Ткань для бумагоделательной машины, предназначенная для производства бумажных салфеток и бумажных полотенец, и способ ее изготовления

Ткань для бумагоделательной машины, предназначенная для производства бумажных салфеток и бумажных полотенец, и способ ее изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящей заявкой испрашивается приоритет согласно предварительной заявке на патент США №61/147894, поданной 28 января 2009 г.

ВКЛЮЧЕНИЕ ССЫЛКОЙ

Все патенты, патентные заявки, документы, ссылки, инструкции производителя, описания, технические требования к изделиям и технологические карты для любых упомянутых в настоящем описании изделий включены ссылкой в текст настоящего описания и могут быть использованы при реализации изобретения.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к бесконечным тканям, и в особенности, к промышленным тканям, которые используют в производстве бумажных изделий. Более конкретно, настоящее изобретение относится к нетканым материалам, которые используют в производстве бумажных изделий, таких как гигиенические салфетки и бумажные полотенца.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время потребление мягких впитывающих одноразовых бумажных изделий, таких как гигиенические салфетки и бумажные полотенца, получило широкое распространение в промышленно развитых странах. Известно много способов производства таких изделий, но все они начинаются с формования целлюлозного полотна в формующей части бумагоделательной машины. Целлюлозное полотно формуют нанесением волокнистой пульпы, т.е. разбавленной водой целлюлозной массы, на движущуюся формующую ткань в формующей части бумагоделательной машины. Большая часть воды дренирует из целлюлозной массы сквозь формующую ткань, при этом на поверхности формующей ткани формуется бумажное полотно.

Далее обработка и сушка бумажного полотна по существу происходит с использованием одного или двух известных способов. Данные способы известны как влажное прессование и сушка. При влажном прессовании только что формованное бумажное полотно поступает на прессовую ткань и проходит из формующей части в прессовую часть, которая содержит по меньшей мере один прессовый отжим. Бумажное полотно проходит через прессовый отжим (отжимы), поддерживаемое прессовой тканью, или, как это часто бывает, полотно пропускают между двумя такими тканями. При прессовом отжиме бумажное полотно подвергают прессованию, благодаря чему происходит его обезвоживание. Влага впитывается прессовой тканью или тканями и в идеальном случае не попадает обратно на бумажный лист или полотно.

После прессования, бумажное полотно перемещается посредством, например, прессовой ткани на вращающийся американский сушильный барабан, который нагревается, посредством этого вызывая по существу высушивание бумажного полотна на поверхности барабана. Влага внутри полотна, когда оно лежит на поверхности американского сушильного барабана, заставляет полотно прилипать к поверхности, в производстве бумажных изделий, таких как гигиенические салфетки и бумажные полотенца, обычно полотно крепируют от поверхности сушильного барабана с помощью крепирующего шабера. Крепированное полотно далее может быть обработано, например, пропусканием через каландр и намоткой перед следующими операциями обработки. Известно, что действие крепирующего шабера на бумажное полотно вызывает разрушение части межволоконных связей внутри бумажного полотна вследствие механического удара шабером против бумажного полотна, когда оно подводится к шаберу. Однако во время обезвоживания бумажного полотна формируются довольно прочные межволоконные связи. Прочность данных связей такова, что даже после традиционного крепирования бумажное полотно имеет твердость, довольно высокую плотность, низкий объемный вес и гигроскопичность.

Для уменьшения прочности межволоконных связей, которые сформированы способом влажного прессования, может быть использован способ «сквозной сушки воздухом» («TAD»). В способе сквозной сушки воздухом только что формованное бумажное полотно поступает на ткань для сквозной сушки воздухом посредством воздушного потока, переносимое с помощью вакуума или всасыванием, которое отрывает полотно и заставляет его прилегать по меньшей мере частично к профилю поверхности ткани для сквозной сушки воздухом. Полотно, находящееся ниже позиции выгрузки, переносимое на ткани для сквозной сушки воздухом, пропускают через и вокруг сушильного барабана, который используют для сквозной сушки воздухом, в котором поток нагретого воздуха, направленный против полотна и сквозь ткань для сквозной сушки воздухом, высушивает полотно до желаемой степени. Наконец, находящееся ниже сушильного барабана, который используют для сквозной сушки воздухом, полотно может поступать к поверхности американского сушильного барабана для последующего и окончательного высушивания. Затем полностью высушенное полотно снимают с поверхности американского сушильного барабана с помощью крепирующего шабера, который укорачивает или крепирует полотно, посредством этого далее увеличивая его объемный вес. Затем укороченное полотно сматывают в рулоны для последующей обработки, включая упаковку в форму, подходящей для доставки и продажи потребителям.

