CZ2000807A3 - Sušící prostředek s omezovači clonou a zmenšenou povrchovou energií, způsob jeho výroby a postup výroby papíru s jeho pomocí - Google Patents

Abstract

Sušící mikroporézní prostředek obsahuje omezovači clonu pro tok vzduchu strukturou a alespoňjednu vrstvu, která má póry a první povrch a protilehlý druhý povrch, první vrstva a póry mají povrchovou energii menší než 460'5N. Způsob výroby tohoto prostředku zahrnuje uspořádání vrstvy sušení průtokovým vzduchem s omezovači clonou a dále potažení prvního povrchu a pórů vrstvy povlakem, majícímpovrchovou energii menší než 460'5N. Tento prostředek se použije při způsobu výroby hedvábného papíru, kteiý probíhátak, že se zajistí struktura v počáteční fázi výroby a zajistí se také prostředek a poté následuje uspořádání struktuiy na prostředku. Dále probíhá protékání vzduchu strukturou, vrstvou a prostředkem, čímžje ze struktury odstraňována voda, a nakonec dojde k sejmutí struktury z prostředku.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro absorpční struktury v počáteční fázi jejich výroby, které jsou sušeny průtokem vzduchu, aby se z nich staly celulózové vláknité struktury; a obzvláště zařízení zajišťujícího úspory energie během tohoto postupu sušení průtokovým vzduchem.

Dosavadní stav techniky

Absorpční struktury obsahují vláknité struktury na bázi celulózy, absorpční pěny atd. Celulózové vláknité struktury se staly základním artiklem každodenního života. Celulózové vláknité struktury nalezneme v kosmetických či hygienických kapesníčcích, toaletních papírech a papírových ručnících.

Při výrobě celulózových vláknitých struktur je na formující síto nanášena kaše celulózových vláken rozptýlených v tekutém, nosiči a je formována počáteční struktura (pás). Výsledná mokrá počáteční struktura může být sušena jakýmkoli z několika známých prostředků či jejich kombinací, z nichž každý z těchto sušících prostředků ovlivňuje vlastnosti výsledné celulózové vláknité struktury. Například, sušící prostředky a postup mohou ovlivnit měkkost, hmatnost, pevnost • · · · · 4 »2' v tahu a schopnost absorpce výsledné celulózové vláknité struktury. Rovněž tyto prostředky a postup použité k sušení celulózové vláknité struktury ovlivňují rychlost, jíž může být vyráběna a to bez toho, aby byla rychlost těmito sušícími prostředky a postupem omezována.

Příkladem jednoho sušícího prostředku jsou plstěné pásy. Plstěné sušící pásy se již dlouho používají k odvodňování celulózové vláknité struktury v počátečném stadiu výroby prostřednictvím kapilárního toku nosné tekutiny do propustného plstěného prostředku, udržovaného v kontaktu s počáteční strukturou. Avšak, odvodnění celulózové vláknité struktury do a použití plstěného pásu má za následek celkové stejnoměrné stlačení a zhuštění počáteční sušené celulózové vláknité struktury. Výsledný papír je často tuhý a není měkký na dotyk.

Sušení plstěnými pásy může být napomáháno vakuem anebo protilehlými lisovacími válci. Tyto tlačné válce maximalizují mechanické stlačení plsti proti celulózové vláknité struktuře. Příklady sušení plstěnými pásy jsou znázorněny v patentu US č. 4 329 201, uděleném 11. května 1982,

Boltonovi; a v patentu US č. 4 888 096, uděleném 19. prosince 1989, Cowanovi et al.

V této technice je známo sušení celulózových vláknitých struktur vakuovým odvodňováním, bez pomoci plstěných pásů. Vakuové odvodňování celulózové vláknité struktury odstraňuje mechanicky vlhkost z celulózové vláknité struktury zatímco je tato vlhkost v tekuté podobě. Navíc, pokud je použito ve spojení s typem pásu s formovací šablonou, vakuum odchyluje samostatné oblasti celulózové vláknité struktury do kanálků sušících pásů a výrazně přispívá množstvím vlhkosti v rozmanitých oblastech odchýlených k rozdílným celulózové vláknité struktury. Podobně je v dané technice • · · · · · · · ··· ·· ·· · ··· ···· • · φ···· · · · · • · ·· ····· ···· ····· ·· · · rovněž známo sušení celulózové vláknité struktury vakuem napomáhaným kapilárním tokem, použitím porézního válce s přednostními velikostmi pórů. Příklady těchto vakuem řízených sušících technik jsou znázorněny ve společně přiděleném patentu US č. 4 556 450, uděleném 3. prosince 1985, Chuangovi et al.; a v patentu US č. 4 973 385, uděleném 27. listopadu, 1990, Jeanovi et al.

