DE69834186T2 - Zellulosebahn, verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung mittels eines papiermacherbandes mit schräger querschnittsstruktur, und verfahren zur herstellungdes bandes - Google Patents

Zellulosebahn, verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung mittels eines papiermacherbandes mit schräger querschnittsstruktur, und verfahren zur herstellungdes bandes Download PDF

Info

Publication number
DE69834186T2
DE69834186T2 DE69834186T DE69834186T DE69834186T2 DE 69834186 T2 DE69834186 T2 DE 69834186T2 DE 69834186 T DE69834186 T DE 69834186T DE 69834186 T DE69834186 T DE 69834186T DE 69834186 T2 DE69834186 T2 DE 69834186T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
web
belt
channels
discrete
papermaking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69834186T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69834186D1 (de
Inventor
Leroy Larry Cincinnati HUSTON
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Procter and Gamble Co
Original Assignee
Procter and Gamble Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US08/858,661 external-priority patent/US5900122A/en
Priority claimed from US08/858,662 external-priority patent/US5948210A/en
Application filed by Procter and Gamble Co filed Critical Procter and Gamble Co
Application granted granted Critical
Publication of DE69834186D1 publication Critical patent/DE69834186D1/de
Publication of DE69834186T2 publication Critical patent/DE69834186T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/006—Making patterned paper

