NO20170506A1

NO20170506A1 - Våtpressede papir- og serviettprodukter med forhøyet CD-strekk og lav strekkvotient laget med en kreppeprosess for et produkt med høyt faststoffinnhold

Info

Publication number: NO20170506A1
Application number: NO20170506A
Authority: NO
Inventors: Steven L Edwards; Stephen J Mccullough
Original assignee: Gpcp Ip Holdings Llc
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2007-01-15
Also published as: EP1735496B1; IL203346A; IL177760A; LT2492393T; EP1735496A1; SI2492393T1; NO20065220L; HUE030454T2; DK2492393T3; HK1168395A1; ES2552762T3; DK1735496T3; CY1117270T1; CA2559526A1; EG24371A; PL2492393T3; EP2492393A1; PT1735496E; IL177760A0; EP2492393B1

Description

Teknisk område

Denne søknaden er rettet mot en prosess hvor en bane blir kompakt awannet, kreppet til

en kreppeduk og tørket, hvor prosessen er regulert for å fremstille produkter med høy CD-strekk og lave strekkvotienter.

Bakgrunn

Fremgangsmåter for å lage papirlommetørklær, servietter, og liknende er godt kjent, omfattende forskjellige kjennetegn slik som Yankee-tørking, gjennomtørking, dukkrepping, tørrkrepping, våtkrepping og så videre. Tradisjonelle våtpressingsprosesser har visse fordeler framfor tradisjonelle luftgjennomtørkingsprosesser omfattende: (1) sen-

kede energikostnader tilknyttet den mekaniske fjerningen av vann heller enn fordamp-ningsstørking med varm luft; og (2) høyere produksjonshastighet som raskere oppnås med prosesser som utnytter våtpressing til å danne en bane. På den annen side innføres luftgjennomtørkingsprosesser generelt ved nye vesentlige investeringer, spesielt for produksjon av myke, voluminøse, høykvalitets papir- og serviettprodukter.

Dukkrepping har blitt anvendt i forbindelse med papirfremstillende prosesser som omfatter mekanisk eller kompakt awanning av papirhanen som en mulighet til å påvirke produktegenskaper. Se US patent nr. 4,689,119 og 4,551,199 tilhørende Weldon;

4,849,054 og 4,834,838 tilhørende Klowak; og 6,287,426 tilhørende Edwards et al. Drift av dukkreppeprosesser har blitt hindret av vanskeligheter med effektiv overføring av en bane med høy- eller mellomfasthet til en tørker. Se også US patent nr. 6,350,349 tilhø-rende Hermans et al., som beskriver våt overføring av en bane fra en roterende overfø-ringsflate til en duk. Flere patenter relatert til dukkrepping mer generelt er omtalt i de følgende: US 4,834,838; US 4,482,429; US 4,445,638 i tillegg til US 4,440,597 tilhø-

rende Wells et al.

I forbindelse med papirlagende prosesser, har dukforming også blitt benyttet som en mulighet til å gi struktur og masse. Med hensyn til dette, er det sett i US patent nr. 6,610,173 tilhørende Lindsey et al. en fremgangsmåte for preging av en papirhane under en våtpressende handling som resulterer i asymmetriske fremspring som svarer til av-bøyningskanalene av et avbøyningsmedlem. US 6,610,173 forteller at en differensial-hastighetsoverføring i løpet av en pressende handling tjener til å forbedre formingen og pregingen av en bane med et avbøyningsmedlem. Papirbanene som er produsert er rapportert å ha spesielle sett av fysiske og geometriske egenskaper, slik som et mønstret komprimert nettverk og et gjentagende mønster av fremspring som har asymmetriske strukturer. Vedrørende våtforming av en bane ved å bruke strukturduker, se også, de følgende US patenter: 6,017,417 og 5,672,248 begge tilhørende Wendt et al; 5,508,818 og 5,510,002 tilhørende Hermans et al. og 4,637, 859 tilhørende Trokhan. Vedrørende bruken av duker som er brukt til å prege struktur til et nesten tørt ark, se US patent nr. 6,585,855 tilhørende Drew et al, i tillegg til patentpublikasjonen US 2003/00064.

Gjennomtørkede, kreppede produkter er lagt frem i de følgende patenter: US patent nr. 3,994,771 tilhørende Morgan, Jr. et al; US patent nr. 4,102,737 tilhørende Morton; og US patent nr. 4,529,480 tilhørende Trokhan. Prosessene beskrevet i disse patentene omfatter, meget generelt, å forme en bane på en porøs støtte, termisk fortørking av banen, påføre banen på en Yankee-tørker med et definert klempunkt, delvis ved en pregeduk og krepping av produktet fra Yankee-tørkeren. En relativt gjennomtrengelig bane er typisk nødvendig hvilket gjør det vanskelig å benytte kretsløpsmassesammensetning på nivåer som er ønsket. Overføring til Yankeen finner typisk sted med en banefasthet på fra omkring 60% til omkring 70%; skjønt i noen prosesser oppstår overføringen ved mye høy-ere fasthet, noen ganger nærmer det seg til og med lufttørt.

Som nevnt ovenfor, er gjennomtørkede produkter tilbøyelig til å fremvise forsterket masse og mykhet; imidlertid er termisk awanning med varm luft tilbøyelig til å være

energjforsterkende. Våt-press drift hvori banene er mekanisk awannet er foretrukket fra et energiperspektiv og kan raskere legges til massesammensetning som omfatter resirkulerte fiber som er tilbøyelig til å forme en bane med mindre gjennomtrengelighet enn ny fiber. Mange forbedringer relatert til økning av massen og absorberingsevnen av kom-paktawannende produkter som typisk delvis er awannet med en papirlagende filt.

Tross fremskritt i teknikken har tidligere kjente våtpresseprosesser ikke frembragt de meget absorberende banene med foretrukne fysiske egenskaper, spesielt med forhøyet CD-strekk ved relativt lave MD/CD-strekkvotienter som er søkt etter for bruk i første-klasses papir- og serviettprodukter.

I overensstemmelse med oppfinnelsen kan absorberingsevne, masse og strekk av en våtpresset bane bli veldig utbedret ved våtdukkrepping av en bane og omorganisering av fibrene på en kreppeduk, mens man opprettholder den høye farten, termisk effektivitet og massesammensetningstoleranse til resirkulert fiber fra konvensjonelle våtpresseprosesser.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Omfanget av oppfinnelsen fremgår av de etterfølgende patentkrav.

Det er følgelig tilveiebragt i et første aspekt av oppfinnelsen et absorberende ark av cellulosefiber som omfatter en blanding av løvtrefiber og nåletrefiber arrangert i et nettverk som har: (i) et flertall av stablede fiberberikede områder med relativt høy lokalflatevekt sammenkoplet ved hjelp av (ii) et flertall av lavere lokalflatevekt forbindende områder. Fiberretningen til de forbindende områdene er innrettet langs retningen mellom stablede områder sammenkoplet derved. Den relative flatevekten, grad av stabling, løvtre-til-nåletre-forhold, fiberlengdefordeling, fiberorientering, og geometri av nettverk overvå-kes slik at arket viser en prosentvis CD-strekk på i det minste omkring 2,75 ganger tørr-strekkvoti enten til et ark. I en foretrukket utførelse fremviser arket et vakuum volum på i det minste omkring 5 g/g, en CD-strekk på i det minste omkring 5 prosent og en MD/CD-strekkvotient på mindre enn omkring 1,75.1 enda en foretrukket utførelse har arket en absorberingsevne på i det minste omkring 5 g/g, en CD-strekk på i det minste omkring 10 prosent og en MD/CD-strekkvotient på mindre enn omkring 2,5. En CD-strekk på i det minste omkring 20 prosent og en MD/CD-strekkvotient på mindre enn omkring 5 er antatt oppnåelig i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelsen.

Som det vil kunne sees fra dataene som følger er en prosentvis CD-strekk på i det minste omkring 3 eller 3,5 ganger tørrstrekkvotienten enkelt oppnådd i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelsen.

Generelt er en prosentvis CD-strekk på i det minste omkring 4 og en tørrstrekkvotient på fra omkring 0,4 til omkring 4 er typisk for produkter ifølge oppfinnelsen. Fortrinnsvis har produktene en CD-strekk på i det minste omkring 6.1 noen tilfeller er en CD-strekk på i det minste omkring 10 foretrukket.

Produktene i henhold til oppfinnelsen har typisk et vakuumvolum på i det minste omkring 5 eller 6 g/g. Vakuumvolum på i det minste omkring 7 g/g, 9 g/g eller 10 g/g er også typisk.

Arket ifølge oppfinnelsen kan hovedsakelig bestå av (mer enn 50%) løvtrefiber eller nåletrefiber. Arket omfatter typisk en blanding av disse to fibrene.

Ytterligere kjennetegn og fordeler av den foreliggende oppfinnelsen vil komme frem ii den følgende detaljerte beskrivelsen.

Kort beskrivelse av tegningene

Oppfinnelsen er beskrevet i detalj under med referanse til Figurene, hvori:

Figur 1 er et mikrofotografi (120X) i seksjon langs maskinretningen av en fiberberiket område av et dukkreppet ark; Figur 2 er et diagram av MD/CD tørrstrekkvotient forhold kontra jet/ledningshastighetsdelta i fot pr. minutt; Figur 3 er et mikrofotografi (10X) av duksiden av en dukkreppet bane; Figur 4 er en skjematisk fremstilling som illustrerer en papirmaskin som kan brukes for å fremstille produktene og utføre prosessen ifølge den foreliggende oppfinnelsen; Figurene 5 og 6 er diagram av CD-strekk kontra MD/CD-strekkvotient for 5,9 kg (13 pund) ark som er produsert med forskjellige duk- og kreppe-forhold; Figurene 7 til 9 er diagram av CD-strekk kontra tørrstrekkvotient for forskjellige 10,9 kg (24 pund) ark ifølge oppfinnelsen; og Figur 10 er et diagram av tykkelsesreduksjon kontra kalanderlast for forskjellige kombinasjoner av stål- og gummikalanderruller.

Detaljert beskrivelse

Terminologi brukt heretter er gitt dens ordinære betydning med eksempel definisjoner fremsatt umiddelbart under.

Absorberingsevnen til de oppfinneriske produktene (SAT) er målt med en enkel absor-beringsevnetester. Den enkle absorberingsevnetesteren er et spesielt nyttig apparat for måling av vanntiltrekkingsevne og absorberingsegenskaper av et prøveutvalg av papir, tørklær eller servietter. I denne testen måles en prøve av papir, tørkle eller serviett 5,1 cm (2,0 tommer) i diameter mellom et flatt topp-plastdeksel og en rillet bunnprøveplate. Papir-, tørkle- eller serviettprøvens plate holdes på plass av et 0,32 cm (1/8 tomme) bredt omkretskantområde. Prøven presses ikke sammen av holderen. De-ionisert vann med 23 °C (73 °F) innføres til prøven i senter av bunnprøveplaten gjennom en kanal med 1 mm diameter. Dette vannet er ved en hydrostatisk topp på minus 5 mm. Flyten startes av en puls innført i starten av målingen av instrumentmekanismen. Vannet absorberes på denne måten av papir-, tørkle- eller serviettprøven fra dette sentrale inngangspunktet radielt utgående ved kapillær handling. Når mengden av vannabsorbe-ring avtar under 0,005 gm vann pr 5 sekunder, avsluttes testen. Mengden vann som er fjernet fra beholderen og absorbert av prøven veies og rapporteres som gram av vann pr kvadratmeter prøve hvis ikke angitt på annen måte. I praksis brukes et M/K Systems Inc. Gravimetric Absorbency Testing System. Dette er et kommersielt system som kan anskaffes fra M/K Systems Inc., 12 Garden Street, Danvers, Mass., 01923. WAC eller vannabsorberingskapasiteten også referert til som SAT, fastsettes faktisk av instrumen-tet selv. WAC er definert som det punktet der vekt-kontra-tid-diagram har en "null"-helning, det vil si prøven har stoppet å absorbere. Avslutningskriteriet for en test er vist i maksimum endring i vannvekt absorbert over en fast tidsperiode. Dette er i grunnen et estimat av null helning på vekt-kontra-tid-grafen. Programmet bruker en endring av 0,005 g over et 5 sekunders tidsintervall som avslutningskriterium; hvis ikke "Low Sat" er spesifisert, i hvilket tilfelle avskjæringskriteriet er 1 mg i 20 sekunder.

