在改进的传统湿压机上制造薄纸巾的方法

专利名称：在改进的传统湿压机上制造薄纸巾的方法
技术领域：
本发明总体上涉及制造纸产品的方法。特别是涉及一种在改进的传统湿压机上制造高松密度和高吸收能力的纤维素纸幅(cellulosic web)的方法。
背景技术：
通常有两种不同的方法用来制造如纸巾、餐巾纸、薄纸巾、擦拭纸和类似物的纸产品的底层(base sheet)。这些方法通常称为湿压法和穿透干燥法。尽管这两种方法在工序的前端和后端可能相同，但在初始成形后，水从湿纸幅中去除的方式却存在明显地差别。
更具体地，在湿压法中，新成形的湿纸幅通常传送到造纸用的毛毯(felt)上，然后当它仍由毛毯支承时，压靠蒸汽加热式扬基(Yankee)干燥器的表面上。当纸幅传送到扬基干燥器表面时，水从纸幅中压榨出并由毛毯吸收。然后，通常具有约40％稠度的脱过水的纸幅在扬克式干燥器的热表面上干燥。接着，使纸幅起绉以变得柔软，并对最终的纸张产生拉伸(stretch)。湿压法的一个缺点是压榨步骤使纸幅的密度增加，从而降低了纸张的松密度和吸收能力。随后的起绉步骤只能部分恢复这些需要的纸张性能。
在穿透干燥法中，新成形的纸幅首先用真空脱水，然后传送到一个相对多孔的纸幅带上，并且使热空气穿过纸幅以便非挤压性地干燥。然后，将由此产生的纸幅传送到扬基干燥器上以用于起绉。由于纸幅在传送到扬基干燥器时已基本干燥，所以纸幅的密度不会由于传送而显著增加。而且，穿透的干燥纸张的密度本来就比较低，这是因为当纸幅支承在穿透干燥织物带时已干燥。穿透干燥法的缺点是工作能量损耗较高，且与穿透干燥器有关的资金成本较高。
由于绝大多数现有的造纸机采用旧的湿压方法，因此，对于生产商来说，这是极其重要的，即找到改进现有的湿压机的途径，以生产消费者满意的低密度产品，同时不需要用于现有的机器的昂贵的改造费用。当然，有可能将湿压机重新改造成穿透干燥结构，但这通常由于成本过高而不被采用。为供应穿透干燥器及其相关设备，许多复杂和高成本的变化是必须的。另外，穿透空气干燥造纸机的长度较大，就需要另外的建筑物或者对建筑物进行改造。在某些场合，对建筑物进行改造是不实际或者不可能的，或者由于影响其他现有设备或者影响在该地点的有用的受限制区域，费用非常昂贵而被禁止。因此，人们怀着极大的兴趣设法在不显著改变机器设计的前提下努力改进现有的湿压机。
在某些情况下，改进湿压造纸机的压榨部分比改进湿部更加方便经济，特别是在湿部和流浆箱(headbox)处于良好状态的情况下。另外，旧的湿压机可以具有与底部毛毯运转相关的现有设备，它们能够容易地用于其他用途，从而使得改造更加简单，甚至更加节约成本。本发明公开了改造湿压机的简单的方法，以便制造改善的消费者满意的低密度产品。
作为本发明的另一实施形式的特例，因为有许多现有的新月形成形器(crescent-former)造纸机，它们能够使用改进的方法制造消费者满意的低密度产品而得到好处，因此特别需要改造新月形成形器造纸机的方法。许多旧的新月形成形器造纸机设有较低的毛毯运转(felt run)，其能够容易地用作另外的织物运转，以满足本发明的某些实施例的需要。本发明公开了用于改造新月形成形器造纸机的简单的方法。
在Andersson等人的于1993年7月27日公布的美国专利5,230,776中，描述了一种通过改进湿压机以生产更柔软、松密度更高的纸巾的简单方法。该专利公开了用网型的穿孔带来代替毛毯，并且将纸幅(web)夹在成形网和直到压辊的该穿孔带之间。本专利还公开了附加的脱水装置，例如蒸汽吹管、吹风管嘴和/或单独的压榨毛毯，它们可以放置在夹心结构的范围内，以便在扬基干燥器(Yankee dryer)之前进一步增加干燥固体含量(drysolid content)。据说这些附加的干燥装置允许该机器以至少基本等于穿透干燥机器的速度运行。
降低进入扬基干燥器的纸幅的含湿量，以保持机器的速度并防止纸幅起泡或缺乏粘附度，这是很重要的。参考美国专利5,230,776，其中使用一种单独的压榨毛毯，然而，势必以与传统的湿压机相同的方式使织物的密度增加。这样，由于单独的压榨毛毯引起的密度增加，将对纸幅(web)松密度和吸收能力产生负面影响。
而且，用于使织物脱水的空气射流本身在去除水分或能量效率方面不是有效的。在纸张上吹空气以使之干燥在本领域中是公知的，并且可以用在扬基干燥器的机罩中以便对流烘干。然而，在扬基干燥器的机罩中，喷嘴喷出的绝大部分空气不会穿透纸幅。这样，如果没有加热到很高温度，大部分空气将被浪费，并没有用来有效的去除水分。在扬基干燥器的机罩中，空气被加热到900华氏温度，并允许长时间滞留以完成干燥。
这样，在本领域中缺乏和需要的是，利用一种改进的传统湿压机来制造与穿透干燥纸张相比具有较高松密度和较高吸收能力的薄纸张的实用方法。

发明内容
现已发现，在保持合理的机器生产率的同时，可以制造出具有与类似的穿透干燥产品同样的松密度和吸收能力性能的湿压纸巾。特别是，湿压纤维素纸幅可以这样制成，即通过将湿纸幅真空脱水到至多约30％稠度，然后，使用整体密封气压装置来使纸张非挤压性地脱水到30％至40％稠度。然后，最好将湿纸幅传送到代替传统的湿压毛毯的“模制”织物带上，以便给予湿纸幅更多形状，或者使湿纸幅具有三维特性。然后，湿纸幅在由模制织物带支承并干燥的同时，最好压靠住扬基干燥器。由此制成的产品的湿松密度和吸收能力比传统的湿压毛巾和纸巾的湿松密度和吸收能力高，并且与现有的穿透干燥产品的湿松密度和吸收能力相同。
这里所使用的“非挤压性脱水”和“非挤压性干燥”分别指从纤维素纸幅中去除水的脱水或干燥方法，它不涉及压缩夹持(compressive nip)，或在干燥或脱水期间导致部分纸幅的密度显著增加或压缩一部分纸幅的其它步骤。
在本工艺中湿纸幅经湿法模制以改善纸幅的三维特性和吸收性。如这里所使用的“湿法模制”的纸巾是指在约30％至约40％稠度下，与模制织物带的表面轮廓一致，然后在可选的附加干燥装置之前，由与比如穿透干燥机之类的其它干燥装置相反的热传导干燥装置来干燥这样制成的纸巾，如使用加热烘缸。
适合本发明目的的“模制织物带’非限制性地包括造纸织物带，该造纸织物带呈现明显的开口区域或者三维表面轮廓，其足以使纸幅在Z方向具有较大的挠曲。这种织物带包括单层、多层或复合可渗透结构。优选的织物带具有下述特征中的至少一些特征(1)在模制织物带与湿纸幅接触(顶面)的一侧，每英寸机器纵向(MD)股线数(目数)从10至200(每厘米3.94至78.74)，并且每英寸机器横向(CD)的股线数(支数)也是从10至200(每厘米3.94至78.74)。股线直径通常小于0.050英寸(1.27mm)；(2)在顶面，在MD节的最高点与CD节的最高点之间的距离从约0.001至约0.02或0.03英寸(0.025mm至约0.508mm或0.762mm)。在这两个最高点之间，具有由MD股线或CD股线形成的节，以便在湿法模制步骤中使纸张形成三维峰/谷外观的构形；(3)在顶面，MD节的长度等于或大于CD节的长度；(4)如果织物带是多层结构，那么最好底层比顶层具有更细的网孔，以便控制纸幅穿透的深度，并使保留的纤维最多；(5)可使织物带呈现令视觉愉悦的某些几何图案，这种图案通常每隔2至50根经纱得以重复。
因此，一方面，本发明涉及用来制造纤维素纸幅的方法，该方法的步骤包括(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带上，以形成湿纸幅；(b)将湿纸幅脱水到约10％至约30％的稠度；(c)将湿纸幅传送到循环的第二织物带；(d)将湿纸幅夹在第二织物带和支撑织物带之间，并且采用非挤压性脱水装置将湿纸幅脱水到约30％或更大的稠度，由于该非挤压性脱水装置与湿纸幅形成整体密封，因此它适合使加压流体以约5磅/平方英寸或更大的压力(gauge)基本上透过纸幅流动；(e)使已脱过水的纸幅压靠在加热的烘缸表面上，以便至少部分干燥纸幅；和(f)使脱过水的湿纸幅干燥到最终干燥。
另一方面，本发明涉及制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带上，以形成湿纸幅，其中该纸幅；(b)将湿纸幅传送到循环的第二织物带；(c)将湿纸幅夹在第二织物带和支撑织物带之间，并且将湿纸幅脱水到直到约30％的稠度；(d)使用气压装置将湿纸幅补充地脱水到约30％至约40％的稠度，由于加压流体以约5磅/平方英寸或更大的压力基本上透过织物流动；(e)使第二织物带构造为这样能够提供小于90度的脱过水的湿纸幅环绕压辊的未被支撑的纸张包角；(f)使已脱过水的纸幅压靠在加热的烘缸表面上，以便至少部分干燥脱过水的湿纸幅；和(g)使脱过水的湿纸幅干燥到最终干燥。
在另一方面，本发明涉及一种制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带上，以形成湿纸幅；(b)将湿纸幅脱水到直到约10％的稠度；(c)将湿纸幅传送到循环的第二织物带；(d)将湿纸幅夹在第二织物带和支撑织物带之间；(e)利用位于湿纸幅和收集装置之间的第二织物带，使夹在第二织物带和支撑织物带之间的湿纸幅通过气体增压室和收集装置之间，该气体增压室和收集装置可操作地联系，并且适用于产生穿过湿纸幅的、约30英寸汞柱或更大的压差，以及穿过湿纸幅的、每分钟每平方英寸约10标准立方英尺或更大的加压流体流；(f)使用加压流体流将湿纸幅脱水到约30％至约40％的稠度；(g)通过第二织物使已脱过水的纸幅压靠在加热的烘缸表面上；和(h)使脱过水的湿纸幅干燥到最终干燥。
在另一方面，本发明涉及一种具有至少一个毛毯和压榨脱水装置的传统湿压机的改进方法，该方法包括(a)用至少一个织物带取代至少一个毛毯；(b)用非热量的、非挤压性脱水装置取代压榨脱水装置。在1979年2月13日公布的Tapio等人的美国专利4,139,410中描述的湿压加工和设备，在此通过参考结合进来。
在另一方面，本发明涉及一种制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带上，以形成湿纸幅；(b)将湿纸幅脱水到约10％到约30％的稠度；(c)将湿纸幅传送到循环的第二织物带；(d)将湿纸幅夹在第二织物带和支撑织物带之间，使用非挤压性脱水装置将湿纸幅脱水到大于约30％的稠度，其中该装置由于和湿纸幅形成整体密封，所以适于使大约5磅/平方英寸或更大压力的加压流体基本上流动穿过该湿纸幅；(e)将湿纸幅传送返回到第二织物带；(f)将脱过水的湿纸幅压靠在加热烘缸的表面上，从而至少部分地干燥的湿纸幅；(g)使脱过水的湿纸幅干燥到最终干燥。
在另一方面，本发明涉及一种制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带上，以形成湿纸幅；(b)将湿纸幅传送到循环的第二织物带；(c)将湿纸幅夹在第二织物带和支撑织物带之间，并且将湿纸幅脱水到大约30％的稠度；(d)使用气压装置进一步将湿纸幅脱水到大于约30％到40％的稠度，由于在气体增压室和收集装置之间形成整体密封，所以该气压装置适于使大约5磅/平方英寸或更大压力的加压流体基本上流动穿过该湿纸幅；(e)将湿纸幅传送返回到第二织物带，以便湿纸幅在压辊上的纸张包角小于90°；(f)将脱过水的湿纸幅压靠在加热烘缸的表面上，从而至少部分地干燥高湿纸幅；(g)使脱过水的湿纸幅干燥到最终干燥。
在另一方面，本发明涉及一种制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带上，以形成湿纸幅；(b)将湿纸幅脱水到约10％到约30％的稠度；(c)将湿纸幅传送到另一织物带；(d)将湿纸幅夹在第二织物带和支撑织物带之间，两种织物带其中之一利用原来用在亚麻压榨湿压机(tow press wet pressmachine)的底部毛毯运行中的空间和部件；(e)使用气压装置进一步将湿纸幅脱水到大于约30％到40％的稠度，由于在气体增压室和收集装置之间形成整体密封，所以该气压装置适于使大约5磅/平方英寸或更大压力的加压流体基本上流动穿过该湿纸幅；(f)将湿纸幅传送返回到第二织物带；(f)将脱过水的湿纸幅压靠在加热烘缸的表面上，从而至少部分地干燥该湿纸幅；(g)使该纸幅干燥到最终干燥。
在另一方面，本发明涉及一种制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带上，以形成湿纸幅(wet web)来制造湿纸幅(wet web)；(b)将湿纸幅传送到循环的第二织物带；(c)将湿纸幅夹在第二织物带和支撑织物带之间，并且将湿纸幅脱水到大约10％至大约30％的稠度；(d)使用气压装置进一步将湿纸幅脱水到大于约30％到40％的稠度，由于在气体增压室和收集装置之间形成整体密封，所以该气压装置适于使大约5磅/平方英寸压力的加压流体基本上流动穿过该湿纸幅；(e)将湿纸幅传送返回到第二织物带，从而使该纸幅具有大约8立方厘米/克或者更大的松密度；(f)用织物带将脱过水的湿纸幅压靠在加热烘缸的表面上，以保持大约8立方厘米/克或者更大的松密度；(g)使该湿纸幅干燥到最终干燥。
另一方面，本发明涉及制造纤维素织物的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带上，以形成湿纸幅；(b)将湿纸幅传送到循环的第二织物带；(c)将湿纸幅夹在第二织物带和支撑织物带之间；(d)使第二织物带和支撑织物带与夹在其间的湿纸幅一起通过气压装置和收集装置之间，而第二织物带位于湿纸幅和收集装置之间，该气压装置和收集装置可操作地联系，并且适于产生横穿湿纸幅的大约30英寸汞柱或者更高压力的压差以及穿过湿纸幅的每分钟每平方英寸大约10标准立方英尺或者更大的加压流体流；(e)利用该加压流体流使该湿纸幅脱水至约30％或更高的稠度；(e)通过第二织物带将湿纸幅压靠在加热的烘缸表面上；和(f)使该纸幅干燥到最终干燥。
