专利名称：无皱穿透干燥纸巾产品不经开式牵引的制造方法
背景技术：
纸巾产品如洗面纸巾、洗澡纸巾和纸毛巾，在制造时，纸巾的坯张通常是借助于把造纸纤维的水悬浮液淀积在成形编织带上、使悬浮液脱水而形成纸幅、使纸幅干燥、并把干纸幅绕成卷以便随后改装成特种产品形状等这样的方法来生产的。在制造过程中，绝大多数纸幅是粘附在蒸汽加热的扬基(Yankee)干燥器上，随后在改装前用刮刀与之接触起皱使之从干燥器表面上剥离，以改善纸幅的柔软性和伸张度。稍近，公开了一种无皱纹、穿透干燥的软纸巾，它的柔软性和伸张度是用另外的工序做在纸张内部的。
但是，在所有这些制造方法中，最终的纸张在绕成卷以前都是经过一段“开式牵引(open draw)”的，这意味着在卷绕以前，干燥的纸张都是瞬时地不被支托的。在皱纹纸的情况下，纸张是从制皱筒上被剥下并无支托地从制皱筒走向滚轴。对无皱纹、穿透干燥的纸张来说，纸张脱离穿透干燥编织带或后续的传送编织带后也是无支托地走向滚轴。造纸从业人员知道，这种无支托的走行或开式牵引，是发生纸张断裂和延误生产时间的根源。为补偿起见，就把纸巾设计得具有很高的机器运转方向的强度，以保持在生产过程中完好无损。但是，在柔软性方面来说，这样的高强度是对生产起负面影响的，而且对产品的最终使用者来说也是不受欢迎的。
因此，如果能在纸巾生产过程中取消开式牵引，那么就能摆脱浪费和延误的现状而更有效地生产纸巾，同时，最终产品的机器运转方向的强度就可降低到只取决于产品的要求的水平，而不是根据生产过程的要求来确定。
发明概述一种在生产无皱纹、穿透干燥纸巾中利用干端传送编织带(fransferfabrics)和/或别的传送设备的适当结合来排除穿透干燥器和滚轴之间的开式牵引的方法已经发明出来。这样做，就可制造出机器运转方向的强度低许多的纸巾，从而可提供出一种生产在机器运转方向和横向抗拉强度方面更软和更“各向同性(square)”的纸巾的方法。
因此，一方面，本发明提供了一种制造无皱纹、穿透干燥纸巾的方法，它包括把造纸纤维的水悬浮液淀积到成形编织带上做成湿的纸幅；把湿纸幅传送到穿透干燥编织带上；将纸幅进行穿透干燥做成纸巾；以及这样来把纸巾传送到滚轴上，使得纸巾在滚轴与滚筒之间形成的卷绕辊隙中被卷绕到滚轴上而不经过开式牵引。避免开式牵引可用下述两种办法之一来做到或者是把纸巾直接从穿透干燥编织带传送到滚筒上；或者是利用中间传送把纸巾传送到一个或一个以上的干端传送编织带上。这一方法在机器速度很高(约每分钟2000或3000英尺或更高)时特别有利，因为否则纸巾就需要比较高的MD(机器运转方向)抗拉强度以便不停顿地走上滚轴。
因此，另一方面，本发明提供的上述方法中是这样做的(a)利用真空辊把纸巾从穿透干燥编织带传送到第一干端传送编织带上；(b)纸巾系在第一干端传送编织带和第二干端传送编织带的顶面之间被夹带，该第二干端传送编织带具有比较高的空气渗透率(约每分钟每平方英尺200立方英尺或更高)，其底面有一部分包绕着滚筒；(c)纸巾被传送到第二干端传送编织带的顶面后被气压保持在其上，该气压是由安装在第二干端传送编织带底面处的热风气翼所造成的；以及(d)纸巾被卷绕到滚轴上。更具体地说，第二干端传送编织带的空气渗透率约为200至500(英尺)3/分钟·(英尺)2，再进一步具体地说，约为300至400(英尺)3/分钟·(英尺)2。空气渗透率是指当在编织带两面之间保持0.5英寸的压差的情况下通过编织带的空气流量，该标准载于ASTM(美国材料试验标准)试验方法D737中。
