RU2789713C1 - Methods for substrate formation - Google Patents

Methods for substrate formation Download PDF

Info

Publication number
RU2789713C1
RU2789713C1 RU2022125675A RU2022125675A RU2789713C1 RU 2789713 C1 RU2789713 C1 RU 2789713C1 RU 2022125675 A RU2022125675 A RU 2022125675A RU 2022125675 A RU2022125675 A RU 2022125675A RU 2789713 C1 RU2789713 C1 RU 2789713C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fluid
component
outlet
foam
axis
Prior art date
Application number
RU2022125675A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Стивен А. МАРРАНО
Чарльз В. КОЛМАН
Кайл КРАУТКРАМЕР
Original Assignee
Кимберли-Кларк Ворлдвайд, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кимберли-Кларк Ворлдвайд, Инк. filed Critical Кимберли-Кларк Ворлдвайд, Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2789713C1 publication Critical patent/RU2789713C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: substrate production.
SUBSTANCE: methods and devices for obtaining a substrate are described. Also presented is a method and apparatus for introducing a component into a supplied amount of fluid. The method may include providing a first supplied amount of fluid. In some embodiments, the amount of fluid delivered may be in the form of foam. The method may also include providing a component loading system and providing a supply quantity of the component. In some aspects, the method may include introducing the component into the amount of fluid supplied in the ejector.
EFFECT: resulting slurry containing the supplied amount of fluid and the component can be transported through the headbox; resulting slurry may be dehydrated to provide a support containing the component.
24 cl, 11 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к способам и устройствам для образования подложек. В частности, настоящее изобретение относится к способам получения с помощью пенообразования и устройствам для образования подложек.The present invention relates to methods and apparatus for forming substrates. In particular, the present invention relates to methods of production using foaming and devices for the formation of substrates.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Продукты личной гигиены, такие как подгузники, трусы-подгузники, трусы для приучения к горшку, продукты для взрослых, страдающих недержанием, и продукты женской гигиены, могут содержать разнообразные подложки. Например, подгузник может содержать впитывающую структуру, нетканые материалы и пленки. Аналогичным образом носовые платки, влажные салфетки и полотенца также могут содержать различные подложки. Некоторые из подложек в этих продуктах могут содержать природные и/или синтетические волокна. В некоторых продуктах некоторые подложки могут также содержать компоненты разных типов для обеспечения дополнительных функциональных возможностей подложки и/или самого конечного продукта.Personal care products such as diapers, diaper briefs, potty training briefs, adult incontinence products, and feminine hygiene products may contain a variety of substrates. For example, the diaper may comprise an absorbent structure, nonwovens, and films. Similarly, handkerchiefs, wet wipes and towels may also contain various substrates. Some of the substrates in these products may contain natural and/or synthetic fibers. In some products, some substrates may also contain different types of components to provide additional functionality to the substrate and/or the final product itself.

Например, один из таких компонентов, который может быть желательно добавить в подложку, включает сверхвпитывающий материал (SAM). SAM может быть выполнен в виде частицы или волокна и обычно используется в подложках для увеличения впитывающей способности. Впитывающие системы впитывающих продуктов личной гигиены, таких как подгузник, часто содержат SAM. Существуют процессы образования подложки с SAM, которые включают использование камер формования для смешивания частиц или волокон SAM с целлюлозными волокнами для образования впитывающей сердцевины. Эти процессы обычно выполняют в сухой окружающей среде, так как SAM может быть трудно обрабатывать во влажных условиях из-за увеличения объема вследствие впитывания текучей среды и гелеобразования помимо других потенциальных недостатков. Однако в альтернативных процессах образования подложек для создания подложек могут использоваться текучие среды, такие как жидкости, обеспечивающие другие различные характеристики и возможности при изготовлении и эксплуатации таких подложек. For example, one such component that it may be desirable to add to the substrate includes a superabsorbent material (SAM). SAM can be in particle or fiber form and is commonly used in substrates to increase absorbency. Absorbent systems for absorbent personal care products, such as a diaper, often contain SAM. There are SAM backing processes that involve using spin chambers to mix SAM particles or fibers with cellulosic fibers to form an absorbent core. These processes are typically performed in dry environments, as SAM can be difficult to process in wet conditions due to volume expansion due to fluid absorption and gelation, among other potential disadvantages. However, alternative substrate formation processes may use fluids, such as liquids, to provide the substrates with various other characteristics and capabilities in the manufacture and use of such substrates.

Таким образом, существует необходимость в разработке способов и устройств для введения компонента в подаваемое количество текучей среды для образования подложек. Также существует необходимость в разработке способов и устройств для образования подложек, содержащих компоненты. Также существует необходимость в разработке усовершенствованных напорных ящиков для образования подложек.Thus, there is a need to develop methods and apparatus for incorporating a component into a feed amount of a substrate forming fluid. There is also a need to develop methods and devices for forming substrates containing components. There is also a need to develop improved headboxes for forming substrates.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

В одном варианте осуществления предоставляется способ образования подложки, содержащей компонент. Способ может включать предоставление первого подаваемого количества текучей среды и предоставление второго подаваемого количества текучей среды. По меньшей мере один элемент из первого подаваемого количества текучей среды и второго подаваемого количества текучей среды может содержать множество волокон. Способ может дополнительно включать предоставление системы загрузки компонента. Способ может включать предоставление подаваемого количества компонента для системы загрузки компонента. Компонент может включать по меньшей мере один элемент из частиц и волокна. Способ может дополнительно включать транспортировку первого подаваемого количества текучей среды. Также способ может включать введение компонента во второе подаваемое количество текучей среды в эжекторе. Способ может дополнительно включать транспортировку второго подаваемого количества текучей среды, содержащего компонент. Также частью способа может быть смешивание первого подаваемого количества текучей среды со вторым подаваемым количеством текучей среды, содержащим компонент, для предоставления полученной в результате взвеси. Способ может дополнительно включать транспортировку полученной в результате взвеси посредством напорного ящика на формирующую поверхность. Способ может также включать обезвоживание полученной в результате взвеси для предоставления подложки, содержащей компонент.In one embodiment, a method for the formation of a substrate containing component is provided. The method may include the provision of the first given quantity of fluid and the provision of the second submitted amount of fluid. At least one element from the first given amount of fluid and the second served amount of fluids can contain many fibers. The method may additionally include the provision of the component loading system. The method may include the provision of the submitted amount of the component for the component loading system. The component may include at least one particle and fiber element. The method can additionally include transportation of the first given quantity of fluid. Also, the method may include the introduction of the component into the second submitted amount of fluid in the ejector. The method can additionally include the transportation of the second submitted amount of a fluid medium containing the component. Also, part of the method may be mixing the first amount of fluid with a second submitted quantity of fluid, containing the component, to provide the suspension resulting from the suspension. The method can additionally include transportation of the suspension obtained as a result of a suspension by means of a pressure box on a forming surface. The method may also include dehydration obtained as a result of suspension to provide a substrate containing component.

В другом варианте осуществления предоставляется способ образования подложки, содержащей компонент. Способ может включать предоставление первого подаваемого количества текучей среды и предоставление второго подаваемого количества текучей среды. По меньшей мере один элемент из первого подаваемого количества текучей среды и второго подаваемого количества текучей среды может содержать множество волокон. Способ может также включать предоставление системы загрузки компонента. Способ может дополнительно включать предоставление подаваемого количества компонента для системы загрузки компонента. Дополнительно способ может включать транспортировку первого подаваемого количества текучей среды. Способ может включать транспортировку второго подаваемого количества текучей среды под давлением подачи второй текучей среды. Кроме того, способ может включать введение компонента во второе подаваемое количество текучей среды в смесительном узле. Способ может дополнительно включать транспортировку второго подаваемого количества текучей среды, содержащего компонент, через выпуск смесительного узла, при этом второе подаваемое количество текучей среды, содержащее компонент, транспортируется под давлением на выходе смесительного узла. Также способ может включать управление перепадом давления между давлением на выходе смесительного узла и давлением подачи второй текучей среды. Также частью способа может быть смешивание первого подаваемого количества текучей среды со вторым подаваемым количеством текучей среды, содержащим компонент, для предоставления полученной в результате взвеси. Способ может дополнительно включать транспортировку полученной в результате взвеси посредством напорного ящика на формирующую поверхность. Способ может также включать обезвоживание полученной в результате взвеси для предоставления подложки, содержащей компонент.In another embodiment, a method for forming a substrate containing a component is provided. The method may include providing a first fluid supply and providing a second fluid supply. At least one of the first fluid supply and the second fluid supply may comprise a plurality of fibers. The method may also include providing a component loading system. The method may further include providing a feed amount of the component to the component loading system. Additionally, the method may include transporting the first supplied amount of fluid. The method may include conveying a second fluid supply under a second fluid supply pressure. In addition, the method may include the introduction of a component in the second supplied amount of fluid in the mixing node. The method may further include transporting a second fluid supply containing the component through the outlet of the mixing unit, wherein the second fluid supply containing the component is transported under pressure at the outlet of the mixing unit. Also, the method may include controlling the pressure difference between the outlet pressure of the mixing unit and the supply pressure of the second fluid. It may also be part of the method to mix the first fluid feed with the second fluid feed containing the component to provide the resulting slurry. The method may further include transporting the resulting slurry via a headbox to the forming surface. The method may also include dehydrating the resulting slurry to provide a support containing the component.

В еще одном варианте осуществления предоставляется способ образования подложки, содержащей компонент. Способ может включать предоставление первого подаваемого количества текучей среды. Способ может включать предоставление системы загрузки компонента. Способ может также включать предоставление подаваемого количества компонента для системы загрузки компонента. Компонент может включать по меньшей мере один элемент из частиц и волокна. Способ может также дополнительно включать транспортировку первого подаваемого количества текучей среды. Способ может включать введение компонента в первое подаваемое количество текучей среды в эжекторе для предоставления полученной в результате взвеси. Дополнительно способ может включать транспортировку полученной в результате взвеси посредством напорного ящика на формирующую поверхность. Способ может также включать обезвоживание полученной в результате взвеси для предоставления подложки, содержащей компонент.In yet another embodiment, a method for forming a substrate containing a component is provided. The method may include providing a first supplied amount of fluid. The method may include providing a component loading system. The method may also include providing a feed quantity of the component to the component loading system. The component may include at least one particle and fiber element. The method may also further include transporting the first supplied amount of fluid. The method may include introducing a component into the first fluid supply in the ejector to provide the resulting slurry. Additionally, the method may include transporting the resulting slurry via a headbox to a forming surface. The method may also include dehydrating the resulting slurry to provide a support containing the component.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHICS

Полное и достаточное раскрытие настоящего изобретения, предназначенное для специалиста в данной области техники, изложено более конкретно в остальной части описания, которая ссылается на прилагаемые фигуры, на которых:The full and sufficient disclosure of the present invention, intended for a specialist in this field of technology, is set out more specifically in the rest of the description, which refers to the attached figures on which:

на фиг. 1 представлена схема процесса для иллюстративного способа введения компонента в подаваемое количество текучей среды и образования подложки, содержащей компонент, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.in fig. 1 is a process flow diagram for an exemplary method of introducing a component into a fluid supply and forming a substrate containing the component, in accordance with one embodiment of the present invention.

На фиг. 2 представлена подробная схема системы загрузки компонента, двух смесительных узлов и двух подаваемых количеств текучей среды выше по потоку относительно напорного ящика, изображенного на схеме процесса на фиг. 1.In FIG. 2 is a detailed diagram of the component loading system, two mixing assemblies, and two fluid supplies upstream of the headbox shown in the process diagram of FIG. 1.

На фиг. 3 представлен поперечный разрез первого смесительного узла и выпускного канала системы загрузки компонента по фиг. 2.In FIG. 3 is a cross-sectional view of the first mixing unit and outlet of the component loading system of FIG. 2.

На фиг. 4А представлена схема процесса для альтернативного иллюстративного способа введения компонента в подаваемое количество текучей среды и образования подложки, содержащей компонент, согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 4A is a process flow diagram for an alternative exemplary method for introducing a component into a fluid feed and forming a support containing the component, in accordance with yet another embodiment of the present invention.

На фиг. 4В представлена схема процесса для другого альтернативного иллюстративного способа введения компонента в подаваемое количество текучей среды и образования подложки, содержащей компонент, согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 4B is a process flow diagram for another alternative exemplary method for introducing a component into a fluid feed and forming a support containing the component, in accordance with yet another embodiment of the present invention.

На фиг. 4С представлена схема процесса для еще одного альтернативного иллюстративного способа введения компонента в подаваемое количество текучей среды и образования подложки, содержащей компонент, согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. In FIG. 4C is a process flow diagram for another alternative exemplary method for introducing a component into a fluid feed and forming a support containing the component, in accordance with another embodiment of the present invention.

На фиг. 5 представлен вид спереди, сверху и в перспективе иллюстративного напорного ящика, верхняя поверхность которого удалена для ясности.In FIG. 5 is a front, top, and perspective view of an exemplary headbox, the top surface of which has been removed for clarity.

На фиг. 6 представлен вид сверху в плане напорного ящика по фиг. 5.In FIG. 6 is a top plan view of the headbox of FIG. 5.

На фиг. 7 представлен вид сзади в плане напорного ящика по фиг. 5.In FIG. 7 is a rear plan view of the headbox of FIG. 5.

На фиг. 8 представлен вид сбоку, сверху, в перспективе и поперечном разрезе, взятый вдоль линии 8–8 на фиг. 6, причем показана верхняя поверхность.In FIG. 8 is a side, top, perspective, and cross-sectional view taken along line 8-8 in FIG. 6 showing the top surface.

На фиг. 9 представлен вид сбоку, в поперечном разрезе, взятый вдоль линии 8–8 на фиг. 6, причем показана верхняя поверхность. In FIG. 9 is a side view, in cross section, taken along line 8-8 in FIG. 6 showing the top surface.

Повторное использование ссылочных позиций в этом описании и в графических материалах предназначено для представления одинаковых или аналогичных признаков или элементов настоящего изобретения.The reuse of reference numbers in this specification and in the drawings is intended to represent the same or similar features or elements of the present invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способам и устройствам, посредством которых можно получить подложку, содержащую компонент. Хотя в настоящем изобретении приведены примеры подложек, изготовленных путем получения с помощью пенообразования, предполагается, что способы и устройства, описанные в настоящем документе, могут быть использованы для извлечения пользы из способов изготовления с использованием влажного и/или суховоздушного формования. The present invention relates to methods and devices by which a substrate containing a component can be obtained. While the present invention provides examples of substrates made by foaming, it is contemplated that the methods and apparatus described herein can be used to take advantage of wet and/or dry air molding manufacturing methods.

Каждый пример приведен с целью объяснения и не предназначен для ограничения. Например, признаки, проиллюстрированные или описанные как часть одного варианта осуществления или фигуры, могут быть использованы в отношении другого варианта осуществления или фигуры для получения еще одного варианта осуществления. Предполагается, что настоящее изобретение включает такие модификации и вариации.Each example is provided for the purpose of explanation and is not intended to be limiting. For example, features illustrated or described as part of one embodiment or figure may be used with respect to another embodiment or figure to obtain yet another embodiment. The present invention is intended to include such modifications and variations.

При представлении элементов настоящего изобретения или его предпочтительного (предпочтительных) варианта (вариантов) осуществления употребление терминов в единственном или множественном числе, а также со словом «указанный» предусматривает, что существует один или более элементов. Термины «содержащий», «включающий» и «имеющий» предназначены для включения и означают, что могут существовать дополнительные элементы кроме перечисленных элементов. В контексте данного документа термины «первый», «второй», «третий» и т.д. не указывают на определенный порядок, но используются в качестве средства для различения разных случаев при ссылке на различные признаки в настоящем изобретении. Многие модификации и вариации настоящего изобретения могут быть выполнены без отступления от его сущности и объема. Поэтому иллюстративные варианты осуществления, описанные в настоящем документе, не следует использовать для ограничения объема настоящего изобретения.When presenting elements of the present invention or preferred embodiment(s) thereof, the use of the terms in the singular or plural, as well as with the word "specified" implies that there are one or more elements. The terms "comprising", "including" and "having" are intended to be inclusive and mean that there may be additional elements in addition to the listed elements. In the context of this document, the terms "first", "second", "third", etc. do not indicate a specific order, but are used as a means to distinguish between different cases when referring to different features in the present invention. Many modifications and variations of the present invention can be made without departing from its spirit and scope. Therefore, the exemplary embodiments described herein should not be used to limit the scope of the present invention.

ОпределенияDefinitions

В контексте настоящего документа термин «продукт, полученный с помощью пенообразования» означает продукт, образованный из суспензии, содержащей смесь твердого вещества, жидкости и диспергированных пузырьков газа. In the context of this document, the term "foaming product" means a product formed from a suspension containing a mixture of solid, liquid and dispersed gas bubbles.

В контексте настоящего документа термин «процесс получения с помощью пенообразования» означает процесс изготовления продукта, содержащего суспензию, которая содержит смесь твердого вещества, жидкости и диспергированных пузырьков газа.In the context of this document, the term "foaming process" means a process for making a product containing a suspension that contains a mixture of solid, liquid and dispersed gas bubbles.

В контексте настоящего документа термин «пенообразующая текучая среда» означает любую из одной или более известных текучих сред, совместимых с другими компонентами в процессе получения с помощью пенообразования. Подходящие пенообразующие текучие среды включают, но без ограничения, воду. In the context of this document, the term "foaming fluid" means any of one or more known fluids that are compatible with other components in the process of obtaining using foaming. Suitable foaming fluids include, but are not limited to, water.

В контексте настоящего документа термин «период полураспада пены» означает время, прошедшее до момента обратного превращения половины исходной массы пены в жидкую воду. In the context of this document, the term "half-life of the foam" means the time elapsed before the reverse transformation of half of the original mass of the foam into liquid water.

В контексте настоящего документа термин «слой» относится к структуре, которая обеспечивает площадь подложки в направлении по оси Z подложки, которая состоит из подобных компонентов и имеет подобную структуру.In the context of this document, the term “layer” refers to a structure that provides the substrate area in the direction along the SAM axis, which consists of such components and has a similar structure.

В контексте настоящего документа термин «нетканое полотно» означает полотно, имеющее структуру из отдельных волокон или нитей, которые переслаиваются, однако не поддающимся выявлению образом, как в случае трикотажного полотна. In the context of this document, the term "non-woven fabric" means a fabric having a structure of individual fibers or filaments, which are interleaved, however, in an undetectable manner, as in the case of a knitted fabric.

В контексте настоящего документа, если в явной форме не указано иное, каждый из используемых в отношении составов материалов терминов «процент», «%», «весовой процент» или «процент по весу» относится к количеству по весу компонента, представленному в виде процентного значения от общего количества, за исключением случаев, когда явно указано иное.In the context of this document, unless expressly indicated otherwise, each of the terms "percent", "%", "weight percent" or "percent by weight" used in relation to the composition of materials refers to the amount by weight of a component, expressed as a percentage value of the total, except where expressly stated otherwise.

Термин «поглощающее изделие для личной гигиены» в данном документе относится к изделию, которое предназначено и/или адаптировано для размещения вплотную к телу или вблизи тела (т.е. в соприкосновении с телом) пользователя для поглощения и удержания различных жидких, твердых и полужидких выделений, выделяемых организмом. Примеры включают, но без ограничения, подгузники, трусы-подгузники, трусы для приучения к горшку, трусы для подростков, плавки, гигиенические продукты для женщин, включая, но без ограничения, прокладки или трусы при менструации, продукты для страдающих недержанием, предметы медицинской одежды, хирургические прокладки и бандажи и т.д. The term “personal care absorbent article” as used herein refers to an article that is designed and/or adapted to be placed against or near the body (i.e., in contact with the body) of a wearer to absorb and contain various liquid, solid and semi-liquid secretions secreted by the body. Examples include, but are not limited to, diapers, diaper briefs, potty training briefs, teen briefs, briefs, feminine hygiene products including, but not limited to, menstrual pads or briefs, incontinence products, medical garments , surgical pads and bandages, etc.

Термин «прослойка» относится к дискретному слою внутри многослойного продукта, где отдельные прослойки могут быть расположены в соприкосновении друг с другом. The term "interlayer" refers to a discrete layer within a multilayer product, where individual layers can be located in contact with each other.

Термин «наложенный», или «связанный», или «соединенный» в данном документе относится к сочленению, склеиванию, соединению, скреплению или т.п. двух элементов. Два элемента будут считаться наложенными, связанными или соединенными вместе, если они сочленены, склеены, соединены, скреплены или т.п. непосредственно друг с другом или опосредованно друг с другом, например, когда каждый непосредственно связан с промежуточными элементами. Наложение, связывание или соединение одного элемента с другим может происходить посредством непрерывных или прерывающихся связей.The term "superimposed" or "coupled" or "attached" as used herein refers to articulation, bonding, joining, bonding, or the like. two elements. Two elements will be considered superimposed, bonded, or connected together if they are articulated, glued, connected, bonded, or the like. directly with each other or indirectly with each other, for example, when each is directly connected to intermediate elements. The superimposition, linking or connection of one element with another can occur through continuous or interrupted links.

Термин «сверхвпитывающий материал», используемый в данном документе, относится к набухающим в воде, нерастворимым в воде органическим или неорганическим материалам, включая сверхвпитывающие полимеры и сверхвпитывающие полимерные композиции, способные при наиболее благоприятных условиях поглощать по меньшей мере приблизительно в 10 раз больше от своего веса, или по меньшей мере приблизительно в 15 раз больше от своего веса, или по меньшей мере приблизительно в 25 раз больше от своего веса в водном растворе, содержащем 0,9 весового процента хлорида натрия.The term "superabsorbent material" as used herein refers to water-swellable, water-insoluble organic or inorganic materials, including superabsorbent polymers and superabsorbent polymer compositions, capable of absorbing at least about 10 times their weight under most favorable conditions. , or at least about 15 times its weight, or at least about 25 times its weight in an aqueous solution containing 0.9 weight percent sodium chloride.