因此，本发明的另一实施例涉及一种制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带和循环的第二织物带之间以形成湿纸幅，其中湿纸幅夹在第一织物带和第二织物带之间；(b)使用非挤压性脱水装置将湿纸幅脱水到约30％或者更大的稠度，由于该非挤压性脱水装置和湿纸幅形成整体密封，所以其适于使大约5磅/平方英寸或更大压力的加压流体基本上流动穿过该湿纸幅；(c)将脱过水的湿纸幅压靠在加热烘缸的表面上，从而至少部分地干燥脱过水的湿纸幅；(d)使脱过水的湿纸幅干燥到最终干燥。
在另一方面，本发明涉及一种制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带和循环的第二织物带之间以形成湿纸幅，其中湿纸幅夹在第一织物带和第二织物带之间；(b)将湿纸幅脱水到大约10％到大约30％的稠度；(c)使用气压装置将湿纸幅补充地脱水到大于约30％到40％的稠度，由于在气体增压室和收集装置之间形成整体密封，所以该气压装置适于使大约5磅/平方英寸或者更大压力的加压流体基本上流动穿过该湿纸幅，从而使该纸幅具有大约8立方厘米/克或者更大的松密度；(d)通过织物带将脱过水的湿纸幅压靠在加热烘缸的表面上，以保持大约8立方厘米/克或者更大的松密度；(e)使脱过水的湿纸幅干燥到最终干燥。
在另一方面，本发明涉及一种制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带和循环的第二织物带之间以形成湿纸幅，其中湿纸幅夹在第一织物带和第二织物带之间；(b)使夹在第一织物带和第二织物带之间的湿纸幅通过气压装置和收集装置之间，而第二织物带位于湿纸幅和收集装置之间，该气压装置和收集装置可操作地联系，并且适于产生横穿湿纸幅的大约30英寸汞柱或者更高压力的压差以及穿过湿纸幅的每分钟每平方英寸大约10标准立方英尺或者更大的加压流体流；(c)使用加压流体流使该湿纸幅脱水到大约30％或者更高的稠度；(d)通过第二织物带将湿纸幅压靠在加热的烘缸表面上；和(e)使该脱水的纸幅干燥到最终干燥。
另一方面，本发明涉及一种具有至少一个毛毯和压榨脱水装置的传统新月形成形器的造纸巾机的改进方法，该方法包括(a)用至少一个织物带取代至少一个毛毯；(b)用非热量的、非挤压性脱水装置取代压榨脱水装置。在1965年12月21日公布的Lee等的美国专利3,224,928中描述的新月形成形工艺和设备，在此通过参考结合进来。
在另一方面，本发明涉及一种制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带和循环的第二织物带之间以形成湿纸幅；(b)使用环绕成形辊的离心力和织物带张力的组合，将湿纸幅脱水到大约10％或者更大的稠度；(c)采用非挤压性脱水装置，由于该非挤压性脱水装置与湿纸幅形成整体密封，因此它适合使加压流体以约5磅/平方英寸或更大的压差基本上透过纸幅流动；(d)将湿纸幅传送返回或者保持在第二织物带上；(e)使已脱过水的纸幅压靠在加热的烘缸表面上，以便至少部分干燥该湿纸幅；和(f)使湿纸幅干燥到最终干燥。
在另一方面，本发明涉及一种制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带和循环的第二织物带之间以形成湿纸幅；(b)使用环绕成形辊的离心力和织物带张力的组合，将湿纸幅脱水到大约10％或者更大的稠度；(c)进一步将湿纸幅脱水到10％到约30％的稠度；(d)使用气压装置将湿纸幅补充脱水到约30％至约40％的稠度，由于在气体增压室和收集装置之间形成整体的密封，因此该气压装置适合使加压流体以约5磅/平方英寸或更大的压力基本上透过湿纸幅流动；(e)将湿纸幅传送返回或者保持在第二织物带上；(f)使已脱过水的纸幅压靠在加热的烘缸表面上，以便至少部分干燥该湿纸幅；(g)使湿纸幅干燥到最终干燥。
在另一方面，本发明涉及一种制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带和循环的第二织物带之间以形成湿纸幅；(b)将湿纸幅脱水到大约10％到大约30％的稠度；(c)使用气压装置将纸幅补充脱水到约30％至约40％的稠度，由于在气体增压室和收集装置之间形成整体的密封，因此该气压装置适合使加压流体以约5磅/平方英寸或更大的压力基本上透过湿纸幅流动；(d)将湿纸幅传送返回或者保持在第二织物带上，从而使该湿纸幅具有大约8立方厘米/克或者更大的松密度；(e)通过织物带将脱过水的湿纸幅压靠在加热烘缸的表面上，以保持大约8立方厘米/克或者更大的松密度；(f)使湿纸幅干燥到最终干燥。
又一方面，本发明涉及制造纤维素织物的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带和循环的第二织物带之间以形成湿纸幅，其中至少一个循环的织物带是三维的模制织物带；(b)使第一织物带和第二织物带与夹在其间的湿纸幅一起在气压增压室(airplenum)和收集装置之间通过，而该三维的模制织物带位于湿纸幅和收集装置之间，该气压增压室和收集装置可操作地联系，并且适于产生横穿湿纸幅的大约30英寸汞柱或者更高压力的压差以及穿过湿纸幅的每分钟每平方英寸大约10标准立方英尺或者更大的加压流体流；(d)使用该加压流体流将湿纸幅脱水到大约30％或者更大的稠度；(e)通过织物带将脱过水的湿纸幅压靠在加热烘缸的表面上；和(f)使该湿纸幅干燥到最终干燥。
这里所使用的术语“第一织物带”是指在本领域中公知的或者如在此所述的制造纸巾过程中的任何织物带，其包括，但不限于，用在纸巾制造中的成形、模制和其他支撑织物带。然而，第一织物带最好是成形织物带。在此使用的术语“第二织物带”是指在本领域中公知的或者如在此所述的制造纸巾过程中的任何织物带，其包括，但不限于，用在纸巾制造中的成形、模制和其他支撑织物带。然而，第二织物带最好是如在此所述的模制织物带。在此第二织物带是模制织物带，结果得到的纸幅是模制纸幅。这里所使用的术语“支撑织物带”是指在本领域中公知的或者如在此所述的制造纸巾过程中的任何织物带，其包括，但不限于，用在纸巾制造中的成形、模制和其他支撑织物带。
这里所使用的术语“整体密封”和“整体密封过的”的指气体增压室和湿纸幅间的关系，气体增压室与织物可操作地联系并间接接触，因此，当气体增压室在纸幅两面存在约30英寸汞柱或更大的压差下工作时，供给气体增压室的空气中约85％或更多的空气透过纸幅流动；以及气体增压室和收集装置间的关系，气体增压室与纸幅和收集装置可操作地联系并间接接触，因此，当气体增压室和收集装置在纸幅两面存在约30英寸汞柱或更大的压差下工作时，供给气体增压室的空气中约85％或更多的空气透过纸幅流进收集装置内。
主要是由于在纸幅两面产生了很高的压差，和由此形成的透过纸幅的气流，因此，气压装置能使湿纸幅脱水到非常高的稠度。例如，在具体的实施例中，气压装置可使纸幅的稠度增加约3％或更大，特别是约5％或更大，如约5％至约20％，更特别是约7％或更大，更特别地还是约7％或更大，例如从约7％至20％。这样，离开气压装置的湿纸幅的稠度可以是约25％或更大，约26％或更大，约27％或更大，约28％或更大，约29％或更大，并最好约30％或更大，特别是约31％或更大，更特别是约32％或更大，如从约32％至约42％，特别是约33％或更大，甚至更特别是约34％或更大，如从约34％至约42％，还有更特别是约35％或更大。
通过使本方法增加整体密封的气压装置的脱水步骤，可获得超过前述现有的方法的显著改进。首先并且最重要的是，可获得足够高的稠度，这样，本方法可以以工业使用速度操作。这里所使用的造纸巾机的“高速操作”或“工业使用速度”指以英尺/分钟为单位的至少与下述值或范围中的任何一个相同的机器速度1,000；1,500；2,000；2,500；3,000；3,500；4,000；4,500；5,000；5,500；6,000；6,500；7,000；8,000；9,000；10,000，和以上述任意值为上限和下限的一个范围。而且，在高稠度下模制纸张显著改善了纸张保持其三维性的能力，而且这样也显著改善了纸张的最终厚度。如这里使用的那样，用于织物带、毛毯或未砑光纸幅的表面的术语“起纹理的”或“三维的”是指该表面基本上不光滑或不共面。另外，该机器构造适用于急速传送步骤，相对于现有的湿压法，该步骤再次导致松密度和吸收能力的显著增加。
在气压装置之前，可使用可选择的蒸汽喷射器或类似物，以增加后气压装置稠度和/或改进纸幅的横向(cross-machine direction)湿度轮廓线。而且，当机器速度较慢并且在气压装置中的滞留时间较长时，可获得较高的稠度。
由气压装置提供的湿纸幅两面的压差可以是25英寸汞柱或更高，例如从约25至约120英寸汞柱，特别是约35英寸汞柱或更高，例如从约35至约60英寸汞柱，并且更特别是从约40至约50英寸汞柱高。通过气压装置的气体增压室使湿纸幅一侧的流体压力保持大于0至约60磅/平方英寸(psig)，特别是大于0至约30psig，更特别是约5psig或更大，例如约5至约30psig，并且还更特别是从约5至约20psig，从而可部分获得上述压差。气压装置的收集装置最好用作真空箱，该真空箱在0至约29英寸汞柱真空，特别是0至约25英寸汞柱真空，特别是大于0至约25英寸汞柱真空，且更特别是从约10至约20英寸汞柱真空，例如约15英寸汞柱真空下工作。在某些情况下，气压装置的收集装置可以在30英寸汞柱真空或者更高的真空下工作。收集装置最好但不是必须与气体增压室形成整体密封并且抽成真空，以使它用作空气和液体的收集装置。在气体增压室和收集装置中的压力水平最好受监测并可控制到预定水平。
显然，在气压装置内使用的加压流体与外界空气密封隔开，以产生基本上穿过纸幅的气流，该气流导致气压装置的巨大的脱水能力。经过气压装置的加压流体流合适地是开口区域的每平方英寸从约5至约500标准立方英尺/分钟(SCFM)，特别是开口区域的每平方英寸约10SCFM或更大，例如从开口区域的每平方英寸约10至约200SCFM，更特别的是开口区域的每平方英寸约40SCFM或更大，例如从开口区域的每平方英寸约40至约120SCFM。理想的是，供给气体增压室的加压流体中，70％或更大的，特别是80％或更大的，更特别的是90％或更大的加压流体经过湿纸幅抽到真空箱内。为了本发明目的，术语“标准立方英尺/分钟”指在14.7磅/平方英寸的绝对值和60度华氏温度(°F)下测得的每分钟立方英尺数。
这里可互换使用的术语“空气”和“加压流体”指用在气压装置内使湿纸幅脱水的任何气体物质。气体物质合适地包括空气、蒸汽或类似物。最好，加压流体包括具有外界温度的空气，或者加热气体，该加热气体是仅通过加压的方法使温度升高到约300°F或更小，特别是约150°F或较小的气体。
湿纸幅最好以如下方式附着到扬基干燥器或其它加热烘缸(heateddrying cylinder)的表面，即保持由于预先处理形成的纹理的基本部分，特别是通过在三维织物带上模制而形成的纹理。用来生产湿压起绉纸的传统方法不适合该目的，因为在该传统方法中，压辊用来使纸幅脱水，并且将纸幅均匀压榨成致密而且平坦的状态。对本发明而言，传统的基本光滑的压榨毛毯由带纹理的材料比如有孔的织物带、并且最好是穿透干燥织物带来代替。对于本发明的另一个方面，传统新月形成形器造纸巾机的传统的基本光滑的压榨毛毯由带纹理的材料比如有孔的织物带、并且最好是穿透干燥织物带来代替。根据本发明的方法制成的纸巾纸幅在三维织物带上模制之后，最好具有约8立方厘米/克(cc/g)或更大，特别是约10cc/g或更大，且更特别是约12cc/g或更大的松密度，并且使用带有纹理的织物网带将其压到加热烘缸上之后，保持该松密度。
最好的结果是，与传统的纸巾制造方法相比，可使用显著减小的压榨压力。最好，当平均地横穿包围最大压力点的任何1平方英寸的区域时，施加到纸幅上的最大负荷区域应为约400psi或更小，特别是约350psi或更小，更特别是约150psi或更小，例如在约2和约50psi之间，且最特别是约30psi或更小。在最大压力点测量的以磅/线性英寸(pli)为单位的压榨压力最好为约400pli或更少，且特别是约350pl或更少。用低的压力将三维纸幅结构敷贴到加热烘缸上有助于在干燥纸幅中保持基本均匀的密度。在与扬基干燥器连接之前，通过使用非挤压性装置使纸幅有效地脱水，并且通过选择有孔织物带以使纸幅接触抵靠干燥机，这将有助于纸幅获得基本均匀的密度，该干燥机相对来说不会对纸幅施加高的局部压力的高的、刚性突出部分。织物带最好经过有效量的织物带防粘剂处理，以便在纸幅一旦抵触干燥机表面时促使纸幅与织物带分离。
纸巾的吸收性可由它的吸收能力和它的吸收速率表征。如这里所使用的，“吸收能力”是纸张可吸收的蒸馏水的最大量，表示为水的克数/样本纸张克。更具体地讲，样本纸张的吸收能力可用切割成4英寸乘以4英寸(101.6乘101.6mm)的、重量精确至(nearest)0.01克的干燥纸张的样本来测量。该样本落下到处于室湿的蒸馏水水槽表面上，并在槽中停留3分钟。然后使用钳子或镊子拿走样本，并用三叉夹子垂直悬挂它以排干多余的水分。每个样本可以排水3分钟。然后通过将称重盘放在样本下，并松开三叉钳，从而将样本放在称重盘上。湿样本重量精确至(nearest)0.01克。吸收能力是样本湿重量减去干重量(所吸收的水量)，再除以样本的干重量得到。可测量每种产品的至少5个代表样本并求其结果的平均值。
“吸收速率”是产品在蒸馏水中完全湿透所花费的时间。通过使纸垫落下到具有30℃温度的蒸馏水槽的水面上以确定该吸收速率，该纸垫由20张经测量每张为2.5英寸乘以2.5英寸(63.5乘以63.5mm)纸组成。以秒计从样本碰到水的时刻起直到它完全湿透(由视觉确定)所经历的时间，是吸收速率。
本方法适用于制造各种吸收产品，包括面巾、浴用纸巾、毛巾、餐巾或擦拭巾或类似产品。据本发明的目的，术语“纸巾”或“纸巾产品”通常用来描述这种产品的结构，而术语“纤维素纸幅”用来泛指在不考虑成品结构的情况下包含或由纤维素纤维构成的纸幅。