再一方面，本发明提供的上述方法中是这样做的(a)利用真空辊把纸巾从穿透干燥编织带传送到第一干端传送编织带上；(b)纸巾系在第一干端传送编织带和第二干端传送编织带的顶面之间被夹带，该第二干端传送编织带具有约100英尺3/分钟·英尺2或更小的空气渗透率，其底面有一部分包绕着滚筒；(c)纸巾被传送到第二干端传送编织带的顶面上；以及(d)纸巾被卷绕到滚轴上。更具体地说，第二干端传送编织带的空气渗透率可约为0至100(英尺)3/分钟·(英尺)2；更具体地说，可约为25至100(英尺)3/分钟·(英尺)2；再具体地说，可约为50至100(英尺)3/分钟·(英尺)2。
另一方面，本发明提供了一种连续制造无皱纹、穿透干燥纸幅的造纸机器，它包括下列部件(a)流浆箱，用来往成形金属丝网上淀积造纸纤维的水悬浮液；(b)连续不断的成形编织带，用来接受造纸纤维的水悬浮液以做成湿纸幅；(c)连续不断的传送编织带，它贴近成形编织带，以使湿纸幅能从成形编织带被传送到传送编织带上；(d)促使湿纸幅从成形编织带被有效传送到传送编带上的设备；(e)可转动的穿透干燥筒，用来干燥湿纸幅；(f)连续不断的穿透干燥编织带，该编织带至少有一部分包绕着穿透干燥器，它的位置贴近传送编织带，以使湿纸幅能从传送编织带被传送到穿透干燥编织带上；(g)促使湿纸幅从传送编织带被有效传送到穿透干燥编织带上的设备；(h)可旋转的滚轴，用来卷绕干纸幅；(i)贴近滚轴的滚筒，用来帮助卷绕干纸幅；以及(j)将干纸幅从穿透干燥编织带传送到滚轴而不须经过开式牵引的设备。
再另一方面，在上述本发明的造纸机器中，将纸幅从穿透干燥编织带传送到滚轴的设备，包括下列部件(a)连续不断的第一干端传送编织带，它的位置贴近穿透干燥编织带，以便能将干纸幅传送到第一干端传送编织带上；(b)连续不断的第二干端传送编织带回路，它的位置贴近第一干端传送编织带，以使干纸幅能被夹在第一和第二干端传送编织带之间，其中所说的第二干端传送编织带围绕着滚筒，其空气渗透率约为200(英尺)3/分钟·(英尺)2或更大；以及(c)热风气翼，它位于第二干端传送编织带的回路内部，并贴近第二干端传送编织带，热风气翼产生气压，使干纸幅与第二干端传送编织带保持接触。
再另一方面，在上述本发明的造纸机器中，将纸幅从穿透干燥编织带传送到滚轴的设备，包括下列部件(a)连续不断的第一干端传送编织带，它的位置贴近穿透干燥编织带，以便能将干纸幅传送到第一干端传送编织带上；(b)连续不断的第二干端传送编织带回路，它的位置贴近第一干端传送编织带，以使干纸幅能被夹在第一和第二干端传送编织带之间，其中所说的第二干端传送编织带围绕着滚筒，其空气渗透率约为100(英尺)3/分钟·(英尺)2或更小。
另一方面，在上述本发明的造纸机器中，将纸幅从穿透干燥编织带传送到滚轴上去的设备，包括贴近穿透干燥编织带所设的滚筒，其位置安装得足够接近，以使干纸幅能被传送到滚筒上。
再另一方面，在上述本发明的造纸机器中，将纸幅从穿透干燥编织带传送到滚轴上去的设备，包括贴近穿透干燥编织带所设的真空滚筒，其位置安装得足够接近，以使干纸幅能被传送到真空滚筒上，该真空滚筒的位置贴近滚筒，以使干纸幅能从真空滚筒被传送到滚筒上。
本发明的上述方面和另外的方面将参照附图进行更加详细的描述。
附图简述
图1为在滚轴前使用开式牵引的、代表现有技术的制造无皱纹、穿透干燥纸巾的方法的流程简图。
图2为本发明利用具有高空气渗透率的连续编织带的制造无皱纹、穿透干燥纸巾的方法的流程简图。
图3为本发明利用具有低空气渗透率的连续编织带的制造无皱纹、穿透干燥纸巾的方法的流程简图。
图4为本发明利用单个滚筒直接从穿透式干燥编织带卷绕纸巾的制造无皱纹、穿透干燥纸巾的方法的流程简图。
