом согласно изобретению является адсорбирующий целлюлозный волокнистый слой, содержащий множество областей скопления волокон, обладающих относительно большой местной плотностью, взаимосвязанных посредством множества соединительных областей, обладающих меньшей местной плотностью, отличающийся тем, что при вытяжке волокнистого слоя происходит увеличение его объемности. Обычно при вытяжке волокнистого слоя, составляющей 30%, увеличение его объемности составляет по меньшей мере около 5%, а при вытяжке волокнистого слоя, составляющей 45%, увеличение его объемности составляет по меньшей мере около 10%.

Другими продуктами согласно изобретению являются адсорбирующие целлюлозные волокнистые слои, содержащие множество областей скопления волокон, обладающих относительно большой местной плотностью, взаимосвязанных посредством множества соединительных областей, обладающих меньшей местной плотностью, отличающиеся тем, что посредством вытяжки волокнистого слоя эффективно влияют на уменьшение его разносторонности и преимущественное утонение областей скопления волокон. Продукты из адсорбирующего целлюлозного волокнистого слоя могут содержать вторичное волокно, иногда по меньшей мере в количестве 50 мас.% или более 50 мас.% вторичного волока.

Как было отмечено выше, продукты обладают необычным и неожиданным свойством, заключающимся в том, что толщина волокнистого слоя при его вытяжке уменьшается медленнее уменьшения его плотности, так что при его вытяжке отношение уменьшения (%) его толщины к уменьшению (%) его плотности составляет менее приблизительно 0,85. Предпочтительно при его вытяжке отношение уменьшения (%) его толщины к уменьшению (%) его плотности составляет менее приблизительно 0,7. В некоторых особенно предпочтительных продуктах при вытяжке волокнистого слоя отношение уменьшения (%) его толщины к уменьшению (%) его плотности составляет менее приблизительно 0,6. Обычно продукты из волокнистого слоя согласно изобретению обладают плотностью, составляющей от около 5-30 фунтов/3000 кв. футов стопы бумаги.

Другим необычным аспектом продуктов согласно изобретению является то, что они содержат восстанавливаемый крепированный материал как часть матрицы продукта. Обычно волокнистый слой содержит восстанавливаемое крепирование, составляющее по меньшей мере около 10%. В некоторых продуктах желательно иметь восстанавливаемое крепирование, составляющее по меньшей мере около 25%; по меньшей мере около 50% или по меньшей мере около 100%.

Изобретением создан адсорбирующий целлюлозный волокнистый слой с расширяемой сетчатой структурой областей скопления волокон, обладающих относительно большой местной плотностью, взаимосвязанных посредством множества соединительных областей, обладающих меньшей местной плотностью, отличающийся тем, что пористость волокнистого слоя может быть увеличена путем расширения областей скопления волокон. В предпочтительных вариантах исполнения в областях скопления волокон волокна наклонены в поперечном направлении, а в соединительных областях волокна наклонены вдоль направления между областями скопления волокон; причем в областях скопления волокон имеется множество микроскладок с линиями складок, проходящими в поперечном направлении по отношению к продольному направлению. Адсорбирующий целлюлозный волокнистый слой может быть расширен для увеличения его пористости в сравнении с условиями непосредственно после сушки (или в сравнении с подобным волокнистым слоем, который не был подвержен расширению) по меньшей мере приблизительно на 1 г/г; по меньшей мере меньшей мере приблизительно на 2 г/г; по меньшей мере меньшей мере приблизительно на 3 г/г или более.

Другие отличительные особенности и преимущества изобретения станут очевидными при ознакомлении с последующим описанием и прилагаемыми чертежами.

Краткое описание чертежей

Изобретение описано подробно ниже со ссылками на чертежи, на которых одинаковыми номерами позиций обозначены подобные части и на которых изображено:

на Фиг.1 - фотография (120-кратное увеличение) сечения в продольном направлении области скопления волокон в крепированном на ткани бумажном полотне, которое не подвергали вытяжке после крепирования на ткани;

на Фиг.2 - фотография (120-кратное увеличение) сечения в продольном направлении области скопления волокон в крепированном на ткани бумажном полотне, изготовленном согласно изобретению, которое было подвергнуто вытяжке, составлявшей 45%, после крепирования на ткани;

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

на Фиг.4 - фотография (10-кратное увеличение) крепированного на ткани волокнистого слоя со стороны крепирующей ткани, который сушили в ткани, а затем подвергли вытяжке, составлявшей 45%;

на Фиг.5 - фотография (10-кратное увеличение) волокнистого слоя, представленного на Фиг.3, со стороны, обращенной к сушильному устройству;

на Фиг.6 - фотография (10-кратное увеличение) волокнистого слоя, представленного на Фиг.4, со стороны, обращенной к сушильному устройству;

на Фиг.7 - диаграмма зависимости пористости от вытяжки различных адсорбирующих продуктов;

на Фиг.8 - диаграмма зависимости плотности, толщины и объемности от вытяжки крепированного на ткани, обработанного на барабанной сушилке волокнистого слоя согласно изобретению;

на Фиг.9 - диаграмма зависимости плотности, толщины и объемности от вытяжки крепированного на ткани, обработанного на сушил