DE112017005698T5

DE112017005698T5 - Verfahren und System zum Neuausrichten von Fasern in einem Schaumbildungsprozess

Info

Publication number: DE112017005698T5
Application number: DE112017005698.5T
Authority: DE
Inventors: Marvin Swails; Joseph K. Baker; Mary F. Mallory; Cleary E. Mahaffey
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-07-25
Also published as: CN110023563B; KR102107102B1; WO2018118683A1; BR112019010678B1; BR112019010678A2; GB2572895A; GB2572895B; KR20190077593A; US11091879B2; US20190161915A1; AU2017382784A1; US10519606B2; WO2018118683A8; GB201909783D0; US20200123710A1; CN110023563A; MX2019006196A; AU2017382784B2; AU2023200279A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bilden von Gewebe- oder Papierbahnen mit Schaum offenbart. Eine geschäumte Fasersuspension wird auf einem Formiergewebe abgeschieden und vor dem Trocknen der Bahn mit einem Gasstrom kontaktiert. Die Bahn kann den Gasstrom beispielsweise vor dem Entwässern der Bahn kontaktieren. Der Gasstrom kann einen Volumenstrom und/oder eine Geschwindigkeit aufweisen, der bzw. die ausreichend ist, die Fasern innerhalb der Bahn neu anzuordnen. Bei einer Ausführungsform kann der Gasstrom beispielsweise die Dicke der Bahn, die Dehneigenschaften der Bahn und/oder die Absorptionscharakteristiken der Bahn erhöhen. Bei einer Ausführungsform kann der Gasstrom gepulst werden, um eine Bahn mit einer ausgeprägten Struktur zu erzeugen.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität gegenüber der am 22. Dezember 2016 eingereichten vorläufigen US Patentanmeldung mit der Serien-Nr. 62/437,974 , die hierin durch Bezugnahme vollständig aufgenommen wird.
HINTERGRUND
Viele Gewebeprodukte, wie Kosmetiktücher, Waschtücher, Papiertücher, Industrieputztücher und dergleichen, werden gemäß einem Nasslegeprozess hergestellt. Nassgelegte Bahnen werden durch Abscheiden einer wässrigen Suspension von Zellstotffasern auf einem Formiergewebe und anschließendem Entfernen von Wasser von der neu gebildeten Bahn hergestellt. Wasser wird von der Bahn typischerweise durch mechanisches Herauspressen von Wasser aus der Bahn entfernt, was als „Nasspressen“ bezeichnet wird. Obwohl Nasspressen ein effektiver Entwässerungsprozess ist, wird die Gewebebahn während des Prozesses verdichtet, was eine merkliche Reduzierung der Bahndicke und der Bahnmasse bewirkt.
Für die meisten Anwendungen ist es jedoch wünschenswert, das Endprodukt mit so viel Volumen wie möglich zu versehen, ohne andere Produktattribute zu beeinträchtigen. Daher wurden von einem Fachmann verschiedene Prozesse und Techniken entwickelt, um das Volumen von nassgelegten Bahnen zu erhöhen. Kreppen wird beispielsweise häufig verwendet, um Papierbindungen zu lösen und das Volumen von Gewebebahnen zu erhöhen. Während eines Kreppprozesses wird eine Gewebebahn an einen Heizzylinder angehaftet und dann unter Verwendung einer Kreppklinge von dem Zylinder gekreppt.
Ein weiterer Prozess, der verwendet wird, um die Bahnmasse zu erhöhen, ist als „Schnellübertragung“ bekannt. Während eines Schnellübertragungsprozesses wird eine Bahn von einem ersten sich bewegenden Gewebe auf ein zweites sich bewegendes Gewebe übertragen, wobei sich das zweite Gewebe mit einer langsameren Geschwindigkeit bewegt als das erste Gewebe. Schnellübertragungsprozesse erhöhen das Volumen, die Dicke und die Weichheit der Gewebebahn.
Als eine Alternative zu Nasspressprozessen wurden Durchtrocknungsprozesse entwickelt, bei denen eine Bahnverdichtung so weit wie möglich vermieden wird, um das Volumen der Bahn zu erhalten und zu verbessern. Diese Prozesse sorgen dafür, dass die Bahn auf einem groben Gittergewebe getragen wird, während erwärmte Luft durch die Bahn geleitet wird, um Feuchtigkeit zu entfernen und die Bahn zu trocknen.
Es sind jedoch noch zusätzliche Verbesserungen auf dem Fachgebiet erforderlich. Insbesondere existiert gegenwärtig ein Bedarf an einem verbesserten Prozess, der Fasern in einer Gewebebahn neu ausrichtet, um das Volumen und die Weichheit der Bahn zu erhöhen, ohne die Bahn einem Schnellübertragungsprozess oder einem Kreppprozess zu unterziehen.
KURZDARSTELLUNG
Im Allgemeinen richtet sich die vorliegende Offenbarung an weitere Verbesserungen auf dem Fachgebiet der Gewebe- und Papierherstellung. Durch die Prozesse und Verfahren der vorliegenden Offenbarung können die Eigenschaften einer Gewebebahn, wie beispielsweise Volumen, Dehnung, Dicke und/oder Saugfähigkeit verbessert werden. Die vorliegende Offenbarung richtet sich insbesondere an einen Prozess zum Bilden einer Vliesbahn und insbesondere einer Gewebebahn, die Zellstofffasern enthält, in einem Schaumbildungsprozess. Es kann beispielsweise eine Schaumsuspension aus Fasern gebildet und auf einem sich bewegenden porösen Förderer zum Herstellen einer embryonalen Bahn verteilt werden. Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird die neu gebildete Bahn einem oder mehreren Gasströmen zum Neuausrichten von Fasern, die in der Bahn enthalten sind, unterworfen. Der Gasstrom kann zum Beispiel einen Luftstrom, einen Dampfstrom oder eine Kombination davon umfassen.
Bei einer Ausführungsform richtet sich die vorliegende Offenbarung beispielsweise an einen Prozess zum Herstellen eines Gewebeprodukts, bei dem eine Schaumsuspension aus Fasern auf ein sich bewegendes Formiergewebe abgeschieden wird, um eine nasse Bahn mit einer Dicke zu bilden. Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird die nasse Bahn mit einem Gasstrom kontaktiert, der ausreichend ist, um die Fasern in der nassen Bahn neu anzuordnen, während die Bahn sich bewegt. Die nasse Bahn kann beispielsweise vor dem Entwässern der Bahn mit dem Gasstrom kontaktiert werden. Nachdem die nasse Bahn mit dem Gasstrom kontaktiert und entwässert wurde, kann die Bahn dann getrocknet und gesammelt werden, um verschiedene unterschiedliche Produkte zu bilden. Die Bahn kann beispielsweise verwendet werden, um Waschtücher, Papiertücher, andere Wischtücher wie Industrieputztücher oder jedes andere geeignete Gewebeprodukt herzustellen.