V ještě jednom sušícím postupu bylo dosaženo značného úspěchu sušením počátečního pásu struktury celulózové vláknité struktury sušením průtokem vzduchu. V typickém postupu sušení průtokovým vzduchem nesou počáteční strukturu k sušení perforované, vzduchem prostupné pásy. Tok horkého vzduchu prochází celulózovou vláknitou strukturou, pak skrze propustný pás anebo obráceně. Tok vzduchu v zásadě suší počáteční celulózovou vrstvu odpařováním. Oblasti shodující se s a odchýlené do otvorů ve vzduchem propustném pásu jsou sušeny přednostně. Oblasti shodující se s kloubovými spoji ve vzduchem propustném pásu jsou tokem vzduchu sušeny v menší míře.

V dané technice bylo dosaženo několika zdokonalení vzduchem propustných pásů, používaných při sušení průtokem vzduchu. Například, vzduchem propustný pás může být vyroben s velkou otevřenou plochou, t.j., alespoň čtyřiceti procent. Anebo může mít pás prostupnost vzduchem omezenou. Omezený prostup vzduchem může být docílen nanesením pryskyřicové směsi k uzavření štěrbin mezi tkanými přízemi v pásu. Sušící pás muže být napuštěn kovovými částicemi, aby se zvýšila jeho tepelná vodivost a zmenšila jeho sálavost nebo, alternativně, může být sušící pás sestaven z fotosenzitivní pryskyřice zahrnující spojitou síť. Sušící pás může být speciálně přizpůsoben pro toky s vysokými teplotami, až do asi 815°C (1500°F) . Příklady takovéto sušicí techniky s průtokovým • ···· ·· ···· ·· ·· • · · ··· ·««· • · ····· · · · * <β · ·· · · · · ·· · • · · · · · · · · • · · · ····· ·· · · vzduchem se nalézají v patentu US Věc: 28 459, znovuuděleném 1. července 1975, Cole et al.; v patentu US č. 4 172 910, uděleném 30. října 1979, Rotar; v patentu US č. 4 251 928, uděleném 24. února 1981, Rotar et al.; ve společně přiděleném patentu US č. 4 528 239, uděleném 9. července 1985, Trokhan; zde zapracované odkazem; a patentu US č. 4 921 750, uděleném 1. května 1990, Toddovi. Navíc bylo v dané technice provedeno několik pokusů o regulování sušícího profilu celulózové vláknité struktury zatímco je tato stále ještě v počáteční fázi své výroby. Tyto pokusy mohou používat buď sušící pás či infračervenou sušičku ve spojení se sušičkou Yankee. Příklady profilovaného sušení jsou znázorněny v patentu US č. 4 583 302, uděleném 22. dubna 1986, Smithovi; a patentu US č. 4 942 675, uděleném 24. července 1990, Sundovistovi.

Předchozí technika, i když konkrétně oslovovala sušení průtokovým vzduchem, neřeší problémy, k nimž dochází při sušení celulózové vláknité struktury s více oblastmi. Například, první oblast celulózové vláknité struktury mající menši absolutní vlhkost, hustotu či plošnou váhu než má druhá oblast, bude mít typicky poměrně větší průtok vzduchu sebou než má druhá oblast. K tomuto relativně většímu toku vzduchu dochází, protože první oblast s menší absolutní vlhkostí, hustotou či plošnou vahou, představuje proporcionálně menší odpor vůči toku vzduchu procházejícímu touto oblastí.

Tento problém se obnovuje, když je celulózová vláknitá struktura s více oblastmi a vyvýšeninami k sušení přesunuta do sušícího bubnu Yankee. Na sušícím bubnu Yankee jsou izolované samostatné oblasti celulózové vláknité struktury v těsném kontaktu s obvodem ohřívaného válce a horký vzduch z krytu je zaváděn k povrchu celulózové vláknité struktury proti ohřívanému válci. Avšak, k typicky nejtěsnějŠímu dotyku se sušícím bubnem Yankee dochází v oblastech s vysokou hustotou nebo plošnou vahou. Potom co je z celulózové vláknité struktury odstraněna určitá vlhkost, oblasti s vysokou hustotou či vysokou plošnou vahou nejsou tak suché jako oblasti s nízkou hustotou či plošnou vahou. Sušení oblastí s nízkou hustotou přednostně nastává konvekčním přenosem tepla z proudu vzduchu v krytu sušícího bubnu Yankee. Podle toho musí být rychlost výroby celulózové vláknité struktury zpomalena, aby se kompenzovala větší vlhkost v oblastech s vysokou hustotou anebo vyšší plošnou vahou. Aby se umožnilo úplné vysušení oblastí s vysokou hustotou a vysokou plošnou vahou celulózové vláknité struktury a k předejití navulkanizování či pálení již usušených oblastí s nižší hustotou a nízkou plošnou vahou vzduchem z krytu, musí být teplota vzduchu krytu sušičky Yankee snížena a doba setrvání celulózové vláknité struktury v krytu sušičky Yankee musí zvýšena, což zpomaluje rychlost výroby.