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren für das Herstellen von festen, weichen, absorbierenden Cellulosebahnen. Genauer betrifft diese Erfindung strukturierte Cellulosebahnen mit Bereichen niedriger Dichte und Bereichen hoher Dichte, und Papierherstellungsgurte bzw. Papierherstellungsbänder, die zur Herstellung derartiger Papierbahnen verwendet werden.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Papierprodukte werden für eine Vielzahl von Zwecken verwendet. Papierhandtücher, Gesichtstücher, Toilettentücher und dergleichen werden in den modernen Industriegesellschaften ständig verwendet. Die große Nachfrage nach solchen Papierprodukten hat eine Forderung nach verbesserten Versionen der Produkte geschaffen. Wenn die Papierprodukte, wie Papierhandtücher, Gesichtstücher, Toilettenpapier und dergleichen, ihre beabsichtigten Aufgaben erfüllen und eine breite Akzeptanz finden sollen, müssen sie gewisse physikalische Eigenschaften aufweisen. Zu den wichtigeren Eigenschaften gehören dabei die Festigkeit, die Weichheit und die Absorptionsfähigkeit.
  • Die Festigkeit ist die Fähigkeit der Papierbahn, ihre physikalische Integrität während des Gebrauchs beizubehalten.
  • Die Weichheit ist das angenehme taktile Gefühl, das Konsumenten wahrnehmen, wenn sie das Papier für die beabsichtigten Zwecke verwenden.
  • Die Absorptionsfähigkeit ist die Eigenschaft des Papiers, das es dem Papier ermöglicht, Fluide, insbesondere Wasser und wässrige Lösungen und Suspensionen aufzunehmen und zu halten. Es ist nicht nur die absolute Menge des Fluids, die eine gegebene Menge von Papier halten soll, entscheidend, sondern auch die Rate, mit der das Papier das Fluid absorbieren wird.
  • Durchluft-Trocknungsgurte bzw. Durchströmtrocknungsbänder zur Papierherstellung, die eine Verstärkungsstruktur und ein Harzrahmenwerk bzw. eine Harz-Trägerstruktur umfassen, sind beschrieben in den U.S.-Patenten 4,514,345, erteilt an Johnson et al. am 30. April 1985, dessen Rechte übertragen wurden, U.S.-Patent 4,528,239, erteilt an Trokhan am 9. Juli 1985, U.S.-Patent 4,529,480, erteilt an Trokhan am 16. Juli 1985, U.S.-Patent 4,637,859, erteilt an Trokhan am 20. Januar 1987, U.S.-Patent 5,334,289, erteilt an Trokhan et al. am 2. August 1994 und WO 92/00416. Die vorgenannten Patente zeigen bevorzugte Konstruktionen von Durchströmtrocknungsbändern zur Papierherstellung.
  • Das auf den in diesen Patenten offenbarten Bändern produzierte Papier ist durch zwei physikalisch voneinander getrennte Bereiche gekennzeichnet: einen kontinuierlich ausgebildeten Netzwerkbereich mit einer relativ hohen Dichte und einen Bereich, der aus einer Vielzahl von Wölbungen besteht, die über den gesamten Netzwerkbereich verteilt sind. Die Wölbungen weisen im Vergleich zu den Netzwerkbereichen eine relativ niedrige Dichte und eine relativ geringe Eigenfestigkeit auf. Derartige Bänder werden zur Produktion von kommerziell erfolgreichen Produkten wie „Bounty"-Papierhandtüchern und „Charmin Ultra"-Toilettenpapier verwendet, die beide vom Anmelder des vorliegenden Patents produziert und vertrieben werden.
  • Die U.S.-Patente 5,245,025, erteilt an Trokhan et al. am 14. September 1993 und 5,527,428, erteilt an Trokhan et al. am 18. Juni 1996, offenbaren eine Cellulosefaserstruktur, die eine Vielzahl von Bereichen umfasst: einen im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten ersten Bereich mit einem relativ hohen Flächengewicht, einen zweiten Bereich mit einem relativ niedrigen Flächengewicht oder einem Flächengewicht gleich null, der vom ersten Bereich umgeben ist und an diesen angrenzt, und einen dritten Bereich mit einem mittleren Flächengewicht, der neben dem zweiten Bereich angeordnet ist. Ein Formgebungsgurt bzw. ein Formgebungsband für die Produktion eines derartigen Papiers umfasst einen gemusterten Bereich einzelner Vorsprünge, die mit einer Verstärkungsstruktur verbunden sind. Ringe zwischen angrenzenden Vorsprüngen bieten Raum, in den Papierherstellungsfasern abgelenkt werden können, um den ersten Bereich zu bilden. Zusätzlich kann sich in jedem einzelnen Vorsprung eine Öffnung befinden. Die Öffnungen in den einzelnen Vorsprüngen bieten ebenfalls Raum, in den die Papierherstellungsfasern abgelenkt werden können, um den dritten Bereich zu bilden.
  • Dennoch wird die Suche nach verbesserten Produkten fortgesetzt.
  • In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, Cellulosebahnen zu produzieren, die Muster aufweisen, deren Querschnitte „abgewinkelt" sind, d. h. aus den Bahnen erheben sich – wenn sie im Querschnitt betrachtet werden – die Wölbungen aus einem im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Netzwerkbereich, sodass die Wölbungen nicht unbedingt senkrecht verlaufen, sondern relativ zur Ebene des Netzwerkbereichs deutlich abgewinkelt sind. Insbesondere können derartige „abgewinkelte" Wölbungen die Weichheit der Bahn verbessern, da die Kollabierneigung der abgewinkelten Wölbungen im Vergleich zu den senkrecht nach oben verlaufenden Wölbungen höher ist. Außerdem wird davon ausgegangen, dass derartige abgewinkelte Strukturen die Fähigkeit besitzen, absorbierte Fluide in einer gewünschten (und vorgegebenen) Richtung zu leiten, die von der spezifischen (und ebenfalls vorgegebenen) Ausrichtung der Wölbungen in der Bahn abhängt. Derartige Eigenschaften können für eine Vielzahl von Einwegprodukten sehr vorteilhaft sein.
  • Daher ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung das Bereitstellen einer Cellulosebahn, die mindestens zwei Bereiche aufweist: einen im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Bereich und einen Bereich, der einen gemusterten Bereich aus einzelnen Wölbungen oder Erhebungen umfasst, die sich aus dem im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Bereich heraus in einer Art und Weise erheben, dass die Achsen der Wölbungen oder Erhebungen und die allgemeine Ebene des im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Bereichs spitze Winkel bilden.
  • Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung derartiger Cellulosebahnen bereitzustellen.
  • Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Papierherstellungsband zur Herstellung derartiger Cellulosebahnen bereitzustellen.
  • Ferner ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Papierherstellungsbandes bereitzustellen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein makroskopisch monoplanes Papierherstellungsband der vorliegenden Erfindung kann in einer Papierherstellungsmaschine als Formgebungsband und/oder als Durchströmtrocknungsband eingesetzt werden.
  • Das Durchströmtrocknungsband umfasst eine Harz-Trägerstruktur mit einer bahnseitigen Oberfläche, die eine X-Y-Ebene definiert, einer rückseitigen Oberfläche gegenüber der bahnseitigen Oberfläche, einer senkrecht zur X-Y-Ebene verlaufenden Z-Richtung und einer Vielzahl von einzelnen Kanälen, die sich zwischen der bahnseitigen Oberfläche und der rückseitigen Oberfläche erstrecken. Vorzugsweise umfasst die Vielzahl von Kanälen einen Bereich mit einem nicht zufälligen und sich wiederholenden gemusterten Bereich. Jeder der einzelnen Kanäle weist eine Achse und Wände auf. Die Achsen von mindestens einigen der einzelnen Kanäle und die Z-Richtung bilden spitze Winkel. Vorzugsweise umfasst das Durchströmtrocknungsband ferner eine luftdurchlässige Verstärkungsstruktur, die zwischen der bahnseitigen Oberfläche und der rückseitigen Oberfläche der Harz-Trägerstruktur angeordnet ist. Die Verstärkungsstruktur weist eine zur Bahn zeigende Seite und eine zur Maschine zeigende Seite gegenüber der zur Bahn zeigenden Seite auf.
  • In der bahnseitigen Oberfläche des Rahmenwerks bzw. der Trägerstruktur des Durchströmtrocknungsbandes befindet sich ein im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildetes bahnseitiges Netzwerk, und in der rückseitigen Oberfläche der Trägerstruktur befindet sich ein rückseitiges Netzwerk. Das bahnseitige Netzwerk definiert bahnseitige Öffnungen, und das rückseitige Netzwerk definiert rückseitige Öffnungen der einzelnen Kanäle. Die bahnseitigen Öffnungen sind relativ zu den entsprechenden rückseitigen Öffnungen innerhalb der X-Y-Ebene in mindestens einer Richtung senkrecht zur Z-Richtung versetzt. Die einzelnen Kanäle können relativ zu ihren jeweiligen Achsen in mindestens einer Richtung senkrecht zur Z-Richtung konisch zulaufend, vorzugsweise negativ konisch zulaufend, sein.
  • Das Formgebungsband der vorliegenden Erfindung umfasst eine luftdurchlässige Verstärkungsstruktur und eine mit der Verstärkungsstruktur verbundene Harz-Trägerstruktur. Die Verstärkungsstruktur weist eine zur Bahn zeigende Seite, die eine X-Y-Ebene definiert, eine zur Maschine zeigende Seite gegenüber der zur Bahn zeigenden Seite und eine zur X-Y-Ebene senkrecht verlaufende Z-Richtung auf. Die Harz-Trägerstruktur umfasst eine Vielzahl einzelner Vorsprünge, die mit der Verstärkungsstruktur verbunden sind und sich aus dieser erheben. Jeder dieser Vorsprünge weist eine Achse, eine obere Oberfläche, eine Grundoberfläche gegenüber der oberen Oberfläche, und Wände auf, die die Deckfläche und die Grundfläche voneinander beabstanden diese miteinander verbinden. Vorzugsweise sind die einzelnen Vorsprünge umgeben von einem Bereich und angrenzend an einen Bereich von im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanälen. Eine Vielzahl der oberen Oberflächen definiert eine bahnseitige Oberfläche, und eine Vielzahl der unteren Oberflächen definiert eine rückseitige Oberfläche der Harz-Trägerstruktur.
  • Im Formgebungsband der vorliegenden Erfindung bilden die Achsen von mindestens einigen der Vorsprünge und die Z-Richtung spitze Winkel. Die oberen Ober flächen von mindestens einigen der Vorsprünge sind relativ zu den entsprechenden Basisoberflächen derselben Vorsprünge innerhalb der X-Y-Ebene in mindestens einer Richtung senkrecht zur Z-Richtung versetzt. In der zur Bahn zeigenden Seite der Verstärkungsstruktur befindet sich vorzugsweise ein im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildetes zur Bahn zeigendes Netzwerk, welches durch den Bereich der im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanäle definiert ist. Die Wände von mindestens einigen der Vorsprünge können bezüglich der Achsen dieser Vorsprünge konisch zulaufend sein. Vorzugsweise umfasst die Vielzahl von Vorsprüngen einen nicht zufälligen und sich wiederholenden gemusterten Bereich in der X-Y-Ebene. Bei einer Ausführungsform weist die Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen eine Vielzahl von einzelnen Kanälen auf, die sich von der bahnseitigen Oberfläche zur rückseitigen Oberfläche der Harz-Trägerstruktur erstrecken. Vorzugsweise befindet sich in jedem der diese Vielzahl bildenden einzelnen Vorsprünge mindestens ein einzelner Ablenkkanal. Sowohl im Durchströmtrocknungsband als auch im Formgebungsband kann die rückseitige Oberfläche wahlweise strukturiert sein.
  • Ein Verfahren zur Herstellung des Bandes der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte:
    • (a) Bereitstellen einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Aushärtungsstrahlung in einer ersten Richtung;
    • (b) Bereitstellen eines flüssigen lichtempfindlichen Harzes;
    • (c) Bereitstellen einer Formgebungseinrichtung mit einer Arbeitsfläche bzw. wirksamen Oberfläche, die in der Lage ist, das flüssige lichtempfindliche Harz aufzunehmen;
    • (d) Bereitstellen einer luftdurchlässigen Verstärkungsstruktur, die mit dem ausgehärteten lichtempfindlichen Harz verbunden werden soll, wobei die Verstärkungsstruktur eine zur Bahn zeigende Seite und eine zur Maschine zeigende Seite gegenüber der zur Bahn zeigenden Seite aufweist;
    • (e) Anordnen der Verstärkungsstruktur in der Formgebungseinrichtung;
    • (f) Einbringen des flüssigen lichtempfindlichen Harzes in die Formgebungseinrichtung, dadurch einen Überzug aus dem flüssigen lichtempfindlichen Harz bildend, wobei der Überzug eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche und eine vorgewählten Dicke, die durch die erste und zweite Oberfläche definiert ist, aufweist;
    • (g) Anordnen der Formgebungseinrichtung, die den Uberzug aus flüssigem lichtempfindlichem Harz enthält, in der ersten Richtung, sodass die erste Oberfläche des Überzugs und die erste Richtung einen spitzen Winkel bilden;
    • (h) Bereitstellen einer Maske mit undurchsichtigen Bereichen und durchsichtigen Bereichen, die ein vorgewähltes Muster bilden;
    • (i) Positionieren der Maske zwischen der ersten Oberfläche des Uberzugs und der Vorrichtung zur Erzeugung der Aushärtungsstrahlung, sodass die Maske in einer angrenzenden Beziehung zur ersten Oberfläche steht, wobei die undurchsichtigen Bereiche der Maske einen Teil des Überzugs von der Aushärtungsstrahlung der Vorrichtung abschirmen, und die durchsichtigen Bereiche andere Teile des Überzugs von der Aushärtungsstrahlung der Vorrichtung unabgeschirmt lassen;
    • (j) Aushärten der unabgeschirmten Teile des Uberzugs und ungehärtet Lassen der abgeschirmten Teile des Überzugs durch Bestrahlen des Überzugs mit einer Aktivierungs-Wellenlänge von der Vorrichtung zur Erzeugung einer Aushärtungsstrahlung durch die Maske hindurch, um ein teilweise geformtes Band zu bilden;
    • (k) Entfernen von im Wesentlichen dem gesamten nicht ausgehärteten flüssigen lichtempfindlichen Harz von dem teilweise geformten Band, um eine gehär tete Harzstruktur zurückzulassen, welche eine Trägerstruktur mit einer bahnseitigen Oberfläche bildet, gebildet von der ersten gehärteten Oberfläche, und eine rückseitige Oberfläche, gebildet von der zweiten gehärteten Oberfläche. Abhängig von einer bestimmten vorgegebenen Ausführung der gewünschten Trägerstruktur (kontinuierlich ausgebildete Trägerstuktur für das Durchströmtrocknungsband oder die Trägerstruktur, die die Vielzahl von Vorsprüngen für das Formgebungsband umfasst) wird das Band entweder eine Vielzahl von einzelnen Kanälen in den Bereichen, die durch die undurchsichtigen Bereiche der Maske von der Aushärtungsstrahlung abgeschirmt waren, oder eine Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen, die sich in den Bereichen, die nicht abgeschirmt waren und daher gehärtet wurden, aus der Verstärkungsstruktur erstrecken, aufweisen.
  • Die Schritte (d) und (e) sind die notwendigen Schritte für die Herstellung des Formgebungsbandes, und die stark bevorzugten Schritte für die Herstellung des Durchströmtrocknungsbandes.
  • Eine durch Einsatz des Durchströmtrocknungsbandes mit einer im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Trägerstruktur hergestellte Bahn wird mindestens zwei Bereiche aufweisen, die in einem nicht zufälligen und sich wiederholenden Muster angeordnet sind: einen makroskopisch monoplanen, gemusterten und im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Netzwerkbereich, der eine Netzwerkebene bildet und vorzugsweise eine relativ hohe Dichte aufweist, und einen Bereich mit Wölbungen, der eine relativ niedrige Dichte aufweist. Der Bereich mit Wölbungen umfasst einzelne Wölbungen, die sich aus der Netzwerkebene in mindestens einer Richtung erstrecken, sodass diese mindestens eine Richtung und die Netzwerkebene einen spitzen Winkel bilden.
  • Die auf dem Formgebungsband gebildete Cellulosebahn, die die Trägerstruktur mit der Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen aufweist, wird mindestens zwei Bereiche aufweisen, die in einem nicht zufälligen und sich wiederholenden Muster angeord net sind: einen makroskopisch planen und gemusterten ersten Bereich, der eine X-Y-Ebene definiert und vorzugsweise ein relativ hohes Flächengewicht aufweist, und einen zweiten Bereich, der vorzugsweise ein relativ niedriges Flächengewicht aufweist und vom ersten Bereich umgeben wird und an diesen angrenzt. Der erste Bereich umfasst ein im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildetes Netzwerk, gebildet über dem Bereich der im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanäle der Trägerstruktur des Formgebungsbandes. Der zweite Bereich umfasst eine Vielzahl von einzelnen Erhebungen, gebildet über den einzelnen Vorsprüngen der Trägerstruktur des Formgebungsbandes. Die Vorsprünge erstrecken sich von dem ersten Bereich in mindestens einer „abgewinkelten" Richtung, sodass diese mindestens eine Richtung und die X-Y-Ebene einen spitzen Winkel bilden. Die auf dem Formgebungsband gebildete Bahn, die die einzelnen Kanäle durch die Vorsprünge aufweist, kann auch einen dritten Bereich mit einem mittleren Flächengewicht im Verhältnis zum Flächengewicht des ersten Bereichs und des Flächengewichts des zweiten Bereichs aufweisen, wobei der dritte Bereich neben dem zweiten Bereich angeordnet ist.
  • Hinsichtlich der Durchströmtrocknung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Cellulosefaserbahn die Schritte:
    • (a) Bereitstellen einer Vielzahl von Cellulose-Papierherstellungsfasern, die in einem flüssigen Träger suspendiert sind;
    • (b) Bereitstellen eines Formgebungsbandes;
    • (c) Anordnen der Vielzahl von Cellulose-Papierherstellungsfasern, die in einem flüssigen Träger suspendiert sind, auf dem Formgebungsband;
    • (d) Abfließen lassen des flüssigen Trägers durch das Formgebungsband, wodurch eine embryonische Bahn aus den Papierherstellungsfasern auf dem Formgebungsband gebildet wird;
    • (e) Bereitstellen eines makroskopisch monoplanen Durchströmtrocknungsbandes umfassend eine Harz-Trägerstruktur mit einer bahnseitigen Oberfläche definierend eine X-Y-Ebene, eine rückseitige Oberfläche gegenüber der bahnseitigen Oberfläche, eine senkrecht zur X-Y-Ebene verlaufende Z-Richtung und eine Vielzahl von einzelnen Kanälen, die sich zwischen der bahnseitigen Oberfläche und der rückseitigen Oberfläche erstrecken, wobei jeder der Kanäle eine Achse und Wände aufweist, und die Achsen von mindestens einigen der Kanäle und die Z-Richtung spitze Winkel bilden;
    • (f) Anordnen der embryonischen Bahn auf der bahnseitigen Oberfläche der Harz-Trägerstruktur des Durchströmtrocknungsbandes;
    • (g) Beaufschlagen der embryonischen Bahn mit einer Fluiddruckdifferenz, um mindestens einen Teil der Papierherstellungsfasern in die einzelnen Kanäle abzulenken und Wasser von der embryonischen Bahn in die einzelnen Kanäle abzuleiten, wodurch eine halbfertige Bahn, welche einen makroskopisch monoplanen, gemusterten und im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Netzwerkbereich sowie einen Wölbungsbereich, der eine Vielzahl von einzelnen Wölbungen umfasst, die aus dem Netzwerkbereich herausragen, von diesem umgeben sind, und an diesen angrenzen, umfasst, wobei jede der Wölbungen eine Achse aufweist, und die Achsen von mindestens einigen dieser Wölbungen und die Z-Richtung spitze Winkel bilden.
  • Ein Verfahren zur Herstellung der embryonischen Cellulosefaserbahn auf dem Formgebungsband der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte:
    • (a) Bereitstellen einer Vielzahl von Cellulosefasern, die in einem flüssigen Träger suspendiert sind;