Um die geschäumte Suspension aus Fasern zu bilden, kann ein Schaum anfänglich durch Kombinieren eines Tensids mit Wasser gebildet werden. Es kann jedes geeignete schäumende Tensid, wie beispielsweise Natriumlaurylsulfat, verwendet werden. Es werden dann Fasern dem Schaum hinzugefügt, um die Suspension zu bilden. Der Schaum kann beispielsweise eine Schaumdichte von etwa 200 g/L bis zu etwa 600 g/L, wie von etwa 250 g/L bis zu etwa 400 g/L aufweisen. Die mit dem Schaum kombinierten Fasern können bei einer Ausführungsform mindestens etwa 50 Gew.-% Zellstofffasern, wie beispielsweise mindestens etwa 60 Gew.-% Zellstofffasern, wie beispielsweise mindestens etwa 70 Gew.-% Zellstofffasern, wie beispielsweise mindestens etwa 80 Gew.-% Zellstofffasern umfassen.
Bei einer Ausführungsform ist der Gasstrom, der die nasse Bahn kontaktiert, derart konfiguriert, dass er die Dicke und/oder das Basisgewicht der Bahn in einer Art Verkürzungsprozess erhöht. Der Gasstrom kann beispielsweise derart konfiguriert sein, dass er die Dicke der Bahn um mindestens etwa 5 %, wie beispielsweise um mindestens etwa 10 %, wie beispielsweise um mindestens etwa 15 %, im Vergleich mit einer Bahn erhöht, die mit genau dem gleichen Prozess ohne den Gebrauch des Luftstroms gebildet wird. In ähnlicher Weise kann das Basisgewicht der Bahn um mehr als etwa 5 %, wie beispielsweise mehr als etwa 10 %, wie beispielsweise mehr als etwa 15 %, erhöht werden.
Der Gasstrom kann durch eine einzelne Düse erzeugt werden, die sich über die Breite der nassen Bahn erstreckt, oder er kann durch mehrere Düsen erzeugt werden. Die mehreren Düsen können beispielsweise eine Anordnung bilden, die sich über die Breite der Bahn erstreckt. Während des Kontakts mit dem Gasstrom bewegt sich die Bahn in einer ersten Richtung, während der Gasstrom in eine zweite Richtung geworfen wird. Bei einer Ausführungsform befindet sich die Richtung des Gasstroms in einem 90°-Winkel zur Richtung der sich bewegenden Bahn. Bei dieser Ausführungsform sind beispielsweise eine oder mehrere Gasdüsen direkt über der sich bewegenden Bahn positioniert. Bei anderen Ausführungsformen kann der Winkel zwischen der Gasstromrichtung und der Richtung der sich bewegenden Bahn jedoch von etwa 90° bis zu etwa 180°, wie beispielsweise von etwa 90° bis zu etwa 150°, betragen. Bei einer Ausführungsform beträgt der Winkel von etwa 90° bis zu etwa 100°. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Winkel jedoch von etwa 120° bis zu etwa 150° betragen.
Bei einer Ausführungsform kontaktiert der Gasstrom die sich bewegende Bahn in Impulsen. Auf diese Weise werden die Fasern innerhalb der Bahn an voneinander beabstandeten Orten neu angeordnet oder neu ausgerichtet. Auf diese Weise kann eine Struktur in der Bahn gebildet werden, während sich die Bahn bewegt.
Nachdem die Bahn den Gasstrom kontaktiert, kann die Bahn entwässert und optional einem Schnellübertragungsprozess unterworfen werden. Die Bahn wird dann unter Verwendung irgendeiner geeigneten Trocknungsvorrichtung oder -technik getrocknet. Bei einer Ausführungsform wird die Bahn beispielsweise durchluftgetrocknet.
Im Allgemeinen weisen gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellte Gewebebahnen ein Volumen von größer als etwa 3 cc/g, wie beispielsweise größer als etwa 5 cc/g, wie beispielsweise größer als etwa 7 cc/g, wie beispielsweise größer als etwa 9 cc/g, wie beispielsweise größer als etwa 11 cc/g, auf. Das Basisgewicht der Bahn kann andererseits von etwa 6 gsm bis zu etwa 120 gsm, wie beispielsweise von etwa 10 gsm bis zu etwa 110 gsm, wie beispielsweise von etwa 10 gsm bis zu etwa 90 gsm, wie beispielsweise von etwa 10 gsm bis zu etwa 40 gsm betragen.
Weitere Merkmale und Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
Figurenliste
Eine vollständige und ermöglichende Offenbarung der vorliegenden Offenbarung wird im Rest der Patentschrift einschließlich einer Bezugnahme auf die begleitenden Figuren spezieller beschrieben, in denen:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Prozesses gemäß der vorliegenden Offenbarung zum Bilden nicht gekreppter durchgetrockneter Gewebebahnen ist; und
2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Stoffauflaufs und Formiergewebes zum Bilden nasser Bahnen gemäß der vorliegenden Offenbarung ist.

Die wiederholte Verwendung von Bezugszeichen in der vorliegenden Patentschrift und den Zeichnungen ist dazu beabsichtigt, die gleichen oder analogen Merkmale oder Elemente der vorliegenden Erfindung darzustellen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ein Fachmann wird verstehen, dass die vorliegende Erörterung nur eine Beschreibung exemplarischer Ausführungsformen ist und die breiteren Aspekte der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken soll.
Im Allgemeinen richtet sich die vorliegende Offenbarung an die Bildung von Gewebe- oder Papierbahnen mit guten Volumen- und Weichheitseigenschaften. Durch den Prozess der vorliegenden Offenbarung können beispielsweise Gewebebahnen mit besseren Dehneigenschaften, verbesserten Absorptionscharakteristiken, größerer Dicke und/oder größerem Basisgewicht gebildet werden. Bei einer Ausführungsform können auch strukturierte Bahnen gebildet werden. Bei einer Ausführungsform wird beispielsweise eine Gewebebahn gemäß der vorliegenden Offenbarung aus einer geschäumten Suspension von Fasern hergestellt. Nachdem die Bahn gebildet ist, aber vor dem Trocknen der Bahn, wird die Bahn dann einem Gasfluss oder Gasstrom unterworfen, der die Fasern innerhalb der Bahn neu ausrichtet, um mindestens eine Eigenschaft der Bahn zu verbessern und/oder eine Bahn mit einem gewünschten Erscheinungsbild herzustellen.