Способ и устройствоMethod and device

В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу и устройству 10, с помощью которых можно образовывать подложку 12. На фиг. 1 представлена схема иллюстративного устройства 10, которое может быть использовано в качестве части процесса получения с помощью пенообразования с целью изготовления подложки 12, которая представляет собой продукт, полученный с помощью пенообразования. Устройство 10 может содержать первый бак 14, выполненный с возможностью вмещения первого подаваемого количества 16 текучей среды. В некоторых вариантах осуществления первое подаваемое количество 16 текучей среды может представлять собой пену. Первое подаваемое количество 16 текучей среды может содержать текучую среду, обеспечиваемую за счет подаваемого количества текучей среды 18. В некоторых вариантах осуществления первое подаваемое количество 16 текучей среды может содержать множество волокон, обеспечиваемых подаваемым количеством волокон 20, однако в других вариантах осуществления первое подаваемое количество 16 текучей среды может не содержать множество волокон. Первое подаваемое количество 16 текучей среды может также содержать поверхностно-активное вещество, обеспечиваемое подаваемым количеством поверхностно-активного вещества 22. В некоторых вариантах осуществления первый бак 14 может содержать устройство 24 для перемешивания, как будет более подробно обсуждено ниже. Устройство 24 для перемешивания может смешивать (например, перемешивать) первое подаваемое количество 16 текучей среды для смешивания текучей среды, волокон (если они присутствуют) и поверхностно-активного вещества с воздухом или каким-либо другим газом с целью создания пены. Устройство 24 для перемешивания также может смешивать пену с волокнами (если они присутствуют) с целью создания суспензии волокон в пене, в которой пена удерживает и разделяет волокна, чтобы способствовать распределению волокон в пене (например, в качестве искусственного средства процесса смешивания в первом баке 14). Равномерное распределение волокон может способствовать требуемому качеству подложки 12, включая, например, прочность и внешний вид требуемого качества. In one embodiment, the present invention relates to a method and apparatus 10 with which a substrate 12 can be formed. FIG. 1 is a diagram of an exemplary apparatus 10 that may be used as part of a foaming process to produce a substrate 12 that is a foamed product. The device 10 may include the first tank 14, configured to accommodate the first supplied amount 16 of the fluid. In some embodiments, the first fluid delivered 16 may be foam. The first fluid supply 16 may comprise fluid provided by the fluid supply 18. In some embodiments, the first fluid supply 16 may comprise a plurality of fibers provided by the fiber supply 20, however, in other embodiments, the first supply 16 the fluid may not contain a plurality of fibers. First fluid delivery 16 may also contain a surfactant provided by surfactant delivery 22. In some embodiments, first tank 14 may include a mixing device 24, as will be discussed in more detail below. The agitator 24 may mix (eg, agitate) the first fluid feed 16 to mix the fluid, fibers (if present) and surfactant with air or some other gas to create foam. The agitator 24 may also mix the foam with fibers (if present) to create a suspension of fibers in the foam in which the foam retains and separates the fibers to help distribute the fibers in the foam (for example, as an artificial means of the mixing process in the first tank 14 ). An even distribution of the fibers can contribute to the desired quality of the substrate 12, including, for example, the strength and appearance of the desired quality.

Устройство 10 также может содержать второй бак 26, выполненный с возможностью вмещения второго подаваемого количества 28 текучей среды. В некоторых вариантах осуществления второе подаваемое количество 28 текучей среды может представлять собой пену. Второе подаваемое количество 28 текучей среды может содержать текучую среду, обеспечиваемую за счет подаваемого количества текучей среды 30, и поверхностно-активное вещество, обеспечиваемое за счет подаваемого количества поверхностно-активного вещества 32. В некоторых вариантах осуществления второе подаваемое количество 28 текучей среды может содержать множество волокон в дополнение или в качестве альтернативы волокнам, присутствующим в первом подаваемом количестве 16 текучей среды. В некоторых вариантах осуществления второй бак 26 может содержать устройство 34 для перемешивания. Устройство 34 для перемешивания может смешивать второе подаваемое количество 28 текучей среды для смешивания текучей среды и поверхностно-активного вещества с воздухом или каким-либо другим газом с целью создания пены. The device 10 may also include a second tank 26, configured to accommodate the second supplied amount 28 of the fluid. In some embodiments, the second fluid delivery 28 may be foam. Second fluid delivery 28 may comprise fluid provided by fluid delivery 30 and surfactant provided by surfactant delivery 32. In some embodiments, second fluid delivery 28 may comprise a plurality of fibers in addition to or as an alternative to the fibers present in the first supplied amount 16 of the fluid. In some embodiments, the implementation of the second tank 26 may contain a device 34 for mixing. The agitator 34 may mix the second fluid supply 28 to mix the fluid and surfactant with air or some other gas to create foam.

В случае каждого или обоих из первого бака 14 и второго бака 26, на первое подаваемое количество 16 текучей среды или второе подаваемое количество 28 текучей среды может быть оказано воздействие для образования пены. В некоторых вариантах осуществления воздействие на пенообразующую текучую среду и другие компоненты оказывается для образования пористой пены, имеющей содержание воздуха более приблизительно 50 % по объему и, желательно, содержание воздуха более приблизительно 60 % по объему. В определенных аспектах образуется сильнорасширяющаяся пена, имеющая содержание воздуха от приблизительно 60 % до приблизительно 95 %, и в дополнительных аспектах от приблизительно 65 % до приблизительно 85 %. В определенных вариантах осуществления на пену можно оказать воздействие для введения пузырьков воздуха таким образом, чтобы степень расширения (объем воздуха по отношению к другим компонентам в расширенной стабильной пене) составляла более 1:1 и в определенных вариантах осуществления соотношение воздуха и других компонентов могло составлять от приблизительно 1,1:1 до приблизительно 20:1 или от приблизительно 1,2:1 до приблизительно 15:1, или от приблизительно 1,5:1 до приблизительно 10:1, или даже от приблизительно 2:1 до приблизительно 5:1. In the case of either or both of the first tank 14 and the second tank 26, the first fluid supply 16 or the second fluid supply 28 may be affected to form foam. In some embodiments, the foaming fluid and other components are affected to form a porous foam having an air content of more than about 50% by volume and, desirably, an air content of more than about 60% by volume. In certain aspects, a highly expandable foam is formed having an air content of from about 60% to about 95%, and in additional aspects from about 65% to about 85%. In certain embodiments, the foam can be manipulated to introduce air bubbles such that the expansion ratio (volume of air relative to other components in the expanded stable foam) is greater than 1:1 and in certain embodiments, the ratio of air to other components can be between about 1.1:1 to about 20:1, or about 1.2:1 to about 15:1, or about 1.5:1 to about 10:1, or even about 2:1 to about 5: 1.

Пена может быть получена при помощи одного или более средств, известных из уровня техники. Примеры подходящих способов включают, но без ограничения, интенсивное механическое перемешивание, например, при помощи устройств 24, 34 для перемешивания, нагнетание сжатого воздуха и т. д. Смешивание компонентов посредством использования высокоскоростного устройства для перемешивания с высоким значением сдвига особенно хорошо подходит для использования в образовании требуемых высокопористых пен. Различные устройства для перемешивания с высоким значением сдвига известны из уровня техники и считаются подходящими для использования в настоящем изобретении. В устройствах для перемешивания с высоким значением сдвига обычно применяются бак, в котором содержится предшественник пены, и/или одна или более труб, через которые направляется предшественник пены. В устройствах для перемешивания с высоким значением сдвига могут использоваться серии сит и/или роторов для работы с предшественником и для осуществления интенсивного перемешивания компонентов и воздуха. В частном варианте осуществления предусмотрены первый бак 14 и/или второй бак 26, содержащие один или более роторов или лопастных колес и связанных статоров. Роторы или лопастные колеса вращаются на высоких скоростях для обеспечения потока и сдвига. Воздух можно, например, вводить в бак в различных положениях или просто путем втягивания под действием устройств 24, 34 для перемешивания. Хотя специфическая конструкция устройства для перемешивания может влиять на скорости, необходимые для достижения требуемого смешивания и сдвига, в определенных вариантах осуществления подходящие скорости ротора могут составлять более чем приблизительно 500 об/мин и, например, составлять от приблизительно 1000 об/мин до приблизительно 6000 об/мин, или от приблизительно 2000 об/мин до приблизительно 4000 об/мин. В определенных вариантах осуществления в отношении устройств для перемешивания с высоким значением сдвига на основе ротора устройство (устройства) 24, 34 для перемешивания может (могут) работать с пеной вплоть до исчезновения завихрения в пене или достижения достаточного увеличения объема.Foam can be obtained using one or more means known from the prior art. Examples of suitable methods include, but are not limited to, vigorous mechanical agitation, such as using agitators 24, 34, compressed air injection, etc. Mixing the components using a high speed, high shear agitator is particularly well suited for use the formation of the required highly porous foams. Various high shear agitators are known in the art and considered suitable for use in the present invention. High shear agitators typically employ a tank containing the foam precursor and/or one or more pipes through which the foam precursor is directed. High shear agitators may use a series of screens and/or rotors to work with the precursor and to effect intensive mixing of the components and air. In a particular embodiment, a first tank 14 and/or a second tank 26 is provided, comprising one or more rotors or impellers and associated stators. The rotors or impellers rotate at high speeds to provide flow and shear. The air can, for example, be introduced into the tank at various positions or simply by being drawn in by the action of the mixing devices 24, 34. Although the specific design of the agitator may affect the speeds required to achieve the desired mixing and shear, in certain embodiments, suitable rotor speeds may be greater than about 500 rpm and, for example, range from about 1000 rpm to about 6000 rpm. /min, or from about 2000 rpm to about 4000 rpm. In certain embodiments of rotor-based high shear agitators, the agitator(s) 24, 34 can be operated with foam until swirling in the foam disappears or sufficient volume expansion is achieved.

Кроме того, отмечается, что процесс пенообразования можно осуществлять за один этап получения пены или в последовательных этапах получения пены для первого бака 14 и/или второго бака 26. Например, в одном варианте осуществления все компоненты первого подаваемого количества 16 текучей среды в первом баке 14 (например, подаваемого количества текучей среды 18, волокон 20 и поверхностно-активного вещества 22) можно смешивать друг с другом с образованием взвеси, из которой образуется пена. Альтернативно в пенообразующую текучую среду можно добавлять один или более отдельных компонентов, образуя исходную смесь (например, дисперсию или пену), после чего к исходной вспененной взвеси можно добавлять остальные компоненты, а затем на все компоненты оказывается воздействие для образования конечной пены. В связи с этим можно первоначально смешивать текучую среду 18 и поверхностно-активное вещество 22 и оказывать на них воздействие для образования исходной пены перед добавлением каких-либо твердых веществ. Затем к пене на основе воды/поверхностно-активного вещества можно при необходимости добавлять волокна, а затем оказывать на них дополнительное воздействие для образования конечной пены. В качестве дополнительной альтернативы, текучую среду 18 и волокна 20, такие как лист целлюлозной массы высокой плотности, можно интенсивно смешивать при более высокой густоте с образованием исходной дисперсии, после чего добавляют пенообразующее поверхностно-активное вещество, дополнительную воду и другие компоненты, такие как синтетические волокна, с образованием второй смеси, которую затем смешивают и оказывают на нее воздействие для образования пены. In addition, it is noted that the foaming process can be carried out in a single foam step or in successive foam steps for the first tank 14 and/or the second tank 26. For example, in one embodiment, all components of the first fluid supply 16 in the first tank 14 (eg, the amount of fluid 18 supplied, fibers 20, and surfactant 22) can be mixed with each other to form a slurry from which foam is formed. Alternatively, one or more individual components can be added to the foaming fluid to form an initial mixture (e.g., dispersion or foam), after which the remaining components can be added to the initial foam slurry, and then all components are affected to form the final foam. In this regard, fluid 18 and surfactant 22 may be initially mixed and affected to form an initial foam prior to adding any solids. Fibers can then be added to the water/surfactant based foam as needed and then subjected to further exposure to form the final foam. As a further alternative, fluid 18 and fibers 20, such as high density pulp sheet, can be mixed vigorously at a higher density to form an initial dispersion, after which a foaming surfactant, additional water, and other components, such as synthetic fibers to form a second mixture which is then mixed and impacted to form a foam.

Плотность пены при пенообразовании для первого подаваемого количества 16 текучей среды в первом баке 14 и/или при пенообразовании для второго подаваемого количества 28 текучей среды во втором баке 26 может изменяться в зависимости от конкретного применения и разнообразных факторов, таких как используемый ассортимент волокон. В некоторых вариантах реализации, например, плотность пены может составлять более приблизительно 100 г/л, например более приблизительно 250 г/л, например более приблизительно 300 г/л. Плотность пены обычно составляет менее приблизительно 800 г/л, например менее приблизительно 500 г/л, например менее приблизительно 400 г/л, например менее приблизительно 350 г/л. В некоторых вариантах реализации, например, используется пена меньшей плотности, имеющая плотность пены в целом менее приблизительно 350 г/л, например менее приблизительно 340 г/л, например менее приблизительно 330 г/л. Foam density at foaming for the first fluid delivery 16 in the first tank 14 and/or at foaming for the second fluid delivery 28 in the second tank 26 may vary depending on the particular application and various factors such as the range of fibers used. In some embodiments, for example, the foam density may be greater than about 100 g/L, such as greater than about 250 g/L, such as greater than about 300 g/L. The foam density is typically less than about 800 g/L, such as less than about 500 g/L, such as less than about 400 g/L, such as less than about 350 g/L. In some embodiments, for example, a lower density foam is used having an overall foam density of less than about 350 g/L, such as less than about 340 g/L, such as less than about 330 g/L.

В некоторых вариантах осуществления устройство 10 также может содержать первый насос 36 и второй насос 38. Первый насос 36 может сообщаться по текучей среде с первым подаваемым количеством 16 текучей среды и может быть выполнен с возможностью перекачивания первого подаваемого количества 16 текучей среды для транспортировки первого подаваемого количества 16 текучей среды. Второй насос 38 может сообщаться по текучей среде со вторым подаваемым количеством 28 текучей среды и может быть выполнен с возможностью перекачивания второго подаваемого количества 28 текучей среды для транспортировки второго подаваемого количества 28 текучей среды. В некоторых вариантах осуществления первый насос 36 и/или второй насос 38 могут представлять собой эксцентриковый шнековый насос или центробежный насос, однако предполагается, что можно использовать насосы других подходящих типов. В дополнение, как дополнительно обсуждено ниже, в некоторых вариантах осуществления устройство может быть снабжено одним насосом, способным перекачивать одно подаваемое количество текучей среды в первое подаваемое количество 16 текучей среды и второе подаваемое количество 28 текучей среды.In some embodiments, the apparatus 10 may also include a first pump 36 and a second pump 38. The first pump 36 may be in fluid communication with the first fluid delivery 16 and may be configured to pump the first fluid delivery 16 to transport the first delivery. 16 fluid. The second pump 38 may be in fluid communication with the second fluid delivery 28 and may be configured to pump the second fluid delivery 28 to transport the second fluid delivery 28. In some embodiments, the first pump 36 and/or the second pump 38 may be an eccentric screw pump or a centrifugal pump, however, it is contemplated that other suitable types of pumps may be used. In addition, as further discussed below, in some embodiments, the apparatus may be provided with a single pump capable of pumping one fluid supply to the first fluid supply 16 and the second fluid supply 28.

Как изображено на фиг. 1 и 2, устройство 10 также может содержать систему 40 загрузки компонента. Система 40 загрузки компонента может содержать участок 42 подачи компонента для размещения подаваемого количества компонента 44, как показано в частично вырезанной части участка 42 подачи компонента, изображенной на фиг. 2. Система 40 загрузки компонента может также содержать выпускной канал 46. Выпускной канал 46 может иметь круглое поперечное сечение или может быть выполнен в прямоугольном виде, например с образованием щели. Система 40 загрузки компонента может также содержать загрузочную воронку 48. Загрузочная воронка 48 может быть соединена с участком 42 подачи компонента и может использоваться для пополнения подаваемого количества компонента 44 на участке 42 подачи компонента. As shown in FIG. 1 and 2, the device 10 may also include a component loading system 40. The component loading system 40 may include a component supply portion 42 for accommodating the amount of component 44 to be supplied, as shown in the partly cut portion of the component supply portion 42 shown in FIG. 2. The component loading system 40 may also include an outlet 46. The outlet 46 may have a circular cross-section or may be rectangular, such as with a slot. The component loading system 40 may also include a hopper 48. The hopper 48 may be connected to the component supply section 42 and may be used to replenish the amount of component 44 supplied at the component supply section 42.

В некоторых вариантах осуществления система 40 загрузки компонента может содержать насос для сыпучих материалов. Некоторые примеры насосов для сыпучих материалов, которые могут использоваться в настоящем документе, могут содержать системы, в которых используются червяки/шнеки, ленты, вибрационные лотки, вращающиеся диски или другие известные системы для обработки и выпуска подаваемого количества компонента 44. В системе 40 загрузки компонента можно использовать устройства загрузки других типов, такие как, например, такое устройство загрузки ингредиентов, как устройство, производимое Christy Machine & Conveyor, Фримонт, Огайо. В некоторых вариантах осуществления система 40 загрузки компонента также может быть выполнена в виде конвейерной системы. In some embodiments, the component loading system 40 may include a bulk materials pump. Some examples of bulk solids pumps that may be used herein may include systems that use screws/screws, belts, vibratory chutes, rotating discs, or other known systems to handle and discharge the feed quantity of component 44. In component loading system 40 other types of loading devices may be used, such as, for example, an ingredient loading device such as one manufactured by Christy Machine & Conveyor, Fremont, Ohio. In some embodiments, the component loading system 40 may also be implemented as a conveyor system.

Система 40 загрузки компонента также может содержать систему 50 управления текучей средой. Система 50 управления текучей средой может быть выполнена с возможностью управления увлечением газа в подаваемое количество текучей среды, в котором размещено подаваемое количество компонента 44. В некоторых вариантах осуществления система 50 управления текучей средой может содержать кожух 52. Кожух 52 может образовывать герметичный объем под давлением вокруг системы 40 загрузки компонента. В других вариантах осуществления система 50 управления текучей средой может быть образована как составная часть конструкции самой системы 40 загрузки компонента, так что отдельный кожух 52, окружающий систему 40 загрузки компонента, может не требоваться. Как изображено на фиг. 1 и 2, в некоторых вариантах осуществления система 50 управления текучей средой также может содержать продувное отверстие 54.The component loading system 40 may also include a fluid management system 50. The fluid control system 50 may be configured to control the entrainment of gas into the fluid supply in which the component 44 is supplied. component loading system 40. In other embodiments, the fluid control system 50 may be formed as part of the design of the component loading system 40 itself, such that a separate enclosure 52 surrounding the component loading system 40 may not be required. As shown in FIG. 1 and 2, in some embodiments, the fluid control system 50 may also include a purge port 54.

Подаваемое количество компонента 44 может быть в виде частиц и/или волокна. В одном варианте осуществления, как описано в настоящем документе, подаваемое количество компонента 44 может представлять собой сверхвпитывающий материал (SAM) в виде частиц. В некоторых вариантах осуществления SAM может быть в виде волокна. Разумеется, в качестве используемых в устройстве 10 и способах, описанных в настоящем документе, также предполагаются компоненты других типов, как описано ниже. Система 40 загрузки компонента, описанная в настоящем документе, может быть особенно выгодной для подаваемого количества компонента 44, который наиболее целесообразно поддерживать в сухой среде с минимальным воздействием текучей среды или пены, используемой в устройстве 10 и способах, описанных в настоящем документе.The amount of component 44 supplied may be in the form of particles and/or fibers. In one embodiment, as described in this document, the submitted amount of component 44 may be a super -recruiting material (SAM) in the form of particles. In some embodiments, the SAM may be in the form of a fiber. Of course, as used in the device 10 and the methods described in this document, components of other types are also assumed, as described below. System 40 loading the component described in this document can be especially beneficial for the submitted amount of component 44, which is most advisable to maintain in a dry environment with the minimum effect of a fluid environment or foam used in the device 10 and methods described in this document.

Со ссылкой на фиг. 1-3, в некоторых вариантах осуществления устройство 10 и способы, описанные в настоящем документе, могут содержать первый смесительный узел 56 и второй смесительный узел 58. В предпочтительных вариантах осуществления первый смесительный узел 56 может представлять собой эжектор. Первый смесительный узел 56 может сообщаться по текучей среде с выпускным каналом 46 системы 40 загрузки компонента и сообщаться по текучей среде со вторым подаваемым количеством 28 текучей среды. Как изображено на фиг. 3, первый смесительный узел 56 может содержать первое впускное отверстие 60 и второе впускное отверстие 62. Первое впускное отверстие 60 может сообщаться по текучей среде с подаваемым количеством компонента 44 посредством выпускного канала 46. Второе впускное отверстие 62 может сообщаться по текучей среде со вторым подаваемым количеством 28 текучей среды. Первый смесительный узел 56 также может содержать выпуск 64. With reference to FIG. 1-3, in some embodiments, the apparatus 10 and methods described herein may comprise a first mixing assembly 56 and a second mixing assembly 58. In preferred embodiments, the first mixing assembly 56 may be an ejector. The first mixing unit 56 may be in fluid communication with the outlet 46 of the component loading system 40 and be in fluid communication with the second fluid supply 28 . As shown in FIG. 3, the first mixing assembly 56 may include a first inlet 60 and a second inlet 62. The first inlet 60 may be in fluid communication with a feed quantity of the component 44 via an outlet 46. The second inlet 62 may be in fluid communication with the second feed quantity 28 fluid. The first mixing unit 56 may also include an outlet 64.

В предпочтительных вариантах осуществления первый смесительный узел 56 может быть выполнен в виде коаксиального эжектора. Например, в предпочтительном варианте осуществления первый смесительный узел 56 может быть выполнен так, что ось 66 первого впускного отверстия 60 первого смесительного узла 56 является соосной с осью 68 выпускного канала 46, обеспечивающего подаваемое количество компонента 44. Первый смесительный узел 56 может также быть выполнен так, что ось 70 выпуска 64 является соосной с выпускной осью 68 выпускного канала 46. Таким образом, первый смесительный узел 56 может быть выполнен так, что ось 66 первого впускного отверстия 60 может быть соосной с осью 70 выпуска 64 первого смесительного узла 56. Второе впускное отверстие 62, обеспечивающее второе подаваемое количество 28 текучей среды для первого смесительного узла 56, может быть устроено так, чтобы входить в первый смесительный узел 56 на стороне первого смесительного узла 56. Эта конфигурация доставки подаваемого количества компонента 44 в первое впускное отверстие 60 соосно с осью 70 выпуска, а не поступления второго подаваемого количества 28 текучей среды в первое впускное отверстие 60, является противоположной многим конфигурациям эжекторов, в которых подаваемое количество текучей среды и компонент смешиваются с использованием движущей силы подаваемого количества текучей среды, но обеспечивает преимущества первого смесительного узла 56, описанные в настоящем документе. In preferred embodiments, the first mixing unit 56 can be made in the form of a coaxial ejector. For example, in the preferred version of the implementation, the first mixing unit 56 can be made so that the axis 66 of the first intake hole 60 of the first mixing assembly 56 is a coaxial one with an axis of 68 of the exhaust channel 46, which provides the submitted amount of component 44. The first mixing unit 56 can also be performed like this that the axis of the 70 issue 64 is a coaxial one with the exhaust axis 68 of the final channel 46. Thus, the first mixing unit 56 can be made that the axis 66 of the first intake hole 60 can be carved with an axis of 70 output 64 of the first mixing unit 56. The second intake of hole 62, which provides the second submitted amount of 28 turnover for the first mixing unit 56, can be arranged so as to enter the first mixing unit 56 on the side of the first mixing unit 56. This configuration of the supplied amount of component 44 to the first intake hole 60 is comprehensive with the axis. 70 issue, not the receipt of the second submitted quantity The 28 -fluid medium in the first intake hole 60 is the opposite of many configurations of ejectors in which the supplied quantity of fluid and the component is mixed using the driving force of the taxed amount of fluid, but provides the advantages of the first mixing unit 56 described in this document.