Dalším nedostatkem přístupů předchozí techniky (s výjimkou těch, jež používají mechanického stlačení jako jsou plstěné pásy) je, že každý se spoléhá na nesení celulózové vláknité struktury k sušení. Tok vzduchu je namířen směrem k celulózové vláknité struktuře a přenášen skrze nosný pás či, alternativně, proudí skrze sušící pás do celulózové vláknité struktury. Rozdíly v nízkém odporu skrze pás anebo skrze celulózovou vláknitou strukturu, násobí rozdíly v rozdělování vlhkosti uvnitř celulózové vláknité struktury a/nebo vytváří rozdíly v distribuci vlhkosti tam, kde předtím žádné nebyly.

Jedno zdokonalení v technice, které se zabývá tímto problémem, je znázorněno ve společně přiděleném patentu US č. 5 274 930, uděleném 4. ledna 1994, Ensignovi et al., a popisuje sušení celulózové vláknité struktury s omezovači clonou ve spojení se sušením průtokovým vzduchem, kterýžto • · · · · · · · · · · ·· • fe · ··· ··· • · ····· ··· • · fefefe ····· • fe fefe · ··· fe·· · ····· · · patent je zde zapracován odkazem. Tento patent hlásá zařízení využívající prostředku pro sušení mikropóry, který má větší odolnost vůči toku než štěrbiny mezi vlákny celulózové vláknité struktury. Mikroporézním prostředkem je tudíž v postupu sušení průtokem vzduchu omezovači clona v postupu sušení průtokem vzduchu, takže se v tomto sušícím postupu dosahuje stejného, či alespoň stejnoměrnějšího, rozdělení vlhkosti.

Ještě jiná vylepšení v této technice, jež řeší problémy sušení, jsou znázorněna ve společně přidělených patentech US čísel: 5 543 107, uděleném 1. srpna 1995, Ensignovi et al.; 5 584 126, uděleném 19. prosince 1996, Ensignovi et al.; a 5 584 128, uděleném 17. prosince 1996, Ensignovi et al.; obsah těchto patentů je zde zapracován referencí. Patenty Ensigna et al. 126 a Ensigna et al. 128 hlásají zařízení s vícezónovým omezováním clony pro celulózové vláknité struktury sušené průtokem vzduchu. Avšak, Ensign et al. 126, Ensign et 128 a Ensign et al. 930 nehlásají, jak minimalizovat pokles tlaku v mikroporézním sušícím prostředku při čelení tekutině či dvoj fázovému toku. Velikost tohoto poklesu tlaku je důležitou. Když se pokles tlaku, při dané míře toku, skrze tento prostředek zmenšuje, je potřeba menšího výkonu k pohánění větráku(ů) protahujících vzduch tímto zařízením. Zmenšení výkonu větráku je důležitým zdrojem energetických úspor. Z toho plyne, že při ekvivalentním výkonu a poklesu tlaku, může být celulózovou vláknitou strukturou tažen dodatečný proud vzduchu, čímž se zvyšuje intenzita sušení. Zvýšená míra sušení umožňuje zvýšené prosazování materiálu v papírenském stroji.

Sušící zařízení průtokem vzduchu s omezovači clonou má podle patentu Ensigna et al. 107 jednu nebo více zón buď se • ···· ·· ···· ·· ·· • · · · · · ···« • · ····· · · · · • · · · · · · · · • · · · · · · · · · · ·· subatmosférickým či pozitivním tlakem, k podpoře toku v obou směrech.

Žadatele neočekávaně nalezli způsob zpracování mikroporézního sušícího prostředku zařízení předchozí techniky, ke snížení poklesu tlaku v konstantním toku tekutiny nebo ve dvojfázovém toku, či, alternativně, ke zvýšení tekutého či dvoj fázového toku za konstantního poklesu tlaku. Navíc bylo neočekávaně zjištěno, že tento vynález může být namontován na mikroporézní sušící zařízení předchozí techniky bez jejich významného předělávání.

Zařízení tohoto vynálezu může být používáno k výrobě papíru. Papír může být sušen tradičně anebo sušen průtokem vzduchu. Jestliže má být papír sušen průtokem vzduchu, může být sušen tak jak je to popsáno ve společně přidělených patentech US čísel: 4 191 609, uděleném 4. března 1980, Trokhanovi; či výše zmíněném patentu 4 528 239; obsahy těchto patentů jsou zde zapracovány referencí. Jestliže má být papír sušen tradičně, může být sušen tradičně jak to popisuje společně přidělený patent US č. 5 629 052, udělený 13. května 1997, Trokhanovi et al.; jeho obsah je zde zapracován referencí.