本发明可采用许多纤维类型，包括硬木或软木、稻草(straw)、麻、马利筋(milkweed)籽绒纤维、马尼拉麻(abaca)、大麻纤维(hemp)、洋麻纤维(kenaf)、甘蔗渣(bagasse)、棉花、芦苇或类似材料。可使用所有已知的造纸纤维包括漂白或未漂白的纤维，天然形成的纤维(包括木纤维和其它纤维素纤维、纤维素衍生物和化学方法硬化或交联纤维)，或合成纤维(合成造纸纤维包括聚丙烯、丙烯酸(acrylic)、芳族聚酰胺(aramids)、醋酸盐(acetates)和类似物制成的某些形式的纤维)，原始和再生或回收纤维、硬木和软木，和已经用机械方法制成纸浆(如磨木浆(groundwood))，用化学方法制成纸浆(包括但不仅限于牛皮纸(kraft)浆制法和亚硫酸盐制浆粕法)，用热机械方法制成纸浆，用化学热机械方法制成纸浆或类似方法制成纸浆的纤维。可以使用上述或相关种类的纤维的任何子集的混合。纤维可以多种在本领域中公知的有利方法制备。制备纤维的有用方法包括分散使其弯曲和改善其干燥性能，它在例如1994年9月20日公布的美国专利5,348,620中和1996年3月26日公布的美国专利5,501,768中公开，这两个专利都是M.A.Hermans等人的。
还可使用化学添加剂，并可将该化学添加剂添加到原始纤维、纤维浆悬浮液中，或在生产期间或之后添加到纸幅上。这种添加剂包括不透明剂(opacifiers)、颜料(pigments)、增湿强剂(wet strength agents)、增干强剂(dry strength agents)、软化剂(softeners)、润滑剂(emollients)、保湿剂(humectants)、杀病毒剂(viricides)、杀菌剂(bactericides)、缓冲剂(buffers)、蜡(waxes)、舍氟聚合物(fluoropolymers)、气味控制材料(odor control materials)和除臭剂(deodorants)、沸石(zeolites)、染料(dyes)、荧光染料(fluorescent dyes)或漂白剂(whiteners)、香料(perfumes)、分离剂(debonders)、植物和矿物油、保湿剂、胶粘剂(sizingagents)、超吸附剂(superabsorbents)、表面活性剂(surfactants)、增水剂(moisturizers)、紫外线阻滞剂(UV blockers)、抗菌素剂(antibioticagents)、洗涤剂(lotions)、杀真菌剂(fungicides)、防腐剂(preservatives)、芦荟提取物(aloe-vera extract)、维他命E或类似添加剂。化学添加剂不必均匀添加，但可以在不同位置和从纸巾的一侧到另一侧变化。淀积在纸幅部分表面上的疏水材料(hydrophobic material)可用来增强纸幅的性能。
流浆箱(headbox)可以分层，从而可以在纸幅成形过程中由单个流装箱喷射产生多层结构。在具体的实施例中，纸幅由分层或成层的流浆箱制成，以便在纸幅的一侧优先淀积短纤维来改善柔软性，然后在纸幅的另一侧或对于三层或更多层纸幅来说在内层淀积较长的纤维。纸幅最好在有孔的成形织物带的循环环路上成形，在该环路上允许流体排出和纸幅部分脱水。
从下面的描述中可清楚看到本发明的许多特点和优点。在下面的描述中，参照


本发明的优选实施例。这些实施例并不代表本发明的全部范围。因此，这里的权利要求书被认为表达了本发明的全部保护范围。

图1代表性地表示根据本发明的用于制造高松密度和高吸收能力的纤维素纸幅的方法的工艺流程示意图。
图2代表性地表示根据本发明的另一种方法的工艺流程示意图。
图3代表性地表示用于图1-2中的方法中的气压装置的放大端视图，气压装置的气体增压室密封装置相对于温织物和真空箱位于升高位置。
图4代表性地表示图3的气压装置的侧视图。
图5代表性地表示通常沿着图3中6-6线的剖开的放大的剖面图，但是图中的密封装置顶着织物带加载。
图6代表性地表示通常沿着图3中的7-7线的剖开的与图5类似的放大剖面图。
图7代表性地表示布置成抵靠织物带的气体增压室密封装置的几个部件的透视图，出于说明目的，部分剖开并用截面表示。
图8代表性地表示用于图3的气压装置的另一种密封结构的放大剖面图。
图9代表性地表示图3的气压装置的密封部分的放大示意图。
图10代表性地表示根据本发明的用于制造高松密度和高吸收能力的纤维素纸幅的方法的工艺流程示意图。
图11代表性地表示根据本发明的另一种方法的工艺流程示意图。
图12代表性地表示根据本发明的另一种替换实施方法的工艺流程示意图。
具体实施例方式
现在参考附围来详细地描述本发明，其中在不同附图中对相同的元件采用相同的参考标号表示。为简单起见，示意性表示了用来限定几种织物带运行路线的不同张紧棍，但未予编号。对于原料制备、流浆箱、成形织物带、纸幅传送、起绉和干燥可使用不同的传统造纸设备和操作。尽管如此，为了提供可供本发明的各实施例使用的背景介绍，图中表示了具体的传统部件。
在图1所示的装置上可实施本发明的方法，该装置是由典型的湿压造纸巾机器改造得到的。形成造纸纤维浆液的初级湿纸幅(embryonic wet web)10从流浆箱(headbox)12淀积到第一织物带14的循环环路上。注意，作为替换实施形式，也可能使用比如双网成形机这样的成形装置，并且不改变这种改造的功能。浆液的稠度和流速决定了干纸幅的基重(basic weight)，该基重较好的是在约5和约80克/平方米(gsm)之间，更好是在约8和约40gsm之间。
初级湿纸幅10在第一织物带14上承载的同时，通过通常与第一织物带14和成形辊52相关的自然排水，使该初级湿纸幅10部分脱水。通过比如真空箱46之类的任何脱水装置或设备可以进行附加脱水。一旦完成部分脱水步骤，通过使用或者不使用真空滑轨(vacuum shoe)50而将湿纸幅10传送到或者保持在第二织物带24上。织物带14和24中至少其中之一可以是成形织物带，最好是第一织物带14。另外，织物带14和24中至少其中之一可以是模制织物带，最好是第二织物带24。
本发明为了实现高速运转，在加热的烘缸30之前的传统纸巾脱水方法可能不能充分去除水分，这样就需要附加脱水装置。作为可以选择的方案，使用真空箱47可以对湿纸幅进行进一步地脱水。在图示实施例中，气压装置16用来使纸幅10非挤压性脱水。所示气压装置16包括布置在湿纸幅10之上的加压空气气体增压室18装置；表示为真空箱形式的水和流体收集装置20，该收集装置布置在支撑织物带14下面，并与加压空气的气体增压室18和第二织物带24可操作地联系。(在另外的替换实施例中，可以将流体收集装置20设置得与第二织物带24邻接，与加压空气的气体增压室18和支撑织物带22保持可操作地联系)。当穿过气压装置16时，湿纸幅10被夹在第二织物带24和支承织物带22之间，以便密封地抵靠湿纸幅10，而不会损坏湿纸幅10。
气压装置16提供水分脱离的基本比率，能够使纸幅在附着到如扬基干燥器之类的烘缸30上之前得到高过30％的干燥程度，最好不需要基本挤压脱水。在后文中会更详细地描述气压装置16的几个实施例。其它合适的实施例公开在美国专利申请号为08/647,508的文献中，该专利文件是M.A.Hermans等人在1996年5月14日申请，名称为“制造软纸中的方法和设备”，该专利文献在此作为参考结合进来。
在气压装置16之后，在转送站处的真空传送滑轨26的帮助下或者没有其帮助下，湿纸幅10进一步夹在第二织物带24和支撑织物带22之间运行，直到湿纸幅10被传送返回到达最好是带纹理织物带的第二织物带24。
第二织物带24可包括三维的穿透干燥织物带，例如，该穿透干燥织物带在1995年7月4日公布的K.F.Chiu等人的美国专利5,429,686中公开，该专利在此作为参考结合，或者第二织物带24可以包括其它纺织的、带纹理的织物或无纺织物带。第二织物带24可用织物带防粘剂例如硅或碳氢化合物的混合物来处理，以便随后使湿纸幅10与第二织物带24分离。织物带防粘剂可以在抓取纸幅之前喷洒在第二织物带24上。一旦布置在第二织物带24上，尽管在抓取期间在传送滑轨26处至少由于真空力进行模制，可以充分地模制湿纸幅10，但湿纸幅10还可以通过利用真空压力或光压力(未示出)靠在第二织物带24上被进一步模制。
然后，在第二织物带24上的湿纸幅10通过压辊32压靠在加热的烘缸30上。加热的烘缸30配备有蒸汽罩或扬基干燥器罩34。该罩34通常利用处于约300°F或更高，特别是约400°F或更高，更特别是约500°F或更高，且最特别是约700°F或更高的温度下的加热空气的射流，射流方向从喷嘴或其它过流设备直接指向湿纸幅10，这样，在机罩34中，气体射流具有下述水平之一的最大速度或部分平均速度约10米/秒(m/s)或更大，约50m/s或更大，约100m/s或更大，约250m/s或更大。
附着到加热烘缸30上时湿纸幅合适地具有约30％或更大的纤维稠度，特别为约35％或更大，例如在约35％和约50％之间，且更好是约38％或更大的纤维稠度。在从加热烘缸30上移走时，湿纸幅10的干燥度增加到约60％或更大，特别是约70％或更大，更特别是约80％或更大，更加特别的是90％或更大，最特别的是在约90％和约98％之间。在加热烘缸30上可部分干燥湿纸幅，并且在约40％至约80％稠度下湿起绉，然后干燥(后干燥)到约95％或更大的稠度。可以使用非传统的罩和撞击系统作为扬基干燥器罩34的替代物或附加物，以增强湿纸幅的干燥度。附加的加热烘缸30或其它干燥设备，特别是非挤压性干燥机，可在第一加热烘缸30之后使用。合适的后干燥设备包括一个或多个加热烘缸30，如扬基干燥器和空罐干燥机、穿透干燥机或任何其它商用的有效干燥设备。作为替换实施形式，如果第二织物带24是模制织物，那么可以是模制的湿纸幅10可以在加热烘缸30上完全干燥和干燥起绉。在加热烘缸30上的干燥度取决于这些因素，如湿纸幅10的速度、加热烘缸30的尺寸、湿纸幅10的潮湿量等。
所产生的干燥织物36例如通过起绉刮刀28从加热烘缸上拉出或传出，然后它缠绕到辊子38上。图示的界面控制混合物40，在湿纸幅10与加热烘缸表面接触之前，以喷雾形式从喷洒管42喷射到旋转的加热烘缸30的表面上。作为直接喷洒在旋转的加热烘缸30表面上的替代方式，界面控制混合物40可通过照相凹版印刷(gravure print)直接施加到湿纸幅10或者加热烘缸表面30上，或者可以结合到造纸机的湿端中的含水纤维浆悬浮液中。当位于加热烘缸30表面时，湿纸幅10还可用化学方法处理，例如通过在干燥纸幅10上印刷或直接喷洒溶液，包括添加溶剂以促使从加热烘缸30表面的分离。
界面控制混合物40可包括传统的起绉粘附剂和/或用于湿压和起绉操作的干燥机防粘剂。还可使用下面这种类型的界面控制混合物从加热烘缸30表面移走湿纸幅10，而不起绉，该类混合物在F.G.Druecke等人与本申请同一天申请的、申请号未知且名称为“生产低密度弹性纸幅的方法(Method ofproducing low density resilient webs)”的美国专利申请中公开，在此提供作为参考。
图2表示了另一个替换实施例，除了下面的这些不同之外，其与图1相似。支撑织物带22的运行辊子55定位成能够改变第二织物带24、支撑织物带22和湿纸幅10的方向，以便在湿纸幅10被传送到扬基干燥器或者其他加热烘缸30之前，其很少可能和吸压辊32分离。辊子55减小了未支撑纸张包角α，从而将在湿纸幅10被传送到加热烘缸30之前其与第二织物带24的分离的机会降低到最小。形成为造纸纤维浆的初级湿纸幅10从流浆箱12淀积到第一织物带14的循环环路上。织物带14和24中至少其中之一可以是成形织物带，最好是第一织物带14。另外，织物带14和24中至少其中之一可以是模制织物带，最好是第二织物带24。
初级湿纸幅10在第一织物带14上承载的同时，通过通常与第一织物带14和成形辊52相关的自然排水使其部分脱水。在第一织物带14上承载的同时，通过可选择的真空箱46或其他合适的脱水设备可以进行进一步对湿纸幅10脱水。一旦完成部分脱水步骤，通过使用或者不使用真空滑轨50而将湿纸幅10传送到第二织物带24上。将湿纸幅10夹在第二织物带24和支撑织物带22之间，并且可选择地，当其夹在第二织物带24和支撑织物带22之间时，由真空箱47或者其他合适脱水造纸来到进一步进行脱水。
当湿纸幅10夹在第二织物带24和支撑织物带22之间时，气压装置16用来使纸幅10非挤压性脱水。所示气压装置16包括布置成可操作地与真空箱20相联系的加压空气气体增压室18的装置。当其通过气压装置16时，湿纸幅10夹在第二织物带24和支撑织物带22之间，而支撑织物带22位于湿纸幅10和真空箱20之间。(在另外的替换实施例中，第二织物带24可以布置在湿纸幅10和真空箱20之间)。
然后，在真空滑轨26的帮助下或者没有其帮助的情况下，湿纸幅10被进一步传送返回到第二织物带24。之后，在第二织物带24上的湿纸幅10借助压辊32最好以使压辊32上的未支撑纸张包角α角度最小的方式压靠在烘缸30上。未支撑纸张包角α的角度范围可以从0到大约90度，从0到大约45度，以及从0到大约10度。另外，较小的未支撑纸张包角α减小了需要的真空区的尺寸，由此降低了在压辊内产生真空所需的能量。当湿纸幅10被传送到烘缸30上时，将未支撑纸张包角α限定为压辊32被湿纸幅10缠绕的圆周部分(用度数表示)，这部分从湿纸幅10在压辊32上的第一接触点到湿纸幅10在压辊32上的最后接触点。
加热烘缸30配备有蒸汽罩或扬基干燥器罩34。结果得到的干燥纸幅36从烘缸30处被拉出或者传出，并且不起绉地移走，之后卷绕到辊子38上。从加热烘缸30的表面拉出的干燥纸幅36的角度合适地为0度到大约100度，并且在分离点沿着加热烘缸30表面的切线进行测量，尽管其可以根据不同的运转速度而有所不同。
界面控制混合物40以喷雾形式从喷洒管42喷到旋转的加热烘缸30的表面上。例如，界面控制混合物40可以包括聚乙烯醇，山梨糖醇(sorbitol)和赫格利斯(Hercules)M1336聚二醇的混合物，该混合物加入具有以重量百分比计少于5％固体、在50和75毫克/平方米之间的剂量的含水溶液中。粘附化合物和防粘剂的用量必须被平衡以粘附湿纸幅10，从而其不会上升进入罩中而允许将干燥的纸幅36从烘缸30上拉出而不起绉。
