专利名称：有图案的造纸机用织物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种造纸机械用的织物，尤其是，本发明涉及具有显著增强性能的织物。
背景技术：
传统的造纸方法需要脱除大量的水。这种最终的除水过程典型地是通过蒸发干燥来实现。一种传统的造纸机有一个具有许多烘缸的干燥器部分。待干纸幅被引导着通过许多烘缸并与其接触。烘缸可以两个或更多的交错成行排列，以使纸织物移动时呈现一种蛇线轨迹。
本技术中，可以使用单丝牵引，尤其是在多烘缸干燥器的起始部分。在单丝牵引技术中，干燥丝被设计成当它从一个烘缸移动到另一连续的烘缸时能够支撑纸织物。
同样，双丝牵引在本技术中也为人所熟知。在双丝牵引技术中，当纸织物从一个烘缸移动到另一连续的烘缸时，有一个开放的拖曳方式。本技术中同样为人熟知的是一种Pistol-Grip牵引。在Pistol-Grip牵引中，一个烘缸部分的顶端丝绕到下一烘缸部分的底部烘缸的下面，纸幅由顶部丝支撑着输送到下一顶部烘缸。
在一些构造中，纸幅被支撑着与每一烘缸接触，优选的是在大于180度的扇形区域接触。这是为了获得与烘缸的最大的接触时间，从而增加在每一烘缸上的干燥量。在这种构造中，当利用双丝牵引时，待干纸幅被压靠到烘缸上，与一排烘缸的外表面直接接触。相应地，丝被压靠到另一排烘缸的表面上。在双丝网牵引中，纸幅从一个烘缸组到另一个烘缸组通常有一个开放式的长通道。这种开放式通道易受扰动，导致纸幅产生褶皱，甚至导致纸幅的破裂。当造纸机速度增至或超过150米/分钟时，这种扰动成为一个更大的缺点。研究者作了一些尝试通过减小纸幅开放式牵引的长度来克服这一缺点。
如果需要，当由干燥网支撑时，待干纸幅可以通过干燥辊的扇形区域来传递并处于负压条件下。例如，烘缸组可以包含一种单丝牵引。在这一烘缸组中，烘缸可以置于上排，回转部分置于下排，反之亦然。
而在另一种排列中，一种干燥部分可以具有一种双带干燥组。这一干燥组可包含具有上部干燥带的上排烘缸和具有下部干燥带的下排烘缸。在一排或所有两排烘缸中，相邻的烘缸构成一个具有偏转干燥辊部分的分组。待干纸幅可选择地通过上部或下部分组。还需考虑的是烘缸排列的几何特征。烘缸可以有预定的直径并以选定的倾斜度分开布置。例如在单丝牵引中，待干纸幅被输送与烘缸直接接触。而且，回转缸处于烘缸之间的空隙并正对着外部的丝网。烘缸可包括大直径或小直径烘缸。小直径的烘缸可以布置成使其中心与大直径烘缸中心处于不同的水平位置上。回转缸的中心也应置于不同的水平位置。这样一种几何布局可以减小造纸机干燥器部分的长度。
在本技术所述的另一实施方案中，一种干燥器部分包含具有单丝牵引的干燥组。每一干燥组包含烘缸、回转缸以及用于输送纸织物与烘缸、回转缸连续接触的干燥丝。这一布置促进了纸幅与烘缸和回转缸直接接触。在单丝牵引中，烘缸在丝网外侧而回转缸在丝网内侧。
在另一实施例中，一个干燥部分可包含配有两个各自的干燥丝或干燥带的单独干燥组。干燥丝或干燥带可将待干纸幅压靠在烘缸的表面上。至少有一个压榨辊可以布置在两组烘缸之间并将它们分开。压榨辊与一个烘缸形成一个辊隙，当纸幅通过辊隙时完成脱水。
本技术尝试着去使当干燥织物接近和接触烘缸时，干燥织物夹带的空气的量最少。例如，双丝牵引造纸机的一个优点就是可以实现双面干燥操作。而且，一般干燥部分的尺寸更短。然而，单丝牵引造纸机具有更好的高速运行性能。解决这些竞争的优势的一个尝试就是利用位于干燥丝对面的使用风箱组件和空气喷嘴的气动导向表面。然而，这样作被证实成本高。
上述造纸机的例子可参见美国专利，Kerttula申请的第4,888,883号(1989年12月26号)、Autio申请的第5,046,266号，(1991年9月10日)、Eskelinen等申请的第5,475,934号(1995年12月19日)、Ilmarinen等申请的第5,495,678号，(1996年3月5日)、Virta等申请的第5,535,527号，(1996年7月16日)、Kotitschke申请的第5,537,755号，(1996年7月23日)、Kuhasalo申请的第5,539,999号，(1996年7月30日)、Eskelinen申请的第5,560,123号，(1996年10月1日)、Ahokas等申请的第5,572,801号，(1996年11月12日)、Bubik等申请的第5,666,741号，(1997年9月16日)以及Lindberg等申请的第6,105,277号，(2000年8月22日)，均并入本文，以供参考。