    • (b) Bereitstellen eines makroskopisch monoplanen Papierherstellungsbandes, das eine luftdurchlässige Verstärkungsstruktur mit einer zur Bahn zeigenden Seite, die eine X-Y-Ebene definiert, einer zur Maschine zeigende Seite gegenüber der zur Bahn zeigenden Seite und einer senkrecht zur X-Y-Ebene angeordneten Z-Richtung aufweist, wobei Formgebungsband ferner eine Harz-Trägerstruktur umfasst, die eine Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen aufweist, die mit der Verstärkungsstruktur verbunden sind und sich aus dieser heraus erstrecken, wobei jeder der Vorsprünge eine Grundoberfläche, eine obere Oberfläche, Wände, die die Grundoberfläche und die Deckfläche voneinander beabstanden und diese miteinander verbinden, und eine Achse aufweist, wobei die Achsen von mindestens einigen der Vorsprünge und die Z-Richtung spitze Winkel bilden, wobei eine Vielzahl der oberen Oberflächen eine bahnseitige Oberfläche der Harz-Trägerstruktur definieren und eine Vielzahl der Grundoberflächen eine rückseitige Oberfläche der Harz-Trägerstruktur definieren;
    • (c) Anordnen der Cellulosefasern und des Trägers auf dem Formgebungsband;
    • (d) Abfließen lassen des flüssigen Trägers durch das Formgebungsband, wodurch ein makroskopisch planer und gemusterter erster Bereich gebildet wird, der in der X-Y-Ebene abgelegt wird, wobei der erste Bereich ein im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildetes Netzwerk umfasst und vorzugsweise ein relativ hohes Flächengewicht aufweist, sowie ein zweiter Bereich, bestehend aus einer Vielzahl von einzelnen Erhebungen, umgeben von und angrenzend an den ersten Bereich und vorzugsweise ein relativ niedriges Flächengewicht aufweisend, wobei die Erhebungen sich aus dem ersten Bereich heraus in mindestens einer Richtung erstrecken und mindestens eine Richtung und die Z-Richtung einen spitzen Winkel bilden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Draufsicht eines Papierherstellungsbandes der vorliegenden Erfindung, das ein im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildetes bahnseitiges Netzwerk und einzelne Kanäle aufweist.
  • 1A ist eine schematische unvollständige Querschnittansicht des Papierherstellungsbandes entlang der Linien 1A-1A von 1 und zeigt die einzelnen Kanäle, die relativ zur Z-Richtung abgewinkelt sind.
  • 1B ist eine schematische unvollständige Querschnittansicht des Papierherstellungsbandes entlang der Linien 1B-1B von 1.
  • 1C ist eine schematische unvollständige Querschnittansicht des Papierherstellungsbandes der vorliegenden Erfindung, das abgewinkelte und negativ konisch zulaufende Kanäle aufweist.
  • 2 ist eine schematische Draufsicht des Papierherstellungsbandes der vorliegenden Erfindung, das eine Harz-Trägerstruktur aufweist, die durch einzelne Vorsprünge gebildet wird, die von einem im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Bereich von Kanälen umgeben sind.
  • 2A ist eine schematische unvollständige Querschnittansicht des Papierherstellungsbandes entlang der Linien 2A-2A von 2, und zeigt die einzelnen Vorsprünge, die relativ zur Z-Richtung abgewinkelt und positiv konisch zulaufend sind.
  • 3 ist eine schematische Draufsicht eines Papierherstellungsbandes ähnlich dem in 2 dargestellten und umfasst eine Harz-Trägerstruktur, gebildet von einer Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen, in denen sich eine Vielzahl von einzelnen Kanälen befindet.
  • 3A ist eine schematische unvollständige Querschnittansicht des Papierherstellungsbandes entlang der Linien 3A-3A von 3 und zeigt positiv konisch zulaufende Vorsprünge, in denen sich negativ konisch zulaufende einzelne Kanäle befinden.
  • 4 ist eine schematische Draufsicht einer Papierbahn, hergestellt auf dem in 1–1C dargestellten Papierherstellungsband der vorliegenden Erfindung, wobei die Papierbahn drei Bereiche mit Erhebungen aufweist, wobei die Erhebungen jedes Bereichs eine spezifische Ausrichtung aufweisen, die sich von den Ausrichtungen der anderen beiden Bereiche unterscheidet.
  • 4A ist eine schematische unvollständige Querschnittansicht der Papierbahn entlang der Linien 4A-4A von 4.
  • 4B ist eine schematische unvollständige Querschnittansicht der Papierbahn entlang der Linien 4B-4B von 4.
  • 4C ist eine schematische unvollständige Querschnittansicht der Papierbahn entlang der Linien 4C-4C von 4.
  • 4D ist eine schematische unvollständige Querschnittansicht einer prophetischen Bahn, hergestellt auf dem Papierherstellungsband der vorliegenden Erfindung das in 3 und 3A dargestellt ist.
  • 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Erzeugen einer Aushärtungsstrahlung, die zum Aushärten eines lichtempfindlichen Harzes zur Bildung einer Harz-Trägerstruktur, die das Papierherstellungsband der vorliegenden Erfindung umfasst, eingesetzt werden kann.
  • 5A ist eine schematische Querschnittansicht der in 5 dargestellten Vorrichtung.
  • 5B ist eine schematische Querschnittansicht der Vorrichtung zur gesteuerten Strahlung, welche die Aushärtungsstrahlung in mehr als eine vorgegebene Strahlungsrichtung leitet.
  • 5C ist eine schematische Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zur gesteuerten Strahlung.
  • 6 ist eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines kontinuierlichen Papierherstellungsverfahrens, verwendet in der vorliegenden Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Bezug nehmend auf 6 ist die bevorzugte Ausführungsform des Papierherstellungsbandes 10 der vorliegenden Erfindung ein Endlosband. Das Papierherstellungsband 10 der vorliegenden Erfindung kann jedoch in zahlreichen anderen Formen verwirklicht werden, zum Beispiel in Form von stationären Platten zum Einsatz bei der Herstellung von Laborblättern bzw. Handsheets oder in anderen diskontinuierlichen Verfahren, oder in Form von rotierenden Trommeln zum Einsatz in anderen kontinuierlichen Verfahren. Wie hier verwendet, ist der Ausdruck „Papierherstellungsband 10" oder einfach „Band 10" ein allgemeiner Ausdruck, der sich sowohl auf ein Formgebungsband 10a als auch auf ein Durchströmtrocknungsband 10b beziehen kann, beide dargestellt in 6. Das Formgebungsband 10a läuft in die von einem Richtungspfeil „A" angegebene Richtung, und das Durchströmtrocknungsband 10b läuft in die von einem Richtungspfeil „B" angegebene Richtung. Da das Formgebungsband 10a und das Durchströmtrocknungsband 10b bestimmte gemeinsame Merkmale aufweisen, ist es in relevanten Teilen der Spezifikation praktisch, sich sowohl auf das Formgebungsband 10a als auch auf das Durchströmtrocknungsband 10b als einfach „das Band 10" zu beziehen. Wenn jedoch eine Unterscheidung zwischen dem Formgebungsband 10a und dem Durchströmtrocknungsband 10b zum Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig oder hilfreich ist, wird auf „das Formgebungsband 10a" oder „das Durchströmtrocknungsband 10b" Bezug genommen. Ungeachtet der physikalischen Form des Papierherstellungsbandes 10 und seiner Funktion im Papierherstellungsverfahren weist das Band 10 der vorliegenden Erfindung die nachstehend beschriebenen Charakteristika auf.
  • Wie in 1–4C und 6 dargestellt, weist das Band 10 der vorliegenden Erfindung eine bahnberührende Seite 11 und eine Rückseitige Oberfläche 12 gegenüber der bahnberührenden Seite 11 auf. Wie aus der Definition hervorgehen sollte, berührt und stützt daher die bahnberührende Seite 11 eine Bahn 60 auf dem Band 10. Die Rückseitige Oberfläche 12 berührt die im Papierherstellungsprozess eingesetzten Anlagenteile, wie eine Saugabnahme 17a, einen Saugkasten mit mehreren Schlitzen 17b und verschiedene Walzen usw. Aus Gründen der Ubersichtlichkeit wird auf die Bahn 60, wie hier verwendet, durch dieselbe Positionsnummer 60 Bezug genommen, ungeachtet der jeweiligen Phase ihrer Verarbeitung. Die Unterscheidung zwischen den verschiedenen Phasen der Verarbeitung der Bahn ist zwar wichtig, erfordert zum Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung jedoch nicht die Verwendung unterschiedlicher Positionsnummern. Ein dem Ausdruck „Bahn" unmittelbar vorangestelltes Adjektiv wird klar und eindeutig auf eine bestimmte Phase der Verarbeitung der Bahn hinweisen, zum Beispiel: „embryonische Bahn 60", „halbfertige Bahn 60", „geprägte Bahn 60", „vorgetrocknete Bahn 60", „getrocknete Bahn 60", und ein Endprodukt – „Papierbahn 60".
  • 1–3C zeigen unterschiedliche Ausführungsformen des Bandes 10 der vorliegenden Erfindung. 1–1C veranschaulichen das Papierherstellungsband 10, das vorzugsweise als das Durchströmtrocknungsband 10b eingesetzt werden kann, und 2–3A zeigen Ausführungsformen des Bandes 10, die vorzugsweise als das Formgebungsband 10a eingesetzt werden können. Das Band 10 umfasst eine Harz-Trägerstruktur 20 und eine Verstärkungsstruktur 50, die mit der Harz-Trägerstruktur 20 verbunden ist. Es sollte hervorgehoben werden, dass die Verstärkungsstruktur 50 für das Formgebungsband 10a notwendig ist und für das Durchströmtrocknungsband 10b stark bevorzugt wird.
  • Die Harz-Trägerstruktur, oder einfach Trägerstruktur 20, weist eine bahnseitige Oberfläche 21, eine rückseitige Oberfläche 22 gegenüber der bahnseitigen Oberflä che 21 und eine Vielzahl von Kanälen 30 auf, die sich zwischen der bahnseitigen Oberfläche 21 und der rückseitigen Oberfläche 22 erstrecken. Falls gewünscht, kann die rückseitige Oberfläche 22 strukturiert sein gemäß den U.S.-Patenten 5,275,700, erteilt am 4. Januar 1994 an Trokhan, 5,334,289, erteilt am 2. August 1994 an Trokhan et al., 5,364,504, erteilt am 15. November 1994 an Smurkoski et al., deren Rechte übertragen wurden. Die Verstärkungsstruktur 50 ist vorzugsweise zwischen der bahnseitigen Oberfläche 21 und der rückseitigen Oberfläche 22 der Trägerstruktur 20 positioniert. Die Verstärkungsstruktur 50 ist im Wesentlichen flüssigkeitsdurchlässig und kann ein Element umfassen, das kleine Öffnungen aufweist, wie ein Gewebesieb oder andere mit Öffnungen versehene Strukturen. Die Verstärkungsstruktur 50 weist eine zur Bahn zeigende Seite 51 und eine zur Maschine zeigende Seite 52 gegenüber der zur Bahn zeigenden Seite 51 auf. Die zur Bahn zeigende Seite 51 der Verstärkungsstruktur 50 entspricht der bahnseitigen Oberfläche 21 der Trägerstruktur 20, und die zur Maschine zeigende Seite 52 der Verstärkungsstruktur 50 entspricht der rückseitigen Oberfläche 22 der Trägerstruktur 20.
  • In der in 1–1C dargestellten Ausführungsform umfasst die Trägerstruktur 20 ein im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildetes Muster, und die Vielzahl von Kanälen 30 umfasst eine Vielzahl von einzelnen Öffnungen oder Löchern, die sich von der bahnseitigen Oberfläche 21 zur rückseitigen Oberfläche 22 der Trägerstruktur 20 erstrecken. Vorzugsweise sind die einzelnen Kanäle 30 in der Trägerstruktur 20 in einem vorgewählten Muster angeordnet. Mehr bevorzugt ist das Muster der Anordnung der Kanäle 30 nicht zufällig und wiederholt sich. Das Papierherstellungsband 10, das eine kontinuierlich ausgebildete Trägerstruktur 20 und einzelne Kanäle 30 aufweist, kann vorzugsweise als das Durchströmtrocknungsband 10b eingesetzt werden. Das Papierherstellungsband 10, das eine kontinuierlich ausgebildete Trägerstruktur 20 und einzelne Kanäle 30 aufweist, wurde zuerst offenbart in den U.S.-Patenten 4,528,239, erteilt am 9. Juli 1985 an Trokhan, 4,529,480, erteilt am 16. Juli 1985 an Trokhan, 4,637,859, erteilt am 20. Januar 1987 an Trokhan, 5,098,522, erteilt am 24. März 1992 an Trokhan et al., 5,275,700, erteilt am 4. Januar 1994 an Trokhan, 5,334,289, erteilt am 2. August 1994 an Trokhan und 5,364,504, erteilt am 15. November 1985 an Smurkoski et al., deren Rechte übertragen wurden.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Bandes 10, dargestellt in 2–3C, umfasst die Trägerstruktur 20 eine Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen 40, die sich aus der Verstärkungsstruktur 50 heraus erstrecken und an einen Bereich von im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Ablenkungskanälen 70 angrenzen. In den in 2–3C dargestellten Ausführungsformen definiert der Bereich von im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanälen 70 vorzugsweise ein im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildetes, zur Bahn zeigendes Netzwerk 51*, gebildet in der zur Bahn zeigenden Seite 51 der Verstärkungsstruktur 50.
  • Der Ausdruck „im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildet" weist darauf hin, dass Unterbrechungen der absoluten geometrischen Kontinuität tolerierbar sein können, wenn auch nicht bevorzugt werden, so lange diese Unterbrechungen die Leistungsfähigkeit des Bandes 10 der vorliegenden Erfindung nicht negativ beeinflussen. Es sollte auch deutlich darauf hingewiesen werden, dass Ausführungsformen (nicht dargestellt) möglich sind, bei denen Unterbrechungen der absoluten Kontinuität der Trägerstruktur 20 (im Durchströmtrocknungsband 10b) oder Unterbrechungen der absoluten Kontinuität der Kanäle 70 (im Formgebungsband 10a) als Teil der Gesamtkonstruktion des Bandes 10 beabsichtigt sind. Diese Ausführungsformen sind nicht dargestellt, können jedoch leicht bildlich vorgestellt werden durch Kombinieren des Musters der Trägerstruktur des Durchströmtrocknungsbandes 10b mit dem Muster der Trägerstruktur des Formgebungsbandes 10a in einer Art und Weise, dass einige der Bereiche des „kombinierten" Bandes das Muster des Durchströmtrocknungsbandes 10b aufweisen, während andere Teile desselben „kombinierten" Bandes das Muster des Formgebungsbandes 10a aufweisen.
  • Wie in 3-3 dargestellt, können in den einzelnen Vorsprüngen 40 auch die diskreten Kanäle 30 angeordnet sein, die sich von der bahnseitigen Oberfläche 21 zur rückseitigen Oberfläche 22 der Trägerstruktur 20 erstrecken. Das Papierherstellungsband 10, das die Trägerstruktur 20 mit den einzelnen Vorsprüngen 40 umfasst, kann vorzugsweise als das Formgebungsband 10a eingesetzt werden. Das Papierherstellungsband 10, das die Trägerstruktur 20 mit den einzelnen Vorsprüngen 40 umfasst, wurde zuerst offenbart in dem U.S.-Patent 4,245,025, erteilt am 14. September 1993 an Trokhan et al., dessen Rechte übertragen wurden, und U.S.-Patent 5,527,428, erteilt am 18. Juni 1996 an Trokhan et al. Ebenso kann das Papierherstellungsband 10, das die einzelnen Vorsprünge umfasst, die sich über die Ebene des Stoffes erheben, gemäß der Europäischen Patentanmeldung 95105513.6, Publikationsnummer: 0 677 612 A2, eingereicht am 12.04.95, Erfinder Wendt et al., hergestellt werden.
  • Das Band 10 ist vorzugsweise luftdurchlässig und flüssigkeitsdurchlässig in mindestens einer Richtung, insbesondere der Richtung von der bahnberührenden Seite 11 zur rückseitigen Oberfläche 12. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „flüssigkeitsdurchlässig" auf den Zustand, in dem ein flüssiger Träger einer faserhaltigen Aufschlämmung ohne signifikante Behinderung durch das Band 10 dringen kann. Es ist jedoch nicht notwendig oder gar erwünscht, dass der gesamte Oberflächenbereich des Bandes 10 flüssigkeitsdurchlässig ist. Es ist nur notwendig, das der flüssige Träger leicht von der Aufschlämmung getrennt werden kann, wodurch er auf der bahnberührenden Seite 11 des Bandes 10 eine embryonische Bahn aus Papierherstellungsfasern hinterlässt.
  • Die bahnseitige Oberfläche 21 der Trägerstruktur 20 definiert die bahnberührende Seite 11 des Papierherstellungsbandes 10, und die zur Maschine zeigende Oberfläche 22 der Trägerstruktur 20 definiert die Rückseitige Oberfläche 12 des Papierherstellungsbandes 10. Daher könnte auch gesagt werden, dass die einzelnen Kanäle 30 und die im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanäle 70 sich zwischen der bahnberührenden Seite 11 des Bandes 10 und der rückseitigen Oberfläche 12 des Bandes 10 erstrecken. Die einzelnen Kanäle 30 (oder einfach „Kanäle 30") und die im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanäle 70 (oder einfach „Kanäle 70") kanalisieren Wasser von der Bahn 60, die auf der bahnseitigen Oberfläche 21 der Trägerstruktur 20 aufliegt, zur rückseitigen Oberfläche 22 der Trägerstruktur 20 und stellen Bereiche bereit, in welche die Fasern der Bahn 60 abgelenkt und neu angeordnet werden können, um Wölbungsbereiche zu bilden – entweder einzelne Wölbungen 65 (4) oder „kontinuierlich ausgebildete Wölbungen" umfassend, die einen ersten Bereich 64* (4D) in der Bahn 60 bilden. Wie hier verwendet, weist der Ausdruck „Wölbungen" auf Elemente der Bahn 60 hin, die von den Fasern gebildet werden, die in die Kanäle 30, 70 abgelenkt werden. Die Wölbungen 65 entsprechen in ihrer Geometrie und – während des Papierherstellungsprozesses – in ihrer Position in der Regel den Kanälen 30, 70 während des Papierherstellungsprozesses. Indem sie sich während des Papierherstellungsprozesses an die Kanäle 30, 70 anpassen, werden die Bereiche der Bahn 60, die die Wölbungen 65 umfassen, in der Weise abgelenkt, dass die Wölbungen 65 nach außen herausragen und sich aus der allgemeinen Ebene der Bahn 60 erstrecken, wodurch eine Dicke, oder ein Endmaß, der Bahn 60 in einer Z-Richtung erhöht wird. Wie hier verwendet, verläuft die Z-Richtung rechtwinklig zur allgemeinen Ebene der Bahn 60 und des Bandes 10, wie veranschaulicht in mehreren Figuren der vorliegenden Anmeldung. Natürlich werden, wenn das Papierherstellungsband 10, das einen Bereich von im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanälen 70 aufweist, eingesetzt wird, die Wölbungen 65 der Papierbahn 60 einen im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Wölbungsbereich 65 umfassen.
  • Nun Bezug nehmend auf 1–1C, definiert die bahnseitige Oberfläche 21 dieser im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Harz-Trägerstruktur 20 die allgemeine Ebene des Bandes 10 oder einer X-Y-Ebene. Da die zur Bahn zeigende Seite 51 der Verstärkungsstruktur 50 in der Regel parallel zur bahnseitigen Oberfläche 21 verläuft, kann die zur Bahn zeigende Seite 51 auch als die X-Y-Ebene definierend angesehen werden. Die vorstehend definierte Z-Richtung ist daher die Richtung, die senkrecht zur X-Y-Ebene verläuft. In der bahnseitigen Oberfläche 21 der Trägerstruktur 20 befindet sich ein bahnseitiges Netzwerk 21*. Ebenso befindet sich in der rückseitigen Oberfläche 22 der Trägerstruktur 20 ein rückseitiges Netzwerk 22*. Da sich die einzelnen Kanäle 30 zwischen der bahnseitigen Oberfläche 21 und der rückseitigen Oberfläche 22 der Trägerstruktur 20 erstrecken, weist jeder der einzelnen Kanäle 30 zwei Öffnungen auf eine bahnseitige Öffnung 31 und eine rückseitige Öffnung 32. Das in der bahnseitigen Oberfläche 21 gebildete bahnseitige Netzwerk 21* definiert die bahnseitigen Öffnungen 31 der Kanäle 30, und das in der rückseitigen Oberfläche 22 gebildete rückseitige Netzwerk 22* definiert die rückseitigen Öffnungen der Kanäle 30.
