造纸织物及包括此织物的相关方法
【专利说明】造纸织物及包括此织物的相关方法
[0001 ]本申请是分案申请，原申请的申请日为2009年I月28日，申请号为200980111575.8，发明创造名称为“造纸织物及包括此织物的相关方法”。
[0002]本发明的背景
技术领域
[0003]本发明涉及织造的无端环状造纸织物，其构造成用于支撑湿纸幅以进行脱水，所述织物限定机器方向，并包括一致的可透部分和在机器方向沿织物延伸的一对横向间隔开的条带部，各条带部基本一致地不可透气，并在其间限定可透部分。本发明还涉及相关的干燥部以及方法。
【背景技术】
[0004]在具有代表性的造纸过程中，纤维浆(S卩，含水木浆或纤维素纤维混合物)从流料箱沉积到移动的成形网(forming wire)上。成形网的多孔结构允许纤维楽的一部分水穿过成形网排出，其中，留下的纤维素纤维彼此粘附，形成纤维网。在纤维浆沉积过程中，由于成形网在机器方向移动，形成细长的湿纸幅。此外，例如图1所示的代表性造纸机通常构造成制造具有特定宽度的纸幅，因此，通常必须在边缘修整处理中对形成在成形网上的湿纸幅进行横向边界修整。在将纸幅沿机器方向朝下游引导以进行进一步处理(包括例如压榨部和/或干燥部)之前，边缘修整使纸幅具有经限定的横向边缘。
[0005]在一个边缘修整处理中，随着成形网(S卩，内侧成形网)在机器方向传送成形纸幅，通过喷水口或喷嘴朝成形纸幅喷高压水流，例如图2所示。从喷头/喷嘴喷出的水形成稳定水流，其具有足够高的压力，能够将纤维切成限定的纸张宽度，或者以限定的纸张宽度有效地将纤维推开，但是，水流的压力也要足够低并且水流应为层流，以减少水喷溅到被切部分之外的纸幅剩余部分上。还必须对水流进行调节，以防止损坏成形网。这种边缘修整处理通常在纸幅干燥度为12%至30%时进行，结果限定了纸幅的横向最外侧边缘。在一些造纸过程中，在机器方向更下游(即，造纸处理中靠后的步骤)会进行二次切割操作，通常称作内侧边缘切割。在任何情况下，边缘切割或边缘修整系统通常要求大量的清水、管道以及用于控制水流动的相关设备、多个过滤器、动力驱动栗、以及喷头/喷嘴，喷头/喷嘴带有用于纸幅的每次切割和每种切割类型的适当控水配置。因此，例如，边缘切割或边缘修整系统成本高、维护密集、浪费资源(水)和能源，并且，难以将其精确装配以与例如在造纸过程中沿机器方向的真空拾取箱(pickup vacuum box)的边缘、成型箱的边缘、以及空气穿透干燥器(TAD)所安装的定边带对齐。
[0006]在一些造纸处理中，纸幅行进经过边缘修整处理之后，引导纸幅经过脱水处理，例如干燥处理。在这种干燥处理中，可使用一个或多个空气穿透干燥器(TAD)来干燥纸幅。典型的TAD包括筒形辊(或者在本文中称为“TAD烘筒”)，其中，形成筒形辊的外壳配置并构造成允许空气穿过筒形外壳，在干燥处理过程中，纸幅至少部分围绕筒形外壳。TAD还包括罩，该罩构造成基本围绕TAD辊，其中，通常将空气加热并引导空气从罩穿过外壳进入辊，或者使空气从辊穿过外壳进入罩。在任何情况下，引导空气穿过卷绕在辊上的纸幅有利于纸幅的干燥。在传送纸幅通过TAD时，纸幅通常由无端环状的纸幅载运织物(或者本文中称为“TAD织物”)支撑。因此，被引导穿过纸幅的空气必须也穿过TAD织物。