При конфигурации в качестве эжектора первый смесительный узел 56 может смешивать подаваемое количество компонента 44 из системы 40 загрузки компонента со вторым подаваемым количеством 28 текучей среды. За счет транспортировки второго подаваемого количества 28 текучей среды в первый смесительный узел 56 во втором впускном отверстии 62 и через первый смесительный узел 56, второе подаваемое количество 28 текучей среды обеспечивает движущее давление для подаваемого количества компонента 44. Движущее давление может создавать вакуум в отношении подаваемого количества компонента 44 и системы 40 загрузки компонента, чтобы помочь втянуть подаваемое количество компонента 44 для смешивания и увлечения во второе подаваемое количество 28 текучей среды. В некоторых вариантах осуществления движущее давление может создавать в отношении подаваемого количества компонента 44 вакуум менее 1,5 дюйма рт. ст., однако в других вариантах осуществления движущее давление может создавать в отношении подаваемого количества компонента 44 вакуум 5 дюймов рт. ст. или более, или 10 дюймов рт. ст. или более. When configured as an ejector, the first mixing unit 56 can mix the feed amount of component 44 from the component loading system 40 with the second feed amount 28 of the fluid. By conveying the second fluid delivery 28 to the first mixing assembly 56 at the second inlet 62 and through the first mixing assembly 56, the second fluid delivery 28 provides a driving pressure for the delivery of component 44. The driving pressure can create a vacuum with respect to the delivery. component 44 and a component loading system 40 to help draw the mixing and entraining component 44 feed into the second fluid feed 28 . In some embodiments, the implementation of the driving pressure can create a vacuum of less than 1.5 inches of mercury in relation to the supplied amount of component 44. Art., however, in other embodiments, the implementation of the driving pressure can create a vacuum of 5 inches of mercury in relation to the supplied amount of component 44. Art. or more, or 10 inches Hg. Art. or more.

Система 50 управления текучей средой может способствовать управлению надлежащим распределением и увлечением подаваемого количества компонента 44 во второе подаваемое количество 28 текучей среды, а также управлению увлечением текучей среды во второе подаваемое количество 28 текучей среды ниже по потоку относительно системы 40 загрузки компонента. Например, при отсутствии кожуха 52, окружающего систему 40 загрузки компонента, дополнительная текучая среда (например, окружающий газ, такой как воздух) может увлекаться во второе подаваемое количество 28 текучей среды по мере дозирования подаваемого количества компонента 44 во второе подаваемое количество 28 текучей среды. Также может быть, что, когда второе подаваемое количество 28 текучей среды создает движущее давление в отношении системы 40 загрузки компонента, вакуум, притягивающий подаваемое количество компонента 44, может вызывать увлечение дополнительного воздуха во второе подаваемое количество 28 текучей среды. В некоторых обстоятельствах увлечение дополнительного воздуха во второе подаваемое количество 28 текучей среды может быть желательным, однако в других обстоятельствах может быть желательным управление содержанием газа во втором подаваемом количестве 28 текучей среды во время введения подаваемого количества компонента 44 во второе подаваемое количество 28 текучей среды в первом смесительном узле 56. Например, в некоторых обстоятельствах, когда второе подаваемое количество 28 текучей среды представляет собой пену, при прохождении пены через первый смесительный узел 56 может быть желательным поддержание содержания газа в пене на относительно постоянном уровне. Таким образом, система 50 управления текучей средой может способствовать управлению давлением, оказываемым на систему 40 загрузки компонента, и потоком газа через нее, чтобы способствовать предотвращению или по меньшей мере управлению количеством газа, увлекаемого во второе подаваемое количество 28 текучей среды, когда подаваемое количество компонента 44 смешивается со вторым подаваемым количеством 28 текучей среды, и может помочь в противодействии движущему давлению в отношении подаваемого количества компонента 44 и системы 40 загрузки компонента, которое создается вторым подаваемым количеством 28 текучей среды. The fluid control system 50 may assist in controlling the proper distribution and entrainment of the component feed 44 into the second fluid feed 28, as well as controlling the fluid entrainment into the second fluid feed 28 downstream of the component loading system 40. For example, in the absence of enclosure 52 surrounding component loading system 40, additional fluid (e.g., ambient gas such as air) may be entrained in second fluid supply 28 as component supply 44 is metered into second fluid supply 28. It may also be that when the second fluid supply 28 creates a driving pressure against the component loading system 40, the vacuum attracting the component supply 44 may cause additional air to be entrained into the second fluid supply 28. Entrainment of additional air into the second fluid supply 28 may be desirable in some circumstances, however, in other circumstances it may be desirable to control the gas content in the second fluid supply 28 during introduction of the component feed 44 into the second fluid supply 28 in the first mixing unit 56. For example, in some circumstances where the second fluid supply 28 is foam, it may be desirable to maintain the gas content of the foam at a relatively constant level as the foam passes through the first mixing unit 56. Thus, the fluid control system 50 can assist in controlling the pressure exerted on the component loading system 40 and the flow of gas through it to help prevent or at least control the amount of gas entrained in the second fluid supply 28 when the component supply 44 mixes with the second fluid supply 28 and can assist in counteracting the driving pressure on the component supply 44 and the component loading system 40 that is created by the second fluid supply 28.

В некоторых вариантах осуществления система 50 управления текучей средой может содержать затвор для отделения системы 40 загрузки компонента. Например, как обсуждено выше, система 50 управления текучей средой может содержать кожух 52 для обеспечения изоляции в отношении системы 40 загрузки компонента. Изоляция системы 40 загрузки компонента может способствовать предотвращению увлечения дополнительного воздуха во второе подаваемое количество 28 текучей среды, когда подаваемое количество компонента 44 вводится во второе подаваемое количество 28 текучей среды в первом смесительном узле 56.In some embodiments, the fluid control system 50 may include a closure for separating the component loading system 40. For example, as discussed above, the fluid control system 50 may include a casing 52 to provide insulation with respect to the component loading system 40. The isolation of the component loading system 40 can help prevent entrainment of additional air into the second fluid supply 28 when the component supply 44 is introduced into the second fluid supply 28 in the first mixing assembly 56.

Однако в некоторых вариантах осуществления может также быть выгодным включение в систему 50 управления текучей средой дополнительной возможности. Например, в некоторых вариантах осуществления система 50 управления текучей средой может содержать продувное отверстие 54. Продувное отверстие 54 может быть выполнено с возможностью продувки потока текучей среды, такого как поток атмосферного воздуха, для обеспечения дополнительного управления потоком текучей среды в системе 40 загрузки компонента. Продувное отверстие 54 может впускать поток газа (например, поток воздуха) внутрь кожуха 52, чтобы способствовать управлению потоком воздуха и давлением внутри кожуха 52, окружающего систему 40 загрузки компонента. Было обнаружено, что за счет предоставления продувного отверстия 54 для подачи некоторого продувного потока атмосферного воздуха в систему 40 загрузки компонента можно уменьшить или исключить обратный выплеск второго подаваемого количества 28 текучей среды в первом смесительном узле 56. Уменьшение обратного выплеска второго подаваемого количества 28 текучей среды в первом смесительном узле 56 может способствовать предотвращению забивания системы 40 загрузки компонента или необходимости в ее очистке, в частности когда система 40 загрузки компонента может доставлять сухие частицы, такие как SAM. В других условиях процесса может быть желательным полностью изолировать систему 40 загрузки компонента по аналогичным причинам. However, in some embodiments, it may also be advantageous to include an additional capability in the fluid management system 50. For example, in some embodiments, the fluid control system 50 may include a purge port 54. The purge port 54 may be configured to purge a fluid stream, such as ambient air stream, to provide additional fluid flow control to the component loading system 40. Purge opening 54 may admit a gas flow (eg, air flow) into the housing 52 to help control the air flow and pressure within the housing 52 surrounding the component loading system 40. It has been found that by providing a purge port 54 to introduce some purge flow of atmospheric air into the component loading system 40, the backsurge of the second fluid supply 28 in the first mixing assembly 56 can be reduced or eliminated. the first mixing assembly 56 can help prevent the component loading system 40 from clogging or needing to be cleaned, particularly when the component loading system 40 can deliver dry particles such as SAM. In other process conditions, it may be desirable to completely isolate the component loading system 40 for similar reasons.

Дополнительно или альтернативно система 50 управления текучей средой может быть выполнена с возможностью подачи дополнительного потока газа (например, потока воздуха) и/или обеспечения положительного давления для предотвращения обратного заполнения системы 40 загрузки компонента в некоторых обстоятельствах, например при возникновении препятствия в устройстве 10 ниже по потоку за первым смесительным узлом 56. В случае, когда препятствие создает повышенное давление, второе подаваемое количество 28 текучей среды может стремиться к обратному заполнению системы 40 загрузки компонента. Обратное заполнение системы 40 загрузки компонента текучей средой может быть вредным для обработки, в частности когда подаваемое количество компонента 44 представляет собой сухой компонент, такой как SAM. Система 50 управления текучей средой, выполненная с возможностью обеспечения положительного давления в системе 40 загрузки компонента, может способствовать предотвращению такого обратного заполнения системы 40 загрузки компонента. Additionally or alternatively, fluid control system 50 may be configured to supply additional gas flow (e.g., air flow) and/or provide positive pressure to prevent backfilling of component loading system 40 in some circumstances, such as when an obstruction occurs in device 10 downstream. flow behind the first mixing node 56. In the case where the obstacle creates an increased pressure, the second supplied amount of fluid 28 may tend to refill the system 40 loading component. Backfilling the component loading system 40 with fluid can be detrimental to processing, particularly when the amount of component 44 supplied is a dry component such as SAM. The fluid control system 50, configured to provide positive pressure to the component loading system 40, can help prevent such backfilling of the component loading system 40.

Также предполагается, что другие дополнительные аспекты системы 50 управления текучей средой можно использовать для поддержания потока и давления газа на уровне, подходящем для системы 40 загрузки компонента, включая, помимо прочего, обеспечение вакуума для системы 40 загрузки компонента в дополнение к вышеописанным продувке воздухом в продувном отверстии 54 и/или положительному давлению или в качестве альтернативы им. It is also contemplated that other additional aspects of the fluid control system 50 can be used to maintain gas flow and pressure at a level suitable for the component loading system 40, including but not limited to providing a vacuum to the component loading system 40 in addition to the purge air purge described above. orifice 54 and/or positive pressure, or as an alternative to them.

Как изображено на фиг. 3, в некоторых вариантах осуществления первый смесительный узел 56 также может содержать секцию 72 в виде трубки Вентури. Секция 72 в виде трубки Вентури может представлять собой суженную область первого смесительного узла 56, которая может увеличивать скорость второго подаваемого количества 28 текучей среды, проходящего через секцию 72 в виде трубки Вентури, и, таким образом, повышать давление вакуума, создаваемое вторым подаваемым количеством 28 текучей среды в отношении подаваемого количества компонента 44 в системе 40 загрузки компонента, а также может способствовать увлечению подаваемого количества компонента 44 во второе подаваемое количество 28 текучей среды. В некоторых вариантах осуществления дальний конец 74 выпускного канала 46, подающего подаваемое количество компонента 44 в первый смесительный узел 56, может быть расположен в секции 72 в виде трубки Вентури. Местоположение дальнего конца 74 выпускного канала 46 в секции 72 в виде трубки Вентури можно регулировать в качестве одного способа управления давлением как второго подаваемого количества 28 текучей среды по мере его выпуска из первого смесительного узла 56, так и системы 40 загрузки компонента. As shown in FIG. 3, in some embodiments, the first mixing assembly 56 may also include a venturi section 72. The venturi section 72 may be a narrowed region of the first mixing assembly 56 that can increase the speed of the second fluid supply 28 passing through the venturi section 72 and thus increase the vacuum pressure generated by the second supply 28 fluid in relation to the supplied amount of component 44 in the system 40 loading component, and can also contribute to the entrainment of the supplied amount of component 44 in the second supplied amount 28 of the fluid. In some embodiments, the distal end 74 of outlet 46 supplying the feed quantity of component 44 to first mixing assembly 56 may be located in section 72 in the form of a venturi. The location of the distal end 74 of the outlet 46 in the venturi section 72 can be adjusted as one way of controlling the pressure of both the second fluid supply 28 as it is discharged from the first mixing unit 56 and the component loading system 40.

Первый смесительный узел 56 может также обеспечивать управление давлением в отношении транспортировки второго подаваемого количества 28 текучей среды, содержащего компонент 44, по мере его выхода из выпуска 64 первого смесительного узла 56 по сравнению с тем, когда второе подаваемое количество 28 текучей среды поступает в первый смесительный узел 56. Перед первым смесительным узлом 56 второе подаваемое количество 28 текучей среды может транспортироваться под давлением второй текучей среды. Второе подаваемое количество 28 текучей среды, содержащее компонент из подаваемого количества компонента 44, может выходить из выпуска 64 первого смесительного узла 56 под давлением на выходе. Перепадом давления между давлением второй текучей среды до первого смесительного узла 56 и давлением на выходе можно управлять. В некоторых вариантах осуществления этим перепадом давления можно управлять путем изменения расхода второго подаваемого количества 28 текучей среды. В некоторых вариантах осуществления этим перепадом давления можно управлять посредством местоположения дальнего конца 74 выпускного канала 46 в секции 72 в виде трубки Вентури первого смесительного узла 56. Например, если дальний конец 74 выпускного канала 46 перемещается дальше в секцию 72 в виде трубки Вентури, уменьшается площадь для протекания второго подаваемого количества 28 текучей среды через трубку 72 в виде секции Вентури, и, таким образом, повышается давление подачи второго подаваемого количества 28 текучей среды. Если дальний конец 74 выпускного канала 46 перемещается дальше из секции 72 в виде трубки Вентури (т. е. обратно в направлении системы 40 загрузки компонента), площадь для протекания второго подаваемого количества 28 текучей среды через секцию 72 в виде трубки Вентури увеличивается, и, таким образом, понижаются как давление подачи второго подаваемого количества 28 текучей среды, поступающего в первый смесительный узел 56, так и уровень вакуума в отношении системы 40 загрузки компонента. В некоторых вариантах осуществления предпочтительным является управление перепадом давления между давлением второй текучей среды перед первым смесительным узлом 56 и давлением на выходе так, чтобы он был меньше или равен 25 фунтам на квадратный дюйм (фунтов/кв. дюйм) или более предпочтительно менее 20 фунтов/кв. дюйм, или менее 15 фунтов/кв. дюйм, или менее 10 фунтов/кв. дюйм, или менее 5 фунтов/кв. дюйм.The first mixing unit 56 may also provide pressure control to transport the second fluid supply 28 containing the component 44 as it exits the outlet 64 of the first mixing unit 56 compared to when the second fluid supply 28 enters the first mixing node 56. Before the first mixing node 56, the second supplied amount 28 of the fluid can be transported under the pressure of the second fluid. The second supplied amount 28 of the fluid containing a component of the supplied amount of the component 44 may exit the outlet 64 of the first mixing unit 56 under pressure at the outlet. The pressure drop between the pressure of the second fluid up to the first mixing unit 56 and the outlet pressure can be controlled. In some embodiments, this pressure drop can be controlled by changing the flow rate of the second fluid quantity 28 supplied. In some embodiments, this pressure drop can be controlled by locating the distal end 74 of outlet 46 in venturi section 72 of first mixing assembly 56. For example, if distal end 74 of outlet 46 moves further into venturi section 72, area is reduced. for the flow of the second fluid supply 28 through the venturi tube 72, and thus the supply pressure of the second fluid supply 28 is increased. If the distal end 74 of the outlet 46 moves further out of the venturi section 72 ( i.e., back towards the component loading system 40), the area for the second fluid supply 28 to flow through the venturi section 72 increases, and, thus, both the supply pressure of the second fluid supply 28 entering the first mixing unit 56 and the vacuum level in relation to the component loading system 40 are reduced. In some embodiments, it is preferable to control the pressure differential between the pressure of the second fluid upstream of the first mixing assembly 56 and the outlet pressure to be less than or equal to 25 psi, or more preferably less than 20 psi. sq. inch, or less than 15 psi inch, or less than 10 psi inch, or less than 5 psi inch.

Другой особенностью первого смесительного узла 56, который может создавать улучшенное смешивание и транспортировку подаваемого количества компонента 44 во второе подаваемое количество 28 текучей среды в первом смесительном узле 56, может быть то, что второе впускное отверстие 62, обеспечивающее второе подаваемое количество 28 текучей среды, находится выше по потоку относительно дальнего конца 74 выпускного канала 46, который обеспечивает подачу компонента 44 из системы 40 загрузки компонента в первый смесительный узел 56. В такой конфигурации второе подаваемое количество 28 текучей среды может поступать в первый смесительный узел 56 выше по потоку относительно подачи компонента 44 для предотвращения вхождения в контакт или прилипания подаваемого количества компонента 44 к внутренней поверхности первого смесительного узла 56. Таким образом, в варианте осуществления, изображенном на фиг. 3, соосность оси 68 выпускного канала 46 и оси 70 выпуска первого смесительного узла 56, а также поступление второго подаваемого количества 28 текучей среды в первый смесительный узел 56 выше по потоку могут создавать гидравлическую защиту кольцевой формы вокруг места поступления подаваемого количества компонента 44 по мере его увлечения во второе подаваемое количество 28 текучей среды в первом смесительном узле 56. Another feature of the first mixing unit 56 that can provide improved mixing and transport of the feed quantity of the component 44 to the second fluid feed quantity 28 in the first mixing assembly 56 may be that the second inlet 62 providing the second fluid feed quantity 28 is located upstream of the distal end 74 of an outlet 46 that supplies component 44 from component loading system 40 to first mixing assembly 56. In such a configuration, a second fluid supply 28 may enter first mixing assembly 56 upstream of component supply 44 to prevent the supplied amount of component 44 from coming into contact or sticking to the inner surface of the first mixing unit 56. Thus, in the embodiment shown in FIG. 3, the alignment of the axis 68 of the outlet channel 46 and the axis 70 of the outlet of the first mixing unit 56, as well as the entry of the second supplied amount of fluid 28 into the first mixing unit 56 upstream can create a hydraulic protection of the annular shape around the place of entry of the supplied amount of the component 44 as it entrainment in the second supplied amount 28 of the fluid in the first mixing unit 56.

Следует отметить, что хотя на фиг. 1—3 изображены один выпускной канал 46 системы 40 загрузки компонента и один первый смесительный узел 56, предполагается, что выпускной канал 46 может быть разделен на два или более каналов для загрузки двух или более первых смесительных узлов 56 для смешивания подаваемого количества компонента 44 со вторым подаваемым количеством 28 текучей среды. В такой конфигурации второе подаваемое количество 28 текучей среды может содержать столько же каналов, сколько имеется первых смесительных узлов 56. За счет наличия более одного выпускного канала 46 и более одного первого смесительного узла 56 для смешивания подаваемого количества компонента 44 со вторым подаваемым количеством 28 текучей среды, можно добиться большего расхода второго подаваемого количества 28 текучей среды, содержащего компонент из подаваемого количества компонента 44. It should be noted that although in FIG. 1-3 shows one outlet 46 of the component loading system 40 and one first mixing unit 56, it is contemplated that the outlet 46 may be divided into two or more channels to load two or more first mixing units 56 to mix the feed quantity of the component 44 with the second supplied amount 28 of the fluid. In such a configuration, the second fluid supply 28 may comprise as many channels as there are first mixing units 56. By having more than one outlet 46 and more than one first mixing unit 56 for mixing the component supply 44 with the second fluid supply 28 , it is possible to achieve a higher flow rate of the second supplied amount of fluid 28 containing a component from the supplied amount of component 44.

В некоторых вариантах осуществления также предполагается, что первый смесительный узел 56 может представлять собой эжектор с конфигурацией, отличной от вышеописанного коаксиального эжектора. Например, предполагается, что первый смесительный узел 56 может представлять собой эжектор в форме щелевого эжектора.In some embodiments, it is also contemplated that the first mixing assembly 56 may be an ejector with a different configuration than the coaxial ejector described above. For example, it is contemplated that the first mixing unit 56 may be an ejector in the form of a slotted ejector.