Igjennom denne beskrivelsen og kravene, når vi refererer til en oppstartsbane som har en tilsynelatende tilfeldig fordeling av fiberorientering (eller liknende terminologi), refererer vi til fordelingen av fiberorienteringen som resulterer når kjente formingsteknik-ker brukes for å plassere en massesammensetning på den formende duken. Når man undersøker mikroskopisk viser fibrene en framtoning av å være tilfeldig orientert selv om, avhengig av jet-til-virehastighet, kan det være en betydelig skjevhet i forhold til maskinretningsorienteringen som gir en maskinretningsstrekkstyrke av banen som over-skrider strekkstyrken i tverrgående retning.

Hvis ikke annet er spesifisert, refererer "flate vekt", BWT, bwt også videre til vekten av en 278,7 m<2>(3000 fot<2>) ris av produktet. Fasthet refererer til prosent faststoff av en oppstartsbane, for eksempel beregnet på en helt tørr basis. "Lufttørr" betyr omfattende rest-fuktighet, vanligvis opp til omkring 10 prosent fuktighet for tremasse og opp til omkring 6 % for papir. En oppstartsbane har 50 prosent vann og 50 prosent uttørket tremasse som har en fasthet på 50 prosent.

Terminologien «cellulose», «celluloseark» og liknende er ment å omfatte alle produkt tilsatt papirlagende fiber som har cellulose som en hovedbestanddel. «Papirlagende fiber» omfatter ny tremasse eller resirkulert (sekundære) cellulosefiber eller fiberblan-dinger omfattende cellulosefiber. Fiber passende for å lage banene ifølge denne oppfinnelsen omfatter: ikke-tre fiber, slik som bomullsfiber eller bomullsderivater, abaka, bastardjute (kenaf), sabaigress, lin, espartogress, strå, jutehamp, bagasse, "milkweed floss fiber" og ananasarkfiber; og trefiber slik som de som er oppnådd fra løvfellende trær og nåletrær, omfattende nåletrefiber, slik som nordlig og sydlig nåletrekraftfiber; løvtrefiber, slik som eukalyptus, lønnetre, bjørk, asp, eller liknende. Papirlagende fiber kan frigjøres fra deres kildemateriale ved et hvilket som helst av et antall kjemiske tre-masseprosesser velkjent for en person med kjennskap til teknikken omfattende sulfat, sulfitt, polysulfid, soda-tremasse osv. Tremassen kan blekes hvis ønskelig ved kjemiske midler omfattende bruken av klor, klordioksyd, oksygen og så videre. Produktene ifølge den foreliggende oppfinnelse kan omfatte en blanding av konvensjonelle fiber (enten utvunnet fra urørt tremasse eller resirkulerte kilder) og høy grovhet tremasse-rik rørfor-met fiber, slik som bleket kjemisk termomekanisk tremasse (BCTMP). "Massesammen-setninger" og liknende terminologi refererer til vannaktig komposisjoner som omfatter papirlagende fiber, våtstyrkeharpikser, avheftingsmidler og liknende for å lage papirprodukter.

Som brukt heri, refererer termen kompakt awanning av banen eller massesammensetningen til mekanisk awanning ved våttrykking på en awannende filt, for eksempel i noen utførelser ved bruk av mekanisk trykk påført kontinuerlig over baneoverflaten i et klempunkt mellom en presserulle og en pressesko hvor banen er i kontakt med en papirlagende filt. Terminologien «kompakt awanning» er brukt til å henvise til prosesser hvor den første awanningen av banen i stor utstrekning transporteres ut i termiske betydning, hvilket er i tilfellet, for eksempel i US patent nr. 4,529,480 tilhørende Trolchan og US patent nr. 5,607,551 tilhørende Farrington et al som angitt over. Kompakt av-vanning av en bane referert dermed til, for eksempel å fjerne vann fra en oppstartsbane som har en fasthet på mindre enn 30 prosent eller liknende ved påføring av trykk og/eller økning av fastheten av banen med omkring 15 prosent eller mer ved påføring av trykk.

«Dukside» og liknende terminologi refererer til siden av banen som er i kontakt med kreppe- og tørkeduken. «Tørkerside» eller liknende er siden av banen motsatt duksiden av banen.

Fpm refererer til 30 cm per minutt (fot pr. minutt) mens fasthet refererer til vektprosen-ten med fiber i banen.

MD betyr maskinretningen og CD betyr på tvers av maskinretningen.

Klempunktparametre omfatter, uten begrensning, klempunkttrykk, klempunktlengde, ryggerullehardhet, duktilnærmingsvinkel, dukfjerningsvinkel, ensartethet og hastighetsdelta mellom overflatene i klempunktet.

Klempunktlengde betyr lengden hvor klempunktoverflatene er i kontakt med hverandre.

«Direktekoplet» og liknende terminologi refereres til et prosesstrinn utført uten å fjerne banen fra papirmaskinen som banen er produsert i. En bane trekkes eller kalandreres direktekoplet når den trekkes eller kalandreres uten å være avskåret før oppvikling.

En forflyttende overføringsflate refererer til overflaten fra banen som kreppes inn i kreppeduken. Den forflyttende overføringsflaten kan være overflaten til en roterende trommel som beskrevet heretter eller den kan være overflaten til et kontinuerlig glatt bevegelig belte eller andre bevegelige duker som har en overflatestruktur og lignende. Den forflyttende overføringsflaten trenger å støtte banen og letter høyfaststoff-kreppingen som vil bli forstått fra det som legges frem under.

Tykkelse og/eller masse omtalt heri kan være 1, 4 eller 8 ark tykkelser. Arkene stables og tykkelsesmål tas om den sentrale del av stabelen. Fortrinnsvis, er testprøvene behandlet i en atmosfære med 23° ± 1.0 °C (73.4° ± 1.8°F) ved 50% relativ fuktighet i i det minste omkring 2 timer og avleses så med en Thwing-Albert Model 89-11-JR eller Progage Electronic Thickness Tester med 50,8-mm (2-in) diameter ambolt, 539 ± 10 grams død vektlast, og 0,587 cm/sek (0,231 in./sek) nedstigningshastighet. For sluttpro-dukttesting, må hvert ark fra produktet som testes ha det samme antallet lag som når produktet selges. For testing generelt, velges åtte ark som stables sammen. For serviet-testing, brettes serviettene ut før stabling. For basearktesting fritt fra opprullingsmaski-nen, må hvert ark som testes ha det samme antallet lag som produsert av opprullingsma-skinen. For basearktesting av papirmaskinens spole, må enkeltlag brukes. Arkene stables sammen etter hverandre i MD. Ved spesialbestilte mønstrete eller pregete produkter, bør man forsøke å unngå å ta mål i disse områdene hvis mulig. Masse kan også uttrykkes i enheter av volum/vekt ved å dele tykkelse med flatevekt.

Tørrstrekkstyrke (MD og CD), strekk, forhold mellom disse, bruddmodul, spenning og belastning måles med en standard Instron prøveinnretning eller andre passende forleng-elsesstrekkvotienttester som kan utformes på forskjellige måter, typisk ved å bruke 7,62 eller 2,54 cm (3 eller 1 tomme) brede striper av papir eller serviett, behandlet ved 50 % relativ fuktighet og 23 °C (73,4), med strekkvotienttesten utført ved en tverrhodefart på 5,08 cm/min (2 in/min).

Strekkvotient er ganske enkelt forholdene mellom verdiene fastsatt ved hjelp av de tidligere nevnte fremgangsmåtene. Strekkvotienten refererer til MD/CD-tørrstrekkvotient hvis ikke annet er angitt. Hvis ikke annet er spesifisert, er en strekkvotientegenskap en tørrarkegenskap. Strekkvotientsstyrken er noen ganger referert til kun som strekkvotient. Hvis ikke annet er angitt, er bruddstrekkvotientsstyrke, strekk og så videre beskrevet heri.

«Dukkreppforhold» er et uttrykk av hastighetsdifferensialen mellom kreppeduken og den formende viren og er typisk beregnet som forholdet mellom banehastigheten rett før krepping og banehastigheten rett før påfølgende krepping, fordi den formende viren og overføringsflaten typisk, men ikke nødvendigvis, drives ved den samme hastigheten:

Dukkreppeforhold = overføringssylinderens hastighet + kreppedukhastighet Dukkrepp kan også uttrykkes som en prosentdel beregnet som:

Linjekrepp (av og til referert til som totalkrepp), spolekrepp og så videre er liknende beregnet som lagt frem nedenfor.

PLI eller pli betyr kilokraft per lineær cm (pundkraft pr. lineær tomme).

Dominerende betyr mer enn omkring 50 %, typisk ved vekt; helt tørr basis når man refererer til fiber.

Pusey og Jones (P+J)-hardhet (innsnitt) refereres noen ganger til som P+J, som måles i henhold til ASTM D 531 og refererer til innsnittsantallet (normalt eksemplar og forhold).

Hastighetsdelta betyr en forskjell i lineær hastighet.

Vakuumvolumet og/eller vakuumvolumforhold som referert til heretter, er fastsatt ved å mette et ark med en ikke-polar POROFIL<®->væske og måle mengden væske som absorberes. Volumet av absorbert væske tilsvarer til vakuumvolumet innenfor arkstrukturen. Prosentvektøkningen (PWI) uttrykkes som gram væske som absorberes pr. gram fiber i arkstrukturen ganger 100, som beskrevet heretter. Mer uttrykkelig, for hver enkel-lag arkprøve som skal testes, velg ut 8 ark og skjær ut en 2,54 cm x 2,54 cm (1 tomme x 1 tomme) kvadrat (2,54 cm i maskinretningen og 2,54 cm i den tversgående maskinretningen). For flerlags produktprøver, måles hvert lag som en separat enhet. Et antall prø-ver bør skilles inn i individuelle enkle lag og 8 ark fra hver lagposisjon brukes ved testing. Vei og list opp tørrvekten til hvert testeksemplar til nærmeste 0,0001 gram. Plasser eksemplaret i en skål som omfatter POROFIL<®->væske som har en spesifikk tyngdekraft på 1,875 gram pr kubikk centimeter, tilgjengelig fra Coulter Electronics Ltd., Northwell Drive, Luton, Beds, England (Part nr. 9902458.) Etter 10 sekunder, ta tak i eksemplaret ved den ytterste kanten (1-2 millimeter inn) av et hjørne med en pinsett og fjern det fra væsken. Hold eksemplaret med det hjørnet øverst og la overflødig væske dryppe i 30 sekunder. Gi et lett slag (mindre enn<V>2 sekunders kontakt) til det nedre hjørnet av eksemplaret på #4 filterpapir (Whatman Lt, Maidstone, England) for å fjerne ethvert overskudd av den siste delvise dråpen. Vei eksemplaret med en gang, innenfor 10 sekunder, registrer vekten til nærmeste 0,0001 gram. PWI for hvert eksemplar, uttrykt som gram av POROFIL<®>pr. gram fiber, beregnes som følgende:

hvori

"Wi" er tørrvekten til eksemplaret i gram; og

"W2" er våtvekten til eksemplaret i gram.

PWI for alle åtte individuelle eksemplarer fastsettes som beskrevet ovenfor og gjennomsnittet av de åtte eksemplarene er PWI for prøveuttaket.