[0007]然而，在一些情况下，用于载运纸幅穿过TAD的TAD织物是造纸过程中成本较高的部分。例如，为了限定TAD的“干燥区域”，可以以横向间隔开的方式将机械定边带安装在烘筒上。也就是说，在TAD烘筒的边缘/凸缘处或在该处附近，横过TAD烘筒以物理方式设置定边带，这种定边带可以是例如不可透过材料的不可透过带，以阻断穿过TAD烘筒外壳的气流或者对此气流重新进行引导。在这种配置中，在横过辊宽度方向的两个间隔开位置处，将定位带安装到TAD烘筒上，以及，TAD织物进一步配置成横向延伸越过辊并越过两个定位带。因而，TAD织物在两个定位带之间的宽度限定TAD干燥区域，在此干燥区域中，具有此宽度的纸幅可由TAD干燥。然而，这种定位带的一个缺点是，由于例如辊的热膨胀特性，很难精确确定定位带相对于辊的定位以限定干燥区域。就此而言，可先使用临时定位带，在装配造纸机时，使用临时性粘合剂将这种由例如聚四氟乙稀(polytetraf luoroethy Iene)材料制成的临时定位带固定于棍ο在某些情况下，由于需要时间和反复试验的资源来确定定位带的合适位置，这种先期装配成本很高。
[0008]一旦确定了临时定位带的合适位置，可以将用于长期造纸处理的定位带安装到辊上。这种定位带可以由更耐用的材料制成，例如不锈钢，在已确定的位置处，将这种定位带焊接至辊或其端环。然而，这种金属定位带的一个缺陷是，在特定情况下，定位带会引起辊或其端环的腐蚀。此外，很难对这些安装到辊上的定位带的底部/周围进行清洁。同样，在先期装配和实际(长期)制造两种情况之间，机器参数会变化，这继而改变了对定位带的要求。就此而言，可以直到制造之前再安装定位带，实施这种方式会导致延误和/或日程安排的问题。结果，由于时间和资源，长期造纸过程用定位带的安装成本也很高。
[0009]在使用TAD(具有固定于TAD辊的定位带)的造纸机中，在此干燥的纸幅通常被运送至IjTAD织物或布，从而，织物在纸幅各边缘与各自相邻的定位带之间存在开放的横向间隙(open lateral gap)，例如图3所示。可能需要这样一种装置，例如，其用于减少纸幅和/或织物/布横向偏移使得纸幅延伸到定位带外侧而不能干燥的情况。通过蒸发，引导到织物所支撑纸幅的加热空气使纸幅干燥，并且，通过例如蒸发冷却机构，实质保护织物不受加热空气的最高温度(full temperature)的损害。纸幅还构成空气穿过纸幅的阻力，其中，空气因此更容易流动穿过阻力最小的路径，该路径主要包括纸幅各边缘与各自定位带之间的织物间隙。然而，这样的结果是，在纸幅干燥处理期间，织物间隙暴露于以最高温度供给的空气，这样仅在织物的织物间隙区域加热织物。通常，加热空气的温度越高，干燥纸幅所用时间越短，这继而能够提高造纸机的速度。然而，在较高温度时，干燥空气的高温和/或机械磨损容易引起织物的过早老化，尤其是在间隙区域。就此而言，老化织物的频繁更换导致更换织物所带来的高成本，以及机器停机时间的成本。
[0010]为了处理/减小织物老化的问题，一些造纸机采用多种织物边缘保护措施，例如，气刀边缘冷却，如图4所示。在气刀边缘冷却处理中，冷却空气紧邻热空气(供自TAD用加热空气供给管)吹到织物间隙区域。将冷却空气导向织物间隙，从而在纸幅横向边缘附近产生冷却空气墙，能减少穿过织物间隙的热空气的量，同时对间隙中的织物进行冷却。然而，气刀边缘冷却对于例如不稳定气压(即，热空气和冷却空气供给压力之间的不平衡)、或者空气供应角度方向的不精确较为敏感。在这种情况下，会导致纸张较湿，或者导致气刀失效。此外，气刀无法处理某些新型TAD造纸机中的高温供给空气。另外，气刀系统设备密集，要求风扇、管道、传感器以及相关的设备。就此而言，气刀系统成本高、装配/安装困难且复杂，加工过程变化时更换困难/昂贵、尺寸大、体积大、维护密集、能效低、并且即使安装适当也仅在边缘处有效。