Со ссылкой на фиг. 1, в некоторых вариантах осуществления устройство 10 может содержать второй смесительный узел 58. Второй смесительный узел 58 может обеспечивать функциональную возможность смешивания второго подаваемого количества 28 текучей среды, содержащего компонент из подаваемого количества компонента 44, с первым подаваемым количеством 16 текучей среды. После выхода второго подаваемого количества 28 текучей среды, содержащего компонент из подаваемого количества компонента 44, из выпуска 64 первого смесительного узла 56 он может транспортироваться во второй смесительный узел 58. Первое подаваемое количество 16 текучей среды может доставляться во второй смесительный узел 58 при помощи первого насоса 36. Второй смесительный узел 58 может смешивать первое подаваемое количество 16 текучей среды и любой из его компонентов (например, текучую среду 18, волокна 20, поверхностно-активное вещество 22) со вторым подаваемым количеством 28 текучей среды и любым из его компонентов (например, текучей средой 30, поверхностно-активным веществом 32), а также компонентом из подаваемого количества компонента 44 для предоставления полученной в результате взвеси 76. Полученная в результате взвесь 76 может транспортироваться из второго смесительного узла 58 через выпуск 78 второго смесительного узла 58 в напорный ящик 80. В некоторых вариантах осуществления, как изображено на фиг. 3, может быть разделение между выпуском 78 второго смесительного узла 58 и напорным ящиком 80. Однако в других вариантах осуществления выпуск 78 второго смесительного узла 58 может быть выполнен за одно целое с напорным ящиком 80. With reference to FIG. 1, in some embodiments, the apparatus 10 may include a second mixing assembly 58. The second mixing assembly 58 may be operable to mix a second fluid delivery 28 containing a component from the component delivery 44 with the first fluid delivery 16. After the output of the second fluid supply 28, containing the component from the component supply 44, from the outlet 64 of the first mixing unit 56, it can be transported to the second mixing unit 58. The first fluid supply 16 can be delivered to the second mixing unit 58 using the first pump 36. The second mixing unit 58 may mix the first fluid supply 16 and any of its components (e.g., fluid 18, fibers 20, surfactant 22) with the second fluid supply 28 and any of its components (e.g., fluid 30, surfactant 32), as well as a component of the feed amount of component 44 to provide the resulting slurry 76. The resulting slurry 76 can be transported from the second mixing unit 58 through the outlet 78 of the second mixing unit 58 to the headbox 80 .In some embodiments, as shown in FIG. 3, there may be a separation between the outlet 78 of the second mixing unit 58 and the headbox 80. However, in other embodiments, the outlet 78 of the second mixing unit 58 may be integral with the headbox 80.

На фиг. 4А изображен альтернативный вариант осуществления устройства 110 и способа образования подложки 12. На фиг. 4А показаны такие же компоненты, как компоненты устройства 10 и способа, описанных на фиг. 1—3, если это не указано здесь. Устройство 110 по фиг. 4А содержит только первый бак 14 для вмещения первого подаваемого количества 16 текучей среды. Устройство 110 и способ по фиг. 4А не включают второй бак 26, содержащий второе подаваемое количество 28 текучей среды. Первое подаваемое количество 16 текучей среды может содержать подаваемое количество текучей среды 18, подаваемое количество волокон 20 и подаваемое количество поверхностно-активного вещества 22. Устройство 110 может также содержать систему 40 загрузки компонента, систему 50 управления текучей средой и смесительный узел 56, описанные выше в отношении фиг. 1-3. Исходя из этой конфигурации, первый насос 36 может транспортировать первое подаваемое количество 16 текучей среды в первый смесительный узел 56. Система 40 загрузки компонента может транспортировать подаваемое количество компонента 44 в первый смесительный узел 56, как было описано ранее. В предпочтительных вариантах осуществления первый смесительный узел 56 может представлять собой эжектор, более предпочтительно коаксиальный эжектор, описанный в отношении фиг. 3. Первый смесительный узел 56 может смешивать первое подаваемое количество 16 текучей среды с компонентом из подаваемого количества компонента 44 и обеспечивать получаемую в результате взвесь 76, которая выходит из выпуска 64 первого смесительного узла 56 и транспортируется в напорный ящик 80. В некоторых вариантах осуществления выпуск 64 первого смесительного узла 56 может быть отдельным от напорного ящика 80, однако в некоторых вариантах осуществления выпуск 64 первого смесительного узла 56 может быть выполнен за одно целое с напорным ящиком 80. В некоторых вариантах осуществления первое подаваемое количество 16 текучей среды может содержать текучую среду 18 и поверхностно-активное вещество 22, подлежащие смешиванию с подаваемым количеством компонента 44 для предоставления полученной в результате взвеси 76, но может не содержать каких-либо волокон. В других вариантах осуществления первое подаваемое количество 16 текучей среды может содержать текучую среду 18, волокна 20 и поверхностно-активное вещество 22, подлежащие смешиванию с подаваемым количеством компонента 44 для предоставления полученной в результате взвеси 76.In FIG. 4A depicts an alternative embodiment of apparatus 110 and method for forming substrate 12. FIG. 4A shows the same components as those of the apparatus 10 and method described in FIG. 1-3 if not listed here. The device 110 of FIG. 4A contains only the first tank 14 to accommodate the first supply amount 16 of the fluid. The apparatus 110 and method of FIG. 4A does not include a second tank 26 containing a second supply 28 of fluid. The first fluid delivery 16 may comprise a fluid delivery 18, a fiber delivery 20, and a surfactant delivery 22. The device 110 may also include a component loading system 40, a fluid control system 50, and a mixing assembly 56 described above in with respect to FIG. 1-3. Based on this configuration, the first pump 36 can transport the first fluid supply 16 to the first mixing unit 56. The component loading system 40 can transport the component 44 supply to the first mixing unit 56 as previously described. In preferred embodiments, the first mixing unit 56 may be an ejector, more preferably a coaxial ejector as described with respect to FIG. 3. The first mixing assembly 56 may mix the first fluid feed 16 with a component from the component feed 44 and provide the resulting slurry 76 that exits the outlet 64 of the first mixing assembly 56 and is transported to the headbox 80. In some embodiments, the outlet 64 of first mixing assembly 56 may be separate from headbox 80, however, in some embodiments, outlet 64 of first mixing assembly 56 may be integral with headbox 80. In some embodiments, first fluid delivery 16 may comprise fluid 18 and surfactant 22 to be mixed with the feed amount of component 44 to provide the resulting slurry 76, but may not contain any fibers. In other embodiments, the first fluid feed 16 may comprise fluid 18, fibers 20, and surfactant 22 to be mixed with component feed 44 to provide the resulting slurry 76.

На фиг. 4В изображен еще один альтернативный вариант осуществления устройства 210 и способа образования подложки 12. Устройство 10 может содержать первый насос 36, который может сообщаться по текучей среде с первым подаваемым количеством 16 текучей среды. Первое подаваемое количество 16 текучей среды может содержать подаваемое количество текучей среды 18 и поверхностно-активное вещество 22. Первое подаваемое количество 16 текучей среды может быть разделено в узле 17. Первое подаваемое количество 16 текучей среды может проходить после двух регулирующих клапанов 23. Первое подаваемое количество 16 текучей среды может проходить после одного из регулирующих клапанов 23 в канале 19 в направлении напорного ящика 80. Подаваемое количество волокон 20 может добавляться к первому подаваемому количеству 16 текучей среды после регулирующего клапана 23. Предпочтительно подаваемое количество волокон 20 может подаваться в первое подаваемое количество 16 текучей среды в таком подаваемом количестве текучей среды, как пена. In FIG. 4B depicts yet another alternative embodiment of the device 210 and the method for forming the substrate 12. The device 10 may include a first pump 36 that can be in fluid communication with the first fluid quantity 16 to be delivered. The first fluid delivery 16 may comprise a fluid delivery 18 and a surfactant 22. The first fluid delivery 16 may be separated at the assembly 17. The first fluid delivery 16 may pass after the two control valves 23. The first delivery quantity 16, the fluid may flow after one of the control valves 23 in the channel 19 towards the headbox 80. The fiber feed 20 may be added to the first fluid feed 16 after the control valve 23. Preferably, the fiber feed 20 may be fed into the first feed quantity 16 fluid in such a supplied amount of fluid as foam.

Когда первое подаваемое количество текучей среды разделяется в узле 17, первое подаваемое количество 16 текучей среды может перекачиваться после второго регулирующего клапана 23 в канале 21 в направлении первого смесительного узла 56. Подаваемое количество текучей среды в этом канале может называться вторым подаваемым количеством 28 текучей среды. Второе подаваемое количество 28 текучей среды может содержать подаваемое количество текучей среды 18 и поверхностно-активное вещество 22 (которое из первого подаваемого количества 16 текучей среды). В некоторых вариантах осуществления может быть предпочтительным добавление подаваемого количества волокон 20’ во второе подаваемое количество 28 текучей среды, как изображено на фиг. 4В. Предпочтительно подаваемое количество волокон 20’ может подаваться в первое подаваемое количество 16 текучей среды в таком подаваемом количестве текучей среды, как пена. When the first fluid supply is divided at the node 17, the first fluid supply 16 may be pumped after the second control valve 23 in the channel 21 towards the first mixing node 56. The fluid supply in this channel may be referred to as the second fluid supply 28. The second fluid delivery 28 may comprise the fluid delivery 18 and the surfactant 22 (which of the first fluid delivery 16). In some embodiments, it may be preferable to add the fiber feed 20' to the second fluid feed 28 as shown in FIG. 4B. Preferably, the fiber feed 20' may be supplied to the first fluid feed 16 in a fluid feed such as foam.

В варианте осуществления, изображенном на фиг. 4В, подаваемое количество компонента 44 может быть добавлено ко второму подаваемому количеству 28 текучей среды в первом смесительном узле 56, как описано выше. Устройство 210 может содержать вывод 65 первого смесительного узла 56, содержащий компонент 44, ниже по потоку относительно выпуска 64 первого смесительного узла 64. Подаваемое количество текучей среды и компонента 44 на выводе 65 первого смесительного узла 56 может обеспечивать первый ввод 67 в напорный ящик 80. Первое подаваемое количество 16 текучей среды может обеспечивать второй ввод 69 в напорный ящик 80. Первый ввод 67 может быть отдельным от второго ввода 69 в напорный ящик 80. Например, в некоторых вариантах осуществления первый ввод 67, содержащий компонент 44, может быть отделен от второго ввода 69 имеющим направление по оси Z делителем 71 (также называемым пластиной), и, таким образом, подаваемые количества 16, 28 текучей среды могут быть отделены друг от друга для по меньшей мере части напорного ящика 80, когда подаваемые количества 16, 28 текучей среды транспортируются посредством напорного ящика 80 с целью предоставления полученной в результате взвеси 76. В этом случае полученная в результате взвесь 76 может обеспечивать два разных слоя для предоставления двухслойной подложки 12.In the embodiment depicted in FIG. 4B, the feed quantity of component 44 may be added to the second fluid feed quantity 28 in the first mixing assembly 56 as described above. Device 210 may include outlet 65 of first mixing assembly 56 containing component 44 downstream of outlet 64 of first mixing assembly 64. The amount of fluid and component 44 supplied at outlet 65 of first mixing assembly 56 may provide first input 67 to headbox 80. The first fluid delivery 16 may provide a second inlet 69 into the headbox 80. The first inlet 67 may be separate from the second inlet 69 into the headbox 80. For example, in some embodiments, the first inlet 67 containing component 44 may be separate from the second input 69 having a Z-direction divider 71 (also referred to as a plate), and thus the fluid supplies 16, 28 can be separated from each other for at least a portion of the headbox 80 when the fluid supplies 16, 28 transported by headbox 80 to provide the resulting slurry 76. In this case, p the resulting slurry 76 may provide two different layers to provide a two-layer substrate 12.

Еще один альтернативный вариант осуществления изображен на фиг. 4С. Фиг. 4С подобна конфигурации, изображенной на фиг. 2, однако в конфигурации по фиг. 4С предусмотрено продувное отверстие 154, которое может обеспечивать управляемый поток текучей среды в подаваемое количество компонента 44 после поступления компонента 44 в выпускной канал 46 системы 40 загрузки компонента, но выше по потоку относительно первого смесительного узла 56. Такая конфигурация может подавать текучую среду (например, жидкость, газ или пену) в подаваемое количество компонента 44, чтобы способствовать управлению увлечением текучей среды во второе подаваемое количество 28 текучей среды при смешивании подаваемого количества компонента 44 со вторым подаваемым количеством 28 текучей среды в первом смесительном узле 56. Например, в одном варианте осуществления добавление потока пены в продувное отверстие 154 может способствовать предотвращению увлечения дополнительного газа (например, воздуха) в подаваемое количество компонента 44 при его смешивании со вторым подаваемым количеством 28 текучей среды. Another alternative embodiment is shown in FIG. 4C. Fig. 4C is similar to the configuration shown in FIG. 2, however, in the configuration of FIG. 4C, a purge port 154 is provided that can provide a controlled flow of fluid to a feed quantity of component 44 after component 44 enters outlet 46 of component loading system 40, but upstream of first mixing assembly 56. Such a configuration can supply fluid (e.g., liquid, gas, or foam) into the component 44 feed to help control fluid entrainment into the second fluid feed 28 when the component feed 44 is mixed with the second fluid feed 28 in the first mixing assembly 56. For example, in one embodiment, adding a foam stream to the vent 154 can help prevent additional gas (eg, air) from being entrained in the component 44 feed as it mixes with the second fluid feed 28.

Независимо от того, используются ли для транспортировки полученной в результате взвеси 76 устройство 10, 110, 210 и способ, описанные в настоящем документе, или другое устройство и/или способ, для дальнейшей транспортировки полученной в результате взвеси 76 с образованием подложки 12 может быть предусмотрен напорный ящик 80. Как изображено на фиг. 5—9, напорный ящик 80 может иметь машинное направление 81 и поперечное направление 83. Машинное направление 81 проходит в направлении транспортировки полученной в результате взвеси 76 через напорный ящик 80. Полученная в результате взвесь 76 не показана на фиг. 5-9 для ясности. Regardless of whether the device 10, 110, 210 and method described herein is used to transport the resulting slurry 76, or another device and/or method, the resulting slurry 76 can be further transported to form the substrate 12. headbox 80. As shown in FIG. 5-9, the headbox 80 may have a machine direction 81 and a transverse direction 83. The machine direction 81 extends in the direction of transport of the resulting slurry 76 through the headbox 80. The resulting slurry 76 is not shown in FIG. 5-9 for clarity.

Напорный ящик 80 сможет содержать по меньшей мере одну проточную секцию 82. В варианте осуществления напорного ящика 80, изображенном на фиг. 5-9, напорный ящик 80 содержит две проточные секции 82. Как изображено на фиг. 5, проточные секции 82 могут быть удалены друг от друга в поперечном направлении 83, но могут находиться в одной общей плоскости, образованной машинным направлением 81 и поперечным направлением 83. Предполагается, что в некоторых вариантах осуществления, содержащих более одной проточной секции 82, эти проточные секции 82 могут быть расположены так, что одна проточная секция 82 расположена поверх другой проточной секции 82 в направлении 85 по оси Z, перпендикулярном плоскости, образованной машинным направлением 81 и поперечным направлением 83. В некоторых вариантах осуществления, содержащих более одной проточной секции 82, две проточные секции 82 могут быть выполнены по существу аналогично друг другу. Однако также предполагается, что одна проточная секция 82 может быть выполнено иначе, чем другая проточная секция 82, в зависимости от различных факторов, таких как, без ограничения, характеристики подложки 12, которую требуется образовать. Дополнительно, хотя в варианте осуществления по фиг. 5-9 показаны две проточные секции 82, предполагается, что напорный ящик 80 может содержать три или более проточных секций 82. Количество проточных секций 82 можно регулировать для достижения различных расходов полученной в результате взвеси 76, требуемой ширины подложки 12 и/или количества имеющих направление по оси Z слоев подложки 12.Headbox 80 may include at least one flow section 82. In the embodiment of headbox 80 shown in FIG. 5-9, headbox 80 includes two flow sections 82. As shown in FIG. 5, the flow sections 82 may be spaced apart in the lateral direction 83, but may be in the same common plane formed by the MD 81 and the lateral direction 83. It is contemplated that in some embodiments containing more than one flow section 82, these flow sections sections 82 may be positioned such that one flow section 82 is positioned on top of another flow section 82 in a z-direction 85 perpendicular to the plane formed by the machine direction 81 and the transverse direction 83. In some embodiments, comprising more than one flow section 82, two flow sections 82 may be substantially similar to each other. However, it is also contemplated that one flow section 82 may be configured differently from another flow section 82 depending on various factors such as, but not limited to, the characteristics of the substrate 12 to be formed. Additionally, although in the embodiment of FIG. 5-9 show two flow sections 82, it is contemplated that the headbox 80 may comprise three or more flow sections 82. The number of flow sections 82 can be adjusted to achieve different flow rates of the resulting slurry 76, the required width of the substrate 12, and/or the number of directional On the axis Z layers of the substrate 12.

Каждая проточная секция 82 может содержать нижнюю поверхность 84 и верхнюю поверхность 86 (помеченные на фиг. 8 и 9). Верхняя поверхность 86 на фиг. 5-7 удалена для ясности изображения внутренних признаков напорного ящика 80. Проточная секция 82 также может иметь первую сторону 87 и вторую сторону 88. Вторая сторона 88 может быть противоположной по отношению к первой стороне 87. В некоторых вариантах осуществления первая сторона 87 и вторая сторона 88 могут быть выполнены как симметричные друг другу относительно оси, параллельной машинному направлению 81. Как лучше всего изображено на фиг. 6, первая сторона 87 и вторая сторона 88 могут содержать соответственно первые части 87a, 88a, являющиеся выпуклыми по отношению к внутренней части 89 проточной секции 82. Первая сторона 87 и вторая сторона 88 также могут содержать соответственно вторые части 87b, 88b, являющиеся вогнутыми по отношению к внутренней части 89 проточной секции 82. В некоторых вариантах осуществления каждая из первой стороны 87 и второй стороны 88 может иметь изменяющийся радиус кривизны вдоль длины первой части 87а и второй части 88b в машинном направлении 81. Первая сторона 87 и вторая сторона 88 могут быть выполнены так, что каждая сторона 87, 88 содержит сегмент 90 перегиба. Сегмент 90 перегиба может служить переходом между соответственно первыми частями 87a, 88a и вторыми частями 87b, 88b первой и второй сторон 87, 88. Сегмент 90 перегиба может представлять собой линейный сегмент, или он может быть более крутым, как изображено на фиг. 5 и 6 (на которых сегмент 90 перегиба в целях идентификации отмечен точкой). Each flow section 82 may include a bottom surface 84 and an upper surface 86 (labeled in FIGS. 8 and 9). The upper surface is 86 in FIG. 5-7 have been removed for clarity of internal features of the headbox 80. The flow section 82 may also have a first side 87 and a second side 88. The second side 88 may be opposite the first side 87. In some embodiments, the first side 87 and the second side 88 can be configured to be symmetrical to each other about an axis parallel to machine direction 81. As best shown in FIG. 6, first side 87 and second side 88 may respectively comprise first portions 87a, 88a that are convex with respect to interior portion 89 of flow section 82. First side 87 and second side 88 may also comprise second portions 87b, 88b, respectively, that are concave along relative to interior 89 of flow section 82. In some embodiments, each of first side 87 and second side 88 may have a varying radius of curvature along the length of first portion 87a and second portion 88b in machine direction 81. First side 87 and second side 88 may be It is made that each side is 87, 88 contains the 90 bend segment. The kink segment 90 may serve as a transition between the first portions 87a, 88a and the second portions 87b, 88b of the first and second sides 87, 88, respectively. 5 and 6 (on which the segment 90 of the excess for identification is marked with a point).

При рассмотрении внутренней части 89 в виде сверху вниз, как изображено на фиг. 6, внутренняя часть 89 может иметь боковой профиль в машинном направлении, который включает первый боковой профиль 77 и второй боковой профиль 79. Первый боковой профиль 77 может представлять собой профиль первой стороны 87, и второй боковой профиль 79 может представлять собой профиль второй стороны 88 при рассмотрении внутренней части 89 в виде сверху вниз. Каждый из первого бокового профиля 77 и второго бокового профиля 79 может содержать соответственно первые части 87а, 88а, являющиеся выпуклыми по отношению к внутренней части 89 проточной секции 82, и каждый из них может содержать соответственно вторые части 87b, 88b, являющиеся вогнутыми по отношению к внутренней части 89 проточной секции 82. Например, эти боковые профили 77, 79 могут быть получены независимо от того, имеются ли первая сторона 87, вторая сторона 88, верхняя поверхность 86 и нижняя поверхность 84, или от того, что эти стороны 87, 88 и верхняя и нижняя поверхности 86, 84 явно не разграничены, например, если внутренняя часть 89 проточной секции 82 образована плавными поверхностями и кривизной, как например в поперечном сечении овальной формы. Viewed from top to bottom of interior 89 as shown in FIG. 6, interior 89 may have a MD side profile that includes a first side profile 77 and a second side profile 79. First side profile 77 may be a first side profile 87 and second side profile 79 may be a second side profile 88 with considering the interior 89 in a top-down view. Each of the first side profile 77 and the second side profile 79 may respectively comprise the first parts 87a, 88a, which are convex with respect to the inner part 89 of the flow section 82, and each of them may contain, respectively, the second parts 87b, 88b, which are concave with respect to inside 89 of the flow section 82. For example, these side profiles 77, 79 can be obtained regardless of whether the first side 87, the second side 88, the top surface 86 and the bottom surface 84 are present, or whether these sides 87, 88 and the top and bottom surfaces 86, 84 are not clearly demarcated, for example, if the interior 89 of the flow section 82 is formed by smooth surfaces and curvature, such as in an oval-shaped cross section.

Напорный ящик 80 может быть выполнен так, что каждая проточная секция 82 содержит впускное отверстие 91. Каждое проточная секция 82 также может содержать выпускное отверстие 92. Как изображено в виде сзади напорного ящика 80 на фиг. 7, в некоторых вариантах осуществления впускное отверстие 91 может иметь круглую форму поперечного сечения так, что его можно соединить с каналом круглого поперечного сечения, который транспортирует полученную в результате взвесь 76 в напорный ящик 80. Разумеется, предполагается, что впускное отверстие 91 может иметь другие формы поперечного сечения. Дополнительно также предполагается, что впускное отверстие 91 напорного ящика 80 может образовывать часть выпуска 78 обсужденного выше второго смесительного узла 58 или первого смесительного узла 56. The pressure box 80 can be made in such a way that each flow section 82 contains the intake hole 91. Each running section 82 can also contain a final hole 92. As shown in the form of a pressure box of 80 in FIG. 7, in some embodiments, the intake hole 91 may have a round cross -sectional form so that it can be connected to the channel of the round cross section, which transports the as a result, the suspension of 76 into the pressure box 80. Of course, it is assumed that inlet foramen 91 may have others cross section shapes. Additionally, it is also assumed that the inventory 91 of the pressure box 80 can form part of the release 78 of the second mixing unit 58 or the first mixing unit 56.

Как показано на фиг. 6 для левой проточной секции 82, ширина W1 внутренней части 89 на впускном отверстии 91 может быть меньше ширины W2 внутренней части 89 на выпускном отверстии 92. В целях настоящего документа значения ширины W1 и W2 определены как измеренные между первой стороной 87 и второй стороной 88 в направлении, параллельном поперечному направлению 83 напорного ящика 80, и в плоскости, образованной машинным направлением 81 и поперечным направлением 83. As shown in FIG. 6 for the left flow section 82, the width W 1 of the interior 89 at the inlet 91 may be less than the width W 2 of the interior 89 at the outlet 92. For the purposes of this document, the widths W 1 and W 2 are defined as measured between the first side 87 and the second side 88 in a direction parallel to the transverse direction 83 of the headbox 80 and in the plane formed by the machine direction 81 and the transverse direction 83.