图3-6表示用来使湿纸幅10脱水的气压装置200。气压装置200通常包括一个上部气体增压室202，其与具有真空箱形式的下部收集装置204结合在一起。当湿纸幅10夹在上支承织物带206和下支承织物带208之间运行时，该湿纸幅10在气体增压室202和真空箱204之间沿纵向(macbine direction)205移动。气体增压室202和真空箱204可操作地彼此联接，这样供给气体增压室202的加压流体穿过湿纸幅10前进，并且经真空箱204去除或排出。
每个连续的织物带206和208在一系列辊子(未表示)上前进，以便以本领域中公知的方式引导、驱动和拉紧织物带206和208。织物带的拉伸设定到预定值，合适的从约10至约60磅/线性英寸(pli)，特别是从约30至约50pli，且最好是从约35至约45p11。可用于经气压装置200传送湿纸幅10的织物带包括几乎任何流体可渗透的织物带，例如Albany International94M，APPleton Mills2164B或类似物。
图3表示横跨湿纸幅10的宽度的气压装置200的端视图，而图4表示沿纵向205的气压装置的倒视图。在这两幅图3和图4中，气体增压室202的几个部件相对于湿纸幅10和真空箱204表示在上升或回缩的位置。在回缩位置，加压流体不可能有效密封。为了本发明的目的，气压装置200的“回缩位置”意味着气体增压室202的部件不碰撞湿纸幅10和支承织物带206和208。
图示的气体增压室202和真空箱204安装在合适的框架结构210中。所示框架结构210包括由多个垂直朝向的支承条212分开的上、下支承板211。气体增压室202限定了一个适合接纳加压流体的增压腔214(图6)，该加压流体穿过与加压流体源(未表示)可操作地连接的一个或多个合适的空气管215供给。相应地，真空箱204限定了多个真空腔(下面结合图6描述)，该真空腔最好分别通过合适的流体导管217和218(图4，5和6)与低和高真空源(未图示)可操作地连接。然后，从湿纸幅10中去除的水分从气流中分离。用来安装气压装置200的部件的各种紧固件在图4，5和6中表示出，但未标号。
图5和6表示气压装置200的放大剖面图。在这些图5和6中，所示气压装置200是在工作位置，其中气体增压室202的部件降低到保持与湿纸幅10和支承织物带206和208撞击的关系。已经发现撞击的程度导致加压流体以最小接触力合适密封，并因此减小后文将更详细的描述的织物带磨损(reduced)。
气体增压室202包括静止部件220和密封装置260，该静止部件固定安装到框架结构210上，该密封装置相对于框架结构210和湿纸幅10可移动地安装。作为替换实施形式，整个气体增压室202能够相对于框架结构210可移动地安装。
特别参考图6，气体增压室202的静止部件220包括一对上支承装置222，这两个上支承装置彼此分隔开并布置在上支承板211之下。上支承装置222限定了面对的表面224，它们彼此相向，并且在其间部分限定了增压腔214。上支承装置222还限定了朝向真空箱204的底面226。在所述实施例中，每个底面226限定了一个细长凹陷部分228，上气动加载管230固定安装在其中。上气动加载管230合适地位于横向(cross-machine direction)的中心，并且最好在湿纸幅10的整个宽度上延伸。
气体增压室202的静止部件220还包括一对下支承装置240，这对下支承装置240彼此分隔开并且与上支承装置222垂直隔开。下支承装置240限定了顶面242和面对的表面244。顶面242直接朝向上支承装置222的底面226，并且如图所示，限定了细长凹陷部分246，下气动加载管248固定安装在其中。下气动加载管248合适地位于横向(cross-machine direction)的中心，并且合适地延伸超出湿纸幅的宽度的约50％至100％。在图示实施例中，横向支承板250与下支承装置240的面对的表面244固定地连接，并且用来使密封装置260的垂直移动更稳定。
另外参见图7，密封装置260包括一对称为CD密封件262(图5-7)的横向密封件，该横向密封件被相互分隔开；多个与CD密封件262连接的托架263(图7)；和一对纵向密封件，该纵向密封件被称为MD密封件264(囹5和7)。CD密封件262相对于静止部件220可垂直移动。可选择但理想的托架263固定连接在CD密封件262上，以提供结构支承，这样，可以与CD密封件262一起垂直移动。沿着纵向205，MD密封件264布置在上支承装置222之间和CD密封件262之间。如下文详细描述的那样，MD密封件264的一些部分相对于静止部件220可垂直移动。沿着横向，MD密封件264布置在湿纸幅10的边缘附近。在一个特定的实施例中，为了适应湿纸幅宽度的可能变化范围，MD密封件264在横向上可移动。
图示的CD密封件262包括直立主壁部分266；从壁部分的顶部270向外伸出的横向凸缘268，和安装在壁部分266的相对底部274上的密封片272(图6)。这样，向外伸出的凸缘268形成基本上垂直于密封装置260的移动方向的相对的上和下控制表面276和278。壁部分266和凸缘268可包括如图所示的分离的部件或一个单独部件。
如上所述，密封装置260的部件可在图3和4中所示的回缩位置与图5和6中所示的工作位置之间垂直移动。特别是，CD密封件262的壁部分266布置在位置控制板250内，并可相对于其滑动。垂直移动量由横向凸缘268在上支承装置222的底面226和下支承装置240的顶面242之间移动的能力来确定。
横向凸缘268的垂直位置以及CD密封件262的垂直位置通过开启气动加载管230和248来控制。加载管230和248可操作地与气动源和气压装置的控制系统(未表示)连接。启动上加载管230可产生作用于CD密封件262的上控制表面276上的向下的力，从而导致凸缘268向下运动直到与下支承装置240的顶面242接触为止，或者在下加载管248或织物带张力产生的向上力作用下停止运动。通过启动下加载管248和使上加载管230无效，可以实现CD密封件262的回缩。在这种情况下，下加载管248向上施压到下控制表面278上，使凸缘268向着上支承装置222的底面移动。当然，上和下加载管230和248可在不同压力下操作，以使CD密封件262移动。用来控制CD密封件262垂直运动的另外装置可包括气缸、液压缸、螺栓、千斤顶(jacks)、机械连接件、或其它合适装置等其它形式和连接。Kent，Ohio的Seal Master公司可提供合适的加载管230和248。
如图6所示，一对桥跨板279跨过上支承装置222和CD密封件262之间的间隙，以防止加压流体逃逸。这样，桥跨板279限定了增压腔214的一部分。桥跨板279可固定安装在上支承装置222的面对表面224上，并可相对于CD密封件的内表面滑动，反之亦然。桥跨板279可由流体可渗透的半刚性的低摩擦材料例如莱克桑(LEXAN)、金属板或类似物制成。
密封片272与气压装置200的其它特征结合在一起的功能是使加压流体沿着纵向在气体增压室202和湿纸幅10之间逃逸减小到最小。另外，密封片272最好以降低织物带磨损量的方式成形。在具体的实施例中，密封片272由弹性塑料化合物、陶瓷、涂层金属基片或类似物制成。
特别参见图5和7，MD密封件264相互隔开，并适合防止加压流体沿着气压装置200的侧边流失。图5和7分别表示一个MD密封件264，MD密封件264沿横向布置在靠近湿纸幅10的边缘。如图所示，每个MD密封件264包括横向支承件280；端定纸框带282，该端定纸框带可操作地与横向支承件280连接；驱动器284，该驱动器用来使端定纸框带282相对于横向支承件280移动。横向支承件280通常靠近湿纸幅10的侧边布置，并且通常位于CD密封件262之间。如图所示，每个横向支承件280限定了一个指向下的通道281(图7)，其中安装有端定纸框带282。另外，每个横向支承件280限定了环形孔283，环形孔内安装有驱动器284。
由于气缸驱动器284的作用，端定纸框带282可相对于横向支承件280移动。联结件285(图5)将端定纸框带282与气缸驱动器284的输出轴联结。联结件285可包括一个或多个反T形杆，因此端定纸框带282可在通道281内滑动，例如为了更换。
如图7所示，横向支承件280和端定纸框带282限定了狭槽，以容纳流体不可渗透密封条286，例如0形圈材料或类似物。密封条286有助于密封气压装置200的增压腔214防止泄露。密封条286位于其中的狭槽在横向支承件280和端定纸框带282之间的交界面处最好扩宽，以便适应这些部件之间的相对移动。
桥跨板287(图5)布置在MD密封件264和上支承板211之间，并固定安装在上支承板211上。增压腔214(图6)的横向部分由桥跨板287限定。例如流体不可渗透的衬垫材料形成的密封装置最好布置在桥跨板287和MD密封件264之间，以允许它们之间的相对移动，并可防止加压流体的流失。
与CD密封件262的垂直位置无关，驱动器284合适地提供端定纸框带282抵靠上支承织物带206的受控的加载和卸载。载荷可精确地控制，以符合必要的密封力。当不需要消除全部的端定纸框带和织物带磨损时，端定纸框带282可缩回。合适的驱动器可由Bimba公司提供。或者，可使用弹簧(末表示)使端定纸框带282保持抵靠上支撑织物带206，尽管可能牺牲控制端定纸框带282位置的能力。
参见图5，每个端定纸框带282具有靠近联结件285布置的顶面或边290；相对的底面或边292，该底面或边292在使用时布置成与织物带206接触；和侧表面或边294，该侧表面或边294紧邻CD密封件262。底面292的形状合适地适合与真空箱204的弯曲配合。在CD密封件262碰撞织物带206和208的位置，底面292的形状最好符合织物带碰撞的曲率。这样，底面292具有中心部分296，其在纵向(machine direction)上由分隔开的端部298横向地包围。中心部分296的形状通常与真空箱的形状一致，同时，端部298的形状通常适应由CD密封件262引起的织物带206和208的偏移。为防止突出的端部298磨损，在CD密封件262回缩之前，端定纸框带282最好缩回。端定纸框带282最好由气体不可渗透的材料制成，该材料可使织物带的磨损降至最小。适合端定纸框带282的具体材料包括聚乙烯、尼龙或类似物。
MD密封件264最好可在横向移动，这样最好可滑动的布置成抵靠CD密封件262。在图示的实施例中，在横向上的MD密封件264的移动由丝杠或螺栓305控制，丝杠或螺栓305由托架306固定到位(图7)。丝杠305穿过横向支承件280内的一个螺纹孔，丝杠的转动使MD密封件264沿轴移动。还可使用在横向上用来使MD密封件移动的另外的装置，例如气动装置或类似物。在一个替换的实施例中，MD密封件264固定安装在CD密封件262上，因此，整个密封装置260一起上升和下降(未表示)。在另一个替换实施例中，横向支承件280固定安装在CD密封件262上，端定纸框带282适合不依靠CD密封件262(未表示)来移动。
真空箱204包括一个真空箱盖子300，该盖子300具有顶面302，下支承织物带208在该顶面上移动。真空箱盖子300和密封装置260最好略微弯曲，以便于纸幅控制。图示的真空箱盖子300这样形成沿纵向205从前边缘至后边缘设有第一外密封滑轨311、第一密封真空区312、第一内密封滑轨313、包围三个内部滑轨315、317和319的一系列共四个高真空区域314、316、318和320，第二内密封滑轨321、第二密封真空区322、和第二外密封滑轨323(图6)。这些密封滑轨315、317和319以及真空区314、316、318和320中的每一个最好在横向上跨越纸幅的全宽伸展。每个滑轨315、317和319包括最好由陶瓷材料制成的顶面，以便抵靠下支承织物带208安置，而不会导致显著的织物带磨损。合适的真空箱盖子和滑轨可由塑料、尼龙、涂层钢或类似物制成，并可由JWI公司或IBS公司获得。
四个高真空区域314、316、318和320是盖子300内的通道，它们可操作地与一个或多个真空源(未表示)连接，从而抽至相对较高的真空程度。例如，高的真空区314、316、318和320可在0至约25英寸汞柱的真空下工作，特别是约10至约25英寸汞柱的真空下工作。作为图示通道的一替换实施形式，盖子300可限定若干孔或其它形状的开口(未表示)，它们与真空源连接，以产生穿过纸幅的加压流体流。在一个实施例中，高的真空区314、316、318和320包括一些狭缝，经测量，每个狭缝在纵向上的尺寸为0.375英寸，并且该狭缝横跨湿纸幅的全宽延伸。在纸幅上的任何给定点暴露在加压流体流内的滞留时间，在图示的实施例中是在狭缝314、316、318和320上的时间，合适的约为10毫秒或更少，特别是约7.5毫秒或更少，更特别的是5毫秒或更少，例如约3毫秒或更少，甚至约为1毫秒或更少。高压真空狭缝314、316、318和320的数量和宽度以及机器的速度决定滞留时间。选择的滞留时间取决于湿纸幅内包含的纤维类型和需要的脱水量。
可采用第一和第二密封真空区312和322以尽量减少加压流体从气压装置200流出的损失。密封真空区312和322是盖子300内的通道，它可与一个或多个真空源(未表示)可操作地连接，与四个高真空区314、316、318和320相比较，该真空源理想的抽至相对较低的真空度。特别是，密封真空区的理想真空度是0至约100英寸水柱真空。
气压装置200的结构最好是将CD密封件262布置在密封真空区312和322内。具体说，在气压装置200的前侧的CD密封件262的密封片272沿着纵向布置在第一外密封滑轨311和第一内密封滑轨313之间，特别是它们之间的中央。CD密封件262的后密封片272沿着纵向类似的布置在第二内密封滑轨321和第二外密封滑轨323之间，特别是它们之间的中央。结果，密封装置260可下降，从而CD密封件262向着真空箱204偏离了湿纸幅10和织物带206和208的正常的运行轨迹，为了说明，在图6中以稍微放大的比例表示。