В процессе сквозной сушки, недостаток уплотнения полотна, какое должно происходить в процессе влажного прессования, когда полотно сдавливают при отжиме, в то время как оно находится на ткани и напротив американского сушильного барабана, когда оно поступает к нему, приводит к снижению возможности образования прочных межволоконных связей и ведет к созданию конечных салфеток или полотенец, которые имеют больший объемный вес, чем можно получить в процессе традиционного влажного прессования. Однако предел прочности на разрыв полотен, сформированных в процессе сквозной сушки воздухом, по существу не соответствует требованиям потребителей к конечному продукту, и различные химические добавки обычно внедряют в полотно до и/или во время операции формирования заданной прочности, в то время, когда еще остается большая часть объемного веса исходного изделия.

Как выше отмечалось, существует много способов производства объемных бумажных салфеток, и последующее описание должно быть понято как схема основных этапов, которые использованы в конкретных способах. Например, не всегда требуется использование американского сушильного барабана, так как в данной ситуации может не потребоваться укорачивание полотна или для укорачивания полотна могут быть использованы другие способы, такой как «влажное крепирование».

Другой процесс и изменения конфигурации машины или для влажного прессования, или для сквозной сушки воздухом в настоящем описании также будут рассмотрены. Например, в некоторых случаях используется крепирующий шабер, когда полотно снимают с поверхности сушильного барабана. Кроме того, существуют процессы, которые являются альтернативами процессу сквозной сушки воздухом и с использованием которых пытаются получить гигиенические салфетки и бумажные полотенца со свойствами, подобными получаемым с использованием процесса сквозной сушки воздухом, но без устройств, которые используют для процесса сквозной сушки воздухом, и высоких энергозатрат, связанных с процессом сквозной сушки воздухом.

Свойства: объемная масса, впитывающая способность, прочность, мягкость и эстетичный внешний вид, являются существенными для многих изделий, когда они используются по прямому назначению, в особенности, когда это гигиенические салфетки и бумажные полотенца. Для производства бумажных изделий с такими характеристиками, зачастую ткань должна быть сконструирована таким образом, что контактная поверхность имеет вариации рельефа. Данные изменения рельефа поверхности зачастую измеряются как разность уровней между положениями нитей на поверхности ткани. Например, разность уровней обычно измеряется как разность в высоте между приподнятыми положениями нитей утка или основы или как разность в высоте между местами переплетения в машинном направлении и местами переплетения в направлении поперек машинного направления в плоскости поверхности ткани. Зачастую структура ткани будет иметь карманы, в таком случае разность уровней измеряется как глубина кармана.

Следует отметить, что эти ткани при установке на бумагоделательную машину могут принимать форму бесконечных петель и работать наподобие конвейеров. Кроме того, следует заметить, что производство бумаги - это непрерывный процесс, который протекает на значительных скоростях. То есть волокнистую пульпу непрерывно наносят на формующую ткань в формующей части, в то же время только что изготовленное бумажное полотно после высушивания непрерывно сматывают в рулоны.

В настоящем изобретении предложена нетканая ткань, которая работает вместо традиционной текстильной ткани и придает желаемые текстуру, тактильные ощущения, объемный вес изготовленным на ней гигиеническим салфеткам и бумажным полотенцам.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Следовательно, главной целью настоящего изобретения является создание нетканой ткани для бумагоделательной машины, которая придает желаемую текстуру, тактильные ощущения, объемный вес изготовленным на ней гигиеническим салфеткам и бумажным полотенцам.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание нетканой ткани для бумагоделательной машины, которая имеет рельеф со сквозными полостями.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание нетканой ткани для бумагоделательной машины, которая не только обеспечивает изготовленные на ней бумажных изделий с улучшенными свойствами, но также обеспечивает протекание процесса в широком диапазоне процентных отношений крепирования ткани и исходного веса. Таким образом, могут быть увеличены диапазон рабочих параметров процесса и/или содержание повторно используемых волокон.