Как изображено на фиг. 9, внутренняя часть 89 проточной секции 82 может иметь высоту H1 на впускном отверстии 91, которая больше высоты H2 внутренней части 89 на выпускном отверстии 92. В целях настоящего документа значения высоты H1 и H2 определены как измеренные между нижней поверхностью 84 и верхней поверхностью 86 в направлении, параллельном направлению 85 по оси Z, которое является перпендикулярным плоскости, образованной машинным направлением 81 и поперечным направлением 83. Как также изображено на фиг. 9, внутренняя часть 89 проточной секции 82 выполнена так, что верхняя поверхность 86 и нижняя поверхность 84 обеспечивают изменение траектории потока между впускным отверстием 91 и выпускным отверстием 92 в направлении 85 по оси Z. As shown in FIG. 9, the interior 89 of the flow section 82 may have a height H 1 at the inlet 91 that is greater than the height H 2 of the interior 89 at the outlet 92. For the purposes of this document, the heights H 1 and H 2 are defined as measured between bottom surface 84 and top surface 86 in a direction parallel to the Z-direction 85, which is perpendicular to the plane formed by the machine direction 81 and the transverse direction 83. As also shown in FIG. 9, the interior 89 of the flow section 82 is configured such that the top surface 86 and bottom surface 84 provide for a change in the flow path between inlet 91 and outlet 92 in the z-direction 85.

В некоторых вариантах осуществления каждая из первой стороны 87 и второй стороны 88 проточной секции 82 может содержать соответственно части 87с, 88с для расширения потока. Части 87c, 88c для расширения потока могут находиться ближе к впускному отверстию 91, чем первые части 87a, 88a первой стороны 87 и второй стороны 88 соответственно. Первые части 87a, 88a первой стороны 87 и второй стороны 88 соответственно могут находиться ближе к впускному отверстию 91, чем вторые части 87b, 88b первой стороны 87 и второй стороны 88 соответственно. In some embodiments, each of the first side 87 and the second side 88 of the flow section 82 may respectively contain parts 87c, 88c for expanding the flow. The flow expansion portions 87c, 88c may be closer to the inlet 91 than the first portions 87a, 88a of the first side 87 and the second side 88, respectively. The first parts 87a, 88a of the first side 87 and the second side 88, respectively, may be closer to the inlet 91 than the second parts 87b, 88b of the first side 87 and the second side 88, respectively.

Когда полученная в результате взвесь 76 поступает в напорный ящик 80 через каждое впускное отверстие 91, полученная в результате взвесь 76 в первую очередь поступает во внутреннюю часть 89 проточной секции 82 и части 87с, 88с для расширения потока первой стороны 87 и второй стороны 88 соответственно. В этом месте траектория потока полученной в результате взвеси 76 увеличивается по ширине в поперечном направлении 83. После прохождения через части 87c, 88c для расширения потока первой стороны 87 и второй стороны 88 соответственно полученная в результате взвесь 76 более существенно увеличивается по ширине по мере ее транспортировки первыми частями 87a, 88a первой и второй сторон 87, 88 соответственно. Поток полученной в результате взвеси 76 затем проходит сегмент 90 перегиба на каждой из первой и второй сторон 87, 88 и в конечном итоге транспортируется вторыми частями 87b, 88b первой и второй сторон 87, 88 соответственно. Важно, что такое управляемое увеличение по ширине потока полученной в результате взвеси 76 и комбинация первых частей 87а, 88а и вторых частей 87b, 88b первой и второй сторон 87, 88 соответственно обеспечивает улучшенный поток по всей внутренней части 89 проточной секции 82, при котором уменьшаются вихри и другие турбулентные свойства полученной в результате взвеси 76 при ее прохождении через напорный ящик 80. Таким образом, боковые профили 77, 79 внутренней части 89 проточной секции 89 (например, первой и второй сторон 87, 88) образуют конфигурацию, которая является преимущественной для сведения к минимуму времени, в течение которого полученная в результате взвесь 76 находится в напорном ящике 80, одновременно расширяясь до ширины и высоты, необходимых для образования подложки 12. Это может представлять собой значительное преимущество обработки, при котором компоненты из подаваемого количества компонента 44 представляют собой сухие элементы, такие как SAM, для которых желательно сведение к минимуму времени подвергания воздействию жидкостей, образующих часть полученной в результате взвеси 76. When the resulting slurry 76 enters the headbox 80 through each inlet 91, the resulting slurry 76 first enters the interior 89 of the flow section 82 and the flow expansion portions 87c, 88c of the first side 87 and the second side 88, respectively. At this point, the flow path of the resulting slurry 76 increases in width in the transverse direction 83. After passing through the first side 87 and second side 88 to expand the flow 87c, 88c, respectively, the resulting slurry 76 increases in width more substantially as it is conveyed. the first parts 87a, 88a of the first and second sides 87, 88, respectively. The resulting slurry stream 76 then passes a kink segment 90 on each of the first and second sides 87, 88 and is eventually conveyed by the second portions 87b, 88b of the first and second sides 87, 88, respectively. Importantly, this controlled increase in flow width of the resulting slurry 76 and the combination of first portions 87a, 88a and second portions 87b, 88b of first and second sides 87, 88, respectively, provides improved flow throughout the interior 89 of flow section 82, which reduces eddies and other turbulent properties of the resulting slurry 76 as it passes through the headbox 80. Thus, the side profiles 77, 79 of the interior 89 of the flow section 89 (e.g., the first and second sides 87, 88) form a configuration that is advantageous for minimizing the time that the resulting slurry 76 resides in the headbox 80 while expanding to the width and height required to form the substrate 12. dry elements, such as SAM, for which it is desirable to reduce minimizing exposure time to liquids forming part of the resulting slurry 76.

Дополнительно считается, что конфигурация изменяющейся высоты и ширины внутренней части 89 проточной секции 82 способствует обеспечению улучшенной густоты потока полученной в результате взвеси 76 через напорный ящик 80. Как описано выше, ширина W1 внутренней части 89 на впускном отверстии 91 меньше ширины W2 внутренней части 89 на выпускном отверстии 92 для обеспечения возможности расширения полученной в результате взвеси 76 в поперечном направлении 83 до требуемой ширины подложки 12. По мере увеличения ширины внутренней части 89 при прохождении полученной в результате взвеси 76 через напорный ящик 80 высота внутренней части 89 уменьшается. Как отмечено выше, высота H1 внутренней части 89 на впускном отверстии 91 больше высоты H2 внутренней части 89 проточной секции 82 на выпускном отверстии 92. За счет уменьшения высоты внутренней части 89 по мере увеличения ширины внутренней части 89 поддерживается более ламинарный поток полученной в результате взвеси 76 через внутреннюю часть 89 напорного ящика 80. Также это способствует сокращению времени нахождения полученной в результате взвеси 76 в напорном ящике 80, что, как отмечено выше, может быть преимущественным, когда полученная в результате взвесь 76 содержит компоненты из подаваемого количества компонента 44 для сухих элементов, таких как SAM, для которых желательно свести к минимуму время подвергания воздействию жидкостей. Additionally, the configuration of the varying height and width of the interior 89 of the flow section 82 is believed to help provide improved flow density of the resulting slurry 76 through the headbox 80. As described above, the width W 1 of the interior 89 at the inlet 91 is less than the width W 2 of the interior 89 at the outlet 92 to allow the resulting slurry 76 to expand in the transverse direction 83 to the desired width of the substrate 12. As the width of the interior 89 increases as the resulting slurry 76 passes through the headbox 80, the height of the interior 89 decreases. As noted above, the height H 1 of interior 89 at inlet 91 is greater than the height H 2 of interior 89 of flow section 82 at outlet 92. By reducing the height of interior 89 as the width of interior 89 increases, the resulting more laminar flow is maintained. slurry 76 through the interior 89 of headbox 80. It also helps to reduce the residence time of the resulting slurry 76 in the headbox 80, which, as noted above, can be advantageous when the resulting slurry 76 contains components from the feed amount of component 44 to dry cells, such as SAM, for which it is desirable to minimize exposure time to liquids.

Также следует отметить, что, как считается, дугообразная форма в направлении 85 по оси Z между верхней поверхностью 86 и нижней поверхностью 84 между впускным отверстием 91 и выпускным отверстием 92 обеспечивает улучшенное управление потоком полученной в результате взвеси 76 и может способствовать уменьшению вихрей или другой турбулентности потока полученной в результате взвеси 76 через напорный ящик 80, что дополнительно добавляет отмеченные выше преимущества в отношении компонентов из подаваемого количества компонента 44. Например, считается, что такая дугообразная форма может обеспечивать более совместимые базовый вес и ориентацию волокон по поперечному направлению 83 в подложке 12, которая образуется, в частности, при использовании в процессе получения с помощью пенообразования.It should also be noted that the arcuate shape in the z-direction 85 between the top surface 86 and the bottom surface 84 between inlet 91 and outlet 92 is believed to provide improved flow control of the resulting slurry 76 and may help reduce eddies or other turbulence. flow of the resulting slurry 76 through the headbox 80, which further adds to the component 44 feed component benefits noted above. , which is formed, in particular, when used in the production process using foaming.

Со ссылкой на фиг. 1 и 4 устройство 10, 110, 210 также может содержать формирующую поверхность 94, на которую полученная в результате взвесь 76 осаждается после выхода из выпускного отверстия 92 напорного ящика 80. Формирующая поверхность 94 может представлять собой перфорированный лист, такой как тканая лента или сито, или любую другую подходящую поверхность для размещения полученной в результате взвеси 76. В некоторых вариантах осуществления полученная в результате взвесь 76 может осаждаться на другую предварительно образованную подложку, которая может находиться поверх формирующей поверхности 94. Устройство 10, 110 может также содержать систему 96 обезвоживания, которая может быть выполнена с возможностью удаления жидкости из полученной в результате взвеси 76 на формирующей поверхности 94. В некоторых вариантах осуществления система 96 обезвоживания может быть выполнена с возможностью подачи вакуума к полученной в результате взвеси 76 для вытягивания жидкости из полученной в результате взвеси 76, и таким образом она может превращать полученную в результате взвесь 76, содержащую множество волокон 20 и компонент 44, в подложку 12. В некоторых вариантах осуществления устройство 10, 110, 210 также может содержать систему 98 высушивания. Система 98 высушивания может быть выполнена с возможностью дополнительного высушивания полученной в результате взвеси 76 и/или подложки 12. В некоторых вариантах осуществления устройство 10, 110, 210 может содержать систему 99 сматывания, которая может быть выполнена с возможностью сматывания подложки 12 в рулон. В других вариантах осуществления устройство 10, 110, 210 может подвешивать подложку 12 или собирать подложку 12 в любую другую подходящую конфигурацию. With reference to FIG. 1 and 4, the device 10, 110, 210 may also include a forming surface 94 on which the resulting slurry 76 is deposited after exiting the outlet 92 of the headbox 80. The forming surface 94 may be a perforated sheet, such as a woven tape or screen, or any other suitable surface for receiving the resulting slurry 76. In some embodiments, the resulting slurry 76 may be deposited on another pre-formed substrate that may be on top of the forming surface 94. The apparatus 10, 110 may also include a dewatering system 96 that may be configured to remove liquid from the resulting slurry 76 on the forming surface 94. In some embodiments, the dewatering system 96 may be configured to apply vacuum to the resulting slurry 76 to draw liquid from the resulting slurry 76, and that In this way, it can convert the resulting slurry 76 containing a plurality of fibers 20 and component 44 into a substrate 12. In some embodiments, the device 10, 110, 210 may also include a drying system 98. Drying system 98 may be configured to further dry the resulting slurry 76 and/or substrate 12. In some embodiments, apparatus 10, 110, 210 may include a winding system 99 that may be configured to wind substrate 12 into a roll. In other embodiments, the device 10, 110, 210 may hang the substrate 12 or assemble the substrate 12 into any other suitable configuration.

Пенообразующая текучая средаfoaming fluid

Процессы получения с помощью пенообразования, описанные в настоящем документе, могут включать пенообразующую текучую среду. В некоторых вариантах осуществления пенообразующая текучая среда может составлять от приблизительно 85 % до приблизительно 99,99 % пены (по весу). В некоторых вариантах осуществления пенообразующая текучая среда, используемая для получения пены, может составлять по меньшей мере приблизительно 85 % пены (по весу). В определенных вариантах осуществления пенообразующая текучая среда может составлять от приблизительно 90 % до приблизительно 99,9 % пены (по весу). В определенных других вариантах осуществления пенообразующая текучая среда может составлять от приблизительно 93 % до 99,5 % пены или даже от приблизительно 95 % до приблизительно 99,0 % пены (по весу). В предпочтительных вариантах осуществления пенообразующая текучая среда может представлять собой воду, однако предполагается, что в других процессах могут использоваться другие пенообразующие текучие среды.The foaming processes described herein may include a foaming fluid. In some embodiments, the foaming fluid may be from about 85% to about 99.99% foam (by weight). In some embodiments, the foaming fluid used to produce the foam may be at least about 85% foam (by weight). In certain embodiments, the foaming fluid may comprise from about 90% to about 99.9% foam (by weight). In certain other embodiments, the foaming fluid may comprise from about 93% to 99.5% foam, or even from about 95% to about 99.0% foam (by weight). In preferred embodiments, the foaming fluid may be water, however, it is contemplated that other processes may use other foaming fluids.

Пенообразующее поверхностно-активное вещество Foaming surfactant

В процессах получения с помощью пенообразования, описанных в настоящем документе, могут использоваться одно или более поверхностно-активных веществ. Волокна и поверхностно-активное вещество совместно с пенообразующей жидкостью и какими-либо дополнительными компонентами могут образовывать стабильную дисперсию, способную по существу сохранять высокую степень пористости в течение периода, превышающего продолжительность процесса высушивания. В этом отношении поверхностно-активное вещество выбирают таким образом, чтобы предоставить пену, имеющую период полураспада пены по меньшей мере 2 минуты, более предпочтительно по меньшей мере 5 минут и наиболее предпочтительно по меньшей мере 10 минут. Период полураспада пены может зависеть от типов поверхностно-активных веществ, концентраций поверхностно-активных веществ, составов пены/уровня твердых веществ и интенсивности смешивания/содержания воздуха в пене. Пенообразующее поверхностно-активное вещество, применяемое в пене, может быть выбрано из одного или более веществ, известных из уровня техники, которые способны обеспечивать требуемую степень стабильности пены. В связи с этим пенообразующее поверхностно-активное вещество может быть выбрано из анионных, катионных, неионогенных и амфотерных поверхностно-активных веществ при условии, что они в отдельности или в комбинации с другими компонентами обеспечивают необходимую стабильность пены или период полураспада пены. Следует иметь в виду, что можно использовать более одного поверхностно-активного вещества, в том числе поверхностно-активные вещества разных типов, при условии, что они являются совместимыми, и более одного поверхностно-активного вещества одного типа. Например, в некоторых вариантах осуществления вследствие их совместимости может использоваться комбинация катионного поверхностно-активного вещества и неионогенного поверхностно-активного вещества или комбинация анионного поверхностно-активного вещества и неионогенного поверхностно-активного вещества. Однако в некоторых вариантах осуществления комбинация катионного поверхностно-активного вещества и анионного поверхностно-активного вещества может быть неудовлетворительной для сочетания вследствие несовместимости между этими поверхностно-активными веществами. The foaming processes described herein may use one or more surfactants. The fibers and surfactant, together with the foaming liquid and any additional components, can form a stable dispersion capable of substantially maintaining a high degree of porosity for a period longer than the duration of the drying process. In this regard, the surfactant is chosen to provide a foam having a foam half-life of at least 2 minutes, more preferably at least 5 minutes, and most preferably at least 10 minutes. Foam half-life can be dependent on surfactant types, surfactant concentrations, foam formulations/solid levels, and mixing intensity/air content of the foam. The foaming surfactant used in the foam may be selected from one or more substances known in the art that are capable of providing the desired degree of foam stability. In this regard, the foaming surfactant can be selected from anionic, cationic, nonionic and amphoteric surfactants, provided that they alone or in combination with other components provide the necessary foam stability or foam half-life. It should be appreciated that more than one surfactant may be used, including surfactants of different types, provided they are compatible, and more than one surfactant of the same type. For example, in some embodiments, due to their compatibility, a combination of a cationic surfactant and a nonionic surfactant, or a combination of an anionic surfactant and a nonionic surfactant, may be used. However, in some embodiments, the combination of a cationic surfactant and an anionic surfactant may not be suitable for combination due to incompatibility between these surfactants.

Анионные поверхностно-активные вещества, которые считаются подходящими для использования согласно настоящему изобретению, включают, без ограничения, анионные сульфатные поверхностно-активные вещества, алкилэфирсульфонаты, алкиларилсульфонаты или их смеси или комбинации. Примеры алкиларилсульфонатов включают, без ограничения, алкилбензолсульфоновые кислоты и их соли, диалкилбензолдисульфоновые кислоты и их соли, диалкилбензолсульфоновые кислоты и их соли, алкилфенолсульфоновые кислоты/конденсированные алкилфенолсульфоновые кислоты и их соли или их смеси или комбинации. Примеры дополнительных анионных поверхностно-активных веществ, которые считаются подходящими для использования в настоящем изобретении, включают сульфорицинаты щелочных металлов, сульфированные сложные эфиры глицерина и жирных кислот, такие как сульфированные моноглицериды кислот кокосового масла, соли сульфированных сложных эфиров одновалентных спиртов, такие как олеилизетионат натрия, металлические мыла жирных кислот, амиды аминосульфоновых кислот, такие как натриевая соль олеилметилтаурида, сульфированные продукты нитрилов жирных кислот, такие как пальмитонитрилсульфонат, алкилсульфаты щелочных металлов, такие как лаурилсульфат натрия, лаурилсульфат аммония или лаурилсульфат триметиламина, сульфаты эфиров, содержащие алкильные группы из 8 или более атомов углерода, такие как лаурилэфирсульфат натрия, лаурилэфирсульфат аммония, алкиларилэфирсульфаты натрия и алкиларилэфирсульфаты аммония, сложные эфиры серной кислоты полиоксиэтиленового алкилэфира, соли натрия, соли калия и соли аминов алкилнафтилсульфоновой кислоты. Определенные фосфатные поверхностно-активные вещества, в том числе фосфатные эфиры, такие как эфиры лаурилфосфата натрия или доступные от Dow Chemical Company под торговым названием TRITON, также считаются подходящими для использования в данном отношении. Особенно востребованным анионным поверхностно-активным веществом является додецилсульфат натрия (SDS). Anionic surfactants considered suitable for use in the present invention include, without limitation, anionic sulfate surfactants, alkyl ether sulfonates, alkylaryl sulfonates, or mixtures or combinations thereof. Examples of alkylarylsulfonates include, without limitation, alkylbenzenesulfonic acids and their salts, dialkylbenzenesulfonic acids and their salts, dialkylbenzenesulfonic acids and their salts, alkylphenolsulfonic acids/condensed alkylphenolsulfonic acids and their salts, or mixtures or combinations thereof. Examples of additional anionic surfactants that are considered suitable for use in the present invention include alkali metal sulfonates, sulfonated fatty acid esters of glycerol, such as sulfated coconut oil monoglycerides, salts of sulfated esters of monovalent alcohols, such as sodium oleyl isethionate, fatty acid metal soaps, amino sulfonic acid amides such as sodium oleylmethyl tauride, sulfated products of fatty acid nitriles such as palmitonitrile sulfonate, alkali metal alkyl sulfates such as sodium lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate or trimethylamine lauryl sulfate, ester sulfates containing alkyl groups of 8 or more carbon atoms such as sodium lauryl ether sulfate, ammonium lauryl ether sulfate, sodium alkylaryl ether sulfates and ammonium alkylaryl ether sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfuric acid esters, sodium salts, potassium salts, and amine salts s alkylnaphthylsulfonic acid. Certain phosphate surfactants, including phosphate esters such as sodium lauryl phosphate esters or available from Dow Chemical Company under the trade name TRITON, are also considered suitable for use in this regard. A particularly popular anionic surfactant is sodium dodecyl sulfate (SDS).