Podle toho je cílem tohoto vynálezu poskytnout sušící zařízení s průtokem vzduchu s omezovači clonou, mající mikroporézní prostředek, jež může být užito k výrobě celulózových vláknitých struktur. Cílem tohoto vynálezu je, navíc, poskytnutí sušícího zařízení s průtokem vzduchu s omezovači clonou, jež zkracuje čas nutného setrvání struktury počáteční fáze výroby na něm a/nebo vyžaduje méně energie, než se dříve uvažovalo v předchozí technice. Konečně je cílem vynálezu poskytnout sušící zařízení s průtokem vzduchu s omezovači clonou, mající mikroporézní prostředek, jenž je použitelný se zařízením relevantní předchozí techniky, kteréžto zařízení

přednostně je nebo má alespoň jednu zónu s diferenčním tlakem větším než je prolamovací tlak.

Podstata vynálezu

Vynález zahrnuje mikroporézní prostředek k použití při výrobě papíru. Postup výroby papíru může obsahovat sušení průtokem vzduchu. Mikroporézní prostředek zajišťuje omezovači clonu pro průtok vzduchu strukturou v počáteční fázi výroby během postupu sušení. Mikroporézní prostředek má alespoň jednu vrstvu s povrchem kontaktujícím počáteční strukturu. Tato vrstva má skrze sebe procházející póry.

Povrch vrstvy v kontaktu s počáteční strukturou a/nebo póry v mikroporézním prostředku mají povrchovou energii menší než 46, přednostně menší než 36, a přednostněji menší než 26 dynů na centimetr (t.j. 46(Γ⁵, 360”⁵ a 260”⁵ newtonů) . Vrstva mikroporézního prostředku může být potažena, aby poskytovala tuto povrchovou energii anebo může být vyrobena z materiálu majícího tuto povrchovou energii jako sobě vlastní.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 - názorný pohled z boku na mikroporézní prostředek podle tohoto vynálezu, ztvárněný na propustném válci, s tloušťkou záměrně přehnanou kvůli jasnosti.

Obr. 2 - fragmentární půdorysný pohled na mikroporézní prostředek podle tohoto vynálezu, znázorňující různé vrstvy.

Příklady provedení vynálezu

Na Obr. 1 tento vynález zahrnuje sušící zařízení 20 s průtokem vzduchu s omezovači clonou ve spojení s mikroporéz0 0 0 0

000 ·

0

0 00000 0000 0 0 000 000 00 0 00 00 0 0000

0000 00 000 00 00 ním prostředkem 4 0. Zařízení 20 a prostředek 40 mohou být vyrobeny podle výše zmíněných patentů US čísel: 5 274 930; 5 543 107; 5 584 126; 5 584 128; a společně přidělené patentové přihlášky US pořadového č. 08/878 794, podané 16. června 1997 jménem Ensigna et al.; jejich obsahy jsou zde zapracovány odkazem. Zařízení 20 zahrnuje prostupný válec 32. Mikroporézní prostředek 40 může prostupný válec 32 obvodově obklopovat. Nosná část 28, jako je pás sušení průtokem vzduchu či plstěný pás, obaluje prostupný válec 32 od přiváděcího válce 34 k odebíracímu válci 36 a přepíná oblouk definující kruhovitý segment. Tento kruhovitý segment může být podrozdělen do více zón, majících vzájemně odlišné diferenční tlaky ve vztahu k atmosférickému tlaku. Zařízení 20 může alternativně zahrnovat rozdělenou vakuovou štěrbinu, ploché nebo obloukovité desky či nekonečný pás. Zařízení 20 odstraňuje vlhkost z počáteční struktury 21.

Odkazuje na Obr. 2, mikroporézní sušící prostředky podle tohoto vynálezu zahrnují množství vrstev 41-46. Mikroporézní prostředky 40 podle tohoto vynálezu mohou mít první vrstvu 41, jež je nejblíže k a kontaktuje počáteční strukturu 21. Přilehle k první vrstvě 41 může být jedna nebo mnohost jiných vrstev 42-46. Přilehlé vrstvy 42-46 zajišťují podporu pro vrstvy 41-45 a mez únavy materiálu. Vrstvy 41-4 6 mohou mít zvýšenou velikost pórů k odstraňování vody skrze ně, když jsou přiblíženy přilehlé vrstvy 42-46. Alespoň první vrstva 41 a konkrétněji, její povrch kontaktující počáteční strukturu 21, má nízkou povrchovou energii popsanou níže. Alternativně mohou být jiné a všechny vrstvy 41-46, zahrnující prostředek 40 podle tohoto vynálezu, zpracovány tak aby měly níže popsanou nízkou povrchovou energii.

Vrstvy 41-4 6 každá mají dva povrchy, první povrch a protilehlý druhý povrch. První povrch a druhý povrch jsou ve • ·φφφ φφ φ φ · · • φ φ φφφ φφφ· φ φ φφφφφ φφφφ φ φ φφφ φφφφφ φ • Φ φφ φφφφφ φφφφ φφφφφ φφ φφ vzájemném tekutém spojení póry mezi sebou. První povrch, t.j. ten orientovaný k vysokému tlaku či straně proti proudu toku vzduchu čí toku vody jimi, by měl mít podle tohoto vynálezu a jak je popsáno níže, nízkou povrchovou energii. Rovněž póry mezi prvním a druhým povrchem, zejména ty póry, které poskytují omezovači clony v dráze toku, by měly být rovněž opatřeny povrchem s nízkou povrchovou energií jak je popsáno níže.