Vakuumvolumforholdet er beregnet ved å dele PWI med 1,9 (væsketetthet) for å uttryk-ke forholdet som en prosentdel, mens vakuumvolumet (gms/gm) ganske enkelt er vekt-økningsforholdet; det vil si PWI delt med 100.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse, er en absorberende papirhane laget ved å spre papirlagende fiber i en vannaktig massesammensetning (velling) og innsette den vannaktige massesammensetningen på den formende viren av en papirlagende maskin, typisk ved hjelp av en jet som utgår fra en innløpskasse. Et hvilket som helst passende formende system kan brukes. For eksempel omfatter en omfattende men ikke uttøm-mende liste i tillegg til Fourdrinier-former, en halvmåneformer, en C- innpakningstvillingvireformer, en S-innpakningstvillingvireformer eller en sugekvistfanger-profilvalse. Den formende duken kan være et hvilket som helst passende porøst element som omfat ter enkeltlagsduker, dobbeltlagsduker, trippellagsduker, fotopolymerstoffer og liknende. Ikke uttømmende bakgrunnsteknikk i området vedrørende formende duker omfattes i US patent nr. 4,157,276; 4,605,585; 4,161,195; 3,545,705; 3,549,742; 3,858,623; 4,041,989; 4,071,050; 4,112,982; 4,149,571; 4,182,381; 4,184,519; 4,314,589; 4,359,069; 4,376,455; 4,379,735; 4,453,573; 4,564,052; 4,592,395; 4,611,639; 4,640,741; 4,709,732; 4,759,391; 4,759,976; 4,942,077; 4,967,085; 4,998,568; 5,016,678; 5,054,525; 5,066,532; 5,098,519; 5,103,874; 5,114,777; 5,167,261; 5,199,261; 5,199,467; 5,211,815; 5,219,004; 5,245,025; 5,277,761; 5,328,565; og 5,379,808 alle er herved innarbeidet i deres helhet ved referanse. En formende duk som er spesielt nyttig med den foreliggende oppfinnelse er Voith Fabrics Forming Fabric 2164 laget av Voith Fabrics Corporation, Shreveport, LA.

Skumforming av den vannaktige massesammensetningen på en formende vire eller duk kan benyttes som en mulighet for å kontrollere gjennomtrengeligheten eller vakuumvolumet av arket på dukkreppingen. Skumformingsteknikker er beskrevet i US patent nr. 4,543,156 og kanadisk patent nr. 2,053,505, redegjørelsene i disse er herved innarbeidet heri ved referanse. Den skummede fibermassesammensetningen er laget fra en vannaktig velling av fiber blandet med en skummet væskeoppløsning før dens innføring i inn-løpskassen. Tremassevellingen tilført systemet har en fasthet i området fra omkring 0,5 til omkring 7 vektprosent fiber, fortrinnsvis i området fra omkring 2,5 til omkring 4,5 vektprosent. Tremassevellingen er lagt til en skummet væske som omfatter vann, luft og surfaktant som omfatter 50 til 80 prosent luft ved volum som danner en skummet fiber-massesammensetning med en fasthet i området fra omkring 0,1 til omkring 3 vekt pro-sentfiber ved enkel blanding fra naturlig turbulens og blanding iboende i prosesselemen-tene. Tilføringen av tremassen som en velling med lav fasthet resulterer i et overskudd av skummet væske gjenvunnet fra den formende viren. Den skummede overskuddsvæs-ken tømmes ut fra systemet og brukes andre steder eller behandles for gjenvinning av surfaktant derfra.

Massesammensetningen kan omfatte kjemiske tilsetningsstoffer for å forandre de fysiske egenskapene til papiret som produseres. Disse kjemikalene er godt kjente for erfarne fagpersoner og kan brukes i hvilke som helst kjente kombinasjoner. Slike tilsetningsstoffer kan være overflatemodifikatorer, mykgjørere, avheftere, styrkende midler, dis-persjoner, opasifisatorer, optisk glansemiddel, fargestoffer, pigmenter, graderingsfaktor, barrierekjemikalier, oppholdshjelp, insolubilisatorer, organiske eller ikke-organiske tverrbindere, eller kombinasjoner derav; nevnte kjemikalier valgfritt omfattende po-lyoler, stivelse, PPG-estere, PEG-estere, fosfolipider, surfaktanter, polyaminer, HMCP eller liknende.

Tremassen kan blandes med styrkeinnstillingsmidler slik som våtstyrkemidler, tørrstyr-kemidler og avheftere/mykgjørere og så videre. Passende våtstyrkemidler er kjent for fagpersoner innen området. En omfattende, men ikke uttømmende liste av nyttige styr-kehjelpere omfatter urea-formaldehydharpikser, melaminformaldehydharpikser, glyoksylerte polyakrylamidharpikser, polyamide-epiklorohydrinharpikser og liknende. Varmeherdende polyakrylamider er produsert ved å reagere akrylamid med dially-letanammoniumklorid (DADMAC) for å frembringe en kationisk polyakrylamidkopolymer som til slutt reagerer med glyoksal for å frembringe en kationisk kryssforbindende våtstyrkeharpiks, glyoksylert polyakrylamid. Disse materialene er generelt beskrevet i US patent nr. 3,556,932 tilhørende Coscia et al. og 3,556,933 tilhørende Williams et al, begge er herved innarbeidet heri i deres helhet. Harpikser av denne typen er kommersielt tilgjengelig under varemerket PAREZ 63 INC tilhørende Bayer Corporation. Forskjellige molforhold av akrylamidV-DADMAC/glyoksal kan brukes for å frembringe kryssforbindingsharpikser som er nyttige som våtstyrkemidler. Dessuten kan andre dialdehyder være erstatninger for glyoksal for å frembringe varmeherdende våtstyrke-egenskaper. Til spesiell nytte er polyamid-epiklorohydrin våtstyrkeharpikser, et eksempel på dette er kommersielt tilgjengelig under varemerkene Kymene 557LX og Kymene 557H tilhørende Hercules Incorporated of Wilmington, Delaware og Amres® fa Geor-gia-Pacific Resins, Inc. Disse harpiksene og prosessene for å lage harpikser er beskrevet i US patent nr. 3,700,623 og US patent nr. 3,772,076 som herved er innarbeidet heri ved referanse i dens helhet. En omfattende beskrivelse av polymeriske pihalohydrinharpik-ser er gitt i Kapittel 2: Alkaline- Curine Polvmeric Amine- Epichlorohvdrin tilhørende Espy i Wet Strandth Resins and Their Application (L. Chan, Editor, 1994), heri innført ved referanse i dens helhet. En rimelig omfattende liste av våtstyrkeharpikser er beskrevet av Westfelt i Cellulose Chemistry and Technology Volume 13, s. 813, 1979, som herved er innarbeidet heri ved referanse.

Passende midlertidige våtstyrkemidler kan likeså omfattes. En omfattende men ikke uttømmende liste av nyttige midlertidige våtstyrkemidler omfatter alifatiske og aroma-tiske aldehyder inludert glyoksal, malonisk dialdehyd, rav-dialdehyd, glutaraldehyd og dialdehydstivelse, i tillegg til substituerte eller reagerte stivelser, disakkarider, poly-sakkarid, kitosan, eller andre reagerte polymeriske reaksjonsprodukter av monomerer eller polymerer som har aldehydgrupper og valgfritt, nitrogengrupper. Representativt nitrogen omfattende polymerer, som passende kan reageres med aldehyd som omfatter monomerer eller polymerer, omfattende vinylamider, akrylamider og relatert nitrogen som omfatter polymerer. Disse polymerene overfører en positiv ladning til aldehyd som omfatter reaksjonsprodukt. I tillegg kan andre kommersielt tilgjengelige midlertidige våtstyrkemidler, slik som PAREZ 745 produsert ved Bayer brukes sammen med de som er beskrevet for eksempel i US patent nr. 4,605,702.

De midlertidige våtstyrkeharpiksene kan være hvilke som helst av forskjellige vannopp-løselige organiske polymerer som omfatter aldehydiske enheter og kationiske enheter brukt for å øke tørr- og våtstrekkvotientstyrken til et papirprodukt. Slike harpikser er beskrevet i US patent nr. 4,675,394; 5,240,562; 5,138,002; 5,085,736; 4,981,557; 5,008,344; 4,603,176; 4,983,748; 4,866,151; 4,804,769 og 5,217,576. Modifisert stivelse solgt under varemerkene CO-BOND<®>1000 og CO-BOND<®>1000 Plus fra National Starch and Chemical Company of Bridgewater, N.J. kan brukes. Før bruk kan kationiske aldehydiske vannoppløselige polymerer forberedes ved å forvarme en vannaktig tremasse med tilnærmet 5 % faststoff opprettholdelse ved en temperatur på tilnærmelsesvis 115 °C (240 °F) og en pH på omkring 2,7 i tilnærmelsesvis 3,5 minutter. Til slutt kan tremassen kjøles og utvannes ved å tilføre vann for å fremstille en blanding av tilnærmelsesvis 1.0 % faststoff ved mindre enn omkring 54°C (130° F).

Andre midlertidige våtstyrkemidler, også tilgjengelig fra National Starch and Chemical Company selges under varemerkene CO-BOND<®>1600 og CO-BOND<®>2300. Disse stivelsene er forsynt som vannete koloidale oppløsninger og krever ikke forvarming før bruk.

Midlertidige våtstyrkemidler slik som glyoksylert polyakrylamid kan brukes. Midlertidige våtstyrkemidler slik som glyoksylerte polyakrylamid harpikser produseres ved å reagere akrylamid med diallyldimetylammoniumklorid (DADMAC) for å frembringe en kationisk polyakrylamidkopolymer som til slutt reagerer med glyoksal for å frembringe en kationisk kryssforbindende midlertidig eller semi-permanent våtstyrkeharpiks, glyoksylert polyakrylamid. Disse materialene er generelt beskrevet i US patent nr. 3,556,932 tilhørende Coscia et al. og US patent nr. 3,556,933 tilhørende Williams et al, begge herved innarbeidet heri ved referanse. Harpikser av denne typen er kommersielt tilgjengelig under handelsnavnet PAREZ 63 INC fra Bayer Industries. Forskjellige molforhold av acrylamide/DADMAC/glyoksal kan brukes for å frembringe kryssforbindingsharpikser som er nyttige som våtstyrkemidler. Dessuten kan andre dialdehyder være erstatninger for glyoksal for å frembringe våtstyrkekarakteri stikker.

Passende tørrstyrkemidler omfattende stivelse, guargummi, polyakrylamider, karboksymetylcellulose og liknende. Til spesiell nytte er karboksymetylcellulose, et eksempel på dette selges under handelsnavnet Hercules CMC fra Hercules Incorporated of Wilmington, Delaware. I henhold til en utførelse, kan tremassen omfatte fra omkring 0 til omkring 6,8 kg (15 pund)/tonn tørrstyrkemiddel. I henhold til en annen utførelse kan tremassen omfatte fra omkring 0,45 til omkring 2,27 kg (ca.l til ca. 5 pund) /tonn av tørrstyrkemiddel.

Passende avheftere er likeså kjent for fagpersonen. Avheftere eller mykgjørere kan også innarbeides i tremassen eller sprøytes på banen etter dens danning. Den foreliggende oppfinnelsen kan også brukes med mykgjøringsstoff omfattende men ikke begrenset til klassen av amidoaminsalt utvunnet fra delvis syrenøytraliserte aminer. Slikt materiale er lagt frem i US patent nr. 4,720,383. Evans, Chemistiy andIndustry, 5 July 1969, s. 893-903; Egan, J . Am . Oil Chemisfs Soc . Vol. 55 (1978), s. 118-121; og Trivedi et al, J. Am. Oil Chemisfs Soc, June 1981, s. 754-756, herved innarbeidet ved referanse i deres helhet, angir at mykgjørere ofte er kommersielt tilgjengelig bare som kompliserte blandinger heller enn enkle sammensetninger. Mens den følgende redegjørelsen vil fokusere på de dominerende typene, skal det forstås at kommersielt tilgjengelige blandinger vanligvis vil bli brukt i praksis.

Quasoft 202-JR er et passende mykgj øringsstoff, som kan utvinnes ved alkylering av et kondensert produkt av oleinsyre og dietylentriamin. Syntesetilstander bruker et under-skudd av alkyleringsmiddel (feks. dietylsulfat) og kun et alkylerende trinn, fulgt av pH-justering for å protonere den ikke-etylerte typen, noe som resulterer i en blanding som består av kationiske etylerte og kationiske ikke-etylerte typer. Et mindre forhold (feks., omkring 10%) av den resulterende amidoaminen sykliserer til imidasolinblandinger. Da bare imidasolindelene av disse stoffene er kvaterne ammoniumblandinger, er komposi-sjonene som en helhet pH-sensitive. Derfor, i praksisen av den foreliggende oppfinnelsen med denne klassen av kjemikalier, bør pH i innløpskassen være tilnærmelsesvis 6 til 8, fortrinnsvis 6 til 7 og mest fortrinnsvis 6,5 til 7.