Катионные поверхностно-активные вещества также считаются подходящими для использования совместно с настоящим изобретением для изготовления некоторых вариантов осуществления подложек. В некоторых вариантах осуществления, таких как варианты осуществления, содержащие сверхвпитывающий материал, катионные поверхностно-активные вещества могут быть менее предпочтительными для использования вследствие потенциального взаимодействия между катионным (катионными) поверхностно-активным (поверхностно-активными) веществом (веществами) и сверхвпитывающим материалом, который может быть анионным. Пенообразующие катионные поверхностно-активные вещества включают, без ограничения, монокарбиламмониевые соли, дикарбиламмониевые соли, трикарбиламмониевые соли, монокарбилфосфониевые соли, дикарбилфосфониевые соли, трикарбилфосфониевые соли, карбилкарбоксисоли, соли четвертичного аммония, имидазолины, этоксилированные амины, четвертичные фосфолипиды и т.д. Примеры дополнительных катионных поверхностно-активных веществ включают разнообразные амины и амиды жирных кислот и их производные, а также соли аминов и амидов жирных кислот. Примеры алифатических аминов жирных кислот включают додециламинацетат, октадециламинацетат и ацетаты аминов талловых жирных кислот, гомологи ароматических аминов, содержащие жирные кислоты, такие как додециланалин, жирные амиды, полученные из алифатических диаминов, такие как ундецилимидазолин, жирные амиды, полученные из алифатических диаминов, такие как ундецилимидазолин, жирные амиды, полученные из дизамещенных аминов, такие как олеиламинодиэтиламин, производные этилендиамина, соединения четвертичного аммония и их соли, примерами которых являются талловый хлорид триметиламмония, хлорид диоктадецилдиметиламмония, хлорид дидодецилдиметиламмония, хлорид дигексадециламмония, гидроксиды алкилтриметиламмония, гидроксид диоктадецилдиметиламмония, талловый гидроксид триметиламмония, гидроксид триметиламмония, хлорид метилполилксиэтиленкокоаммония и метосульфат дипальмитилгидроксиэтиламмония, амидные производные аминоспиртов, такие как бета-гидроксилэтилстеариламид, и соли аминов длинноцепочечных жирных кислот. Дополнительные примеры катионных поверхностно-активных веществ, которые считаются подходящими для использования согласно настоящему изобретению, включают хлорид бензалкония, хлорид бензетония, бромид цетримония, хлорид дистеарилдиметиламмония, гидроксид тетраметиламмония и т.д. Cationic surfactants are also considered suitable for use in conjunction with the present invention for the manufacture of some embodiments of the substrates. In some embodiments, such as embodiments containing a superabsorbent material, cationic surfactants may be less preferred for use due to the potential interaction between the cationic surfactant(s) and the superabsorbent material that may be anionic. Foaming cationic surfactants include, without limitation, monocarbylammonium salts, dicarbylammonium salts, tricarbylammonium salts, monocarbylphosphonium salts, dicarbylphosphonium salts, tricarbylphosphonium salts, carbylcarboxysalts, quaternary ammonium salts, imidazolines, ethoxylated amines, quaternary phospholipids, and the like. Examples of additional cationic surfactants include a variety of amines and fatty acid amides and their derivatives, as well as salts of amines and fatty acid amides. Examples of aliphatic fatty acid amines include dodecylamine acetate, octadecylamine acetate and tallow fatty acid amine acetates, aromatic amine homologues containing fatty acids such as dodecylanaline, fatty amides derived from aliphatic diamines such as undecylimidazoline, fatty amides derived from aliphatic diamines such as undecylimidazoline, fatty amides derived from disubstituted amines such as oleylaminodiethylamine, ethylenediamine derivatives, quaternary ammonium compounds and their salts, examples of which are trimethylammonium tallow chloride, dioctadecyldimethylammonium chloride, didodecyldimethylammonium chloride, dihexadecylammonium chloride, alkyltrimethylammonium hydroxides, dioctadecyldimethylammonium thallium hydroxide, trimethylammonium hydroxide, methylpolylxyethylenecoammonium chloride and dipalmitylhydroxyethylammonium methosulfate, amide derivatives of amino alcohols such as beta-hydroxyethylstearylamide, and long chain amine salts fatty acids. Additional examples of cationic surfactants considered suitable for use in the present invention include benzalkonium chloride, benzethonium chloride, cetrimonium bromide, distearyldimethylammonium chloride, tetramethylammonium hydroxide, and the like.

Неионогенные поверхностно-активные вещества, которые считаются подходящими для использования в настоящем изобретении, включают, без ограничения, конденсаты этиленоксида с длинноцепочечным жирным спиртом или жирной кислотой, конденсаты этиленоксида с амином или амидом, продукты конденсации этилена и пропиленоксидов, алкилоламид жирных кислот и оксиды жирных аминов. Различные дополнительные примеры неионогенных поверхностно-активных веществ включают стеариловый спирт, сорбитанмоностеарат, октилглюкозид, монододециловый эфир октаэтиленгликоля, лаурилглюкозид, цетиловый спирт, кокамид MEA, монолаурин, алкиловые эфиры полиоксиалкилена, такие как длинноцепочечный алкиловый эфир полиэтилена (12-14C), эфиры полиоксиалкиленсорбитана, сложные эфиры полиоксиалкиленалкоксилата, эфиры полиоксиалкиленалкилфенола, сополимеры этиленгликоля и пропиленгликоля, поливиниловый спирт, алкилполисахариды, полиэтиленгликольсорбитанмоноолеат, октилфенолэтиленоксид и т.д. Nonionic surfactants considered suitable for use in the present invention include, without limitation, ethylene oxide condensates with a long chain fatty alcohol or fatty acid, ethylene oxide condensates with an amine or amide, ethylene and propylene oxide condensates, fatty acid alkylolamide, and fatty amine oxides. . Various additional examples of nonionic surfactants include stearyl alcohol, sorbitan monostearate, octyl glucoside, octaethylene glycol monododecyl ether, lauryl glucoside, cetyl alcohol, MEA cocamide, monolaurin, polyoxyalkylene alkyl ethers such as long chain polyethylene alkyl ether (12-14C), polyoxyalkylene sorbitan esters, polyoxyalkylene alkoxylate ethers, polyoxyalkylene alkylphenol ethers, ethylene glycol-propylene glycol copolymers, polyvinyl alcohol, alkyl polysaccharides, polyethylene glycol sorbitan monooleate, octylphenol ethylene oxide, etc.

Пенообразующее поверхностно-активное вещество по необходимости может быть использовано в переменных количествах для достижения требуемых стабильности пены и содержания воздуха в пене. В определенных вариантах осуществления пенообразующее поверхностно-активное вещество может составлять от приблизительно 0,005% до приблизительно 5% пены (по весу). В определенных вариантах осуществления пенообразующее поверхностно-активное вещество может составлять от приблизительно 0,05% до приблизительно 3 % пены или даже от приблизительно 0,05% до приблизительно 2% пены (по весу). The foaming surfactant may be used in varying amounts as needed to achieve desired foam stability and foam air content. In certain embodiments, the foaming surfactant may comprise from about 0.005% to about 5% foam (by weight). In certain embodiments, the foaming surfactant may comprise from about 0.05% to about 3% foam, or even from about 0.05% to about 2% foam (by weight).

Волокнаfibers

Как отмечено выше, устройство 10, 110 и способы, описанные в настоящем документе, могут включать предоставление волокон из подаваемого количества волокон 18. В некоторых вариантах осуществления волокна могут быть суспендированы в подаваемом количестве 16, 28 текучей среды, который может представлять собой пену. Суспензия пены с волокнами может обеспечивать одно или более подаваемых количеств волокон. В некоторых вариантах осуществления волокна, используемые в настоящем документе, могут включать природные волокна и/или синтетические волокна. В некоторых вариантах осуществления подаваемое количество 18 волокон может содержать только природные волокна или только синтетические волокна. В других вариантах осуществления подаваемое количество 18 волокон может содержать смесь природных волокон и синтетических волокон. Некоторые волокна, используемые в настоящем документе, могут быть впитывающими, тогда как другие волокна, используемые в настоящем документе, могут быть невпитывающими. Невпитывающие волокна могут обеспечивать особенности для подложек, которые образованы с помощью способов и устройств, описанных в настоящем документе, такие как улучшенное поглощение или распределение текучих сред.As noted above, the apparatus 10, 110 and methods described herein may include providing fibers from a fiber feed 18. In some embodiments, the fibers may be suspended in a fluid feed 16, 28, which may be foam. The fibrous foam slurry may provide one or more fiber deliveries. In some embodiments, the fibers used herein may include natural fibers and/or synthetic fibers. In some embodiments, the fiber feed amount 18 may contain only natural fibers or only synthetic fibers. In other embodiments, the fiber feed quantity 18 may comprise a mixture of natural fibers and synthetic fibers. Some of the fibers used herein may be absorbent while other fibers used herein may be non-absorbent. Non-absorbent fibers can provide features for substrates that are formed using the methods and devices described herein, such as improved absorption or distribution of fluids.

Широкое разнообразие целлюлозных волокон считается подходящим для использования в данном документе. В некоторых вариантах осуществления используемые волокна могут представлять собой традиционные волокна для производства бумаги, такие как волокна древесной целлюлозы, образованные с помощью множества способов варки целлюлозы, такие как крафт-целлюлоза, сульфитная целлюлоза, отбеленная химикотермомеханическая целлюлоза (BCTMP), химикотермомеханическая целлюлоза (CTMP), термомеханическая целлюлоза с прикладыванием давления (PTMP), термомеханическая целлюлоза (TMP), термомеханическая химическая целлюлоза (TMCP) и т. д. Только в качестве примера, волокна и способы получения волокон древесной целлюлозы раскрыты в US 4793898, выданном на имя Laamanen и соавт.; US 4594130, выданном на имя Chang и соавт.; US 3585104, выданном на имя Kleinhart; US 5595628, выданном на имя Gordon и соавт.; US 5522967, выданном на имя Shet, и т. д. Кроме того, волокна могут представлять собой любое из древесной целлюлозы с большой и средней длиной волокон, древесной целлюлозы с небольшой и средней длиной волокон или их смеси. Примеры пригодной древесной целлюлозы с большой и средней длиной волокон включают волокна из мягких пород древесины, таких как, без ограничения, древесина мягких северных пород, древесина мягких южных пород, красное дерево, красный кедр, болиголов, сосна (например, южные сосны), ель (например, черная ель) и т.п. Примеры пригодных волокон целлюлозы небольшой и средней длины включают волокна из твердых пород древесины, таких как, без ограничения, эвкалипт, клен, береза, осина и т.п. A wide variety of cellulosic fibers are considered suitable for use herein. In some embodiments, the fibers used may be conventional papermaking fibers, such as wood pulp fibers formed by a variety of pulping processes, such as kraft pulp, sulfite pulp, bleached chemothermomechanical pulp (BCTMP), chemothermomechanical pulp (CTMP) , pressure applied thermomechanical pulp (PTMP), thermomechanical pulp (TMP), thermomechanical chemical pulp (TMCP), etc. By way of example only, wood pulp fibers and methods for making wood pulp fibers are disclosed in US 4,793,898 to Laamanen et al. .; US 4,594,130 issued to Chang et al.; US 3585104, issued in the name of Kleinhart; US 5595628, issued in the name of Gordon et al.; No. 5,522,967 to Shet, etc. In addition, the fibers can be any of long to medium length wood pulp, short to medium length wood pulp, or mixtures thereof. Examples of suitable long and medium length wood pulps include softwood fibers such as, but not limited to northern softwood, southern softwood, mahogany, red cedar, hemlock, pine (e.g. southern pines), spruce (for example, black spruce), etc. Examples of suitable short to medium length cellulose fibers include hardwood fibers such as, but not limited to, eucalyptus, maple, birch, aspen, and the like.

Более того, при необходимости можно использовать вторичные волокна, полученные из переработанных материалов, такиe как волокнистая масса из таких источников, как, например, газетная бумага, регенерированный картон и канцелярский мусор. В особенно предпочтительном варианте осуществления очищенные волокна используются в полотне на основе бумаги таким образом, что можно сократить общее количество сырых волокон и/или волокон с большой и средней длиной волокна, таких как волокна из мягких пород древесины. Moreover, recycled fibers such as pulp from sources such as newsprint, recycled cardboard and office waste can be used if desired. In a particularly preferred embodiment, refined fibers are used in the paper based web in such a way that the total amount of wet fibers and/or long and medium fiber lengths such as softwood fibers can be reduced.

Независимо от происхождения волокна древесной целлюлозы, волокна древесной целлюлозы предпочтительно характеризуются средней длиной волокна, составляющей более чем приблизительно 0,2 мм и менее чем приблизительно 3 мм, например от приблизительно 0,35 мм до приблизительно 2,5 мм, или от приблизительно 0,5 мм до приблизительно 2 мм, или даже от приблизительно 0,7 мм до приблизительно 1,5 мм. Regardless of the origin of the wood pulp fiber, wood pulp fibers preferably have an average fiber length of greater than about 0.2 mm and less than about 3 mm, such as from about 0.35 mm to about 2.5 mm, or from about 0. 5 mm to about 2 mm, or even from about 0.7 mm to about 1.5 mm.

Дополнительно другие целлюлозные волокна, которые могут использоваться в настоящем изобретении, включают недревесные волокна. В контексте настоящего документа термин «недревесное волокно» обычно относится к целлюлозным волокнам, полученным из недревесных стеблей однодольных или двудольных растений. Неограничивающие примеры двудольных растений, которые могут использоваться для получения недревесного волокна, включают кенаф, джут, лен, рами и коноплю. Неограничивающие примеры однодольных растений, которые могут использоваться для получения недревесного волокна, включают солому хлебных злаков (пшеница, рожь, ячмень, овес и т.д.), стебли (кукуруза, хлопок, сорго, Hesperaloe funifera и т.д.), лозы (бамбук, сизаль, багасса и т.д.) и травы (мискантус, эспарто, лимонное дерево, сабаи, просо и т.д.). В еще других определенных случаях недревесное волокно может быть получено из водных растений, таких как водяной гиацинт, микроводорослей, таких как спирулина, морских макроводорослей,таких как красные или бурые водоросли. Additionally, other cellulosic fibers that can be used in the present invention include non-wood fibers. In the context of this document, the term "non-wood fiber" usually refers to cellulosic fibers obtained from non-wood stems of monocots or dicots. Non-limiting examples of dicots that can be used to produce non-wood fiber include kenaf, jute, flax, ramie, and hemp. Non-limiting examples of monocots that can be used to produce non-wood fiber include cereal straw (wheat, rye, barley, oats, etc.), stalks (corn, cotton, sorghum, Hesperaloe funifera, etc.), vines (bamboo, sisal, bagasse, etc.) and herbs (miscanthus, esparto, lemon tree, sabai, millet, etc.). In still other specific cases, the non-wood fiber can be obtained from aquatic plants such as water hyacinth, microalgae such as spirulina, marine macroalgae such as red or brown algae.

Более того, другие целлюлозные волокна для получения подложек согласно настоящему документу могут включать синтетические типы целлюлозного волокна, образованные при помощи прядения, в том числе вискозное волокно во всех его разновидностях, и другие волокна, полученные из вискозы или химически модифицированной целлюлозы, например, доступные под торговыми названиями LYOCELL и TENCEL. Moreover, other cellulosic fibers for making substrates according to this document may include synthetic types of cellulose fibers formed by spinning, including rayon fiber in all its varieties, and other fibers derived from viscose or chemically modified cellulose, for example, available under trade names LYOCELL and TENCEL.

В некоторых вариантах осуществления недревесные и синтетические целлюлозные волокна могут иметь длину волокна более чем приблизительно 0,2 мм, включая, например, средний размер волокна от приблизительно 0,5 мм до приблизительно 50 мм, или от приблизительно 0,75 до приблизительно 30 мм, или даже от приблизительно 1 мм до приблизительно 25 мм. В общих чертах, при использовании волокон относительно большей средней длины часто может быть предпочтительным изменение количества и типа пенообразующего поверхностно-активного вещества. Например, в некоторых вариантах осуществления, если используются волокна относительно большей средней длины, может быть предпочтительным использование относительно больших количеств пенообразующего поверхностно-активного вещества, чтобы способствовать получению пены с требуемым периодом полураспада пены. In some embodiments, non-wood and synthetic cellulosic fibers may have a fiber length greater than about 0.2 mm, including, for example, an average fiber size from about 0.5 mm to about 50 mm, or from about 0.75 to about 30 mm, or even from about 1 mm to about 25 mm. In general terms, when using relatively longer average fiber lengths, it can often be advantageous to vary the amount and type of foaming surfactant. For example, in some embodiments, if relatively longer average fiber lengths are used, it may be preferable to use relatively large amounts of foaming surfactant to help produce foam with the desired foam half-life.

Дополнительные волокна, которые могут использоваться в настоящем изобретении, включают волокна, стойкие к пенообразующей текучей среде, а именно волокна, которые являются невпитывающими, на жесткость при изгибе которых практически не влияет присутствие пенообразующей текучей среды. Как отмечено выше, обычно пенообразующая текучая среда включает воду. В качестве неограничивающего примера водостойкие волокна включают такие волокна, как полимерные волокна, содержащие полиолефин, сложный полиэфир (РЕТ), полиамид, полимер молочной кислоты или другие волокнообразующие полимеры. Для использования в настоящем изобретении особенно хорошо подходят полиолефиновые волокна, такие как полиэтилен (РЕ) и полипропилен (РР). В некоторых вариантах осуществления невпитывающие волокна могут представлять собой переработанные волокна, биоразлагаемые волокна и/или волокна, разлагаемые в море. Кроме того, высокосшитые целлюлозные волокна, обладающие незначительными поглощающими свойствами, также могут быть использованы в данном документе. В связи с этим, из-за очень низких уровней поглощающей способности по отношению к воде водостойкие волокна не претерпевают значительного изменения в показателях жесткости при изгибе при контакте с водной текучей средой и поэтому способны поддерживать открытую композитную структуру при смачивании. Диаметр волокна может способствовать повышению жесткости при изгибе. Например, волокно РЕТ обладает более высокой жесткостью при изгибе, чем полиолефиновое волокно как в сухом, так и во влажном состояниях. Чем выше толщина волокна в денье, тем выше жесткость при изгибе, которую проявляет волокно. Водостойкие волокна предпочтительно характеризуются показателем водоудерживающей способности (WRV), составляющим менее чем приблизительно 1, и еще более предпочтительно от приблизительно 0 до приблизительно 0,5. В определенных аспектах предпочтительно, чтобы волокна или по меньшей мере их часть содержали невпитывающие волокна. Additional fibers that can be used in the present invention include foam fluid resistant fibers, namely fibers that are non-absorbent, the flexural stiffness of which is substantially unaffected by the presence of a foam fluid. As noted above, typically the foaming fluid comprises water. As a non-limiting example, water resistant fibers include fibers such as polymer fibers containing polyolefin, polyester (PET), polyamide, lactic acid polymer, or other fiber forming polymers. Polyolefin fibers such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP) are particularly well suited for use in the present invention. In some embodiments, the non-absorbent fibers may be recycled fibers, biodegradable fibers, and/or marine-degradable fibers. In addition, highly crosslinked cellulosic fibers having little absorbent properties can also be used herein. Because of this, due to very low levels of water absorbency, water resistant fibers do not undergo significant change in flexural stiffness when in contact with an aqueous fluid and are therefore able to maintain an open composite structure when wetted. The fiber diameter can contribute to the increase in bending stiffness. For example, PET fiber has higher flexural rigidity than polyolefin fiber in both dry and wet states. The higher the denier of the fiber, the higher the bending stiffness that the fiber exhibits. The water resistant fibers preferably have a water holding capacity (WRV) of less than about 1, and even more preferably from about 0 to about 0.5. In certain aspects, it is preferred that the fibers, or at least a portion thereof, comprise non-absorbent fibers.

Синтетические и/или водостойкие волокна могут иметь длину волокна более чем приблизительно 0,2 мм, включая, например, средний размер волокна от приблизительно 0,5 мм до приблизительно 50 мм, или от приблизительно 0,75 до приблизительно 30 мм, или даже от приблизительно 1 мм до приблизительно 25 мм. Synthetic and/or water resistant fibers may have a fiber length greater than about 0.2 mm, including, for example, an average fiber size of from about 0.5 mm to about 50 mm, or from about 0.75 to about 30 mm, or even from about 1 mm to about 25 mm.

В некоторых вариантах осуществления синтетические и/или водостойкие волокна могут иметь гофрированную структуру для повышения способности к образованию объема волокнистой подложкой, полученной с помощью пенообразования. Например, гофрированное штапельное волокно РЕТ может быть выполнено с возможностью образования большей толщины (или может приводить к низкой плотности листа) по сравнению с прямым штапельным волокном РЕТ с такими же диаметром и длиной волокна.In some embodiments, the synthetic and/or water resistant fibers may be pleated to enhance the bulking capacity of the foamed fibrous substrate. For example, corrugated PET staple fiber can be configured to be thicker (or can result in low sheet density) than straight PET staple fiber of the same fiber diameter and length.

В некоторых вариантах осуществления общее содержание волокон может составлять от приблизительно 0,01% до приблизительно 10% пены (по весу) и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 0,1% до приблизительно 5% пены (по весу).In some embodiments, the total fiber content may be from about 0.01% to about 10% foam (by weight) and in some embodiments from about 0.1% to about 5% foam (by weight).

Связующее средствоbinder

В некоторых вариантах осуществления подаваемое количество 16, 28 текучей среды может содержать связующие материалы. Связующие материалы, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, могут включать, без ограничения, термопластичные связующие волокна, такие как двухкомпонентное связующее волокно PET/PE, и водосовместимые клеи, такие как, например, латексы. В некоторых вариантах осуществления связующие материалы, используемые в настоящем документе, могут быть в виде порошка, например, такого как порошок термопластичного РЕ. Важно отметить, что связующее средство может включать средство, которое является нерастворимым в воде на высушенной подложке. В определенных вариантах осуществления латексы, используемые в настоящем изобретении, могут быть катионными или анионными для облегчения нанесения и приклеивания к целлюлозным волокнам, которые могут использоваться в настоящем документе. Например, латексы, которые считаются подходящими для использования, включают, без ограничения, анионные сополимеры стирола и бутадиена, гомополимеры поливинилацетата, сополимеры винилацетата и этилена, сополимеры винилацетата и акриловой кислоты, сополимеры этилена и винилхлорида, терполимеры этилена, винилхлорида и винилацетата, сополимеры акрилата и поливинилхлорида, акриловые полимеры, нитриловые полимеры, а также другие подходящие анионные латексные полимеры, известные из уровня техники. Примеры таких латексов описаны в US 4785030, выданном на имя Hager, US 6462159, выданном на имя Hamada, US 6752905, выданном на имя Chuang и соавт., и т.д. Примеры подходящих термопластичных связующих волокон включают, без ограничения, монокомпонентные и многокомпонентные волокна, содержащие по меньшей мере один термопластичный полимер с относительно низкой температурой плавления, такой как полиэтилен. В определенных вариантах осуществления могут быть использованы штапельные волокна с полиэтиленовой/полипропиленовой оболочкой/сердцевиной. Связующие волокна могут иметь значения длины, соответствующие волокнам, описанным в данном документе выше в отношении синтетических целлюлозных волокон. In some embodiments, the amount of fluid supplied 16, 28 may contain binders. Binder materials that can be used in the present invention may include, without limitation, thermoplastic binder fibers such as PET/PE bicomponent binder fiber, and water-compatible adhesives such as, for example, latexes. In some embodiments, the binder materials used herein may be in powder form, such as, for example, thermoplastic PE powder. It is important to note that the binder may include an agent that is insoluble in water on the dried substrate. In certain embodiments, the latexes used in the present invention may be cationic or anionic to facilitate application and adhesion to cellulosic fibers that may be used herein. For example, latexes considered suitable for use include, without limitation, anionic styrene-butadiene copolymers, polyvinyl acetate homopolymers, vinyl acetate-ethylene copolymers, vinyl acetate-acrylic acid copolymers, ethylene-vinyl chloride copolymers, ethylene-vinyl chloride-vinyl acetate terpolymers, acrylate copolymers, and polyvinyl chloride, acrylic polymers, nitrile polymers, as well as other suitable anionic latex polymers known in the art. Examples of such latexes are described in US 4,785,030 issued to Hager, US 6,462,159 issued to Hamada, US 6,752,905 issued to Chuang et al., etc. Examples of suitable thermoplastic binder fibers include, without limitation, monocomponent and multicomponent fibers containing at least one thermoplastic polymer with a relatively low melting point, such as polyethylene. In certain embodiments, polyethylene/polypropylene sheath/core staple fibers may be used. The binder fibers may have lengths corresponding to the fibers described herein above with respect to synthetic cellulose fibers.