Nízké povrchové energie je možno dosáhnout pomocí povlaku povrchu. Tento povlak může být nanesen potom co jsou vrstvy 41-46 spojeny dohromady a slinuty, aby se předešlo škodlivým účinkům výrobní operace na daný povlak či škodlivým účinkům povlaku na výrobní operaci.

Podle tohoto vynálezu je prostředek 40 potažen za účelem zmenšení poklesu tlaku jím pro tekutinu či dvoj fázový tok. Obzvláště povlak omezuje povrchovou energii prostředku 40, činíce ho více hydrofobním. Jakýkoli povlak anebo jiné zpracování snižující povrchovou energii mikroporézního prostředku 40, jsou vhodné pro použití s tímto vynálezem, ačkoli potažení první vrstvy 41 mikroporézního sušícího prostředku 40 bylo shledáno jako obzvláště účinný způsob omezení povrchové energie. Povrchová energie je přednostně snížena na méně než 46, přednostně na méně než 36 a přednostněji na méně než 26 dynů na centimetr (460~⁵, 360“⁵ a 260’⁵ newtonů) .

Povrchová energie se týká množství práce nutné ke zvýšení povrchové plochy tekutiny na pevném povrchu. Obecně, u tuhých povrchů je kosinus úhlu kontaktu tekutiny na nich jednotvárnou funkcí povrchového napětí tekutiny. Když se úhel kontaktu přibližuje nule, povrch je více navlhčen. Pokud se úhel kontaktu stane nulou, pevný povrch je dokonale navlhčen. Když se úhel kontaktu blíží 180 stupňům, povrch se blíží

nezvlhčenému stavu. Je třeba chápat, že ani úhly kontaktu nula ani 180 stupňů nejsou dodržovány s vodou, jež může být použita v tekuté kaši v tomto vynálezu. Jak se zde užívá, povrchová energie se týká kritického povrchového napětí pevného povrchu a může být zkušeností nalezena extrapolováním vzájemného vztahu mezi povrchovým napětím tekutiny a jejím úhlem kontaktu na konkrétním povrchu zájmu. Tudíž, povrchová energie pevného povrchu je nepřímo změřena povrchovým napětím tekutiny na něm. Další pojednání o povrchové energii se nalézá v Adv. Chem., pořadového č. 43 (1964) od W.A. Zismana a ve Fyzikální chemii povrchů, Páté vydání, Arthur W. Adamson (1990), jež jsou zde oboje zapracovány odkazem.

Povrchová energie je měřena prostřednictvím roztoků s nízkým povrchovým napětím (např. směsi izopropanol/voda nebo methanol/voda). Obzvláště může být povrchová energie měřena použitím kalibrovaného pera pro měření dynů (1 dyn = ΚΓ⁵ newtonů, dříve používaná jednotka síly, poz. překl.) na povrchu posuzovaného prostředku 40. Aplikace by měla být alespoň jeden palec (si 2,54 cm) dlouhá aby se zajistila patřičná hodnota. Povrch je testován za teploty 70°+5°F (asi

18,3 až 23,8°C). Vhodná dynová pera jsou k dostání od firmy Control Cure Company of Chicago, Illinois.

Alternativně může být použit goniometr za předpokladu, že dojde k opravě v souvislosti s povrchovou topografií vrstev 41-46. Obecně, když se povrch stává hrubším, zjevný úhel kontaktu bude menší než skutečný úhel kontaktu. Když se povrch stává porézním, jako je tomu u vrstev 41-46 tohoto vynálezu, zjevný úhel kontaktu je větší než pravý úhel kontaktu v důsledku zvýšeného povrchu kontaktu tekutinyvzduchu.

Neomezené a ilustrativní příklady vhodných povrchových úprav, užitečných ke zmenšení povrchové energie obsahují jak

Μ 0000 • 00 · ·· 0· ·· · 0 · * · · ♦ 0 0 0 · · ··· 0··· • · 0 0 0 0 0 0 0 0 « ·· 00 0 0000

000 · 00 000 00 00 tekutiny, tak mazání s tenoučkým suchým filmem (vrstvičkou). Posledně jmenovaná vhodná mazadla obsahují fluoroteloméry jako je KRYTOX DF, vyráběný firmou DuPont Corporation of Wilmington, Delaware. Mazání s tenoučkou suchou vrstvičkou může být rozptýleno ve fluorovaných rozpouštědlech z freonové rodiny, jako je 1,1-dichloro-l-fluorethan, či 1,1,2trichloro-1,2,2-trifluoroethan, či izopropylalkohol, atd. Mazadlo KRYTOX DF je přednostně tepelně vytvrzováno, aby se toto mazání tavilo. Pro prostředek 40 podle tohoto vynálezu bylo shledáno vhodným tvrzení při 600 stupních (zřejmě ve °F, což je asi 315,5°; pozn. překl.) po dobu 30 minut.