Kvaterne ammoniumblandinger, slik som dialkyldimetyl kvaterne ammoniumsalt er også passende, spesielt når alkylgruppene omfatter fra omkring 10 til 24 karbonatomer. Disse blandingene har fordelen av å være relativt ufølsomme for pH.

Biologisk nedbrytbare mykgjøringsmidler kan utnyttes. Representative biologiske nedbrytbare kationiske mykgjørere/avheftere er beskrevet i US patent nr. 5,312,522; 5,415,737; 5,262,007; 5,264,082; og 5,223,096, alle innarbeidet heri i deres helhet ved referanse. Blandingene er biologisk nedbrytbare diestere av kvaterne ammoniakkblan-dinger, quatemiserte aminestere, og biologisk nedbrytbare vegetabilske oljebaserte es-ters som er funksjonell med kvaterne ammoniumklorid og diesterdierukyldimetylam-moniumklorid og er representanter for biologisk nedbrytbare mykgjørere.

I noen utførelser, omfatter en spesielt foretrukket avheftende blanding en kvatern amin-komponent i tillegg til en ikke-ionisk surfaktant.

Oppstartsbanen er typisk awannet på en papirlagende filt. All slags passende filt kan benyttes. For eksempel, kan filt ha dobbel-lagbase vevning, tredobbel-lagbase vevning, eller laminert base vevning. Foretrukket filt er de som har laminert basevevningsdesign. En våt-presse-filt som kan være spesielt nyttig med den foreliggende oppfinnelsen, er Vektor 3 laget av Voith Fabric. Bakgrunnsteknikk i pressefiltområdet omfatter US patent nr. 5,657,797; 5,368,696; 4,973,512; 5,023,132; 5,225,269; 5,182,164; 5,372,876; og 5,618,612. En differensial trykkefilt som er lagt frem i US patent nr. 4,533,437 tilhø-rende Curran et al. kan likeså benyttes.

Alle slags passende kreppebelter eller duker kan benyttes. Passende kreppeduker omfatter enkel-lag, multi-lag, eller sammensatte fortrinnsvis åpne maskestrukturer. Duker kan ha i det minste en av de følgende karakteristikker: (1) på siden av kreppeduken som er i kontakt med den våte banen («topp» siden), antallet av maskinretnings- (MD) strander pr. tomme (maske) er fra 10 til 200, og antall tversgående av maskinretningen (CD) strander pr. tomme (opptelling) er også fra 10 til 200; (2) Strand diameter er typisk mindre enn 0.050 tommer; (3) på toppen, avstanden mellom det høyeste punktet av MD styrespindel og det høyeste punktet på CD styrespindel er fra omkring 0.001 til omkring 0.02 eller 0.03 tommer; (4) Mellom disse to nivåer kan det være en styringsspindel formet enten av MD eller CD strander som gir topografien av en tredimensjonal bakke/dal opptreden som meddeles til arket i løpet av det våtformende trinn; (5) Duken kan bli orientert på hvilken som helst måte for oppnå den ønskede effekten under bearbeidelse og for egenskaper i produktet; den lange skjevhets-styrespindelen kan være på den øverste siden for å øke MD furer i produktet, eller den lange dør-styrespindelen kan være på den øverste siden hvis mer CD furer er ønsket for å influere kreppekarakteris-tikker mens banen overføres fra overføringssylinderen til kreppeduken; og (6) duken kan lages for å vise visse geometriske mønstre som behager øyet, som typisk er gjentatt mellom hver to til 50 skjevhets garn. Passende kommersielt tilgjengelig grove duker omfatter et antall duker laget av Voith Fabrics.

Den kreppede duken kan følgelig være en av klassene beskrevet i US patent nr. 5,607,551 av Farrington et al, Cols. 7-8 derav, i tillegg til dukene beskrevet i US patent nr. 4,239,065 til Trokhan og US patent nr. 3,974,025 til Ayers. Slike duker kan ha omkring 20 til omkring 60 masker pr. tomme og er formet fra monofilament polymerfiber som har diametre som typisk strekker seg fra omkring 0.008 til omkring 0.025 tommer. Både skjevhet og veft monofilament kan, men trenger nødvendigvis ikke være med den samme diameter.

I noen tilfeller er filamentene så vevet og komplimenterende slangeaktige konfigurert i det minste i Z-retningen (tykkelsen av duken) for å gi en første gruppering eller rekke av co-planare topp-overflate-plankrysninger av begge sett av filamenter; og en forutbe-stemt andre gruppering eller rekke av underordnet-topp-overflate krysninger. Rekkene er nøstet slik at porsjoner av topp-overflate-plan krysninger definerer en rekke av flette-kurv-liknende hulrom i den øverste overflaten av duken hvor hulrommene er fordelt i sikksakk-forhold i både maskinretning (MD) og på tvers av maskinretning (CD), og slik at hvert hulrom omfatter i det minste et underordnet-topp-overflatekrysningspunkt. Hulrommene er diskret omkretsmessig lukket i planet med et påle-liknende-lineament som omfatter porsjoner av et flertall av top-overflateplan krysninger. Sløyfen av duk kan omfatte varmemonterte monofilamenter av termoplastisk materiale; de øverste overflatene av de co-planare topp-overflate-plankrysningene kan være mono-planare flate overflater. Spesifikke utførelser av oppfinnelsen omfatter sateng-vevning i tillegg til hybrid-vevning av tre eller større skur, og maskeopptellinger av fra omkring 10 X 10 til omkring 120 X 120 filamenter pr. tomme (4X4 til omkring 47 X 47 pr. centimeter). Skjønt det foretrukne området av maskeopptellinger er fra omkring 18 ved 16 til omkring 55 ved 48 filamenter pr. tomme (9X8 til ca 22 X 19 pr. centimeter).

I stedet for en trykket duk, kan en tørkeduk brukes som kreppeduk hvis ønsket. Passende duker er beskrevet i US patent nr. 5,449,026 (vevet stil) og 5,690,149 (stablet MD tapegarn stil) til Lee i tillegg til US patent nr. 4,490,925 til Smith (spiral stil).

Et kreppeklebestoff brukt på Yankeesylinderen er fortrinnsvis i stand til å samarbeide med banen på mellomfuktighet for å lette overføring fra kreppeduken til Yankeen og solid sikre banen til Yankeesylinderen mens den tørkes til en fasthet på 95% eller mer på sylinderen, fortrinnsvis med en høyvolums tørkehette. Klebestoffet er kritisk for å stabilisere systemdrift med høye produksjonsrater og er et vannabsorberende, re-våtlig, beviselig ikke-tverrbindende klebestoff. Eksempler på foretrukne klebestoffer er de som omfatter poly(vinylalkohol) av den generelle klassen som er beskrevet i US patent nr. 4,528,316 til Soerens et al. Andre passende klebestoffer er lagt frem i forestående United States Provisional Patent Application Serial No. 60/372,255, anmeldt 12. April 2002, med tittelen "Improved Creping Adhesive Modifier and Process for Producing Papir Products" (Attorney Docket No. 2394). Passende klebestoffer er valgfritt gitt med modifikatorer og så videre. Det er foretrukket å bruke tverrbindinger med måte eller overhodet ikke i klebestoffet i mange tilfeller; slik at harpiksen er vesentlig ikke-tverrbindet i bruk.

Den foreliggende oppfinnelsen er forstått med referanse til Figurene, spesielt Figur 1 og 2. Figur 1 viser et tverrsnitt (120X) langs MD av et dukkreppet ark 10 illustrerer et fiber-beriket, stablet område 12. Det er sett at banen har mikrofoldere horisontalt til maskinretningen, dvs., furene eller pressene forlenges i CD (inn i fotografiet). Det vil bli forstått at fiber av det fiber-berikede området 12 har orientering ensidig i CD, spesielt på høyre side av område 12, hvor banen er i kontakt med en styrespindel av den kreppede duken. Jeten/formingsvirens hastighetsdelta (spredningshastighet-virehastighet) har en viktig innflytelse på strekkvotient som sett i Figur 2; en innflytelse som er markert forskjellig enn det som er sett i konvensjonelle våtpressede produkter.

Figur 2 er et diagram av MD/CD-strekkvotient (styrke på brudd) kontra forskjellen mellom innløpskasse spredningshastighet og den formede virehastighet (fpm). Den øvre U-formede kurven er typisk for et konvensjonelt våtpresset absorberende ark. Den nedre, bredere kurven er typisk for dukkreppede produkter av oppfinnelsen. Det er raskt forstått fra Figur 2 at MD/CD-strekkvotient på under 1.5 eller slikt er oppnådd i overensstemmelse med oppfinnelsen over et stort utvalg av spredningshastighetsdelta, en rekkevidde som er mer enn to ganger det en CWP kurve viser. Følgelig kan kontroll av innløpskasse-spredningsformings-virehastighet brukes for å oppnå ønskede arkegenskaper.

Det er også sett fra Figur 2 at MD/CD forhold under kvadrat (det vil si under 1) er vanskelig; om ikke umulig å oppnå med konvensjonell prosessering. Dessuten, kvadrat eller under ark dannes ved hjelp av oppfinnelsen uten mye fibertillegg eller «flokker» som ikke er tilfellet med CWP produkter med lave MD/CD-strekkvotienter. Denne forskjellen skyldes delvis de relativt lave hastighetsdeltaer som kreves for å oppnå lav strekkvotient i CWP produkter og kan skyldes det faktum at fiberen omfordeles på kreppeduken når banen kreppes fra overføringsflaten i overensstemmelse med oppfinnelsen.

I mange produkter er tvers-av-maskin-egenskaper viktigere enn MD egenskaper, spesielt i kommersiell serviettlagjng hvor CD våtstyrke er kritisk. En hovedkilde til produkt-svikt er «markørforflytting» eller avriving av bare en stykke serviett heller enn det vor-dende arket. I overensstemmelse med oppfinnelsen kan CD relativ strekkvotient bli se-lektivt forhøyet ved styring av innløpskassen til å forme virehastighetsdelta og dukkrepping. Figur 3 er et mikrofotografi(lOX) av duksiden av en dukkreppet bane. Det er igjen sett i Figur 2 at ark 10 har et flertall med veldig uttalt høy flatevekt, fiber-berikede områder 12 som har fiber med orientering ensidig i den tversgående maskinretningen (CD) for-bundet med relativt lav flatevekt-forbindende områder 14, som har fiberorientering ensidig i en retning mellom stablede eller fiber-berikede områder.

Orienteringsskjevhet er også sett i Figur 1, spesielt hvor CD-ensidig fiber av stablede, fiber-berikede områder 12 har blitt skåret under laging av eksemplarene i midtpunktet av område 12. Til venstre for område 12, i det forbindende området, er det sett at fiber er ensidig mer langs maskinretningen mellom fiber-berikede områder. Disse kjennetegn er også raskt observert i Figur 3 på nedre forstørrelse, hvor fiberskjevhet i områder 14 forlenges mellom stablede områder.

Figur 4 er et skjematisk diagram av en papirmaskin 15 som har en konvensjonell tvil-ling vireformings-seksjon 17, en filtrute 19, en skopress-seksjon 16, en kreppeduk 18 og en Yankee-tørker 20 som passer for utøving av den foreliggende oppfinnelsen. For-mingsseksjon 12 omfatter et par formingsduker 22, 24 støttet av et flertall av ruller 26, 28, 30, 32,34, 36 og en formende rull 38. En innløpskasse 40 gir papirlagende massesammensetning i form av en jet til et klempunkt 42 mellom formingsrull 38, rull 26 og dukene. Kontroll av jethastigheten i forhold til de formende dukene er et viktig aspekt for å styre strekkvotienten som blir forstått av fagfolk. Massesammensetningen former en oppstartsbane 44 som avvannes på dukene med assistansen av vakuum, for eksempel, ved hjelp av vakuumeske 46.