密封真空区312和322的作用在于尽量减少来自气压装置200的加压流体横跨湿纸幅10的宽度的流失。在密封真空区312和322内的真空从气体增压室202抽吸加压流体并从气压装置200外部抽吸外界气体。结果，气流从气压装置200的外部引入密封真空区312和322，而不是加压流体在相反方向上泄露。由于高真空区314、316、318和320以及密封真空区312和322之间的真空相对差，来自气体增压室202的绝大部分加压流体流入高真空区314、316、318和320，而不是密封真空区312和322。
在图8部分表示的另一替换实施例中，密封真空区312和322中的任一个或两个没有抽成真空。相反，在密封区312和322(只表示了322)内布置可变形的密封定纸框带330，以防止加压流体在纵向上的泄露。在这种情况下，气压装置200在纵向由碰撞织物带206和208和湿纸幅10的密封片272、和布置成紧邻或接触可变形密封定纸框带330的织物带206和208及湿纸幅10来密封。CD密封件262碰撞织物带206和208和湿纸幅10并且CD密封件262通过可变形密封定纸框带330位于织物带206和208和湿纸幅10相对一侧上的这种结构，已经发现能够形成特别有效的气体增压室密封。
可变形的密封定纸框带330最好延伸跨过湿纸幅10的全宽。以密封气压装置200的前端或后端或二者均密封。当可变形密封定纸框带330跨过纸幅全宽延伸时，密封真空区312和322可与真空源脱离连接。在气压装置200的后端采用一个全宽可变形密封定纸框带330的情况中，在气压装置200的下游可采用真空装置或吹风箱，以便当织物带206和208分离时，使纸幅10保持在其中一个织物带206或208上。
可变形的密封定纸框带330最好包括这样两种材料一种材料是相对于织物带208优先磨损的材料，这意味着当使用织物带208和该材料时，该材料磨损而织物带不会发生明显的磨损，另一种材料是弹性的，随着其碰撞织物带208可偏离。在任一种情况下，可变形的密封定纸框带330最好是气体不可渗透的，并且最好包括具有高的无用体积的材料，例如封闭的网孔泡沫(cell foam)或类似物。在一个特定的实施例中，可变形密封定纸框带包括测得厚度为0.25英寸的封闭的网孔泡沫。最佳的是，可变形密封定纸框带330本身磨损以配合织物带206和208的路径。可变形密封定纸框带330最好附带有垫板332，用于结构支承，例如铝杆。
在没有使用全宽密封定纸框带的实施例中，纸幅横向需要一些种类的密封装置。上述可变形密封定纸框带330或本领域中公知的其它合适的装置可用于阻碍加压流体穿过织物带206和208横向地流到湿纸幅10的外面。
为了产生横穿纸幅的有效密封，已经发现CD密封件262碰撞上支承织物带206均匀横穿湿纸幅10宽度内程度是一个重要的因素。还发现必需的碰撞程度是上和下支承织物带206和208的最大张力、纸幅两面的压差以及这种情况下在增压腔214和密封真空区312和322之间的压差、CD密封件262和真空箱盖子300之间的间隙的函数。
另外参见图9所示的气压装置200的后密封部分的示意图，CD密封件262碰撞进入上支承织物带206内的的最小理想碰撞量，即h(min)，被发现由下列等式表示h(min)=TW(cosh(WdT)-1);]]>其中，T是以磅/英寸为单位的测出的织物带的张力；W是以psi为单位测出的纸幅两面的压差；和D是以英寸单位测出的纵向上的间隙。
图9表示后CD密封件262使上支承织物带206的偏移量，用箭头“h”表示。上和下支承织物带206和208的最大张力由箭头“T”表示，织物带张力由Huyck公司提供的标准张力计或其它合适的方法测量。沿着纵向205测出的CD密封件262的密封片272和第二内密封滑轨321之间的间隙由箭头“d”表示。用来确定碰撞程度的间隙“d”是在密封片272的较高压差一侧上的间隙，即朝向增压腔214上的间隙，这是因为在该侧上的压差在织物带206和208以及纸幅10的位置具有最大的影响。最好，密封片272和第二外滑轨323之间的间隙几乎与间隙“d”相同甚至更小。
调节CD密封件262的垂直位置至如上所述的最小碰撞度是CD密封效果的决定因素。在确定密封的效果时，施加在密封装置260上的加载力起着较小的作用，并且只需将其调节到需要的量，以保持必需的碰撞度。当然，织物带磨损量将对气压装置200的商业应用带来不利影响。为了达到有效的密封而织物带基本上不会磨损，碰撞度最好等于或略大于上述最小碰撞度。为了尽量减少横过其宽度的织物带磨损程度的变化，施加在织物带上的力最好在横向上保持恒定。这可通过CD密封件262受控制且均匀的加载、或者CD密封件262受控制的位置和CD密封件262的碰撞的均匀几何外形加以实现。
在使用中，控制系统使气体增压室202的密封装置260下降到工作住置。首先，CD密封件262下降，从而密封片272碰撞上支承织物带206到上述程度。特别是，在上和下加载管230和248内的压力被调节，从而使CD密封件262向下运动，直到通过横向凸缘268与下支承装置240接触从而停止运动为止，或者直到通过织物带张力平衡为止。第二，MD密封件264的端定纸框带282下降到与上支承织物带206接触或紧邻。结果，气体增压室202和真空箱204均抵靠湿纸幅密封，以防止加压流体流出。
然后，启动气压装置200，从而加压流体填满气体增压室202，且形成透过纸幅10的气流。在图6所示的实施例中，高真空和低真空作用在高真空区314、316、318和320和密封真空区312和322上，以便于气体流动，密封和去除水分。在图8的实施例中，加压流体从气体增压室202流到高真空区314、316、318和320，可变形密封定纸框带330在横向上密封气压装置200。结果产生的穿过湿纸幅10的压差和透过纸幅10的气流使纸幅10有效的脱水。
气压装置200的许多结构和工作特点有助于只允许很少的加压流体逃逸，并且和织物带的较小磨损结合起来。开始，气压装置200使用碰撞织物带206和208和湿纸幅10的CD密封件262。确定碰撞度以便使CD密封的效果最佳。在一实施例中，气压装置200利用密封真空区312和322，以产生横穿湿纸幅10宽度流入气压装置200内的外界空气。在另一实施例中，可变形密封件330布置在与CD密封件262相对的密封真空区312和322内。在任一种情况下，为了尽量减少在气体增压室202和真空箱204之间的配合表面精确对齐的需要，CD密封件262最好布置成至少部分位于真空箱盖子300的通道内。而且，密封装置260可抵靠静止部件，例如与框架结构210连接的下支承装置240，进行加载。
结果，气压装置200的加载力独立于气体增压室202内的加压流体压力。由于使用低织物带磨损材料和润滑系统，所以织物带磨损降至最低。合适的润滑系统可包括化学润滑剂，例如乳化油、分离剂或其它类似化学物，或水。典型的润滑剂的使用方法包括以均匀方式在横向上喷射稀释的润滑剂，水(hydraulically)或气体的雾化溶液，浓度更高的溶液的毛毯擦拭，或者在其它喷射系统应用中公知的方法。
观察表明在较高压力下增压室压力运行的能力取决于防止泄露的能力。通过相对于以前或预期的操作出现的过大气流、增加的工作噪音、湿气的散布、和在极端情况下包括孔和线的湿纸幅内的规则或不规则的缺陷等，可以检测泄露的存在。通过校准或调节气压装置的密封部件，能够维修以避免泄露。
在气压装置200中，在横向上的均匀的气流可理想的提供纸幅10的均匀脱水。横向上的流动均匀性可使用例如在压力和真空侧面上的渐缩管道这样的机构而改进，可利用计算的流体动力模型来设计其形状。因为纸幅基重和湿气含量不可能在横向上均匀，最好采用附加装置以便获得在横向上均匀的气流，例如在压力或真空侧设有缓冲器的独立控制区域，从而根据纸张性质使气流变化；一挡板，它用于在湿纸幅之前在气流内获得显著的压降；或其它导向装置。控制CD脱水均匀性的另外的替换方法还可包括外部装置，比如区域性的控制蒸汽喷射器，例如Dublin。0hio的Honeywell-Measurex Systems公司提供的Devronizer蒸汽喷射器或类似装置。
在图10所示的由典型的新月形成形器纸巾造纸机改造成的装置上，可以完成本发明的其他实施例的工艺过程。形成为造纸纤维浆的初级湿纸幅410从流浆箱412淀积到第一织物带414的循环环路和第二织物带424的循环环路之间。第二织物带424通常取代标准的新月形成形器纸巾造纸机中的毛毯。该浆的稠度和流速确定干纸幅的基重，理想地，其为大约5到大约80克/平方米(gsm)，更好地为大约8到大约40gsm。织物带414和424中至少其中之一可以是成形织物带，最好是第一织物带414。另外，织物带414和424中至少其中之一可以是模制织物带，最好是第二织物带424。
初级湿纸幅410在第一织物带414和第二织物带424之间传送的同时，由于在第一织物带414上的张力和其绕过成形辊452时产生的离心力的作用，使该初级湿纸幅410部分脱水。一旦完成部分脱水步骤，通过使用或者不使用真空滑轨450，而将湿纸幅410传送到或者保持在第二织物带424上。
本发明为了实现高速运转，在加热的烘缸430之前的传统纸巾脱水方法可能不能充分去除水分，这样就需要附加脱水装置。在图示实施例中，气压装置416用来使纸幅410非挤压性脱水。所示气压装置416包括布置在湿纸幅410之上的加压空气气体增压室418装置；表示为真空箱形式的流体收集装置420，该收集装置布置在支撑织物带422下面，并与加压空气的气体增压室418和第二织物带424可操作地联系。(在另外的替换实施例中，可以将流体收集装置20设置得与第二织物带424邻接，与加压空气的气体增压室418和支撑织物带422保持可操作地联系)。当穿过气压装置416时，湿纸幅410被夹在第二织物带424和支承织物带422之间，以便密封地抵靠湿纸幅410，而不会损坏湿纸幅410。
气压装置416提供水分脱离的基本比率，能够使纸幅在附着到如扬基干燥器之类的烘缸430上之前得到高于30％的干燥程度，最好不需要基本挤压脱水。在下文中会更详细地描述气压装置416的几个实施例。其它合适的实施例公开在美国专利申请号为08/647，4508的文献中，该专利文件是M.A.Hermans等人在1996年5月14日的申请，名称为“制造软纸中的方法和设备”，该专利文献在此作为参考结合进来。
在气压装置416之后，湿纸幅410进一步与第二织物带424和支撑织物带422一起运行，在转送站处的真空传送滑轨426的帮助下或者没有其帮助，直到传送返回到达最好是带纹理的织物带的第二织物带424。
第二织物带424可包括三维的穿透干燥织物带，例如，该穿透干燥织物带在1995年7月4日公布的K.F.Chiu等人的美国专利5,429,686中公开，该专利在此作为参考结合，或者第二织物带424可以包括其它纺织的、带纹理的织物或无纺织物带。第二织物带424可用织物带防粘剂例如硅或碳氢化合物的混合物来处理，以便随后使湿纸幅410与第二织物带424分离。织物带防粘剂可以在抓取纸幅之前喷洒在第二织物带424上。一旦喷洒在第二织物带424上，尽管在抓取期间在传送滑轨426处至少由于真空力进行模制，可以充分地模制湿纸幅410，但湿纸幅410还可以通过利用真空压力或光压力(未示出)靠在第二织物带424上被进一步模制。
然后，在第二织物带424上的湿纸幅410通过压辊432压靠在加热的烘缸430上。烘缸430配备有蒸汽罩或扬基干燥器罩434。该罩434通常利用处于约300°F或更高，特别是约400°F或更高，更特别是约500°F或更高，且最特别是约700°F或更高的温度下的加热空气的射流，射流方向从喷嘴或其它过流设备直接指向薄纸幅410，这样，在机罩434中，气体射流具有下述水平之一的最大速度或部分平均速度约10米/秒(m/s)或更大，约50m/s或更大，约100m/s或更大，约250m/s或更大。
附着到加热烘缸430上时湿纸幅合适地具有约30％或更大的纤维稠度，特别为约35％或更大，例如在约35％和约50％之间，且更好是约38％或更大的纤维稠度。在从加热烘缸430上去除时，湿纸幅410的干燥度增加到约60％或更大，特别是约70％或更大，更特别是约80％或更大，更加特别的是90％或更大，最特别的是在约90％和约98％之间。在加热烘缸430上可部分干燥湿纸幅410，并且在约40％至约80％稠度下湿起绉，然后干燥(后干燥)到约95％或更大的稠度。可以使用非传统的罩和撞击系统作为扬基干燥器罩434的替代物或附加物，以增强湿纸幅410的干燥度。附加的加热烘缸430或其它干燥设备，特别是非挤压性干燥机，可在第一加热烘缸430之后使用。合适的后干燥设备包括一个或多个加热烘缸430，如扬基干燥器和空罐干燥机、穿透干燥机或任何其它商用的有效干燥设备。作为替换实施形式，如果第二织物带424是模制织物带，那么可以是模制的湿纸幅410可以在加热烘缸430上完全干燥和干燥起绉。在加热烘缸430上的干燥度取决于这些因素，如湿纸幅410的速度、加热烘缸430的尺寸、湿纸幅410的潮湿量等。
所产生的干燥织物436例如通过起绉刮刀428从加热烘缸430上拉出或传出，然后它缠绕到辊子438上。图示的界面控制混合物440，在湿纸幅410与加热烘缸430表面接触之前，以喷雾形式从喷洒管442喷射到旋转的加热烘缸430的表面上。作为直接喷洒在旋转的加热烘缸430表面上的替代方式，界面控制混合物440可通过照相凹版印刷直接施加到湿纸幅410或者加热烘缸表面430上，或者可以结合到造纸机的湿端中的含水纤维浆悬浮液中。当位于加热烘缸430表面时，湿纸幅410还可用化学方法处理，例如通过在干燥纸幅410上印刷或直接喷洒溶液，包括添加溶剂以促使从加热烘缸430表面的分离。
界面控制混合物440可包括传统的起绉粘附剂和/或用于湿压和起绉操作的干燥机防粘剂。还可使用下面这种类型的界面控制混合物440从加热烘缸430表面移走干纸幅436，而不起绉，该类混合物在F.G.Druecke等人与本申请同一天申请的、申请号未知且名称为“生产低密度弹性纸幅的方法”的美国专利申请中公开，在此提供作为参考。