При использовании настоящего изобретения обеспечивается достижение этих и других целей и преимуществ. На контрасте с бумажным полотном, изготовленным на традиционной текстильной ткани, согласно одному аспекту настоящего изобретения предлагается нетканый материал или лента с рельефом со сквозными полостями, вследствие этого получают бумажное полотно (бумажные салфетки или полотенца) с большой толщиной и низкой плотностью при использовании вакуума.

Также выявлены другие преимущества, такие как отсутствие утечки воздуха, что ведет к более эффективному влажному формованию; улучшенное снятие полотна по сравнению с известными текстильными тканями; небольшое или отсутствие повторного увлажнения; более легкая очистка вследствие отсутствия мест переплетения нитей, в которых собираются целлюлозные волокна, но преимущества изобретения этим не ограничиваются.

Ткани согласно настоящему изобретению могут быть использованы в бумагоделательных машинах в качестве прессовых тканей, крепирующих тканей и др., которые будут очевидны для специалиста.

Для лучшего понимания изобретения, его преимуществ и специфических целей, достигаемых благодаря его использованию, сделана ссылка на текстовый материал, в котором предпочтительные варианты реализации изобретения иллюстрированы на прилагаемых чертежах, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми номерами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Последующее подробное описание, приведенное в форме примера, а не ограничения настоящего изобретения, будет лучше понято со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми номерами, на чертежах:

на фиг.1А и 1В изображен пример ткани, имеющей сквозные полости, согласно одному аспекту настоящего изобретения;

на фиг.2А изображен пример поперечного сечения ткани, имеющей сквозные полости, согласно одному аспекту настоящего изобретения;

на фиг.2В изображен пример поперечного сечения ткани, имеющей структуру разветвленных сквозных полостей согласно одному аспекту настоящего изобретения;

на фиг.3А изображена структурная схема системы для изготовления ткани, имеющей сквозные полости, согласно одному аспекту настоящего изобретения;

на фиг.3В изображено устройство, использующееся для создания сквозных полостей в ткани согласно одному аспекту настоящего изобретения;

на фиг.4 изображен схематический чертеж бумагоделательной машины, использующейся в производстве бумаги;

на фиг.5 изображена схема последовательности операций процесса создания сквозных отверстий в ткани согласно одному аспекту настоящего изобретения;

на фиг.6 иллюстрированы изображения ткани с просверленными сквозными полостями согласно одному аспекту настоящего изобретения;

на фиг.7 иллюстрированы изображения ткани с просверленными сквозными полостями согласно другому аспекту настоящего изобретения;

на фиг.8А - 8G иллюстрированы изображения слоистой ткани с просверленными сквозными полостями согласно аспекту настоящего изобретения;

на фиг.9 иллюстрированы изображения верхней и нижней поверхностей высверленных сквозных полостей согласно фиг.8G;

на фиг.10 изображено несколько созданных сквозных полостей согласно еще одному аспекту настоящего изобретения;

на фиг.11 изображен перспективный вид ткани согласно одному аспекту настоящего изобретения; и

на фиг.12 иллюстрирован способ, согласно которому может быть сконструирована ткань согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ

Далее следует подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображены предпочтительные варианты реализации изобретения. Однако настоящее изобретение может быть реализовано во множестве различных форм, и изобретение не должно быть понято как ограниченное вариантами реализации, иллюстрированными в настоящем описании. Напротив, эти иллюстрированные варианты представлены для того, чтобы сделать настоящее описание законченным и полным и передать объем изобретения специалистам.