Связующие средства в жидкой форме, такие как латексные эмульсии, могут составлять от приблизительно 0% до приблизительно 10% пены (по весу). В определенных вариантах осуществления неволокнистое связующее средство может составлять приблизительно от 0,1% до 10% пены (по весу) или даже от приблизительно 0,2% до приблизительно 5%, или даже от приблизительно 0,5% до приблизительно 2% пены (по весу). При использовании связующие волокна можно добавлять пропорционально другим компонентам для достижения требуемых соотношений волокон и структуры, поддерживая при этом общее содержание твердых веществ пены ниже вышеуказанных количеств. В качестве примера в некоторых вариантах осуществления связующие волокна могут составлять от приблизительно 0% до приблизительно 50% от общего веса волокон и более предпочтительно в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 5% до приблизительно 40% от общего веса волокон. Binders in liquid form, such as latex emulsions, may comprise from about 0% to about 10% foam (by weight). In certain embodiments, the non-fibrous binder may comprise about 0.1% to about 10% foam (by weight) or even about 0.2% to about 5%, or even about 0.5% to about 2% foam ( by weight). When used, binder fibers can be added in proportion to the other components to achieve the desired ratios of fibers and structure, while maintaining the total solids content of the foam below the above amounts. By way of example, in some embodiments, the binder fibers may comprise from about 0% to about 50% of the total weight of the fibers, and more preferably in some embodiments from about 5% to about 40% of the total weight of the fibers.

Стабилизаторы пены Foam stabilizers

В некоторых вариантах осуществления, если подаваемое количество 16, 28 текучей среды выполнено в виде пены, пена может необязательно также содержать один или более стабилизаторов пены, известных из уровня техники, которые совместимы с компонентами пены и дополнительно не препятствуют образованию водородных связей между целлюлозными волокнами. Стабилизирующие средства для пены, которые считаются подходящими для использования в настоящем изобретении, представляют собой без ограничения одно или более цвиттер-ионных соединений, оксидов аминов, алкилированных полиалкиленоксидов или их смесь или комбинацию. Конкретные примеры стабилизаторов пены включают, без ограничения, оксид кокоамина, оксид изононилдиметиламина, оксид н-додецилдиметиламина и т.д. In some embodiments, if the fluid supply 16, 28 is in the form of a foam, the foam may optionally also contain one or more foam stabilizers known in the art that are compatible with the foam components and do not further interfere with the formation of hydrogen bonds between the cellulose fibers. Foam stabilizers considered suitable for use in the present invention are, without limitation, one or more zwitterionic compounds, amine oxides, alkylated polyalkylene oxides, or a mixture or combination thereof. Specific examples of foam stabilizers include, without limitation, cocoamine oxide, isononyldimethylamine oxide, n-dodecyldimethylamine oxide, and the like.

В некоторых вариантах осуществления стабилизатор пены при использовании может составлять от приблизительно 0,01% до приблизительно 2% пены (по весу). В определенных вариантах осуществления стабилизатор пены может составлять от приблизительно 0,05% до приблизительно 1% пены или даже от приблизительно 0,1% до приблизительно 0,5% пены (по весу).In some embodiments, the implementation of the foam stabilizer when used can be from about 0.01% to about 2% foam (by weight). In certain embodiments, the foam stabilizer can be from about 0.05% to about 1% foam, or even from about 0.1% to about 0.5% foam (by weight).

КомпонентыComponents

В способах, описанных в настоящем документе, процесс получения с помощью пенообразования может включать добавление одного или более компонентов в качестве дополнительных добавок, которые будут включены в состав подложки 12. Например, одна дополнительная добавка, которая может быть добавлена в ходе образования подложек 12, описанных в настоящем документе, может представлять собой сверхвпитывающие материалы (SAM). Как правило, SAM предусматривается в форме частиц и в определенных аспектах может включать полимеры ненасыщенных карбоновых кислот или их производных. Эти полимеры часто делают нерастворимыми, но набухающими в воде, путем сшивания полимера с ди- или полифункциональным внутренним сшивающим средством. Эти внутренне сшитые полимеры являются по меньшей мере частично нейтрализованными и обычно содержат боковые анионные карбоксильные группы на основной цепи полимера, которые придают полимеру способность поглощать водные текучие среды, такие как текучие среды организма. Обычно частицы SAM подвергаются постобработке для сшивания боковых анионных карбоксильных групп на поверхности частицы. SAM изготавливают с помощью известных методик полимеризации, предпочтительно с помощью полимеризации в водном растворе с использованием гелевой полимеризации. Продукты данного процесса полимеризации представляют собой водные полимерные гели, т. е. гидрогели SAM, которые уменьшаются в размере до мелких частиц с помощью механических усилий, затем высушиваются с использованием высушивающих процедур и устройства, известных из уровня техники. За процессом высушивания следует пульверизация полученных в результате частиц SAM до требуемого размера частиц. Примеры сверхвпитывающих материалов включают, без ограничения, сверхвпитывающие материалы, описанные в US 7396584 Azad и соавт., US 7935860 Dodge и соавт., US 2005/5245393 Azad и соавт., US 2014/09606 Bergam и соавт., WO 2008/027488 Chang и соавт. и т.д. Кроме того, чтобы облегчить обработку, SAM можно обрабатывать, чтобы сделать материал временно невпитывающим во время образования пены и образования сильнорасширяющейся пены. Например, в одном аспекте SAM можно обрабатывать водорастворимым защитным покрытием, характеризующимся скоростью растворения, при которой SAM фактически не подвергается воздействию водного носителя, пока не образуется сильнорасширяющаяся пена и не будут начаты операции высушивания. В качестве альтернативы, чтобы предотвратить или ограничить преждевременное расширение во время обработки, можно вводить SAM в процесс при низких температурах. In the methods described herein, the foaming process may include adding one or more components as additional additives to be included in the composition of the substrate 12. For example, one additional additive that may be added during the formation of the substrates 12 described herein, may be superabsorbent materials (SAM). Typically, SAM is provided in particulate form, and in certain aspects may include polymers of unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof. These polymers are often rendered insoluble but swellable in water by crosslinking the polymer with a di- or polyfunctional internal crosslinker. These internally cross-linked polymers are at least partially neutralized and typically contain pendant anionic carboxyl groups on the polymer backbone which give the polymer the ability to absorb aqueous fluids such as body fluids. Typically, SAM particles are post-processed to crosslink the pendant anionic carboxyl groups on the surface of the particle. SAMs are made using known polymerization techniques, preferably aqueous solution polymerization using gel polymerization. The products of this polymerization process are aqueous polymer gels, i.e. SAM hydrogels, which are reduced in size to small particles by mechanical forces, then dried using drying procedures and apparatus known in the art. The drying process is followed by pulverization of the resulting SAM particles to the desired particle size. Examples of superabsorbent materials include, without limitation, the superabsorbent materials described in US 7396584 Azad et al. US 7935860 Dodge et al. US 2005/5245393 Azad et al. US 2014/09606 Bergam et al. et al. etc. In addition, to facilitate processing, SAM can be processed to make the material temporarily non-absorbent during foam formation and high expansion foam formation. For example, in one aspect, the SAM may be treated with a water-soluble protective coating having a dissolution rate such that the SAM is not substantially exposed to an aqueous carrier until a highly expandable foam is formed and drying operations are initiated. Alternatively, to prevent or limit premature expansion during processing, SAM may be introduced into the process at low temperatures.

В некоторых вариантах осуществления, включающих SAM, SAM может составлять от приблизительно 0% до приблизительно 40% пены (по весу). В определенных вариантах осуществления SAM может составлять от приблизительно 1% до приблизительно 30% пены (по весу) или даже от приблизительно 10% до приблизительно 30% пены (по весу).In some embodiments involving SAM, the SAM may comprise from about 0% to about 40% foam (by weight). In certain embodiments, the SAM may comprise from about 1% to about 30% foam (by weight) or even from about 10% to about 30% foam (by weight).

Другие дополнительные средства могут включать одну или более добавок для придания прочности во влажном состоянии, которые могут быть добавлены в пену или в подаваемое количество 16, 28 текучей среды, чтобы способствовать улучшению относительной прочности композитного целлюлозного материала со сверхнизкой плотностью. Такие добавки для придания прочности, подходящие для использования с волокнами для изготовления бумаги и изготовления бумажных салфеток, известны из уровня техники. Временные добавки для придания прочности во влажном состоянии могут быть катионными, неионогенными или анионными. Примеры этих временных добавок для придания прочности во влажном состоянии включают PAREZ™ 631 NC и временные смолы для придания прочности во влажном состоянии PAREZ(R) 725, которые представляют собой катионные глиоксилированные полиакриламиды, доступные от Cytec Industries, расположенной в Западном Патерсоне, Нью Джерси. Эти и подобные смолы описаны в US 3556932, выданном на имя Coscia и соавт., и в US 3556933, выданном на имя Williams и соавт. Дополнительные примеры временных добавок для придания прочности во влажном состоянии включают диальдегидные крахмалы и другие альдегидсодержащие полимеры, такие как описанные в US 6224714, выданном на имя Schroeder и соавт., US 6274667, выданном на имя Shannon и соавт., US 6287418, выданном на имя Schroeder и соавт., и US 6365667, выданном на имя Shannon и соавт. и т.д.Other additional means may include one or more wet strength additives that may be added to the foam or fluid feed 16, 28 to help improve the relative strength of the ultra-low density cellulosic composite material. Such strength additives suitable for use with papermaking and tissue paper fibers are known in the art. Temporary wet strength additives may be cationic, nonionic, or anionic. Examples of these temporary wet strength additives include PAREZ™ 631 NC and temporary wet strength resins PAREZ(R) 725, which are cationic glyoxylated polyacrylamides available from Cytec Industries, located in West Paterson, New Jersey. These and similar resins are described in US Pat. No. 3,556,932 to Coscia et al. and US Pat. No. 3,556,933 to Williams et al. Additional examples of temporary wet strength additives include dialdehyde starches and other aldehyde-containing polymers such as those described in US 6224714 to Schroeder et al., US 6274667 to Shannon et al., US 6287418 to Schroeder et al., Et al. 6365667, issued in the name of Shannon et al. etc.

Также в настоящем изобретении могут быть использованы постоянные средства для придания прочности во влажном состоянии, содержащие катионные олигомерные или полимерные смолы. Смолы типа полиамид-полиамин-эпихлоргидрин, такие как KYMENE 557H, продаваемый Solenis, являются наиболее широко используемыми постоянными средствами для придания прочности во влажном состоянии и подходят для использования в настоящем изобретении. Такие материалы были описаны в следующих документах: в US 3700623, выданном на имя Keim, US 3772076, выданном на имя Keim, US 3855158, выданном на имя Petrovich и соавт., US 3899388, выданном на имя Petrovich и соавт., US 4129528, выданном на имя Petrovich и соавт., US 4147586, выданном на имя Petrovich и соавт., US 4222921, выданном на имя van Eenam и т. д. Другие катионные смолы включают полиэтилeниминовые смолы и аминопластные смолы, полученные путем реакции формальдегида с меламином или мочевиной. Постоянные и временные смолы для придания прочности во влажном состоянии могут использоваться совместно в производстве композитных целлюлозных продуктов по настоящему изобретению. Дополнительно смолы для придания прочности в сухом состоянии также необязательно могут быть использованы по отношению к композитным целлюлозным полотнам согласно настоящему изобретению. Такие материалы могут включать, без ограничения, модифицированные крахмалы и другие полисахариды, такие как катионный, амфотерный и анионный крахмалы, и гуаровая камедь, и камедь бобов рожкового дерева, модифицированные полиакриламиды, карбоксиметилцеллюлоза, сахара, поливиниловый спирт, хитозан и т.п. Also in the present invention, permanent wet strength agents containing cationic oligomeric or polymeric resins can be used. Resins of the polyamide-polyamine-epichlorohydrin type, such as KYMENE 557H sold by Solenis, are the most widely used permanent wet strength agents and are suitable for use in the present invention. Such materials have been described in the following documents: US 3700623 to Keim, US 3772076 to Keim, US 3855158 to Petrovich et al., US 3899388 to Petrovich et al., US 4129528, Petrovich et al., US 4,147,586 Petrovich et al., US 4,222,921 van Eenam, etc. Other cationic resins include polyethyleneimine resins and aminoplast resins made by reacting formaldehyde with melamine or urea . Permanent and temporary wet strength resins can be used together in the manufacture of the composite cellulosic products of the present invention. Additionally, dry strength resins may also optionally be used with respect to the composite cellulosic webs of the present invention. Such materials may include, without limitation, modified starches and other polysaccharides such as cationic, amphoteric, and anionic starches, and guar and locust bean gums, modified polyacrylamides, carboxymethyl cellulose, sugars, polyvinyl alcohol, chitosan, and the like.

При использовании такие добавки для придания прочности во влажном и сухом состояниях могут составлять от приблизительно 0,01% до приблизительно 5% от сухого веса целлюлозных волокон. В определенных вариантах осуществления добавки для придания прочности могут составлять от приблизительно 0,05% до приблизительно 2% от сухого веса целлюлозных волокон или даже от приблизительно 0,1% до приблизительно 1% от сухого веса целлюлозных волокон.When used, such wet and dry strength additives can range from about 0.01% to about 5% by dry weight of the cellulosic fibers. In certain embodiments, strength additives can be from about 0.05% to about 2% by dry weight of the cellulose fibers, or even from about 0.1% to about 1% by dry weight of the cellulose fibers.

Также другие дополнительные компоненты могут быть добавлены в пену, пока они не будут значительно препятствовать образованию сильнорасширяющейся стабильной пены, образованию водородных связей между целлюлозными волокнами или другим требуемым свойствам полотна. В качестве примеров, если требуется, дополнительные добавки могут включать один или более пигментов, средств для придания непрозрачности, противомикробных средств, модификаторов pH, средств, полезных для кожи, средств, поглощающих запахи, отдушек, терморасширяющихся микросфер, частиц пены (таких как распыленные частицы пены) и т.д. для придания или улучшения одного или более физических или эстетических качеств. В определенных вариантах осуществления композитные целлюлозные полотна могут содержать средства, полезные для кожи, например, такие как антиоксиданты, вяжущие средства, кондиционеры, смягчающие средства, дезодорирующие средства, анальгезирующие средства для наружного применения, пленкообразователи, гигроскопические вещества, гидротропы, модификаторы pH, модификаторы поверхности, защитные средства для кожи и т.д. Also, other additional components can be added to the foam, as long as they do not significantly interfere with the formation of a highly expandable stable foam, the formation of hydrogen bonds between cellulose fibers, or other desired properties of the web. By way of example, if desired, additional additives may include one or more of pigments, opacifiers, antimicrobial agents, pH modifiers, skin benefit agents, odor absorbers, fragrances, thermally expandable microspheres, foam particles (such as spray particles). foam), etc. to impart or enhance one or more physical or aesthetic qualities. In certain embodiments, the composite cellulose webs may contain agents beneficial to the skin, such as, for example, antioxidants, astringents, conditioners, emollients, deodorants, topical analgesics, film formers, humectants, hydrotropes, pH modifiers, surface modifiers. , skin protection products, etc.

При использовании разнообразные компоненты предпочтительно составляют менее приблизительно 2% пены (по весу) и еще более предпочтительно менее приблизительно 1% пены (по весу) и даже менее приблизительно 0,5% пены (по весу).When used, the various components preferably comprise less than about 2% foam (by weight) and even more preferably less than about 1% foam (by weight) and even less than about 0.5% foam (by weight).

В некоторых вариантах осуществления содержание твердых веществ, в том числе волокон или содержащихся в них частиц, предпочтительно составляет не более приблизительно 40% пены. В определенных вариантах осуществления целлюлозные волокна могут составлять от приблизительно 0,1% до приблизительно 5% пены или от приблизительно 0,2% до приблизительно 4% пены или даже от приблизительно 0,5% до приблизительно 2% пены.In some embodiments, the implementation of the solids content, including fibers or contained particles, preferably is not more than about 40% of the foam. In certain embodiments, cellulosic fibers may comprise from about 0.1% to about 5% foam, or from about 0.2% to about 4% foam, or even from about 0.5% to about 2% foam.

Способы и устройства 10, 110, 210, описанные в настоящем документе, могут быть преимущественными для образования одного или более компонентов продуктов личной гигиены. Например, в одном варианте осуществления подложки 12, описанные в настоящем документе, могут представлять собой впитывающую сердцевину для впитывающего изделия, такого как, без ограничения, подгузник, предмет одежды для взрослых, страдающих недержанием, или продукт женской гигиены. Подложки 12, описанные в настоящем документе, могут также быть преимущественными для использования в других продуктах, таких как, без ограничения, носовые платки, влажные салфетки и полотенца. The methods and devices 10, 110, 210 described herein may be advantageous for forming one or more components of personal care products. For example, in one embodiment, the substrates 12 described herein may be an absorbent core for an absorbent article such as, but not limited to, a diaper, adult incontinence garment, or feminine hygiene product. The substrates 12 described herein may also be advantageous for use in other products such as, but not limited to, handkerchiefs, wipes, and towels.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯIMPLEMENTATION OPTIONS

Вариант осуществления 1 Способ образования подложки, содержащей компонент, причем способ включает: предоставление первого подаваемого количества текучей среды; предоставление второго подаваемого количества текучей среды, при этом по меньшей мере один элемент из первого подаваемого количества текучей среды и второго подаваемого количества текучей среды содержит множество волокон; предоставление системы загрузки компонента; предоставление подаваемого количества компонента для системы загрузки компонента, при этом компонент включает по меньшей мере один элемент из частиц и волокна; транспортировку первого подаваемого количества текучей среды; введение компонента во второе подаваемое количество текучей среды в эжекторе; транспортировку второго подаваемого количества текучей среды, содержащего компонент; смешивание первого подаваемого количества текучей среды со вторым подаваемым количеством текучей среды, содержащим компонент, для предоставления полученной в результате взвеси; транспортировку полученной в результате взвеси посредством напорного ящика на формирующую поверхность; и обезвоживание полученной в результате взвеси для предоставления подложки, содержащей компонент.Embodiment 1 A method for forming a support containing a component, the method comprising: providing a first supply amount of a fluid; providing a second fluid delivery, wherein at least one of the first fluid delivery and the second fluid delivery comprises a plurality of fibers; providing a component loading system; providing a feed amount of a component to a component loading system, wherein the component includes at least one particle and fiber element; transporting the first supplied amount of fluid; the introduction of the component in the second supplied amount of fluid in the ejector; transporting a second supplied amount of fluid containing the component; mixing the first fluid feed with the second fluid feed containing the component to provide the resulting slurry; conveying the resulting slurry via the headbox to the forming surface; and dehydrating the resulting slurry to provide a support containing the component.

Вариант осуществления 2 Способ согласно варианту осуществления 1, в котором первое подаваемое количество текучей среды представляет собой первую пену, причем первая пена содержит множество волокон, воду и поверхностно-активное вещество. Embodiment 2 The method according to Embodiment 1, wherein the first fluid supplied is a first foam, the first foam containing a plurality of fibers, water, and a surfactant.

Вариант осуществления 3 Способ согласно варианту осуществления 1 или 2, в котором второе подаваемое количество текучей среды представляет собой вторую пену, причем вторая пена содержит воду и поверхностно-активное вещество.Embodiment 3 The method according to Embodiment 1 or 2, wherein the second fluid supply is a second foam, the second foam containing water and a surfactant.

Вариант осуществления 4 Способ согласно любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором эжектор содержит: первое впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде с подаваемым количеством компонента; второе впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде со вторым подаваемым количеством текучей среды; и выпуск.Embodiment 4 The method according to any of the previous embodiments, wherein the ejector comprises: a first inlet in fluid communication with the supplied amount of the component; a second inlet in fluid communication with the second supplied amount of fluid; and release.

Вариант осуществления 5 Способ согласно варианту осуществления 4, в котором система загрузки компонента содержит выпускной канал, причем выпускной канал содержит ось выпускного канала, и при этом первое впускное отверстие эжектора содержит ось первого впускного отверстия, причем ось первого впускного отверстия является соосной с осью выпускного канала.Embodiment 5 The method according to Embodiment 4, wherein the component loading system comprises an outlet, wherein the outlet comprises an axis of the outlet, and wherein the first inlet of the ejector comprises an axis of the first inlet, the axis of the first inlet is coaxial with the axis of the outlet. .

Вариант осуществления 6 Способ согласно варианту осуществления 4 или 5, в котором система загрузки компонента содержит выпускной канал, причем выпускной канал содержит ось выпускного канала, и при этом выпуск содержит ось выпуска, причем ось выпуска является соосной с осью выпускного канала. Embodiment 6 The method according to Embodiment 4 or 5, wherein the component loading system comprises an outlet, wherein the outlet comprises an outlet axis, and the outlet comprises an outlet axis, wherein the outlet axis is coaxial with the outlet axis.

Вариант осуществления 7 Способ согласно любому из вариантов осуществления 4-6, в котором второе подаваемое количество текучей среды транспортируется под давлением второй текучей среды перед введением второго компонента во второе подаваемое количество текучей среды, и при этом второе подаваемое количество текучей среды, содержащее компонент, выходит из выпуска эжектора под давлением на выходе, причем способ дополнительно включает: управление перепадом давления между давлением на выходе и давлением подачи второй текучей среды.Embodiment 7 The method according to any one of Embodiments 4 to 6, wherein the second fluid supply is conveyed under the pressure of the second fluid before introducing the second component into the second fluid supply, and wherein the second fluid supply containing the component exits from the outlet of the outlet pressure ejector, the method further comprising: controlling a pressure differential between the outlet pressure and the supply pressure of the second fluid.

Вариант осуществления 8 Способ по любому из предыдущих вариантов осуществления, в котором компонент представляет собой частицы.Embodiment 8 The method of any of the previous embodiments, wherein the component is particulate.

Вариант осуществления 9 Способ согласно варианту осуществления 8, в котором частицы представляют собой сверхвпитывающий материал. Embodiment 9 The method according to Embodiment 8, wherein the particles are a superabsorbent material.