正如在上述例子中所看到的，造纸机用织物必须能提供多种竞争性用途。它必须支撑纸幅不使其分开。它必须保证适当的渗透性以使水分传递并从纸幅中脱除。它必须保证当纸幅与烘缸接触同时也能与回转缸接触。本技术中尝试提供一种适宜的干燥织物。例如，为人熟知的具有选择渗透性带状材料。这种选择渗透性可以通过改变机器纵向纱的间距、机器纵向纱的直径或在机器纵向纱之间的空间增加化学处理。
在本技术的另一尝试中，造纸机用织物有一个可控的空间体积。空间体积的控制是通过提供一种多层织物，一种合成的聚合热塑树脂泡沫，可以填充空间来控制空间体积。
在另一实施例中，为了消除干燥织物外表面上的薄层压力过大的不利影响，在干燥织物-烘缸接触面处有一个空旷空间缓冲造纸机用织物和烘缸之间压缩而来的边界气流。构成空旷空间的表面可包括间隔的平行条纹，这些条纹定义了其间的凹槽。这些凹槽降低了边界气流进入到在干燥织物和烘缸之间的不断减小的空间时被压缩的速度和程度。这也会对减少受迫透过干燥织物的气体量产生相应的影响。
在本技术的另一个尝试中，干燥织物在机器纵向上包含许多螺旋线。相邻的螺旋线相互交织并通过节点线结合在一起。这种设计被认为是可以减少松边的发生。在干燥织物中松边会造成纸幅不能完全压靠到烘缸上，从而导致在机器纵向上的干燥速率不同。这将造成纸幅薄片上的湿度分布不均。
本技术中的上述一些尝试的例子参见美国专利，Wagner申请的第3,867,766号，(1975年2月25日)、Romanski申请的第4,224,372号，(1980年9月23日)、Martin申请的第4,364,421号，(1982年12月21日)、Ashworth等申请的第4,813,156号，(1989年3月21日)以及Westhead申请的第4,857,391号，(1989年8月15日)，均并入本文，以供参考。
然而，本技术中的上述尝试被证实不是非常成功。例如，编织的干燥织物仅限于由可重复的稳定的织物提供的类形。无限制的类形并不可行。只有当凹槽具有有限的几何尺寸时才能处理夹带的空气。本发明克服了这些缺点，在决定造纸机用织物的几何结构上提供了更大的自由度和选择性。
而且，造纸机用织物在造纸过程中是要经受磨损的。这种磨损降低了造纸机用织物的使用寿命，增加了制造成本。造纸机用织物的磨损是由于造纸过程中产生的温度极限造成的。机用织物经过干燥辊和回转辊时发生双向弯曲，同时产生了与辊的摩擦和通过真空箱时的拖曳。
本技术中的一些尝试致力于减轻在造纸过程中固有的造纸机用织物磨损。例如，具有层叠的经线的织物已经很普遍了。在层叠的经线设计中，时常是提供下部第一层或与机器接触的经线。同样，也可提供上部第二层或与纸接触的经线。这两层经线与纬线交错编制在一起。底层的经线可以是大直径的以使其具有稳定性和耐磨性。上层的经线可以是细直径的以获得一种细密的表面，可以对纸织物提供一种更坚固均衡的支撑。层叠经线的例子参见Gaisser申请的美国专利第5,114,777号。
技术中的另一种尝试是提供一种非圆形横截面的经线和/或纬线。尤其地，造纸机用织物的纱线可以是矩形的，宽度方向上的尺寸比高度或Z方向的尺寸更大。这种几何结构提供了与造纸机械接触的更多区域，因而减小了在纱线上任意特定点上的接触压力。而且，非圆形或矩形的纱线也在造纸机用织物的纸的一侧提供了更多的区域。通过在设备的造纸机一侧提供更多的区域，使得纸织物与烘缸有更多的接触。通过为纸幅与烘缸提供更好的接触，则使得更为快速和均匀地烘干纸幅成为可能。
因此，本技术表明了对一种能提供与其上的待干纸幅有高接触面积的织物极大的需要。更进一步，需要一种在没有降低渗透性的同时又具有高接触面积的造纸织物。最后，需要一种对其上的待干纸幅的所有区域能产生相对均匀的压力的织物。
应该会认识到造纸机用织物的磨损问题不仅限于常规或硬质纸的生产。这种磨损在制造棉纸和波纹纸时也同样会发生。
然而，上述的一些减少造纸机用织物的磨损的尝试并不是非常成功。例如，层叠经线的造纸机织物要比单层织物成本更高。而且，这种织物质地差，易于损坏。矩形的经线并不适用于所有类型的织物，尤其不适用于一些特定类型的造纸过程中所需要的具有高开放区域的织物。例如通过风干的造纸过程，这是在制造棉纸时能应用到的。用于干燥织物的矩形横截面的细丝可参见1992年7月以Hsu的名义出版的StatutoryInvention Registration H1073中的图示，在此并入此文，以供参考。