Es gibt viele Vorteile und Vorzüge gegenüber einem Schaumbildungsprozess, wie er vorstehend beschrieben ist. Während eines Schaumbildungsprozesses wird Wasser mit Schaum als der Träger für die Fasern, welche die Bahn bilden, ersetzt. Der Schaum, der eine große Menge an Luft darstellt, wird mit Papierherstellungsfasern gemischt. Da weniger Wasser zum Bilden der Bahn verwendet wird, ist weniger Energie zum Trocknen der Bahn erforderlich. Die Bahn in einem Schaumbildungsprozess zu trocknen kann den Energiebedarf beispielsweise um mehr als etwa 10 %, wie beispielsweise mehr als etwa 20 %, in Bezug auf konventionelle Feuchtpressprozesse reduzieren.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird der Schaumbildungsprozess mit einem einzigartigen Faserneuausrichtungsprozess kombiniert, um Bahnen mit gewünschten gleichen Eigenschaften herzustellen. Bei einer Ausführungsform wird beispielsweise eine Gaswand erzeugt, welche die sich bewegende Bahn nach der Bildung kontaktiert, was die Schaumoberschicht verlangsamt und die Faser neu ausrichtet. Bei einer Ausführungsform wird in der neu gebildeten Bahn beispielsweise eine Dehnung erzeugt, ohne die Bahn kreppen zu müssen. Zusätzlich zum Verbessern der Dehneigenschaften der Bahn kann der Prozess der vorliegenden Offenbarung auch verwendet werden, um die Bahndicke und/oder die Wasserkapazität zu erhöhen. Bei einer Ausführungsform kann die Gaswand gepulst werden, um eine Bahntopographie für ästhetische Zwecke oder Bahnfunktionszwecke zu erzeugen.
Beim Bilden von Gewebe- oder Papierbahnen gemäß der vorliegenden Offenbarung wird bei einer Ausführungsform zuerst durch Kombinieren von Wasser mit einem Schäummittel ein Schaum gebildet. Das Schäummittel kann beispielsweise jedes geeignete Tensid umfassen. Bei einer Ausführungsform kann das Schäummittel beispielsweise Natriumlaurylsulfat umfassen, das auch als Natriumdodecylpolysulfat oder Natriumlaurylethersulfat bekannt ist. Andere Schäummittel umfassen Natriumdodecylsulfat oder Ammoniumlaurylsulfat. Bei anderen Ausführungsformen kann das Schäummittel irgendein geeignetes kationisches und/oder amphoterisches Tensid umfassen. Andere Schäummittel umfassen beispielsweise Fettsäureamine, Amide, Aminoxide, quaternäre Fettsäureverbindungen und dergleichen.
Das Schäummittel wird mit Wasser generell in einem Betrag von größer als etwa 2 Gew.-%, wie beispielsweise in einem Betrag von größer als etwa 5 Gew.-%, wie beispielsweise in einem Betrag von größer als etwa 10 Gew.-%, wie beispielsweise in einem Betrag von größer als etwa 15 Gew.-%, kombiniert. Ein oder mehrere Schäummittel sind im Allgemeinen in einem Betrag von kleiner als etwa 50 Gew.-%, wie beispielsweise in einem Betrag von kleiner als etwa 40 Gew.-%, wie beispielsweise in einem Betrag von kleiner als etwa 30 Gew.-%, wie beispielsweise in einem Betrag von kleiner als etwa 20 Gew.-%, vorhanden.
Sobald das Schäummittel und das Wasser kombiniert sind, wird die Mischung gemischt oder anderweitig Kräften unterworfen, die fähig sind, einen Schaum zu bilden. Ein Schaum bezeichnet generell eine poröse Matrix, die eine Anhäufung von hohlen Zellen oder Blasen ist, die miteinander verbunden sein können, um Kanäle oder Kapillargefäße zu bilden.
Die Schaumdichte kann abhängig von der bestimmten Anwendung und verschiedenen Faktoren einschließlich des verwendeten Faserstoffs variieren. Bei einer Ausführungsform kann die Schaumdichte des Schaums beispielsweise größer als etwa 200 g/L, wie beispielsweise größer als etwa 250 g/L, wie beispielsweise größer als etwa 300 g/L, sein. Die Schaumdichte ist generell kleiner als etwa 600 g/L, wie beispielsweise kleiner als etwa 500 g/L, wie beispielsweise kleiner als etwa 400 g/L, wie beispielsweise kleiner als etwa 350 g/L. Bei einer Ausführungsform wird beispielsweise ein Schaum niedrigerer Dichte mit einer Schaumdichte von generell kleiner als etwa 350 g/L, wie beispielsweise kleiner als etwa 340 g/L, wie beispielsweise kleiner als etwa 330 g/L, verwendet. Der Schaum weist generell einen Luftgehalt von größer als etwa 40 %, wie beispielsweise größer als etwa 50 %, wie beispielsweise größer als etwa 60 %, auf. Der Luftgehalt ist generell kleiner als etwa 75 Vol.-%, wie beispielsweise kleiner als etwa 70 Vol.-%, wie beispielsweise kleiner als etwa 65 Vol.-%.
Sobald der Schaum gebildet ist, wird der Schaum mit einem Faserstoff kombiniert. Im Allgemeinen können jegliche Fasern, die fähig sind, ein Gewebe oder eine Papierbahn oder eine andere ähnliche Art von Vlies gemäß der vorliegenden Offenbarung herzustellen, verwendet werden.
Fasern, die geeignet sind, Gewebebahnen herzustellen, umfassen jegliche natürlichen oder synthetischen Zellulosefasern, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Nichtholzfasern, wie Baumwolle, Abaka, Kenaf, Sabaigras, Flachs, Espartogras, Stroh, Jutehanf, Bagasse, Schwalbenwurzgewächsseidefasern und Ananasblattfasern; und hölzerne Fasern oder Zellstofffasern, wie diejenigen, die von Laub- und Nadelbäumen erlangt sind, einschließlich Weichholzfasern, wie beispielsweise nördliche und südliche Weichholzkraftfasern; Hartholzfasern, wie beispielsweise Eukalyptus, Ahorn, Birke und Espe. Zellstofffasern können in hochergiebigen oder in niedrigergiebigen Formen hergestellt werden und können mit jedem bekannten Verfahren einschließlich Kraft-, Sulfit-, hochergiebigen Aufschlussverfahren und anderen bekannten Aufschlussverfahren aufgeschlossen werden. Durch Organosolv-Aufschlussverfahren hergestellte Fasern können auch verwendet werden.
Ein Teil der Fasern, wie beispielsweise bis zu 50 % oder weniger nach Trockengewicht oder von etwa 5 % bis zu etwa 30 % nach Trockengewicht, kann Synthesefasern, wie beispielsweise Kunstseide, Polyolefinfasern, Polyestervliese, Bikomponentenmantelkernfasern, Multikomponentenbinderfasern und dergleichen sein. Eine beispielhafte Polyethylenfaser ist Fybrel®, die von Minifibers, Inc. (Jackson City, Tenn.) erhältlich ist. Es kann jedes bekannte Bleichverfahren verwendet werden. Synthetische Zellulosefaserarten umfassen Kunstseidefasern in all ihrer Vielfalt und andere Fasern, die von Viskose oder chemisch modifizierter Zellulose abgeleitet wurden. Es können chemisch behandelte natürliche Zellulosefasern verwendet werden, wie beispielsweise mercerisierte Zellstoffe, chemisch versteifte oder vernetzte Fasern oder sulfonierte Fasern. Um bei der Verwendung von Papierherstellungsfasern gute mechanische Eigenschaften zu erlangen, kann es wünschenswert sein, dass die Fasern verhältnismäßig unbeschädigt und größtenteils nicht verfeinert oder nur leicht verfeinert sind. Während recycelte Fasern verwendet werden können, sind Primärfasern aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften und dem Fehlen von Verunreinigungen generell nützlich. Es können mercerisierte Fasern, regenerierte Zellulosefasern, durch Kleinlebewesen hergestellte Zellulose, Kunstseide und anderes Zellulosematerial oder andere Zellulosederivate verwendet werden. Geeignete Papierherstellungsfasern können auch Recycling-Fasern, Primärfasern oder Mischungen davon umfassen. Bei bestimmten Ausführungsformen, die zu hohen Volumen und guten Verdichtungseigenschaften fähig sind, können die Fasern eine Canadian Standard Freeness von mindestens 200, insbesondere mindestens 300, noch mehr insbesondere mindestens 400 und am insbesondersten mindestens 500 aufweisen.