图5为本发明利用两个滚筒直接从穿透干燥编织带卷绕纸巾的制造无皱纹、穿透干燥纸巾的方法的流程简图。
图6为一曲线图，它示出多种商品化的洗面纸巾、洗澡纸巾和纸毛巾单片的几何平均抗拉强度(GMT)对单片的机器运转方向(MD)抗拉强度的关系曲线，同时也示出用本发明的方法生产的若干实例的上述数据的关系曲线。
发明详述在说明上述各张附图时，同一装置都统一使用同一数码。为避免重复，在图1中详细描述过的多个装置，在以后诸图的描述中，对这些标有同一数码的装置，都不再赘述。
先看图1，图中所示为制造无皱纹、穿透干燥纸巾的有代表性的流程简图。所示的流浆箱1当内成形编织带3经过成形辊4时，将造纸纤维的水悬浮液淀积在内成形编织带3上。外成形编织带5则用来在纸幅通过成形辊时围抑纸幅并挤泻出一些水分。然后湿纸幅6就在真空传送滑轨9的帮助下从内成形编织带传送到湿端传送编织带8上。这次传送，传送编织带的运行速度优选采用低于成形编织带(急速传送)的速度来进行，以在最终纸巾中加进伸张度。然后湿纸幅就在真空传送辊12的帮助下被传送到穿透干燥编织带11上。穿透干燥编织带把纸幅载运到穿透干燥器13上方，它吹出热风穿透纸幅，在保护松密度的同时使纸幅干燥。根据传送速度和干燥器能力，在系列中可用一个以上的穿透干燥器(图中未示)。然后干纸巾15在真空传送辊17的帮助下被传送到第一干端传送编织带16上。纸巾在经过短时传送后即被夹在第一干端传送编织带和第二干端传送编织带18之间，以确实控制纸巾的行程。纸巾离开传送编织带后就经过一次开式牵引，图中标的数码为20，在这一段上，纸巾是没有支托的。然后，纸巾就穿越滚筒22和滚轴23之间的卷绕辊隙而被卷成纸巾卷25，随后即可进行改装，为纵切、切割、折叠和包装。
图2为本发明的方法的流程简图，图中取消了引向滚轴的开式牵引。流程的前端与图1所示的相同。纸巾在离开穿透干燥编织带后，就在真空传送辊17的帮助下被传送到第一干端传送编织带16上。适于用作第一干端传送编织带16的编织材料，可无限制条件地包括多种编织带，如Asten 934、Asten 939、Albany 59M、Albany Duotex DD207、Lindsay543等等。然后，纸巾就在第一干端传送编织带和第二干端传送编织带18之间被压缩，这第二干端传送编织带的空气渗透率比第一干端传送编织带为大，并包绕着滚筒22。适宜的第二干端传送编织带可无限制条件地包括Asten 960(空气渗透率约为300-400)、Appleton MillsQ53F型(空气渗透率约为400)、Appleton Mills Q53KY型(空气渗透率约为200)、Albany Duotex A81和Appleton Mills HC200型(空气渗透率约为200)。由于有辊子31产生的气流穿过下方编织带，就使纸巾能被传送到第二干端传送编织带18上。借助于所设的热风气翼30所产生的气压，使纸巾能保持在第二干端传送编织带的顶部表面上。热风气翼安装在编织带的底面上。然后，纸巾被载送到滚筒和滚轴23之间形成的卷绕辊隙中并被卷成纸巾卷25。
图3代表本发明的另一实施方案，它与图2所说明的方案相似，但图3中的第二传送编织带的空气渗透率比图2的方法所用的相应编织带要低得多。依靠降低第二干端传送编织带的渗透率，就可取消热风气翼，因为第二编织带的渗透率较低时，纸巾就倾向于自然而然地附着在该编织带上。在分离点上，由于真空作用而使纸巾跟随低渗透率的编织带前进。各个辊子没有一个通过编织带泵出空气，也不需要热风气翼。适用的低空气渗透率编织带可无限制条件地包括Asten 960干燥器编织带(空气渗透率约为50-100)、COFPA Mononap NP 50干燥器毡(空气渗透率约为50)以及Appleton Mills干燥器毡H53FH型(空气渗透率约为75)。