  • Jeder einzelne Kanal 30 weist Wände 35 auf, die sich zwischen der bahnseitigen Oberfläche 21 (oder dem bahnseitigen Netzwerk 21*) und der rückseitigen Oberfläche 22 (oder dem rückseitigen Netzwerk 22*) erstrecken. Wie nachstehend dargestellt werden wird, können die Wände 35 desselben Kanals 30 unterschiedliche Winkel relativ zur Z-Richtung bilden. Jeder einzelne Kanal 30 weist eine Achse 33 auf. Wie hier verwendet, ist die „Achse 33" des Kanals 30 eine gedachte gerade Linie, die den Mittelpunkt C1 der bahnseitigen Öffnung 31 und den Mittelpunkt C2 der rückseitigen Öffnung 32 verbindet. Der Mittelpunkt C1 der bahnseitigen Öffnung 31 ist ein Mittelpunkt eines X-Y-Bereichs der Öffnung 31, d. h. ein Punkt einer X-Y-Ebene der Öffnung 31, wobei dieser Punkt mit dem Schwerpunkt einer dünnen gleichmäßigen Verteilung von Material über diese X-Y-Ebene der Öffnung 31 zusammenfällt. Analog dazu ist der Mittelpunkt C2 der rückseitigen Öffnung 32 der Mittelpunkt eines X-Y-Bereichs der Öffnung 32. Ein Fachmann wird leicht erkennen, dass, wenn die Offnung 31 eine Figur umfasst, die beidseitig symmetrisch relativ zu einer Achse parallel zu mindestens einer der X-Y-Richtungen ist, in einem in Z-Richtung (d. h. vertikal) verlaufenden Querschnitt senkrecht zu mindestens einer der X-Y-Richtungen der Mittel punkt C1 der bahnseitigen Öffnung 31 in der Mitte einer bahnseitigen Querschnittdimension „d" der bahnseitigen Öffnung 31 positioniert sein wird ( 1A und 1C). Ebenso wird, wenn die Öffnung 32 eine Figur umfasst, die beidseitig symmetrisch relativ zu einer Achse parallel zu mindestens einer der X-Y-Richtungen ist, in einem in Z-Richtung verlaufenden Querschnitt zu mindestens einer dieser X-Y-Richtungen der Mittelpunkt C2 der rückseitigen Öffnung 32 in der Mitte einer rückseitigen Querschnittdimension „e" der rückseitigen Öffnung 32 positioniert sein (1A und 1C). In der in 1–1B dargestellten Ausführungsform umfasst die bahnseitige Öffnung 31 des Kanals 30 zum Beispiel eine rautenförmige Figur, die beidseitig symmetrisch relativ zu einer Achse „md" ist, die parallel zur Maschinenlaufrichtung verläuft. In dem in Z-Richtung verlaufenden Querschnitt, der senkrecht zur Maschinenlaufrichtung verläuft (oder, in anderen Worten, im „vertikalen Querschnitt in Maschinenquerrichtung"), ist der Mittelpunkt C1 der bahnseitigen Öffnung 31 in der Mitte der bahnseitigen Querschnittdimension in Maschinenquerrichtung „d" positioniert, wie am besten in 1A dargestellt. Die rückseitige Öffnung 2 umfasst ebenfalls eine rautenförmige Figur, die beidseitig symmetrisch relativ zu einer Achse (nicht dargestellt) ist, die parallel zur Maschinenlaufrichtung verläuft. Im senkrecht zur Maschinenlaufrichtung verlaufenden Querschnitt in Z-Richtung (oder im „vertikalen Querschnitt in Maschinenquerrichtung") ist der Mittelpunkt C2 der rückseitigen Öffnung 32 in der Mitte der rückseitigen Querschnittdimension in Maschinenquerrichtung „e" positioniert, wie am besten in 1B dargestellt. Die rautenförmigen Öffnungen 31 und 32 der in 1–1C dargestellten Kanäle sind ebenfalls beidseitig symmetrisch relativ zu einer Achse „cd", die parallel zur Maschinenquerrichtung verläuft. Daher sind, analog zu den vorstehend erläuterten „d" und „e", die Mittelpunkte C1 und C2 der Öffnungen 31 bzw. 32 in dem senkrecht zur Maschinenquerrichtung verlaufenden Querschnitt (oder dem „vertikalen Querschnitt in Maschinenlaufrichtung") in der Mitte ihrer jeweiligen Querschnittdimensionen „d1" und „e1" in Maschinenlaufrichtung positioniert, wie in 1B veranschaulicht. Es sollte deutlich darauf hingewiesen werden, dass die bahnseitigen Öffnungen 31 weder identisch mit den entsprechenden rückseitigen Öffnungen 32 sein müssen, noch die bahnseitigen Öffnungen 31 dieselbe allgemeine Form (zum Beispiel eine Kreis- oder Rautenform) wie die rückseitige Öffnung 32 aufweisen müssen.
  • Erfindungsgemäß sind die bahnseitigen Öffnungen 31 relativ zu den rückseitigen Öffnungen 32 innerhalb der X-Y-Ebene und in mindestens einer Richtung, die senkrecht zur Z-Richtung verläuft, versetzt. Ein Fachmann wird leicht erkennen, dass es unendlich viele Richtungen gibt, die senkrecht zur Z-Richtung (oder den „X-Y-Richtungen") verlaufen, die alle in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit und leichteren bildlichen Darstellung der vorliegenden Erfindung wird die vorliegende Erfindung hauptsächlich im Kontext der beidseitig senkrechten Maschinenlaufrichtung und Maschinenquerrichtung erläutert.
  • In der Papierherstellung gibt die Maschinenlaufrichtung die Richtung an, die parallel zum Fluss der Bahn 60 (und daher dem Band 10) durch die Papierherstellungsanlage verläuft. Die Maschinenquerrichtung verläuft senkrecht zur Maschinenlaufrichtung und parallel zur allgemeinen Ebene des Bandes 10. Sowohl die Maschinenlaufrichtung als auch die Maschinenquerrichtung kann als parallel zur X-Y-Ebene verlaufend betrachtet werden. Folglich verläuft die Z-Richtung senkrecht zu sowohl der Maschinenlaufrichtung als auch der Maschinenquerrichtung.
  • 1A und 1C zeigen, dass die bahnseitigen Öffnungen 31 versetzt sind relativ zu den entsprechenden rückseitigen Offnungen 32 in der Maschinenquerrichtung. In 1A und 1C wird eine Dimension eines Versatzes durch das Symbol „T" angegeben. Wie hier verwendet, bezieht sich „Versatz" im Kontext des Kanals 30 oder „Vorsprung" auf den Abstand zwischen dem Mittelpunkt C1 der bahnseitigen Offnung 31 und dem Mittelpunkt C2 der rückseitigen Offnung 32, gemessen in der, oder geometrisch projiziert in die X-Y-Ebene. Wenn die bahnseitige Öffnung 31 relativ zur rückseitigen Öffnung 32 in einer Richtung versetzt ist, die nicht entweder die Maschinenlaufrichtung oder die Maschinenquerrichtung ist, kann es dennoch praktisch sein, den Versatz in der Maschinenlaufrichtung und Maschinenquerrichtung als beidseitig senkrechte Projektionen einer realen Dimension des Versatzes relativ zum entsprechenden Querschnitt in Maschinenlaufrichtung bzw. Querschnitt in Maschinenquerrichtung zu definieren. Daher weist der „Versatz in Maschinenlaufrichtung", wie hier verwendet, auf eine Projektion des tatsächlichen Versatzes in die Maschinenlaufrichtung hin. Ebenso weist der „Versatz in Maschinenquerrichtung" auf eine Projektion des tatsächlichen Versatzes in die Maschinenquerrichtung hin.
  • 1–1B und 1C zeigen schematisch verschiedene Ausführungsformen des Papierherstellungsbandes 10 der vorliegenden Erfindung, das die Trägerstruktur 20, in der sich die einzelnen Kanäle 30 befinden, umfasst. In 1–1B sind die bahnseitigen Öffnungen 31 relativ zu den rückseitigen Öffnungen 32 in der Maschinenquerrichtung versetzt (1 und 1A). Die Dimension T und ein Winkel Q gebildet zwischen der Achse 33 und der Z-Richtung definieren den Versatz in Maschinenquerrichtung 31 relativ zur rückseitigen Öffnung 32 des Kanals 30.
  • Wenn die bahnseitige Querschnittdimension „d" gleich der rückseitigen Querschnittdimension „e" in einem in Z-Richtung (vertikal) verlaufenden Querschnitt parallel zu einer der X-Y-Richtungen ist, sind die gegenüberliegenden Wände 35 des Kanals 30 beidseitig parallel in dieser X-Y-Richtung, und der Kanal 30 gilt als nicht konisch zulaufend in dieser X-Y-Richtung. Umgekehrt, wenn die bahnseitige Querschnittdimension „d" nicht gleich der rückseitigen Querschnittdimension „e" in einem in Z-Richtung verlaufenden Querschnitt parallel zu einer der X-Y-Richtungen ist, sind die gegenüberliegenden Wände 35 nicht beidseitig parallel in dieser X-Y-Richtung, und der Kanal 30 gilt als konisch zulaufend relativ zur Achse 33 in dieser X-Y-Richtung. Wenn die bahnseitige Querschnittdimension „d" größer als die rückseitige Querschnittdimension „e" in einem in Z-Rich tung verlaufenden Querschnitt parallel zu einer der X-Y-Richtungen ist, ist der Kanal 30 negativ konisch zulaufend in dieser X-Y-Richtung. Umgekehrt, wenn die rückseitige Querschnittdimension „e" größer als die bahnseitige Querschnittdimension „d" in einem in Z-Richtung verlaufenden Querschnitt parallel zu einer der X-Y-Richtungen ist, ist der Kanal 30 positiv konisch zulaufend in dieser X-Y-Richtung. Wenn man zum Beispiel annimmt, dass in 1A die bahnseitige Querschnittdimension in Maschinenquerrichtung „d" größer als die rückseitige Querschnittdimension in Maschinenquerrichtung „e" ist, ist der in 1 A dargestellte Kanal 30 in Maschinenquerrichtung negativ konisch zulaufend. Analog dazu ist derselbe Kanal 30 dargestellt in 1B in Maschinenlaufrichtung negativ konisch zulaufend, wenn d1 > d2.
  • Es ist zwar nicht notwendig, wird jedoch bevorzugt, dass die einzelnen Kanäle 30 negativ konisch zulaufend in sowohl der Maschinenlaufrichtung als auch der Maschinenquerrichtung sind. Es sollte sorgfältig darauf hingewiesen werden, dass die in 1–1C veranschaulichte Ausführungsform zwar die Trägerstruktur 20 mit den einzelnen Kanälen 30, welche in der beidseitig senkrechten Maschinenlaufrichtung und Maschinenquerrichtung konisch zulaufend sind, umfasst, aber eine Ausführungsform möglich ist, in welcher die einzelnen Kanäle 30 nur in entweder der Maschinenlaufrichtung oder der Maschinenquerrichtung konisch zulaufend sind. Diese Ausführungsform kann sich ein Fachmann leicht bildlich vorstellen, indem er annimmt, dass die Dimensionen „d" und „e" in 1A gleich sind, und die Dimensionen „d1" und „e1" in 1B nicht gleich sind (d. h. d = e und d1 > e1). In diesem Fall werden die einzelnen Kanäle 30 in der Maschinenlaufrichtung konisch zulaufend (1B) und in der Maschinenquerrichtung nicht konisch zulaufend sein (1A). Es ist ebenfalls eine Ausführungsform (nicht dargestellt) möglich, wenn auch nicht bevorzugt, bei welcher die Kanäle 30 negativ konisch zulaufend in einer der X-Y-Richtungen und positiv konisch zulaufend in der anderen der X-Y-Richtungen sind.
  • Ein weiterer Weg der Definition der konisch zulaufenden Kanäle 30 ist in 1C veranschaulicht. In 1C bilden die Z-Richtung und die Achse 33 des Kanals 30 den Winkel Q. Die bahnseitige Querschnittdimension in Maschinenquerrichtung „d" ist größer als die rückseitige Querschnittdimension in Maschinenquerrichtung „e". Daher ist ein Winkel Q1, gebildet im Querschnitt in Maschinenquerrichtung zwischen der Z-Richtung und einer Wand 35a des Kanals 30, im Querschnitt größer als ein Winkel Q2, gebildet im Querschnitt in Maschinenquerrichtung zwischen der Z-Richtung und einer Wand 35b des Kanals 30 gegenüber der Wand 35a.
  • 2–3C veranschaulichen weitere Ausführungsformen des Papierherstellungsbandes 10 der vorliegenden Erfindung. In den in 2–3C dargestellten Ausführungsformen umfasst die Harz-Trägerstruktur 20 des Bandes 10 eine Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen 40, die vorzugsweise einen gemusterten Bereich bilden. Die Vielzahl von Vorsprüngen 40 ist verbunden mit der Verstärkungsstruktur 50 und umfasst vorzugsweise individuelle Vorsprünge 40, die mit der zur Bahn zeigenden Seite 51 der Verstärkungsstruktur 50 verbunden sind und sich aus dieser nach außen erstrecken. In den in 2–3C veranschaulichten Ausführungsformen definiert die zur Bahn zeigende Seite 51 der Verstärkungsstruktur die X-Y-Ebene. Jeder Vorsprung 40 weist eine obere Oberfläche 41, eine Grundoberfläche 42 gegenüber der oberen Oberfläche 41 und Wände 45 auf, die die Deckfläche 41 und der Grundoberfläche 42 voneinander beabstanden und diese miteinander verbinden. Die Vielzahl der oberen Oberflächen 41 definiert die bahnseitige Oberfläche 21 der Trägerstruktur 20, und die Vielzahl der Grundoberflächen 42 definiert die rückseitige Oberfläche 22 der Trägerstruktur 20.
  • Wie in 2 und 2A veranschaulicht, ist die Vielzahl der Vorsprünge 40 derartig angeordnet, dass die Vorsprünge 40 vorzugsweise von dem Bereich von im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanälen 70, der sich von den oberen Oberflächen 41 der Vorsprünge 40 in Richtung der zur Bahn zeigenden Seite 51 der Verstärkungsstruktur 50 erstreckt, umgeben sind und an diesen angrenzen. Wie hier verwendet, definiert der „Bereich von im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanälen 70" einen Bereich zwischen den angrenzenden Vorsprüngen 40, in den die Fasern der Bahn 60 während des erfindungsgemäßen Papierherstellungsprozesses abgelenkt werden können. Der Bereich der im Wesentlichen kontinuierlich verlaufenden Kanäle 70 weist einen definierten Fließwiderstand auf, der hauptsächlich vom Muster, der Größe und dem Abstand zwischen den einzelnen Vorsprüngen und von der Verstärkungsstruktur 50 abhängt. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist jeder Vorsprung 40 im Wesentlichen im gleichen Abstand vom angrenzenden Vorsprung 40 angeordnet, wobei er einen im Wesentlichen kontinuierlichen Kanal 70 bereitstellt, der vorzugsweise im Wesentlichen gleichförmige Fließwiderstandscharakteristika aufweist. Falls gewünscht, können die Vorsprünge 40 gebündelt sein, sodass der Abstand zwischen einem oder mehreren Vorsprüngen 40 und einem angrenzenden Vorsprung 40 nicht gleich ist.
  • Die zur Bahn zeigende Seite 51 der Verstärkungsstruktur 50 enthält ein im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildetes zur Bahn zeigendes Netzwerk 51*, definiert durch den Bereich von im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanälen 70. Vorzugsweise sind die Vorsprünge 40 in einem nicht zufälligen und sich wiederholenden Muster angeordnet, sodass die um die Vorsprünge 40 herum oder zwischen den Vorsprüngen 40 des im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten zur Bahn zeigenden Netzwerks 51* sich ablagernden Fasern gleichmäßiger über das gesamte zur Bahn zeigende Netzwerk 51* verteilt sind. Mehr bevorzugt sind die Vorsprünge 40 in einem Bereich beidseitig gestaffelt.
  • Das Band 10 der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen makroskopisch monopLAN. Wie hier verwendet, bezieht sich die Anforderung, dass das Band 10 „im Wesentlichen makroskopisch monoplan" ist, auf die Gesamtgeometrie des Bandes 10, wenn es in einer zweidimensionalen Konfiguration angeordnet wird und insgesamt nur geringfügige und tolerierbare Abweichungen von der absoluten Ebenflächigkeit aufweist, wobei die Abweichungen keinen negativen Ein fluss auf die Leistungsfähigkeit des Bandes haben. Die möglichen vorgegebenen Höhendifferenzen zwischen den Vorsprüngen 40 werden im Verhältnis zu den Gesamtdimensionen des Bandes 10 als geringfügig betrachtet und haben keinen Einfluss auf die makroskopische Monoplanität des Bandes 10.
  • Jeder Vorsprung 40 weist eine Achse 43 auf. Analog zur Achse 33 des einzelnen Kanals 30, der vorstehend sehr detailliert definiert ist, ist die Achse 43 des einzelnen Vorsprungs 40 eine gedachte gerade Linie, die einen Mittelpunkt P1 der oberen Oberfläche 41 und einen Mittelpunkt P2 der Grundoberfläche 42 (2A) verbindet. Der Mittelpunkt P1 der oberen Oberfläche 41 ist ein Mittelpunkt der oberen Oberfläche 41, d. h. ein Punkt der oberen Oberfläche 41, der mit dem Schwerpunkt einer dünnen gleichmäßigen Verteilung von Material auf dieser oberen Oberfläche 41 zusammenfallen würde. Analog dazu ist der Mittelpunkt P2 der Grundoberfläche 42 ein Mittelpunkt der Grundoberfläche 42. Durch Analogie mit den einzelnen Kanälen 30 wird, wenn die obere Oberfläche 41 eine Figur umfasst, die beidseitig symmetrisch relativ zu einer Achse (nicht dargestellt) parallel zu mindestens einer der X-Y-Richtungen in einem in Z-Richtung (d. h. vertikal) verlaufenden Querschnitt senkrecht zu dieser X-Y-Richtung ist, der Mittelpunkt P1 in der oberen Oberfläche in der Mitte einer Querschnittdimension „f" des Bereichs der oberen Oberfläche 41 positioniert sein, wie dargestellt in 2. Ebenso wird, wenn die Grundoberfläche 42 eine Figur umfasst, die beidseitig symmetrisch relativ zu einer Achse (nicht dargestellt) parallel zu mindestens einer der X-Y-Richtungen in einem in Z-Richtung verlaufenden Querschnitt senkrecht zu dieser X-Y-Richtung ist, der Mittelpunkt P2 der Grundoberfläche in der Mitte einer Querschnittdimension „g" des Bereichs der Grundoberfläche 42 positioniert sein.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung bilden die Z-Richtung und die Achsen 43 von mindestens einigen der Vorsprünge 40 einen spitzen Winkel S, wie dargestellt in 2A. Die oberen Oberflächen 41 von mindestens einigen der Vorsprünge sind versetzt relativ zu den entsprechenden Grundoberflächen 42 derselben Vorsprünge 42 innerhalb der X-Y-Ebene und in mindestens einer Richtung, die senkrecht zur Z-Richtung verläuft.
  • In 2 und 2A sind die oberen Oberflächen 41 relativ zu den Grundoberflächen 42 in Maschinenquerrichtung versetzt. Ein X-Y-Abstand „V" zwischen dem Mittelpunkt P1 der oberen Oberfläche und dem Mittelpunkt P2 der Grundoberfläche und ein Winkel S zwischen der Achse 43 und der Z-Richtung definieren den Versatz der oberen Oberfläche 41 relativ zur Grundoberfläche 42.
  • Wenn die Querschnittdimension „f" der oberen Oberfläche gleich der Querschnittdimension „g" der Grundoberfläche in einem in Z-Richtung (vertikal) verlaufenden Querschnitt parallel zu einer der X-Y-Richtungen ist, sind die gegenüberliegenden Wände 45 beidseitig parallel, und der Vorsprung 40 ist nicht konisch zulaufend in dieser X-Y-Richtung. Umgekehrt, wenn die Querschnittdimension „f" der oberen Oberfläche nicht gleich der Querschnittdimension „g" in einem in Z-Richtung verlaufenden Querschnitt parallel zu einer der X-Y-Richtungen ist, sind die gegenüberliegenden Wände 45 nicht beidseitig parallel in dieser X-Y-Richtung, und der Vorsprung 40 ist konisch zulaufend relativ zur Achse 43 in dieser X-Y-Richtung. Wenn die Querschnittdimension „f" der oberen Oberfläche kleiner ist als die Querschnittdimension „g" der Grundoberfläche in einem in Z-Richtung verlaufenden Querschnitt parallel zu einer der X-Y-Richtungen, ist der Vorsprung 40 positiv konisch zulaufend in dieser X-Y-Richtung. Wenn die Querschnittdimension „f" der oberen Oberfläche größer ist als die Querschnittdimension „g" der Grundoberfläche in einem in Z-Richtung verlaufenden Querschnitt parallel zu einer der X-Y-Richtungen, ist der Vorsprung 40 negativ konisch zulaufend in dieser X-Y-Richtung. Wenn man zum Beispiel annimmt, dass in 2A die Querschnittdimension „f" der oberen Oberfläche in Maschinenquerrichtung kleiner ist als die Querschnittdimension „g" der Grundoberfläche in Maschinenquerrichtung, sind die in 2A dargestellten Vorsprünge 40 in Maschinenquerrichtung positiv konisch zulaufend.
  • Es ist zwar nicht notwendig, wird jedoch bevorzugt, dass, wenn die Trägerstruktur 20 mit den konisch zulaufenden einzelnen Vorsprüngen 40 eingesetzt werden soll, die einzelnen Vorsprünge 40 in sowohl der Maschinenlaufrichtung als auch der Maschinenquerrichtung positiv konisch zulaufend sind. Es ist jedoch die Ausführungsform möglich, bei der die einzelnen Vorsprünge 40 nur entweder in der Maschinenlaufrichtung oder in der Maschinenquerrichtung konisch zulaufend sind.
  • Nun Bezug nehmend auf 3 und 3A, kann sich in der Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen 40 eine Vielzahl von einzelnen Kanälen 30 befinden. Die einzelnen Kanäle 30 erstrecken sich von der bahnseitigen Oberfläche 21 zur rückseitigen Oberfläche 22 der Trägerstruktur 20, oder, mit anderen Worten, von den oberen Oberflächen 41 zu den Grundoberflächen 42 der Vorsprünge 40, weil, wie vorstehend erläutert worden ist, die Vielzahl von oberen Oberflächen 41 die bahnseitige Oberfläche 21 der Harz-Trägerstruktur 20 bildet, und die Vielzahl von Grundoberflächen 42 die rückseitige Oberfläche 22 der Trägerstruktur 20 bildet. Vorzugsweise weist jeder einzelne Vorsprung 40 einen einzelnen Kanal 30 auf, der sich von der oberen Oberfläche 41 zur Grundoberfläche 42 erstreckt.
  • Wie vorstehend beschrieben worden ist, weist jeder einzelne Kanal 30 die bahnseitige Öffnung 31 und die rückseitige Öffnung 32 auf. Die bahnseitigen Öffnungen 31 sind vorzugsweise versetzt relativ zu den entsprechenden rückseitigen Öffnungen 32 in einer der X-Y-Richtungen. In dem Band 10 der vorliegenden Erfindung, das die Trägerstruktur 20 mit den einzelnen Vorsprüngen 40, in denen sich die einzelnen Kanäle 30 befinden, umfasst, fallen die Versätze der Vorsprünge 40 vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, zusammen mit den Versätzen der Kanäle 30, die in den entsprechenden Vorsprüngen 40 abgelegt sind. Wie dargestellt in 3A, fallen die Achsen 33 der einzelnen Kanäle 30 vorzugsweise zusammen mit den Achsen 43 der Vorsprünge 40, und die von den Achsen 33 und der Z-Richtung gebildeten Winkel Q sind vorzugsweise gleich den entsprechenden Winkeln S gebildet von den Achsen 43 und der Z-Richtung. In 3A sind die Vorsprünge 40 positiv konisch zulaufend, und die einzelnen Kanäle 30, abgelegt in den Vorsprüngen 40, sind negativ konisch zulaufend.