Oppstartsbanen avanseres til en papirlagende filt 48 som støttes av et flertall av ruller 50, 52, 54, 55 og filten er i kontakt med en skopresserulle 56. Banen er av lav fasthet mens den overføres til filten. Overføring kan hjelpes av vakuum; for eksempel rulle 50 kan være en vakuumrulle hvis ønsket, eller en oppsamlings- eller vakuum-sko som kjent på området. Mens banen når skopresserullen har det en fasthet på 10-25 prosent, fortrinnsvis 20 til 25 prosent eller liknende mens det går inn i klempunkt 58 mellom skopresserulle 56 og overføringsrulle 60. Overføringsrulle 60 kan være en oppvarmet rulle hvis ønsket. I stedet for en skopresserulle, kan rulle 56 være en konvensjonell su-getrykkrulle. Hvis en skopresse er brukt er det ønskelig og foretrukket at rulle 54 er en vakuumrulle som er effektiv for å fjerne vannformfilten før filten går inn i skopressens klempunkt, siden vann fra massesammensetningen vil bli presset inn i filten i skopressens klempunkt. Uansett, bruk av en vakuumrulle eller STR på 54 er typisk ønskelig for å sikre at banen forblir i kontakt med filten i løpet av retningsforandringen som fagfolk på området vil forstå fra diagrammet.

Bane 44 er våtpresset på filten i klempunkt 58 med assistansen av trykksko 62. Banen er følgelig kompakt awannet ved 58, typisk ved å øke fasthet ved 15 eller flere punkt på dette trinnet av prosessen. Konfigurasjonen vist på 58 er vanligvis betegnet en skopresse; i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse er sylinder 60 operativ som en over-føringssylinder som driftes for å føre bane 44 på høy fart, typisk 1000 fpm-6000 fpm til kreppeduken.

Sylinder 60 har en glatt overflate 64 som kan forsynes med klebestoff og/eller utløser-midler om nødvendig. Bane 44 henger fast i overføringsflate 64 av sylinder 60 som roterer med en høy vinkelhastighet da banen fortsetter å avansere i maskinretningen angitt ved piler 66. På sylinderen har bane 44 en tilsynelatende generelt tilfeldig fordeling av fiber.

Retning 66 er referert til som maskinretningen (MD) av banen i tillegg til at det av papirmaskin 10; derimot på tvers av maskinretningen (CD) er retningen i planet av banen normalt til MD.

Bane 44 går inn i klempunkt 58 typisk med en fasthet på 10-25 prosent eller liknende og er awannet og tørket til en fasthet av fra omkring 25 til omkring 70 innen den tid den er overført til kreppeduk 18 som vist i diagrammet.

Duk 18 er støttet av et flertall av ruller 68, 70, 72 og en presseklempunktrulle eller solid trykkrulle 74 slik at det er formet et dukkreppe-klempunkt 76 med overføringssylinder 60 som vist i diagrammet.

Den kreppede duken definerer et kreppeklempunkt over avstanden hvor kreppeduk 18 er tilpasset for å være i kontakt med rulle 60; det er lagt til signifikant trykk til banen mot overføringssylinderen. For dette formål kan rygge- (eller krepp-) ruller 70 være utstyrt med en myk deformerbar overflate som øker lengden av kreppeklempunktet, og øker dukkreppevinkelen mellom duken og arket og kontaktpunktet, eller en skopresserulle kan brukes som rulle 70 for å øke effektiv kontakt med banen i høyeffekt-dukkreppeklempunkt 76 hvor banen 44 overføres til duk 18 og avanseres i maskinretningen. Ved å bruke forskjellig utstyr på kreppeklempunktet, er det mulig å justere dukkreppevinkelen eller fjerningsvinkelen fra kreppeklempunktet. Følgelig er det mulig å påvirke naturen og mengden av refordeling av fiber, delaminering/de-hefting som kan forekomme på dukkreppeklempunkt 76 ved å justere disse klempunktparametere. I noen utførelser kan det være ønskelig å omorganisere mellomfiber-karakteristikkene i z-retningen mens i andre tilfeller kan det være ønskelig å påvirke egenskaper bare i planet av banen. Kreppeklempunktparametere påvirker fordelingen av fiber i banen i forskjellige retninger, omfattende induserende endringer i z-retningen i tillegg til MD og CD. Uansett, overføringen fra overføringssylinderen til kreppeduken er høyeffektiv i det at duken beveger seg langsommere enn banen og en signifikant hastighetsforandring oppstår. Typisk, banen er kreppet hvor som helst fra 10-60 prosent og til og med høyere i løpet av overføring fra overføringssylinderen til duken.

Kreppeklempunkt 76 er vanligvis forlenget over en dukkreppeklempunkt-avstand av hvor som helst fra omkring 1/8" til omkring 2", typisk 1/2" til 2". For en kreppeduk med 32 CD strander pr. tomme, vil bane 44 følgelig treffe hvor som helst fra omkring 4 til 64 veft-filamenter i klempunktet.

Klempunktstrykket i klempunkt 76, det vil si belastingen mellom støtterulle 70 og over-føringsrulle 60 er passende 20-100, fortrinnsvis 40-70 pund pr. lineær tomme (PLI).

Etter dukkrepping fortsetter banen fremgangen langs MD 66 hvor det våt-presses opp på Yankeesylinder 80 i overførings-klempunkt 82. Overføring på klempunkt 82 oppstår på en banefasthet på vanligvis fra omkring 25 til omkring 70 prosent. Ved disse fasthetene er det vanskelig å feste banen til overflate 84 av sylinder 80 fast nok til å fjerne banen fra duken grundig. Typisk, blir det påført en poly(vinylalkohol) /polyamid klebende komposisjon som nevnt over ved 86 ifølge behov.

Hvis ønsket kan en vakuumeske legges til ved 67 for å øke tykkelse. Typisk blir det anvendt et vakuum av fra omkring 5 til omkring 30 tommer av Kvikksølv.

Banen blir tørket på Yankeesylinder 80 som er en oppvarmet sylinder og med høy jethastighet dråpeslagsluft i Yankee hette 88. Mens sylinderen roterer, blir bane 44 kreppet fra sylinderen ved kreppedoktor 89 og viklet opp på opptaksrulle 90. Krepping av papiret fra en Yankeetørker kan utføres ved bruk et bølget kreppeblad, slik som lagt frem i De Forente Staters Patent Nr. 5,690,788, redegjørelsen inkorporeres ved referanse. Bruk av et bølget kreppeblad har vist seg å medføre atskillige fordeler når det er brukt i produksjon av serviettprodukter. Generelt blir serviettprodukter kreppet ved å bruke et bølget blad som har høy tykkelse, økt CD-strekk, og et høyere hulromsvolum enn tilsvarende serviettprodukter som er produsert ved bruk av konvensjonelle kreppeblad. All disse endringene frembrakt ved bruk av bølgede blad tenderer til å korrelere med forbedret mykhetsoppfatning av serviettproduktene.

Det er valgfritt tilveiebrakt en kalanderstasjon 85 med ruller 85(a), 85 (b) for å kalande-re arket hvis det er ønsket.

Når en våt-kreppet prosess er benyttet, kan en dråpeslag-lufttørker, en gjennom-lufttørker, eller et flertall av trommeltørkere brukes i stedet for en Yankee. Dråpeslag-lufttørkere er lagt frem i de følgende patenter og søknader, Redegjørelse inkorporerer heri ved referanse:

US patent nr. 5,865,955 av Ilvespaaet et al.

US patent nr. 5,968,590 av Ahonen et al.

US patent nr. 6,001,421 av Ahonen et al.

US patent nr. 6,119,362 av Sundqvist et al.

United States Patent Application No. 09/733,172, med tittelen Wet Crepe, Impinge-ment-Air Dry Process for Making Absorbent Sheet, nå US patent nr. 6,432,267.

En gjennomtørkende enhet som er kjent på området er beskrevet i US patent nr. 3,432,936 til Cole et al, så vel som US patent nr. 5,851,353 som redegjør for et trom-meltørke system.

Representative Eksempler

Ved bruk av et apparat av den generelle klasse av Figur 4, ble absorberende ark forbe-redt med forskjellige vekter, kreppeforhold og så videre. Dette stoffet viser høy CD-strekk på lavt tørr-strekkvotient som sett spesielt i Figurene 5 til 9. Som forstått fra den foregående redegjørelsen og de følgende eksempler, er den relative flatevekten av de fiberberikede områder og forbindende områder, grad av stabling, fiberorientering og geometri av nettverket styrt av et passende utvalg av stoff og duker, i tillegg til styring av dukkreppeforhold, klempunktparametere og jet-til-vire hastighetsdelta.

Data for representative produkter kommer fram i Tabell 1 for baseark og Tabell 2 for omvendte ark.

I forbindelse med de følgende Tabeller og Eksempler, brukes følgende forkortelser av og til:

BRT - Badeserviett

CD, MD - Uten ytterligere spesifikasjon, refererer til strekkfasthet

CD%, MD% - Strekk på brudd i den retningen som angitt

CMC - Carboxy-metyl-cellulose

CWP - Konvensjonell Våtpresse

FC - Dukkrepp eller dukkreppforhold

GM, GMT - Geometrisk Gjennomsnitt, typisk strekkvotient Mod - Modul

Ratio - Tørrstrekkvotient, MD/CD

SPR - Solid trykkrulle, rull 74 sett i Figur 4

STR - Sugvenderulle, rulle 54 som sett i Figur 4

T - Tonn

TAD - Gjennomlufttørket

'819 - Referert til preget mønster av USP 6,827,819

Papirprodukter

Papirprodukter (ikke-permanente våtstyrkegrader hvor mykhet er nøkkelparameter) laget med høyt faststoff dukkreppeprosess som beskrevet heri kan bruke mange av de

samme prosess-parametere som brukes for å lage serviettprodukter (permanent våtstyr-5kegrader hvor absorberingsevne er viktig, styrke i bruk er kritisk, og mykhet er mindre viktig enn i papirgrader.) I begge kategorier, kan 1-lag og 2-lags produkter lages.

Fiber: Myke papirprodukter er optimalt produsert ved bruk av store mengder av løvtre-fiber. Disse fibre er ikke så grove som de lengre og sterkere nåletrefibrene. Videre, disse

finere, kortere fibrene viser mye høyere opptellinger pr. gram av fiber. På den negative10siden, disse løvtre-tremassene omfatter vanligvis mer småpartikler som er et resultat av trestrukturene som tremassen har laget. Fjerning av disse småpartiklene kan øke antalle-ne foreliggende fiber gjeldene i det endelige papirarket. Også, fjerning av disse småpartiklene reduserer heftforankringspotensialet i løpet av tørkeprosessen, lager det lettere å

ikke hefte arket enten med kjemikalier eller med arkkrepping på den tørre enden av pa-is pirmaskinen. Nøkkelfordelen oppnådd fra høy fiberopptellinger pr. gram av tremasse er opakt ark eller mangel av gjennomsiktighet. Siden en stor del av et papirarks utførelse

dømmes visuelt selv før arket er berørt, er denne optiske egenskapen en viktig bidrags-yter til oppfatningen av kvalitet. Nåletrefiber er vanligvis nødvendig for å gi en maske-liknende struktur på hvilken løvtrefiber kan arrangeres for å optimere mykhet og optiske20egenskaper. Men selv i tilfeller av nåletre, er fibergrovhet og fiber pr. gram viktige egenskaper. Lange, tynne og fleksible nåletrefibre slik som nordlig nåletre presenterer mange flere fibre pr. gram enn lange, grove, tykke og stive sydlige nåletre. Nettoresulta-tet av fiberutvelgelse er at med denne teknologien, som alle andre, vil nordlig nåletre og

lave småpartikler, lav grovhets løvtre som eukalyptus lage mykere ark på en gitt strek-25kvotient enn det nordlige løvtre gjør og mer slik som sydlig løvtre.