本技术也说明了在不限制用于造纸机用织物的织物或纱线的类型的前提下，非常需要一种减小造纸机用织物磨损的方法。而且，本技术中非常需要一种减小磨损的方法并可应用于任意类型的造纸机用织物，包括编织细丝或织物。更进一步，期望有一种减小造纸机用织物的磨损的方法，这种方法可以减少机用织物的易损坏性同时不影响其与纸幅的接触表面。
发明概述本发明包含一种用于硬质纸制造的造纸带。该造纸带有两个相对的表面，一个纸接触表面和一个机器接触表面。该造纸带具有一种增强成份。该增强成份包含编织的细丝。该编织细丝被置于经线和纬线的方向。该造纸带进一步包含一种结构。该结构具有一种独立于织物的增强成份以外的图案。该图案定义了至少造纸带中纸接触面和机器接触面中的一个。
该图案可包含一种光敏树脂。更进一步地，该结构也可包含一种光敏树脂。再进一步，该图案可包含一种基本的连续网络或其它期望的XY平面图案。
附图概述
图1是单丝牵引造纸机中干燥部分的分解垂直正视图。
图2是双丝牵引造纸机中干燥部分的分解垂直正视图。
图3A根据本发明的造纸机用织物的分解顶部俯视图。
图3B是根据图3A的造纸机用织物的分解垂直截面图。
图4是根据本发明的罩和用于制造造纸带的液体树脂的分解示意侧视图，表示了罩上入射射线被罩内不透明区域截获。
发明详述参见图1，图1是单丝牵引造纸机20的干燥部分10的图示。干燥组21包含烘缸32，烘缸用如蒸汽等为人熟知的方法加热。纸幅通过干燥织物30被压靠在加热的烘缸表面。在单丝牵引造纸机中，纸幅由一个烘缸传递到另一个烘缸。连续的烘缸22典型地被置于处于不同高度的两排。同一干燥织物30跨越两排烘缸22之间的间距，尽管应该认识到可以使用不只一个干燥织物并置于机器纵向上。
参见图1的更多细节，干燥组21包含两排完全水平排列的蒸汽加热的烘缸32。干燥织物30引导在烘缸外表面上的纸幅W通过各自的干燥组21。干燥织物30将纸幅压靠在加热的烘缸22的外表面上，以完成纸幅的蒸发烘干。
在该排烘缸32之下是不加热的回转缸34或引导辊。回转缸34可以有吸入部分或类似的结构，这样在高速运转时纸幅可以保留在干燥丝网的外表面上。
参见图2，图2是造纸机20的多烘缸干燥部分的图示。多烘缸干燥部分10有较多的上部烘缸36和下部烘缸38。待干纸幅W连续地通过上部36和下部烘缸38之间的部分。纸幅W与每一烘缸直接接触。更优选的是，纸幅W与烘缸至少在一个扇形区域接触，优选大于180度的扇形区域。干燥部分10包含上部干燥织物40和下部干燥织物42，每一干燥织物都布置成能将纸幅W压靠在各自的烘缸32上。上部和下部干燥织物40，42可以由引导辊引导。同样，干燥织物30的输送设备包含部分传动箱，也可使用辅助辊。当然，应该认识到各种部分传动箱可以按要求增加或省去。更进一步，可以按要求使用任意数目的上部和下部烘缸36，38。
参见图3A和3B，根据本发明干燥织物30一般可以认为是一种造纸带25。造纸带25可以用于或与造纸机20的烘缸干燥部分结合使用。特别地，造纸带25可以用于或与单丝牵引或双丝牵引造纸机20结合使用。根据本发明造纸带25是宏观上单平面的。造纸带25的平面定义了XY方向。垂直于XY和造纸带25的平面的方向为Z方向。
同样，根据本发明在造纸带25上制造的纸幅W可以认为宏观上是平面的并处于XY平面内。垂直于XY和纸幅W所在的平面的方向是纸幅W的Z方向。纸幅W可以认为是印刷牛皮纸、新闻用纸、衬垫纸板或是书写用纸。这几类纸全部引用到下文作为硬质纸。这类纸典型的纸张定量为20到450克/平方米，更典型的是30到300克/平方米。
造纸带25包含两个基本的组成部分结构112和增强成份114。结构112可包含模塑或挤出的热塑型或假热塑型材料，更优选的包含一种固化的聚合光敏树脂。增强成份114可包含本技术中为人熟知的一种织物。结构112和造纸带25具有定义了造纸带25与纸幅W接触的第一表面和于之相对的朝向使用造纸带25的造纸机20的第二表面。正如下面进一步描述的，结构112可选择地具有一种向斜118。
结构112被置于造纸带25之上并定义了其第一表面。优选的结构112定义了一个预定的图案，在本发明中的纸幅上也印刻上类似的图案。偏转槽116在第一表面和第二表面之间延伸。结构112靠近并定义了偏转槽116。一种首选的典型的几何图案包含结构112并定义了一种基本连续的网络图案(在下文中一种连续的结构112)和不连续的独立的(在下文中不连续的)偏转槽116。
结构112可以为其上纸幅W提供相对高的表面积。相对较高的表面积有两个优点第一，在单丝牵引造纸机20中，高的表面积为靠在烘缸32上的纸幅W提供更好的接触。