图4是本发明另一种方法的流程简图，其中纸巾15是直接从穿透干燥编织带11被传送到滚筒22上。这次传送是利用从滚筒内部发生的真空吸力和/或加压空气来完成的。然后，纸巾就在滚轴23上被卷成纸巾卷25。该方法比图2和图3的方法的优越之处在于取消了干端传送编织带。
图5是本发明相似于图4所述方法的另一方法的流程简图，但它是利用真空滚筒26来把纸巾15从穿透干燥编织带11传送并交给滚筒22，以便在滚轴23上卷绕成纸巾卷25。辊子22和26之间的辊隙可配置成能进行砑光作业。
图6为一曲线图，它示出了多种商品化的洗面纸巾、洗澡纸巾和纸毛巾单片的几何平均抗拉强度对单片的MD抗拉强度(以每3英寸样品宽度的克力数表示)的关系曲线，同时也示出本发明若干实例的上述数据的关系曲线。数码“1”、“2”和“3”表示商业上采用的一层、二层和三层的洗面、洗澡和毛巾产品。字母“A-E”指的是实施例1所制造的纸巾产品。数据点A和B特别显示出本发明能稳定生产并滚卷起低强度纸巾的能力。也存在着别种低强度纸巾，但在行业内部都知道，它们典型地是用降低机器速度和效率的办法生产出来的。本发明则允许以高速(3000英尺/分钟或更高)来生产这样的纸巾，在生产中由于干端纸巾断裂而引起的效率损失极小或没有。
实施例实施例1为了进一步说明本发明，已在商品化纸巾机上利用基本上如图1所示的方法生产出了若干卷低强度的无皱纹穿透干燥纸巾。更具体地说，做出了一种三层单片的洗澡纸巾，其中两外层包含有分散的脱胶Aracruz桉树纤维，中心层则包含有精制的北方软材牛皮纸纤维NB-50。
在制作前，桉树纤维先做成纸浆，保持稠度为10％ 15分钟，然后脱水到30-40％的稠度。然后把该纸浆倒入Maule轴式弥散器中，该弥散器工作在194°F(90℃)的温度下，输入功率为每吨3.2马力-日(折合每吨2.6千瓦-日)。弥散后即往纸浆中加入软化剂(Berocell596)，添加量为每吨干纤维加15磅Berocell(0.75重量百分数)。
软材纤维做成7％稠度的纸浆，保持30分钟后稀释为3.5％的稠度，同时，分散的脱胶桉树纤维也稀释为3.5％的稠度。总的分层纸重按分散的桉树纤维/精制的软材纤维/分散的桉树纤维分劈，为30％/40％/30％。中心层精制到要求的水准，以使达到目标强度值，而两外层则提供表面柔软性和松密度。往中心层中加入了Parez 631 NC，添加量为每吨中心层纸浆加11磅(5.0公斤)。
使用了一只三层的流浆箱来形成湿纸幅，在流浆箱的中心层中放入精制的北方软材牛皮纸原料，以为上述的三层产品做出单一的中心层。湍流发生电极头安装得凹入限幅板约3英寸(75毫米)，而分层器则伸出限幅板约6英寸(150毫米)。限幅板的净开口为约1.22英寸(31毫米)，中心层的水流量约为每个外层的两倍。送入流浆箱的原料稠度约为0.1重量百分数。
三层的纸巾是在成对金属丝网和抽气式辊子上做成的，前者包括两个成形编织带(图1中的5和3)，分别为Asten 866和Asten 856编织带。成形编织带的速度为每秒15.2米。然后，这新形成的纸幅在被传送到传送编织带上以前，就利用来自成形编织带下方的真空抽吸作用而脱水到约20-27％的稠度，传送编织带的运行速度为每秒11.7米(30％急速传送)。传送编织带为Albany Duotex R-12。真空滑轨降压约6-15英寸(150-380毫米)水银柱真空度，用以把纸幅传送到传送编织带上。