Alternativně může potahový materiál obsahovat jiné částice s nízkou povrchovou energií v suspenzi s tekutým nosičem. Předvídatelně vhodné částice obsahuji grafit a molybdenový disulfid.

Alternativně může potahový materiál obsahovat tekutinu. Obzvláště vhodným tekutým potahovým materiálem je polydimethylsiloxanová tekutina jako jsou Silikony GE DF 581, k dostání od The General Electric Corporation of Fairfield, Connecticut, v jednom procentu váhy. Polydimethylsiloxanová tekutina může být rozptýlena v izopropylalkoholu či hexanu. Rovněž 2-ethyl-l-hexanol byl shledán jako vhodný nosič k použití s tímto vynálezem. Po aplikaci na prostředek 40 je polydimethylsiloxan tepelně vytvrzen, aby se zvýšila jeho molekulová váha zesíťováním a k odpaření nosiče. Tvrzeni po dobu jedné hodiny při 500°F (260°C) je shledáno vhodným pro prostředek 40 podle tohoto vynálezu.

Potahový materiál, suchá vrstvička či tekutina, mohou být nastříkány, tištěny, kartáčovány nebo naválcovány na prostředek 40. Alternativně může být prostředek 40 ponořen v materiálu povlaku. Dává se přednost relativně stejnoměrnému povlaku. Materiál povlaku suchého filmu se přednostně nanáší ·· ··· · • e • · • · • · v relativně nízkých koncentracích, například 0,5 až 2,0 procentech váhy. Má se za to, že nízké koncentrace jsou důležité k bránění ucpávání malých pórů vrstev 41-46 mikroporézního prostředku 40. Silikonové tekuté povlaky mohou být nanášeny v koncentracích přibližně 0,5 až 10 procent váhy, přednostně 1 až 2 váhových procent.

Ke snížení povrchové energie prostředku 40 mohou být, předvídatelně, použity organicky modifikované keramické materiály známé jako ormocery. Ormocery mohou být vyráběny podle učení patentu US č. 5 508 095, uděleném 16. dubna 1996, Allum et al., zde zapracovaného odkazem. Je zřejmé, že ke snížení povrchové energie prostředku 40 mohou být použita různá mazání suchým filmem, různé tekuté povlaky, různé ormocery a jejich kombinace.

Pokud budou povlaky použité k učinění mikroporézního sušícího prostředku 40 více hydrofobním a ke zmenšení jeho povrchové energie, je důležité aby tyto povlaky neucpávaly jemné póry vrstev 41-46, a zejména první vrstvy 41 prostředku 4 0. Vrstvy 41-46, a zejména první vrstva 41, mohou mít póry s rozměry v jakémkoli jednom směru menší než 20 mikronů a i menší než 10 mikronů. Vrstvy 41-46 mohou mít póry, jejichž velikost se postupně zvětšuje od první vrstvy 41 k poslední vrstvě 46, poslední vrstva 46 je uspořádána od první vrstvy 41 nejdále. Výše zmíněné povlaky suchým filmem a tekutinou byly úspěšně používány bez působení ucpávání vrstev 41-46. Povlak značně ucpávající póry prostředku 40, je nevhodným. Například, povlak může být nevhodným, jestliže bude jeho tloušťka a/nebo koncentrace příliš velkou.

Spíše než potahování povrchu jedné nebo více vrstev 4146 prostředku 40 ke zmenšení povrchové energie jak to popsáno výše, by předvídatelně prostředek 40 mohl být vyroben z materiálu, jemuž samotnému je nízká povrchová energie « 44 4 · 4· »··· ·· ··

4· · · · 4 4 4 4 * • 4 · 4 4 · · · · 4 4 • 4 444 4 * 444 »

44 4 4444 • 44 4 44 ··· ·· ♦* vlastní. Ač byly v zapracovaných patentech jako vhodné materiály pro vrstvy 41-46 popisovány nerezavějící oceli, vrstvy 41-4 6, zejména první vrstva 41, by mohly být vyrobeny z nebo napuštěny materiálem s nízkou povrchovou energií jako je tetrafluórethylen, běžně prodávaný firmou DuPont Corporation of Wilmington, Delaware pod obchodním jménem TEFLON či vytlačované plastické materiály s nízkou povrchovou energií jako polyestery či polypropylény. Je zřejmé, že k poskytnutí ještě nižší povrchové energie mohou být použity povlaky materiály, jež samy mají relativně nízkou povrchovou energii.

V ještě jednom alternativním ztvárnění potřebuje mít zařízení 20 pouze sušící zónu průtokem vzduchu a může eliminovat kapilární sušící zónu. Má se za to, že takové zařízení 20 je užitečné ve spojení s tímto vynálezem.