这增强了由烘缸22的表面到纸幅W的热传导并提高了干燥效率。此外，高接触面积可以对靠在烘缸上的纸幅W施加更加均匀的压力，从而为整个纸张提供一个更为一致均匀的外观。
优选地，结构112可提供的表面积至少为造纸带25表面积的30％，更优选的是至少50％，再优选的是至少70％，最为优选的是至少90％。应该认识到，随着表面积的增加，与烘缸32的接触面积和印刻的均匀程度也在增加。然而，本发明提供了这样一种优势就是对于给定的渗透性，可得到任何期望的印刻织物和靠在待干纸幅W上的表面区域分布。
与限于织物和先有技术的造纸带25相比，根据本发明的造纸带25消除了织物渗透性和其印刻面积之间的相互影响。在先有技术中具有代表性的是为了使造纸带25的渗透性更好，要使用更为粗糙的织物。在更为粗糙的织物中，细丝在空间间距上相对更大程度地分开。细丝的直径可能改变。本发明中，渗透性可以通过结构112来控制，不受用于增强成份114的织物的细丝直径、空间间距以及类型的影响。这为通常技术中在选择和制造用于硬质纸幅W的制造的造纸带25提供了更宽的选择范围。本发明的另一个潜在的好处是随着结构112数量的增加，造纸带25的易损坏性可以成反比例的减小。
在双丝牵引造纸机20中，与烘缸表面增加的接触面积提供了显著优于单丝牵引造纸机20的优势。此外，在双丝牵引中，当造纸带25的背侧与相对的一排烘缸32的外表面接触时，可以显现出更多的优点。例如，造纸带25的渗透性可以通过减少造纸带25和烘缸之间的气体夹带得到优化。减少造纸带25背侧与烘缸之间的气体夹带也可降低纸幅W脱离造纸带25的可能性。
此外，在双丝牵引或单丝牵引造纸机中，提供一种靠在造纸带25背侧的结构112可以增加表面积，使得在其上与造纸机旋转组件的摩擦和磨损可以分布开。这使得压力分布更均匀，增加了造纸带25的使用寿命。
参见图4，造纸带25可以按如下方法制造。需要一种光敏的，优选光固化的树脂。该树脂浇铸到造纸带25的增强成份114上。树脂以液态形式浇铸并计量使其达到要求的厚度。尽管未必按如下所述去作，但优选地使一些树脂在结构112的上表面上铺展。可选择地，可以使用一种热固型树脂。
一种具有不透明和透明区域的罩120被置于树脂之上。应用适当波长的固化放射线R，射线透过罩120的透明区域。在罩120的透明区域之下和附近的一部分树脂立即固化。置于不透明区域之下的可固化树脂区域未被固化，随后会被洗除或真空吸除。在罩120上透明和不透明区域的分布决定了得到的造纸带25的112结构。
结构112的XY位置/平面位置决定于罩120的透明区域。结构112的Z方向上的高度决定于树脂固化前的深度。
代替上述的可固化树脂，可采用环氧模压粘土或灰泥形成为结构112。可选择地，双组分双熔点细丝可以用于造纸带25。为制造本发明中的造纸带25，首先造纸带25是有双组分细丝编织而成的。随后将造纸带25背侧朝下置于平坦的刚性的水平表面上。局部加热但要限于期望熔化的区域并形成结构112。局部的热熔化在XY方向的多层细丝，并与结构112期望的部分相一致。熔化的片状材料向下流到水平支撑表面上。水平支撑表面作为一个吸热设备，使得片状材料再凝固并形成了结构112的一部分。此外，结构112可以是印刻或挤出到增强成份114上的。完成将结构112连接到增强成份114上的适宜的方法可以在2000年2月24日公布的一般代理的专利申请号WO 00/09803和WO 00/09308中找到。
参见后面的图3A和3B，适宜的造纸带25具有一种连续的结构112和不连续的偏转槽116，参见一般代理的美国专利中的图示。Johnson等申请的第4,514,345号，(1985年4月30日)、Trokhan申请的第4,528,239号，(1985年7月9日)及第5,098,522号，(1992年3月24日)、Smurkoski等申请的第5,260,171号，(1993年11月9日)、Trokhan申请的第5,275,700号，(1994年1月4日)、Rasch等申请的第5,328,565号，(1994年7月12日)、Trokhan等申请的第5,334,289号，(1994年8月2日)、Rasch等申请的第5,431,786号，(1995年7月11日)、Stelljes，Jr.