  • Eine Ausführungsform (nicht dargestellt) ist möglich, jedoch nicht bevorzugt, bei der die Achse 33 des einzelnen Kanals 30 nicht mit der Achse 43 des Vorsprungs 40 zusammenfällt, und der Winkel Q, gebildet von der Achse 33 und der Z-Richtung, nicht gleich dem Winkel S, gebildet von der Achse 43 und der Z-Richtung, ist. Im letzteren Fall können die jeweiligen Versätze des Vorsprungs 40 und des einzelnen Kanals 30 nicht gleich sein.
  • Der Fließwiderstand der einzelnen Kanäle 30 durch den Vorsprung 40 unterscheidet sich vom Fließwiderstand der im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanäle 70 zwischen angrenzenden Vorsprüngen 40, und ist typischerweise größer als dieser. Daher wird, wenn das Band 10, das sowohl die einzelnen Kanäle 30 als auch die im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanäle 70 aufweist, als ein Formgebungsband 10a eingesetzt wird, typischerweise eine größere Menge des flüssigen Trägers durch die kontinuierlich ausgebildeten Kanäle 70 als durch die einzelnen Kanäle 30 abfließen, und folglich verhältnismäßig mehr Fasern auf den Bereichen der Verstärkungsstruktur 50 abgelegt werden, die sich unterhalb der kontinuierlich ausgebildeten Kanäle 70 (d. h. des zur Bahn zeigenden Netzwerks 51*) befinden, als auf den Bereichen der Verstärkungsstruktur 50, die sich unterhalb der einzelnen Kanäle 30 befinden.
  • Die im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanäle 70 bzw. die einzelnen Kanäle 30 definieren Zonen hoher Fließgeschwindigkeit und Zonen niedriger Fließgeschwindigkeit im Band 10. Der anfängliche Mengendurchfluss des flüssigen Trägers durch die kontinuierlich ausgebildeten Kanäle 70 ist vorzugsweise höher als der anfängliche Mengendurchfluss des flüssigen Trägers durch die einzelnen Kanäle 30.
  • Es sollte erkannt werden, dass kein flüssiger Träger durch die Vorsprünge 40 fließen wird, weil die Vorsprünge 40 für den flüssigen Träger undurchlässig sind. Jedoch können, abhängig von der Erhebung der oberen Oberfläche 41 der Vorsprünge 40 relativ zu der zur Bahn zeigenden Seite 51 der Verstärkungsstruktur 50 und der Länge der Cellulosefasern, Cellulosefasern auf den oberen Oberflächen 41 der Vorsprünge 40 abgelegt werden.
  • Wie hier verwendet, bezieht sich der „anfängliche Mengendurchfluss" auf die Fließgeschwindigkeit des flüssigen Trägers, wenn der flüssige Träger zum ersten Mal in den Formgebungsgurt 10a eingeleitet und auf diesem abgelegt wird. Man wird natürlich erkennen, dass der Mengendurchfluss der beiden Fließgeschwindigkeitszonen als Funktion der Zeit abnehmen wird, je mehr sich die einzelnen Kanäle 30 oder die im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanäle 70 mit den in dem flüssigen Träger suspendierten und vom Band 10a zurückgehaltenen Cellulosefasern zusetzen. Der Unterschied des Fließwiderstands zwischen den einzelnen Kanälen 30 und den kontinuierlich ausgebildeten Kanälen 70 ist ein Mittel, um unterschiedliche Flächengewichte von Cellulosefasern in einem Muster in den unterschiedlichen Zonen des Bandes 10a zu behalten.
  • Dieser Unterschied der Fließgeschwindigkeiten durch die Zonen wird „gestaffeltes Abfließen" genannt, in Anerkennung der Tatsache, dass zwischen der anfänglichen Fließgeschwindigkeit des flüssigen Trägers durch die Zonen mit hoher Fließgeschwindigkeit und die Zonen mit niedriger Fließgeschwindigkeit eine schrittweise Unstetigkeit besteht. Die detailliertere Beschreibung des gestaffelten Abfließens und dessen Vorteile enthält das U.S.-Patent 5,245,025, dessen Rechte übertragen wurden, und auf das vorstehend Bezug genommen wird.
  • Das Papierherstellungsband 10 der vorliegenden Erfindung kann nach dem Verfahren hergestellt werden, das die folgenden Schritte umfasst.
  • Zunächst sollte eine Vorrichtung zur Erzeugung von Aushärtungsstrahlung bereitgestellt werden. Eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Erzeugung von Aushärtungsstrahlung ist eine Vorrichtung 80 zur Erzeugung einer Aushärtungsstrahlung R in mindestens einer ersten Strahlungsrichtung U1. Die in 5 schematisch dargestellte Vorrichtung 80 umfasst zwei Hauptelemente: einen verlängerten Reflektor 82 und eine verlängerte Strahlungsquelle 85. Mehrere Ausführungsformen der Vorrichtung 80 zum Erzeugen einer Aushärtungsstrahlung R werden in der ebenfalls zum Patent angemeldeten Erfindung, deren Rechte übertragen wurden, mit dem Titel „Apparatus for Generating Controlled Radiation for Curing Photosensitive Resin" offenbart, die im Namen von Trokhan an demselben Datum wie die vorliegende Anmeldung eingereicht wurde, wobei diese Anmeldung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist, um die Vorrichtung 80, die in dem Verfahren zur Herstellung des Bandes 10 der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, zu zeigen.
  • Dann sollte ein flüssiges lichtempfindliches Harz bereitgestellt werden. Das geeignete lichtempfindliche Harz ist offenbart im U.S.-Patent 5, 514, 523, dessen Rechte übertragen wurden, erteilt am 20. Dezember 1993 an P. D. Trokhan et al.
  • Im nächsten Schritt wird eine Formgebungseinrichtung 87, die eine wirksame Oberfläche 88 aufweist, bereitgestellt. Die Formgebungseinrichtung 87 sollte in der Lage sein, das flüssige lichtempfindliche Harz aufzunehmen.
  • Im nächsten Schritt wird die vorstehend beschriebene luftdurchlässige Verstärkungsstruktur 50 bereitgestellt. Wenn das bevorzugte Papierherstellungsband 10 in Form eines Endlosbandes hergestellt werden soll, sollte die Verstärkungsstruktur 50 ebenfalls ein Endlosband sein. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass der Schritt des Bereitstellens der Verstärkungsstruktur 50 notwendig ist für das Band 10, das die Trägerstruktur 20 mit der Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen 40 umfasst. Im Falle der Herstellung des Bandes 10, das die im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildete Trägerstruktur 20 umfasst, ist die Verstärkungsstruktur 50 zwar nicht notwendig, wird jedoch stark bevorzugt.
  • Wenn die Verstärkungsstruktur 50 eingesetzt werden soll, bringen die nächsten Schritte mindestens einen Teil der zur Maschine zeigenden Seite 52 der Verstärkungsstruktur 50 in Kontakt mit der wirksamen Oberfläche 88 der Formgebungseinrichtung 80, und tragen einen Überzug aus flüssigem lichtempfindlichem Harz auf mindestens die zur Bahn zeigende Seite 51 der Verstärkungsstruktur 50 auf. Der Überzug hat eine vorgegebene Dicke, und nach dem Auftragen des Überzugs auf die Verstärkungsstruktur 50 bildet der Überzug eine erste Oberfläche 25 und eine zweite Oberfläche 27 gegenüber der ersten Oberfläche 25. Nach dem Abschluss des Vorgangs des Aushärtens wird die erste Oberfläche 25 die bahnseitige Oberfläche 21 der Trägerstruktur 20 bilden, und die zweite Oberfläche 27 wird die rückseitige Oberfläche 22 der Trägerstruktur 20 bilden. Die Schritte des In-Kontakt-Bringens eines Teils der zur Maschine zeigenden Seite 52 der Verstärkungsstruktur 50 mit der wirksamen Oberfläche 88 und des Auftragens eines Überzugs des Harzes auf die zur Bahn zeigende Seite 51 der Verstärkungsstruktur 50 sind detaillierter in dem vorstehend erwähnten Patent 5,514,523 beschrieben.
  • Wenn die Verstärkungsstruktur 50 nicht eingesetzt werden soll, kann das flüssige lichtempfindliche Harz einfach in die Formgebungseinrichtung 87 abgegeben werden, dadurch einen Harzüberzug mit einer vorgewählten Dicke bildend, wobei der Überzug die erste Oberfläche 25 und die zweite Oberfläche 27 gegenüber der ersten Oberfläche 25 aufweist.
  • Nach dem Bilden des Uberzugs aus dem flüssigen lichtempfindlichen Harz (mit oder ohne die Verstärkungsstruktur 50), besteht der nächste Schritt aus dem Anordnen der Formgebungseinrichtung 87, die den Überzug des flüssigen lichtempfindlichen Harzes enthält, in der ersten Bestrahlungsrichtung U1, sodass die erste Oberfläche 25 des Uberzugs und die erste Bestrahlungsrichtung U1 einen spitzen Winkel W bilden. Dieser Schritt kann erreicht werden, indem der Harzüberzug, wie schematisch in 5A dargestellt, positioniert wird. Falls gewünscht, kann der Einfallswinkel der Aushärtungsstrahlung parallel zur Achse durch den Kollimator 90 sein (5 und 5A).
  • Der kritische Punkt ist, dass der Harzüberzug während des Aushärtungsvorgangs in einer spitzwinkligen Beziehung zur Richtung der Strahlung gehalten wird. Die winklige Beziehung kann durch Anpassen der Position des Harzes oder der Richtung der Strahlung erzielt werden, sodass eine senkrechte Stellung vermieden und ein spitzer Winkel erzielt wird.
  • Als Alternative oder zusätzlich kann dieser Schritt erzielt werden, indem eine Vorrichtung zur gesteuerten Strahlung 80* eingesetzt wird, wie schematisch in 5B dargestellt und offenbart in der ebenfalls zum Patent angemeldeten Erfindung, deren Rechte übertragen wurden, betitelt „Apparatus for Generating Controlled Radiation for Curing Photosensitive Resin", eingereicht im Namen von Trokhan an demselben Datum wie die vorliegende Anmeldung und hierin durch Bezugnahme eingeschlossen. Die schematisch in 5B dargestellte Vorrichtung zur gesteuerten Strahlung 80* umfasst drei Abschnitte 82: 82a, 82b, 82c. Der Abschnitt 82b ist beweglich am Abschnitt 82a befestigt, und der Abschnitt 82c ist beweglich am Abschnitt 82b befestigt. Jeder Abschnitt 82 (82a, 82b, 82c) umfasst eine Vielzahl von reflektierenden Facetten 83 (83a, 83b, 83c). Jede einzelne reflektierende Facette 83 ist im Querschnitt unabhängig verstellbar. Die Strahlungsquelle 85 ist im Querschnitt beweglich.
  • Die Kombination von unabhängiger Verstellbarkeit der einzelnen reflektierenden Facetten 83 und der unabhängigen Verstellbarkeit der einzelnen Abschnitte 82 in Verbindung mit der Beweglichkeit der Strahlungsquelle 85 ermöglicht das Richten der von der Vorrichtung 80* erzeugten Aushärtungsstrahlung in mindestens eine vorgegebene Strahlungsrichtung in Richtung des Querschnitts. In 5B richtet die Vorrichtung 80* die Aushärtungsstrahlung in die erste Strahlungsrichtung U1, eine zweite Strahlungsrichtung U2, und eine dritte Strahlungsrichtung U3.
  • 5C zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur gesteuerten Strahlung 80*. Die Vorrichtung 89, die in 5C dargestellt ist, umfasst mehrere Strahlungsquellen, vorzugsweise Lampen, 85. Die Längsrichtung jeder Lampe 85 ist im Wesentlichen senkrecht zur Maschinenlaufrichtung. Jede Lampe 85 weist ein eigenes Kollimationselement 90, angeordnet zwischen der Lampe 85 und dem lichtempfindlichen Harz, das gerade ausgehärtet wird, auf. Die Kollimationselemente 90 sind so angeordnet, dass die von jeder Lampe abgegebene Aushärtungsstrahlung eine eigene vorgegebene Richtung aufweist (U1, U2, U3, wie schematisch dargestellt in 5C). Subtraktive Wände 89 werden bevorzugt bereitgestellt, um die gegenseitige Beeinflussung der Anteile der Aushärtungsstrahlung mit unterschiedlichen Richtungen U1, U2, U3 zu begrenzen.
  • Es ist absehbar, dass Ausführungsformen der Vorrichtung 80*, dargestellt in 5B und 5C, die Bänder 10 erzeugen, die anspruchsvolle dreidimensionale Ausführungen der Harz-Trägerstruktur 20 aufweisen. In 5B und 5C, zum Beispiel, wird das Harz, das von der Vorrichtung 80* ausgehärtet wird, die Trägerstruktur 20 bilden, die drei Zonen H1, H2 und H3, gekennzeichnet durch relativ „abgewinkelte" Ausrichtungen der einzelnen Kanäle 30 (oder der einzelnen Vorsprünge 40 im Falle des Formgebungsbandes 10a) aufweist.
  • Der nächste Schritt ist die Bereitstellung einer Maske 96, die undurchsichtige Bereiche 96a und durchsichtige Bereiche 96b aufweist. Der Zweck der Maske ist das Abschirmen bestimmter Bereiche des flüssigen lichtempfindlichen Harzes vor der Aushärtungsstrahlung R, sodass diese abgeschirmten Bereiche nicht ausgehärtet werden, d. h. flüssig bleiben, und nach dem Abschluss der Aushärtung entfernt werden. Die unabgeschirmten Bereiche des flüssigen lichtempfindlichen Harzes werden der Aushärtungsstrahlung R ausgesetzt, um die gehärtete Trägerstruktur 20 zu bilden. Die undurchsichtigen Bereiche 96a und die durchsichtigen Bereiche 96b definieren ein vorgewähltes Muster entsprechend einer spezifischen gewünschten Ausführung der Harz-Trägerstruktur 20. Wenn, zum Beispiel, das Band 10, das eine im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildete Trägerstruktur 20 aufweist, produziert werden soll, müssen die transparenten Bereiche 96b einen kontinuierlich ausgebildeten Bereich bilden, gewöhnlich entsprechend der X-Y-Ebene des gewünschten bahnseitigen Netzwerks 21* der Trägerstruktur 20.
  • Der nächste Schritt ist das Positionieren der Maske 96 zwischen der ersten Oberfläche 25 des Harzüberzugs und der Vorrichtung 80, sodass die Maske 96 vorzugsweise in naher Lagebeziehung zur ersten Oberfläche 25 steht. Die undurchsichtigen Bereiche 96a der Maske schirmen einen Teil des Überzugs von der Aushärtungsstrahlung R ab, und die durchsichtigen Bereiche 96b lassen die anderen Teile des Überzugs unabgeschirmt für die Aushärtungsstrahlung R.
  • Der nächste Schritt ist das Aushärten der unabgeschirmten Teile des Überzugs durch Aussetzen des Überzugs gegenüber der Aushärtungsstrahlung R, die eine Aktivierungs-Wellenlänge aufweist, von der Vorrichtung 80 durch die Maske 96, um ein teilweise geformtes Band zu bilden, und ein ungehärtet Lassen der abgeschirmten Teile des Überzugs.
  • Der letzte Schritt ist das Entfernen von im Wesentlichen dem gesamten nicht gehärteten flüssigen lichtempfindlichen Harz von dem teilweise geformten Band, um eine gehärtete Harzstruktur zurückzulassen. Diese gehärtete Harzstruktur bildet eine Trägerstruktur 20, die eine bahnseitige Oberfläche 21, gebildet von der ersten gehärteten Oberfläche 25, und eine rückseitige Oberfläche 22, gebildet von der zweiten gehärteten Oberfläche 27, aufweist.
  • Im Falle des Bandes 10, das eine kontinuierlich ausgebildete Trägerstruktur 20 aufweist, weist die Trägerstruktur 20 eine Vielzahl von einzelnen Kanälen 30 in den Bereichen auf, die durch die undurchsichtigen Bereiche 96a der Maske 96 von der Aushärtungsstrahlung R abgeschirmt worden sind. Die einzelnen Kanäle 30 erstre cken sich zwischen der bahnseitigen Oberfläche 22 (oder der gehärteten ersten Oberfläche 25) und der rückseitigen Oberfläche 27 (oder der gehärteten zweiten Oberfläche 27), wobei jeder der Kanäle 30 die Achse 33 und die Wände 35 aufweist, wobei die Achsen von mindestens einigen der Kanäle und die Z-Richtung spitze Winkel bilden, wie vorstehend detaillierter beschrieben worden ist.
  • Im Falle des Bandes 10, das die Trägerstruktur 20 mit der Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen 40 umfasst, erstreckt sich die Vielzahl der einzelnen Vorsprünge 40 aus der Verstärkungsstruktur 50, wobei jeder der Vorsprünge die Achse 43, die Grundoberfläche 42, die obere Oberfläche 41 und die Wände 45, die die Grundoberfläche 41 und die Deckfläche 42 voneinander beabstanden und diese miteinander verbinden, umfasst. Die Vielzahl der oberen Oberflächen 41 definiert die bahnseitige Oberfläche 21 der Harz-Trägershuktur 20, und die Vielzahl der Grundoberflächen 42 definiert die rückseitige Oberfläche 22 der Harz-Trägerstruktur 20. Die Achsen 43 von mindestens einigen der Vorsprünge 40 und die Z-Richtung bilden spitze Winkel, wie vorstehend detaillierter beschrieben worden ist.
  • Das Papierherstellungsverfahren, welches das Papierherstellungsband 10 der vorliegenden Erfindung einsetzt, wird nachstehend beschrieben, obwohl man sich bewusst ist, dass andere Verfahren, die das Band 10 einsetzen, ebenfalls angewendet werden könnten. Dabei sollte bedacht werden, dass das Band 10 mit der im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Harz-Trägerstruktur 20 hauptsächlich als ein Durchströmtrocknungsband 10b eingesetzt wird, während das Band 10 mit der Trägerstruktur 20 in Form der Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen 40 hauptsächlich als ein Formungssieb 10a eingesetzt wird, wie schematisch in 6 veranschaulicht. Dies schließt jedoch die alternativen Nutzungen nicht aus, d. h., dass das Band 10, das die im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildete Harz-Trägerstruktur 20 aufweist, als ein Formgebungsband 10a eingesetzt werden kann, und das Band 10, das die Harz-Trägerstruktur 20 in Form der Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen 40 aufweist, als ein Durchströmtrocknungsband 10b eingesetzt werden kann.
  • Das gesamte Papierherstellungsverfahren, welches das Papierherstellungsband 10 der vorliegenden Erfindung einsetzt, umfasst eine Reihe von Schritten oder Vorgängen, die in der nachstehend beschriebenen allgemeinen Reihenfolge stattfinden. Es sollte jedoch geklärt werden, dass die nachstehend beschriebenen Schritte dazu dienen sollen, einem Leser zu helfen, das Verfahren der vorliegenden Erfindung zu verstehen, und dass die Erfindung nicht auf Verfahren mit nur einer gewissen Anzahl oder Anordnung der Schritte begrenzt ist. In dieser Hinsicht wird darauf hingewiesen, dass es möglich ist, mindestens einige der folgenden Schritte zu kombinieren, so dass sie gemeinsam durchgeführt werden. Ebenso ist es möglich, mindestens einige der folgenden Schritte in zwei oder mehr Schritte zu trennen, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
  • 6 ist eine vereinfachte, schematische Darstellung einer Ausführungsform einer kontinuierlichen Papierherstellungsmaschine, die nützlich für die praktische Umsetzung des Papierherstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung ist. Wie vorstehend definiert worden ist, umfasst das Papierherstellungsband 10 der vorliegenden Erfindung das Formgebungsband 10a und das Durchströmtrocknungsband 10b, beide dargestellt in der bevorzugten Form des Endlosbandes in 6.
  • Im ersten Schritt wird eine Vielzahl von Cellulosefasern in einem flüssigen Träger, oder, mit anderen Worten, eine wässrige Dispersion von Papierherstellungsfasern, bereitgestellt. Die Cellulosefasern sind nicht im flüssigen Träger gelöst, sondern nur in diesem suspendiert. Die für den Ansatz der wässrigen Dispersion von Papierherstellungsfasern erforderlichen Geräte sind im Fachgebiet der Papierherstellung gut bekannt und sind daher in 6 nicht dargestellt. Die wässrige Dispersion von Papierherstellungsfasern wird in einem Stoffauflaufkasten 15 bereitgestellt. Ein einzelner Stoffauflaufkasten ist in 6 dargestellt. Es sei jedoch klar gestellt, dass es in dem Papierherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung mehrere Stoffauflaufkästen in alternativen Anordnungen geben kann. Der Stoffauflaufkasten bzw. die Stoffauflaufkästen und die Geräte für den Ansatz der wässrigen Dispersion von Papierherstellungsfasern sind vorzugsweise von der Art, die im U.S.-Patent Nr. 3,994,771, erteilt an Morgan und Rich am 30. November 1976, offenbart ist. Der Ansatz der wässrigen Dispersion und die Charakteristika der wässrigen Dispersion sind detaillierter beschrieben in dem U.S.-Patent 4,529,480, erteilt an Trokhan am 16. Juli 1985.