Andere Papierherstellungsfasern, die in der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können, umfassen Ausschusspapier oder recycelte Fasern und hochergiebige Fasern.
Hochergiebige Zellstofffasern sind diejenigen Papierherstellungsfasern, die durch Aufschlussprozesse hergestellt sind, die eine Ausbeute von etwa 65 % oder mehr, insbesondere etwa 75 % oder mehr und noch mehr insbesondere etwa 75 % bis zu etwa 95 % bereitstellen. Ausbeute ist die resultierende Menge an verarbeiteten Fasern ausgedrückt als ein Prozentsatz der anfänglichen Holzmasse. Solche Aufschlussprozesse umfassen gebleichter chemithermomechanischer Holzstoff (BCTMP), chemithermomechanischer Holzstoff (CTMP), Druck/Druck-thermomechanischer Holzstoff (PTMP), thermomechanischer Holzstoff (TMP), thermomechanischer chemischer Hlolzstoff (TMCP), hochergiebige Sulfitzellstoffe und hochergiebige Kraftzellstoffe, die alle die resultierenden Fasern mit hohem Ligningehalt hinterlassen. Hochergiebige Fasern sind im Verhältnis zu typischen chemisch aufgeschlossenen Fasern für ihre Steifigkeit sowohl bei trockenen als auch nassen Zuständen weithin bekannt. Die Gewebebahn kann auch ohne einen wesentlichen Betrag an innerer Faser-zu-Faser-Haftfestigkeit gebildet werden. In dieser Hinsicht kann der Faserstoff, der zum Bilden der Basisbahn verwendet wird, mit einem chemischen Trennmittel behandelt werden. Das Trennmittel kann während des Aufschlussprozesses der geschäumten Faserschlämme hinzugefügt werden oder es kann dem Stoffauflauf direkt hinzugefügt werden. Geeignete Trennmittel, die in der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können, umfassen kationische Trennmittel wie fette Dialkylquartäraminsalze, monofette Alkyltertiäraminsalze, primäre Aminsalze, Imidazolinquartärsalze, Silikonquartärsalz und ungesättigte Fettalkylaminsalze. Andere geeignete Trennmittel sind in US Pat. Nr. 5,529,665 von Kaun offenbart, das hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird. Insbesondere offenbart Kaun den Gebrauch von kationischen Silikonzusammensetzungen als Trennmittel.
Bei einer Ausführungsform ist das im Prozess der vorliegenden Offenbarung verwendete Trennmittel ein organisches quaternäres Ammoniumchlorid und insbesondere ein Aminsalz eines quaternären Ammoniumchlorids auf Siliconbasis. Das Trennmittel kann beispielsweise PROSOFT.RTM sein. TQ1003 sein, das von der Hercules Corporation vermarktet wird. Das Trennmittel kann zu der Faserschlämme in einem Betrag von etwa 1 kg pro metrischer Tonne bis zu etwa 10 kg pro metrischer Tonne an innerhalb des Schlamms vorhandenen Fasern hinzugefügt werden.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Trennmittel ein imidazolinbasiertes Mittel sein. Das imidazolinbasierte Trennmittel kann zum Beispiel von der Witco Corporation erlangt werden. Das imidazolinbasierte Trennmittel kann in einem Betrag von zwischen 2,0 bis zu etwa 15 kg pro metrischer Tonne hinzugefügt werden.
Andere optionale chemische Zusatzstoffe können auch zu dem wässrigen Papierherstellungsstoff oder zu der gebildeten embryonalen Bahn hinzugefügt werden, um dem Produkt und Prozess einen Zusatznutzen zu verleihen. Die folgenden Materialien werden als Beispiele von zusätzlichen Chemikalien eingeschlossen, die auf die Bahn angewandt werden können. Die Chemikalien sind als Beispiele eingeschlossen und nicht dazu beabsichtigt, den Umfang der Erfindung zu begrenzen. Solche Chemikalien können an irgendeinem Punkt im Papierproduktionsprozess hinzugefügt werden.
Zusätzliche Chemikalienarten, die zu der Papierbahn hinzugefügt werden können, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Absorptionsmittel, gewöhnlich in der Form von kationischen, anionischen oder nichtionischen Tensiden, Feuchthaltemittel und Weichmacher, wie beispielsweise Polyethylenglykole und Polyhydroxyverbindungen mit niedrigem Molekulargewicht, wie Glyzerin und Propylenglykol. Materialien, die Hautgesundheitsvorteile bereitstellen, wie beispielsweise Mineralöl, Aloeauszug, Vitamin E, Silikon, Lotionen im Allgemeinen und dergleichen, können auch in die fertigen Produkte aufgenommen werden.
Im Allgemeinen können die Produkte der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit beliebigen bekannten Materialien und Chemikalien verwendet werden, die ihrem beabsichtigten Anwendungszweck nicht entgegenwirken. Beispiele solcher Materialien umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Geruchsabsorptionsmittel wie Geruchsabsorbenzien, Aktivkohlefasern und -partikel, Babypuder, Backnatron, Chelatbildner, Zeolithe, Parfüms oder andere geruchüberdeckende Mittel, Cyclodextrinverbindungen, Oxidatoren und dergleichen. Es können auch Superabsorberpartikel eingesetzt werden. Zusätzliche Optionen umfassen kationische Farbstoffe, optische Aufheller, Feuchthaltemittel, Emollienzien und dergleichen.
Um die Gewebebahn zu bilden, wird der Schaum mit einem ausgewählten Faserstoff in Verbindung mit jeglichen Hilfsmitteln kombiniert. Die geschäumte Fasersuspension wird dann in einen Tank gepumpt und von dem Tank einem Stoffauflauf zugeführt. Die 1 und 2 zeigen beispielsweise eine Ausführungsform eines Prozesses gemäß der vorliegende Offenbarung zum Bilden einer Gewebebahn. Wie insbesondere in 2 gezeigt, kann die geschäumte Fasersuspension einem Tank 12 und dann dem Stoffauflauf 10 zugeführt werden. Von dem Stoffauflauf 10 wird die geschäumte Fasersuspension von dem Stoffauflauf auf ein sich endlos bewegendes Formiergewebe 26 ausgegeben, das durch die Rollen 28 getragen und angetrieben wird, um eine nasse embryonale Bahn 12 zu bilden. Die Gewebebahn 12 kann eine einzelne homogene Faserschicht umfassen oder sie kann einen geschichteten oder lagenweisen Aufbau umfassen. Wie in 2 gezeigt, kann ein Siebtisch 14 unterhalb der Bahn 12 neben dem Stoffauflauf 10 positioniert sein.
Sobald die nasse Bahn auf dem Formiergewebe 26 gebildet ist, wird die Bahn in Fertigungsrichtung transportiert und entwässert. Der Prozess kann beispielsweise mehrere Vakuumvorrichtungen 16, wie beispielsweise Vakuumkästen und Vakuumrollen, umfassen. Die Vakuumkästen unterstützen beim Entfernen der Feuchtigkeit von der neu gebildeten Bahn 12. Wie in 2 gezeigt, kann das Formiergewebe 26 auch in Kommunikation mit einem Dampfkasten 18 versetzt werden, der über einem Paar von Vakuumrollen 20 angeordnet ist. Der Dampfkasten 18 kann beispielsweise die Trockenheit erheblich erhöhen und eine Querrichtungsfeuchtigkeitsvarianz reduzieren. Der angewandte Dampf des Dampfkastens 18 wärmt die Feuchtigkeit in der nassen Bahn 12, was bewirkt, dass das Wasser in der Bahn speziell in Verbindung mit den Vakuumrollen 20 leichter abfließen kann. Von dem Formiergewebe 26 wird die neu gebildete Bahn 12 in der in 1 gezeigten Ausführungsform in Fertigungsrichtung transportiert und in einem Durchlufttrockner getrocknet.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist das Formiergewebe 26, wie in 2 gezeigt auch in Verbindung mit einer Gastransportvorrichtung 30 angeordnet. Gemäß der vorliegenden Offenbarung emittiert die Gastransportvorrichtung 30 oder -düse einen Gasstrom, der die nasse Bahn 12 kontaktiert und die Fasern neu ausrichtet. Bei der in 2 veranschaulichten Ausführungsform wird die Bahn 12 vor dem Entwässern durch die Vakuumkästen 16 mit dem Gasstrom kontaktiert. Obwohl die Gastransportvorrichtung 30 an jedem geeigneten Ort entlang dem Formiergewebe 26 positioniert sein kann, maximiert das Anordnen der Gastransportvorrichtung 30 vor den Vakuumkästen 16 die Menge an Faserneuausrichtung oder - umordnung, die auftreten kann.
Bei einer Ausführungsform kontaktiert die Gasströmung die nasse Bahn 12, während die nasse Bahn 12 eine Konsistenz von kleiner als etwa 70 %, wie beispielsweise kleiner als etwa 60 %, wie beispielsweise kleiner als etwa 50 %, wie beispielsweise kleiner als etwa 45 %, wie beispielsweise kleiner als etwa 40 %, wie beispielsweise kleiner als etwa 35 %, wie beispielsweise kleiner als etwa 30 %, wie beispielsweise kleiner als etwa 25 %, wie beispielsweise kleiner als etwa 20 %, aufweist. Die Konsistenz ist generell größer als etwa 10 %, wie beispielsweise größer als etwa 20 %, wie beispielsweise größer als etwa 30 %.
Die Gastransportvorrichtung 30 emittiert eine Gasströmung, welche die nasse Bahn 12 kontaktiert. Das Gas kann jedes geeignete Gas bei jeder geeigneten Temperatur umfassen. Zum Beispiel kann das Gas Luft, Dampf oder Mischungen davon umfassen. Der Gasstrom kontaktiert die nasse Bahn 12 gemäß der vorliegenden Offenbarung und die Gasschicht erzeugt einen Damm, der Schaum und Fasern in der entgegengesetzten Richtung zur Bahnbewegung drückt, was die Fasern neu ausrichtet. Bei einer Ausführungsform kann der Gasstrom beispielsweise bewirken, dass sich die Schaumoberschicht langsamer bewegt als die Schaumunterschicht, was bewirkt, dass sich die Dicke der Bahn erhöht. Zusätzlich zum Erhöhen der Bahndicke kann der Gasstrom, der die Bahn kontaktiert, bewirken, dass sich die Dehneigenschaften der Bahn erhöhen. Die Absorptionscharakteristiken der Bahn können sich außerdem auch erhöhen.
Bei der in 2 veranschaulichten Ausführungsform emittiert die Gastransportvorrichtung 30 einen Gasstrom direkt oberhalb der sich bewegenden Bahn 12. Daher kontaktiert der Gasstrom die Bahn bei einem 90°-Winkel. Es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass die Richtung des Gasstroms abhängig von der bestimmten Anwendung gesteuert und geändert werden kann. Bei anderen Ausführungsformen kann der Gasstrom beispielsweise in einem Winkel zur sich bewegenden Bahn in einer entgegengesetzten Richtung zur Richtung, in der sich die Bahn bewegt, vorhanden sein. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der Gasstrom beispielsweise in einem Winkel zu der sich bewegenden Bahn irgendwo von etwa 90° wie in 2 gezeigt bis 180° sein, wo der Luftstrom der Bewegungsrichtung der Bahn direkt entgegengesetzt ist. Bei anderen Ausführungsformen kann der Winkel zwischen dem Gasstrom und der sich bewegenden Bahn von etwa 90° bis zu etwa 110°, wie beispielsweise von etwa 90° bis zu etwa 100°, sein, sodass der Gasstrom hauptsächlich die Oberseite der sich bewegenden Bahn kontaktiert. Bei anderen Ausführungsformen kann der relative Winkel jedoch von etwa 120° bis zu etwa 180°, wie beispielsweise von etwa 120° bis zu etwa 150°, betragen. Bei dieser Ausführungsform bewegt sich der Gasstrom hauptsächlich in einer entgegengesetzten Richtung zur Bewegungsrichtung der Bahn.
Wie vorstehend erklärt, kann das Gas, das verwendet wird, um die sich bewegende nasse Bahn 12 zu kontaktieren, abhängig von der bestimmten Anwendung variieren. Bei einer Ausführungsform ist das Gas beispielsweise Luft. Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Gas jedoch einen Dampf wie Wasserdampf umfassen. Bei bestimmten Ausführungsformen kann Dampf eine bessere Kontrolle bereitstellen und jegliches übermäßiges Schaumverspritzen verhindern. Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann eine Mischung aus Luft und Dampf verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das System eine einzelne Gastransportvorrichtung 30 umfassen. Die Gastransportvorrichtung 30 kann beispielsweise eine Düse umfassen, die sich über einen wesentlichen Abschnitt der Bahnbreite erstreckt. Bei einer Ausführungsform wird beispielsweise eine einzelne Düse verwendet, die sich über mindestens 80 % der Bahnbreite, wie beispielsweise mindestens 90 % der Bahnbreite, wie beispielsweise sogar größer als 100 % der Bahnbreite, erstreckt. Das System kann alternativ mehrere Gastransportvorrichtungen 30 oder Düsen umfassen, die in einer Anordnung über die Bahnbreite hinweg positioniert sind. Jede Düse kann einen Gasstrom emittieren. Die Düsen können individuell gesteuert sein, um den Gasstrom an bestimmten Orten zu erhöhen oder zu verringern. Bei einer Ausführungsform kann beispielsweise eine Anordnung von Düsen verwendet sein, sodass der Gasdurchfluss in der Mitte höher ist als an den Rändern der Bahn.