В настоящем изобретении предложена нетканая ткань, предназначенная для использования, например, в устройстве, изображенном на фиг.4. Нетканая ткань используется вместо традиционной текстильной ткани и придает желаемые текстуру, тактильные ощущения, объемный вес изготовленным на ней гигиеническим салфеткам и бумажным полотенцам. Ткань согласно настоящему изобретению может снизить время производства и производственные затраты, связанные с производством бумажных изделий. Время производства и производственные затраты могут быть снижены вследствие того, что ткани согласно настоящему изобретению могут также уменьшить и даже предотвратить повторное увлажнение бумажного полотна удаленной из него водой, когда используется как традиционная сушильная ткань для сквозной сушки воздухом. Следовательно, бумажное полотно будет высушено быстро и более эффективно. Как изображено на фиг.4, вариант реализации производственного процесса и использованной бумагоделательной машины 10 описан следующим образом.

Бумагоделательная машина 10 содержит традиционную двухпроводную формующую часть 12, прогон 14 ткани, башмачный пресс 16, крепирующую ткань 18 и американский сушильный барабан 20. Формующая часть 12 содержит пару формующих тканей 22, 24, поддерживаемых валами 26, 28, 30, 32, 34, 36, и формующий вал 38. Напорный бак 40 обеспечивает подачу бумажного полотна к зоне контакта 42, расположенной между формующим валом 38, валом 26 и тканями. Подача формирует полотно 44, обезвоженное на тканях с помощью вакуума, например с помощью вакуумной камеры 46.

Полотно 44 поступает к прессовой ткани 48 для бумагоделательной машины, которая поддерживается валами 50, 52, 54, 55, ткань соприкасается с валом 56 башмачного пресса. Полотно 44 имеет низкую плотность, когда оно поступает к ткани 48. Подача полотна может быть облегчена с помощью вакуума, например при необходимости вал 50 может быть вакуумным, если такое требуется или в уровне техники известны захватывание или вакуумная направляющая. Когда полотно достигает вала 56 башмачного пресса, оно может иметь плотность 10-25 процентов, предпочтительно 20-25 процентов, когда оно поступает к зоне прессования 58 между валом 56 башмачного пресса и транспортным валом 60. При необходимости транспортный вал 60 может быть нагретым. Вместо вала башмачного пресса вал 56 может быть традиционным всасывающим валом. Если используется башмачный пресс, желательно и предпочтительно, что вал 54 вакуумный для более эффективного удаления воды из ткани до подачи ткани к башмачному прессовому отжиму, поскольку вода при подаче будет выдавлена в ткань на башмачном прессовом отжиме. В любом случае использование вакуумного вала 54 обычно является желательным для того, чтобы гарантировать, что полотно остается в контакте с тканью при изменении направления движения, что для специалиста очевидно из представленной схемы.

Полотно 44 подвергают влажному прессованию на ткани 48 в зоне прессования 58 с помощью башмачного пресса 62. Таким образом, полотно плотно обезвоживают в зоне прессования 58 обычно на данном этапе с увеличением плотности сухого вещества на 15 процентов. Показанная конфигурация зоны прессования 58 по существу называется башмачным прессом. Согласно настоящему изобретению, цилиндр 60 работает в качестве транспортного вала, который служит для транспортирования полотна 44 на высокой скорости, обычно 305-1830 м/мин (1000-6000 футов в минуту), к крепирующей ткани 18.

Цилиндр 60 содержит гладкую поверхность 64, которая при необходимости может быть покрыта клеящим веществом и/или составом для облегчения разделения. Полотно 44 приклеено к транспортной поверхности 64 цилиндра 60, который вращается с высокой угловой скоростью по мере того, как полотно 44 продолжает двигаться в машинном направлении, показанном стрелками 66. На цилиндре 60 полотно 44 имеет по существу случайное распределение волокон. Направление 66 называется машинным направлением полотна, а также бумагоделательной машины 10, тогда как направление поперек машинного направления является направлением в плоскости полотна, перпендикулярной к машинному направлению.

Полотно 44 поступает к зоне прессования 58 обычно с плотностью 10-25 процентов или около этого и обезвоживается и высушивается до плотности приблизительно 25-70 процентов ко времени, когда оно транспортируется к крепирующей ткани 18, как показано на схеме.