  • Die wässrige Dispersion von Papierherstellungsfasern wird vom Stoffauflaufkasten 15 auf ein Formgebungsband, wie das Formgebungsband 10a der vorliegenden Erfindung, abgegeben, um den zweiten Schritt des Papierherstellungsverfahrens durchzuführen. Das Formgebungsband 10a wird von einer Brustwalze 18a und einer Vielzahl von Umkehrwalzen, bezeichnet als 18b und 18c, gestützt. Das Formungssieb 10a wird von einem herkömmlichen Antriebsmittel, das einem Fachmann gut bekannt ist, in die vom Richtungspfeil A angegebene Richtung angetrieben und ist daher in 6 nicht dargestellt. Mit der in 6 dargestellten Papierherstellungsmaschine können auch optionale Hilfseinheiten und Geräte verbunden sein, die herkömmlicherweise mit Papierherstellungsmaschinen und Formgebungsbändern verbunden sind, z. B. Siebtische, Hydrofoils bzw. Streichleisten, Saugkästen, Spannwalzen, Stützwalzen, Siebreinigungs-Berieselungsvorrichtungen und dergleichen, die im Fachgebiet der Papierherstellung üblich und gut bekannt und daher in 6 ebenfalls nicht dargestellt sind.
  • Das bevorzugte Formgebungsband 10a ist das makroskopisch monoplane Band mit der luftdurchlässigen Verstärkungsstruktur 50 und der Harz-Trägerstruktur 20, die mit der Verstärkungsstruktur 50 verbunden ist. Wie vorstehend beschrieben, weist die Verstärkungsstruktur 50 die zur Bahn zeigende Seite 51 und die zur Maschine zeigende Seite 52 gegenüber der zur Maschine zeigenden Seite 51 auf. Die zur Bahn zeigende Seite 51 definiert die X-Y-Ebene des Formgebungs bandes 10, wobei diese X-Y-Ebene senkrecht zur Z-Richtung verläuft. Die Trägerstruktur 20 umfasst die Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen 40, die mit der Verstärkungsstruktur 50 verbunden sind und sich aus dieser heraus erstrecken. Jeder der Vorsprünge 40 weist die obere Oberfläche 41, die Grundoberfläche 42, die Wände 45, die die Deckfläche 41 und die Grundoberfläche 42 voneinander beabstanden und diese miteinander verbinden, und die Achse 43, die den Mittelpunkt der oberen Oberfläche 41 und den Mittelpunkt der Grundoberfläche 42 miteinander verbindet, auf. Die Vielzahl von oberen Oberflächen 42 definiert die bahnseitige Oberfläche 21, und die Vielzahl der Grundoberflächen 42 definiert die rückseitige Oberfläche 22 der Trägerstruktur 20. Gemäß der vorliegenden Erfindung bilden die Achsen 43 von mindestens einigen der Vorsprünge 40 und die Z-Richtung spitze Winkel S.
  • Wenn das Formgebungsband 10a den Bereich von im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanälen 70 bzw. die Vielzahl von einzelnen Kanälen 30, abgelegt in den Vorsprüngen 40, aufweist, weist das Band 10a flüssigkeitsdurchlässige Zonen mit hoher Fließgeschwindigkeit bzw. flüssigkeitsdurchlässige Zonen mit niedriger Fließgeschwindigkeit auf, definiert von den im Wesentlichen kontinuierlich ausgelegten Kanälen 70 und den einzelnen Kanälen 30. Der flüssige Träger und die darin enthaltenen Cellulosefasern werden auf dem in 6 veranschaulichten Formgebungsband 10a abgelegt. Der flüssige Träger fließt durch das Formgebungsband 10a in zwei simultanen Stufen ab, einer Stufe mit einer hohen Fließgeschwindigkeit, und einer Stufe mit niedriger Fließgeschwindigkeit. In der Stufe mit hoher Fließgeschwindigkeit fließt der flüssige Träger durch die flüssigkeitsdurchlässigen Zonen mit hoher Fließgeschwindigkeit mit einer bestimmten anfänglichen Fließgeschwindigkeit ab, bis die Zonen sich zusetzen (oder kein flüssiger Träger mehr auf diesen Teil des Formgebungsbandes 10 abgegeben wird). In der Stufe mit niedriger Fließgeschwindigkeit fließt der flüssige Träger durch die flüssigkeitsdurchlässigen Zonen des Formgebungsbandes 10a mit niedriger Fließgeschwindigkeit mit einer bestimm ten anfänglichen Fließgeschwindigkeit ab, die niedriger als die anfängliche Fließgeschwindigkeit durch die Zonen mit hoher Fließgeschwindigkeit ist.
  • Wie vorstehend erwähnt, nimmt die Fließgeschwindigkeit in den flüssigkeitsdurchlässigen Zonen mit hoher Fließgeschwindigkeit und die Fließgeschwindigkeit in den flüssigkeitsdurchlässigen Zonen mit niedriger Fließgeschwindigkeit im Band 10a aufgrund des erwarteten Sich-Zusetzens beider Zonen mit der Zeit ab. Es wird davon ausgegangen, dass die Zonen mit niedriger Fließgeschwindigkeit sich zusetzen könnten, bevor die Zonen mit hohen Fließgeschwindigkeiten sich zusetzen.
  • Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, glaubt der Anmelder, dass das erste Auftreten des Zusetzens einer Zone aufgrund des kleineren hydraulischen Radius und höheren Fließwiderstandes derartiger Zonen erfolgen könnte, basierend auf Faktoren wie der Fließfläche, dem befeuchteten Umfang, der Form und der Verteilung der Zonen mit niedriger Fließgeschwindigkeit, oder dass es aufgrund einer höheren Fließgeschwindigkeit durch eine derartige Zone, begleitet von einer höheren Ansammlung von Fasern, erfolgen könnte. Die Zonen mit niedriger Fließgeschwindigkeit können zum Beispiel einzelne Kanäle 30 durch die Vorsprünge 40 umfassen, wobei die einzelnen Kanäle 30 einen höheren Fließwiderstand aufweisen als die im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanäle 70 zwischen angrenzenden Vorsprüngen 40. Es ist wichtig, dass das Verhältnis der Fließwiderstände zwischen den einzelnen Kanälen 30 und den im Wesentlichen kontinuierlich angelegten Kanälen 70 sachgerecht gewählt wird. Der Fließwiderstand der einzelnen Kanäle 30 und die im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanäle 70 können durch Anwendung des hydraulischen Radius bestimmt werden, wie beschrieben im U.S.-Patent 5,527,428, dessen Rechte übertragen wurden, und das hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
  • Die nächsten Schritte sind das Anordnen der Vielzahl von in einem flüssigen Träger suspendierten Cellulose-Papierherstellungsfasern auf dem Formgebungs band 10a, und das Abfließen des flüssigen Trägers durch das Formgebungsband, wodurch eine embryonische Bahn 60 aus den Papierherstellungsfasern auf dem Formgebungsband 10a gebildet wird. Wie hier verwendet, ist die „embryonische Bahn" die Bahn aus Fasern, die während des Papierherstellungsprozesses auf dem Formgebungsband, vorzugsweise dem Formgebungsband 10a der vorliegenden Erfindung, einer Neuanordnung unterworfen ist. Die Charakteristika der embryonischen Bahn 60 und die verschiedenen möglichen Techniken des Bildens der embryonischen Bahn 60 sind beschrieben im U.S.-Patent 4,529,480, dessen Rechte übertragen wurden. In dem in 6 dargestellten Prozess wird die embryonische Bahn 60 aus den in einem flüssigen Träger suspendierten Cellulosefasern zwischen Brustwalze 18a und Umkehrwalze 18b gebildet, indem die in einem flüssigen Träger suspendierten Cellulosefasern auf dem Formungssieb 10a abgelegt und ein Teil des flüssigen Trägers durch das Band 10a entfernt wird. Herkömmliche Saugkästen, Siebtische, Hydrofoils und dergleichen, die in 6 nicht dargestellt sind, sind nützlich für die Entfernung des flüssigen Trägers.
  • Die auf dem Formgebungsband 10a der vorliegenden Erfindung gebildete und in 4D dargestellte embryonische Bahn 60 weist eine erste Seite 61* und eine zweite Seite 62* gegenüber der ersten Seite 61* auf. Die erste Seite 61* ist die Seite, die mit der bahnberührenden Oberfläche 11 des Bandes 10a verbunden ist. Wenn das Band 10 der vorliegenden Erfindung als das Formgebungsband 10a eingesetzt wird, umfasst die in 4D dargestellte embryonische Bahn 60 einen makroskopisch planen und gemusterten ersten Bereich 64* (entsprechend dem Bereich von im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanälen 70) mit einem vorzugsweise relativ hohen Flächengewicht, und einen zweiten Bereich 65* (entsprechend dem Bereich von einzelnen Vorsprüngen 40) mit einem vorzugsweise relativ niedrigen Flächengewicht. Der erste Bereich 64* umfasst ein im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildetes Netzwerk, und der zweite Bereich 65* umfasst eine Vielzahl von einzelnen „abgewinkelten" Erhebungen 65*, die sich aus dem ersten Bereich 64* in mindestens einer Richtung erstrecken. Diese mindestens eine Richtung (definiert durch eine gedachte Achse 63* einer Erhebung des zweiten Bereichs 65) und die Z-Richtung bilden einen spitzen Winkel L (entsprechend dem spitzen Winkel S gebildet zwischen der Z-Richtung und den Achsen 43 der Kanäle 40). Der zweite Bereich 65* ist umgeben von und grenzt an den ersten Bereich 64*. Der zweite Bereich 65*, der die einzelnen abgewinkelten Erhebungen mit einem niedrigen Flächengewicht umfasst, liegt vorzugsweise in einem nicht zufälligen und sich wiederholenden Muster entsprechend dem Muster der Vielzahl von einzelnen Vorsprüngen 40 des Formgebungsbandes 10a or.
  • Wenn das Formgebungsband 10a die im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Kanäle 70 und die einzelnen Kanäle 30 aufweist, kann die embryonische Bahn 60 einen dritten Bereich 66* aufweisen, vorzugsweise mit einem mittleren Flächengewicht relativ zum Flächengewicht des ersten Bereichs 64* und zum Flächengewicht des zweiten Bereichs 65*. Der zweite Bereich 66* liegt in einem vorzugsweise nicht zufälligen und sich wiederholenden Muster vor, das im Wesentlichen den Zonen mit niedriger Fließgeschwindigkeit, d. h. den Zonen der einzelnen Kanäle 30 entspricht. Der dritte Bereich 66* ist neben dem zweiten Bereich 65* angeordnet und vorzugsweise von diesem umgeben.
  • Nach dem Bilden der embryonischen Bahn 60 läuft die embryonische Bahn 60 mit dem Formungssieb 10a in die von dem Richtungspfeil A (6) angegebene Richtung, um in die Nähe des Durchströmtrocknungsbandes 10b gebracht zu werden. Das bevorzugte Durchströmtrocknungsband 10b ist vorstehend detailliert beschrieben. Das Durchströmtrocknungsband 10b ist ein makroskopisch monoplanes Papierherstellungsband und umfasst die Harz-Trägerstruktur 20 mit der bahnseitigen Oberfläche 21, welche die X-Y-Ebene definiert, der rückseitigen Oberfläche 22 gegenüber der bahnseitigen Oberfläche 21, die Z-Richtung senkrecht zur X-Y-Ebene und die Vielzahl von einzelnen Kanälen 30, die sich zwischen der bahnseitigen Oberfläche 21 und der rückseitigen Oberfläche 22 erstrecken. Jeder der Kanäle 30 weist die Achse 33 und die Wände 35 auf. Gemäß der vorliegenden Erfindung bilden die Achsen 33 von mindestens einigen der Kanäle 30 und die Z-Richtung die spitzen Winkel Q.
  • Die nächsten Schritte sind das Anordnen der embryonischen Bahn 60 auf der bahnseitigen Oberfläche 21 der Harz-Trägerstruktur 20 des Durchströmtrocknungsbandes 10b und das Beaufschlagen der embryonischen Bahn 60 mit einer Fluiddruckdifferenz, um mindestens einen Teil der Papierherstellungsfasern in die einzelnen Kanäle 30 abzulenken und Wasser aus der embryonischen Bahn 60 in die einzelnen Kanäle 30 abzuleiten, wodurch eine halbfertige Bahn 60 gebildet wird.
  • Bei der in 6 veranschaulichten Ausführungsform läuft das Durchströmtrocknungsband 10b der vorliegenden Erfindung in die vom Richtungspfeil B angegebene Richtung. Das Band 10b läuft um die Umkehrwalzen 19c, 19d, die Präge-Anpresswalze 19e, die Umkehrwalzen 19a und 19b. Eine Emulsions-Auftragswalze 19f trägt aus einem Emulsionsbad eine Emulsion auf das Durchströmtrocknungsband 10b auf. Die Umführen, um die das Durchströmtrocknungsband 10b der vorliegenden Erfindung läuft, beinhaltet auch ein Mittel zum Beaufschlagen der Bahn 60 mit einer Fluiddruckdifferenz und umfasst bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Saugabnahme 17a und einen Saugkasten 17b. Die Umführung kann auch eine (nicht dargestellte) Vortrocknungsvorrichtung einschließen. Zusätzlich können im Papierherstellungsprozess der vorliegenden Erfindung bevorzugt Wasserberieselungsvorrichtungen (nicht dargestellt) eingesetzt werden, um das Durchströmtrocknungsband 10b von jeglichen Papierfasern, Haftmitteln und dergleichen zu reinigen, die nach dem Durchlaufen des letzten Schrittes des Papierherstellungsprozesses eventuell noch an dem Durchströmtrocknungsband 10b haften. Mit dem Durchströmtrocknungsband 10b der vorliegenden Erfindung verbunden sind verschiedene weitere und in 6 ebenfalls nicht dargestellte Stützwalzen, Umkehrwalzen, Reinigungs mittel, Antriebsmittel und dergleichen, die herkömmlicherweise in Papierherstellungsmaschinen eingesetzt werden und Fachleuten wohl bekannt sind.
  • Wenn das Durchströmtrocknungsband 10b der vorliegenden Erfindung im Papierherstellungsprozess verwendet wird, umfasst die in 4–4C dargestellte halbfertige Bahn einen makroskopisch monoplanen, gemusterten und im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildeten Netzwerkbereich 64, der vorzugsweise eine relativ hohe Dichte aufweist, und einen Wölbungsbereich 65, der vorzugsweise eine relativ niedrige Dichte aufweist. Der Wölbungsbereich 65 umfasst eine Vielzahl von einzelnen Wölbungen 65, oder 65a, 65b, 65c, die sich aus dem Netzwerkbereich 63 erheben, von diesem umgeben sind, und sich neben diesem befinden. Jede der Wölbungen 65 weist eine Achse 63 auf. Die Achsen 63 von mindestens einigen der Wölbungen 65 und die Z-Richtung bilden spitze Winkel K (4B) und spitze Winkel M1 und M3 (4C).
  • Das Papierherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann auch einen optionalen Schritt zur Vortrocknung der intermediären Bahn 60 umfassen, um eine vorgetrocknete Bahn 60 zu bilden. Jedes geeignete Mittel, das dem Stand der Technik in der Papierherstellung entspricht, kann eingesetzt werden, um die halbfertige Bahn 60 zu trocknen. Geeignet sind zum Beispiel Durchströmtrockner, nicht-thermische Kapillarentwässerungsvorrichtungen und Yankee-Trockner, einzeln sowie in Kombination.
  • Der nächste Schritt im Papierherstellungsprozess ist das Drücken des bahnseitigen Netzwerkes 21* der Harz-Trägerstuktur 20 in die vorgetrocknete Bahn 60 durch Legen der vorgetrockneten Bahn 60 zwischen das Band 10 und eine Prägeoberfläche zur Bildung einer geprägten Bahn 60 von Papierherstellungsfasern. Wenn die halbfertige Bahn 60 nicht dem optionalen Vortrocknungsschritt unterworfen wird, wird dieser Schritt für die halbfertige Bahn 60 durchgeführt.
  • Der Prägeschritt wird in der in 6 veranschaulichten Maschine durchgeführt, während die vorgetrocknete (oder intermediäre) Bahn 60 durch den zwischen der Präge-Anpresswalze 19e und der Trommel des Yankee-Trockners 14 gebildeten Spalt läuft. Während die vorgetrocknete Bahn 60 durch diesen Spalt läuft, wird das auf dem bahnseitigen Netzwerk 21* der Trägerstruktur 20 gebildete Netzwerkmuster in die vorgetrocknete Bahn 60 gedrückt, um eine geprägte Bahn 60 zu bilden.
  • Der nächste Schritt im Papierherstellungsprozess ist das Trocknen der geprägten Bahn 60. Während sich die geprägte Bahn 60 vom Band 10 löst, haftet sie an der Oberfläche der Trommel des Yankee-Trockners 14, wo sie bis zu einer Konsistenz von mindestens ungefähr 95 % getrocknet wird, um eine getrocknete Bahn 60 zu bilden.
  • Der nächste Schritt im Papierherstellungsprozess ist ein optionaler und stark bevorzugter Schritt zum Verkürzen der getrockneten Bahn 60. Wie hier verwendet, bezieht sich Verkürzen auf die Verringerung der Länge einer trockenen Papierbahn 60, die auftritt, wenn auf die trockene Bahn 60 Energie in der Art und Weise angewendet wird, dass die Länge der Bahn 60 verringert wird, und die Fasern in der Bahn 60 neu ausgerichtet werden, mit einem damit einhergehenden Zerreißen von Faser-Faser-Bindungen. Ein Verkürzen kann auf mehrere wohl bekannte Arten erfolgen. Das üblichste und bevorzugte Verfahren ist das Kreppen, das in 6 schematisch dargestellt ist. Beim Kreppvorgang haftet die getrocknete Bahn 60 an einer Oberfläche und wird dann mit einer Rakel von dieser Oberfläche entfernt. Wie in 6 dargestellt, funktioniert die Oberfläche, an der die Bahn 60 in der Regel haftet, ebenfalls als Trocknungsoberfläche, typischerweise die Oberfläche der Trommel des Yankee-Trockners 14. In der Regel haften nur die nicht abgelenkten Teile der Bahn 60, die mit dem bahnseitigen Netzwerk 21 auf der bahnberührenden Seite 11 des Papierherstellungsbandes 10 verbunden sind, direkt an der Oberfläche der Trommel des Yankee-Trockners 14. Das Muster des bahnseitigen Netzwerkes 21* und dessen Ausrichtung relativ zur Rakel wird zu großen Teilen das Ausmaß und den Charakter der Kreppung der Bahn bestimmen. Wenn gewünscht, kann die getrocknete Bahn 60 nicht gekreppt werden.
  • Die allgemeinen physikalischen Charakteristika der Papierbahn 60, hergestellt mithilfe des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, bei dem das Durchströmtrocknungsband 10a mit einem im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildetes Netzwerk 20 verwendet wird, sind beschrieben in dem vorher erwähnten U.S.-Patent 4,529,480 mit dem Titel „Tissue Paper", erteilt an Trokhan am 16. Juli 1985, welches hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
  • Die Vielzahl von Wölbungen 65 in der Papierbahn 60 der vorliegenden Erfindung wird jedoch aufgrund der „abgewinkelten" Position der Kanäle 30 des Durchströmtrocknungsbandes 10 der vorliegenden Erfindung prophetisch ein „abgewinkeltes" Muster bilden. Es sei klargestellt, dass die Schritte des Prägens, Trocknens und – insbesondere – des Kreppens die „abgewinkelte" Position der Wölbungen 65 stören könnten. Das heißt, die Verarbeitung der Bahn 60 nach dem Trennen von dem Durchströmtrocknungsband 10b könnte die gesamte Konfiguration der Wölbungen 65 sowie der spitzen Winkel K (4B) und M1, M3 (4C), gebildet zwischen der Z-Richtung und den Achsen der Wölbungen 65, in einer Art und Weise beeinflussen, dass diese spitzen Winkel nicht gleich den entsprechenden Winkeln Q zwischen der Z-Richtung und den Achsen 33 der Kanäle 30 sein könnten. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass die erfindungsgemäße Papierbahn 60 das im Querschnitt „abgewinkelte" Muster der Wölbungen 65, das im Allgemeinen dem im Querschnitt abgewinkelten Muster der Kanäle 30 der Harz-Trägerstruktur 20 folgt, aufweisen wird.
  • 4–4C stellen eine vorstellbare erfindungsgemäße Ausführungsform der Papierbahn 60 dar. Vorzugsweise sind die Wölbungen 65 in einem nicht zufälligen und sich wiederholenden Muster abgelegt, das dem Muster der einzelnen Kanäle 30 der Harz-Trägerstruktur 20 des Bandes 10 entspricht. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, geht der Anmelder davon aus, dass das Papier 60 mit den im spitzen Winkel verlaufenden Wölbungen 65 weicher ist als das vergleichbare Papier mit Wölbungen, die in der Regel relativ zur Ebene des Netzwerkbereichs 64 senkrecht verlaufen, da angenommen wird, dass die im spitzen Winkel verlaufenden Wölbungen 65 leichter in sich zusammenfallen als die in der Regel senkrecht und aufrecht stehenden Wölbungen. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass die abgewinkelten Wölbungen 65, die eine spezifische vorgegebene Ausrichtung in einer Richtung aufweisen, den Vorteil einer leichteren Verteilung von Flüssigkeiten in einer gewünschten Richtung bieten. Diese Eigenschaft kann sich als sehr vorteilhaft erweisen, wenn das Papier 60 in Einwegprodukten wie Windeln, Damenbinden, Tüchern und dergleichen verwendet wird.
  • Zum Beispiel weist die Papierbahn 60 dargestellt in 4 und 4C drei Zonen relativer Ausrichtung auf: eine erste Zone H1, die zweite Zone H2, und eine dritte Zone H3. Wie am besten in 4 und 4C dargestellt, sind die Wölbungen 65a der ersten Zone H1 in einer ersten Richtung h1 ausgerichtet, die Wölbungen 65b der zweiten Zone H2 sind in einer zweiten Richtung h2 ausgerichtet, und die Wölbungen 65c der dritten Zone H3 sind in einer dritten Richtung h3 ausgerichtet. In der Ebene betrachtet sind die erste Richtung h1 und die zweite Richtung h2 aufeinander ausgerichtet, und die dritte Richtung h3 verläuft senkrecht zur ersten und zweiten Richtung h1 bzw. h2.