Der Gasdurchfluss, der die nasse Bahn von der Gastransportvorrichtung 30 kontaktiert, kann abhängig von verschiedenen unterschiedlichen Faktoren und dem gewünschten Resultat variieren. Bei einer Ausführungsform kann das Gas beispielsweise einen Volumenstrom von größer als etwa 557 mm³/min pro Millimeter der Bahnbreite (0,5 ft³/min pro Zoll der Bahnbreite), wie beispielsweise größer als etwa 891 mm³/min pro Millimeter der Bahnbreite (0,8 ft³/min pro Zoll der Bahnbreite), wie beispielsweise größer als etwa 1115 mm³/min pro Millimeter der Bahnbreite (1 ft³/min pro Zoll der Bahnbreite), wie beispielsweise größer als etwa 1338 mm³/min pro Millimeter der Bahnbreite (1,2 ft³/min pro Zoll der Bahnbreite), wie beispielsweise größer als etwa 1561 mm³/min pro Millimeter der Bahnbreite (1,4 ft³/min pro Zoll der Bahnbreite), wie beispielsweise größer als etwa 1784 mm³/min pro Millimeter der Bahnbreite (1,6 ft³/min pro Zoll der Bahnbreite), wie beispielsweise größer als etwa 2007 mm³/min pro Millimeter der Bahnbreite (1,8 ft³/min pro Zoll der Bahnbreite), aufweisen. Der Gasstrom ist generell kleiner als etwa 4459 mm³/min pro Millimeter der Bahnbreite (4 ft³/min pro Zoll der Bahnbreite), wie beispielsweise kleiner als etwa 3344 mm³/min pro Millimeter der Bahnbreite (3 ft³/min pro Zoll der Bahnbreite), wie beispielsweise kleiner als etwa 2787 mm³/min pro Millimeter der Bahnbreite (2,5 ft³/min pro Zoll der Bahnbreite), Bei einer Ausführungsform kann die Gastransportvorrichtung ein Luftmesser umfassen, das mit einem Druck von etwa 138 kPa (20 psi) bis zu etwa 414 kPa (60 psi) arbeitet.
Der Gasstrom, der von der Gastransportvorrichtung 30 emittiert wird, kann kontinuierlich oder diskontinuierlich sein. Bei einer Ausführungsform kann die Gastransportvorrichtung 30 beispielsweise ein Gas in Impulsen emittieren. Ein gepulstes Gas kann beispielsweise verwendet werden, um eine gewünschte Topografie auf der Fläche der Bahn zu erzeugen. Ein gepulster Gasstrom kann beispielsweise eine wellenartige Struktur auf der Fläche der Bahn erzeugen. Alternativ kann eine Anordnung von Düsen verwendet werden, von denen jede ein Gas in einer gepulsten Weise emittiert. Bei dieser Ausführungsform können lokalisierte Vertiefungen in der Bahn gebildet werden, die eine Gesamtstruktur bilden. Bei einer Ausführungsform kann die Bahn beispielsweise eine Gesamtstruktur von Kratern oder Vertiefungen über der Fläche der Bahn umfassen.
Bei einer Ausführungsform kann der Gasdurchfluss, der durch die Gastransportvorrichtung 30 emittiert wird, gesteuert werden, um ein gewünschtes Resultat zu erreichen. Bei einer Ausführungsform können der Gasdurchfluss und die Gasgeschwindigkeit beispielsweise angepasst werden, um die Dicke der nassen Bahn zu erhöhen. Bei einer Ausführungsform kann der Gasstrom beispielsweise die nasse Bahn kontaktieren und die Dicke um mehr als etwa 5 %, wie beispielsweise mehr als etwa 10 %, wie beispielsweise mehr als etwa 15 %, wie beispielsweise mehr als etwa 20 %, wie beispielsweise mehr als etwa 25 %, wie beispielsweise mehr als etwa 30 %, wie beispielsweise mehr als etwa 35 %, wie beispielsweise mehr als etwa 40 %, wie beispielsweise mehr als etwa 45 %, wie beispielsweise mehr als etwa 50 %, wie beispielsweise mehr als etwa 60 %, wie beispielsweise mehr als etwa 70 %, wie beispielsweise mehr als etwa 80 %, wie beispielsweise mehr als etwa 90 %, wie beispielsweise sogar mehr als etwa 100 %, erhöhen. Im Allgemeinen kann die Dicke um einen Betrag von kleiner als etwa 300 %, wie beispielsweise um einen Betrag von kleiner als etwa 200 %, wie beispielsweise um einen Betrag von kleiner als etwa 100 %, wie beispielsweise um einen Betrag von kleiner als etwa 50 %, erhöht werden. Der Unterschied in der Dicke kann durch Messen der getrockneten Bahn, die gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt ist, im Vergleich mit einer Bahn, die gemäß dem gleichen Prozess hergestellt ist, ohne Kontakt durch das Gas, das von der Gastransportvorrichtung 30 emittiert wird, gemessen werden.
Ähnlich können der Gasdurchfluss und/oder die Gasgeschwindigkeit auch gesteuert werden, um das Basisgewicht anzupassen. Das Basisgewicht der Gewebebahn, die gebildet wird, kann beispielsweise um mehr als etwa 5 %, wie beispielsweise mehr als etwa 10 %, wie beispielsweise mehr als etwa 15 %, wie beispielsweise mehr als etwa 20 %, wie beispielsweise mehr als etwa 30 %, wie beispielsweise mehr als etwa 40 %, wie beispielsweise mehr als etwa 50 %, erhöht werden. Die Zunahme im Basisgewicht ist generell kleiner als etwa 300 %, wie beispielsweise kleiner als etwa 100 %, wie beispielsweise kleiner als etwa 50 %.
Sobald die wässrige Fasersuspension in eine Gewebebahn gebildet ist, kann die Gewebebahn unter Verwendung verschiedener Techniken und Verfahren verarbeitet werden. Unter Bezugnahme auf 1 ist beispielsweise ein Verfahren zum Herstellen durchgetrockneter Gewebebahnen gezeigt. (Der Einfachheit halber sind die verschiedenen Spannrollen, die schematisch verwendet werden, um die mehreren Gewebeläufe zu definieren, gezeigt, aber nicht nummeriert. Es versteht sich, dass Variationen der Vorrichtung und des in in 1 veranschaulichten Verfahrens hergestellt werden können, ohne von dem allgemeinen Prozess abzuweichen).