然后，纸幅被传送到穿透干燥编织带(Lindsay Wire T216-3)上。穿透干燥编织带的运行速度约为每秒11.7米(约合每分钟2200英尺)。纸幅被载运到Honeycomb穿透干燥器上方，其工作温度约为350°F(175℃)，纸幅被干燥到最终干燥度约98％的稠度。
然后，纸幅不经开式牵引就被送往滚轴，这是按照图2所述的高渗透率编织带的方案。第一干端传送编织带为Asten 960，而第二干端传送编织带为Albany Duotex A81。第二干端传送编织带的空气渗透率为410(英尺)3/分钟·(英尺)2，此时压差水柱为0.5英寸。在第二干端传送编织带下方第一第二传送带分离点处须安装热风气翼。该气翼在第二干端传送编织带下方造成一个低压区，而使纸巾紧随编织带。
在这些条件下生产出了若干卷低强度无皱纹穿透干燥纸巾。全都是每平方米定量约30克。强度参数如表1所示。
表1机器运行方机器运行方 横向抗 横向伸 几何平均向抗拉强度 向伸张度 拉强度 张度 抗拉强度1-A 33315 185 8.9 2481-B 38816 199 9.8 2771-C 53518 289 12.6 3891-D 56018.5249 9.9 3731-E 80520 466 10.9 612这些数据在图6中由A-E各点来代表。它说明本发明商品化生产和卷绕低强度纸巾的能力。
给出上述实施例是为了对本发明进行说明，可以理解的是，不把这些实施例解释为是用来限制本发明的范围的，本发明的范围将由下述权利要求及与之相关的所有等同物来限定。
权利要求
1.制造无皱纹、穿透干燥纸巾的方法，它包括把造纸纤维的水悬浮液淀积到成形编织带上做成湿的纸幅；把湿纸幅传送到穿透干燥编织带上；将纸幅进行穿透干燥做成纸巾；以及这样来把纸巾传送到滚轴上，即将纸巾在滚轴与滚筒之间形成的卷绕辊隙中被卷绕到滚轴上而不经过开式牵引。
2.权利要求1的方法，其中(a)纸巾是利用真空辊从穿透干燥编织带被传送到第一干端传送编织带上的；(b)纸巾系在第一干端传送编织带和第二干端传送编织带的顶面之间被夹带，该第二干端传送编织带的底面有一部分包绕着滚筒；(c)纸巾被传送到第二干端传送编织带的顶面后被气压保持在其上，该气压是由安装在第二干端传送编织带底面处的热风气翼所造成的；以及(d)纸巾被卷绕到滚轴上。
3.权利要求2的方法，其中第二干端传送编织带的空气渗透率约为每分钟每平方英尺200立方英尺或更大。
4.权利要求2的方法，其中第二干端传送编织带的空气渗透率约为每分钟每平方英尺200至500立方英尺。
5.权利要求2的方法，其中第二干端传送编织带的空气渗透率约为每分钟每平方英尺300至400立方英尺。
6.权利要求1的方法，其中(a)纸巾是利用真空辊从穿过干燥编织带被传送到第一干端传送编织带上的；(b)纸巾系在第一干端传送编织带和第二干端传送编织带的顶面之间被夹带，该第二干端传送编织带的底面有一部分包绕着滚筒；(c)纸巾被传送到第二干端传送编织带的顶面；以及(d)纸巾被卷绕到滚轴上。
7.权利要求5的方法，其中第二干端传送编织带的空气渗透率约为每分钟每平方英尺100立方英尺或更小。
8.权利要求5的方法，其中第二干端传送编织带的空气渗透率约为每分钟每平方英尺25至100立方英尺。
9.权利要求5的方法，其中第二干端传送编织带的空气渗透率约为每分钟每平方英尺50至100立方英尺。
10.权利要求1的方法，其中纸巾系直接从穿透干燥编织带被传送到滚筒上并被卷绕到滚轴上。
11.权利要求1的方法，其中纸巾系直接从穿透干燥编织带被传送到第一滚筒上，随后立即被传送到第二滚筒上并被卷绕到滚轴上。