Claims (20)

  1. Makroskopisch monoplanarer Papierherstellungsgurt (10) für den Einsatz in einer Papierherstellungsmaschine, wobei der Papierherstellungsgurt ein Harzrahmenwerk (20) umfasst mit einer bahnseitigen Oberfläche (21), die eine X-Y-Ebene bildet, einer rückseitigen Oberfläche (22) gegenüber der bahnseitigen Oberfläche, einer rechtwinklig zur X-Y-Ebene liegenden Z-Richtung und einer Vielzahl diskreter Ablenkkanäle (30), die sich zwischen der bahnseitigen Oberfläche (21) und der rückseitigen Oberfläche (22) erstrecken, wobei jeder der diskreten Kanäle (30) eine Achse und Wände aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen von mindestens einigen der diskreten Kanäle (30) und die Z-Richtung spitze Winkel einschließen.
  2. Papierherstellungsgurt nach Anspruch 1, der ferner eine luftdurchlässige Verstärkungsstruktur (50) umfasst, die zwischen der bahnseitigen Oberfläche (21) und der rückseitigen Oberfläche (22) des Harzrahmenwerkes (20) angeordnet ist, wobei die Verstärkungsstruktur (50) eine zur Bahn zeigende Seite und eine zur Maschine zeigende Seite aufweist, die gegenüber der zur Bahn zeigenden Seite liegt.
  3. Papierherstellungsgurt (10) nach Anspruch 1 und 2, wobei die bahnseitige Oberfläche (22) des Rahmenwerkes (20) ein im Wesentlichen kontinuierliches darin ausgebildetes bahnseitiges Netzwerk aufweist, und die rückseitige Oberfläche des Rahmenwerkes (20) ein darin ausgebildetes rückseitiges Netzwerk aufweist, wobei das bahnseitige Netzwerk bahnseitige Öffnungen (31) der Kanäle bildet, und wobei das rückseitige Netzwerk rückseitige Öffnungen (32) der Kanäle bildet.
  4. Papierherstellungsgurt (10) nach Anspruch 1, 2 und 3, wobei die bahnseitigen Öffnungen (31) in der X-Y-Ebene in mindestens einer Richtung rechtwinklig zur Z-Richtung relativ zu den entsprechenden rückseitigen Öffnungen (32) versetzt sind.
  5. Papierherstellungsgurt (10) nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, wobei mindestens einige der diskreten Kanäle (30) zusammenlaufend, und vorzugsweise negativ zusammenlaufend, relativ zu den Achsen in mindestens einer Richtung sind, die rechtwinklig zur Z-Richtung verläuft.
  6. Verfahren zur Herstellung eines makroskopisch monoplanaren Papierherstellungsgurtes (10), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Vorrichtung (83) zur Erzeugung einer Aushärtungsstrahlung in einer ersten Richtung; Bereitstellen eines flüssigen lichtempfindlichen Harzes; Bereitstellen einer Formgebungseinrichtung (87), die eine Arbeitsfläche aufweist und das flüssige lichtempfindliche Harz aufnehmen kann; Einbringen des flüssigen lichtempfindlichen Harzes in die Formgebungseinrichtung (87), wodurch eine Schicht aus flüssigem lichtempfindlichem Harz gebildet wird, wobei die Schicht eine erste Oberfläche und eine zweite, der ersten Oberfläche gegenüberliegende Oberfläche aufweist, wobei die Schicht eine vorgewählte Dicke aufweist; Anordnen der Formgebungseinrichtung mit der darin enthaltenen Schicht aus flüssigem lichtempfindlichem Harz in der ersten Richtung, sodass die erste Oberfläche der Schicht und die erste Richtung einen spitzen Winkel einschließen; Bereitstellen einer Maske (96) mit undurchsichtigen Bereichen und transparenten Bereichen, wobei die Bereiche ein vorgewähltes Muster bilden; Anordnen der Maske (96) zwischen der ersten Oberfläche der Schicht und der Vorrichtung (80) zur Erzeugung der Aushärtungsstrahlung in der Weise, dass sich die Maske in benachbarter Beziehung zu der ersten Oberfläche befindet, wobei die undurchsichtigen Bereiche der Maske einen Teil der Schicht vor der Aushärtungsstrahlung der Vorrichtung abschirmen und die transparenten Bereiche andere Teile der Schicht für die Aushärtungsstrahlung der Vorrichtung (80) unabgeschirmt lassen; Aushärten der nicht abgeschirmten Teile der Schicht und Belassen der abgeschirmten Teile der Schicht im ungehärteten Zustand, indem die Schicht einer Strahlung der Vorrichtung (80) mit einer Aktivierungs-Wellenlänge zur Erzeugung der Aushärtungsstrahlung durch die Maske ausgesetzt wird, um einen teilweise gebildeten Gurt zu bilden; Entfernen des im Wesentichen gesamten ungehärteten flüssigen lichtempfindlichen Harzes von dem teilweise gebildeten Gurt, um eine gehärtete harzhaltige Struktur zurückzubehalten, die ein Rahmenwerk (20) bildet mit einer bahnseitigen Oberfläche, die durch die erste gehärtete Oberfläche gebildet ist, einer rückseitigen Oberfläche (22), die durch die zweite gehärtete Oberfläche gebildet ist, einer Z-Richtung rechtwinklig zur bahnseitigen Oberfläche und einer Vielzahl diskreter Kanäle (30) in den Bereichen, die durch die undurchsichtigen Bereiche der Maske von der Aushärtungsstrahlung abgeschirmt wurden, wobei die Kanäle (70, 30) zwischen der bahnseitigen Oberfläche und der rückseitigen Oberfläche verlaufen, wobei jeder der Kanäle eine Achse und Wände aufweist, wobei die Achsen von mindestens einigen der Kanäle und die Z-Richtung spitze Winkel einschließen.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, das ferner die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Verstärkungsstruktur (50), die mit dem gehärteten lichtempfindlichen Harz zu verbinden ist, wobei die Verstärkungsstruktur eine zur Bahn zeigende Seite (51) und eine zur Maschine zeigende Seite (52) aufweist, die gegenüber der zur Bahn zeigenden Seite liegt, und Anordnen der Verstärkungsstruktur (50) in der Formgebungseinrichtung (87) mit dem flüssigen lichtempfindlichen Harz.
  8. Papierbahn (60) mit mindestens zwei Bereichen, die in einem nicht zufälligen und sich wiederholenden Muster angeordnet sind, wobei die Bahn Folgendes umfasst: einen makroskopisch monoplanaren, gemusterten und im Wesentlichen kontinuierlichen Netzwerkbereich (64), der eine Netzwerkebene bildet, und einen Haubenbereich (65), der diskrete Hauben (65a, 65b, 65c, 65) umfasst, die sich von der Netzwerkebene aus in mindestens eine Richtung in der Weise erstrecken, dass die mindestens eine Richtung und die Netzwerkebene einen spitzen Winkel einschließen.
  9. Papierbahn nach Anspruch 8, wobei der im Wesentlichen kontinuierliche Netzwerkbereich (64) eine relativ hohe Dichte aufweist und der Haubenbereich (65) eine relativ niedrige Dichte aufweist.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Cellulosefaserbahn mit mindestens zwei Bereichen, die in einem nicht zufälligen, sich wiederholenden Muster angeordnet sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Vielzahl von Cellulose-Papierherstellungsfasern, die in einem flüssigen Träger suspendiert sind; Bereitstellen eines Formgebungsgurtes (10a); Ablagern der Vielzahl von Cellulose-Papierherstellungsfasern, die in einem flüssigen Träger suspendiert sind, auf dem Formgebungsgurt: Abziehen des flüssigen Trägers durch den Formgebungsgurt, wodurch auf dem Formgebungsgurt eine embryonale Bahn aus Papierherstellungsfasern gebildet wird; Bereitstellen eines makroskopisch monoplanaren Durchluft-Trocknungsgurtes (10), der ein Harzrahmenwerk (20) umfasst mit einer bahnseitigen Oberfläche (21), die eine X-Y-Ebene bildet, einer rückseitigen Oberfläche (22) gegenüber der bahnseitigen Oberfläche, einer rechtwinklig zur X-Y-Ebene liegenden Z-Richtung und einer Vielzahl diskreter Ablenkkanäle (30), die sich zwischen der bahnseitigen Oberfläche (21) und der rückseitigen Oberfläche (22) erstrecken, wobei jeder der Kanäle (30) eine Achse und Wände aufweist, wobei die Achsen von mindestens einigen der Kanäle (30) und die Z-Richtung spitze Winkel einschließen; Ablagern der embryonalen Bahn auf der bahnseitigen Oberfläche des Harzrahmenwerkes (20) des Papierherstellungsgurtes (10); Aufbringen einer Fluiddruckdifferenz auf die embryonale Bahn (60), um mindestens einen Teil der Papierherstellungsfasern in die diskreten Ablenkkanäle (30) abzulenken und Wasser aus der embryonalen Bahn in die diskreten Ablenkkanäle (30) abzuleiten, wodurch eine Zwischen-Bahn gebildet wird, wobei die Zwischen-Bahn einen makroskopisch monoplanaren, gemusterten und im Wesentlichen kontinuierlichen Netzwerkbereich und einen Haubenbereich umfasst, der eine Vielzahl diskreter Hauben (65) umfasst, die aus dem Netzwerkbereich hervorragen, von diesem umgeben sind und an diesen angrenzen, wobei jede der Hauben (65) eine Achse aufweist, wobei die Achsen von mindestens einigen der Hauben und die Z-Richtung spitze Winkel einschließen.
  11. Makroskopisch monoplanarer Papierherstellungsgurt (60) für den Einsatz in einer Papierherstellungsmaschine, wobei der Papierherstellungsgurt Folgendes umfasst: eine luftdurchlässige Verstärkungsstruktur (50) mit einer zur Bahn zeigenden Seite (21), die eine X-Y-Ebene bildet, einer zur Maschine zeigenden Seite (22), die gegenüber der zur Bahn zeigenden Seite liegt, und einer Z-Richtung, die rechtwinklig zur X-Y-Ebene liegt; und ein Harzrahmenwerk (20), bestehend aus einer Vielzahl diskreter Vorsprünge (40), die mit der Verstärkungsstruktur (50) verbunden sind und von dieser ausgehen, wobei jeder der Vorsprünge (40) eine Achse, eine Deckfläche, eine Grundfläche gegenüber der Deckfläche und Wände aufweist, die die Deckfläche und die Grundfläche voneinander beabstanden und diese miteinander verbinden, und wobei eine Vielzahl der Deckflächen eine bahnseitige Oberfläche des Harzrahmenwerkes (20) bildet, und wobei eine Vielzahl der Grundflächen eine rückseitige Oberfläche des Harzrahmenwerkes (20) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen von mindestens einigen der Vorsprünge (40) und die Z-Richtung spitze Winkel einschließen.
  12. Papierherstellungsgurt nach Anspruch 11, wobei die zur Bahn zeigende Seite der Verstärkungsstruktur (50) ein darin im Wesentlichen kontinuierlich ausgebildetes, zur Bahn zeigendes Netzwerk aufweist, wobei das zur Bahn zeigende Netzwerk durch einen Bereich im Wesentlichen kontinuierlicher Ablenkkanäle (70) gebildet ist, wobei der Bereich der im Wesentlichen kontinuierlichen Ablenkkanäle die diskreten Vorsprünge (40) umschließt und an diese angrenzt.
  13. Papierherstellungsgurt (10) nach Anspruch 11 und 12, wobei die Deckflächen von mindestens einigen der Vorsprünge (40) relativ zu den entsprechenden Grundflächen von den mindestens einigen der Vorsprünge (40) innerhalb der X-Y-Ebene in mindestens einer Richtung rechtwinklig zur Z-Richtung versetzt sind.
  14. Papierherstellungsgurt (10) nach Anspruch 11, 12 und 13, wobei die Wände von mindestens einigen der Vorsprünge relativ zu den Achsen von den mindestens einigen der Vorsprünge (40) verjüngt sind.
  15. Papierherstellungsgurt nach Anspruch 11, 12, 13 und 14, wobei die Vielzahl diskreter Vorsprünge eine Vielzahl diskreter Ablenkkanäle darin aufweist, wobei die diskreten Ablenkkanäle von der bahnseitigen Oberfläche zur rückseitigen Oberfläche des Harzrahmenwerkes verlaufen.
  16. Verfahren zur Herstellung eines makroskopisch monoplanaren Papierherstellungsgurtes (10), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Vorrichtung (80) zur Erzeugung einer Aushärtungsstrahlung in einer ersten Richtung; Bereitstellen eines flüssigen lichtempfindlichen Harzes; Bereitstellen einer Formungseinrichtung (87), die eine Arbeitsfläche aufweist und das flüssige lichtempfindliche Harz aufnehmen kann; Bereitstellen einer luftdurchlässigen Verstärkungsstruktur (50) mit einer zur Bahn zeigenden Seite (51), die eine X-Y-Ebene bildet, einer zur Maschine zeigenden Seite (52), die gegenüber der zur Bahn zeigenden Seite liegt, und einer Z-Richtung, die rechtwinklig zur X-Y-Ebene liegt; Herbeiführen eines Kontakts zwischen mindestens einem Teil der zur Maschine zeigenden Seite der Verstärkungsstruktur (50) und der Arbeitsfläche der Formgebungseinrichtung; Ausbringen einer Schicht des flüssigen lichtempfindlichen Harzes auf mindestens eine Seite der Verstärkungsstruktur (50), sodass die Schicht eine erste Oberfläche (25) und eine zweite Oberfläche (27) bildet, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, wobei die Schicht eine vorgewählte Dicke aufweist; Anordnen der Formgebungseinrichtung (87), welche die Schicht aus flüssigem lichtempfindlichem Harz enthält, in der ersten Richtung, sodass die erste Oberfläche der Schicht und die erste Richtung einen spitzen Winkel einschließen; Bereitstellen einer Maske (96) mit undurchsichtigen Bereichen (96a) und transparenten Bereichen (96b), wobei die Bereiche ein vorgewähltes Muster bilden; Anordnen der Maske (96) zwischen der ersten Oberfläche (25) der Schicht und der Vorrichtung (80) zur Erzeugung der Aushärtungsstrahlung in der Weise, dass die Maske (96) benachbart zu der ersten Oberfläche (25) ist, wobei die undurchsichtigen Bereiche (96a) der Maske (96) einen Teil der Schicht vor der Aushärtungsstrahlung der Vorrichtung (80) abschirmen, und wobei die transparenten Bereiche (96b) andere Teile der Schicht für die Aushärtungsstrahlung der Vorrichtung unabgeschirmt lassen; Aushärten der nicht abgeschirmten Teile der Schicht und Belassen der abgeschirmten Teile der Schicht im ungehärteten Zustand, indem die Schicht einer Strahlung der Vorrichtung (80) mit einer Aktivierungs-Wellenlänge zur Erzeugung der Aushärtungsstrahlung durch die Maske ausgesetzt wird, um einen teilweise gebildeten Gurt zu bilden; Entfernen des im Wesentlichen gesamten ungehärteten flüssigen lichtempfindlichen Harzes von dem teilweise gebildeten Gurt, um eine gehärtete harzhaltige Struktur zurückzubehalten, die ein Rahmenwerk (20) bildet mit einer bahnseitigen Oberfläche (21), die durch die erste gehärtete Fläche gebildet wird, einer rückseitigen Oberfläche (22), die durch die zweite gehärtete Fläche gebildet wird, einer Z-Richtung rechtwinklig zur bahnseitigen Oberfläche, wobei das Rahmenwerk (2) eine Vielzahl diskreter Vorsprünge (40) umfasst, die mit der Verstärkungsstruktur (50) verbunden sind und von dieser ausgehen, wobei jeder der Vorsprünge (40) eine Achse, eine Grundfläche, eine Deckfläche und Wände aufweist, die die Grundfläche und die Deckfläche voneinander beabstanden und diese miteinander verbinden, wobei die Achsen von mindestens einigen der Vorsprünge und die Z-Richtung spitze Winkel einschließen, wobei eine Vielzahl der Deckflächen die bahnseitige Oberfläche des Harzrahmenwerkes (20) bildet, und wobei eine Vielzahl der Grundflächen die rückseitige Oberfläche des Harzrahmenwerkes (20) bildet.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Vielzahl diskreter Vorsprünge (40) ferner eine Vielzahl diskreter Ablenkkanäle (30) darin aufweist, wobei die diskreten Ablenkkanäle (30) von der bahnseitigen Oberfläche zur rückseitigen Oberfläche reichen.
  18. Faserbahn (60) mit mindestens zwei Bereichen, die in einem nicht zufälligen und sich wiederholenden Muster angeordnet sind, wobei die Bahn Folgendes umfasst: einen makroskopisch planaren und gemusterten ersten Bereich (64*), der ein im Wesentlichen kontinuierliches Netzwerk umfasst, das eine Netzwerkebene bildet, wobei der erste Bereich ein relativ hohes Flächengewicht aufweist; und einen zweiten Bereich (65*), der ein relativ niedriges Flächengewicht aufweist und eine Vielzahl diskreter Höcker umfasst, die von dem ersten Bereich umgeben sind und an diesen angrenzen, wobei die Höcker vom ersten Bereich (64*) in mindestens einer Richtung ausgehen, wobei die mindestens eine Richtung, und die Netzwerkebene einen spitzen Winkel einschließen.
  19. Faserbahn (60) nach Anspruch 18, die ferner einen dritten Bereich (66*) mit einem im Verhältnis zum Flächengewicht des ersten Bereiches und zum Flächengewicht des zweiten Bereiches mittleren Flächengewicht umfasst, wobei der dritte Bereich (66*) neben dem zweiten Bereich angeordnet ist.
  20. Verfahren zur Herstellung einer Cellulosefaserbahn (60) mit mindestens zwei Bereichen, die in einem nicht zufälligen, sich wiederholenden Muster angeordnet sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Vielzahl von Cellulosefasern, die in einem flüssigen Träger suspendiert sind; Bereitstellen eines makroskopisch monoplanaren Papierherstellungsgurtes (10), umfassend eine luftdurchlässige Verstärkungsstruktur (50) mit einer zur Bahn zeigenden Seite (51), die eine X-Y-Ebene bildet, einer zur Maschine zeigenden Seite (52) gegenüber der zur Bahn zeigenden Seite und einer rechtwinklig zur X-Y-Ebene liegenden Z-Richtung, wobei der Papierherstellungsgurt ferner ein Harzrahmenwerk (20) aus einer Vielzahl diskreter Vorsprünge (40) umfasst, die mit der Verstärkungsstruktur (50) verbunden sind und von dieser ausgehen, wobei jeder der Vorsprünge (40) eine Achse, eine Grundfläche, eine Deckfläche und Wände aufweist, die die Grundfläche und die Deckfläche voneinander beabstanden und die Grundfläche und die Deckfläche miteinander verbinden, wobei die Achsen von mindestens einigen der Vorsprünge und die Z-Richtung spitze Winkel einschließen, wobei eine Vielzahl der Deckflächen eine bahnseitige Oberfläche des Harzrahmenwerkes (20) bildet, und wobei eine Vielzahl von Grundflächen eine rückseitige Oberfläche des Harzrahmenwerkes (20) bildet; Ablagern der Cellulosefasern und des Trägers auf dem Papierherstellungsgurt (10); Abziehen des flüssigen Trägers durch den Papierherstellungsgurt (10), wodurch ein makroskopisch planarer und gemusterter erster Bereich (64) gebildet wird, der sich in der X-Y-Ebene befindet und ein im Wesentlichen kontinuierliches Netzwerk umfasst, und wodurch ein zweiter Bereich (65) gebildet wird, der eine Vielzahl diskreter Höcker umfasst, wobei die Höcker von dem ersten Bereich umgeben sind, an diesen angrenzen und von diesem in mindestens einer Richtung ausgehen, wobei die mindestens eine Richtung und die Z-Achse einen spitzen Winkel einschließen.
DE69834186T 1997-05-19 1998-05-18 Zellulosebahn, verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung mittels eines papiermacherbandes mit schräger querschnittsstruktur, und verfahren zur herstellungdes bandes Expired - Fee Related DE69834186T2 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US858662 1986-05-02
US858661 1992-03-27
US08/858,661 US5900122A (en) 1997-05-19 1997-05-19 Cellulosic web, method and apparatus for making the same using papermaking belt having angled cross-sectional structure, and method of making the belt
US08/858,662 US5948210A (en) 1997-05-19 1997-05-19 Cellulosic web, method and apparatus for making the same using papermaking belt having angled cross-sectional structure, and method of making the belt
PCT/US1998/010166 WO1998053138A1 (en) 1997-05-19 1998-05-18 Cellulosic web, method and apparatus for making the same using papermaking belt having angled cross-sectional structure, and method of making the belt