Крепирующая ткань 18 поддерживается валами 68, 70, 72 и валом 74 прессового отжима и, как изображено, с транспортным валом 60 формирует зону контакта 76 для крепирования ткани. Крепирующая ткань 18 образует крепирующую зону длиной, на которой крепирующая ткань 18 приспособлена контактировать с валом 60, т.е. к полотну 44 прикладывается значительное давление по отношению к транспортному валу 60. Поддерживающий (или крепирующий) вал 70 может иметь мягкую деформируемую поверхность, которая увеличит длину зоны крепирования и угол крепирования между формируемой тканью и полотном в точке контакта. В другом варианте вал башмачного пресса может быть использован в качестве вала 70 для увеличения эффективного контакта с полотном при сильном воздействии в зоне контакта 76 для крепирования ткани, при котором полотно 44 поступает к крепирующей ткани 18 и продвигается в машинном направлении. Путем использования разного оборудования в зоне 76 крепирования ткани можно регулировать угол крепирования ткани или угол, под которым убирают ткань из зоны крепирования. Таким образом, можно влиять на характер и величину перераспределения волокон, расслоение/разрыхление, которые могут возникнуть в зоне 76 крепирования ткани путем настройки параметров сжатия.

После крепирования, полотно 44 продолжает продвигаться вперед в машинном направлении 66, в котором оно прижимается к американскому сушильному барабану 80 в транспортной зоне контакта 82. Проход в зоне контакта 82 происходит при плотности полотна по существу приблизительно 25-70 процентов. При такой плотности будет затруднительно достаточно прочно прикрепить полотно 44 к поверхности 84 американского сушильного барабана 80 для того, чтобы аккуратно снять полотно 44 с ткани. Данный аспект процесса является существенным, в особенности, когда желательно использовать высокоскоростную сушильную камеру, а также поддерживать условия высокоударного крепирования. В связи с этим, следует отметить, что в традиционных процессах сквозной сушки воздухом не используют кожухи, так как не получено сильное прилипание к американскому сушильному барабану 80. Согласно этому процессу использование специальных клеящих веществ помогает умеренно влажному полотну (с плотностью 25-70 процентов) эффективно прилипнуть к американскому сушильному барабану 80 для того, чтобы обеспечить высокоскоростную работу системы и сушку под ударами сильных струй воздуха.

Полотно 44 высушивается на американском сушильном барабане 80, который является нагретым цилиндром, и сильные струи воздуха на высокой скорости ударяют в кожух 88 американского сушильного барабана. Так как барабан 80 вращается, полотно 44 снимают с барабана с помощью крепирующего ножа 89 и скручивают в рулоны 90.

Настоящее изобретение относится к тканям для бумагоделательной машины, которые используют в производстве мягких, впитывающих, одноразовых бумажных изделий, таких как гигиенические салфетки и бумажные полотенца, и других вышеописанных бумажных изделий. Ткани согласно настоящему изобретению, помимо придания в некоторой степени рельефа поверхности полотна, могут минимизировать или даже предотвратить повторное увлажнение бумажного полотна, когда используются в качестве традиционной сушильной ткани в процессе сквозной сушки воздухом. Ткани согласно настоящему изобретению могут иметь рельеф со сквозными полостями. Сквозные полости имеют, помимо прочего, геометрические характеристики, которые придают улучшенные рельеф поверхности и объемный вес бумажным изделиям, которые изготовлены, например, на ткани 18. Другим преимуществом тканей согласно настоящему изобретению является более легкое снятие полотна с ткани 18 для подачи к американскому сушильному барабану 80. Еще одно преимущество состоит в том, что изобретение позволяет избежать ограничений и необходимости в использовании традиционного ткацкого станка, так как сквозные полости могут быть расположены в любом заданном рисунке, и, таким образом, могут быть улучшены эстетика бумажного изделия и/или внешний вид полотна.

Кроме того, ткани согласно настоящему изобретению обеспечивают более глубокие карманы, вследствие этого обеспечена возможность производства бумажного полотна с большим объемным весом, впитывающей способностью и более низкой плотностью. Следует заметить, что термин «сквозная полость» является синонимом термину «сквозное отверстие» и представляет собой любое отверстие, которое полностью проходит через ткань, такую как ткань для бумагоделательной машины. Кроме того, также следует заметить, что ткань согласно настоящему изобретению может быть использована также в качестве ткани 22, 24 или 48.