12.权利要求1的方法，其中纸巾的速度约为每分钟2000英尺或更高。
13.权利要求1的方法，其中纸巾的速度约为每分钟3000英尺或更高。
14.能连续制造无皱纹、穿透干燥纸幅的造纸机器，它包括下列部件(a)流浆箱，用来往成形金属丝网上淀积造纸纤维的水悬浮液；(b)连续不断的成形编织带，用来接受造纸纤维的水悬浮液以做成湿纸幅；(c)连续不断的传送编织带，它贴近成形编织带，以使湿纸幅能从成形编织带传送到传送编织带上；(d)促使湿纸幅从成形编织带被有效传送到传送编织带上的设备；(e)可转动的穿透干燥筒，用来干燥湿纸幅；(f)连续不断的穿透干燥编织带，该编织带至少有一部分包绕着穿透干燥器，它的位置贴近传送编织带，以使湿纸幅能从传送编织带被传送到穿透干燥编织带上；(g)促使湿纸幅从传送编织带被有效传送到穿透干燥编织带上的设备；(h)可旋转的滚轴，用来卷绕干纸幅；(i)贴近滚轴的滚筒，用来帮助卷绕干纸幅；以及(j)将干纸幅从穿透干燥编织带传送到滚轴而不须经过开式牵引的设备。
15.权利要求1的造纸机器，其中将纸幅从穿透干燥编织带传送到滚轴上的设备，包括下列部件(a)连续不断的第一干端传送编织带，它的位置贴近穿透干燥编织带，以便能将干纸幅传送到第一干端传送编织带上；(b)连续不断的第二干端传送编织带回路，它的位置贴近第一干端传送编织带，以使干纸幅能被夹在第一和第二干端传送编织带之间，其中所说的第二干端传送编织带围绕着滚筒，其空气渗透率约为每分钟每平方英尺200立方英尺或更大；以及(c)热风气翼，它位于第二干端传送编织带回路内部，并贴近第二干端传送编织带，热风气翼产生气压，使干纸幅与第二干端传送编织带保持接触。
16.权利要求1的造纸机器，其中将纸幅从穿透干燥编织带传送到滚轴的设备，包括下列部件(a)连续不断的第一干端传送编织带，它的位置贴近穿透干燥编织带，以便能将干纸幅传送到第一干端传送编织带上；以及(b)连续不断的第二干端传送编织带回路，它的位置贴近第一干端传送编织带，以使干纸幅能被夹在第一和第二干端传送编织带之间，其中所说的第二干端传送编织带围绕着滚筒，其空气渗透率约为每分钟每平方英尺100立方英尺或更小。
17.权利要求1的造纸机器，其中将纸幅从穿透干燥编织带传送到滚轴上去的设备，包括贴近穿透干燥编织带所设的滚筒，其位置安装得足够接近，以使干纸幅能被传送到滚筒上。
18.权利要求1的造纸机器，其中将纸幅从穿透干燥编织带传送到滚轴上去的设备，包括贴近穿透干燥编织带所设的真空滚筒，其位置安装得足够接近，以使干纸幅能被传送到真空滚筒上，该真空滚筒的位置贴近滚筒，以使干纸幅能从真空滚筒被传送到滚筒上。
全文摘要
本说明书公开了一种制造无皱纹、穿透干燥纸巾的方法,其中干的纸巾(15)是用编织带(18)全程支托着直到滚轴(23)。本方法消除了穿透干燥器(13)与滚轴(23)之间的开式牵引,因而也就消除了通常伴随开式牵引而来的纸张断裂。此外,纸巾的机器运行方向强度也可降低,因为为了在现有方法中通常都有的开式牵引而增大强度是不必要的。降低机器运行方向强度本身就使生产出强度更均匀、更小硬度的纸巾成为可能,这些都会改善产品的触觉性能。
文档编号D21F11/14GK1179190SQ96192799
公开日1998年4月15日 申请日期1996年1月26日 优先权日1996年1月26日
发明者J·S·鲁高斯基, M·J·雷科斯基, P·S·连, R·F·格罗帕, P·A·B·L·M·阿诺德 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司