图11示出了另一个替换实施例，在此，形成为造纸纤维浆的初级湿纸幅510从流浆箱512淀积到第一织物带514的循环环路和第二织物带524的循环环路之间。第二织物带524通常取代标准的新月形成形器纸巾造纸机中的毛毯。织物带514和524中至少其中之一可以是成形织物带，最好是第一织物带514。另外，织物带514和524中至少其中之一可以是模制织物带，最好是第二织物带524。
初级湿纸幅510在第一织物带514和第二织物带524之间传送的同时，由于在第一织物带514上的张力和其绕过成形辊552时产生的离心力的作用，使该初级湿纸幅510部分脱水。一旦完成部分脱水步骤，当其在第一织物带514和第二织物带524之间时，可以可选择地由真空箱546或其他合适的装置来进一步脱水，通过使用或者不使用真空滑轨550，而将湿纸幅510传送到或者保持在第二织物带524上。
当湿纸幅510夹在第二织物带524和支撑织物带522之间时，气压装置516用来使纸幅510非挤压性脱水。所示气压装置516包括布置成可操作地与真空箱520相联系的加压空气气体增压室518的装置。当其通过气压装置516时，湿纸幅510夹在第二织物带524和支撑织物带522之间，而支撑织物带522位于湿纸幅510和真空箱520之间。(在另外的替换实施例中，第二织物带524可以布置在湿纸幅510和真空箱520之间)。
然后，在真空滑轨526的帮助下或者没有其帮助的情况下，湿纸幅510被进一步传送返回到第二织物带524。支撑织物带522的运行的辊子555定位成能够改变第二织物带524、支撑织物带522和湿纸幅510的方向，以便在湿纸幅410被传送到扬基干燥器或者其他加热烘缸530之前，其很小可能和吸压辊532分离。辊子555减小了未支撑纸张包角α，从而将湿纸幅510在被传送到加热烘缸530之前其与第二织物带524的分离的机会降低到最小。
之后，在第二织物带524上的湿纸幅5 10借助压辊532压靠到烘缸530上。在第二织物带524上的湿纸幅510借助压辊532最好以使压辊532上的未支撑纸张包角α角度最小的方式压靠在烘缸530上。未支撑纸张包角α的角度范围可以从0到大约90度，从0到大约45度，从0到大约10度。另外，较小的未支撑纸张包角α减小了需要的真空区的尺寸，由此降低了在压辊内产生真空所需的能量。当湿纸幅510被传送到烘缸530上时，将未支撑纸张包角α限定为压辊532被湿纸幅510缠绕的圆周部分(用度数表示)，这部分从湿纸幅510在压辊532上的第一接触点到湿纸幅510在压辊532上的最后接触点。
加热烘缸530配备有蒸汽罩或扬基干燥器罩534。结果得到的干燥纸幅536从烘缸530处被拉出或者传出，并且不起绉地移走，之后卷绕到辊子538上。在分离点沿着加热烘缸530表面的切线进行测量，从加热烘缸530的表面拉出的干燥纸幅536的角度合适地为大约80度到大约100度，尽管其可以根据不同的运转速度而有所不同。
界面控制混合物540以喷雾形式从喷洒管(spray boom)542喷到旋转的加热烘缸530的表面上。例如，界面控制混合物540可以包括聚乙烯醇、山梨糖醇和赫格利斯(Hercules)M1336聚二醇的混合物，该混合物加入具有以重量百分比计少于5％固体、在50和75毫克/平方米之间的剂量的含水溶液中。粘附化合物和防粘剂的用量必须被平衡以粘附湿纸幅510，从而其不会上升进入罩中，而允许将干燥的纸幅536从烘缸530上拉出而不起绉。
在图12中示出了另一替换实施例。除了第一织物带614延伸用作图11中示出的支撑织物522之外，该实施例和图11的实施例相似。由于改进此工艺所需的织物带数量的减少，所以其提供在资本费用和操作成本方面降低的可能。在图12示出的实施例中，形成为造纸纤维浆的初级湿纸幅610从流浆箱612淀积到第一织物带614的循环环路和第二织物带624的循环环路之间。第二织物带624通常取代标准的新月形成形器纸巾造纸机中的毛毯。织物带614和624中至少其中之一可以是成形织物带，最好是第一织物带614。另外，织物带614和624中至少其中之一可以是模制织物带，最好是第二织物带624。
初级湿纸幅610在第一织物带614和第二织物带624之间时，由于在第一织物带614上的张力和其绕过成形辊652时产生的离心力的作用，使该初级湿纸幅610部分脱水，并且由可选择的真空箱646或其他合适的装置来进一步脱水。当湿纸幅610夹在第一织物带614和第二织物带624之间时，气压装置616用来使纸幅610非挤压性脱水。所示气压装置616包括布置成可操作地与真空箱620相联系的加压空气气体增压室618的装置。当其通过气压装置616时，湿纸幅610夹在第二织物带624和支撑织物带622之间，而支撑织物带622位于湿纸幅610和真空箱620之间。(在另外的替换实施例中，第二织物带624可以布置在湿纸幅610和真空箱620之间)。
然后，在真空滑轨626的帮助下或者没有其帮助的情况下，湿纸幅610被进一步传送返回到第二织物带624。在第二织物带624上的湿纸幅610借助压辊632压靠到烘缸630上。加热烘缸630配备有蒸汽罩或扬基干燥器罩634。结果得到的干燥纸幅636从烘缸630被拉出或者传出，并且不起绉地移走，之后卷绕到辊子638上。在分离点沿着加热烘缸630表面的切线进行测量，从加热烘缸630的表面拉出的干燥纸幅636的角度合适地为大约80度到大约100度，尽管其可以根据不同的运转速度而有所不同。
界面控制混合物640以喷雾形式从喷洒管642喷到旋转的加热烘缸630的表面上。例如，界面控制混合物640可以包括聚乙烯醇、山梨糖醇和赫格利斯(Hercules)M1336聚二醇的混合物，该混合物加入具有以重量百分比计少于5％固体、在50和75毫克/平方米之间的剂量的含水溶液中。粘附化合物和防粘剂的用量必须被平衡以粘附湿纸幅610，从而其不会上升进入罩634中，但是允许将干燥的纸幅636从烘缸630上拉出而不起绉。
如上所述，在图3-6中说明了使湿纸幅410、510或者610脱水的气压装置200。可以用在图10、11和12中示出的设备上的密封装置与在上面的图7、8和9中说明的密封装置260一样。
实例下面的实例有助于更详细地理解本发明。特定的含量、比例、组分和参数都是例示性的，并非用以具体地限制本发明的范围。
实例1在一个具有22英寸宽的织物带的实验造纸巾机上制造12英寸宽的纸巾，该纸巾由纤维浆液制成，该纤维浆包括漂白的牛皮纸北方软木纤维(kraftnorthern softwood fibers)和漂白的牛皮纸桉树类纤维(kraft eucalyptusfibers)的未精制的50∶50的纤维混合物。利用分层的、三层流浆箱，通过从每一层淀积该浆液，以形成具有19gsm标称基重的混合纸张，从而使纸巾成形。流浆箱将浆液喷射到具有吸辊成形器的双网成形部分内的两个林赛网(Lindsay Wire)2164B成形织物带之间。为了控制强度，在成形过程之前，在原料内以1000毫升/分钟的速度添加含6％固体的Parez 631NC。
当在两个成形织物带之间以1000英尺/分钟(fpm)的速度淀积时，初级湿纸幅在四个真空箱上传送，这四个真空箱分别在接近11、14、13和19英寸汞柱真空的真空压力下工作。而且包含在两个成形织物带之间的初级湿纸幅经过气压装置，该气压装置包括可操作地互相联系并相互整体密封的一个气体增压室和一个收集箱。气体增压室在约150华氏温度下将空气加压到15磅/平方英寸，而收集箱在约11英寸汞柱真空下工作。湿纸幅暴露到约41.5英寸汞柱的最终压差下，并且在经过四个狭缝上的滞留时间为7.5毫秒、每个狭缝长度是3/8″的条件下，暴露在68 SCFM/平方英寸的气流下。恰好在气压装置之前湿纸幅的稠度约为30％，而在离开气压装置时的稠度约为39％。
然后利用真空拾取滑轨传送脱过水的湿纸幅，该真空拾取滑轨在约10英寸汞柱真空下在一种林赛网(Lindsay Wire)T-216-3 TAD织物的三维织物带上工作。恰好在从成形织物带传送之前，将水中的一种硅乳胶喷洒到该T-216-3织物带的纸张一侧上，以便最终传送到扬基干燥器上。有机硅树脂在含1.0％固体的条件下以400毫升/分钟的流速施加。然后，该TAD织物带压靠住扬基干燥器的表面，利用具有以350pli的最大压榨压力工作的传统压辊进行压榨。该织物带通过传送辊在扬基干燥器的表面上缠绕约39英寸，该传送辊可以从扬基干燥器卸下或稍微移开。
使用粘附剂混合物将湿纸幅粘附到扬基干燥器上，该粘附剂混合物是由Air Products and Chemical公司制造的聚乙烯醇AIRVOL 523和山梨糖醇添加到水中制成，在约0.4加仑/允钟(gpm)的流速和约40psig的操作条件下，通过由Spraying Systems公司制造的四个#6501喷嘴向水中添加。喷雾具有以重量百分比计约0.5％的固体浓度。干纸幅从扬基干燥器取下时起绉，具有约92％稠度的最终干燥度，并且缠绕在一个芯子上。然后使用标准技术将产品转换成2层浴室纸巾。实例1的结果在下面表1中表示。
表1


实例2在一个具有22英寸宽的织物带的实验造纸巾机上制造12英寸宽的纸巾，该纸中由纤维浆液制成，该纤维浆包括漂白的牛皮纸北方软木纤维和漂白的牛皮纸桉树类纤维的未精制的50∶50的纤维混合物。利用分层的、三层流浆箱，通过从每一层淀积该浆液，以形成具有19gsm标称基重的混合纸张。流浆箱将浆液喷射到具有吸辊成形器的双网成形部分内的的两个林赛网(Lindsay Wire)2164B成形织物带之间。为了控制强度，在成形过程之前，在原料内以1000毫升/分钟的速度添加含6％固体的Parez 631 NC。
当在两个成形织物带之间并以1000英尺/分钟(fpm)的速度淀积时，初级湿纸幅在四个真空箱上传送，这四个真空箱分别在接近11、14、13和19英寸汞柱真空的真空压力下工作。而且仍包含在两个成形织物带之间的初级湿纸幅经过气压装置，该气压装置包括可操作地互相联系并相互整体密封的一个气体增压室和一个收集箱。气体增压室在约150华氏温度下将空气加压到15磅/平方英寸，而收集箱在约11英寸汞柱真空下工作。湿纸幅暴露到约41.5英寸汞柱的最终压差下，并且在经过四个狭缝上的滞留时间为7.5毫秒、每个狭缝长度是3/8″(英寸)的条件下，暴露在68 SCFM/平方英寸的气流下。恰好在气压装置之前湿纸幅的稠度约为30％，而在离开气压装置时的稠度约为39％。
然后利用真空拾取滑轨传送脱过水的湿纸幅，该真空拾取滑轨在约10英寸汞柱真空下在一种林赛网(Lindsay Wire)T-216-3 TAD织物的三维织物带上工作，其传送速度比成形织物带慢20％。恰好在从成形织物带传送之前，将水中的一种硅乳胶喷洒到该T-216-3织物带的纸张一侧上，以便最终传送到扬基干燥器上。然后，该TAD织物带压靠住扬基干燥器的表面，利用具有以350pli的最大压榨压力工作的传统压辊进行压榨。该织物带通过传送辊在扬基干燥器的表面上缠绕约39英寸，该传送辊可以从扬基干燥器卸下或稍微移开。
湿纸幅以受控制的方式利用界面控制混合物粘附到扬基干燥器上，该界面控制混合物以活性固体百分比含量为单位包括约26％的聚乙烯醇，46％的山梨糖醇和28％的赫格利斯(Hercules)M1336聚二醇，这些成分以50和75mg/m2之间的剂量添加。混合物制备成以重量百分比计小于5％固体的水溶液。湿纸幅在扬基干燥器上干燥至大约90％的稠度，然后通过施加足够的缠绕张力从扬基干燥器上“剥落”纸张，以便正好在起绉刮刀之前移走干燥的纸张。然后纸张缠绕在芯子上而不用附加压榨。然后使用标准技术将产品转换成2层浴室纸巾。实例2的结果在上面的表1中表示。
实例3(对比例)
纸张由混合比例为50∶40∶10的漂白的牛皮纸北方软木、漂白的牛皮纸桉树和软木BCTMP纤维的混合物形成，它是在近似3500fpm的操作条件下利用长网成形机(Fourdrinier former)成形。结果产生的基重约为20gsm的湿纸幅从成形织物带传送到标准湿压毛毯(使用伏辊)。使用标准方法将湿纸幅运到15英尺的扬基干燥器上，并且传送到该扬基干燥器上。使用标准工艺使湿纸幅在扬基干燥器上干燥，并用起绉刮刀将纸张在约95％的稠度下从干燥机上移走。
为了进一步增加厚度，该纸幅经过开式牵引传送到第二扬基干燥器(该干燥机在无通常护罩的条件下运转)，并且使用一种乳胶粘附剂(Latexadhesive)将其粘附到扬基干燥器上。接着，干纸幅再起绉并缠绕在一个芯子上。然后使用标准技术将产品改制成2层浴室纸巾。本实例中所用的方法被称为单独再起皱法，该方法可参见英图专利文献GB 2179949B，GB2152961A，和GB 2179953B，它们在此作为参考结合进来。实例3的结果在上面的表1中表示。
实例4(对比例)湿纸幅由混合比例为65∶35的漂白的牛皮纸北方软木和漂白的牛皮纸桉树类纤维的混合物形成。使用双网成形机形成分层结构的湿纸幅，且桉树类纤维在湿纸幅外侧(空气侧)。利用传统的真空脱水技术，将湿纸幅脱水到接近27％的稠度，然后使用标准技术穿透干燥到近90％的稠度。然后将湿纸幅传送到扬基干燥器，使用PVA作为粘附剂粘附，并且干燥到97％的稠度。然后将湿纸幅卷到一个芯子上。然后使用标准技术将产品改制成两层浴室纸巾。实例4的结果在上面的表1中表示。
表1的数据清楚地表明，利用本发明可以得到纸张/卷性能的改善。在起绉形式中(实例1)，与为了增加控制的松密度而特别采用附加的再起绉步骤以进行控制(实例3)的厚度相比，本发明生产的浴室纸巾产品具有较大的纸张厚度，其厚度比为1667微米比1288微米。若没有该再起绉步骤，其厚度差异将会更大，因为再起绉步骤通常增加约30％以上的厚度。从卷的性能的观点来说，在保持相同的卷直径的同时，该附加的厚度允许去掉27张纸(计数从280到253)。事实上，尽管纸张数量减少，但是使用本发明生产的卷纸在相同的卷直径下更结实(104比134，较小的数代表较大的硬度)。从整体考虑，在形成优良的卷纸性能的同时，本发明允许卷的重量从158克减少到133克(16％)。
在考虑不起绉的实例(实例2)时，卷的性能的改善甚至更显著。这里，在保持卷的直径和硬度的同时，纸张张数减少到180张(与此对比，在控制情况下纸张张数为280)。在这种情况下，卷的重量减少了40％。