[0011]在一些情况下，也可以使用喷水边缘保护系统(参见例如美国专利N0.6，314，659)，如图5所示，用于保护间隙附近的织物。虽然此种方法在保护织物方面有效，但是需要大量的装置，要将其适当装配很复杂，并且要遇到大量的维护问题。
[0012]由于纸幅的宽度通常由“永久安装”的TAD定位带(或“定位装置”)来确定，因而，对于一些现有的用于处理TAD造纸机中纸幅各横向边缘附近织物间隙的装置和方法来说，其不能提供简单有效的方法来改变造纸机所能处理的纸幅的宽度。此外，如上文所述的用于处理织物间隙的方法通常浪费能量和能源(即，由于例如织物带入TAD中的水的传热较差并且需要将其去除，导致高能耗)，并且，总体上对于所需达到的目的来说不是特别有效。
[0013]因此，需要一种用于确定造纸机中纸幅宽度的系统、装置以及方法，特别是具有有效加工处理方式的TAD造纸机。解决方案最好应包括最少量的装置，应相对简单并且成本效果合算，应能够容易地针对不同纸幅宽度进行更换而没有大量的装配和测试要求，以及，应便于造纸机的维护。理想的是，这种解决方案还应为干燥织物的织物间隙提供保护，从而避免或减少其过早老化，同时解决能耗问题(例如由干燥织物带入TAD中的水量)，以及，更充分和有效地利用TAD中用于干燥纸幅的加热空气。
【发明内容】
[0014]通过本发明能够满足上述及其他需求，本发明涉及一种织物，其特征是，可透部分适合于，由其所支撑的湿纸幅延伸横过其全部宽度，从而，排除不可透过条带部，可透部分构造成，允许被引导至其上的空气从其流动穿过，使得仅可透部分所支撑的湿纸幅脱水，从而，不可透过条带部之间的可透部分的宽度限定进行脱水的湿纸幅的对应宽度。
[0015]S卩，本发明的一个方面包括一种造纸织物，其构造成支撑湿纸幅用于脱水，造纸织物包括无端环状的纸幅载运织物，该纸幅载运织物仅由织造材料形成，以具有单一的、基本一致的透过性，纸幅载运织物限定机器方向，并包括相对的横向边缘；以及一对横向间隔开的条带部，条带部在机器方向沿纸幅载运织物延伸，各条带部基本一致地不可透过空气并具有基本一致的平滑表面，该平滑表面适合于不保留水，在两个条带部之间限定纸幅载运织物的可透部分，可透部分适合于，由其所支撑的湿纸幅延伸横过其全部宽度，从而，排除不可透过条带部，可透部分构造成，允许引导至其上的空气从其穿过，使得仅可透部分所支撑的湿纸幅脱水，从而，不可透过条带部之间可透部分的宽度限定进行脱水的湿纸幅的宽度。
[0016]本发明的另一方面提供一种用于干燥湿纸幅的系统，包括至少一个空气穿透干燥器，该空气穿透干燥器具有烘筒，该烘筒由构造成允许空气从中穿过的外壳限定。烘筒进一步构造成在机器方向转动。无端环状干燥织物仅由织造材料形成，以具有单一的、基本一致的可透过性。干燥织物限定机器方向，具有相对的横向边缘，并卷绕烘筒的至少一部分。干燥织物进一步包括一对横向间隔开的条带部，条带部在机器方向沿干燥织物延伸，其中，各条带部具有基本一致的平滑表面，该平滑表面适合于不保留水。在两个条带部之间限定干燥织物的纸幅载运部分。干燥织物的纸幅载运部分构造成，在其纸幅侧表面上，由其所支撑的湿纸幅延伸横过其全部宽度，从而，排除条带部，干燥织物的纸幅载运部分构造成，允许由至少一个空气穿透干燥器引导至其上的空气从其流动穿过，使得仅干燥织物的纸幅载运部分所支撑的湿纸幅进行干燥。从而，干燥织物条带部之间的纸幅载运部分的宽度限定由至少一个空气穿透干燥器干燥的湿纸幅的宽度。
[0017]S卩，本发明的另一方面提供一种用于干燥湿纸幅的系统，包括:至少一个空气穿透干燥器，该空气穿透干燥器具有烘筒，该烘筒由构造成允许空气从中穿过的外壳限定，烘筒进一步构造成在机器方向转动；以及，无端环状干燥织物，其仅由织造材料形成，以