等申请的第5,496,624号，(1996年3月5日)、Trokhan等申请的第5,500,277号，(1996年3月19日)、Trokhan等申请的第5,514,523号，(1996年5月7日)、Trokhan等申请的第5,554,467号，(1996年9月10日)、Trokhan等申请的第5,566,724号，(1996年10月22日)、Trokhan等申请的第5,624,790号，(1997年4月29日)、Rasch等申请的第5,679,222号(1997年10月21日)、Ayers申请的第5,714,041号(1998年2月3日)、Huston等申请第5,948,210号，(1999年9月7日)、Boutilier申请的第5,954,097号，(1999年9月21日)、Polat等申请第5,972,813号，(1999年10月26日)、Boutilier申请的第6,010,598号，(2000年1月4日)，以及Trokhan等申请的第6,110,324号，(2000年8月29日)，以上专利中的情况均并入此文，以供参考。
造纸带25的第二表面是与机器接触的表面。第二表面可在其背侧有一种不同于偏转槽116的带有沟槽的网络。这种沟槽为造纸带25的第二表面的背侧上提供了不规则的纹理。在造纸带25的X-Y平面内，沟槽使得气体可以排除，这种气体的排除未必是通过造纸带25的偏转槽116在Z-方向上进行的。
根据本发明造纸带25的第二个基本的组成部分是增强成份114。增强成份114与结构112相同，有一个面向纸幅W的一侧和与该侧相对的面向机器的一侧。增强成份114主要是置于造纸带25的两个相对表面之间，并有一个与造纸带25背侧相匹配的表面。增强成份114为结构112提供了一种支撑。增强成份114正如本技术中为人所熟知的典型是编织的。增强成份通常是由经线和纬线编织而成，可包含单层或是多层结构。
如果需要，造纸带25可以象压毡那样制成，正如传统干燥中通常用到的，此方法在本技术中已为人所熟知。根据本发明，一种适宜的压毡可以按照一般代理的美国专利中所述的内容来制造。美国专利号，如Phan申请的第5,549,790号，(1996年8月27日)、Trokhan等申请的第5,556,509号，(1996年9月17日)、Ampulski等申请的第5,580,423号，(1996年12月3日)、Phan申请的第5,609,725号，(1997年3月11日)、Trokhan等申请的第5,629,052号，(1997年5月13日)、Ampulski等申请的第5,637,194号，(1997年6月10日)、McFarland等申请的第5,674,663号，(1997年10月7日)、Ampulski等申请的第5,693,187号，(1997年12月2日)、Trokhan等申请的第5,709,775号，(1998年1月20日)、Ampulski等申请的第5,776,307号，(1998年7月7日)、Ampulski等申请的第5,795,440号，(1998年8月18日)、Phan申请的第5,814,190号，(1998年9月29日)、Trokhan等申请的第5,817,377号，(1998年10月6日)、Ampulski等申请的第5,846,379号，(1998年12月8日)、Ampulski申请的第5,855,739号，(1999年1月5日)、Ampulski等申请的第5,861,082号，(1999年1月19日)、Trokhan申请的第5,871,887号，(1999年2月16日)、Ampulski等申请的第5,897,745号，(1999年4月27日)、Ampulski等申请的第5,904,811号，(1999年5月18日)以及Ampulsk申请的第6,051,105号，(2000年4月18日)，以上专利中的情况均并入此文，以供参考。在一个可选择的实施例中，造纸带25可以按照Cameron申请的美国专利第5,569,358号中的内容象压毡一样制造。
如果需要，在一个不同的实施例中，根据本发明的造纸带25可在包含结构112的基本连续的网络中进一步包含向斜118。向斜118与结构112的面向纸幅W的一侧相交并沿Z方向延伸进入到结构112。“向斜”118是结构112的具有一个Z方向向量成分的表面，这种向量成分由造纸带25的第一表面向其第二表面延伸。向斜118并不是象偏转槽116那样完全延伸穿过结构112。因而，向斜118和偏转槽116之间的差别可以认为是偏转槽116在结构112上是一个通孔，而向斜118在结构112中则是一个盲孔、裂缝、裂口或槽口。本发明中结构112中的向斜118可以在顶部即结构112在造纸带10和纸幅W之间的第一表面实现水平/横向排气。
该印刻的表面可以分别包含一个或许多可选择的向斜118和凸起34。在此用到的凸起34指的是与造纸带25的纸幅W接触匹配并分布于向斜118之间的结构112的表面。
造纸带25将纸幅W印靠在造纸机20的单丝牵引或双丝牵引的干燥部分的烘缸32上。更特别地，结构112的与纸幅W接触的部分压印纸幅W并增加了纸幅W的密度。相反，偏转槽116并不压印纸幅W。
然而，当纸幅W经过任意上述真空箱或传送设备传送时，可以是降密度的。由于纸幅W偏转进入偏转槽116，因而发生了密度降低。对于一般技术这非常明显，当纸幅W经过越来越多的烘缸32传递时，纤维的可移动性小，因而偏转进入偏转槽116的量会减小。因而，可以预言发生密度降低的量对真空箱在各种烘缸32中间或之间的位置敏感。
而且，纸幅W可能会产生一个中间密度区。例如，向斜118既不会使纸幅W增密也不能使其减密。因为向斜118并不将纸幅W印靠在烘缸上，所以不会发生增密。因为不能通过向斜118吸出气体获得真空，所以密度降低也不会发生。因此，纸幅W上记名为向斜118的区域的密度是介于记名为结构112的凸起134的区域的密度和记名为偏转槽116的区域的密度之间。
为代替基本上连续和形成不连续的独立的偏转槽116，根据一般代理的Ayers等申请的美国专利第5,628,876号(1997年5月13日)以及Ayers等申请的美国专利第5,714,041号(1998年2月13日)中的内容可以制造和使用一种半连续的结构1 2。这些专利均并入此文，以供参考。一种半连续的结构112沿一个方向延伸贯穿造纸带25。一种半连续的结构112可以是直的、正弦曲线形或者是另外的波浪形。结构112也可以一种离散的即不连续的图案的形式提供。
参见图4，正如上述并入此文以供参考的专利中所述，根据本发明的该种向斜型造纸带25可以采用如上所述的通过罩120固化光敏树脂来制造。罩120有一个对光化学射线R(以箭头表示)透明的第一区域42和对光化学射线R不透明的第二区域44。根据本发明，在罩120上对光化学射线R透明的区域42可以象光敏树脂中的区域固化形成造纸带25的结构112的区域。相反，在罩120上对光化学射线R不透明的区域44可使相应区域上的树脂保持不被固化。根据本发明，未固化的树脂造带过程中被清除且不形成造纸带25的一部分。
根据本发明为了形成造纸带25的向斜118，罩120上可有与期望得到的向斜118相应的不透明的线条46。不透明线条46在宽度上足够的窄，以使射线R的辐射入射角在对造纸带25接近垂直的任何角度被截住使其不会穿透造纸带25到任何深度30。在不透明线条46的下部居中位置和正下方的那部分树脂在任意深度30上不会受到辐射。然而，随着射线R的入射角减小(变得与表面更不垂直而更趋平行)，向斜118的深度30相应减小。
在通常技术中这是非常明显的，当向斜118的期望的深度30增加时，不透明线条46的宽度也应增加。当然，不透明线条46可以应用于相应期望的向斜118的图案的任意期望得到的图案。在此处描述的实施例中，具有一种最大深度30为0.0002到0.075寸的向斜118，一种适当的不透明线条46宽度可以是从0.001到0.040英寸，其宽度决定于在造纸带25上射线R的入射角的垂直度和传递给树脂的固化能量的大小。
如果用上述的凸起134、偏转槽116和向斜118系统的织物来制造，那么本发明中的纸幅W有三个基本的区域。被压印并包含高密度区域的第一区域122，包含偏转区域的第二区域124，在造纸过程中对应着向斜118和结构112的第三区域126。可以认为三个区域的纸张定量通常是相同的。然而，最高密度区域是被压印区域，对应于造纸带25的结构112的凸起134的位置。最低密度区是那些对应偏转槽116的位置的区域。纸幅W上对应向斜118和造纸带25的区域具有中间密度。造纸带25的不同模式如表I中所示。
表1
同样，根据本发明纸幅W的三个区域可以认为是被置于三个不同的高度。此处用到的一个区域的高度指的是该区域与基准面的距离。为了方便起见，基准面是水平的，从基准面算起的高度距离是垂直的。根据本发明，纸幅W的一个特定区域的高度可以用任何适于该种用途并在本技术中为人所熟知的非接触式测量仪器来测量。一种特别适宜的测量仪器是一种非接触式的的激光位移探测器，其光束尺寸为0.3×1.2毫米范围为50毫米。适宜的非接触式激光位移探测器有Idec公司的MX1A/B型探测器。可选择地，一种在本技术中为人熟知的接触式指针测量尺也可用于测量不同的高度。这样一种指针测量尺如Carstens申请的一般代理的美国专利第4,300,981号中所述，并入此文，以供参考。
根据本发明纸幅W被置于基准面上且压印区域22与基准面接触。圆顶和向斜118垂直延伸远离基准面。在这种布置中，向斜118的最高点35被置于圆顶24和压印区域22的中间位置。
可选择地，根据本发明纸幅W可以是缩短的。这种可选择的缩短可以通过皱褶或湿式微收缩来完成。皱褶或湿式微收缩参见一般代理的Wells等申请的美国专利第4,440,597号以及Sawdai申请的专利第4,191,756号中所述。上述专利中所述的内容均并入此文，以供参考。纸幅W的缩短使其更适于使用如上所述的各向异性排列的向斜118。当然，根据本发明制造的纸幅W典型的是没有缩短的。
应该认识到根据本发明纸幅W的一些变化是可行的。例如，正如在本技术中为人熟知的，得到的纸幅W可以是凸起的，一层或多层纸幅W结合在一起来制造层状的波纹状的产品等等。而且，根据本发明制造的纸幅W可以是气体涂覆或另外用比在本技术中通常为人熟知的传统湿涂覆系统中更少量的水来制造。
当上述纤维质结构，尤其对硬质纸幅W，根据其密度和纸张定量进行描述时，应该认识到三个区域的结构也可以根据其它性质进行描述。例如，强度性质如不透明性、吸光度、厚度可以采用与上述关于密度和纸张定量的描述相同的方式进行描述。而且，本发明可以应用于其它片状产品，如非纺织材料、棉纸级纸幅W、带有干燥剂的织物柔化剂，用于处置可吸收物品如尿布和卫生餐巾等的顶层纸或底层纸。
而且，造纸带25上的变化也是可行的。例如，向斜118可以制成是具有半透明的或在其它此类罩120上不透明性介于罩120的第一区域42和第二区域44之间的透明/不透明的线条46。例如，代替罩120上的不透明线条46，向斜118可以由具有中间灰度和可使入射射线R有限地穿透的区域形成。
其它的一些变化也是可行的。例如，一种特别的造纸带25可有两种或更多向斜118。第一多数的向斜118可以有第一深度30和/或宽度。第二多数向斜118可以有第二深度30和/或宽度等等。斜度、数量，甚至波纹的存在都可在给定的造纸带25中变化。
而在另一种变化中，为减少上文所述的气体夹带，造纸带25的背侧可以有一种凹槽。尽管按要求可以采用其它方向的凹槽，但优选的是凹槽的方向通常平行于机器的纵向。为实现这一实施例，需要将结构112铸塑到造纸带的背侧上。凹槽或任何其它期望的图案铸塑在结构112中。当结构112由造纸带25的背侧向外延伸时，结构112也将延伸至与造纸带25的纸幅W的接触表面相匹配的位置或在其下。
如果需要，造纸带25可以在每一表面都铸塑一次，在与纸幅W接触一侧和造纸带的背侧上提供了相互不同的结构112表面。
参见前面的图1和2中的造纸机20，应该认识到本发明的优点要比上述的更多。参见前面图1，应该认识到单丝牵引造纸机可以使用大量的丝网。每一织物在机器纵向上都是与前一织物在空间上分开布置的。本发明可以在不同的织物位置上使用不同的结构112。例如，在单丝牵引造纸机20中，在机器纵向上可以提供一种与纸幅W接触表面积连续减小的造纸带25。当纸幅W处于开始状态且易于受压印的影响而产生非均匀特征时，这种布置有一个优点，就是为纸幅W提供了一种更为均匀的接触表面。本发明将随后提供一种在造纸过程中有更高渗透性的造纸带。该造纸带优点是气体夹带少，并增加了通过造纸带25的水的流动区域。
参见前面的图2，在双丝牵引造纸机20中，在该机器对置运行时可以同时使用不同的造纸带25。例如，可以在纸幅W的不同的侧面上压印不同的图案。一种造纸带25可用于上排烘缸32，另一不同的造纸带25用于下排烘缸32。这种布置增加了设备的灵活性和多功能性，这在以前的先有技术中是无法做到的。例如，在结构112中不匹配的图案使得纸幅W的压印最小化。压印可以通过使用一种具有无规则图案结构112的造纸带25而进一步最小化。这一变化可以结合上述一些变化，所以为获得更强的多功能性，可以使用具有用于不同层的烘缸32的不同造纸带25和在机器纵向上具有不同造纸带25的双丝牵引造纸机20。
如果需要，根据本发明具有结构112的造纸带25可以用作编织丝网。当提供的是硬质纸幅W时，这种设计有一个优点，即结构112可以用于产生一种水印。树脂或制成结构112的其它材料有两种功能一是防止浆料通过造纸带25与结构112匹配的部分流动；二是当纸幅W还处于一种开始状态时，也提供了一种可用于产生水印的压印表面。
如上所述，结构112可以从增强成份114的表面向外延伸。在这种几何结构中，结构112会象上述过程一样压印纸幅W。可选择地，结构112可以有一个或多个最接近的末端与造纸带25的背侧并置。结构112可以向造纸带25的纸接触一侧向上延伸，终结于处于造纸带25顶侧和背侧之间的末端。可选择地，结构112的最接近的末端也可以置于造纸带25的顶侧和背侧之间。这类实施例如上述的并引入本文的一般代理的美国专利No.6,110,324中图解和描述的。
相反地，在造纸过程初期在偏转槽116中干燥织物可以提供一个更为开放的区域。这可以获得更高的水脱除速度。在造纸过程中，在随后的一些干燥织物结构中，与造纸带25顶部相连的结构112有更大的区域。这使得纸幅W与烘缸32可以更好的接触，因而增加了接触，增强了热传导。应该认识到本发明中任意数目的布置都是可行的，其中可以使用大量不同的干燥织物。
当然，根据本发明的造纸带25也可与根据先有技术制造的造纸带25结合使用。
如果需要，正如在带干燥中一般为人熟知的，造纸带25可以加入一些毛絮。如果选择毛絮加入到造纸带25中，结构112可以应用于造纸带25的毛絮的上侧。一种可清除的可固化材料可以从造纸带25的背侧开始充填到期望的高度，以防止在树脂固化时形成的结构112低于期望的高度。这种充填如Trokhan等申请的一般代理的美国专利第5,629,052号，(1997年5月13日)以及McFarland等申请的美国专利第5,674,663号，(1997年10月7日)中所述。，这些专利所述内容均并入此文，以供参考。
当然，除了压印纸幅W以及提供多密度纸幅W，结构112还增强了造纸织物的抗磨损性。因而，上述引证的造纸带25使用寿命延长是由于使结构112提供了一种抗磨损和抗摩擦的性能。当置于造纸带25背侧的结构112的表面区域增大时，抗摩擦和磨损性能成反比例关系增强。
如果需要，结构112可应用于可选择的毛絮的底部表面的下部。这一布置的优点是提高了上述抗磨损性。为了获得这样一种布置，使结构112从造纸带25的背侧延伸出来，造纸带25从上述的铸塑位置反向倒转过来并可选择地通过造纸带25的上部表面进行充填。当然，在通常技术中这很明显，第一方案应用于造纸带25的背侧以提高抗磨损性，第二方案应用于造纸带25的顶侧以使其压印到纸幅W上。
权利要求
1.一种用于制作硬质纸的造纸带，所述造纸带具有两个相对的表面，一个纸接触面和一个机器接触面，所述造纸带包含编织的细丝增强成份；所述造纸带进一步具有一种结构，所述结构具有独立于所述增强成份之外的图案，所述结构的图案定义了至少第一表面和第二表面中的一个。
2.如权利要求1所述的造纸带，其中所述的结构包含光敏树脂。
3.如权利要求2所述的造纸带，其中所述结构包含基本上连续的网络。
4.如权利要求1所述的造纸带，其中所述结构的纸接触面一侧延伸至增强成份以外至少1毫米。
5.如权利要求1所述的造纸带，其中所述结构的纸接触面一侧与所述增强成份匹配。
6.如权利要求2所述的造纸带，其中所述结构的表面积至少为造纸带表面积的50％。
7.一种用于制造硬质纸的造纸机，该造纸机结合了输送硬质纸的初始纸幅的造纸带，所述造纸带具有两个相对的表面，一个纸接触面和一个机器接触面，所述造纸带还包含编织的细丝增强成份；所述造纸带进一步具有一种结构，所述结构具有独立于所述增强成份以外的图案，所述结构上的图案至少定义了所述第一表面和第二表面中的一个。
8.如权利要求7所述的造纸机，其中所述造纸机包含单丝牵引造纸机。
9.如权利要求7所述的造纸机，其中所述造纸机包含双丝牵引造纸机。
10.如权利要求8所述的造纸机，其中所述造纸机包含至少两个造纸带，每一所述造纸带上都有一种有图案的结构，上述两个造纸带每个在所述结构上都有不同的图案。
全文摘要
一种用于制造硬质纸如印刷牛皮纸、新闻用纸、衬垫纸板和精细或书写用纸的造纸带。该造纸带可与单丝牵引或双丝牵引造纸机联合使用。该造纸带包含一种编织的增强成份和一种有图案的图案。该图案定义了造纸带的任一或全部两个面。图案上的图案独立于增强成份的织物。这样设计消除了造纸带纸接触表面的大小以及图案与织物和/或造纸带渗透性之间的相互影响。更进一步，这种设计使得纸幅与烘缸接触面积增加且接触更均匀。此外，该造纸带增加了磨损表面，进而提高了使用寿命。
文档编号D21F11/00GK1452674SQ01815122
公开日2003年10月29日 申请日期2001年8月31日 优先权日2000年9月6日
发明者R·S·安普尔斯基 申请人:宝洁公司