另外，本发明的产品可与实例4所述的起绉的穿透干燥产品相比较。显然，在卷纸松密度等方面该产品具有大致相等的性能。事实上，穿透干燥的实例显示出较低的硬度，这表明本发明的产品甚至比穿透干燥法的产品更好。
实例5湿纸幅由混合比例为50∶30∶20的南方漂白牛皮纸松木、漂白牛皮纸北方软木和漂白牛皮纸桉树的纤维混合物在以约50fpm运转的实验造纸巾机上成形。结果得到的基重为约41克/平方米的湿纸幅在成形织物带上运送，然后传送到T-216-3的模制织物带上。在传送点，初级织物穿过气压装置，该气压装置包括可操作地相互联系并相互(整体)密封的气体增压室和收集箱。在该点，湿纸幅从后成形的近似10％的稠度脱水到32-45％的稠度。然后将湿纸幅运送到一个扬基干燥器，在此将它传送到该扬基干燥器上，该扬基干燥器使用经标准喷嘴喷射的聚乙烯醇粘附湿纸幅，并且干燥到55％的稠度。然后，将湿纸幅传送到后干燥器(afterdriers)以便最终干燥并缠绕到一个芯子上。之后得到的干纸幅使用蝶形压花图案进行压纹，以获得最终的单层纸毛巾产品。实例5的结果在下面的表2中表示。
实例6利用以250fpm机器速度运转的改良型长筒成形机(Fourdrinier styleformer)，使混合比例为65∶35的漂白的牛皮纸南方软木和软木BCTMP纤维混合物形成湿纸幅。基重接近50克/平方米的最终的湿纸幅传送到标准湿压毛毯，并输送到扬基干燥器。在压辊辊隙处，使用标准湿压技术将湿纸幅传送到扬基干燥器。使用聚乙烯醇将湿纸幅粘附到干燥机，并且在近似55％稠度下起绉。然后干纸幅经过开式牵引输送到一系列空罐干燥机，在此湿纸幅干燥到近似95％的稠度并且缠绕在一个芯子上。然后使用标准技术将产品改制成一层纸毛巾。实例6的结果在下面的表2中表示。
表2清楚地显示出本发明固有的产品优点。尽管基重减少了19％，但利用本发明生产的纸毛巾与大规模湿起绉控制相比在厚度和吸收能力方面具有优越性。
表2


另外，本发明的产品具有较高的CD延伸率，这样在使用中其会给纸毛巾增加“韧性”。作为最终的产品，利用本发明生产的卷纸具有较大直径(5.3英寸比5.0)和更大的硬度(0.191比0.277)。与此同时，由于纸张大小和张数固定，卷纸的重量减少了19％。
实例7利用如实例1所述的成形设备和结构，使混合比例为50∶50的漂白牛皮纸北方软木和漂白牛皮纸桉树的纤维混合物形成湿纸幅。在这种情况下，机器速度是2500fpm。基重接近20磅/2880ft2的最终的湿纸幅，分别穿过四个分别是19.8、19.8、22.6和23.6英寸汞柱的真空箱。然后最终得到的湿纸幅经过也在实例1中描述的附加的整体密封脱水系统传送。设定气压装置以便在气体增压室内保持15psig压力，并且利用前和后气压样品来测量稠度。实例7的结果在下面的表3中表示。
实例8
这一次，除了气压装置重新构造成取消气压装置的气体增压室和相关的收集箱之间的整体密封之外，其重复实例7的试验。具体说，使密封载荷和因此产生的横向密封片的碰撞减少，直到增压室和收集箱之间的泄漏明显为止。在这一点上，气压装置气体增压室/收集箱的布置设定成标称的0.1英寸间隙，尽管不可能实际看到增压室和收集箱之间的空间，因为它被织物带和湿纸幅占据。流入气体增压室的气流增加到从压缩机可以获得的最大气流，并采得后面的脱水稠度样本。实例8的结果在下面的表3中表示。
表3

如表3所示，整体密封程度的任何降低导致气压装置的脱水能力的显著损失。特别是，当失去整体密封时，即使气体增压室和收集箱仍然与织物带明显接触，仍有接近25％以下的水脱去(0.61磅/磅比0.81)。在后脱水稠度中相关的2％的损失将转变成机器速度的接近10％的降低，由于干燥的限制该机器速度受到限制。在转变成本发明的结构的湿压机上希望进行这种限制。
前面的试验试图说明使用例如在Valmet Corporation的美国专利5,230,776中描述的公知的技术所可能得到的最大可能的结果。在实际应用中，由于在试验期间会产生的过大噪声和由非整体密封脱水设备产生的空气射流，设备不可能如上所述工作。尽管没有特别指出，在实际应用中，可考虑美国专利5,230,776中描述的设备在1英寸或更大的间隙条件下操作，在该条件下，脱水显著减少，并且将导致更大的空气消耗。实际上，这种无效会导致更多的附加能量耗费和速度降低，因此这种技术不适合商业设备。
实例9如实例1所述，以2000fpm速度运转时，使用混合比例为50∶50的漂白的牛皮纸北方软木和漂白牛皮纸桉树的纤维混合物，形成20gsm的湿纸幅。然后，使用分别接近18、18、17和21英寸真空能级的4个真空箱使湿纸幅真空脱水。采集真空箱稠度样本。结果在表4中表示。
实例10重复实例9的试验，但是添加蒸汽“吹箱”(Devronizer)，从而增加脱水能力。蒸汽箱与真空箱没有整体密封，并且希望它与美国专利5,230,776中公开的装置类似。流到Devronizer的蒸汽近似每小时(300磅)。而且采集稠度样本，以便确定由于附加蒸汽吹箱导致的增加。结果在表4中表示。
实例11重复实例8的试验，但将实例1的整体密封气压装置增加到该工艺中。气压装置在15psig增压压力和17英寸汞柱的真空能级下操作。而且，采集稠度样本，以便确定由于附加整体密封气压装置导致的增加。结果在表4中表示。
表4

表4的数据清楚地显示使用整体密封气压装置要比使用蒸汽吹箱带来更大的稠度增加。吹箱使稠度增加0.6％，而整体密封气压装置在蒸汽吹箱导致的稠度增加的基础上使稠度额外增加8.5％。由于湿纸幅经过四个真空箱已经脱水到24.2％的稠度(实例9)，因此，增加足够的真空和/或蒸汽吹箱以使稠度提高到可达到商业可行速度的水平，这是不切合实际的。但是，添加整体密封气压装置(实例11)，可使稠度提高到利用改进的湿压设计可达到的商业速度的水平。
前面的详细描述是出于解释的目的。这样，在不超出本发明的精神和范围的前提下，本发明可作许多改进和变化。例如，作为一个实旋例的一部分的可替代或可选择的特征可用来形成其它实施例。另外，两个命名的部件可代表同样结构的部分。而且，可使用不同的替代工艺和设备构造，例如，特别是原料制备、流浆箱、成形织物带、织物传送器、起绉和干燥。因此，本发明不应受所述具体实施例的限制，而只应受权利要求书及其等效范围的限制。
权利要求
1.一种制造纤维素纸幅的方法，该方法的步骤包括(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带上，以形成湿纸幅；(b)将湿纸幅脱水到约10％至约30％的稠度；(c)将湿纸幅传送到循环的第二织物带；(d)将湿纸幅夹在第二织物带和支撑织物带之间，并且采用非挤压性脱水装置将湿纸幅脱水到大于30％的稠度，由于该非挤压性脱水装置与湿纸幅形成整体密封，因此它适合使加压流体以约5磅/平方英寸或更大的压力基本上透过纸幅流动；(e)使已脱过水的湿纸幅压靠在加热的烘缸表面上，以便至少部分干燥湿纸幅；和(f)使脱过水的湿纸幅干燥到最终干燥。
2.一种制造纤维素织物的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带上，以形成湿纸幅，其中该湿纸幅；(b)将湿纸幅传送到循环的第二织物带；(c)将湿纸幅夹在第二织物带和支撑织物带之间，并且将湿纸幅脱水到直到约30％的稠度；(d)使用气压装置将湿纸幅补充脱水到约30％至约40％的稠度，由于在气体增压室和收集装置之间形成整体的密封，因此该气压装置适合使加压流体以约5磅/平方英寸或更大的压力基本上透过织物流动；(e)使第二织物带构造为这样使脱过水的湿纸幅环绕压辊的未被支撑的纸张包角小于90度；(f)使已脱过水的湿纸幅压靠在加热的烘缸表面上，以便至少部分地干燥脱过水的湿纸幅；和(g)使脱过水的湿纸幅干燥到最终干燥。
3.一种制造纤维素织物的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带上，以形成湿纸幅；(b)将湿纸幅脱水到直到约10％的稠度；(c)将湿纸幅传送到循环的第二织物带；(d)将湿纸幅夹在第二织物带和支撑织物带之间；(e)通过位于湿纸幅和收集装置之间的第二织物带，使夹在第二织物带和支撑织物带之间的湿纸幅通过气体增压室和收集装置之间，该气体增压室和收集装置可操作地联系，并且适用于产生穿过湿纸幅的、约30英寸汞柱或更大的压差以及穿过湿纸幅的、每分钟每平方英寸约10标准立方英尺或更大的加压流体流；(f)使用加压流体流将湿纸幅脱水到约30％至约40％的稠度；(g)通过第二织物使已脱过水的纸幅压靠在加热的烘缸表面上；和(h)使脱过水的湿纸幅干燥到最终干燥。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，非挤压性脱水装置将湿纸幅的稠度提高约5％到约20％。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将该湿纸幅补充脱水到大约32％或者更高的稠度。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将该湿纸幅补充脱水到大约34％或者更高的稠度。
7.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，横穿湿纸幅的压差为大约30英寸汞柱或者更大。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，横穿湿纸幅的压差为大约35英寸汞柱到大约60英寸汞柱。
9.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，将加压流体加压到大约5到大约30磅/平方英寸压力。
10.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，该收集装置由真空箱构成，该真空箱抽成大于0到大约25英寸汞柱的真空。
11.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在气压装置中的滞留时间是大约10毫秒或者更少。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在气压装置中的滞留时间是大约7.5毫秒或者更少。
13.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，湿纸幅以大约1000英尺/分钟或者更快的速度前进，并且从进入到离开该气压装置，湿纸幅的稠度增加大约5％或者更多。
14.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，湿纸幅以大约2000英尺/分钟或者更快的速度前进，并且从进入到离开该气压装置，湿纸幅的稠度增加大约5％或者更多。
15.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，湿纸幅以大约2000英尺/分钟或者更快的速度前进。
16.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，供给该气体增压室的大约85％或者更多的加压流体穿过该湿纸幅流动。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，供给该气体增压室的大约90％或者更多的加压流体穿过该湿纸幅流动。
18.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，加压流体的温度是大约摄氏300℃或者更低。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，加压流体的温度是大约摄氏150℃或者更低。
20.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，加热烘缸包括干燥器机罩，在湿纸幅进入干燥器机罩之前，压靠在该烘缸上的该第二织物带和干燥器机罩分开。
21.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，压靠在该烘缸上的该第二织物带缠绕在烘缸上，其小于该纸幅和烘缸保持接触的全部距离。
22.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，使用一对传送辊将脱过水的湿纸幅传送到加热烘缸上，该对传送辊形成预定跨距的延伸缠绕。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，该两个传送辊或者其中之一不对加热烘缸加载。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，该两个传送辊或者其中之一靠在加热烘缸上加载。
25.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，用大约350磅/线性英寸或者更小的压力使脱过水的湿纸幅压靠在烘缸上。
26.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，将防粘剂添加到第二织物带上，而该第二织物带压靠在加热烘缸上，以便于脱过水的湿纸幅的传送。
27.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，加压流体的流动将脱过水的湿纸幅传送到第二织物带。
28.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将脱过水的湿纸幅快速传送到第二织物带。
29.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，将干燥的纸幅从加热烘缸上不起绉地移走。
30.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，将脱过水的湿纸幅干燥到大约95％的稠度或者更大的稠度，然后起绉。