V ještě jedné variantě může jedna z mezilehlých vrstev 42-45 mít v sobě nejmenší póry. V tomto ztvárnění mezilehlá vrstva 42-45 s nejmenšími póry bude určovat odolnost vůči toku prostředku 40 spíše než první vrstva 41. V takovém ztvárnění je důležité, aby mezilehlé vrstvy 42-45 s největším odporem toku byly opatřeny nízkou povrchovou energií popsanou výše. Chápe se že, podobně jako u ztvárnění popsaných výše, povrch s nízkou povrchovou energií potřebuje být pouze uspořádán na straně s vysokým tlakem (t.j. proti proudu) a v omezovači cloně pórů této vrstvy 41-45.

Zařízení 20 podle tohoto vynálezu může být použito ve spojení s pásem výroby papíru, jenž produkuje celulózovou vláknitou strukturu mající mnohá zhuštění a/nebo více plošných vah. Pás výroby papíru a celulozová vláknitá struktura mohou být vyrobeny podle jakéhokoli ze společně přidělených patentů US čísel: 4 191 609, uděleném 4. března 1980, Trokhan; 4 514 345, uděleném 30. dubna 1985, Johnson et ····

9*·« «<» ·· ·· < «·· ft·* * • · *· ··« « ·· · « · ··· (**··>· ·· ·· · ···* *·· · ··<·· ·· al.; 4 528 239, uděleném 9. července 1985, Trokhan; 4 529

480, uděleném 16. července 1985, Trokhan; 5 245 025, uděleném 14. září 1993, Trokhan et al.; 5 275 700, uděleném 4. ledna 1994, Trokhan; 5 328 565, uděleném 12. července 1994, Rasch et al.; 5 334 289, uděleném 2. srpna 1994, Trokhan et al.; 5 364 504, uděleném 15. listopadu 1995, Smurkoski et al.; 5 527 428, uděleném 18. července 1996, Trokhan et al.; 5 554 467, uděleném 18. září 1996, Trokhan et al.; a 5 628 879, uděleném

13. května 1997, Ayers et al.

V dalším ztvárnění může být papír produkujícím pásem plst, též nazývaná lisovací plstí, jak je známá v dané technice a jak to učí společně přidělený patent US 5 556 509, udělený 17. září 1996, Trokhan et al.; a přihláška PCT WO 96/00812, publikovaná 11. ledna 1996, jménem Trokhana et al., jejichž popisy jsou zde zapracovány odkazem.

Navíc, papír sušený na mikroporézním prostředku 40 podle tohoto vynálezu může mít vícenásobné plošné váhy, jak je popsán ve společně přidělených patentech US čísel: 5 534 326, uděleném 9. července 1996 Trokhanovi et al., a 5 503 715, uděleném 2. dubna 1996 Trokhanovi et al., jejichž obsahy jsou zde zapracovány odkazem; či podle Evropské patentové přihlášky WO 96/35018, zveřejněné 7. listopadu 1996 jménem Kampse et al. Papír sušený na mikroporézním prostředku 4 0 podle tohoto vynálezu může být vyráběn rovněž použitím jiných způsobů. Například, je možno předvídat použití pásů popsaných v Evropské patentové přihlášce WO 97/24487, publikované 10. července 1997, jménem Kaufmana et al. a v Evropské patentové přihlášce 0 677 612 A2, publikované 18. října 1995, jménem Wendta et al. Stejně tak mohou být použity jiné papír vyrábějící techniky ve spojení s podporou papírenského strojního zařízení a papírem vyráběným podle mikroporézního prostředku 40 tohoto vynálezu. Je možno předvídat, že vhodné ·♦ > · · ’ » 9 9 <

dodatečné techniky výroby papíru obsahují ty obsažené v patentech US čísel: 5 411 636, udělen 2. května 1995, Hermans et al.; 5 601 871, udělen 11. února 1997, Krzysik et al.; 5 607 551, udělen 4. března 1997, Farrington Jr. et al.; a Evropské patentové přihlášce 0 617 164, publikované 28. září 1994, jménem Hylanda et al.

Struktura v počáteční fázi výroby může na zařízení 20 podle tohoto vynálezu kompletně usušena. Alternativně může být tato počáteční struktura dosušena na sušícím bubnu sušičky Yankee, jak je známa v dané technice. Alternativně může být celulózová vláknitá struktura konečně vysušena bez použití sušicího bubnu Yankee.

Celulózová vláknitá struktura může být rovněž učiněna více kompaktní, jak je známo v dané technice. Dosáhne se toho pomocí sušícího bubnu Yankee či jiným válcem, prostřednictvím krepování škrabákovým nožem, jak je v této technice dobře známo. Krepování může být dosaženo podle společně přiděleného patentu US č. 4 919 756, uděleného 24. dubna 1992, Sawdai, jehož obsah je zde zapracován referencí. Alternativně či dodatečně může být většího zhutnění dosaženo prostřednictvím mikrostahování za mokra, tak jak to uvádí společně přidělený patent US 4 440 597, udělený 3. dubna 1984, Welsovi et al., jehož obsah je zde zapracován odkazem.

PV2000-80?

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Mikroporézní prostředek pro použití se zařízením na výrobu papíru se sušením průtokovým vzduchem s omezovači clonou, vyznačující se tím, že mikroporézní prostředek zahrnuje omezovači clonu pro tok vzduchu strukturou v počáteční fázi výroby, mikroporézní prostředek má alespoň jednu vrstvu, jež má první a protilehlý druhý povrch a póry mezi nimi, první povrch je orientován směrem ke struktuře v počáteční fázi výroby a druhý povrch obráceně k ní, první povrch řečené vrstvy a póry mají povrchovou energii menší než 46 dynů na centimetr a přednostně mají tyto póry povrchovou energii menší než 36 dynů na centimetr, a přednostněji mají tyto póry povrchovou energii menší než 26 dynů na centimetr (46CT^{4 5}, 360“⁵ a 26Ch⁵ newtonů) .
2. 2. Prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že první povrch řečené vrstvy zahrnuje povlak, který poskytuje povrchovou energii menší než 46 dynů na centimetr (4 6CT⁵ newtonů) .
3. 3. Prostředek podle nároku 2, vyznačující se tím, že řečený povlak je vybírán ze skupiny obsahující fluorotelomery, polysiloxany, ormocery a jejich kombinace.
4. 4. Prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že první vrstva zahrnuje materiál mající vlastní povrchovou energii menší než 46 dynů na centimetr, a přednostně mají tyto póry povrchovou energii menší než 36 dynů na centimetr, a přednostněji mají tyto póry povrchovou • · • · · 999 9

   9 9 · 9 ·

   9 9999 9

   9 9 9 9 9 9

   9 9 9 9

   9 9 999 •18 ** energii menší než 26 dynů na centimetr (460^-5, 360~⁵ a 2 6CT⁵ newtonů).
5. 5. Prostředek podle nároku 1,2,3a 4, vyznačuj ící se t í m, že toto zařízení obsahuje prostupný válec a první povrch první vrstvy kontaktuje strukturu v počáteční fázi výroby, a tento prostředek přednostně zahrnuje mnohost vrstev, kterou každou procházejí póry, póry těchto vrstev postupně zvětšují svou velikost od první vrstvy, mající první povrch kontaktující řečenou strukturu, do poslední vrstvy uspořádané nejdále od první vrstvy.
6. 6. Postup výroby mikroporézního prostředku, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

   zajištění vrstvy sušení průtokovým vzduchem s omezovači clonou, vrstva má dva povrchy a póry mezi nimi, první

   povrch a protilehlý druhý povrch, a potažení prvního povrchu a pórů vrstvy povlakem maj ícím povrchovou energii menší než 46 dynů na centimetr (460 ⁵ newtonů) • 7. Postup podle nároku 6, dále s e v y z n a č u jící

   tím, že zahrnuje krok spojení první vrstvy ve vztahu čely k sobě s alespoň jednou další vrstvou, tento krok spojení první vrstvy je prováděn před krokem potažení prvního povrchu a pórů první vrstvy.
7. 8. Postup podle nároku 7,vyznačující se tím, že řečená druhá vrstva má dva povrchy, první povrch orientovaný směrem k první vrstvě a druhý k ní protilehlý, a dále zahrnuje krok potažení prvního povrchu a pórů této druhé vrstvy.

   . ...· ·· ···· ·· ··. ·· ..·· · ♦ · J • · .···· · · · 1 . , · · · .»«··· ···· · · · · · · · · ·
8. 9. Postup výroby hedvábného papíru, vyznačuj ící s e následujícími kroky:

   zajištěním struktury v počáteční fázi výroby, zajištěním mikroporézního prostředku majícího velikost pórů, jež poskytuje omezovači clonu pro průtok vzduchu touto strukturou, tento prostředek má povrchovou energii menší než 46 dynů na centimetr (460~⁵ newtonů), uspořádáním struktury v počáteční fázi výroby na mikroporézním prostředku, protékáním vzduchu touto vrstvou a mikroporézním prostředkem, čímž je mikroporézní prostředek omezovači clonou pro tok vzduchu touto strukturou za účelem odstraňování z ní vody, a sejmutím této struktury s mikroporézního prostředku.
9. 10. Postup dle nároku 9, vyznačující se tím, že struktura v počáteční fázi výroby je po sejmutí s mikroporézního prostředku v podstatě suchá, a přednostně dále zahrnuje kroky:

   zajištění sušícího bubnu Yankee, dosušení této struktury na sušícím bubnu Yankee, a krepování této struktury sušícím bubnem Yankee.