Die nasse Bahn wird von dem Formiergewebe 26 auf ein Übertragungsgewebe 40 übertragen. Bei einer Ausführungsform kann sich das Übertragungsgewebe mit einer langsameren Geschwindigkeit als das Formiergewebe bewegen, um der Bahn eine größere Dehnung zu verleihen. Dies wird allgemein als „Schnell“-Übertragung bezeichnet. Das Übertragungsgewebe kann ein Porenvolumen aufweisen, das gleich oder kleiner als das des Formiergewebes ist. Der relative Geschwindigkeitsunterschied zwischen den zwei Geweben kann von 0 bis 60 Prozent und insbesondere von etwa 15 bis 45 Prozent betragen. Eine Übertragung kann mit Unterstützung eines Vakuumschuhs 42 ausgeführt werden, sodass das Formiergewebe und das Übertragungsgewebe an der Führungskante des Vakuumschlitzes gleichzeitig konvergieren und divergieren.
Die Bahn wird dann mithilfe einer Vakuumübertragungsrolle 46 oder einem Vakuumübertragungsschuh von dem Übertragungsgewebe auf das durchtrocknende Gewebe 44 übertragen. Das durchtrocknende Gewebe kann sich relativ zu dem Übertragungsgewebe mit etwa der gleichen Geschwindigkeit oder einer unterschiedlichen Geschwindigkeit bewegen. Falls gewünscht, kann sich das durchtrocknende Gewebe mit einer langsameren Geschwindigkeit bewegen, um die Dehnung weiter zu verbessern. Eine Übertragung kann mit Vakuumunterstützung ausgeführt werden, um sicherzustellen, dass eine Verformung der Bahn dem durchtrocknenden Gewebe entspricht und daher, falls gewünscht, das gewünschte Volumen und Erscheinungsbild ergibt. Geeignete durchtrocknende Gewebe sind in US-Pat. Nr. 5,429,686 von Kai F. Chiu et al. und US-Pat. Nr. 5,672,248 von Wendt et al. beschrieben, die durch Bezugnahme aufgenommen werden.
Bei einer Ausführungsform enthält das durchtrocknende Gewebe hohe und lange Abdrücke. Das durchtrocknende Gewebe kann beispielsweise von etwa 0,008 bis zu etwa 0,47 Abdrücke pro Quadratmillimeter (5 bis zu etwa 300 Abdrücke pro Quadratzoll) aufweisen, die mindestens etwa 0,13 mm (0,005 Zoll) über die Gewebeebene angehoben sind. Während des Trocknens kann die Bahn ferner makroskopisch angeordnet werden, sodass sie der Fläche des durchtrocknenden Gewebes entspricht und eine dreidimensionale Fläche bildet. Es können jedoch auch flache Oberflächen in der vorliegenden Offenbarung verwendet werden.
Die Seite der Bahn, die das durchtrocknende Gewebe kontaktiert, wird typischerweise als die „Gewebeseite“ der Papierbahn bezeichnet. Die Gewebeseite der Papierbahn kann wie vorstehend beschrieben eine Form aufweisen, die der Fläche des durchtrocknenden Gewebes entspricht, nachdem das Gewebe im Durchtrockner getrocknet wurde. Die gegenüberliegende Seite der Papierbahn wird andererseits typischerweise als die „Luftseite“ bezeichnet. Die Luftseite der Bahn ist während normaler durchtrocknender Prozesse typischerweise glatter als die Gewebeseite.
Das Niveau des für die Bahnübertragungen verwendeten Vakuums kann von etwa 75 bis zu etwa 380 Millimeter Quecksilbersäule (3 bis zu etwa 15 Zoll Quecksilbersäule), bevorzugt etwa 125 Millimeter (5 Zoll) Quecksilbersäule, sein. Der Vakuumschuh (Unterdruck) kann zusätzlich dazu oder als Ersatz dafür, die Bahn mit Vakuum in das nächste Gewebe zu saugen, durch die Verwendung von Überdruck von der gegenüberliegenden Seite der Bahn, um die Bahn auf das nächste Gewebe zu blasen, ergänzt oder ersetzt werden. Außerdem können eine Vakuumrolle oder Vakuumrollen verwendet werden, um den bzw. die Vakuumschuhe zu ersetzen.
Während die Bahn durch das durchtrocknende Gewebe getragen wird, wird sie durch den Durchtrockner 48 letztendlich auf eine Konsistenz von etwa 94 Prozent oder mehr getrocknet und danach auf ein Trägergewebe 50 übertragen. Die getrocknete Basisbahn 52 wird unter Verwendung des Trägergewebes 50 und eines optionalen Trägergewebes 56 zu der Trommel 54 transportiert. Es kann eine optionale druckbeaufschlagte Wenderolle 58 verwendet werden, um eine Übertragung der Bahn von dem Trägergewebe 50 auf das Gewebe 56 zu erleichtern. Für diesen Zweck geeignete Trägergewebe sind Albany International 84M oder 94M und Asten 959 oder 937, von denen alle verhältnismäßig glatte Gewebe mit einer feinen Struktur sind. Obwohl nicht gezeigt, kann eine Trommelkalandrierung oder eine anschließende prozessentkoppelte Kalandrierung verwendet werden, um die Gleichmäßigkeit und Weichheit der Basisbahn zu verbessern.
Bei einer Ausführungsform ist das resultierende Gewebe oder die Papierbahn 52 eine strukturierte Bahn, die in einem dreidimensionalen Zustand getrocknet wurde, sodass die Wasserstoffbrückenverbindungsfasem im Wesentlichen gebildet wurden, während sich die Bahn nicht in einem flachen ebenen Zustand befand. Die Bahn 52 kann beispielsweise getrocknet werden, während diese noch eine Struktur umfasst, die durch die Gastransportvorrichtung 30 in der Bahn gebildet wurde, und/oder sie kann eine Textur umfassen, die ihr durch den Durchlufttrockner verliehen wurde.
Im Allgemeinen kann jeder Prozess, der fähig ist, eine Papierbahn zu bilden, in der vorliegenden Offenbarung auch verwendet werden. Ein Papierproduktionsprozess der vorliegenden Offenbarung kann beispielsweise Kreppen, Doppelkreppen, Prägen, Luftpressen, Kreppen durch Lufttrocknen, Entkreppen durch Lufttrocknen, Co-Formen, Hydroumschlingen sowie andere auf dem Fachgebiet bekannte Schritte verwenden.
Das Basisgewicht von Gewebebahnen, die gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt sind, kann abhängig von dem Endprodukt variieren. Der Prozess kann beispielsweise verwendet werden, um Waschtücher, Kosmetiktücher, Papiertücher, Industrieputztücher und dergleichen herzustellen. Das Basisgewicht der Gewebeprodukte kann im Allgemeinen von etwa 6 gsm bis zu etwa 120 gsm, wie beispielsweise von etwa 10 gsm bis zu etwa 90 gsm, variieren. Für Waschtücher und Kosmetiktücher kann das Basisgewicht beispielsweise im Bereich von etwa 10 gsm bis zu etwa 40 gsm liegen. Andererseits kann das Basisgewicht für Papiertücher im Bereich von etwa 25 gsm bis zu etwa 80 gsm liegen.