Kjemikalier: Papirark har vanligvis benyttet forskjellige kjemikalier for å hjelpe til å møte forbrukeres etterspørsel av ytelse og mykhet. Vanligvis er det foretrukket å legge til et tørrstyrkekjemikale til den lange fiberporsjonen av tremasseblandingen, heller enn

å bruke et raffineringsvalseverk for å utvikle strekkvotient. Raffinering utvikler småpar-30tikler og er tilbøyelig til lage flere bånd med høy heftforankringsstyrke fordi raffinering lager fibrene mer fleksibel, noe som øker potensialet for fiber-fiberkontakter i løpet av tørking. På den andre siden, tørkestyrketilsetningsstoffer øker styrkene av det tilgjengelige bånd uten økning av antall bånd. Et slikt ark ender opp med å være ifølge sakens

natur mer fleksibel selv før dukkreppetrinnet av dukkreppe prosessen. Tilføring av et

35ikke heftende kjemikalie til løvtreporsjonen er ønskelig slik at disse løvtrefiber har en lavere tilbøyelighet av heftforankring til hverandre, men beholder dyktigheten av å være heftforankret til nettverket av nåletrefiber som er hovedsakelig ansvarlig for arbeids-strekkfastheten av papiret. I noen tilfeller kan et foreløpig våtstyrkemiddel også tilføyes sammen med nåletre- og løvtrefiber for å forbedre oppfatningen av våt-styrkeprestasjon uten å ofre spyleevne eller septiktank-sikkerhet.

Dukkrepping: Dette prosesstrinn er hovedsakelig ansvarlig for den enestående og øns-kelige egenskapen av et papirark. Økning av dukkrepping øker tykkelse og minker strekkvotient. Videre, dukkrepping forandrer strekkvotienten målt i basearkene som tillater ark med lik MD/CD-strekkvotient eller ark med lavere MD enn CD-strekkvotient. Imidlertid er det ønskelig for papirark å vise lik strekkvotient i de to ret-ningene som de fleste produkter som er brukt på en måte uavhengig av arkretning. For eksempel, «gjennomstikning» i et toalettpapir er påvirket av denne strekkvoti enten sammen med det faktum at dukkreppingen utvikler høyere CD-strekk, spesielt på lavere MD/CD forhold enn konvensjonell teknologi. Med andre teknologier, er materialer med like strekkvoti enter vanskelig å kjøre gjennom høyhastighets prosesseringsutstyr på grunn av tilbøyelighet for rifter innledet på en kant som er tilbøyelig til utbre seg på den andre siden av arket som forårsaker et brudd. I motsetning til konvensjonelle produkter, vil dukkreppet ark med lik strekkvotient laget ved hjelp av den oppfinneriske prosess beholde tendensen av å rive langs MD retningen, derved å frembringe en tendens til selv-leging i tilfelle en kantrift oppstår og begynner å utbre seg inn i arket. Denne uven-tede og enestående egenskap sammen med motstanden av strekningen innlagt i arket på dette trinn mot å dras ut, tillater effektiv høyhastighets drift ved strekkvoti enter av en eller mindre. Videre fører disse samme egenskaper til rene rifter på perforeringer i de endelige produkter. Nivåer av dukkrepp for papirprodukter strekker seg fra omkring 30 prosent opp til omkring 60 prosent. Mens mer er mulig, tillater denne rekkevidden for et mangfold av kvalitetsnivåer uten forandringer i produktiviteten på papirmaskinen.

Duker: Designet av dukene er et fremtredende aspekt av prosessen. Men parametrene til duken er hinsides størrelsen og dybden av fordypningene vevet inn i den. Deres form og plassering er også meget viktig. Diametre av strander som lager opp den vevde duken er også viktig. For eksempel, størrelsen av styrespindelen som står på den ledende kanten av fordypning inn i arket som vil kreppes fastsetter parametrene av dukkreppeforhold og flatevekt på hvilke huller som kommer frem i arket. Utfordringen, spesielt for papirgrader, er å gjøre disse fordypninger så dype som mulig med finest mulig stengdiameter, og derved tillate større stoff dukkreppeforhold som fører til høyere arktykkelse ved et gitt forhold. Tydelig må dukdesign endre seg basert på vekten av arket som fremstilles. For eksempel, et meget høykvalitets, premie, 2-lags baderomspapir viser høy styrke, tykkelse og mykhet, og kan lages på en 44M designduk. 44G kan også brukes til å lage et tyngre (opp til 2x) vekt enkeltlags ark med meget gode resultater. En annen egenskap av dukdesignet er å prege et mønster inn i arket. Noen dukdesign kan prege et meget merkbart mønster mens andre frembringer et mønster som virker som det forsvinner inn i bakgrunnen. Mange ganger vil forbrukere se preget mønster på arket mens konvertering og i disse eksemplene kan et mindre arkmønster være mer ønskelig. Noen grader kan lages uten preging slik at mer tydelig mønster preget på dukkreppingssteget vil hjelpe å prege et «premie» utseende til arket. Forbrukere vil se enkle ark med lav kvalitet, og lavere prissatte produkter.

Krepping: Siden i en typisk dukkreppeprosess av oppfinnelsen blir arket overført til en Yankeetørker for endelig tørking, kan arket (og blir vanligvis) kreppet av denne tørke-ren for videre å forsterke mykheten. Papirprodukter har stor fordel av dette kreppesteget som legger tykkelse og mykhet til arket. Det lages en spesielt glatt overflate på Yankee-siden av arket. Videre, siden forholdet av spolekrepp og dukkrepp kan variere uavhengig av produksjonsrate (spolefart) er det et betydelig område for forandring av egenskapene til det endelige arket. Økning av spolekrepp/dukkrepp-forhold minker tosidigheten av papiret, siden mindre dukkrepp vil anbringes i for et nivå av MD strekning. Det er mindre fremstående «øyenbryn» strukturer i papiret kan påvirke tosidigheten. Videre,

økning av forholdet øker også opasitet og oppfatningen av tykkelse på den samme målte tykkelse. Ofte er det ønskelig å opprettholde et rimelig forhold (si 25 til 50 prosent spole krepp/dukkrepp) for å effektivisere forbruker-oppfatninger av disse «uhåndgripelige» egenskaper tilknyttet det visuelle utseende av arket.

Kalandrering: For all del, mer kalandrering er bedre så vidt da et rimelig nivå av tykkelse er opprettholdt i arket for påfølgende konvertering. For lite tykkelse krever for mye

preging som da degraderer totalkvaliteten. Derfor er en strategi for å fremstille kvalitets-toalettpapir å bruke den grove duken uten å lage huller i arket, redusere dukkreppe nivå slik at mer av MD-strekning kommer fra spolekreppeporsjonen og fortsatt få tilstrekke-lig tykkelse før kalandrering slik at i det minste omkring 20-40% av denne tykkelse kan fjernes i løpet av kaladreringstrinnet. Disse kaladreringsnivåer er tilbøyelig til å redusere tosidigheten av ark. Alternativt kan et kvalitetsark lages med en finere duk med et lavere spolekrepp/dukkrepp-forhold. Siden den finere duken fremstiller flere mindre kupler, kan mer dukkrepping brukes for å oppnå den ønskede tykkelse uten utilbørlig øking av tosidigheten. I de fleste tilfeller oppnås redusert tosidighet. I dette scenario kan spolekrepp/dukkrepp-forhold bli så lavt som omkring 5-10%. Kalandrering kan så bli mak-simert for å oppnå den ønskede mykhet. Denne fremgangsmåten er ønskelig når relative

sterke fiber er brukt mens dukkrepping dramatisk reduserer strekkfastheter og når designet av duken fremstiller mindre enn gjennomsnittlig tosidighet i arket.

Serviettprodukter

Serviettprodukter oppfører seg på en måte likt som papirarkene til forskjellige prosess-parametere. Imidlertid, i mange tilfeller utnytter serviettprodukter de samme parametere men i en motsatt retning med noen i den samme retningen. For eksempel, begge pro-duktformer ønsker tykkelse ettersom tykkelse relateres direkte til mykhet i serviettprodukter og absorberingsevne i papirprodukter. I de følgende parametere, vil bare forskjel-lene fra serviettsituasjoner legges frem.

Fiber: Papir krever funksjonell styrke i bruk, som vanligvis betyr når vætes. For å nå denne nødvendige strekkvotienten, brukes lange nåletrefiber i forhold omtrent motsatt som av serviettprodukter. Forhold av 70 til 90 prosent nåletrefiber er vanlig. Raffinering kan brukes, men er tilbøyelig til stenge opp arket så mye at den påfølgende dukkreppingen ikke kan «åpne» strukturen. Dette resulterer i langsommere absorberingsrater og senker kapasiteten. Til forskjell fra serviettprodukter kan småpartikler utnyttes i papirark hvis ikke for mye løvtre er bruk da dette igjen er tilbøyelig til å stenge arket, og også redusere dets strekkvotient-kapasitet.

Kjemikalier: Overraskende kan deheftere også brukes i papir! Men deres bruk må gjøres skjønnsomt. Likeså, raffinering av fibrene må reguleres til lavere nivåer for å beholde arket åpent og raskt absorberende. Derfor blir kjemiske styrkemidler tilført rutinemes-sig. Selvfølgelig må våtstyrkekjemikalier legges til å forhindre makulering i bruk. Men for å komme seg til høye våtstrekkvotientsnivåer må forholdet av våt til tørr strekkvotient maksimers. Hvis strekkvotientsnivåer blir for høye vil papirarket bli for «papirak-tig» og blir bedømt som lav kvalitet av forbrukere. Derfor, våtstyrkemidler og CMC er lagt til for å øke CD våt/tørr-forhold fra typisk 25% opp til den ønskede 30-35% område. Så for å fremstille et mykere og følgelig et ark som oppfattes av forbrukere som mer premie ark, kan deheftere tilføyes som fortrinnsvis reduserer CD tørr-strekkvotient over den våte verdien. Deheftere og mykgjørere kan også bli sprøytet opp på arket etter det har tørket for å videre forbedre den følbare egenskapen.

Dukkrepping; Økning av dukkrepp øker absorberingsevnen direkte. Derfor er det ønskelig å maksimere dukkreppingen. Imidlertid, FC reduserer også strekkvotienten slik at det er balanse som må opprettholdes. Papirark kan ikke noen ganger vise til høye nivåer av MD strekning på grunn av typen av holder som er brukt. I disse tilfeller må også FC begrenses. Derfor, papir krever et grovere dukdesign i gjennomsnitt enn det servietter gjør. Videre, da disse våte arkene vil typisk vise betydelig våtstyrke, kan de være mer vanskelig å forme på den samme fasthet som et serviettark.

Duker: Grove duker er ønskelig for papir generelt. To-lags papirark er typisk laget på en 44G eller 36G duk eller grovere med gode resultater, skjønt gode resultater kan oppnåes med finere duker, spesielt om dukens kreppforhold økes. En-lags ark krever ofte en jev-nere, grovere duk sammen med annen teknologi for å lage og akseptere arket. De lengre fibrene i arkene og den høye styrken tillater bruken av disse dukene, og høyere FC forhold før huller oppstår i arkene.

Krepping: Meget lite krepping er gjort på papirark. Krepping øker tykkelse men gjør det på en måte lik som CWP ark. Denne tykkelse forsvinner ved væting, og arket utvider seg. Tykkelse fra dukkrepping fungerer som en tørr svamp når vætet. Arket utvider seg i Z-retningen og krympes i MD & CD retninger. Denne oppførsel tilføyer masse til opp-fattet absorberingsevne av papirene og får dem til å synes lik TAD papirer. I mange tilfeller vil bruk av taggete blad av Taurus teknologi i forbindelse med dukkreppeprosess forbedre absorberingsevnen, tykkelse, og mykhet av papirarket. CD-stivhet blir redusert mens CD-strekk øker. Den høye tykkelse produsert på arket tillater mer kalandrering og herav mer glatte ark. I noen tilfeller er det ønskelig å dra arket av Yankeetør-ke-overflaten uten krepping. Dette kan være tilfellet for vaskeromshåndpapir hvor mykhet er mindre viktigere enn å få flere ark på en rull. See US patent nr. 6,187,137 til Druecke et at.

Kalandrering: Papirark drar nytte av kalandrering for to nøkkelgrunner. Først, kalandrering mykgj ør arkene og forbedrer den følbare følelsen. For det andre, det «krasjer» kup-lene som frembringes ved at dukene bevirker mer Z-retnings dybde til følbarheten av arket og ofte forbedrer absorberende egenskaper ved en gitt tykkelse.