На фиг.1А и 1В изображен вид сверху сквозных полостей 102, которые сделаны в части ткани 104 согласно одному типичному варианту реализации. Согласно одному аспекту сквозные полости служат дренажными отверстиями, которые используются в производстве бумажных изделий или полотен. На фиг.1А изображены сквозные полости 102 на виде со строны верхней поверхности 106 (т.е. со стороны лазерного излучения), которая обращена к лазерному источнику (не показан), таким образом лазерный источник выполнен с возможностью создания в ткани 104 сквозных полостей или сквозных отверстий. Каждая сквозная полость 102 может иметь коническую форму, причем внутренняя поверхность 108 каждой сквозной полости 102 сужается внутрь от отверстия 110 на верхней поверхности 106 насквозь к отверстию 112 (изображено на фиг.1В) на нижней поверхности 114 (изображена на фиг.1В) ткани 104. Диаметр отверстия 110 по оси Х обозначен как Δ x₁, тогда как диаметр отверстия 110 по оси Y обозначен как Δ y₁. Подобным образом, ссылаясь на фиг.1В, диаметр отверстия 112 по оси Х обозначен как Δ x₂, тогда как диаметр отверстия 112 по оси Y обозначен как Δ y₂. Как видно из фиг.1А и 1В, диаметр Δ x₁ отверстия 110 по оси Х на верхней стороне 106 ткани 104 больше, чем диаметр Δ x₂ отверстия 112 по оси Х на нижней стороне 114 ткани 104. Кроме того, диаметр Δ y₁ отверстия 110 по оси Y на верхней стороне 106 ткани 104 больше, чем диаметр Δ y₂ отверстия 112 по оси Y на нижней стороне 114 ткани 104.

На фиг.2А изображено поперечное сечение одной из сквозных полостей 102, изображенных на фиг.1А и 1В. Как ранее описано, каждая сквозная полость 102 может иметь коническую форму, причем внутренняя поверхность 108 каждой сквозной полости 102 сужается внутрь от отверстия 110 на верхней поверхности 106 к отверстию 112 на нижней поверхности 114 ткани 104. Коническая форма каждой сквозной полости 102 может быть создана падающим оптическим излучением 202, сгенерированным оптическим источником, например углекислотным лазером или другим лазерным устройством. Путем обработки лазерным излучением 202 с соответствующими характеристиками, например выходной мощностью, фокусным расстоянием, длительностью импульса и т.д., например, нетканого полотна, может быть создана сквозная полость 102 в результате перфорации лазером поверхностей 106, 114 ткани 104. Создание сквозных полостей с использованием лазерных устройств будет описано в последующих абзацах с иллюстрацией экспериментальными данными.

Как изображено на фиг.2А, согласно одному аспекту, лазерное излучение 202 создает при воздействии первый приподнятый край или выступ 204 на верхней поверхности 106 и второй приподнятый край или выступ 206 на нижней поверхности 114 ткани 104. Эти приподнятые выступы 204, 206 также могут называться приподнятым ободком или краем. Вид в плане сверху на приподнятый край 204 обозначен номером 204А. Подобным образом, вид в плане снизу на приподнятый край 206 обозначен номером 206А. На обоих видах 204А и 206А, пунктирные линии 205А и 205В являются графическим представлением приподнятого ободка или края. Соответственно, пунктирные линии 205А и 205В не предназначены для обозначения бороздок. Высота каждого приподнятого края 204, 206 может быть в диапазоне 5-10 мкм. Высота вычисляется как разность уровней между поверхностью ткани и верхушкой приподнятого края. Например, высота приподнятого края 204 вычисляется как разность уровней между поверхностью 106 и верхушкой 208 приподнятого края 204. Приподнятые края, такие как 204 и 206, обеспечивают, помимо прочих преимуществ, локальное механическое усиление для каждой сквозной полости или сквозного отверстия, которое в свою очередь вносит вклад в общее сопротивление данной перфорированной ткани (например, крепирующей ткани). Кроме того, вследствие наличия более глубоких полостей обеспечивается создание более глубоких карманов в изготовленных бумажных изделиях и, кроме того, обеспечиваются, например, больший объемный вес и более низкая плотность. Также следует заметить, что отношение Δ x 1 Δ x 2 может быть равным 1,1 и больше, и отношение Δ y 1 Δ y 2 может быть равным 1,1 и больше во всех случаях. В другом варианте, в некоторых или во всех случаях отношение Δ x 1 Δ x 2 может быть равным 1 и отношение Δ y 1 Δ y 2 может быть равным 1, что обеспечивает формирование сквозных полостей цилиндрической формы.