Die Gewebebahnmasse kann auch von etwa 3 cc/g bis 20 cc/g, wie beispielsweise von etwa 5 cc/g bis 15 cc/g, variieren. Das Bahn-„Volumen“ wird als der Quotient der Dicke einer trockenen Gewebebahn, ausgedrückt in Mikrometern, geteilt durch das Trockenflächengewicht, ausgedrückt in Gramm pro Quadratmeter, berechnet. Die resultierende Bahnmasse wird in Kubikzentimetern pro Gramm ausgedrückt. Insbesondere wird die Dicke als die Gesamtdicke eines Stapels von zehn repräsentativen Bahnen und Teilen der Gesamtdicke des Stapels durch Zehn gemessen, wobei jede Bahn innerhalb des Stapels mit der gleichen Seite nach oben angeordnet ist. Die Dicke wird gemäß dem TAPPI-Prüfverfahren T411 om-89 „Dicke (Dicke) von Papier, Karton und kaschiertem Karton“ mit Note 3 für gestapelte Blätter gemessen. Das Mikrometer, das zum Ausführen von T411 om-89 verwendet wurde, ist ein Emveco 200-A Gewebedickeprüfer, der von Emveco Inc, Newberg, Oreg erhältlich ist. Das Mikrometer weist eine Last von 2,00 Kilopascal [0,2 Gramm pro Quadratmillimeter (132 Gramm pro Quadratzoll)], einen Druckfußbereich von 2500 Quadratmillimetern, einen Druckfußdurchmesser von 56,42 Millimetern, eine Haltezeit von 3 Sekunden und eine Senkrate von 0,8 Millimetern pro Sekunde auf.
Bei mehrlagigen Produkten kann das Basisgewicht von jeder in dem Produkt vorhandenen Gewebebahn ebenfalls variieren. Im Allgemeinen wird das gesamte Basisgewicht eines mehrlagigen Produkts generell das gleiche sein wie vorstehend angegeben, wie beispielsweise von etwa 15 gsm bis zu etwa 120 gsm. Daher kann das Basisgewicht jeder Lage von etwa 10 gsm bis zu etwa 60 gsm, wie beispielsweise von etwa 20 gsm bis etwa 40 gsm, betragen.
Diese und andere Modifizierungen und Varianten der vorliegenden Erfindung können durch einen Fachmann umgesetzt werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der insbesondere in den angehängten Ansprüchen dargelegt ist. Außerdem versteht es sich, dass Aspekte der verschiedenen Ausführungsformen sowohl ganz oder teilweise austauschbar sind. Außerdem wird ein Fachmann verstehen, dass die vorstehende Beschreibung nur beispielhaft ist und die in den angefügten Ansprüchen näher beschriebene Erfindung nicht beschränken soll.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62/437974 [0001]
US 5529665 [0030]
US 5429686 [0050]
US 5672248 [0050]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Gewebeprodukts, umfassend: Abscheiden einer geschäumten Fasersuspension auf ein Formiergewebe, um eine nasse Bahn mit einer Dicke zu bilden; Kontaktieren der nassen Bahn mit einem Gasstrom, der ausreichend ist, um die Fasern in der nassen Bahn neu anzuordnen, während sich die Bahn bewegt; und Trocknen der Bahn.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die geschäumte Fasersuspension durch Kombinieren eines Schaums mit einem Faserstoff gebildet wird und der Schaum eine Dichte von etwa 200 g/L bis zu etwa 600 g/L, wie beispielsweise von etwa 250 g/L bis zu etwa 400 g/L, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schaum durch Kombinieren eines Schäummittels mit Wasser gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Schäummittel Natriumlaurylsulfat umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die in der Bahn enthaltenen Fasern mindestens etwa 50 Gew.-% Zellstofffasern, wie beispielsweise mindestens etwa 60 Gew.-% Zellstofffasern, wie beispielsweise mindestens etwa 70 Gew.-% Zellstofffasern, wie beispielsweise mindestens etwa 80 Gew.-% Zellstofffasern, umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Gasstrom die nasse Bahn mit einer Strömungsgeschwindigkeit kontaktiert, die ausreichend ist, um die Dicke der Bahn zu erhöhen, wobei die Dicke der Bahn im Vergleich zu einer Bahn, die in einem identischen Verfahren gebildet und mit dem Gasstrom nicht kontaktiert wird, um mindestens etwa 5 %, wie beispielsweise um mindestens etwa 10 %, wie beispielsweise um mindestens etwa 15 %, erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Gasstrom die nasse Bahn mit einer Strömungsgeschwindigkeit kontaktiert, die ausreichend ist, um das Basisgewicht zu erhöhen, wobei das Basisgewicht im Vergleich zu einer Bahn, die in einem identischen Verfahren gebildet und mit dem Gasstrom nicht kontaktiert wird, um mindestens etwa 5 %, wie beispielsweise um mindestens etwa 10 %, wie beispielsweise um mindestens etwa 15 %, erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich die nasse Bahn in eine erste Richtung und der Gasstrom in eine zweite Richtung bewegt und sich die zweite Richtung in einem Winkel zu der ersten Richtung befindet, und wobei der Winkel von etwa 90° bis zu etwa 180°, wie beispielsweise von etwa 90° bis zu etwa 150°, beträgt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Winkel zwischen der zweiten Richtung und der ersten Richtung von etwa 90° bis zu etwa 100° beträgt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Winkel zwischen der zweiten Richtung und der ersten Richtung von etwa 120° bis zu etwa 150° beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Gasstrom die nasse Bahn in Impulsen kontaktiert.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der gepulste Gasstrom die Fasern innerhalb der nassen Bahn an voneinander beabstandeten Orten neu anordnet.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der gepulste Gasstrom in der nassen Bahn eine Struktur bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die nasse Bahn entwässert wird, nachdem diese mit dem Gasstrom kontaktiert wurde und vor dem Trocknen der Bahn.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bahn mittels Durchlufttrocknung getrocknet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die getrocknete Bahn ein Volumen von größer als etwa 3 cc/g, wie beispielsweise größer als etwa 5 cc/g, wie beispielsweise größer als etwa 7 cc/g, wie beispielsweise größer als etwa 9 cc/g, wie beispielsweise größer als etwa 11 cc/g, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die nasse Bahn bei Kontakt mit dem Gasstrom eine Konsistenz von kleiner als etwa 50 % aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die nasse Bahn eine Breite aufweist, und wobei der Gasstrom von einer einzelnen Düse erzeugt wird, die sich über mindestens 80 % der Breite der nassen Bahn erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Gasstrom durch mehrere Düsen erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die getrocknete Bahn ein Basisgewicht von etwa 6 gsm bis zu etwa 120 gsm, wie beispielsweise von etwa 10 gsm bis zu etwa 90 gsm, wie beispielsweise von etwa 10 gsm bis zu etwa 40 gsm, aufweist.