Sammenfatning av data for Serviett

Atskillige prosessredskaper for papirmaskiner og pregemønstre brukes for å fremstille 1-lags detaljhandels og kommersielle baderomsservietter. Prosessvariabler omfatter: dukkreppeprosent, spolekreppeprosent, mykgj øringstilleggsnivå, mykgj øringstype, mykgj øringsplassering, fibertype, HW/SW forhold, kalandreingslast, gummi- og stålka-landrering, kreppedukstil, MD/CD forhold og Yankee-belegg-kjemi. Pregemønster omfattende: '819, M3, Doble Hjerter, Sommerfugler og Virvler, Sommerfugler og Virvler med Mikro, og Mosaikkk Iris. Den beste kommersielle 1-lags baderomsserviett (BRT) prototypen omfatter 40% Nordlig HW og 60% resirkulert fiber, på 20 lb flatevekt og 450 GMT, det ble oppnådd en 17.5 sansemykhet. Den best detaljhandels 1-lags BRT prototypen omfatter 80% Sydlig HW og 20% Sydlig SW, på 20.5 lb flatevekt og 450 GMT, ble det oppnådd en 16.9 sansemykhet.

Objektene omfattet å bestemme: prosessbehovet som fremstiller 1-lags detaljhandels serviett med en sansemykhet av 17.0 ved å bruke sydlig løvtre(HW) og nåletre (SW); prosessbehovet som fremstiller 1-lags kommersiell serviett med en sansemykhet av 17.0 ved bruk av HW og resirkulert fiber, og virkningene av fiber og andre prosessvariabler på sansemykhet og fysiske egenskaper.

Den kommersielle 1-lags BRT sansemykhetsmål av 17.0 ble oppnådd ved 20 lb flatevekt. Forbrukertesting vil fastsette virkningen av redusert flatevekt på forbrukeraksept av produktet.

Bruk av Sydlig HW og SW for å lage 1 -lags detaljhandels serviett (tissue) på 21.4 lb/3 000 sq.ft., den høyeste sansemykhet som ble oppnådd på 450 GMT var 16.9.

Bruk av Sydlig HW og SW for å lage 1-lags detaljhandels serviett på 20.5 lb/3000 sq. ft., den høyeste sansemykhet som ble oppnådd på 450 GMT var 16.9.

Bruk av 40% HW og 60% resirkulert fiber (FRF) for å lage 1-lags kommersiell serviett på 20.2 lb/3000 sq. ft., den høyeste sansemykhet som ble oppnådd på 450 GMT var 17.5. For alt arbeid rapportert her, var den gjennomsnittlige sansemykhet 16.9. Bruk av 100% FRF for å lage 1-lags kommersiell serviett PS på 22.1 lb/3000 sq. ft., den høyeste sansemykhet som ble oppnådd på 450 GMT var 16.4.

Bruk av Aracruz HW og Maraton SW for å lage 1-lags detaljhandels serviett på 19.8 lb/3000 sq. ft., den høyeste sansemykhet som ble oppnådd på 450 GMT var 18.3. For alt arbeid rapportert her, den gjennomsnittlige sansemykhet var 18.0.

Stål/stål-kalandrering resulterer i høyere tykkelsesreduksjon på tilsvarende last og høye-re sansemykhet enn gummi/stål-kalandrering.

Økning av kalanderlast virker til å øke sansemykheten, men kalandrering på høyere enn 65 PLI minker mykheten ved å bruke urørt HW og resirkulert fiber. For HW og SW, 80 PLI kan være den øvre grense.

Ved konstant linjekreppingsprosent, resulterer en økning i dukkrepp prosent i en økning i CD-strekk og en reduksjon i CD brudd modul. Imidlertid, sluttprodukt sansemykhet var ikke berørt på konstant GMT.

Ved konstant linjekreppeprosent, variering av mengden av dukkreppeprosent kontra spole krepp prosent berørte ikke sansemykheten.

Typene av kreppedukene som ble brukt i dette studium berørte basearktykkelsen, men berørte ikke signifikant sansemykhet. Grove maskeduker utviklet høyere basearktykkelse og tillatte høyere kalandreringsnivåer.

1-lags BRT med et 1.0 MD/CD-strekkvotient (MD strekkvotient lik som CD-strekkvotient) var tilsvarende i sansemykhet til 1-lags BRT med et tradisjonelt MD/CD forhold av 1.8 (høy MD strekkvotient). I dette tilfellet, mykhet var avhengig av GMT, ikke CD styrke eller CD modul.

Massesammensetningseffekt

Fiberblandingene i Tabell 3 og 4 ble kjørt på like prosessforhold og 1-lags BRT ble produsert. Sansemykhet ble målt og tilpasset til 450 GMT ved å bruke styrken - mykhetsverdier fra data i Vedlegget med formelen: (Sansemykhet) + ((450 - GMT)<*>(-0.0035)). Eukalyptus og Maraton SW massesammensetning førte til signifikant høyere mykhet enn de andre. Det Sydlige HW og SW massesammensetningen er for tiden brukt for detalj 2-lags serviett. Det er massesammensetningen som for tiden ble brukt i utviklingen av 1-lags BRT prototyper på PM#2. Erstatning av den Sydlige SW med Maraton SW forbedret litt mykhet (første tabell). Datert, 16.9 ble den beste sansemykheten oppnådd på 450 GMT (andre tabell). Gjennomsnittet for alt arbeid omfatter bare Sydlige fiber som er 16.4. Oppnåing av 17.0 sansemykhetsmål på 450 GMT represente-rer en signifikant teknisk utfordring. Dukkrepprosessen av oppfinnelsen fremstiller et meget lavt modul ark som er akseptabel for detaljer eller kommersiell BRT. Imidlertid, fordi arket er festet til Yankeen med en duk, er det mindre kontaktområde på tørkeren. I løpet av Yankee kreppeprosessen oppstår mindre mykgjøring av arkoverflaten sammenliknet med konvensjonell tilføyelse til Yankeen med en filt. Dette resulterer til en fla-nell-liknende følelse sammenliknet med den silkeaktige følelsen av konvensjonell krepping. Luftsiden av arket, som i konvensjonell våt-presse krepping, er mindre glatt enn tørkesiden. I et 1-lags produkt bidrar luftsiden til totalmykhet, da det ikke kan gjemmes til innsiden som i et 2-lags produkt. Denne kombinasjon fører til en lavere sansemyk-hetsrating. Den nåværende tilnærming for å forbedre mykhet er å bygge tykkelse med en relativt grov kreppeduk, tilføring av et mykgj ørende middel og kalandrert med «høy» last for å glatte arket og redusere tosidigheten. Serviett- (kommersiell) massesammensetningen, for 1-lags BRT, er 40% Nordlig HW og 60% resirkulert fiber. I tabellen under, FRF er Fox river resirkulert våt-brett. FRF er en høy klarhet resirkulert fiber. Med bare noen få datapunkt, 17.5 sansemykhet er den beste så langt. Gjennomsnittet, så langt, er 16.9. Her vil 17.0 mykhetsmål bli mindre av en utfordring. Alle data i tabellene under er for et blandet basesark. HW og SW vil vanligvis være laget i separate tremas-ser og løpt fra forskjellige kasser (chests). Fiber er vanligvis blandet på viftepumpene for å skape en homogen blanding av fiber.

Gummi/ stål Kalandrering

For å redusere tosidethet av 1-lags BRT, er en gummirulle og en konvensjonell stål-kalander-rulle sammenliknet med en konvensjonell stål/stål-kalandrering. Gummirullen er plassert mot tørkeside av arket. Tabellene 5-7 under viser effekten av kalander-last på basearktykkelse som bruker gummiruller med forskjellig hardhet. Begge gummirullene ga like nivåer av tykkelsesreduksjon for tilsvarende kalander-last. Stål/stål-rullene ga signifikant høyere tykkelsesreduksjon på tilsvarende last som sett i diagrammet under. Den 56 P + J rullen, som er hardere enn den (nominelle) 80 P + J rulle, skulle hatt mer tykkelsestap på tilsvarende last. Den (nominelle) 80 P + J rulle har blitt brukt tidligere og dets aktuell målte P + J verdi var 70. Dets dekseltykkelse var 5/8 tommer sammen liknet med 1 tomme for 56 P + J rullen. Den beregnete klempunktsbredde for en 70 P + J rulle med en 5/8-tomme dekseltykkelse er litt mindre enn for 56 P + J rullen med et 1-tommedeksel. Dette forklarer den høye tykkelsesreduksjonen sett med "80 P + J" rullen. Mens kalandrerings-lasten økes, var tosidigheten signifikant redusert for alle typer kalander-ruller. Imidlertid, arkene som ble kalandrert med gummi/stål-ruller føltes ikke så myke som stål/stål kalandrerte baseark. Figur 9 viser at en gitt GMT, sansemykhet er omkring 0.4 mykhetsenheter høyere for stål/stål kalandrert ark.

Adskillige baseark var kalandrert på forskjellige laster som bruker stål/stål-rullene. Ka-landreringsstasjonen er plassert før spolen på papirmaskinen. Disse basearkene var da preget i løpet av konvertering inn i 1-lags BRT. Diagrammet under viser at det er liten effekt på grunn av kalandrer-last på sansemykhet for ark som inneholdt premiefiber, dvs. eukalyptus HW og Maraton SW. For arkene som omfatter Nordlig HW og Fox River Sekundær Fiber, er mykhet forbedret på 65 PLI kalander-last, men minket når kalandrer-last økte til 80 PLI. Det Sydlige arket økte litt i mykhet da kalandrer-lasten økte. Variable prosessforhold og forskjellige pregemønstre lager det vanskelig å kvanti-fisere kalandreringsvirkningen på mykhet. Imidlertid, det kommer frem at en kalandre-rer forbedrer mykhet, men over-kalandrering nedgraderer mykhet.

Sammenlikning av spray- mykgjørere

Hercules Dl 152, TQ456 og TQ236 ble sammenliknet da spray-mykgjørere ble tilføyd til luftsiden av arket. Tabellen under viser resultatene. Når det ble justert for GMT, var det ingen forskjell i mykhet mellom mykgjørere. Hercules M-5118 ble også prøvd som en spray-mykgj ører. Dette materialet er en polypropylen-glykol-eter, som kjent på området. Imidlertid, når det ble sprøytet på luftsiden av arket på 2 lb/T, mens arket var på 4-fottørkeren (overføringssylinder, Figur 3), ville ikke arket feste seg til kreppeduken. Når sprøyten ble plassert på tørkesiden av arket, enten på filten før sugevender rullen

(STR) eller på kreppeduken før den solide trykkrulle (SPR), ville ikke arket feste seg til 4-fottørker eller Yankeetørkeren, henholdsvis. De andre mykgjørere førte ikke til sam-menvoksingsproblemer og hadde ikke ugunstig påvirkning på Yankeebelegg på 2 lb/T. Imidlertid, på 4 lb/T og høyere, alle førte til ustabilt Yankeebelegg. Resultater kommer fram i Tabell 8.

Sammenligning av våt- slutt- mvkgj ørere

Våt-slutt tillegget av mykgjørere til den tykke stokken (vanligvis HW) på nivåer opp til 16 lb/T var mulig uten å skape Yankeebeleggs-ustabilitet. Tabellen under viser en sammenlikning av Hercules TQ236, TQ456, Dl 152 og Clearwater CS359. Alle var laget under liknende prosessforhold. Stål/stål-kalander-ruller var lastet med 50 PLI. Det '819 pregete mønster ble brukt til konvertering. På tilsvarende tilleggsrater og GMT, utførte alle mykgjørere det samme. I det tilfellet hvor raffinering økte for å kompensere for økningen i mykgj ører, som fungerer som en de-hefter (debonder), ble ingen mykhetsforbedring sett. I dette tilfellet ble bare den Sydlige SW raffinert og mykgj ører ble bare lagt til den Sydlige HW. Dette var en test med de «få men sterke bånd» teori. Ved å raffinere bare SW for styrke, en større mengde av mykgj ører kan så bli tilføyet til HW for teoretisk å forbedre mykhet. Raffinering av bare SW (20% av arket) førte ikke til et mykere ark. Skjønt ubekreftet ved Sensory Panel, Dl 152 ble valgt som mykgj ører av valg hovedsakelig basert på subjektiv evaluering av mykhet. Resultater er sammenfattet i Tabell 9.

Prege mønster Effekt

Forskjellige pregemønstre ble brukt for å fastsette om et spesielt mønster påvirket hverandre med dukkreppet baseark for å frembringe høy mykhet. Tidligere studier har vist seg at de fleste pregede mønstre forbedrer ikke baseark mykhet foruten ved styrkede-gradasjon. I de fleste tilfeller, prosess forhold var like, men ikke konstante for sammen-likningene som følger. Imidlertid, de var lik nok til å fastsette om en signifikant mykhetsforbedring hadde oppstått. Tabellene under viser at ingen signifikant mykhetsforbedring kan tillegges noen av mønstrene som ble testet. "Doble hjerter," "819" (US patent nr. 6, 827,819) og "Sommerfugler and Virvler" mønstre ser ut til å gi tilsvarende sansemykhet. Se Tabellene 10-13 under. Retningsbestemt "Mosaikk Iris" mønster ga høyere sansemykhetsverdier enn "Sommerfugler og Virvler med Mikro"mønster. Basert på denne begrensede data, "Sommerfugler og Virvler med Mikro" mønster er ikke anbe-faler for dukkreppet baseark. "M3" og "Mosaikk Iris" preget mønstre ga tilsvarende mykhetsverdier, og bør betraktes likt, til de i Tabell 10 for konstant massesammensetning og GMT.

Dukkrepp Kontra Spole Krepp

Baseark var produsert med konstant linjekrepp, men med et stort utvalg av dukkrepp

prosent. Linjekrepp eller totalkrepp er beregnet ved å dele overføringssylinderfart (også appx formings fart) med spolefart. 1 er så subtrahert fra denne verdien. Den resulterende verdi er multiplisert med 100, og uttrykket i prosent. For dukkrepp, overføringssylinder-fart er dividert av Yankeefart, fordi dette også er kreppeduk-fart, så er 1 subtrahert og multiplisert med 100. For spole krepp er Yankeefarten dividert med spolefarten og 1 er subtrahert til, for så å multipliseres med 100. Vanligvis er overføringssylinderfarten og spolefarten holdt konstant, og Yankeefarten varierer for å skape forskjellige duk/spole-

krepp-forhold. Baseark data viser at den høyeste MD strekning oppstod på den høyeste spole krepp. Den laveste geometriske gjennomsnitts (GM) brudd modul og høyeste CD-strekk oppstod på den høyeste dukkrepp. Ingen av arkene viste noen tegn til kjørings problemer. Foruten Yankeefart, ble andre prosessvariabler holdt konstant med unntak av Yankee belegg tillegg, som økte for Eksempel 56.1 termer av fysiske egenskaper, arkene var bemerkelsesverdig like for den ekstreme rekkevidde av duk/spole kreppforhold som ble benyttet. Resultater er sammenfattet i Tabell 14. For disse prøvene var overfø-ringssylinderen en 4-fot diametertørker.

Alle ark ble omvendt inn i ferdige 1-lags BRT ruller som enten bruker ingen prege-mønster eller et mønster som beskrevet i forente Staters Patent Nr. 6,827,819. Fysiske data som sett i Tabellene 15 og 16 under var meget lik som basearkdata fra ovenfor. Arkene med all dukkrepp og ingen spole krepp(Eks. 57) hadde signifikant høyere CD- strekk og lavere CD brudd modul. GM modul var retningsgivende lavere. Imidlertid, sanse mykhetsdata indikerer ingen mykhetsfordeler for noen av arkene.

Kreppeduk- effekt

Forskjellige kreppeduk design ble brukt for å fremstille baseark for å konvertere inn i 1-lags BRT. Tabell 17 under viser baseark data under liknende prosessforhold. I kreppeduk-typerekke, MD og CD filamentopptellinger er vist som 42X31, for eksempel. MD opptelling viser seg først. MD eller CD refererer til den lengste styrespindelen på siden av duken mot arket. M, G og B henviser til vevstiler. Den høyeste ikke kalandrerte tykkelse ble oppnådd med 56X25 maskeduker. Denne er tillatt for høyere nivåer av kalandrering samtidig som målrullediameter og fasthet i konverterte produkter oppnås. Høyere nivåer av kalandrering bør redusere to-opphopningen og kan forbedre mykhet.

Når det er konvertert ved å bruke '819 mønster, 56X25G ark, på 80 PLI kalandrering, hadde den retningshøyere sansemykhet.

MD/ CD Strekkvotientseffekt

Dukkrepp-prosess har hatt evnen til lett å styre MD/CD-strekkvotient over et mye større utvalg enn konvensjonelle våt-presser og TAD-prosesser. Forhold fra 4.0 til 0.4 har vært produsert uten å skyve prosessen til dens grenser. Tradisjonelt har serviettprodukter krevd at MD strekkvotient er høyere enn CD-strekkvotient for å maksimere danning. For maksimum mykhet, CD-strekkvotient var holdt så lavt som mulig. Dette øker risikoen av svikt i bruk av forbrukere. Hvis CD-strekkvotient økes og MD strekkvotient minkes, forblir GMT konstant. Derfor, på ekvivalent totalstyrke kan det bli mindre sjan-se for svikt. Tabellen under viser 1-lags avsluttet BRT data for to separate prøver i hvilket MD/CD-strekkvotientene varierte. Sammenlikning av eksemplene 90, 89 107 og 108 er lagt frem i Tabell 18 under. Redusering av MD/CD forholdet økte både CD og GM modul. Imidlertid, sansemykhet var ikke signifikant berørt når GMT ble redegjort for. CD Strekk økte med omkring 100 gram/3 tommer. Dette bør redusere risikoen svært av svikt i bruk. Den naturlige forlengelsen av baseark kan forhindre brudd på grunn av lav styrke. For hurtighastighets kommersiell drift, perf-bladtype må kanskje forandre seg for å gi plass til lav styrke og høy strekk.

Sydlig HW Nivå

Virkningen av Sydlig HW nivå på sansemykhet har vist seg i Tabell 19 under. Ingen mykhetsforbedring på 75% HW ble observert. I begge tilfeller var mykhet godt under målet på 17.0. 80 P + J gummi/stål kalandreringsruller ble brukt.

Dukkrepp Mot Sprøyte Mykgj ører

Prosessvariabler ble manipulerte til å fastsettes som, hvis noe, vil resultere til et sluttprodukt med sansemykhet på 17.0 ved bruk av Sydlig HW og SW. En slik sammenlikning var mellom baseark uten sprøytet mykgj ører som bruker høy dukkrepp for å styre styrke, og lav dukkrepp som bruker sprøytemykgjører for å styre styrke. Tabell 20 viser at mykhet var tilsvarende når justert for GMT. I begge tilfeller var mykhet godt under målet på 17.0. 80 P + J gummi/stål kalandreringsruller ble brukt.

Formende Boks Vakuum

Den formende eske ble plasserte på kreppeduken, mellom krepperullen og den solide trykkrullen. Ark faststoff var vanligvis mellom 38 og 44% på dette tidspunkt. Effekten av vakuum på arktykkelse kan sees i tabellen. En økning av nesten 8 mils av "8-ark tykkelse" ble observert med 21 tommer av kvikksølwakuum på den formende boksen. Dette er omkring 14% økning. Begge rullene var kalandrert på 50 PLI med stål/stål ruller. Mengden av tykkelse utvikling er avhengig av grovheten av dukveven og mengden av anvendt vakuum. Andre arkegenskaper ble ikke signifikant berørt. Tørking ble berørt ved bruk av den formende boksen. Uten en signifikant endring i Yankeehettetemperatu-ren, arkfuktighet etter Yankeen økte fra 2.66 til 3.65%.

Vakuum drar arket dypere inn i kreppeduken, derfor er det mindre kontakt med Yankeen og mer tørking er krevd for å opprettholde arkfuktighet. Se Tabell 21.1 dette tilfellet ble ikke Yankeehettetemperaturene justerte.

Virkning av arkfuktighet ved dukkrepp, på basearkegenskaper

Ved å manipulere prosessvariabler, arkfuktigheten som kommer inn i dukkreppe delen av prosessen kan være variert. På papirmaskinen som benyttes, massesammensetning med en 120 mm sko-presse og 22 lb ark, kan faststoff variere fra omkring 34 til 46%. For det lave faststofforholdet, STR vakuum var redusert, sko-presselast var redusert og 4-fottørkersdamp redusert. For å tørke dette ark til omkring 2% fuktighet på spolen, måtte Yankeedamp og hettetemperatur økes. Det lave tørrhets basearket var omkring 270 gram/3 in. lavere i GMT enn høye faststoff arket. Se tabellen under. Dette var hovedsakelig på grunn av den nedre komprimering som finner sted på nedre sko-presseinnlasting. Dukkreppe-trinnet omordnet fiberen i høy grad, men tydeligvis var det ikke i stand til komplett omgjøring av all komprimering av å trykke. Andre fysiske egenskaper, omfatter SAT kapasitet, var ikke signifikant forskjellig når styrkeforskjel-len ble tatt hensyn til. Dette eksperiment bør gjentas med konstant trykk ved å bruke bare vakuum og damp for å endre tørrhet i arket. Imidlertid, basert på dette eksperiment, virkningen av ark tørrhet på baseark egenskaper i rekkevidden som studert her, er ikke ventet å være signifikant. Det tørkende støtet er signifikant og det lønner seg å utvide området tørrhets prøver. Resultater er sammenfattet i Tabell 22 under.

Claims

1. Absorberende ark av cellulosefiber som omfatter en blanding av løvtrefiber og nåletrefiber tilrettelagt i et nettverk som har: (i) et flertall av stablede fiberberikede områder med relativt høy lokalflatevekt, hvor de stablede fiberberikede områdene har en ensidig fiberorientering i kryss-maskinretningen (CD) av arket, og er sammenkoplet ved hjelp av (ii) et flertall av lavere lokalflatevekt forbindende områder hvis fiberorientering er ensidig langs maskinretningen (MD) mellom stablede fiberberikede områder sammenkoplet derved, hvor arket utviser en prosentvis kryss-maskin-retning (CD) -strekk som er i det minste omkring 2.75 ganger tørr strekkvotienten av arket.

2. Absorberende celluloseark ifølge krav 1, som viser et vakuumvolum på minst omkring 5 g/g, en CD-strekk på minst omkring 5 prosent, og en maskinretning til kryss-maskin-retning (MD/CD) -strekkvotient på mindre en omkring 1.75.

3. Absorberende celluloseark ifølge krav 1, som viser et vakuumvolum på minst omkring 5 g/g, en CD-strekk på minst omkring 10 prosent, og en og en maskinretning til kryss-maskin-retning (MD/CD) -strekkvotient på mindre en omkring 2.5.

4. Absorberende celluloseark ifølge krav 1, som viser et vakuumvolum på minst omkring 5 g/g, en CD-strekk på minst omkring 20 prosent, og en og en maskinretning til kryss-maskin-retning (MD/CD) -strekkvotient på mindre en omkring 5.

5. Absorberende celluloseark ifølge krav 1, som viser en prosent CD-strekk som er i det minste omkring 3 ganger den tørre strekkvotienten av arket.

6. Absorberende celluloseark ifølge krav 1, som viser en prosent CD-strekk som er i det minste omkring 3,5 ganger den tørre strekkvotienten av arket.

7. Absorberende celluloseark ifølge krav 1, hvori arket viser en prosent CD-strekk på minst omkring 4 og en tørr strekkvotient på fra omkring 0,4 til omkring 4.

8. Absorberende celluloseark ifølge krav 7, hvori arket viser en prosent CD-strekk på minst omkring 6.

9. Absorberende celluloseark ifølge krav 7, hvori arket viser en prosent CD-strekk på minst omkring 10.

10. Absorberende ark ifølge krav 1, med et vakuumvolum på minst 7 g/g.

11. Absorberende ark ifølge krav 1, med et vakuumvolum på minst 9 g/g.

12. Absorberende ark ifølge krav 1, med et vakuumvolum på minst 10 g/g.

13. Absorberende ark ifølge krav 1, som består hovedsakelig av løvtrefiber.

14. Absorberende ark ifølge krav 1, som består hovedsakelig av nåletrefiber.