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69834186D1 DE69834186D1 (de) 2006-05-24
DE69834186T2 true DE69834186T2 (de) 2007-04-12

Family

ID=27127474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69834186T Expired - Fee Related DE69834186T2 (de) 1997-05-19 1998-05-18 Zellulosebahn, verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung mittels eines papiermacherbandes mit schräger querschnittsstruktur, und verfahren zur herstellungdes bandes

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0988419B1 (de)
JP (1) JP2002515094A (de)
KR (1) KR20010012683A (de)
CN (1) CN1263574A (de)
AT (1) ATE323192T1 (de)
AU (1) AU8053098A (de)
BR (1) BR9809874A (de)
CA (1) CA2290494C (de)
DE (1) DE69834186T2 (de)
WO (1) WO1998053138A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018107075A1 (de) * 2018-03-26 2019-09-26 Voith Patent Gmbh Bespannung für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn und Verfahren zur Herstellung einer solchen Bespannung

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6210644B1 (en) * 1998-04-23 2001-04-03 The Procter & Gamble Company Slatted collimator
US6660362B1 (en) * 2000-11-03 2003-12-09 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Deflection members for tissue production
US6610173B1 (en) * 2000-11-03 2003-08-26 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Three-dimensional tissue and methods for making the same
US7141142B2 (en) * 2003-09-26 2006-11-28 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method of making paper using reformable fabrics
US7611607B2 (en) 2006-10-27 2009-11-03 Voith Patent Gmbh Rippled papermaking fabrics for creped and uncreped tissue manufacturing processes
WO2016085704A1 (en) 2014-11-25 2016-06-02 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Three-dimensional papermaking belt
US10385511B2 (en) * 2016-07-28 2019-08-20 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Three-dimensional papermaking belt

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5277761A (en) * 1991-06-28 1994-01-11 The Procter & Gamble Company Cellulosic fibrous structures having at least three regions distinguished by intensive properties
US5275700A (en) * 1990-06-29 1994-01-04 The Procter & Gamble Company Papermaking belt and method of making the same using a deformable casting surface
US5245025A (en) * 1991-06-28 1993-09-14 The Procter & Gamble Company Method and apparatus for making cellulosic fibrous structures by selectively obturated drainage and cellulosic fibrous structures produced thereby

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018107075A1 (de) * 2018-03-26 2019-09-26 Voith Patent Gmbh Bespannung für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn und Verfahren zur Herstellung einer solchen Bespannung
US11306437B2 (en) 2018-03-26 2022-04-19 Voith Patent Gmbh Clothing for a machine for producing a fibrous web and method for producing a clothing of this type

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002515094A (ja) 2002-05-21
KR20010012683A (ko) 2001-02-26
AU8053098A (en) 1998-12-11
CA2290494A1 (en) 1998-11-26
CN1263574A (zh) 2000-08-16
ATE323192T1 (de) 2006-04-15
EP0988419B1 (de) 2006-04-12
EP0988419A1 (de) 2000-03-29
DE69834186D1 (de) 2006-05-24
CA2290494C (en) 2005-04-12
BR9809874A (pt) 2000-07-04
WO1998053138A1 (en) 1998-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4005420C2 (de) Doppelsiebformer
DE4302031C1 (de) Trockensieb sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE1461163C3 (de) Siebtisch für Papiermaschinen
DE602004008254T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur trockenbildung eines textilen flächengebildes
DE2857473C2 (de)
DE10084722B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ausbildung einer Papierbahn
DE3302708A1 (de) Verfahren zum herstellen eines gemusterten faservlieses
DE4020208C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung einer Faserstoff-Flüssigkeits-Mischung
EP0552748A1 (de) Flüssigkeitsdurchlässige Decklage für Körperflüssigkeit absorbierende Artikel
DE2329658A1 (de) Doppelsiebvorrichtung fuer mehrschichtige bahnbildung
DE4002304C2 (de)
EP0565718B1 (de) Flexible kunststoffolie mit rippenstruktur
DE69834186T2 (de) Zellulosebahn, verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung mittels eines papiermacherbandes mit schräger querschnittsstruktur, und verfahren zur herstellungdes bandes
DE69921190T2 (de) Siebnetz zur verteilung von fasern
DE60104783T2 (de) Elastisch dehnbare Folie und Verfahren zur Herstellung derselben
DE69126663T2 (de) Verfahren zum aufbringen chemischer verbindungen auf papiermachersiebe in gelöster form
WO2014001217A1 (de) Verfahren zur einbringung von durchgangsbohrungen mit hilfe von unterschiedlichen laserstrahlen in ein flächig ausgebildetes substrat, insbesondere eine bandförmige folie; bespannung für eine papiermaschine mit unterschiedlichen löchern
DE69123853T2 (de) Verfahren und anlage zur spinnvliesherstellung und fertigerzeugnisse
DE3302709C2 (de) Faservlies und Verfahren zu dessen Herstellung
DE69833555T2 (de) Mehrlagiges perforiertes band mit entfernbaren verbindungsgarnen
EP0195835B1 (de) Endloses Siebband für Papiermaschinen o.dgl.
DE60013000T2 (de) Verfahren zum Herstellen von Scheiben zur Abschirmung und Befeuchtung, sowie nach diesem Verfahren hergestellten Scheiben
EP3775368B1 (de) Bespannung für eine maschine zur herstellung einer faserstoffbahn und verfahren zur herstellung einer solchen bespannung
DE2620033A1 (de) Stoffauflauf
DE2827840A1 (de) Papiermaschine mit vertikalem doppelsiebband

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee