RU2771697C2

RU2771697C2 - Paper products exhibiting high bending stiffness and strength in the transverse direction, and methods for production thereof

Info

Publication number: RU2771697C2
Application number: RU2020122161A
Authority: RU
Inventors: Джон Муллани МИЗЛ
Original assignee: Интернэшнл Пэйпа Кампани
Priority date: 2018-01-05
Filing date: 2019-01-04
Publication date: 2022-05-11

Abstract

FIELD: paper.

SUBSTANCE: group of inventions relates to a paper product and a method for manufacturing the paper product, including: providing a forming mesh; bringing the forming mesh to rotation so that the upper surface of the forming mesh moves in the machine direction; providing a multi-layered headbox including a first and a second intake collectors and a layer outlet; introducing a first aqueous suspension of the first fibres into the first intake collector and a second aqueous suspension of the second fibres into the second intake collector; combining the flows of the first and second aqueous suspensions, forming a jet exiting through the layer outlet; directing the jet to the upper surface of the forming mesh, forming a web; bringing the forming mesh to oscillatory motion in the transverse direction relative to the machine direction, resulting in the first fibres being oriented in a direction diverging from the machine direction; and manufacturing a paper product from the web.

EFFECT: produced paper product exhibits high bending stiffness and strength in the transverse direction.

15 cl, 9 dwg

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross-reference to related applications

Настоящая заявка испрашивает выгоды предварительной заявки на патент США №62/614,035, поданной 05 января 2018 г.This application claims the benefits of U.S. Provisional Application No. 62/614,035, filed January 05, 2018.

Область техники настоящего изобретенияTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится, в общем, к бумажным изделиям и, более конкретно, к бумажным изделиям, имеющим повышенную жесткость при изгибе и прочность в поперечном направлении, а также к способам их изготовления.The present invention relates generally to paper products, and more particularly to paper products having improved flexural stiffness and transverse strength, and methods for making the same.

Уровень техники настоящего изобретенияState of the art of the present invention

Жесткость при изгибе, прочность при растяжении и прочность при сжатии представляют собой важные характеристики многих бумажных изделий, таких как, например, изделия, используемые для изготовления складных картонных коробок, упаковок для жидкостей и гофрированных контейнеров. Многослойные или многопластные бумажные материалы, которые обычно являются более жесткими и проявляют более высокую прочность при растяжении и сжатии, чем соответствующие однослойные изделия, широко используются в изготовлении таких изделий. В некоторых традиционных технологиях бумажного производства водные суспензии древесных волокон вводят в многослойный напорный ящик, который обеспечивает изготовление бумажного изделия, включающее два или более слоев или пластов.Flexural stiffness, tensile strength and compressive strength are important characteristics of many paper products, such as those used to make folding cartons, liquid packs and corrugated containers. Multilayer or multilaminate paper materials, which are generally stiffer and exhibit higher tensile and compressive strengths than the corresponding single layer products, are widely used in the manufacture of such products. In some conventional papermaking techniques, aqueous slurries of wood fibers are introduced into a multilayer headbox that produces a paper product that includes two or more layers or layers.

Каждая из водных суспензий может содержать волокна, которые имеют определенные свойства (такие как, например, длина волокон, вид древесины, повторно используемые или необработанные волокна и т.д.), и/или которые были подвергнуты одному или нескольким видам технологической обработки (например, рафинированные), таким образом, что каждый слой или пласт содержит волокна, имеющие различные свойства, что обеспечивает изготовление бумажных изделий, имеющих специализированные характеристики. Кроме того, как известно, формование бумажного изделия, улучшают колебания или вибрации одного или нескольких компонентов бумагоделательной машины, таких как, например, формующая сетка, на которую помещают водные суспензии, и/или грудной вал.Each of the aqueous suspensions may contain fibers that have certain properties (such as, for example, fiber length, type of wood, recycled or untreated fibers, etc.) and/or that have been subjected to one or more types of processing (for example , refined), so that each layer or layer contains fibers having different properties, which allows the production of paper products with specialized characteristics. In addition, it is known to improve the formation of a paper product by the vibrations or vibrations of one or more components of the paper machine, such as, for example, the forming wire, on which aqueous suspensions are placed, and/or the breast roll.

Однако по-прежнему требуются бумажные изделия, имеющие повышенную жесткость при изгибе и прочность при растяжении и сжатии в поперечном направлении, а также способы их изготовления.However, there is still a need for paper products having increased flexural rigidity and transverse tensile and compressive strength, as well as methods for making them.

Краткое раскрытие настоящего изобретенияBrief summary of the present invention

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предложен способ изготовления бумажного изделия. Способ может включать: обеспечение формующей сетки, которую поддерживают грудной вал и по меньшей мере один дополнительный вал; приведение формующей сетки во вращение таким образом, что верхняя поверхность формующей сетки движется в машинном направлении; обеспечение многослойного напорного ящика, включающего первый и второй впускные коллекторы и слоевой выпуск многослойного напорного ящика, причем первый впускной коллектор расположен ниже второго впускного коллектора; введение первой водной суспензии первых волокон в первый впускной коллектор и второй водной суспензии вторых волокон во второй впускной коллектор, причем первые волокна имеют большую среднюю длину, чем средняя длина вторых волокон;In accordance with the first aspect of the present invention, a method for manufacturing a paper product is provided. The method may include: providing a forming wire that is supported by a chest roll and at least one additional roll; bringing the forming fabric into rotation so that the upper surface of the forming fabric moves in the machine direction; providing a multilayer headbox including first and second intake manifolds and a layered outlet of the multilayer headbox, the first intake manifold located below the second intake manifold; introducing a first aqueous suspension of first fibers into a first intake manifold and a second aqueous suspension of second fibers into a second intake manifold, the first fibers having a greater average length than the average length of the second fibers;

объединение потоков первой и второй водных суспензий в области слоевого выпуска многослойного напорного ящика с образованием струи, выходящей через слоевой выпуск многослойного напорного ящика; направление струи объединенных и при этом расслоенных суспензий на верхнюю поверхность формующей сетки, причем струя объединенных суспензий образует полотно на формующей сетке, и при этом вблизи формующей сетки первые волокна присутствуют в большем процентном содержании, чем вторые волокна;combining the streams of the first and second aqueous suspensions in the area of the layer outlet of the multilayer headbox to form a jet exiting through the layer outlet of the multilayer headbox; directing a jet of the combined and thus layered suspensions to the upper surface of the forming wire, and the jet of the combined suspensions forms a web on the forming wire, and at the same time, near the forming wire, the first fibers are present in a higher percentage than the second fibers;

приведение формующей сетки в колебательное движение в поперечном направлении по отношению к машинному направлению, в результате чего обеспечивается ориентация по меньшей мере значительного числа первых волокон в направлении, которое отклоняется от машинного направления; иbringing the forming wire into an oscillating motion transverse to the machine direction, thereby ensuring the orientation of at least a significant number of the first fibers in a direction that deviates from the machine direction; and

изготовление бумажного изделия из полотна.fabrication of paper products.

По меньшей мере один дополнительный вал может включать приводной вал, и приведение формующей сетки во вращение может включать приведение в движение приводного вала.The at least one additional shaft may include a drive shaft, and bringing the forming wire into rotation may include driving the drive shaft.

Способ может дополнительно включать: поддержание потоков первой и второй водных суспензий отдельно друг от друга, когда первая и вторая водные суспензии движутся из первого и второго впускных коллекторов в область слоевого выпуска многослойного напорного ящика.The method may further include: keeping the flows of the first and second aqueous slurries separate from each other as the first and second aqueous slurries move from the first and second inlet manifolds into the layered outlet area of the multilayer headbox.

В качестве одного примера, приведение формующей сетки в колебательное движение может включать приведение в колебательное движение волокнистой ориентированной структуры в контакте с формующей сеткой. В качестве другого примера, приведение формующей сетки в колебательное движение может включать приведение грудного вала в движение в направлении, обычно параллельном по отношению к оси грудного вала.As one example, oscillating a forming fabric may include oscillating a fibrous oriented structure in contact with the forming fabric. As another example, oscillating the forming wire may include driving the chest roll in a direction generally parallel to the axis of the chest roll.

Формующая сетка может быть приведена в колебательное движение, что заставляет значительное число первых волокон ориентироваться в направлении, проходящем под углом в диапазоне между >0 и ≤90 градусов по отношению к машинному направлению.The forming wire can be oscillated, which causes a significant number of the first fibers to orient in a direction extending at an angle ranging between >0 and ≤90 degrees with respect to the machine direction.

В некоторых примерах бумажное изделие может включать бумагу. В других примерах бумажное изделие может включать картон.In some examples, the paper product may include paper. In other examples, the paper product may include cardboard.

Многослойный напорный ящик может дополнительно включать третий впускной коллектор, расположенный выше второго впускного коллектора, и способ может дополнительно включать: введение третьей водной суспензии третьих волокон в третий впускной коллектор; и объединение потока третьей водной суспензии с потоками первой и второй водных суспензий в области слоевого выпуска многослойного напорного ящика с образованием струи, выходящей через слоевой выпуск многослойного напорного ящика. Согласно некоторым аспектам третьи волокна могут иметь меньшую среднюю длину, чем средняя длина первых волокон. Согласно другим аспектам третьи волокна могут иметь равную или большую среднюю длину, чем средняя длина первых волокон.The multilayer headbox may further include a third intake manifold located above the second intake manifold, and the method may further include: introducing a third aqueous suspension of third fibers into the third intake manifold; and combining the flow of the third aqueous slurry with the flows of the first and second aqueous slurries in the region of the layered outlet of the multilayer headbox to form a jet exiting through the layered outlet of the multilayer headbox. In some aspects, the third fibers may have a shorter average length than the average length of the first fibers. In other aspects, the third fibers may have an average length equal to or greater than the average length of the first fibers.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, предложено бумажное изделие.According to a second aspect of the present invention, a paper product is provided.

Бумажное изделие может быть изготовлено способом, включающим: обеспечение формующей сетки, которую поддерживают грудной вал и по меньшей мере один дополнительный вал; приведение формующей сетки во вращение таким образом, что верхняя поверхность формующей сетки движется в машинном направлении; обеспечение многослойного напорного ящика, включающего первый и второй впускные коллекторы и слоевой выпуск многослойного напорного ящика, причем первый впускной коллектор расположен ниже второго впускного коллектора; введение первой водной суспензии первых волокон в первый впускной коллектор и второй водной суспензии вторых волокон во второй впускной коллектор, причем первые волокна имеют большую среднюю длину, чем средняя длина вторых волокон; объединение потоков первой и второй водных суспензий в области слоевого выпуска многослойного напорного ящика с образованием струи, выходящей через слоевой выпуск многослойного напорного ящика; направление струи объединенных и при этом расслоенных суспензий на верхнюю поверхность формующей сетки, причем струя объединенных суспензий образует полотно на формующей сетке, и при этом вблизи формующей сетки первые волокна присутствуют в большем процентном содержании, чем вторые волокна; приведение формующей сетки в колебательное движение в поперечном направлении по отношению к машинному направлению, в результате чего обеспечивается ориентация по меньшей мере значительного числа первых волокон в направлении, которое отклоняется от машинного направления; и изготовление бумажного изделия из полотна.The paper product can be made by a method including: providing a forming wire that is supported by a chest roll and at least one additional roll; bringing the forming fabric into rotation so that the upper surface of the forming fabric moves in the machine direction; providing a multilayer headbox including first and second intake manifolds and a layered outlet of the multilayer headbox, the first intake manifold located below the second intake manifold; introducing a first aqueous suspension of first fibers into a first intake manifold and a second aqueous suspension of second fibers into a second intake manifold, the first fibers having a greater average length than the average length of the second fibers; combining the streams of the first and second aqueous suspensions in the area of the layer outlet of the multilayer headbox to form a jet exiting through the layer outlet of the multilayer headbox; directing a jet of the combined and thus layered suspensions to the upper surface of the forming wire, and the jet of the combined suspensions forms a web on the forming wire, and at the same time, near the forming wire, the first fibers are present in a higher percentage than the second fibers; bringing the forming wire into an oscillating motion transverse to the machine direction, thereby ensuring the orientation of at least a significant number of the first fibers in a direction that deviates from the machine direction; and making a paper product from a web.

Способ может дополнительно включать: поддержание потоков первой и второй водных суспензий, отделенных друг от друга, когда первая и вторая водные суспензии движутся из первого и второго впускных коллекторов в область слоевого выпуска многослойного напорного ящика.The method may further include: maintaining the flows of the first and second aqueous slurries separated from each other as the first and second aqueous slurries move from the first and second inlet manifolds into the layered outlet area of the multilayer headbox.

В качестве одного примера, приведение формующей сетки в колебательное движение может включать приведение в колебательное движение структуры в контакте с формующей сеткой. В качестве другого примера, приведение формующей сетки в колебательное движение может включать приведение грудного вала в движение в направлении, обычно параллельном по отношению к оси грудного вала.As one example, oscillating a forming wire may include oscillating a structure in contact with the forming wire. As another example, oscillating the forming wire may include driving the chest roll in a direction generally parallel to the axis of the chest roll.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, предложено бумажное изделие, включающее первые волокна и вторые волокна, в котором: первые волокна могут иметь большую среднюю длину, чем средняя длина вторых волокон; большинство волокон, расположенных вблизи одной наружной поверхности, могут включать первые волокна, и большинство волокон, расположенных вблизи противоположной наружной поверхности, могут включать вторые волокна; и первые волокна могут отклоняться от направления, в котором ориентировано большинство вторых волокон.According to a third aspect of the present invention, there is provided a paper product comprising first fibers and second fibers, wherein: the first fibers may have a greater average length than the average length of the second fibers; most of the fibers located near one outer surface may include first fibers, and most of the fibers located near the opposite outer surface may include second fibers; and the first fibers may deviate from the direction in which most of the second fibers are oriented.

Большинство вторых волокон могут ориентироваться практически в машинном направлении, и большинство первых волокон могут отклоняться к поперечному направлению.Most of the second fibers can be oriented almost in the machine direction, and most of the first fibers can deviate to the transverse direction.

Первые волокна могут отклоняться в направлении, проходящем под углом в диапазоне между >0 и ≤90 градусов по отношению к машинному направлению.The first fibers can be deflected in a direction passing at an angle in the range between >0 and ≤90 degrees with respect to the machine direction.

Бумажное изделие может дополнительно включать третьи волокна, которые расположены вблизи противоположной наружной поверхности. Согласно некоторым аспектам третьи волокна могут иметь меньшую среднюю длину, чем средняя длина первых и вторых волокон. Согласно другим аспектам третьи волокна могут иметь равную или большую среднюю длину, чем средняя длина первых волокон.The paper product may further include third fibers that are located near the opposite outer surface. In some aspects, the third fibers may have a shorter average length than the average length of the first and second fibers. In other aspects, the third fibers may have an average length equal to or greater than the average length of the first fibers.

Краткое описание фигурBrief description of the figures

Хотя описание изобретения согласовано с формулой изобретения, раскрывая и определенно заявляя настоящее изобретение, авторы считают, что настоящее изобретение станет более понятным из следующего описания в сочетании с сопровождающими графическими фигурами, на которых аналогичными условными номерами обозначены аналогичные элементы, и при этом:While the description of the invention is consistent with the claims, by disclosing and expressly stating the present invention, the authors believe that the present invention will become more clear from the following description in combination with the accompanying graphic figures, in which like reference numbers designate like elements, and at the same time:

на фиг.1 представлен вид сбоку части формующей секции Фудринье бумагоделательной машины с двухслойным напорным ящиком;figure 1 shows a side view of the forming section of the Foudrinier paper machine with a two-layer headbox;

на фиг.2 представлен вид сбоку части формующей секции Фудринье бумагоделательной машины с трехслойным напорным ящиком;Figure 2 is a side view of a part of a Fudrinier forming section of a paper machine with a three-layer headbox;

на фиг.3 представлен вид сбоку части двух штабелированных формующих секций Фудринье бумагоделательной машины, причем в каждой формующей секция Фудринье использован трехслойный напорный ящик;Figure 3 is a side view of a portion of two stacked Fudrinier forming sections of a paper machine, each Fudrinier forming section using a three-layer headbox;

на фиг.4 представлен вид сверху расположенной выше по потоку части формующей секции Фудринье бумагоделательной машины, включающей вибрационное устройство бумагоделательной машины, известное как вибрационный стол;4 is a plan view of an upstream portion of a paper machine's Fudrinier forming section, including a paper machine vibrator known as a vibrating table;

на фиг.5 представлено изображение частичного поперечного сечения грудного вала, включающего вибрационное устройство грудного вала одного вида;figure 5 shows an image of a partial cross-section of the chest shaft, including a vibrating device of the chest shaft of one type;

на фиг.6 представлено перспективное изображение сечения трехслойного полотна, сформованного в соответствии с настоящим изобретением;Fig. 6 is a perspective view of a section of a three-layer web formed in accordance with the present invention;

на фиг.7А и 7В представлены перспективные изображения штабелированных коробок;7A and 7B are perspective views of stacked boxes;

на фиг.8 представлено перспективное изображение примерного конечного бумажного изделия; иFig. 8 is a perspective view of an exemplary final paper product; and

на фиг.9 представлена технологическая схема, иллюстрирующая примерный способ изготовления бумажного изделия.9 is a flow diagram illustrating an exemplary method for manufacturing a paper product.

Подробное раскрытие настоящего изобретенияDetailed disclosure of the present invention

В следующем подробном описании предпочтительных вариантов осуществления содержатся ссылки на сопровождающие фигуры, которые составляют его часть, и на которых представлены в качестве иллюстрации, а не в качестве ограничения конкретные предпочтительные варианты осуществления, в которых может быть практически реализовано настоящее изобретение. Следует понимать, что могут быть использованы и другие варианты осуществления, и что могут быть произведены изменения без отклонения от идеи и выхода за пределы объема настоящего изобретения.In the following detailed description of the preferred embodiments, reference is made to the accompanying figures, which form part of it, and which provide, by way of illustration and not as limitation, specific preferred embodiments in which the present invention may be practiced. It should be understood that other embodiments can be used and that changes can be made without departing from the idea and going beyond the scope of the present invention.

На фиг.1 представлена часть формующей секции Фудринье 100 бумагоделательной машины в соответствии с настоящим изобретением, в которой формующая секция Фудринье 100 включает двухслойный напорный ящик 10, который представлен в частичном поперечном сечении. На фиг.2 представлена аналогичная часть формующей секции Фудринье 100 бумагоделательной машины с трехслойным напорным ящиком 50, которая представлена в частичном поперечном сечении, причем соответствующие части обозначены одинаковыми условными номерами. Как представлено на фиг.1 и 2, формующая секция Фудринье 100 включает формующую сетку 102, которую поддерживают грудной вал 104, один или несколько приводных валов 106 и возвратные валы 108 обратно к грудному валу 104. Хотя проиллюстрированы два приводных вала 106 и четыре возвратных вала 108, формующая секция Фудринье 100 может включать любое число приводных и/или возвратных валов 106, 108. Формующая сетка 102 может включать бесконечную сетку или ленту, и ее приводят в движение один или несколько приводных валов 106, таким образом, что формующая сетка 102 вращается, и верхняя поверхность 102А формующей сетки 102 движется в машинном направлении, представленном стрелкой А. Термины «машинное направление» или «MD» могут быть использованы в настоящем документе для обозначения направления потока материала в процессе производства. Кроме того, относительное положение и движение материала могут быть описаны как соответствующие машинному направлению в процессе производства от технологического положения, находящегося выше по потоку, к технологическому положению, находящемуся ниже по потоку. Термины «поперечное машинному направление», «поперечное направление» или «CD» могут быть использованы в настоящем документе для обозначения направления, которое обычно является перпендикулярным или поперечным по отношению к машинному направлению, в том числе в плоскости формующей сетки и в плоскости листа, который находится в процессе формования.1 shows a portion of a Fudrinier forming section 100 of a paper machine in accordance with the present invention, in which the Fudrinier forming section 100 includes a two-layer headbox 10, which is shown in partial cross section. Figure 2 shows a similar part of the forming section Fudrinier 100 paper machine with a three-layer headbox 50, which is shown in partial cross-section, and the corresponding parts are designated by the same conditional numbers. As shown in FIGS. 1 and 2, the Fudrinier forming section 100 includes a forming wire 102 supported by a breast roll 104, one or more drive rolls 106 and return rolls 108 back to the breast roll 104. Although illustrated, two drive rolls 106 and four return rolls 108, the Fudrinier forming section 100 may include any number of drive and/or return rolls 106, 108. The forming wire 102 may include an endless wire or belt and is driven by one or more drive rolls 106 such that the forming wire 102 rotates. , and the top surface 102A of the forming wire 102 moves in the machine direction, represented by arrow A. The terms "machine direction" or "MD" may be used herein to refer to the direction of material flow in the manufacturing process. In addition, the relative position and movement of the material can be described as corresponding to the machine direction in the manufacturing process from the upstream process position to the downstream process position. The terms "cross-machine direction", "cross-machine direction", or "CD" may be used herein to refer to a direction that is generally perpendicular or transverse to the machine direction, including in the plane of the forming fabric and in the plane of the sheet, which is in the process of being molded.

Как представлено на фиг.1, двухслойный напорный ящик 10 может включать первый впускной коллектор 12 и второй впускной коллектор 14, причем первый впускной коллектор 12 расположен ниже второго выпускного коллектора 14. В первый впускной коллектор 12 поступает первая водная суспензия 20, содержащая первые волокна, и во второй впускной коллектор 14 поступает вторая водная суспензия 22, содержащая вторые волокна. Как описано в настоящем документе, вторая водная суспензия 22 может иметь иные характеристики или свойства, чем первая водная суспензия 20. В частности, вторые волокна могут иметь иные характеристики или свойства по сравнению с первыми волокнами. Из первого впускного коллектора 12 первая водная суспензия 20 проходит в генератор турбулентности 26, включающий трубы турбулентности от 26-1 до 26-n, а затем в первую впускную камеру 30 в слоевом конусе 40. Слоевой конус 40 образован в суженном расположенном ниже по потоку конце напорного ящика 10. Из второго впускного коллектора 14 вторая водная суспензия 22 проходит в генератор турбулентности 28, включающий трубы турбулентности от 28-1 до 28-n, а затем во вторую впускную камеру 32 в слоевом конусе 40. Первая и вторая впускные камеры 30, 32 определены и отделены друг от друга посредством пластины 34, общеизвестной как ламеллярная пластина. Отдельные потоки водных суспензий 20, 22 поддерживаются в внутри напорного ящика 10 посредством пластины 34 до тех пор, пока водные суспензии 20, 22 не объединяются в области (не имеющей отдельного номера) слоевого выпуска многослойного напорного ящика 42 с определением струи 44. Струя 44, включающая объединенные и при этом расслоенные водные суспензии 20, 22, выходит из слоевого выпуска 42 на верхнюю поверхность 102А формующей сетки 102. Слоевой конус 40 может необязательно включать слоевой регулятор 41, как представлено на фиг.1, что обеспечивает регулирование размера слоевого выпуска 42, т.е. площади слоевого выпуска, проходящей в поперечном направлении (не представлено; см. фиг.4) и обычно в вертикальном направление, обозначенном стрелкой V на фиг.1.As shown in FIG. 1, the two-layer headbox 10 may include a first inlet manifold 12 and a second inlet manifold 14, with the first inlet manifold 12 located below the second outlet manifold 14. The first inlet manifold 12 receives a first aqueous slurry 20 containing first fibers, and the second intake manifold 14 receives the second aqueous suspension 22 containing the second fibers. As described herein, the second aqueous suspension 22 may have different characteristics or properties than the first aqueous suspension 20. In particular, the second fibers may have different characteristics or properties compared to the first fibers. From the first inlet manifold 12, the first aqueous slurry 20 passes into the turbulence generator 26, including the turbulence tubes 26-1 to 26-n, and then into the first inlet chamber 30 in the layered cone 40. The layered cone 40 is formed at the narrowed downstream end headbox 10. From the second inlet manifold 14, the second aqueous suspension 22 passes into the turbulence generator 28, including the turbulence pipes from 28-1 to 28-n, and then into the second inlet chamber 32 in the layered cone 40. The first and second inlet chambers 30, 32 are defined and separated from each other by a plate 34 commonly known as a lamellar plate. Separate streams of aqueous slurries 20, 22 are maintained within the headbox 10 by plate 34 until the aqueous slurries 20, 22 are combined in the (not individually numbered) layered outlet of the multilayer headbox 42 with jet definition 44. Jet 44, including combined and thus layered aqueous suspensions 20, 22, exits the layer outlet 42 onto the upper surface 102A of the forming wire 102. The layer cone 40 may optionally include a layer regulator 41, as shown in Fig.1, which provides control of the size of the layer outlet 42, those. area of the layer outlet, passing in the transverse direction (not shown; see Fig.4) and usually in the vertical direction, indicated by the arrow V in Fig.1.

Струя 44 образует слой водной волокнистой суспензии 46 (также называется полотном) на формующей сетке 102. Хотя объединение водных суспензий 20, 22 с образованием струи 44 вызывает некоторое смешивание водных суспензий 20, 22, известно, что разделение водных суспензий 20, 22 в слоях по меньшей мере частично поддерживается в полотне 46, которое формируется, когда объединенные водные суспензии 20, 22 осаждаются на формующую сетку 102. Таким образом, на фиг.1 проиллюстрировано полотно 46, которое включает первый слой или пласт 46-1, содержащий, главным образом, первую водную суспензию 20, и второй слой или пласт 46-2, содержащий, главным образом, вторую водную суспензию 22, причем присутствующие в большем процентном содержании первые волокна в первой водной суспензии 20 расположены ближе к формующей сетке 102, чем вторые волокна во второй водной суспензии 22. После этого бумажное изделие может быть изготовлено из полотна 46 с применением известных способов.The jet 44 forms a layer of aqueous fibrous slurry 46 (also referred to as web) on the forming wire 102. Although the combination of the aqueous slurries 20, 22 to form the jet 44 causes some mixing of the aqueous slurries 20, 22, it is known that separation of the aqueous slurries 20, 22 in layers along is at least partially supported in the web 46 which is formed when the combined aqueous slurries 20, 22 are deposited on the forming wire 102. Thus, FIG. a first aqueous slurry 20; and a second layer or layer 46-2 containing primarily a second aqueous slurry 22, wherein the first fibers in the first aqueous slurry 20 present in greater percentages are located closer to the forming wire 102 than the second fibers in the second aqueous slurry. slurry 22. Thereafter, a paper product can be made from the web 46 using known methods.

Как представлено на фиг.2, трехслойный напорный ящик 50 может включать первый впускной коллектор 52, второй впускной коллектор 54 и третий впускной коллектор 56. Первый впускной коллектор 52 представляет собой самый нижний впускной коллектор, который расположен ниже второго впускного коллектора 54. Второй впускной коллектор 54 расположен ниже третьего впускного коллектора 56. В первый впускной коллектор 52 поступает первая водная суспензия 60, содержащая первые волокна, во второй впускной коллектор 54 поступает вторая водная суспензия 62, содержащая вторые волокна, и в третий впускной коллектор 56 поступает третья водная суспензия 64, содержащая третьи волокна. Как описано в настоящем документе, первая, вторая и третья водные суспензии 60, 62, 64 могут иметь различные характеристики или свойства по сравнению друг с другом. Из первого впускного коллектора 52 первая водная суспензия 60 проходит в генератор турбулентности 66, включающий трубы турбулентности (не имеющие отдельных номеров; см. фиг.1), а затем в первую впускную камеру 80 в слоевом конусе 90, который образован в суженном расположенном ниже по потоку конце напорного ящика 50. Из второго впускного коллектора 54 вторая водная суспензия 62 проходит в генератор турбулентности 68, включающий трубы турбулентности (не имеющие отдельных номеров; см. фиг.1), а затем во вторую впускную камеру 82 в слоевом конусе 90. Из третьего впускного коллектора 56 третья водная суспензия 64 проходит в генератор турбулентности 70, включающий трубы турбулентности (не имеющие отдельных номеров), а затем в третью впускную камеру 84 в слоевом конусе 90. Первая, вторая и третья впускные камеры 80, 82 и 84 определены и отделены друг от друга посредством первой и второй пластин или ламеллярных пластин 86, 88.As shown in FIG. 2, the three-layer headbox 50 may include a first intake manifold 52, a second intake manifold 54, and a third intake manifold 56. The first intake manifold 52 is the lowest intake manifold that is located below the second intake manifold 54. The second intake manifold 54 is located below the third intake manifold 56. The first intake manifold 52 receives the first aqueous slurry 60 containing the first fibers, the second intake manifold 54 receives the second aqueous slurry 62 containing the second fibers, and the third intake manifold 56 receives the third aqueous slurry 64, containing third fibers. As described herein, the first, second, and third aqueous suspensions 60, 62, 64 may have different characteristics or properties from each other. From the first inlet manifold 52, the first aqueous slurry 60 passes into the turbulence generator 66, which includes turbulence tubes (not individually numbered; see Fig. 1), and then into the first inlet chamber 80 in a layered cone 90, which is formed in the narrowed downstream flow at the end of the headbox 50. From the second inlet manifold 54, the second aqueous slurry 62 passes into the turbulence generator 68, including turbulence tubes (not individually numbered; see Fig.1), and then into the second inlet chamber 82 in the layered cone 90. From third inlet manifold 56, the third aqueous slurry 64 passes into a turbulence generator 70 including turbulence tubes (not individually numbered) and then into a third inlet chamber 84 in a layered cone 90. The first, second and third inlet chambers 80, 82 and 84 are defined and separated from each other by means of the first and second plates or lamellar plates 86, 88.

Кроме того, как представлено на фиг.2, отдельные потоки водных суспензий 60, 62, 64 поддерживаются внутри напорного ящика 50 посредством пластин 86, 88 до тех пор, пока водные суспензии 60, 62, 64 не выходят через слоевой выпуск многослойного напорного ящика 92 в струе 94, включающей объединенные и при этом расслоенные водные суспензии 60, 62, 64. Слоевой конус 90 может необязательно включать слоевой регулятор 91, который может быть использован для регулирования размера слоевого выпуска 92, как описано по отношению к фиг.1. Струя 94 формирует слой водной волокнистой суспензии 96 (также называется полотном) на формующей сетке 102. Хотя объединение водных суспензий 60, 62, 64 с образованием струи 94 вызывает некоторое смешивание водных суспензий 60, 62, 64, известно, что разделение водных суспензий 60, 62, 64 в слоях по меньшей мере частично поддерживается в полотне 96, которое формируется, когда объединенные водные суспензии 60, 62, 64 осаждаются на формующую сетку 102. Таким образом, полотно 96, которое проиллюстрировано на фиг.2, включает первый слой или пласт 96-1, содержащий, главным образом, первую водную суспензию 60, второй слой или пласт 96-2, содержащий, главным образом, вторую водную суспензию 62, и третий слой или пласт 96-3, содержащий, главным образом, третью водную суспензию 64. После этого бумажное изделие может быть изготовлено из полотна 96 с применением известных способов.In addition, as shown in FIG. 2, separate streams of aqueous slurries 60, 62, 64 are maintained within the headbox 50 by plates 86, 88 until the aqueous slurries 60, 62, 64 exit through the layered outlet of the multi-layered headbox 92 in a jet 94 comprising combined yet layered aqueous slurries 60, 62, 64. Layered cone 90 may optionally include a layered regulator 91 that can be used to control the size of layered outlet 92 as described with respect to FIG. The jet 94 forms a layer of aqueous fibrous slurry 96 (also referred to as web) on the forming wire 102. Although the combination of the aqueous slurries 60, 62, 64 to form the jet 94 causes some mixing of the aqueous slurries 60, 62, 64, it is known that separation of the aqueous slurries 60, 62, 64 in layers is at least partially supported in web 96, which is formed when the combined aqueous slurries 60, 62, 64 are deposited on forming wire 102. Thus, web 96, which is illustrated in FIG. 2, includes a first layer or layer 96-1 containing primarily the first aqueous slurry 60, a second layer or formation 96-2 containing primarily the second aqueous slurry 62, and a third layer or formation 96-3 containing primarily the third aqueous slurry 64 The paper product can then be made from the web 96 using known techniques.

На фиг.3 представлены две формующие секции Фудринье, например, первая формующая секция Фудринье 100-1 и вторая формующая секция Фудринье 100-2, бумагоделательной машины, причем формующие секции Фудринье 100-1, 100-2 являются штабелированными, и каждая из них включает соответствующий трехслойный напорный ящик 50-1, 50-2, представленный в частичном поперечном сечении. Каждая формующая секция Фудринье 100-1, 100-2 включает соответствующую формующую сетку 102-1, 102-2, которую поддерживают грудной вал 104-1, 20104-2, один или несколько приводных валов 106-1, 106-2 и возвратные валы 108-1, 108-2, ведущие обратно к грудному валу 104-1, 104-2. Формующая сетка 102-1, 102-2 может включать бесконечную сетку или ленту, которую приводят в движение один или несколько приводных валов 106-1, 106-2, таким образом, что верхняя поверхность формующей сетки 102А-1, 102А-2 движется в машинном направлении, которое представлено стрелкой А-1 на фиг.3 для первой формующей секции Фудринье 100-1 и стрелкой А-2 для второй формующей секции Фудринье 100-2. Хотя формующие секции Фудринье 100-1, 100-2 проиллюстрированы как имеющие два приводных вала 106-1, 106-2 и три или четыре возвратных вала 108-1, 108-2, каждая формующая секция Фудринье 100-1, 100-2 может включать любое число приводных и возвратных валов.Figure 3 shows two Fudrinier forming sections, for example, the first Fudrinier forming section 100-1 and the second Fudrinier forming section 100-2, of a paper machine, the Fudrinier forming sections 100-1, 100-2 being stacked, and each of them includes the corresponding three-layer headbox 50-1, 50-2, shown in partial cross section. Each Fudrinier forming section 100-1, 100-2 includes a respective forming wire 102-1, 102-2 supported by a chest roll 104-1, 20104-2, one or more drive rolls 106-1, 106-2 and return rolls. 108-1, 108-2 leading back to the chest shaft 104-1, 104-2. The forming wire 102-1, 102-2 may include an endless wire or belt driven by one or more drive shafts 106-1, 106-2 such that the upper surface of the forming wire 102A-1, 102A-2 moves in machine direction, which is represented by arrow A-1 in FIG. 3 for the first Fudrinier forming section 100-1 and by arrow A-2 for the second Fudrinier forming section 100-2. Although the Fudrinier forming sections 100-1, 100-2 are illustrated as having two drive rolls 106-1, 106-2 and three or four return rolls 108-1, 108-2, each Fudrinier forming section 100-1, 100-2 may include any number of drive and return shafts.

Напорные ящики 50-1, 50-2 на фиг.3 могут быть практически аналогичными по своей конструкции трехслойному напорному ящику 50, проиллюстрированному на фиг.2, или двухслойному напорному ящику 10, проиллюстрированному на фиг.1. Обозначения некоторых компонентов на фиг.3 отсутствуют для подробной иллюстрации других аспектов формующих секций Фудринье 100-1, 100-2. Каждый трехслойный напорный ящик 50-1, 50-2 может включать первый впускной коллектор 52-1, 52-2, второй впускной коллектор 54-1, 54-2 и третий впускной коллектор 56-1, 56-2. Первый впускной коллектор 52-1, 52-2 представляет собой самый нижний впускной коллектор, который расположен ниже соответствующего второго впускного коллектора 54-1, 54-2. Второй впускной коллектор 54-1, 54-2 расположен ниже соответствующего третьего впускного коллектора 56-1, 56-2. В первый впускной коллектор 52-1, 52-2 каждого напорного ящика 50-1, 50-2 поступает первая водная суспензия 60-1, 60-2, содержащая первые волокна, во второй впускной коллектор 54-1, 54-2 поступает вторая водная суспензия 62-1, 62-2, содержащая вторые волокна, и в третий впускной коллектор 56-1, 56-2 поступает третья водная суспензия 64-1, 64-2, содержащая третьи волокна. Как описано в настоящем документе, первая, вторая и третья водные суспензии 60-1, 60-2, 62-1, 62-2, 64-1, 64-2 могут иметь иные характеристики или свойства по сравнению с другими водными суспензиями внутри соответствующего напорного ящика 50-1, 50-2.The headboxes 50-1, 50-2 in FIG. 3 may be substantially similar in construction to the three-layer headbox 50 illustrated in FIG. 2 or the two-layer headbox 10 illustrated in FIG. The designations of some components in figure 3 are missing for a detailed illustration of other aspects of the Fudrinier forming sections 100-1, 100-2. Each three-layer headbox 50-1, 50-2 may include a first intake manifold 52-1, 52-2, a second intake manifold 54-1, 54-2, and a third intake manifold 56-1, 56-2. The first intake manifold 52-1, 52-2 is the lowest intake manifold, which is located below the corresponding second intake manifold 54-1, 54-2. The second intake manifold 54-1, 54-2 is located below the corresponding third intake manifold 56-1, 56-2. The first intake manifold 52-1, 52-2 of each headbox 50-1, 50-2 receives the first aqueous suspension 60-1, 60-2 containing the first fibers, the second intake manifold 54-1, 54-2 receives the second an aqueous slurry 62-1, 62-2 containing the second fibers, and a third aqueous slurry 64-1, 64-2 containing the third fibers enters the third intake manifold 56-1, 56-2. As described herein, the first, second and third aqueous suspensions 60-1, 60-2, 62-1, 62-2, 64-1, 64-2 may have different characteristics or properties compared to other aqueous suspensions within the respective headbox 50-1, 50-2.

Из первого впускного коллектора 52-1, 52-2 первая водная суспензия 60-1, 60-2 проходит в генератор турбулентности, включающий трубы турбулентности (не имеющие отдельных номеров; см. фиг.1 и 2), а затем в первую впускную камеру 80-1, 80-2 в слоевом конусе 90-1, 90-2, который образован в соответствующем суженном расположенном ниже по потоку конце каждого напорного ящика 50-1, 50-2. Из второго впускного коллектора 54-1, 54-2 вторая водная суспензия 62-1, 62-2 проходит в генератор турбулентности, включающий трубы турбулентности (не имеющие отдельных номеров; см. фиг.1 и 2), а затем во вторую впускную камеру 82-1, 82-2 в слоевом конусе 90-1, 90-2. Из третьего впускного коллектора 56-1, 56-2 третья водная суспензия 64-1, 64-2 проходит в генератор турбулентности, включающий трубы турбулентности (не имеющие отдельных номеров), а затем в третью впускную камеру 84-1, 84-2 в слоевом конусе 90-1, 90-2. Первая, вторая и третья впускные камеры 80-1, 80-2, 82-1, 82-2, 84-1, 84-2 определены и отделены друг от друга посредством соответствующих первой и второй пластин или ламеллярных пластин (не имеющих номеров; см. фиг.1 и 2).From the first intake manifold 52-1, 52-2, the first aqueous slurry 60-1, 60-2 passes into the turbulence generator including turbulence tubes (not individually numbered; see FIGS. 1 and 2) and then into the first inlet chamber 80-1, 80-2 in a ply cone 90-1, 90-2 which is formed at a respective tapered downstream end of each headbox 50-1, 50-2. From the second intake manifold 54-1, 54-2, the second aqueous slurry 62-1, 62-2 passes into the turbulence generator including turbulence tubes (not individually numbered; see FIGS. 1 and 2) and then into the second inlet chamber 82-1, 82-2 in layer cone 90-1, 90-2. From the third intake manifold 56-1, 56-2, the third aqueous slurry 64-1, 64-2 passes into the turbulence generator, including turbulence tubes (not individually numbered), and then into the third inlet chamber 84-1, 84-2 in layer cone 90-1, 90-2. The first, second and third inlet chambers 80-1, 80-2, 82-1, 82-2, 84-1, 84-2 are defined and separated from each other by respective first and second plates or lamellar plates (not numbered; see figures 1 and 2).

Кроме того, как представлено на фиг.3, отдельные потоки водных суспензий 60-1, 60-2, 62-1, 62-2, 64-1, 64-2 поддерживаются внутри соответствующих напорных ящиков 50-1, 50-2 посредством первой и второй пластин (не имеющих номеров) до тех пор, пока водные суспензии 60-1, 60-2, 62-1, 62-2, 64-1, 64-2 не выходят через слоевой выпуск многослойного напорного ящика 92-1, 92-2 в струе 94-1, 94-2. Струя 94-1, выходящая из напорного ящика 50-1, включает объединенные и при этом расслоенные водные суспензии 60-1, 62-1, 64-1, а струя 94-2, выходящая из напорного ящика 50-2 включает объединенные водные суспензии 60-2, 62-2, 64-2. Слоевой конус 90-1, 90-2 может необязательно включать слоевой регулятор (не имеющий номера; см. фиг.1 и 2). Каждая струя 94-1, 94-2 формирует слои водной волокнистой суспензии 96А, 96В (также называются первым и вторым полотном) на соответствующей формующей сетке 102-1, 102-2. Хотя объединение водных суспензий 60-1, 62-1, 64-1 с образованием струи 94-1 вызывает некоторое смешивание водных суспензий 60-1, 62-1, 64-1, известно, что разделение водных суспензий 60-1, 62-1, 64-1 в слоях по меньшей мере частично поддерживается в первом полотне 96А, которое формируется, когда объединенные водные суспензии 60-1, 62-1, 64-1 осаждаются на формующую сетку 102-1. Таким образом, первое полотно 96А, которое проиллюстрировано на фиг.3, включает первый слой или пласт 96А-1, содержащий, главным образом, первую водную суспензию 60-1, второй слой или пласт 96А-2, содержащий, главным образом, вторую водную суспензию 62-1, и третий слой или пласт 96А-3, содержащий, главным образом, третью водную суспензию 64-1. Аналогичным образом, второе полотно 96В, которое формируется из струи 94-2, проиллюстрировано как включающее первый слой или пласт 96В-1, содержащий, главным образом, первую водную суспензию 60-2, второй слой или пласт 96В-2, содержащий, главным образом, вторую водную суспензию 62-2, и третий слой или пласт 96В-3, содержащий, главным образом, третью водную суспензию 64-2.In addition, as shown in figure 3, separate streams of aqueous suspensions 60-1, 60-2, 62-1, 62-2, 64-1, 64-2 are maintained inside the respective headboxes 50-1, 50-2 by means of first and second plates (not numbered) until the aqueous suspensions 60-1, 60-2, 62-1, 62-2, 64-1, 64-2 exit through the layered outlet of the multilayer headbox 92-1 , 92-2 in the jet 94-1, 94-2. The jet 94-1 leaving the headbox 50-1 includes the combined and thus layered aqueous suspensions 60-1, 62-1, 64-1, and the jet 94-2 leaving the headbox 50-2 includes the combined aqueous suspensions 60-2, 62-2, 64-2. The layered cone 90-1, 90-2 may optionally include a layered regulator (not numbered; see FIGS. 1 and 2). Each jet 94-1, 94-2 forms layers of aqueous fibrous slurry 96A, 96B (also referred to as first and second webs) on a respective forming wire 102-1, 102-2. Although the combination of aqueous suspensions 60-1, 62-1, 64-1 to form jet 94-1 causes some mixing of aqueous suspensions 60-1, 62-1, 64-1, it is known that the separation of aqueous suspensions 60-1, 62- 1, 64-1 in layers is at least partially supported in the first web 96A, which is formed when the combined aqueous slurries 60-1, 62-1, 64-1 are deposited on the forming wire 102-1. Thus, the first web 96A, which is illustrated in FIG. slurry 62-1, and a third layer or formation 96A-3 containing primarily a third aqueous slurry 64-1. Similarly, the second web 96B that is formed from the jet 94-2 is illustrated as including a first layer or formation 96B-1 containing primarily a first aqueous slurry 60-2, a second layer or formation 96B-2 containing primarily , a second aqueous slurry 62-2, and a third layer or formation 96B-3 containing primarily a third aqueous slurry 64-2.

Как представлено на фиг.3, вторая формующая секция Фудринье 100-2 расположена таким образом, что она движется «против» первой формующей секции Фудринье 100-1. Грудной вал 104-2, приводные валы 106-2 и формующая сетка 102-2 второй формующей секции Фудринье 100-2 могут быть расположены таким образом, что второе полотно 96В начинает движение в направлении, которое является обратным или противоположным по отношению к направлению первого полотна 96-2. В положении ниже по потоку относительно грудного вала 104-2 направление второго полотна 96В изменяется на противоположное, таким образом, что второе полотно 96В движется в таком же направлении, как первое полотно 96А. После этого полотна 96А, 96В могут быть объединены или уложены друг на друга с образованием шестислойного полотна 98, как представлено на фиг.3, причем полотна 96А, 96В могут быть объединены или уложены друг на друга таким образом, чтобы третьи слои 96А-3, 96В-3 соответствующих полотен 96А, 96В находились в контакте друг с другом, а соответствующие первые слои 96А-1, 96В-1 образовывали наружную поверхность шестислойного полотна 98, как описано более подробно в настоящем документе. После этого бумажное изделие может быть изготовлено из полотна 98 с применением известных способов.As shown in Figure 3, the second Fudrinier forming section 100-2 is positioned in such a way that it moves "against" the first Fudrinier forming section 100-1. Breast roll 104-2, drive rolls 106-2, and forming wire 102-2 of second Fudrinier forming section 100-2 may be positioned such that second web 96B begins to move in a direction that is reverse or opposite to that of the first web. 96-2. At a position downstream of the chest roll 104-2, the direction of the second web 96B is reversed such that the second web 96B moves in the same direction as the first web 96A. Thereafter, webs 96A, 96B may be combined or stacked to form a six layer web 98 as shown in FIG. 3, webs 96A, 96B may be combined or stacked such that the third layers 96B-3 of the respective webs 96A, 96B were in contact with each other, and the respective first layers 96A-1, 96B-1 formed the outer surface of the six-layer web 98, as described in more detail herein. Thereafter, a paper product can be made from the web 98 using known methods.

Хотя на фиг.1-3 проиллюстрированы двухслойные и трехслойные напорные ящики 10, 50, 50-1, 50-2, следует понимать, что настоящее изобретение также может быть реализовано с применением четырехслойных напорных ящиков, пятислойных напорных ящиков и т.д. Дополнительные примеры многослойных напорных ящиков, которые могут быть использованы, описаны в патентах США №№6,544,387; 6,962,646 и 7,381,295, описания которых во всей своей полноте включены в настоящий документ посредством ссылки.Although two-layer and three-layer headboxes 10, 50, 50-1, 50-2 are illustrated in Figures 1-3, it should be understood that the present invention can also be implemented using four-layer headboxes, five-layer headboxes, etc. Additional examples of multilayer headboxes that may be used are described in US Pat. Nos. 6,544,387; 6,962,646 and 7,381,295, the disclosures of which are incorporated herein by reference in their entirety.

Согласно всем вариантам осуществления каждый водная суспензия может иметь одну или несколько иных характеристик или свойств по сравнению с водной суспензией в одном или нескольких соседних впускных коллекторах. В частности, каждая из водных суспензий может содержать волокна с различной средней длиной волокон. Можно использовать одну или несколько технологий, известных в технике, чтобы получать водные суспензии, содержащие волокна с различной средней длиной. В одном или нескольких исходных или вводимых материалах, используемых для получения водных суспензий, могут присутствовать необработанные материалы, повторно используемые материалы или их смеси. В качестве одного примера, среднюю длину волокон можно по меньшей мере частично регулировать посредством выбора исходных материалов из одного или нескольких тюков волокон, содержащих, например, волокна, получаемые преимущественно из конкретного типа или вида растения (например, хвойного или лиственного). Химически изготовленные способом сульфатной (крафт) варки древесной массы хвойные волокна, как правило, представляют собой наиболее длинные и прочные изготавливаемые хвойные волокна, которые могут включать волокна со средней длиной, составляющей, например, приблизительно от 3 до 4 мм. Эта средняя длина включает все промежуточные значения и поддиапазоны, в том числе 3,20, 3,25, 3,30, 3,35, 3,40, 3,45, 3,50, 3,55, 3,60, 3,65, 3,70, 3,75, и 3,80 мм. Лиственные древесные волокна, как правило, являются короче и могут включать волокна со средней длиной, составляющей, например, приблизительно от 1 до 1,2 мм. Эта средняя длина включает все промежуточные значения и поддиапазоны, в том числе 1,05, 1,10 и 1,15 мм. Типичные размеры волокон исходных материалов может включать, например, следующие (в зависимости от географической области происхождения и способа варки древесной массы):In all embodiments, each aqueous slurry may have one or more different characteristics or properties compared to the aqueous slurry in one or more adjacent intake manifolds. In particular, each of the aqueous suspensions may contain fibers with a different average fiber length. You can use one or more technologies known in the art to obtain aqueous suspensions containing fibers with different average lengths. One or more starting or input materials used to form aqueous suspensions may contain raw materials, recycled materials, or mixtures thereof. As one example, the average length of the fibers can be at least partially controlled by selecting starting materials from one or more bales of fibers containing, for example, fibers obtained predominantly from a particular type or species of plant (eg, coniferous or deciduous). Chemically kraft pulped softwood fibers are typically the longest and strongest softwood fibers produced, which may include fibers with an average length of, for example, about 3 to 4 mm. This average length includes all intermediate values and sub-ranges, including 3.20, 3.25, 3.30, 3.35, 3.40, 3.45, 3.50, 3.55, 3.60, 3 .65, 3.70, 3.75, and 3.80 mm. Hardwood fibers are generally shorter and may include fibers with an average fiber length of, for example, about 1 to 1.2 mm. This average length includes all intermediate values and sub-ranges, including 1.05, 1.10 and 1.15 mm. Typical fiber sizes of raw materials may include, for example, the following (depending on the geographical area of origin and the method of pulping):

хвойные крафт-волокна: от 2,4 до 3,6 мм;coniferous kraft fibers: from 2.4 to 3.6 mm;

волокна из беленой химикотермомеханической/термомеханической (ВСТМ/ТМР) хвойной древесной массы: от 1,45 до 2,0 мм; иfibers from bleached chemothermomechanical/thermomechanical (BCTM/TMR) softwood pulp: 1.45 to 2.0 mm; and

лиственные крафт-волокна: от 0,9 до 1,1 мм.hardwood kraft fibers: 0.9 to 1.1 mm.

Указанные значения средней длины включают все промежуточные значения и поддиапазоны, в том числе 2,45, 2,50, 2,55, 2,60, 2,65, 2,70, 2,75, 2,80, 2,85, 2,90, 2,95, 3,00, 3,05, 3,10, 3,15, 3,20, 3,25, 3,30, 3,35, 3,40, 3,45, 3,50 и 3,55 для хвойных крафт-волокон; 1,50, 1,55, 1,60, 1,65, 1,70, 1,75, 1,80, 1,85, 1,90 и 1,95 мм для хвойных волокон ВСТМ/ТМР; и 0,95, 1,00 и 1,05 мм для лиственных крафт-волокон.Average lengths quoted include all intermediate values and sub-ranges, including 2.45, 2.50, 2.55, 2.60, 2.65, 2.70, 2.75, 2.80, 2.85, 2.90, 2.95, 3.00, 3.05, 3.10, 3.15, 3.20, 3.25, 3.30, 3.35, 3.40, 3.45, 3, 50 and 3.55 for softwood kraft fibers; 1.50, 1.55, 1.60, 1.65, 1.70, 1.75, 1.80, 1.85, 1.90 and 1.95 mm for HTTM/TMP softwood fibers; and 0.95, 1.00 and 1.05 mm for hardwood kraft fibers.

Как представлено на фиг.1-3, первая водная суспензия 20, 60, 60-1, 60-2 может содержать волокна, имеющие наибольшую среднюю длину и используемые для формования полотна. Первая водная суспензия 20, 60, 60-1, 60-2 может быть получена, например, посредством выбора исходных материалов, содержащих, главным образом, необработанные хвойные волокна, хотя каждая из второй водной суспензии 22, 62, 62-1, 62-2 и третьей водной суспензии 64, 64-1, 64-2 может быть получена посредством выбора исходных материалов, содержащих, главным образом, необработанные лиственные волокна. Как известно в технике, каждая из первой, второй и третьей водных суспензий может быть получена с применением отдельной суспензии древесной массы (не представленной), которая поступает в каждый соответствующий впускной коллектор из отдельного резервуара исходного материала (не представленного).As shown in Figures 1-3, the first aqueous slurry 20, 60, 60-1, 60-2 may contain fibers having the highest average length and used to form the web. The first aqueous slurry 20, 60, 60-1, 60-2 can be obtained, for example, by selecting starting materials containing mainly untreated softwood fibers, although each of the second aqueous slurry 22, 62, 62-1, 62- 2 and the third aqueous slurry 64, 64-1, 64-2 can be obtained by selecting raw materials containing mainly untreated hardwood fibers. As is known in the art, each of the first, second, and third aqueous slurries can be made using a separate wood pulp slurry (not shown) that enters each respective intake manifold from a separate feed tank (not shown).

В качестве альтернативы или в качестве дополнения, может быть использовано фракционирование для классификации и разделения волокон в суспензии древесной массы по размеру на фракцию коротких волокон («SF») и фракцию длинных волокон («LF»). Например, фракционирование может быть использовано, когда исходные материалы включают повторно используемые материалы, например, старые контейнеры из гофрированного картона, газеты, журналы и т.д., и/или материалы с более высокой степенью изменчивости длины волокон. Повторно используемые материалы могут включать волокна, имеющие длину, например, от 0,9 до 2,7 мм. Эта средняя длина включает все промежуточные значения и поддиапазоны, в том числе 0,95, 1,00, 1,05, 1,10, 1,15, 1,20, 1,25, 1,30, 1,35, 1,40, 1,45, 1,50, 1,55, 1,60, 1,65, 1,70, 1,75, 1,80, 1,85, 1,90, 1,95, 2,00, 2,05, 2,10, 2,15, 2,20, 2,25, 2,30, 2,35, 2,40, 2,45, 2,50, 2,55, 2,60 и 2,65 мм. Как представлено на фиг.1-3, первая водная суспензия 20, 60, 60-1, 60-2 может содержать один или несколько потоков, содержащих длинные волокна, которые получают в результате одной или несколько стадий фракционирования, в то время как каждая из второй водной суспензии 22, 62, 62-1, 62-2 и третьей водной суспензии 64, 64-1, 64-2 может содержать один или несколько потоков, содержащих короткие волокна, которые получают в результате одной или несколько стадий фракционирования. Как известно в технике, каждая из первой, второй и третьей водных суспензий может быть получена посредством фракционирования одной или нескольких суспензий древесной массы (не представленных), которые поступают из одного или нескольких резервуаров исходных материалов (не представленных), причем получаемые в результате потоки коротких волокон и длинных волокон поступают в соответствующие впускные коллекторы.Alternatively or in addition, fractionation may be used to classify and separate the fibers in the pulp slurry by size into a short fiber fraction ("SF") and a long fiber fraction ("LF"). For example, fractionation can be used when the starting materials include recycled materials, such as old corrugated cardboard containers, newspapers, magazines, etc., and/or materials with a higher degree of fiber length variability. Recycled materials may include fibers having a length of, for example, 0.9 to 2.7 mm. This average length includes all intermediate values and subranges, including 0.95, 1.00, 1.05, 1.10, 1.15, 1.20, 1.25, 1.30, 1.35, 1 .40, 1.45, 1.50, 1.55, 1.60, 1.65, 1.70, 1.75, 1.80, 1.85, 1.90, 1.95, 2.00 , 2.05, 2.10, 2.15, 2.20, 2.25, 2.30, 2.35, 2.40, 2.45, 2.50, 2.55, 2.60 and 2 .65 mm. As shown in Figures 1-3, the first aqueous slurry 20, 60, 60-1, 60-2 may contain one or more streams containing long fibers that result from one or more fractionation stages, while each of the second aqueous slurry 22, 62, 62-1, 62-2 and the third aqueous slurry 64, 64-1, 64-2 may contain one or more short fiber containing streams that result from one or more fractionation steps. As is known in the art, each of the first, second, and third aqueous slurries can be obtained by fractionating one or more wood pulp slurries (not shown) that come from one or more feedstock tanks (not shown), the resulting streams being short fibers and long fibers enter the respective intake manifolds.

Кроме того, можно использовать одну или несколько добавок, чтобы, например, изменять количество свободных мелких частиц в водной суспензии, увеличивать прочность конечного бумажного изделия и т.д. Волокна также могут проходить одну или несколько дополнительных стадий до или после фракционирования, таких как очистка, диспергирование и/или рафинирование.In addition, one or more additives can be used to, for example, change the amount of free fines in an aqueous suspension, increase the strength of the final paper product, and so on. The fibers may also go through one or more additional steps before or after fractionation, such as purification, dispersion and/or refining.

Во всех примерах первая водная суспензия 20, 60, 60-1, 60-2 на фиг.1-3, т.е. часть полотна 46, 96, 96А, 96В, которая находится в контакте с верхней поверхностью 102А, 102А-1, 102А-1 формующей сетки 102, 102-1, 102-2, содержит первые волокна с первой (наибольшей) средней длиной, и вторая водная суспензия 22, 62, 62-1, 62-2 содержит вторые волокна со второй средней длиной, которая составляет менее чем первая средняя длина. Как представлено на фиг.2 и 3, когда присутствует третий впускной коллектор 56, 56-1, 56-2, третья водная суспензия 64, 64-1, 64-2 может содержать третьи волокна с третьей средней длиной. В некоторых конкретных случаях третья средняя длина может составлять менее чем первая средняя длина. В других конкретных случаях третья средняя длина может составлять менее чем первая и вторая средние длины. Например, первые волокна в первой водной суспензии 20, 60, 60-1, 60-2 могут включать волокна, которые приблизительно в три раза превышают по длине вторые и/или третьи волокна, например, когда первая водная суспензия 20, 60, 60-1, 60-2 содержит хвойные волокна, а вторая и/или третья водные суспензии 22, 62, 62-1, 62-2, 64, 64-1, 64-2 содержат лиственные волокна. В следующих конкретных случаях согласно варианту осуществления, который представлен на фиг.2, третья средняя длина может быть практически такой же или составлять более чем первая средняя длина, как описано в настоящем документе.In all examples, the first aqueous suspension 20, 60, 60-1, 60-2 in FIGS. the portion of the web 46, 96, 96A, 96B that is in contact with the upper surface 102A, 102A-1, 102A-1 of the forming wire 102, 102-1, 102-2, contains the first fibers with the first (longest) average length, and the second aqueous suspension 22, 62, 62-1, 62-2 contains second fibers with a second average length that is less than the first average length. As shown in FIGS. 2 and 3, when the third intake manifold 56, 56-1, 56-2 is present, the third aqueous slurry 64, 64-1, 64-2 may comprise third fibers with a third average length. In some specific cases, the third average length may be less than the first average length. In other specific cases, the third average length may be less than the first and second average lengths. For example, the first fibers in the first aqueous slurry 20, 60, 60-1, 60-2 may include fibers that are approximately three times the length of the second and/or third fibers, such as when the first aqueous slurry 20, 60, 60- 1, 60-2 contains softwood fibers, and the second and/or third aqueous suspensions 22, 62, 62-1, 62-2, 64, 64-1, 64-2 contain hardwood fibers. In the following specific cases, according to the embodiment shown in FIG. 2, the third average length may be substantially the same or greater than the first average length as described herein.

Как представлено на фиг.1-3, когда водные суспензии объединяют с образованием соответствующих струй 44, 94, 94-1, 94-2 и осаждают на формующую сетку 102, 102-1, 102-2, большинство волокон в каждом слое или пласте получаемых в результате полотен 46, 96, 96А, 96В с более высоким преобладанием ориентируются в машинном направлении, как проиллюстрировано соответствующими стрелками А, А-1, А-2. Ориентированные в поперечном направлении колебания формующей сетки 102, 102-1, 102-2, т.е. колебания формующей сетки в направлении, которое является поперечным или практически перпендикулярным по отношению к машинному направлению, могут быть использованы для улучшения формования конечного бумажного изделия посредством возбуждения гидродинамических и механических сдвигающих сил в полотне 46, 96, 96А, 96В на формующей сетке 102, 102-1, 102-2. В частности, поскольку первый пласт 46-1, 96-1, 96А-1, 96В-1 каждого полотна 46, 96, 96А, 96В, содержащего, главным образом, первую водную суспензию 20, 60, 60-1, 60-2, содержащую волокна с первой (наибольшей) средней длиной, находится в контакте с формующей сеткой 102, 102-1, 102-2, авторы считают, что первые волокна подвергаются наибольшему воздействию поперечных сдвигающих сил.As shown in Figures 1-3, when the aqueous slurries are combined to form the respective jets 44, 94, 94-1, 94-2 and deposited onto the forming wire 102, 102-1, 102-2, the majority of the fibers in each layer or layer the resulting webs 46, 96, 96A, 96B are oriented with higher predominance in the machine direction, as illustrated by the respective arrows A, A-1, A-2. The transverse vibrations of the forming wire 102, 102-1, 102-2, i. e. vibrations of the forming fabric in a direction that is transverse or substantially perpendicular to the machine direction can be used to improve the formation of the final paper product by excitation of hydrodynamic and mechanical shear forces in the web 46, 96, 96A, 96B on the forming fabric 102, 102- 1, 102-2. In particular, since the first layer 46-1, 96-1, 96A-1, 96B-1 of each web 46, 96, 96A, 96B containing mainly the first aqueous suspension 20, 60, 60-1, 60-2 containing fibers with the first (longest) average length is in contact with the forming fabric 102, 102-1, 102-2, the authors believe that the first fibers are subjected to the greatest effect of transverse shear forces.

Поперечные или ориентированные в поперечном направлении колебания формующей сетки 102, 102-1, 102-2 согласно любому из вариантов осуществления, которые проиллюстрированы на фиг.1-3, могут быть достигнуты посредством одной или нескольких структур, известных в технике. В качестве одного примера, как представлено на фиг.4, волокнистая ориентированная структура, включающая устройство 200 вибрационного стола бумагоделательной машины заставляет формующую сетку 102 колебаться в направлении, поперечном по отношению к машинному направлению, т.е. заставляет формующую сетку 102 колебаться в поперечном направлении. Устройство 200 вибрационного стола бумагоделательной машины может быть использовано с грудным валом 104 и напорным ящиком 10, что может соответствовать любому из вариантов осуществления, описанных в настоящем документе, в том числе вариант осуществления, представленный на фиг.3 и включающий две формующие секции Фудринье. Устройство 200 вибрационного стола бумагоделательной машины может включать множество тавровых балок 202, 204 и боковую раму (не представленную), причем к боковой раме прикреплены чередующиеся тавровые балки, например, тавровые балки 202 или тавровые балки, подвижные по отношению к боковой раме в направлении, указанном стрелкой В, например, тавровые балки 204. Устройство 200 вибрационного стола бумагоделательной машины описано более подробно в патенте США №4,055,460, описание которого во всей своей полноте включено в настоящий документ посредством ссылки.The transverse or transverse vibrations of the forming fabric 102, 102-1, 102-2 according to any of the embodiments illustrated in FIGS. 1-3 can be achieved by one or more structures known in the art. As one example, as shown in FIG. 4, a fiber oriented structure including a paper machine vibrating table assembly 200 causes the forming wire 102 to oscillate in a direction transverse to the machine direction, i.e. causes the forming wire 102 to oscillate in the transverse direction. The paper machine vibratory table apparatus 200 may be used with a breast roll 104 and a headbox 10, which may correspond to any of the embodiments described herein, including the embodiment shown in FIG. 3 that includes two Fudrinier forming sections. The paper machine vibratory table apparatus 200 may include a plurality of T-beams 202, 204 and a side frame (not shown), with alternating T-beams attached to the side frame, such as T-beams 202 or T-beams movable with respect to the side frame in the direction indicated. arrow B, for example, T-beams 204. The paper machine vibrating table apparatus 200 is described in more detail in US Pat. No. 4,055,460, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.

Кроме того, как представлено на фиг.4, подвижные тавровые балки 204 могут быть установлены посредством стержней 206 на эксцентрики 208, 210, которые установлены на вал 212. Вращение вала 212 вокруг продольной оси С заставляет эксцентрики 208, 210 вращаться, что заставляет подвижные тавровые балки 204 скользить, т.е. двигаться назад и вперед, из стороны в сторону в направлении, указанном стрелкой В. Стрелка В ориентирована в поперечном направлении, т.е. практически перпендикулярно по отношению к машинному направлению, которое представлено стрелкой А. В некоторых случаях, как представлено на фиг.3, соседние эксцентрики 208, 210 могут быть установлены под углом 180° по отношению друг к другу, таким образом, что соседние эксцентрики подвижных тавровых балок 204 будут двигаться из стороны в сторону в противоположных направлениях вследствие действия эксцентриков 208, 210. В других случаях (не представленных) эксцентрики 208, 210 могут быть установлены в фазе друг с другом таким образом, что подвижные тавровые балки 204 совместно движутся из стороны в сторону.In addition, as illustrated in FIG. 4, the movable T-beams 204 may be mounted by means of rods 206 on eccentrics 208, 210 that are mounted on a shaft 212. Rotation of the shaft 212 about longitudinal axis C causes the eccentrics 208, 210 to rotate, which causes the movable tees beams 204 slide, i.e. move back and forth, from side to side in the direction indicated by arrow B. Arrow B is oriented in the transverse direction, i.e. substantially perpendicular to the machine direction, which is represented by arrow A. In some cases, as shown in FIG. of the beams 204 will move from side to side in opposite directions due to the action of the eccentrics 208, 210. In other cases (not shown), the eccentrics 208, 210 may be set in phase with each other so that the movable tee beams 204 move together from side to side.

Во всех случаях движение эксцентриков 208, 210 заставляет формующую сетку 102 колебаться в поперечном направлении по отношению к фиксированным тавровым балкам 202. Трение между формующей сеткой 102 и тавровыми балками 202, 204 обеспечивает передачу колебаний подвижных тавровых балок 204 формующей сетке 102 и полотну 96, которое формируется на формующей сетке 102, как описано более подробно по отношению к фиг.6. Нормальное (прямое) положение формующей сетки 102 без применения устройства 200 вибрационного стола бумагоделательной машины проиллюстрировано на фиг.4 сплошной линией, в то время как положение формующей сетки 102' в движении (с преувеличением) в течение применения устройства 200 вибрационного стола бумагоделательной машины проиллюстрировано пунктирной линией.In all cases, the movement of the eccentrics 208, 210 causes the forming wire 102 to oscillate transversely with respect to the fixed T-beams 202. formed on the forming wire 102 as described in more detail with respect to FIG. The normal (straight) position of the forming wire 102 without using the paper machine vibrating table device 200 is illustrated in FIG. line.

В качестве другого примера, вибрационное устройство 300 грудного вала, которое представлено в частичном поперечном сечении на фиг.5, может быть использовано согласно любому из вариантов осуществления, которые описаны в настоящем документе (в том числе вариант осуществления, представленный на фиг.3, включающий две формующие секции Фудринье), чтобы стимулировать ориентированные в поперечном направлении колебания формующей сетки (не представлены; см. фиг.1-4). Вибрационное устройство 300 грудного вала описано более подробно в патенте США №5,560,808, описание которого во всей своей полноте включено в настоящий документ посредством ссылки. Как представлено на фиг.5, грудной вал 104 выполнен с возможностью вращения на опоре внутри подшипниковые установки 302, которые присоединены к фиксированной части 304 посредством подвижного элемента 306. В некоторых примерах подвижные элемент 306 может включать стекловолоконные пружины. Одна из подшипниковых установок 302 присоединена к вибрационному устройству 300 грудного вала посредством рычага 308. Вибрационное устройство 300 грудного вала может включать одну или несколько гидравлических ползунов в сборе (не представленных), которые заставляют рычаг 308, подшипниковые установки 302, грудной вал 104 и подвижные элементы 306 двигаться из стороны в сторону в направлении, указанном стрелкой В, которое является поперечным по отношению к машинному направлению (не представлено; см. фиг.1-4) и обычно параллельным по отношению к оси D грудного вала 104. Штриховые линии на фиг.5 показывают положение грудного вала 104, подшипниковых установок 302 и подвижных элементов 306, когда они движутся назад и вперед под действием вибрационного устройства 300 грудного вала посредством рычага 308. Аналогично устройству 200 вибрационного стола бумагоделательной машины, которое проиллюстрировано на фиг.4, движение грудного вала 104 из стороны в сторону на фиг.5 заставляет формующую сетку (не представленную; см. фиг.1-4) колебаться в поперечном направлении, когда формующая сетка проходит над грудным валом 104. Согласно некоторым вариантам осуществления (не представленным) устройство 200 вибрационного стола бумагоделательной машины на фиг.4 и вибрационное устройство 300 грудного вала на фиг.5 могут быть использованы совместно в единственной формующей секции Фудринье.As another example, the chest shaft vibrating device 300, which is shown in partial cross section in FIG. 5, may be used according to any of the embodiments that are described herein (including the embodiment shown in FIG. 3, including two Fudrinier forming sections) to stimulate transverse vibrations of the forming fabric (not shown; see figures 1-4). The chest roll vibration device 300 is described in more detail in US Pat. No. 5,560,808, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. As shown in FIG. 5, the chest shaft 104 is rotatable on a support within a bearing assembly 302 that is connected to a fixed portion 304 via a movable member 306. In some examples, the movable member 306 may include fiberglass springs. One of the bearing assemblies 302 is connected to the thoracic shaft vibrator 300 via a lever 308. The thoracic shaft vibrator 300 may include one or more hydraulic sliders assemblies (not shown) that actuate the lever 308, the bearing assemblies 302, the thoracic shaft 104, and the movable members 306 move from side to side in the direction indicated by arrow B, which is transverse to the machine direction (not shown; see FIGS. 1-4) and generally parallel to axis D of the chest shaft 104. The dashed lines in FIG. 5 shows the position of the breast roll 104, the bearings 302, and the movable members 306 as they move back and forth under the action of the breast roll vibrator 300 via the arm 308. Similar to the paper machine vibrating table apparatus 200 illustrated in FIG. 4, the movement of the breast roll 104 from side to side in Fig. 5 causes the forming wire (not presented; see FIGS. 1-4) oscillate laterally as the forming wire passes over the breast roll 104. In some embodiments (not shown), the paper machine vibrating table device 200 of FIG. 4 and the breast roll vibrating device 300 of FIG. 5 can be used together in a single Fudrinier forming section.

Согласно всем вариантам осуществления авторы считают, что поперечные или ориентированные в поперечном направлении колебания формующей сетки, как описано в настоящем документе, заставляют по меньшей мере часть волокон в составе полотна ориентироваться в большей степени в направлении, которое отклоняется от машинного направления, причем на волокна, занимающие ближайшее положение к формующей сетке, как правило, действуют наибольшие поперечные сдвигающие силы, таким образом, что указанные волокна ориентируются в направлении, которое в наибольшей степени отклоняется от машинного направления. Согласно предшествующему уровню техники, когда однослойный напорный ящик используют в сочетании с ориентированными в поперечном направлении колебаниями формующей сетки, или водные суспензии каждого слоя в многослойном напорном ящике имеют одинаковый состав, авторы считают, что наиболее длинные волокна, как правило, равномерно распределены по всей толщине полотна и конечного бумажного изделия, изготовленного из полотна (см. фиг.6 и 7). Наиболее длинные волокна, как правило, представляют собой наиболее прочные волокна в отношении обеспечения желательных свойств прочности и жесткости при изгибе конечного бумажного изделия. Когда формующая сетка подвергается ориентированным в поперечном направлении колебаниям, поскольку все слои, как правило, содержат в одинаковое количество наиболее длинных волокон, только на ограниченное число наиболее длинных волокон в полотне, т.е. только на те волокна, которые занимают ближайшее положение к формующей сетке, будут воздействовать поперечные сдвигающие силы достаточной величины, чтобы заставлять эти волокна ориентироваться в направлении, которое отклоняется от машинного направления. Большинство остальных наиболее длинных волокон будет, как правило, ориентироваться в машинном направлении.In all embodiments, we believe that transverse or transverse vibrations of the forming fabric, as described herein, cause at least a portion of the fibers in the web composition to orient more in a direction that deviates from the machine direction, with the fibers those occupying the closest position to the forming wire, as a rule, the greatest transverse shear forces act, so that these fibers are oriented in the direction that deviates most from the machine direction. According to the prior art, when a single layer headbox is used in combination with transversely oriented forming wire vibrations, or the aqueous slurries of each layer in a multilayer headbox have the same composition, the inventors believe that the longest fibers tend to be evenly distributed throughout the thickness. the web and the final paper product made from the web (see FIGS. 6 and 7). The longest fibers are generally the strongest fibers in terms of providing the desired strength and flexural stiffness properties in the final paper product. When the forming fabric is subjected to transverse vibrations, since all layers generally contain the same number of longest fibers, only a limited number of longest fibers in the web, i. only those fibers closest to the forming wire will be subjected to transverse shear forces of sufficient magnitude to cause the fibers to orient in a direction that deviates from the machine direction. Most of the remaining longest fibers will generally be oriented in the machine direction.

Авторы считают, что согласно настоящему изобретению первый слой или пласт, занимающий ближайшее положение к формующей сетке, будет содержать значительное количество наиболее длинных волокон, присутствующих в полотне, и, кроме того, что значительная часть наиболее длинных волокон будет ориентироваться, располагаться или выравниваться в направлении, которое отклоняется от машинного направления. Как описано в настоящем документе по отношению к фиг.1 и 2, в самый нижний впускной коллектор исходного материала, т.е. в первый впускной коллектор 12, 52, соответствующего многослойного напорного ящика 10, 50 поступает первая водная суспензия 20, 60, содержащая первые волокна, которые имеют большую среднюю длину, чем средняя длина волокон водной суспензии, поступающей по меньшей мере во впускной коллектор, расположенный выше первого впускного коллектора (например, во второй впускной коллектор 14, 54). Хотя объединение водных суспензий с образованием соответствующей струи 44, 94 обеспечивает некоторое смешивание водных суспензий, известно, что разделение водных суспензий по меньшей мере частично поддерживается в соответствующем полотне 46, 96, которое формируется, когда объединенные водные суспензии осаждаются на формующую сетку 102, таким образом, что полотно 46, 96 содержит два или более слоев или пластов. Таким образом, авторы считают, что первый слой или пласт 46-1, 96-1 каждого полотна 46, 96 будет, как правило, содержать волокна, у которых средняя длина составляет более чем средняя длина волокон первого слоя или пласта, сформированного в соответствии со способами предшествующего уровня техники. Аналогичным образом, как представлено на фиг.3, в самый нижний впускной коллектор, т.е. в первый впускной коллектор 52-1, 52-2, каждого соответствующего напорного ящика 50-1, 50-2 поступает первая водная суспензия 60-1, 60-2, содержащая первые (более длинные) волокна, таким образом, что первый слой или пласт 96А-1, 96В-1 каждого соответствующего полотна 96А, 96В, которое занимает ближайшее положение к соответствующей формующей сетке 102-1, 102-2, как правило, будет содержать волокна, имеющие большую среднюю длину.The authors believe that according to the present invention, the first layer or layer closest to the forming wire will contain a significant amount of the longest fibers present in the fabric, and, in addition, that a significant part of the longest fibers will be oriented, located or aligned in the direction , which deviates from the machine direction. As described herein with respect to FIGS. 1 and 2, into the lowest feed intake manifold, i. e. the first inlet manifold 12, 52 of the respective multilayer headbox 10, 50 receives the first aqueous slurry 20, 60 containing first fibers that have an average length greater than the average length of the fibers of the aqueous slurry entering at least the inlet manifold located above the first intake manifold (for example, into the second intake manifold 14, 54). Although the combination of the aqueous suspensions to form the respective jet 44, 94 provides some mixing of the aqueous suspensions, separation of the aqueous suspensions is known to be at least partially maintained in the respective web 46, 96 which is formed when the combined aqueous suspensions are deposited onto the forming wire 102, thus that the web 46, 96 contains two or more layers or layers. Thus, the inventors believe that the first layer or ply 46-1, 96-1 of each web 46, 96 will generally contain fibers whose average length is greater than the average length of the fibers of the first ply or ply formed according to methods of the prior art. Similarly, as shown in FIG. 3, into the lowest intake manifold, i.e. the first intake manifold 52-1, 52-2 of each respective headbox 50-1, 50-2 receives the first aqueous slurry 60-1, 60-2 containing the first (longer) fibers, such that the first layer or the sheet 96A-1, 96B-1 of each respective web 96A, 96B that occupies the closest position to the respective forming wire 102-1, 102-2 will typically contain fibers having a greater average length.

На фиг.6 представлен вид сверху сечения трехслойного полотна 96, проиллюстрированного на фиг.4 и изготовленного в соответствии с этим примером, где вырезаны части второго и третьего слоев 96-2, 96-3. Полотно 96 может быть аналогичным трехслойному полотну 96, проиллюстрированному на фиг.2, и может иметь толщину Tw, которая, как правило, проходит перпендикулярно как машинному направлению, так и поперечному направлению. На фиг.6, машинное направление представлено стрелкой А, и поперечное направление представлено стрелкой В. На вставках представлены идеализированные изображения первых, вторых и третьих волокон 97-1, 97-2, 97-3, 97-3', которые расположены, соответственно, в первом, втором и третьем слоях 96-1, 96-2, 96-3 полотна 96, которое следует поперечным колебаниям формующей сетки, как описано в настоящем документе. Как представлено на фиг.6, первые волокна 97-1 имеют первую среднюю длину, и вторые волокна 97-2 имеют вторую среднюю длину, причем первая средняя длина составляет более чем вторая средняя длина. Третьи волокна 97-3, 97-3' имеют третью средняя длина. В некоторых случаях третья средняя длина третьих волокон, например, волокон 97-3, составляет менее чем одна или обе из первой длины и второй средней длины. В других случаях третья средняя длина третьих волокон, например, волокон 97-3', является такой же или составляет более чем первая средняя длина первых волокон 97-1.Fig. 6 is a top sectional view of the three-layer web 96 illustrated in Fig. 4 and manufactured in accordance with this example, where portions of the second and third layers 96-2, 96-3 are cut out. The web 96 may be similar to the three-ply web 96 illustrated in FIG. 2 and may have a thickness Tw that generally runs perpendicular to both the machine direction and the cross direction. In Fig. 6, the machine direction is represented by arrow A and the cross direction is represented by arrow B. The insets show idealized images of the first, second and third fibers 97-1, 97-2, 97-3, 97-3', which are located, respectively , in the first, second and third layers 96-1, 96-2, 96-3 of the web 96, which follows the lateral oscillation of the forming wire, as described herein. As shown in FIG. 6, the first fibers 97-1 have a first average length and the second fibers 97-2 have a second average length, the first average length being greater than the second average length. The third fibers 97-3, 97-3' have a third average length. In some cases, the third average length of the third fibers, such as 97-3 fibers, is less than one or both of the first length and the second average length. In other cases, the third average length of the third fibers, for example the fibers 97-3', is the same as or greater than the first average length of the first fibers 97-1.

Кроме того, как представлено на фиг.6, значительную часть первых волокон 97-1 заставляют ориентироваться под углом по отношению к машинному направлению. В некоторых случаях авторы считают, что по меньшей мере большинство (>50%) первых волокон 97-1 ориентируется под углом по отношению к машинному направлению. Поскольку вторые и третьи волокна 97-2, 97-3, 97-3', расположенные во втором и третьем слоях 96-2, 96-3, расположены дальше от формующей сетки, авторы считают, что на вторые и третьи волокна 97-2, 97-3, 97-3' будут воздействовать поперечные сдвигающие силы в значительно меньшей степени, и они будут проявлять значительно меньшую степень отклонения по отношению к машинному направлению по сравнению с первыми волокнами 97-1.In addition, as shown in Fig.6, a significant part of the first fibers 97-1 are forced to orient at an angle with respect to the machine direction. In some cases, the authors believe that at least the majority (>50%) of the first fibers 97-1 is oriented at an angle with respect to the machine direction. Since the second and third fibers 97-2, 97-3, 97-3' located in the second and third layers 96-2, 96-3 are located farther from the forming wire, the authors believe that the second and third fibers 97-2 , 97-3, 97-3' will be affected by lateral shear forces to a much lesser extent, and they will exhibit a significantly lower degree of deflection with respect to the machine direction compared to the first fibers 97-1.

Число первых волокон 97-1, проходящих под углом по отношению к машинному направлению, и величины углов, под которыми первые волокна 97-1 проходят по отношению к машинному направлению, могут изменяться в зависимости от величины и частоты сдвигающих сил, которые прилагает формующая сетка к первым волокнам 97-1, а также от скорости движения формующей сетки в машинном направлении и в поперечном направлении. Авторы считают, что углы, под которыми первые волокна 97-1 могут проходить по отношению к машинному направлению, могут находиться в диапазоне от +1 градуса до +90 градусов и от -1 градуса до -90 градусов, причем машинному направлению соответствует угол, составляющий 0 градусов, как представлено на фиг.6. Например, отклонение первых волокон 97-1 по отношению к машинному направлению направление может составлять>0 градусов и ≤90 градусов. Указанные диапазоны включают все промежуточные значения и поддиапазоны, в том числе +5, +10, +15, +20, +25, +30, +35, +40, +45, +50, +55, +60, +65, +70, +75, +80 и +85 градусов и -5, -10, -15, -20, -25, -30, -35, -40, -45, -50, -55, -60, -65, -70, -75, -80 и -85 градусов.The number of first fibers 97-1 angled with respect to the machine direction and the angles at which the first fibers 97-1 extend with respect to the machine direction may vary depending on the magnitude and frequency of the shear forces that the forming fabric applies to the the first fibers 97-1, as well as the speed of movement of the forming fabric in the machine direction and in the transverse direction. The inventors believe that the angles at which the first fibers 97-1 can run with respect to the machine direction can range from +1 degree to +90 degrees and from -1 degree to -90 degrees, with the machine direction corresponding to an angle of 0 degrees, as shown in Fig.6. For example, the deviation of the first fibers 97-1 with respect to the machine direction direction may be >0 degrees and ≤90 degrees. The specified ranges include all intermediate values and subranges, including +5, +10, +15, +20, +25, +30, +35, +40, +45, +50, +55, +60, +65 , +70, +75, +80 and +85 degrees and -5, -10, -15, -20, -25, -30, -35, -40, -45, -50, -55, -60, -65, -70, -75, -80 and -85 degrees.

Хотя полотно 96, представленное на фиг.6, включает три слоя, авторы считают, что указанные принципы распространяются в равной степени на полотна, включающие два слоя (например, полотно 46, проиллюстрированное на фиг.1), четыре слоя и т.д. Кроме того, авторы также считают, что указанные принципы распространяются на варианты осуществления, такие как вариант осуществления, проиллюстрированный на фиг.3, согласно которому два трехслойных полотна 96А, 96В, сформованных в отдельных формующих секциях Фудринье 100-1, 100-2, объединяются с образованием одного шестислойного полотна 98.Although the web 96 shown in FIG. 6 includes three layers, the authors believe that these principles apply equally to webs that include two layers (for example, web 46 illustrated in FIG. 1), four layers, and so on. In addition, the authors also believe that these principles apply to embodiments, such as the embodiment illustrated in Fig.3, according to which two three-layer webs 96A, 96B, formed in separate Fudrinier forming sections 100-1, 100-2, are combined to form one six-layer web 98.

Согласно всем вариантам осуществления, заставляя значительная часть первых волокон ориентироваться под углом по отношению к машинному направлению, авторы считают, что прочность при растяжении и прочность при сжатии в поперечном направлении бумажного изделия, изготовленного из полотна, будут увеличиваться по сравнению с бумажным изделием, изготовленным способами в соответствии с предшествующим уровнем техники. В частности, как представлено на фиг.6, авторы считают, что ориентация значительного количества первых наиболее длинных волокон 97-1 в направлении, которое отклоняется от машинного направления, может вызывать уменьшение соотношения прочности при растяжении и/или прочности при сжатии в машинном направлении и прочности при растяжении и/или прочности при сжатии в поперечном направлении конечного бумажного изделия, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением. Бумажные изделия, изготовленные с применением традиционных способов бумажного производства, как правило, имеют значительно более высокие значения прочности при растяжении и прочности при сжатии в машинном направлении по сравнению со значениями прочности при растяжении и прочности при сжатии в поперечном направлении, и, следовательно более высокие соотношения значений прочности при растяжении и прочности при сжатии в машинном направлении и в поперечном направлении, что обусловлено по меньшей мере частично склонностью волокон ориентироваться в машинном направлении. Авторы считают, что бумажные изделия, изготовленные с применением способов, описанных в настоящем документе, могут иметь пониженное соотношение прочности при растяжение и/или прочности при сжатии в поперечном направлении и в машинном направлении по сравнению с бумажными изделиями, изготовленными с применением традиционных способов, что обусловлено по меньшей мере частично ориентацией значительной части наиболее длинных волокон 97-1 под углом по отношению к машинному направлению.In all embodiments, by causing a significant portion of the first fibers to orient at an angle with respect to the machine direction, the authors believe that the tensile strength and compressive strength in the transverse direction of a paper product made from a web will increase compared to a paper product made by methods in accordance with the prior art. In particular, as shown in FIG. 6, we believe that orienting a significant amount of the first longest fibers 97-1 in a direction that deviates from the machine direction may cause a decrease in the ratio of tensile strength and/or compressive strength in the machine direction and tensile strength and/or compressive strength in the transverse direction of the final paper product made in accordance with the present invention. Paper products made using traditional papermaking methods typically have significantly higher tensile strength and MD compressive strength compared to tensile strength and compressive strength in the transverse direction, and therefore higher ratios values of tensile strength and compressive strength in the machine direction and in the transverse direction, which is due at least in part to the tendency of the fibers to orient in the machine direction. The authors believe that paper products made using the methods described herein may have a reduced ratio of tensile strength and/or compressive strength in the transverse direction and in the machine direction compared to paper products made using conventional methods, which due at least in part to the orientation of a significant portion of the longest fibers 97-1 at an angle with respect to the machine direction.

Кроме того, авторы считают, что бумажные изделия, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, будут проявлять повышенную прочность при сжатии, и, в частности, повышенную прочность при сжатии коробки или другого контейнера, изготовленного из бумажного изделия. Как представлено на фиг.7А, на штабелированные коробки 400 воздействует сжимающая сила, как представлено стрелкой F. Вследствие склонности волокон к ориентации в машинном направлении и ограничений традиционных машин для изготовления коробок, коробки 400, изготовленные из традиционных бумажных изделий, как представлено на фиг.7А, как правило, имеют наибольшую величину прочность при сжатии в окружном направление, как указано стрелкой C_d. Поскольку традиционные коробки проявляют наибольшую величину прочности при сжатии в направлении, которое является практически перпендикулярным по отношению к направлению сжимающей силы F, указанные коробки могут быть более склонными к ослаблению и разрушению. Авторы считают, что способы, описанные в настоящем документе, помогают решить эту проблему, заставляя по меньшей мере часть наиболее длинных волокон ориентироваться под углом по отношению к машинному направлению, что увеличивает прочность при сжатии, в частности, прочность при сжатии коробок, изготовленных из указанных бумажных изделий. Как представлено на фиг.7В, авторы считают, что коробка 400', изготовленная их бумажного изделия, сформованного в соответствии с настоящим изобретением, будет иметь повышенную прочность при сжатии в вертикальном направлении, как указано стрелками V_d, которое является практически параллельным по отношению к направлению сжимающей силы F.In addition, the inventors believe that paper products made in accordance with the present invention will exhibit improved compressive strength, and in particular, increased compressive strength of a box or other container made from the paper product. As shown in FIG. 7A, stacked boxes 400 are subjected to a compressive force, as represented by arrow F. Due to the tendency of fibers to MD and the limitations of conventional box machines, boxes 400 made from conventional paper products, as shown in FIG. 7A generally have the highest compressive strength in the circumferential direction, as indicated by the arrow C _d . Since traditional boxes exhibit the greatest amount of compressive strength in a direction that is substantially perpendicular to the direction of the compressive force F, these boxes may be more prone to weakening and breaking. The authors believe that the methods described herein help solve this problem by causing at least a portion of the longest fibers to orient at an angle with respect to the machine direction, which increases the compressive strength, in particular, the compressive strength of boxes made from these paper products. As shown in FIG. 7B, we believe that a box 400' made from a paper product formed in accordance with the present invention will have increased compressive strength in the vertical direction, as indicated by the arrows V _d , which is substantially parallel to the direction of the compressive force F.

Кроме того, авторы считают, что бумажные изделия, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, также будут проявлять повышенную жесткость при изгибе, по сравнению с бумажными изделиями, изготовленными с применением традиционных способов. На фиг.8 представлено примерное конечное бумажное изделие 500, изготовленное в соответствии с настоящим изобретением. Бумажное изделие 500 включает первую наружную поверхность 502, вторую противоположную наружную поверхность 504 и толщину T_f. Бумажное изделие 500 может быть изготовлено из полотна, включающего два или более слоев или пластов, как описано в настоящем документе, и может включать, например, бумагу или картон. Как представлено на фиг.1, 6 и 8, первый слой или пласт 46-1, 96-1, ближайший к формующей сетке 102, включает, главным образом, первую водную суспензию 20, содержащую первые наиболее длинные волокна 97-1, и второй слой или пласт 46-2, 96-2 включает, главным образом, вторую водную суспензию 22, содержащую вторые менее длинные волокна 97-2. Авторы считают, что большинство волокон, расположенных на одной наружной поверхности или вблизи нее, например, на первой наружной поверхности 502 конечного бумажного изделия 500, будут представлять собой наиболее длинные первые волокна 97-1 из первого слоя или пласта 46-1, 96-1, хотя большинство волокон, расположенных вблизи противоположной наружной поверхности, например, второй наружной поверхности 504, будут представлять собой вторые волокна 97-2 из второго слоя или пласта 46-2, 96-2. По меньшей мере часть первых волокон 97-1 может отклоняться от направления, в котором ориентировано большинство вторых волокон 97-2, как описано в настоящем документе. Например, большинство вторых волокон 97-2 может быть ориентировано в машинном направлении, и большинство первых волокон 97-1 может быть ориентировано в направлении, которое отклоняется от машинного направления. В некоторых случаях, как представлено на фиг.1, второй слой или пласт 46-2, 96-2 может представлять собой конечный слой или пласт полотна 46, 96, и в других случаях один или несколько дополнительных слоев или пластов могут быть сформированы поверх второго слоя или пласта 46-2, 96-2 (см. фиг.2 и 3). Наиболее длинные волокна, как правило, обеспечивают повышенную жесткость при изгибе, и авторы считают, что бумажное изделие 500, изготовленное в соответствии с фиг.1, таким образом, что наиболее длинные первые волокна 97-1 расположены на одной наружной поверхности 502 или вблизи нее, будет проявлять повышенную жесткость при изгибе по сравнению с бумажным изделием, изготовленным способами в соответствии с предшествующим уровнем техники, в котором наиболее длинные волокна, как правило, равномерно распределены по всей толщине T_f бумажного изделия.In addition, the authors believe that paper products made in accordance with the present invention will also exhibit increased flexural rigidity compared to paper products made using conventional methods. Figure 8 shows an exemplary final paper product 500 made in accordance with the present invention. The paper product 500 includes a first outer surface 502, a second opposite outer surface 504, and a thickness T _f . The paper product 500 may be made from a web comprising two or more layers or layers as described herein and may include, for example, paper or paperboard. As shown in FIGS. 1, 6 and 8, the first layer or ply 46-1, 96-1 closest to the forming wire 102 comprises primarily a first aqueous slurry 20 containing the first longest fibers 97-1 and a second layer or formation 46-2, 96-2 mainly includes a second aqueous slurry 22 containing second shorter fibers 97-2. It is believed by the inventors that most of the fibers located on or near one outer surface, such as the first outer surface 502 of the final paper product 500, will be the longest first fibers 97-1 from the first layer or formation 46-1, 96-1 , although most of the fibers located near the opposite outer surface, such as the second outer surface 504, will be the second fibers 97-2 from the second layer or formation 46-2, 96-2. At least a portion of the first fibers 97-1 may deviate from the direction in which most of the second fibers 97-2 are oriented, as described herein. For example, most of the second fibers 97-2 may be oriented in the machine direction, and most of the first fibers 97-1 may be oriented in a direction that deviates from the machine direction. In some cases, as shown in Figure 1, the second layer or layer 46-2, 96-2 may be the end layer or layer of the web 46, 96, and in other cases one or more additional layers or layers may be formed over the second layer or formation 46-2, 96-2 (see FIGS. 2 and 3). The longest fibers generally provide increased flexural rigidity, and we believe that paper product 500 made in accordance with FIG. 1 such that the longest first fibers 97-1 are located on or near one outer surface 502 , will exhibit increased flexural rigidity compared to a paper product made by prior art processes in which the longest fibers are generally evenly distributed throughout the paper product's thickness T _f .

Авторы считают, что бумажное изделие 500, изготовленное из полотна 96, 96А, 96В, содержащего три или более слоев, как представлено на фиг.2 и 3 будет также проявлять увеличение жесткости при изгибе. Как представлено на фиг.2, 6 и 8, первый слой или пласт 96-1, ближайший к формующей сетке 102, включает, главным образом, первую водную суспензию 60, содержащую первые волокна 97-1; второй средний слой или пласт 96-2 включает, главным образом, вторую водную суспензию 62, содержащую вторые волокна 97-2; и третий наружный слой или пласт 96-3 включает, главным образом, третью водную суспензию 64, содержащую третьи волокна 97-3, 97-3'. Авторы считают, что большинство волокон, расположенных на одной наружной поверхности или вблизи нее, например, на первой наружной поверхности 502, конечного бумажного изделия 500 будут составлять наиболее длинные первые волокна 97-1 из первого слоя или пласта 96-1. Большинство волокон, расположенных вблизи противоположной поверхности, например, второй наружной поверхности 504, будут составлять вторые волокна 97-2 из второго слоя или пласта 96-2, и большинство волокон, расположенных на противоположной поверхности 504 или вблизи нее, будут составлять третьи волокна 97-3, 97-3' из третьего слоя или пласта 96-3, причем по меньшей мере некоторые из вторых волокон 97-2 расположены между первыми и третьими волокнами 97-1, 97-3, 97-3'.We believe that a paper product 500 made from a web 96, 96A, 96B containing three or more layers as shown in FIGS. 2 and 3 will also exhibit an increase in flexural stiffness. As shown in FIGS. 2, 6 and 8, the first layer or ply 96-1 proximal to the forming wire 102 includes primarily a first aqueous slurry 60 containing first fibers 97-1; the second middle layer or layer 96-2 includes mainly the second aqueous suspension 62 containing the second fibers 97-2; and the third outer layer or layer 96-3 mainly includes a third aqueous slurry 64 containing third fibers 97-3, 97-3'. It is believed by the inventors that most of the fibers located on or near one outer surface, such as the first outer surface 502, of the final paper product 500 will constitute the longest first fibers 97-1 from the first layer or formation 96-1. Most of the fibers located near the opposite surface, such as the second outer surface 504, will constitute the second fibers 97-2 from the second layer or formation 96-2, and most of the fibers located on or near the opposite surface 504 will constitute the third fibers 97- 3, 97-3' from the third layer or formation 96-3, with at least some of the second fibers 97-2 located between the first and third fibers 97-1, 97-3, 97-3'.

Кроме того, как представлено на фиг.2, 6 и 8, в некоторых примерах, которые описаны в настоящем документе, третья средняя длина третьих волокон, например, волокон 97-3 на фиг.6, может составлять менее чем первая средняя длина первых волокон 97-1, и в других примерах третья средняя длина может составлять менее чем первая и вторая средние длины первых и вторых волокон 97-1, 97-2. В обоих примерах вторая средняя длина составляет менее чем первая средняя длина, и авторы считают, что первые волокна 97-1, т.е. волокна, имеющие наибольшее значение средней длины, будут расположены на одной наружной поверхности или вблизи нее, например, первой наружной поверхности 502, бумажного изделия 500 таким образом, что бумажное изделие 500 будет проявлять повышенную жесткость при изгибе (по сравнению с традиционным бумажным изделием), как описано выше по отношению к фиг.1. В других примерах третья средняя длина третьих волокон, например, волокон 97-3' на фиг.6, может быть такой же или составлять более чем первая средняя длина, таким образом, что обе наружные поверхности 502, 504 бумажного изделия 500 включают волокна со средней длиной, которая составляет более чем средняя длина волокон, находящихся внутри бумажного изделия 500. Авторы считают, что это бумажное изделие 500 с более длинными волокнами, расположенными на обеих наружных поверхностях 502, 504 или вблизи них, может проявлять повышенную жесткость при изгибе по сравнению традиционными бумажными изделиями. Авторы считают, что указанные бумажные изделия также могут проявлять более высокую жесткость при изгибе, чем бумажные изделия 500, описанные в настоящем документе, в котором наиболее длинные волокна расположены только на одной наружной поверхности 502 или вблизи нее.In addition, as shown in FIGS. 2, 6 and 8, in some of the examples that are described herein, the third average length of the third fibers, such as fibers 97-3 in FIG. 6, may be less than the first average length of the first fibers. 97-1, and in other examples, the third average length may be less than the first and second average lengths of the first and second fibers 97-1, 97-2. In both examples, the second average length is less than the first average length, and the authors believe that the first fibers 97-1, ie. the fibers having the longest average length will be located on or near one outer surface, such as the first outer surface 502, of the paper product 500 such that the paper product 500 exhibits increased flexural rigidity (compared to a conventional paper product), as described above with respect to Fig.1. In other examples, the third average length of third fibers, such as fibers 97-3' in FIG. longer than the average length of the fibers within the paper product 500. We believe that this paper product 500, with longer fibers located at or near both outer surfaces 502, 504, may exhibit increased flexural rigidity over conventional paper products. The authors believe that these paper products can also exhibit higher bending stiffness than the paper products 500 described herein, in which the longest fibers are located on only one outer surface 502 or near it.

Как представлено на фиг.3, 6 и 8, первый слой или пласт 96А-1, 96В-1, ближайший к соответствующей формующей сетке 102-1, 102-2, включает, главным образом, первую водную суспензию 60-1, 60-2, содержащую наиболее длинные первые волокна 97-1; второй средний слой или пласт 96А-2, 96В-2 включает, главным образом, вторую водную суспензию 62-1, 62-2, содержащую вторые менее длинные волокна 97-2; и третий наружный слой или пласт 96А-3, 96В-3 включает, главным образом, третью водную суспензию 64-1, 64-2, содержащую третьи менее длинные волокна, например, волокна 97-3 на фиг.6. Вторая средняя длина вторых волокон 97-2 составляет менее чем первая средняя длина первых волокон 97-1, и третья средняя длина третьих волокон 97-3 может составлять менее чем одно или оба значения из первой и второй средней длины первых и вторых волокон 97-1, 97-2. В конечном бумажном изделии 500 полотна 96А, 96В могут быть объединены таким образом, что авторы считают, что большинство волокон, расположенных на одной наружной поверхности или вблизи нее, например, первой наружной поверхности 502, конечного бумажного изделия 500 будут составлять первые волокна 97-1 из первого слоя или пласта 96А-1 первого полотна 96А, и большинство волокон, расположенных на противоположной наружной поверхности или вблизи нее, например, на второй наружной поверхности 504, конечного бумажного изделия 500 будут составлять первые волокна 97-1 из первого слоя или пласта 96В-1 второго полотна 96В. По меньшей мере некоторые вторые волока 97-2 из соответствующих вторых слоев или пластов 96А-2, 96В-2 и третьи волокна 97-3 из соответствующих третьих слоев или пластов 96А-3, 96В-3 каждого полотна 96А, 96В расположены между первыми волокнами 97-1 первых слоев или пластов 96А-1, 96В-1. Поскольку первые волокна 97-1 включают волокна, имеющие наибольшее значение средней длины, авторы считают, что обе наружные поверхности 502, 504 бумажного изделия 500, изготовленного с применением варианта осуществления, представленного на фиг.3, будут содержать волокна со средней длиной, которая составляет более чем средняя длина волокон, находящихся внутри бумажного изделия 500. Как описано по отношению к фиг.2, авторы считают, что бумажные изделия 500 с более длинными волокнами, расположенными на обеих наружных поверхностях 502, 504 или вблизи них, могут проявлять повышенную жесткость при изгибе по сравнению традиционными бумажными изделиями, а также по сравнению с бумажными изделиями 500, описанными в настоящем документе, в которых наиболее длинные волокна расположены только на одной наружной поверхности 502 или вблизи нее.As shown in FIGS. 3, 6 and 8, the first layer or ply 96A-1, 96B-1 closest to the respective forming wire 102-1, 102-2 comprises primarily the first aqueous slurry 60-1, 60- 2 containing the longest first fibers 97-1; the second middle layer or formation 96A-2, 96B-2 includes primarily a second aqueous slurry 62-1, 62-2 containing second shorter fibers 97-2; and the third outer layer or sheet 96A-3, 96B-3 includes primarily a third aqueous slurry 64-1, 64-2 containing third shorter fibers, such as fibers 97-3 in FIG. The second average length of the second fibers 97-2 is less than the first average length of the first fibers 97-1, and the third average length of the third fibers 97-3 may be less than one or both of the first and second average lengths of the first and second fibers 97-1 , 97-2. In the final paper product 500, the webs 96A, 96B may be combined in such a way that the authors consider that the majority of the fibers located on or near the same outer surface, for example, the first outer surface 502, of the final paper product 500 will constitute the first fibers 97-1 from the first layer or ply 96A-1 of the first web 96A, and most of the fibers located on or near the opposite outer surface, such as the second outer surface 504, of the final paper product 500 will constitute the first fibers 97-1 from the first layer or ply 96B -1 second blade 96V. At least some second dies 97-2 from respective second layers or layers 96A-2, 96B-2 and third fibers 97-3 from respective third layers or layers 96A-3, 96B-3 of each web 96A, 96B are located between the first fibers 97-1 of the first layers or layers 96A-1, 96B-1. Since the first fibers 97-1 include fibers having the longest average length, we believe that both outer surfaces 502, 504 of the paper product 500 made using the embodiment shown in FIG. 3 will contain fibers with an average length that is greater than the average length of the fibers within the paper product 500. As described with respect to FIG. flex compared to traditional paper products, and also compared to paper products 500 described herein, in which the longest fibers are located on only one outer surface 502 or near it.

Во всех примерах, вследствие ориентации первых наиболее длинных волокон под углом по отношению к машинному направлению, отдельно или в сочетании с расположением наиболее длинных волокон на или вблизи одной или обеих наружных поверхностей конечного бумажного изделия, авторы считают, что бумажное изделие согласно настоящему изобретению может быть изготовлено из меньшего количества исходного материала по сравнению с традиционным бумажным изделием, хотя при этом сохраняются практически такие же свойства, как свойства традиционного бумажного изделия. Например, бумажное изделие, изготовленное в соответствии с настоящим изобретением, может проявлять уменьшенное на n процентов соотношение значений прочности при растяжении в машинном направлении и в поперечном направлении (где n представляет собой любое положительное число) по сравнению с бумажным изделием, изготовленным с применением традиционного способа. Таким образом, авторы считают, что бумажное изделие, изготовленное в соответствии с настоящим изобретением с применением приблизительно на n процентов меньше исходного материала (например, на n процентов меньше волокон) по сравнению с традиционным бумажным изделием, может иметь соотношение значений прочности при растяжении в машинном направлении и в поперечном направлении, которое является таким же или составляет менее чем соотношение значений прочности при растяжении в машинном направлении и в поперечном направлении традиционного бумажного изделия. Авторы считают, что другие свойства, такие как прочность при сжатии и жесткость при изгибе, бумажных изделий, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением, можно аналогичным образом поддерживать на уровне традиционного бумажного изделия при сокращении требуемого количества исходного материала.In all examples, due to the orientation of the first longest fibers at an angle with respect to the machine direction, alone or in combination with the location of the longest fibers on or near one or both of the outer surfaces of the final paper product, the authors believe that the paper product according to the present invention can be is made from less raw material than a traditional paper product, while maintaining substantially the same properties as a traditional paper product. For example, a paper product made in accordance with the present invention may exhibit an n percent reduction in the ratio of MD and CD tensile strengths (where n is any positive number) compared to a paper product made using the conventional method. . Thus, the authors believe that a paper product made in accordance with the present invention using about n percent less starting material (for example, n percent fewer fibers) compared to a conventional paper product can have a ratio of machine tensile strength values direction and cross direction which is the same as or less than the ratio of tensile strengths in the machine direction and in the cross direction of a conventional paper product. The inventors believe that other properties, such as compressive strength and bending stiffness, of paper products made in accordance with the present invention can similarly be maintained at the level of a conventional paper product while reducing the amount of starting material required.

На фиг.9 представлена технологическая схема, иллюстрирующая примерный способ изготовления бумажного изделия. Хотя упомянуты компоненты двухслойного напорного ящика 10 на фиг.1, следует понимать, что способ не ограничен только этой структурой. Способ может начинаться на стадии 600 с обеспечения формующей сетки 102, которую поддерживают грудной вал 104 и по меньшей мере один дополнительный вал 106. Способ может продолжаться на стадии 610 с приведением формующей сетки 102 во вращение таким образом, что верхняя поверхность 102А формующей сетки 102 движется в машинном направлении (как показано стрелкой А на фиг.1). В некоторых примерах по меньшей мере один дополнительный вал может включать приводной вал 106, и приведение формующей сетки 102 во вращение может включать приведение в движение приводного вала 106. На стадии 620 обеспечивают многослойный напорный ящик 10, включающий первый и второй впускные коллекторы 12, 14 и слоевой выпуск многослойного напорного ящика 42, причем который первый впускной коллектор 12 расположен ниже второго впускного коллектора 14. На стадии 630 первая водная суспензия 20 первых волокон поступает в первый впускной коллектор 12, и вторая водная суспензия 22 вторых волокон поступает во второй впускной коллектор 14, причем первые волокна имеют большую среднюю длину, чем средняя длина вторых волокон (см. фиг.6).9 is a flow diagram illustrating an exemplary method for manufacturing a paper product. Although the components of the two-layer headbox 10 in FIG. 1 are mentioned, it should be understood that the method is not limited to this structure only. The method may begin at 600 by providing a forming wire 102 supported by a chest roll 104 and at least one additional roll 106. The method may continue at 610 by rotating the forming wire 102 such that the top surface 102A of the forming wire 102 moves. in the machine direction (as shown by arrow A in figure 1). In some examples, at least one additional shaft may include a drive shaft 106, and driving the forming wire 102 may include driving the drive shaft 106. At 620, a multilayer headbox 10 is provided, including first and second intake manifolds 12, 14 and layered outlet of the multilayer headbox 42, wherein the first intake manifold 12 is located below the second intake manifold 14. In step 630, the first aqueous suspension 20 of first fibers enters the first intake manifold 12, and the second aqueous suspension 22 of the second fibers enters the second intake manifold 14, moreover, the first fibers have a greater average length than the average length of the second fibers (see Fig.6).

Способ может продолжаться на стадии 640 с объединением потоков первой и второй водных суспензий 20, 22 в области слоевого выпуска многослойного напорного ящика 42 с образованием струи 44, выходящей через слоевой выпуск многослойного напорного ящика 42. На стадии 650 струя 44 объединенных и при этом расслоенных суспензий 20, 22 поступает на верхнюю поверхность 102А формующей сетки 102. Струя 44 объединенных суспензий образует полотно 46 на формующей сетке 102, причем вблизи формующей сетки 102 присутствует большее процентное содержание первых волокон, чем вторых волокон. На стадии 660 формующая сетка 102 приводится в колебательное движение в поперечном направлении по отношению к машинному направлению (см. фиг.4 и 5), в результате чего обеспечивается ориентация по меньшей мере значительного числа первых волокон в направлении, которое отклоняется от машинного направления (см. фиг.6). На стадии 670 бумажное изделие (см. фиг.8) образуется из полотна 46, и после этого способ может быть завершен. Бумажное изделие, изготовленное этим способом, может включать, например, бумагу или картон.The process may continue at step 640 with the combined flows of the first and second aqueous suspensions 20, 22 in the area of the layered outlet of the multilayer headbox 42 with the formation of a jet 44 exiting through the layered outlet of the multilayer headbox 42. At step 650, the jet 44 of the combined and thus layered suspensions 20, 22 is delivered to the top surface 102A of forming wire 102. The jet 44 of combined slurries forms a web 46 on forming wire 102, with a greater percentage of first fibers than second fibers present near forming wire 102. In step 660, the forming wire 102 is oscillating in a transverse direction with respect to the machine direction (see FIGS. 4 and 5), thereby ensuring that at least a significant number of the first fibers are oriented in a direction that deviates from the machine direction (see Fig.6). At step 670, a paper product (see FIG. 8) is formed from the web 46 and the process can then be completed. The paper product made by this method may include, for example, paper or paperboard.

Согласно некоторым аспектам способ может дополнительно включать поддержание потоков первой и второй водных суспензий 20, 22 отдельно друг от друга, когда первая и вторая водные суспензии 20, 22 движутся из первого и второго впускных коллекторов 12, 14 в область слоевого выпуска многослойного напорного ящика 42.In some aspects, the method may further include maintaining the flows of the first and second aqueous slurries 20, 22 separate from each other as the first and second aqueous slurries 20, 22 move from the first and second inlet manifolds 12, 14 into the layered outlet area of the multilayer headbox 42.

В качестве одного примера, приведение формующей сетки 102 в колебательное движение на стадии 660 может включать приведение в колебательное движение волокнистой ориентированной структуры (например, устройства 200 вибрационного стола бумагоделательной машины как представлено на фиг.4) в контакте с формующей сеткой 102. В качестве другого примера, приведение формующей сетки 102 в колебательное движение на стадии 660 может включать приведение грудного вала 104 в движение в направлении, обычно параллельном по отношению к оси грудного вала 104 (например, посредством вибрационного устройства 300 грудного вала, как представлено на фиг.5). В качестве следующего примера, формующая сетка 102 может быть приведена в колебательное движение, что заставляет значительное число первых волокон ориентироваться в направлении, проходящем под углом в диапазоне между >0 и ≤90 градусов по отношению к машинному направлению (см. фиг.6). Первые волокна могут ориентироваться по отношению к машинному направлению под углом от +1 градуса до +90 градусов и от -1 градуса до -90 градусов, причем машинному направлению соответствует угол, составляющий 0 градусов. Указанные диапазоны включают все промежуточные значения и поддиапазоны, в том числе +5, +10, +15, +20, +25, +30, +35, +40, +45, +50, +55, +60, +65, +70, +75, +80 и +85 градусов и -5, -10, -15, -20, -25, -30, -35, -40, -45, -50, -55, -60, -65, -70, -75, -80 и -85 градусов.As one example, oscillating forming wire 102 in step 660 may include oscillating a fibrous oriented structure (e.g., paper machine vibratory table assembly 200 as shown in FIG. 4) in contact with forming wire 102. As another example, for example, vibrating the forming wire 102 in step 660 may include oscillating the breast roll 104 in a direction generally parallel to the axis of the breast roll 104 (e.g., by vibrating the breast roll device 300 as shown in FIG. 5). As a further example, the forming wire 102 may be oscillated to cause a significant number of first fibers to orient in a direction ranging between >0 and ≤90 degrees with respect to the machine direction (see FIG. 6). The first fibers can be oriented with respect to the machine direction at an angle of +1 degree to +90 degrees and from -1 degree to -90 degrees, with the machine direction corresponding to an angle of 0 degrees. The specified ranges include all intermediate values and subranges, including +5, +10, +15, +20, +25, +30, +35, +40, +45, +50, +55, +60, +65 , +70, +75, +80 and +85 degrees and -5, -10, -15, -20, -25, -30, -35, -40, -45, -50, -55, -60, -65, -70, -75, -80 and -85 degrees.

Согласно другим аспектам как представлено на фиг.2, многослойный напорный ящик 50 может дополнительно включать третий впускной коллектор 56, расположенный выше второго впускного коллектора 54, и способ может дополнительно включать: введение третьей водной суспензии 64 третьих волокон в третий впускной коллектор 56; и объединение потока третьей водной суспензии 64 с потоками первой и второй водных суспензий 60, 62 в области слоевого выпуска многослойного напорного ящика 92 с образованием струи 94, выходящей через слоевой выпуск многослойного напорного ящика 92 (см. также фиг.3). В некоторых примерах третьи волокна могут иметь меньшую среднюю длину, чем средняя длина первых волокон (см. фиг.56). В других примерах третьи волокна могут иметь равную или большую среднюю длину, чем средняя длина первых волокон (см. фиг.6).In other aspects, as shown in FIG. 2, the multilayer headbox 50 may further include a third intake manifold 56 located above the second intake manifold 54, and the method may further include: introducing a third aqueous slurry 64 of third fibers into the third intake manifold 56; and combining the flow of the third aqueous slurry 64 with the flows of the first and second aqueous slurries 60, 62 in the region of the layered outlet of the multilayer headbox 92 to form a jet 94 exiting through the layered outlet of the multilayer headbox 92 (see also FIG. 3). In some examples, the third fibers may have a shorter average length than the average length of the first fibers (see FIG. 56). In other examples, the third fibers may have an equal or greater average length than the average length of the first fibers (see Fig.6).

Во всем тексте настоящего описания диапазоны использованы для краткости представления каждого и любого значения, которое находится в пределах данного диапазона, включая все находящиеся в нем поддиапазоны.Throughout this specification, ranges are used for conciseness in representing each and every value that falls within a given range, including all subranges within it.

Хотя были проиллюстрированы и описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что могут быть произведены разнообразные изменения и модификации без отклонения от идеи и выхода за пределы объема настоящего изобретения. Таким образом, прилагаемая формула изобретения предназначена для распространения на все такие изменения и модификации, которые находятся в пределах объема настоящего изобретения.Although specific embodiments of the present invention have been illustrated and described, it should be understood that various changes and modifications can be made without deviating from the idea and departing from the scope of the present invention. Thus, the appended claims are intended to cover all such changes and modifications that fall within the scope of the present invention.

Claims

1. A method for manufacturing a paper product, the method comprising:

providing a forming wire that is supported by the chest roll and at least one additional roll;

bringing the forming fabric into rotation so that the upper surface of the forming fabric moves in the machine direction;

providing a multilayer headbox including first and second intake manifolds and a layered outlet of the multilayer headbox, the first intake manifold located below the second intake manifold;

introducing a first aqueous suspension of first fibers into a first intake manifold and a second aqueous suspension of second fibers into a second intake manifold, the first fibers having a greater average length than the average length of the second fibers;

combining the streams of the first and second aqueous suspensions in the area of the layer outlet of the multilayer headbox to form a jet exiting through the layer outlet of the multilayer headbox;

directing a jet of the combined and thus layered suspensions to the upper surface of the forming wire, and the jet of the combined suspensions forms a web on the forming wire, and at the same time, near the forming wire, the first fibers are present in a higher percentage than the second fibers;

bringing the forming fabric into an oscillatory motion in a transverse direction with respect to the machine direction, thereby ensuring the orientation of the first fibers in a direction that deviates from the machine direction; and

fabrication of paper products.

2. The method according to claim 1, in which:

at least one additional shaft includes a drive shaft; and

bringing the forming fabric into rotation includes driving the drive shaft.

3. The method of claim 1, further comprising:

maintaining flows of the first and second aqueous slurries separated from each other as the first and second aqueous slurries move from the first and second inlet manifolds to the layered outlet area of the multilayer headbox.

4. The method of claim 1, wherein oscillating the forming fabric comprises oscillating a fibrous oriented structure in contact with the forming fabric.

5. The method of claim 1, wherein oscillating the forming fabric comprises oscillating the breast roll in a direction generally parallel to the axis of the breast roll.

6. The method of claim 1, wherein the forming fabric oscillates causing the first fibers to orient in a direction at an angle between >0 and ≤90 degrees with respect to the machine direction.

7. The method of claim. 1, in which the paper product includes paper.

8. The method of claim. 1, in which the paper product includes cardboard.

9. The method of claim. 1, in which the multilayer headbox further includes a third intake manifold located above the second intake manifold, and the method further includes:

introducing a third aqueous suspension of third fibers into the third intake manifold; and combining the flow of the third aqueous slurry with the flows of the first and second aqueous slurries in the region of the layered outlet of the multilayer headbox to form a jet exiting through the layered outlet of the multilayer headbox.

10. The method of claim 9, wherein the third fibers have a shorter average length than the average length of the first fibers.

11. The method of claim 9, wherein the third fibers have an average length equal to or greater than the average length of the first fibers.

12. A paper product comprising a first outer surface, a second outer surface and a thickness, and further comprising first fibers, second fibers and third fibers, wherein

the first fibers have a greater average length than the average length of the second fibers;

most of the fibers located near one of the first and second outer surfaces include first fibers, and most of the fibers located near the other of the first and second outer surfaces include second fibers; and

most of the fibers located near the other outer surface, including the second fibers, are oriented substantially in the machine direction, and most of the fibers located near one outer surface, including the first fibers, are inclined to the transverse direction, with the thickness direction usually being perpendicular to the machine and cross direction directions; and

most of the fibers located near the other of the first and second outer surfaces include third fibers, and while the majority of the fibers located near the other of the first and second outer surfaces and including the second fibers are located between the first fibers near one outer surface and the third fibers near the other outer surface.

13. The paper product of claim. 12, wherein the first fibers are deflected in a direction passing at an angle in the range between >0 and ≤90 degrees with respect to the machine direction.

14. The paper product of claim 12, wherein the third fibers have a shorter average length than the average length of the first and second fibers.

15. The paper product of claim 12, wherein the third fibers have an average length equal to or greater than the average length of the first fibers.