Тогда как создание в ткани сквозных полостей, имеющих приподнятые края, может быть выполнено с использованием лазерного устройства, подразумевается, что могут использоваться другие устройства, способные к таким воздействиям. Может быть использовано механическое пробивание или тиснение, а затем пробивание. Например, на поверхности нетканого материала может быть выполнен тиснением заданный рисунок из выступов и соответствующих углублений. Затем, например, каждый выступ может быть выполнен механическим пробиванием или высверлен лазером.

На фиг.3А изображен типичный вариант реализации системы 300 для создания в ткани 302 сквозных полостей 204. Система 300 может содержать лазерное устройство 306, управляющий блок 308 для управления лазером, головку 310 лазера и механические зажимы 316, на которых расположена ткань 302.

Управляющий блок 308 для управления лазером управляет различными параметрами, которые изменяют выходное излучение лазера. Например, управляющий блок 308 может обеспечить настройку мощности выходного излучения лазера и различные модуляционные характеристики. Например, лазер может быть работающим в импульсном режиме в течение фиксированного или непрерывного промежутка времени, посредством чего длительность импульса может быть настроена в конкретном диапазоне.

С помощью головки 310 лазера подают падающее оптическое излучение 312 к ткани 302 через наконечник 314 для создания сквозных полостей 304. Падающее оптическое излучение 312 может подвергаться воздействию различных компонентов для формирования формы луча до его выхода из наконечника 314. Например, могут быть установлены различные оптические линзы для получения заданного рабочего расстояния (т.е. D_w) между наконечником 314 головки 310 лазера и верхней поверхностью ткани 302. Кроме того, могут быть использованы оптические разделители, изоляторы, поляризаторы и/или другие компоненты для изменения различных характеристик падающего оптического излучения 312, выходящего из головки 310 лазера. Например, одной из заданных характеристик может быть управление размером и формой пятна. В результате, падающее оптическое излучение сверлит (вырезает) сквозные отверстия или сквозные полости в ткани 302.

Ткань 302 может быть установлена или расположена на подходящем устройстве (например, см. на фиг.3В), содержащем различные механизированные компоненты, направляющие, валы и т.д., выполненные с возможностью осуществлять перемещения ткани 302 и/или головки 310 лазера в конкретном направлении по оси Х или Y. Путем управления перемещением ткани по оси Х или Y на ткани может быть сформирован рельеф со сквозными полостями согласно различным заданным рисункам. Дополнительно к перемещению по оси Х или Y, рабочее расстояние D_w может быть изменено с помощью установки головки 310 лазера на механизированную платформу, которая обеспечивает перемещение по оси Z. Возможно, можно разработать систему, в которой головка лазера перемещается в трех направлениях, когда ткань остается неподвижной. В другом варианте головка лазера перемещается поперек ткани в направлении ширины «X» или в направлении поперек машинного направления, в то время как ткань перемещается в машинном направлении или по оси Y. Кроме того, можно разработать систему, в которой ткань перемещается в трех направлениях относительно механически закрепленной головки лазера.

На фиг.3В изображен типичный вариант реализации устройства 320, использующегося для создания сквозных полостей в ткани для бумагоделательной машины согласно одному аспекту изобретения. Изображенная на фиг.3В ткань 322 должна пониматься как относительно короткая часть от полной длины ткани 322. Там, где ткань 322 бесконечная, будет наиболее целесообразно установить пару валов, не изображенных на данном чертеже, но хорошо известных специалистам в области создания оснастки для бумагоделательной машины. В таком случае устройство 320 будет расположено на одной из двух сторон ткани 322, более предпочтительно, на верхней стороне между двумя валами. Однако является ли ткань 322 бесконечной или нет, предпочтительно, чтобы в процессе она была расположена с соответствующей степенью натяжения. Более того, для предотвращения провисания ткань 322 может поддерживаться снизу с помощью горизонтального поддерживающего элемента по мере того как она перемещается через устройство 320.