31.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在加热烘缸的表面上将脱过水的湿纸幅部分干燥到从大约40％到80％的稠度，湿起绉，并且之后最终干燥到大约95％或者更大的稠度。
32.采用权利要求1、2或3所述的方法来制造有吸收能力的薄纸巾。
33.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进一步包括在使用非挤压脱水装置之前，将该湿纸幅传送到第二织物带，并且将该湿纸幅夹在第二织物带和支撑织物带之间。
34.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，该装置是改进的湿压造纸巾机。
35.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，该第二织物带取代了在传统的湿压造纸巾机上的毛毯。
36.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，该气体增压室位于循环的第二织物带的环路内。
37.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该气体增压室位于支撑织物带的环路内。
38.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在脱过水的湿纸幅传送到加热烘缸之前，真空滑轨将脱过水的湿纸幅传送到第二织物带上。
39.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，第一织物带是成形织物带。
40.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，第二织物带是模制织物带。
41.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，该气体增压室位于改进的湿压造纸巾机的压榨部分内。
42.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，进一步还包括将第二织物带构造为这样，即使脱过水的湿纸幅环绕压辊的未支撑纸张的包角为小于90°。
43.如权利要求2所述的方法，其特征在于，脱过水的湿纸幅环绕压辊的未支撑纸张的包角为小于45°。
44.如权利要求42所述的方法，其特征在于，脱过水的湿纸幅环绕压辊的未支撑纸张的包角为小于45°。
45.如权利要求2所述的方法，其特征在于，脱过水的湿纸幅环绕压辊的未支撑纸张的包角为小于10°。
46.如权利要求42所述的方法，其特征在于，脱过水的湿纸幅环绕压辊的未支撑纸张的包角为小于10°。
47.如权利要求1所述的方法，其特征在于，非挤压性脱水装置由气体增压室和收集装置组成。
48.如权利要求2、3或47所述的方法，其特征在于，进一步包括将横向密封部件定位成使湿纸幅、第一和第二织物带的行进路线朝向收集装置偏斜。
49.如权利要求48所述的方法，其特征在于，横向密封部件碰撞进入该支承织物带内的最小碰撞量h(min)由下列等式确定h(min)=TW(cosh(WdT)-1);]]>其中，T是以磅/英寸为单位的测出的第一和第二织物带的张力；W是以磅/平方英寸为单位测出的横穿纸幅的压差；d是以英寸单位测出的纵向上密封片和收集装置之间的间隙。
50.一种具有至少一个毛毯和压榨脱水装置的传统湿压机的改进方法，该方法包括(a)用至少一个织物带取代至少一个毛毯；(b)用非热量的、非挤压性脱水装置取代压榨脱水装置。
51.如权利要求50所述的方法，其特征在于，该织物带来自由第一织物带、第二织物带、支撑织物带和它们的结合构成的组。
52.如权利要求50所述的方法，其特征在于，用第一织物带和第二织物带取代至少两个毛毯。
53.如权利要求50所述的方法，其特征在于，用第一织物带和支撑织物带取代至少两个毛毯。
54.如权利要求50所述的方法，其特征在于，用第二织物带和支撑织物带取代至少两个毛毯。
55.如权利要求50所述的方法，其特征在于，用第一织物带和支撑织物带取代至少两个毛毯。
56.如权利要求50所述的方法，其特征在于，非热量的非挤压性脱水装置从下面的组中选择真空箱、气压装置、非热量的非挤压性压辊，或者它们的结合。
57.一种制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带和循环的第二织物带之间以形成湿纸幅，其中湿纸幅夹在第一织物带和第二织物带之间；(b)使用非挤压性脱水装置将湿纸幅脱水到约30％或者更大的稠度，由于该非挤压性脱水装置和湿纸幅形成整体密封，所以其适于使大约5磅/平方英寸或更大压力的加压流体基本上穿过该湿纸幅流动；(c)将脱过水的湿纸幅压靠在加热烘缸的表面上，从而至少部分地干燥脱过水的湿纸幅；(d)使脱过水的湿纸幅干燥到最终干燥。
58.一种制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带和循环的第二织物带之间以形成湿纸幅，其中湿纸幅夹在第一织物带和第二织物带之间；(b)将湿纸幅脱水到大约10％到大约30％的稠度；(c)使用气压装置将湿纸幅补充脱水到大约30％到40％的稠度，由于在气体增压室和收集装置之间形成整体密封，所以该气压装置适于使大约5磅/平方英寸或者更大压力的加压流体基本上穿过该湿纸幅流动，从而使该纸幅具有大约8立方厘米/克或者更大的松密度；(d)通过织物带将脱过水的湿纸幅压靠在加热烘缸的表面上，以保持大约8立方厘米/克或者更大的松密度；(e)使脱过水的湿纸幅干燥到最终干燥。
59.一种制造纤维素纸幅的方法，该方法包括下述步骤(a)将造纸纤维的水悬浮液淀积在循环的第一织物带和循环的第二织物带之间以形成湿纸幅，其中湿纸幅夹在第一织物带和第二织物带之间；(b)通过第二织物带使夹在第一织物带和第二织物带之间的湿纸幅通过气压装置和收集装置之间，其中第二织物带位于湿纸幅和收集装置之间，该气压装置和收集装置可操作地联系，并且适于产生横穿湿纸幅的大约30英寸汞柱或者更高压力的压差以及穿过湿纸幅的每平方英寸大约10标准立方英尺/分钟或者更大的加压流体流；(c)使用加压流体流使该湿纸幅脱水到大约30％或者更高的稠度；(d)通过第二织物带将湿纸幅压靠在加热的烘缸表面上；和(e)使脱过水的湿纸幅干燥到最终干燥。
60.如权利要求57所述的方法，其特征在于，非挤压性脱水装置可以将湿纸幅的稠度提高大约5％到大约20％。
61.如权利要求58所述的方法，其特征在于，将湿纸幅补充脱水到大约32％或者更高的稠度。
62.如权利要求61所述的方法，其特征在于，将湿纸幅补充脱水到大约34％或者更高的稠度。
63.如权利要求57、58或59所述的方法，其特征在于，横穿湿纸幅的压差为大约30英寸汞柱或者更大。
64.如权利要求63所述的方法，其特征在于，横穿湿纸幅的压差为大约35到大约60英寸汞柱或者更大。
65.如权利要求57、58或59所述的方法，其特征在于，将加压流体被加压到大约5到大约30磅/平方英寸的压力。
66.如权利要求57或58所述的方法，其特征在于，该收集装置包括真空箱，该真空箱抽成大于0到大约25英寸汞柱的真空。
67.如权利要求58或59所述的方法，其特征在于，在气压装置内的滞留时间为大约10毫秒或者更少。
68.如权利要求67所述的方法，其特征在于，在气压装置内的滞留时间为大约7.5毫秒或者更少。
69.如权利要求58或59所述的方法，其特征在于，湿纸幅以大约1000英尺/分钟或者更快的速度前进，并且从进入到离开该气压装置湿纸幅的稠度增加大约5％或者更多。
70.如权利要求58或59所述的方法，其特征在于，湿纸幅以大约2000英尺/分钟或者更快的速度前进，并且从进入到离开该气压装置湿纸幅的稠度增加大约5％或者更多。
71.如权利要求57或58所述的方法，其特征在于，湿纸幅以大约2000英尺/分钟或者更快的速度前进。
72.如权利要求58或59所述的方法，其特征在于，供给该气体增压室的大约85％或者更多的加压流体穿过该湿纸幅流动。
73.如权利要求72所述的方法，其特征在于，供给该气体增压室的大约90％或者更多的加压流体穿过该湿纸幅流动。
74.如权利要求57、58或59所述的方法，其特征在于，加压流体的温度是大约摄氏300℃或者更低。
75.如权利要求74所述的方法，其特征在于，加压流体的温度是大约摄氏150℃或者更低。
76.如权利要求58或59所述的方法，其特征在于，加热烘缸包括干燥器机罩，在脱过水的湿纸幅进入干燥器机罩之前，压靠在该烘缸上的该第二织物带和干燥器机罩分开。
77.如权利要求58或59所述的方法，其特征在于，压靠在该烘缸上的该第二织物带包裹在烘缸上，以便小于该纸幅和烘缸保持接触的全部距离。
78.如权利要求57、58或59所述的方法，其特征在于，使用一对传送辊将脱过水的湿纸幅传送到加热烘缸上，该对传送辊形成预定跨距的延伸缠绕。
79.如权利要求78所述的方法，其特征在于，该两个传送辊或者其中之一不对加热烘缸加载。
80.如权利要求78所述的方法，其特征在于，该两个传送辊或者其中之一靠在加热烘缸上加载。
81.如权利要求57或58所述的方法，其特征在于，用大约350磅/线性英寸或者更小的压力将脱过水的湿纸幅压靠在烘缸上。
82.如权利要求58或59所述的方法，其特征在于，将防粘剂添加到压靠在加热烘缸上的第二织物带上，以便于脱过水的湿纸幅的传送。
83.如权利要求57或58所述的方法，其特征在于，加压流体流将脱过水的湿纸幅传送到第二织物带。
84.如权利要求58或59所述的方法，其特征在于，将脱过水的湿纸幅从加热烘缸上不起绉地移走。
85.如权利要求57、58或59所述的方法，其特征在于，将脱过水的湿纸幅干燥到大约95％的稠度或者更大的稠度，然后起绉。
86.如权利要求57、58或59所述的方法，其特征在于，在加热烘缸的表面上将脱过水的湿纸幅部分干燥到从大约40％到80％的稠度，湿起绉，并且之后最终干燥到大约95％或者更大的稠度。
87.采用权利要求57、58或59所述的方法来制造有吸收能力的薄纸巾。
88.如权利要求57或58所述的方法，其特征在于，进一步包括在使用非挤压脱水装置之前，将该湿纸幅传送到第二织物带，并且将该湿纸幅夹在第二织物带和支撑织物带之间。
89.如权利要求57、58或59所述的方法，其特征在于，该装置是改进的新月形成形器造纸巾机。
90.如权利要求57、58或59所述的方法，其特征在于，该第二织物带取代在新月形成形器造纸巾机上的毛毯。
91.如权利要求57、58或59所述的方法，其特征在于，该气体增压室位于循环的第二织物带的环路内。
92.如权利要求57或58所述的方法，其特征在于，该气体增压室位于支撑织物带的环路内。
93.如权利要求59所述的方法，其特征在于，该气体增压室位于循环的第一织物带的环路内。
94.如权利要求57、58或59所述的方法，其特征在于，在脱过水的湿纸幅传送到加热烘缸之前，真空滑轨将脱过水的湿纸幅传送到第二织物带上。
95.如权利要求57、58或59所述的方法，其特征在于，第一织物带是成形织物带。
96.如权利要求57、58或59所述的方法，其特征在于，第二织物带是模制织物带。
97.如权利要求57所述的方法，其特征在于，非挤压性脱水装置由气体增压室和收集装置组成。
98.如权利要求58、59或97所述的方法，其特征在于，进一步包括将横向密封部件定位成使湿纸幅、第一和第二织物带的行进路线朝向收集装置偏斜。
99.如权利要求98所述的方法，其特征在于，横向密封部件碰撞进入该支承织物带内的最小碰撞量h(min)由下列等式确定h(min)=TW(cosh(WdT)-1);]]>其中，T是以磅/英寸为单位的测出的第一和第二织物带的张力；W是以磅/平方英寸为单位测出的横穿纸幅的压差；d是以英寸单位测出的纵向上密封片和收集装置之间的间隙。
100.如权利要求57、58或59所述的方法，其特征在于，进一步还包括将第二织物带构造为这样，即提供的环绕压辊的脱过水的湿纸幅的未支撑纸张的包角为小于90°。
101.如权利要求100所述的方法，其特征在于，环绕压辊的脱过水的湿纸幅的未支撑纸张的包角为小于45°。
102.如权利要求100所述的方法，环绕压辊的脱过水的湿纸幅的未支撑纸张的包角为小于10°。
103.一种具有至少一个毛毯和压榨脱水装置的传统新月形成形器造纸巾机的改进方法，该方法包括(a)用至少一个织物带取代至少一个毛毯；(b)用非热量的、非挤压性脱水装置取代压榨脱水装置。
104.如权利要求103所述的方法，其特征在于，该织物带来自由第一织物带、第二织物带、支撑织物带和它们的结合构成的组。
105.如权利要求103所述的方法，其特征在于，用第一织物带和第二织物带取代至少两个毛毯。
106.如权利要求103所述的方法，其特征在于，用第一织物带和支撑织物带取代至少两个毛毯。
107.如权利要求103所述的方法，其特征在于，用第二织物带和支撑织物带取代至少两个毛毯。
108.如权利要求103所述的方法，其特征在于，用第一织物带和支撑织物带取代至少两个毛毯。
109.如权利要求103所述的方法，其特征在于，非热量的非挤压性脱水装置从下面的组中选择真空箱、气压装置、非热量的非挤压性压辊，或者它们的结合。
全文摘要
在使用整体密封的气压装置改进的湿压工艺中，使用改进的湿压机制造薄纸巾纸张。在初始成形和传统的真空脱水之后，湿纸幅和相对粗糙的织物带表面轮廓一致，从而给出该纸幅带有纹理的表面。通过产生横穿纸幅的至少30英寸汞柱的的压差以及穿过纸幅的至少500SCFM/in
文档编号D21F11/14GK1440480SQ01812106
公开日2003年9月3日 申请日期2001年6月21日 优先权日2000年6月30日
发明者M·A·赫尔曼斯, F·S·哈达, 史蒂文·杰克·希基 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司