Обращаясь более внимательно к фиг.3В, на которой ткань 322 показана как перемещающаяся вверх через устройство 320, как реализован способ согласно настоящему изобретению, устройство 320 содержит последовательность нескольких участков, через которые ткань 322 проходит с определенным шагом по мере того как из нее изготавливают ткань для бумагоделательной машины.

Ткань для бумагоделательной машины, которая описана в вышеуказанном варианте реализации, является одним примером ткани, которая будет просверлена согласно системам и способам, описанным в настоящем описании. Заданные характеристики описанных сквозных полостей, созданных в ткани для бумагоделательной машины, улучшают по меньшей мере одну характеристику бумажных изделий, изготовленных на бумагоделательной машине. Ткани согласно настоящему изобретению повышают производительность бумагоделательной машины вследствие того, что сквозные полости в ткани предпочтительно конической формы с большими отверстиями на стороне, соприкасающейся с бумажным полотном, и маленькими отверстиями на стороне, соприкасающейся с деталями машины, которая в свою очередь позволяет ткани работать с большими уровнями протяжки или меньшим основным весом. Кроме того, можно использовать более высокое содержание повторно используемых волокон и все еще получать бумажное полотно с заданными характеристиками. Кроме того, согласно настоящему изобретению эти ткани дают другие преимущества, такие как отсутствие утечки воздуха, что в результате приводит к более эффективному влажному формованию; улучшенное снятие полотна в сравнении с известными текстильными тканями; небольшое или отсутствие повторного увлажнения; и более легкая очистка вследствие отсутствия мест переплетения нитей, в которых собираются целлюлозные волокна, но преимущества изобретения этим не ограничены.

На фиг.5 изображена схема 500 последовательности операций процесса создания в ткани сквозных отверстий согласно одному типичному варианту реализации. На этапе 502 определяют, будет ли работать лазерное устройство в однопроходном режиме или в многопроходном режиме. В однопроходном режиме лазер создает сквозную полость за один проход, как он перемещается над тканью. В многопроходном режиме лазер проходит над тканью по меньшей мере два раза и воздействует оптическим излучением на одни и те же места ткани до тех пор, пока не будет закончено создание требуемых сквозных полостей.

Если на этапе 504 определяют, что выбран однопроходный режим, производят установку набора параметров лазера (на этапе 506). Параметры лазера могут содержать различные настройки, используемые в управляющем блоке для управления лазером, например блоке 308 (см. фиг.3). На этапе 508 на основании набора параметров лазера выходящее из лазера оптическое излучение перфорирует ткань для создания сквозной полости заданной формы. На этапе 510, после анализа формы/геометрии созданной сквозной полости (например, визуальный осмотр, получение/обработка изображений и т.д.) определяют, удовлетворяет ли сквозная полость требуемым критериям формы (на этапе 512). Если сквозная полость удовлетворяет заданным критериям формы (на этапе 512), сохраняют набор параметров лазера (на этапе 514), так что их можно повторно использовать в процессе сверления таких же или подобных тканей. С другой стороны, если определяют, что сквозная полость не удовлетворяет заданным критериям формы (на этапе 512), перенастраивают параметры лазера, использованные для приведения в действие лазера (на этапе 516), в попытке создать сквозную полость с заданными критериями формы. Этапы 512, 516, 508 и 510 процесса продолжают выполнять до тех пор, пока не будут удовлетворены критерии формы сквозных полостей. Как только форма созданного сквозного отверстия станет удовлетворять заданным критериям формы, ткань может быть просверлена полностью.

Если на этапе 504 определяют, что выбран многопроходный режим, производят установку набора параметров лазера (на этапе 520). Параметры лазера могут содержать различные настройки, используемые в управляющем блоке для управления лазером, на