Вариант осуществления 10 Способ образования подложки, содержащей компонент, причем способ включает: предоставление первого подаваемого количества текучей среды; предоставление второго подаваемого количества текучей среды, при этом по меньшей мере один элемент из первого подаваемого количества текучей среды и второго подаваемого количества текучей среды содержит множество волокон; предоставление системы загрузки компонента; предоставление подаваемого количества компонента для системы загрузки компонента; транспортировку первого подаваемого количества текучей среды; транспортировку второго подаваемого количества текучей среды под давлением подачи второй текучей среды; введение компонента во второе подаваемое количество текучей среды в смесительном узле; транспортировку второго подаваемого количества текучей среды, содержащего компонент, через выпуск смесительного узла, причем второе подаваемое количество текучей среды, содержащее компонент, транспортируется под давлением на выходе смесительного узла, управление перепадом давления между давлением на выходе смесительного узла и давлением подачи второй текучей среды; смешивание первого подаваемого количества текучей среды со вторым подаваемым количеством текучей среды, содержащим компонент, для предоставления полученной в результате взвеси; транспортировку полученной в результате взвеси посредством напорного ящика на формирующую поверхность; и обезвоживание полученной в результате взвеси для предоставления подложки, содержащей компонент.Embodiment 10 A method for forming a support containing a component, the method comprising: providing a first supply amount of fluid; providing a second fluid delivery, wherein at least one of the first fluid delivery and the second fluid delivery comprises a plurality of fibers; providing a component loading system; providing a feed amount of the component to the component loading system; transporting the first supplied amount of fluid; transporting the second supplied amount of fluid under the pressure of supplying the second fluid; introducing the component into the second supplied amount of fluid in the mixing unit; transporting a second fluid supply containing the component through the outlet of the mixing unit, wherein the second fluid supply containing the component is transported under pressure at the outlet of the mixing unit, controlling the pressure difference between the outlet pressure of the mixing unit and the supply pressure of the second fluid; mixing the first fluid feed with the second fluid feed containing the component to provide the resulting slurry; conveying the resulting slurry via the headbox to the forming surface; and dehydrating the resulting slurry to provide a support containing the component.

Вариант осуществления 11 Способ согласно варианту осуществления 10, в котором управление перепадом давления между давлением на выходе смесительного узла и давлением подачи второй текучей среды включает поддержание перепада давления между давлением на выходе смесительного узла и давлением подачи второй текучей среды так, что он меньше или равен 25 фунтам на квадратный дюйм.Embodiment 11 The method according to Embodiment 10, wherein controlling the differential pressure between the outlet pressure of the mixing unit and the supply pressure of the second fluid comprises maintaining the differential pressure between the outlet pressure of the mixing unit and the supply pressure of the second fluid such that it is less than or equal to 25 pounds per square inch.

Вариант осуществления 12 Способ согласно варианту осуществления 10 или 11, в котором смесительный узел содержит эжектор. Embodiment 12 The method according to Embodiment 10 or 11, wherein the mixing unit comprises an ejector.

Вариант осуществления 13 Способ согласно варианту осуществления 12, в котором эжектор содержит: первое впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде с подаваемым количеством компонента; второе впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде со вторым подаваемым количеством текучей среды; и выпуск.Embodiment 13 The method according to Embodiment 12, wherein the ejector comprises: a first inlet in fluid communication with the supplied amount of the component; a second inlet in fluid communication with the second supplied amount of fluid; and release.

Вариант осуществления 14 Способ согласно варианту осуществления 13, в котором система загрузки компонента содержит выпускной канал, причем выпускной канал содержит ось выпускного канала, и при этом первое впускное отверстие эжектора содержит ось первого впускного отверстия, причем ось первого впускного отверстия является соосной с осью выпускного канала. Embodiment 14 The method according to Embodiment 13, wherein the component loading system comprises an outlet, wherein the outlet comprises an axis of the outlet, and wherein the first inlet of the ejector comprises an axis of the first inlet, the axis of the first inlet is coaxial with the axis of the outlet. .

Вариант осуществления 15 Способ согласно любому из вариантов осуществления 10-14, в котором первое подаваемое количество текучей среды представляет собой первую пену, причем первая пена содержит множество волокон, воду и поверхностно-активное вещество, и при этом второе подаваемое количество текучей среды представляет собой вторую пену, причем вторая пена содержит воду и поверхностно-активное вещество.Embodiment 15 The method according to any one of Embodiments 10-14, wherein the first fluid quantity supplied is a first foam, wherein the first foam comprises a plurality of fibers, water, and a surfactant, and wherein the second fluid quantity supplied is a second foam, and the second foam contains water and a surfactant.

Вариант осуществления 16 Способ согласно любому из вариантов осуществления 10-15, в котором компонент представляет собой частицы.Embodiment 16 The method according to any one of Embodiments 10-15, wherein the component is particulate.

Вариант осуществления 17 Способ согласно варианту осуществления 16, в котором частицы представляют собой сверхвпитывающий материал. Embodiment 17 The method according to Embodiment 16, wherein the particles are a superabsorbent material.

Вариант осуществления 18 Способ образования подложки, содержащей компонент, причем способ включает: предоставление первого подаваемого количества текучей среды; предоставление системы загрузки компонента; предоставление подаваемого количества компонента для системы загрузки компонента, при этом компонент содержит по меньшей мере один элемент из частиц и волокна; транспортировку первого подаваемого количества текучей среды; введение компонента в первое подаваемое количество текучей среды в эжекторе для предоставления полученной в результате взвеси; транспортировку полученной в результате взвеси посредством напорного ящика на формирующую поверхность; и обезвоживание полученной в результате взвеси для предоставления подложки, содержащей компонент.Embodiment 18 A method for forming a substrate containing a component, the method comprising: providing a first supply amount of fluid; providing a component loading system; providing a feed amount of a component to a component loading system, wherein the component comprises at least one particle and fiber element; transporting the first supplied amount of fluid; introducing a component into the first fluid supply in the ejector to provide the resulting slurry; conveying the resulting slurry via the headbox to the forming surface; and dehydrating the resulting slurry to provide a support containing the component.

Вариант осуществления 19 Способ согласно варианту осуществления 18, в котором первое подаваемое количество текучей среды содержит множество волокон.Embodiment 19 The method according to Embodiment 18, wherein the first supplied amount of fluid comprises a plurality of fibers.

Вариант осуществления 20 Способ согласно варианту осуществления 19, в котором первое подаваемое количество текучей среды представляет собой первую пену, причем первая пена содержит множество волокон, воду и поверхностно-активное вещество, и при этом компонент представляет собой частицы. Embodiment 20 The method of Embodiment 19, wherein the first fluid supplied is a first foam, the first foam contains a plurality of fibers, water, and a surfactant, and the component is particles.

Вариант осуществления 21 Способ согласно любому из вариантов осуществления 18—20, в котором первое подаваемое количество текучей среды подается в эжектор под давлением подачи первого подаваемого количества, при этом полученная в результате взвесь выходит из эжектора под давлением на выходе, причем способ дополнительно включает: управление перепадом давления между давлением на выходе и давлением подачи первого подаваемого количества. Embodiment 21 The method according to any one of Embodiments 18-20, wherein the first fluid supply is supplied to the ejector at supply pressure of the first supply, the resulting slurry exits the ejector at outlet pressure, the method further comprising: controlling the pressure difference between the outlet pressure and the supply pressure of the first quantity to be supplied.

Вариант осуществления 22 Способ согласно любому из вариантов осуществления 18-21, в котором эжектор содержит: первое впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде с подаваемым количеством компонента; второе впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде с первым подаваемым количеством текучей среды; и выпуск.Embodiment 22 The method according to any one of Embodiments 18-21, wherein the ejector comprises: a first inlet in fluid communication with the supplied amount of the component; a second inlet in fluid communication with the first supplied amount of fluid; and release.

Вариант осуществления 23 Способ согласно варианту осуществления 22, в котором система загрузки компонента содержит выпускной канал, причем выпускной канал содержит ось выпускного канала, и при этом первое впускное отверстие эжектора содержит ось первого впускного отверстия, причем ось первого впускного отверстия является соосной с осью выпускного канала.Embodiment 23 The method according to Embodiment 22, wherein the component loading system comprises an outlet, wherein the outlet comprises an axis of the outlet, and wherein the first inlet of the ejector comprises an axis of the first inlet, the axis of the first inlet is coaxial with the axis of the outlet. .

Вариант осуществления 24 Способ согласно варианту осуществления 22 или 23, в котором система загрузки компонента содержит выпускной канал, причем выпускной канал содержит ось выпускного канала, и при этом выпуск содержит ось выпуска, причем ось выпуска является соосной с осью выпускного канала. Embodiment 24 The method according to Embodiment 22 or 23, wherein the component loading system comprises an outlet, wherein the outlet comprises an outlet axis, and wherein the outlet comprises an outlet axis, wherein the outlet axis is coaxial with the outlet axis.

Все документы, упомянутые в подробном описании, в соответствующей части включены в настоящий документ при помощи ссылки, при этом упоминание какого-либо документа не следует рассматривать как признание того, что он относится к предшествующему уровню техники по отношению к настоящему изобретению. Если любое значение или определение термина в этом письменном документе противоречит какому-либо значению или определению термина в документе, включенном посредством ссылок, то значение или определение, в котором термин употребляется в этом письменном документе, должно превалировать.All documents mentioned in the detailed description, in appropriate part, are incorporated herein by reference, and the mention of any document should not be construed as an admission that it is prior art with respect to the present invention. If any meaning or definition of a term in this written document conflicts with any meaning or definition of a term in a document incorporated by reference, then the meaning or definition in which the term is used in this written document shall prevail.

Хотя были проиллюстрированы и описаны конкретные варианты осуществления, специалистам в данной области техники должно быть очевидным, что без отступления от сущности и объема настоящего изобретения могут быть осуществлены различные другие изменения и модификации. Поэтому предполагается, что прилагаемая формула изобретения должна охватывать все такие изменения и модификации, которые находятся в пределах объема настоящего изобретения.While specific embodiments have been illustrated and described, it should be apparent to those skilled in the art that various other changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, it is intended that the appended claims should cover all such changes and modifications that fall within the scope of the present invention.

Claims (64)

1. Способ образования подложки, содержащей компонент, причем способ включает:1. A method for forming a substrate containing a component, the method comprising: предоставление первого подаваемого количества текучей среды;providing a first supplied amount of fluid; предоставление второго подаваемого количества текучей среды, при этом второе подаваемое количество текучей среды содержит воду, и при этом по меньшей мере один элемент из первого подаваемого количества текучей среды и второго подаваемого количества текучей среды содержит множество волокон;providing a second fluid delivery, the second fluid delivery comprising water, and wherein at least one of the first fluid delivery and the second fluid delivery comprises a plurality of fibers; предоставление системы загрузки компонента;providing a component loading system; предоставление подаваемого количества компонента для системы загрузки компонента, при этом компонент содержит по меньшей мере один элемент из частиц и волокна;providing a feed amount of a component to a component loading system, wherein the component comprises at least one particle and fiber element; транспортировку первого подаваемого количества текучей среды; transporting the first supplied amount of fluid; введение компонента во второе подаваемое количество текучей среды в эжекторе;introducing the component into the second supply of fluid in the ejector; транспортировку второго подаваемого количества текучей среды, содержащего компонент; transporting a second supplied amount of fluid containing the component; смешивание первого подаваемого количества текучей среды со вторым подаваемым количеством текучей среды, содержащим компонент, для предоставления полученной в результате взвеси; mixing the first fluid feed with the second fluid feed containing the component to provide the resulting slurry; транспортировку полученной в результате взвеси посредством напорного ящика на формирующую поверхность; иconveying the resulting slurry via the headbox to the forming surface; And обезвоживание полученной в результате взвеси для предоставления подложки, содержащей компонент.dehydrating the resulting slurry to provide a support containing the component. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первое подаваемое количество текучей среды представляет собой первую пену, причем первая пена содержит множество волокон, воду и поверхностно-активное вещество. 2. The method of claim. 1, characterized in that the first supplied amount of fluid is a first foam, and the first foam contains a plurality of fibers, water and surfactant. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что второе подаваемое количество текучей среды представляет собой вторую пену, причем вторая пена содержит воду и поверхностно-активное вещество.3. The method of claim. 1, characterized in that the second supplied amount of fluid is a second foam, and the second foam contains water and a surfactant. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что эжектор содержит:4. The method according to p. 1, characterized in that the ejector contains: первое впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде с подаваемым количеством компонента; a first inlet in fluid communication with the supplied amount of the component; второе впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде со вторым подаваемым количеством текучей среды; и a second inlet in fluid communication with the second supplied amount of fluid; And выпуск.release. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что система загрузки компонента содержит выпускной канал, причем выпускной канал содержит ось выпускного канала, и при этом первое впускное отверстие эжектора содержит ось первого впускного отверстия, причем ось первого впускного отверстия является соосной с осью выпускного канала.5. The method according to claim. 4, characterized in that the component loading system contains an outlet channel, and the outlet channel contains the axis of the outlet channel, and the first inlet of the ejector contains the axis of the first inlet, and the axis of the first inlet is coaxial with the axis of the outlet channel. 6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что система загрузки компонента содержит выпускной канал, причем выпускной канал содержит ось выпускного канала, и при этом выпуск содержит ось выпуска, причем ось выпуска является соосной с осью выпускного канала. 6. Method according to claim 4, characterized in that the component loading system comprises an outlet channel, wherein the outlet channel comprises an outlet channel axis, and the outlet comprises an outlet axis, wherein the outlet axis is coaxial with the outlet channel axis. 7. Способ по п. 4, отличающийся тем, что второе подаваемое количество текучей среды транспортируется под давлением второй текучей среды перед введением второго компонента во второе подаваемое количество текучей среды, и при этом второе подаваемое количество текучей среды, содержащее компонент, выходит из выпуска эжектора под давлением на выходе, причем способ дополнительно включает:7. The method according to claim 4, characterized in that the second fluid supply is conveyed under the pressure of the second fluid before the second component is introduced into the second fluid supply, and the second fluid supply containing the component exits the outlet of the ejector under outlet pressure, the method further comprising: управление перепадом давления между давлением на выходе и давлением подачи второй текучей среды.controlling the pressure difference between the outlet pressure and the supply pressure of the second fluid. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что компонент представляет собой частицы.8. The method according to claim 1, characterized in that the component is particles. 9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что частицы представляют собой сверхвпитывающий материал. 9. The method according to claim 8, characterized in that the particles are a superabsorbent material. 10. Способ образования подложки, содержащей компонент, причем способ включает:10. A method for forming a substrate containing a component, the method comprising: предоставление первого подаваемого количества текучей среды;providing a first supplied amount of fluid; предоставление второго подаваемого количества текучей среды, при этом по меньшей мере один элемент из первого подаваемого количества текучей среды и второго подаваемого количества текучей среды содержит множество волокон; providing a second fluid delivery, wherein at least one of the first fluid delivery and the second fluid delivery comprises a plurality of fibers; предоставление системы загрузки компонента;providing a component loading system; предоставление подаваемого количества компонента для системы загрузки компонента;providing a feed amount of the component to the component loading system; транспортировку первого подаваемого количества текучей среды; transporting the first supplied amount of fluid; транспортировку второго подаваемого количества текучей среды под давлением подачи второй текучей среды;transporting the second supplied amount of fluid under the pressure of supplying the second fluid; введение компонента во второе подаваемое количество текучей среды в смесительном узле;introducing the component into the second supplied amount of fluid in the mixing unit; транспортировку второго подаваемого количества текучей среды, содержащего компонент, через выпуск смесительного узла, причем второе подаваемое количество текучей среды, содержащее компонент, транспортируется под давлением на выходе смесительного узла; transporting a second supplied amount of fluid containing the component through the outlet of the mixing unit, and the second supplied amount of fluid containing the component is transported under pressure at the outlet of the mixing unit; управление перепадом давления между давлением на выходе смесительного узла и давлением подачи второй текучей среды;controlling the pressure difference between the outlet pressure of the mixing unit and the supply pressure of the second fluid; смешивание первого подаваемого количества текучей среды со вторым подаваемым количеством текучей среды, содержащим компонент, для предоставления полученной в результате взвеси; mixing the first fluid feed with the second fluid feed containing the component to provide the resulting slurry; транспортировку полученной в результате взвеси посредством напорного ящика на формирующую поверхность; иconveying the resulting slurry via the headbox to the forming surface; And обезвоживание полученной в результате взвеси для предоставления подложки, содержащей компонент.dehydrating the resulting slurry to provide a support containing the component. 11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что управление перепадом давления между давлением на выходе смесительного узла и давлением подачи второй текучей среды включает поддержание перепада давления между давлением на выходе смесительного узла и давлением подачи второй текучей среды так, что он меньше или равен 25 фунтам на квадратный дюйм.11. The method according to claim 10, characterized in that the control of the pressure difference between the outlet pressure of the mixing unit and the supply pressure of the second fluid includes maintaining the pressure difference between the outlet pressure of the mixing unit and the supply pressure of the second fluid so that it is less than or equal to 25 psi. 12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что смесительный узел содержит эжектор. 12. The method according to p. 10, characterized in that the mixing unit contains an ejector. 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что эжектор содержит:13. The method according to p. 12, characterized in that the ejector contains: первое впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде с подаваемым количеством компонента; a first inlet in fluid communication with the supplied amount of the component; второе впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде со вторым подаваемым количеством текучей среды; иa second inlet in fluid communication with the second supplied amount of fluid; And выпуск.release. 14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что система загрузки компонента содержит выпускной канал, причем выпускной канал содержит ось выпускного канала, и при этом первое впускное отверстие эжектора содержит ось первого впускного отверстия, причем ось первого впускного отверстия является соосной с осью выпускного канала. 14. The method according to claim. 13, characterized in that the component loading system contains an outlet channel, and the outlet channel contains the axis of the outlet channel, and the first inlet of the ejector contains the axis of the first inlet, and the axis of the first inlet is coaxial with the axis of the outlet channel. 15. Способ по п. 10, отличающийся тем, что первое подаваемое количество текучей среды представляет собой первую пену, причем первая пена содержит множество волокон, воду и поверхностно-активное вещество, и при этом второе подаваемое количество текучей среды представляет собой вторую пену, причем вторая пена содержит воду и поверхностно-активное вещество.15. The method according to p. 10, characterized in that the first supplied amount of fluid is a first foam, and the first foam contains a plurality of fibers, water and a surfactant, and while the second supplied amount of fluid is a second foam, and the second foam contains water and a surfactant. 16. Способ по п. 10, отличающийся тем, что компонент представляет собой частицы.16. The method according to p. 10, characterized in that the component is a particle. 17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что частицы представляют собой сверхвпитывающий материал. 17. The method according to claim 16, characterized in that the particles are a superabsorbent material. 18. Способ образования подложки, содержащей компонент, причем способ включает:18. A method for forming a substrate containing a component, the method comprising: предоставление первого подаваемого количества текучей среды, при этом первое подаваемое количество текучей среды содержит воду;providing a first fluid delivery, the first fluid delivery comprising water; предоставление системы загрузки компонента;providing a component loading system; предоставление подаваемого количества компонента для системы загрузки компонента, при этом компонент содержит по меньшей мере один элемент из частиц и волокна;providing a feed amount of a component to a component loading system, wherein the component comprises at least one particle and fiber element; транспортировку первого подаваемого количества текучей среды; transporting the first supplied amount of fluid; введение компонента в первое подаваемое количество текучей среды в эжекторе для предоставления полученной в результате взвеси, при этом эжектор выполнен таким образом, что первое подаваемое количество текучей среды обеспечивает движущее давление для подаваемого количества компонента, чтобы помочь втянуть подаваемое количество компонента для смешивания и увлечения в первое подаваемое количество текучей среды;introducing a component into a first fluid supply in an ejector to provide the resulting slurry, wherein the ejector is configured such that the first fluid supply provides a driving pressure to the component supply to help draw the mixing and entrainment component supply into the first the supplied amount of fluid; транспортировку полученной в результате взвеси посредством напорного ящика на формирующую поверхность; иconveying the resulting slurry via the headbox to the forming surface; And обезвоживание полученной в результате взвеси для предоставления подложки, содержащей компонент.dehydrating the resulting slurry to provide a support containing the component. 19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что первое подаваемое количество текучей среды содержит множество волокон.19. The method according to claim 18, characterized in that the first supplied amount of fluid contains a plurality of fibers. 20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что первое подаваемое количество текучей среды представляет собой первую пену, и первая пена содержит множество волокон, воду и поверхностно-активное вещество, и при этом компонент представляет собой частицы. 20. The method of claim. 19, wherein the first amount of fluid supplied is a first foam, and the first foam contains a plurality of fibers, water and a surfactant, and the component is particles. 21. Способ по п. 18, отличающийся тем, что первое подаваемое количество текучей среды подается в эжектор под давлением подачи первого подаваемого количества, при этом полученная в результате взвесь выходит из эжектора под давлением на выходе, причем способ дополнительно включает:21. The method according to claim 18, characterized in that the first supply amount of fluid is supplied to the ejector at the supply pressure of the first supply amount, while the resulting slurry exits the ejector under pressure at the outlet, and the method further includes: управление перепадом давления между давлением на выходе и давлением подачи первого подаваемого количества. control of the differential pressure between the outlet pressure and the supply pressure of the first quantity to be supplied. 22. Способ по п. 18, отличающийся тем, что эжектор содержит:22. The method according to p. 18, characterized in that the ejector contains: первое впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде с подаваемым количеством компонента; a first inlet in fluid communication with the supplied amount of the component; второе впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде с первым подаваемым количеством текучей среды; и a second inlet in fluid communication with the first supplied amount of fluid; And выпуск.release. 23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что система загрузки компонента содержит выпускной канал, причем выпускной канал содержит ось выпускного канала, и при этом первое впускное отверстие эжектора содержит ось первого впускного отверстия, причем ось первого впускного отверстия является соосной с осью выпускного канала.23. The method according to claim. 22, characterized in that the component loading system contains an outlet channel, and the outlet channel contains the axis of the outlet channel, and the first inlet of the ejector contains the axis of the first inlet, and the axis of the first inlet is coaxial with the axis of the outlet channel. 24. Способ по п. 22, отличающийся тем, что система загрузки компонента содержит выпускной канал, причем выпускной канал содержит ось выпускного канала, и при этом выпуск содержит ось выпуска, причем ось выпуска является соосной с осью выпускного канала. 24. The method of claim. 22, characterized in that the component loading system includes an exhaust channel, and the outlet channel contains an axis of the outlet channel, and the outlet contains an outlet axis, and the outlet axis is coaxial with the axis of the outlet channel.
RU2022125675A 2020-05-29 2021-05-28 Methods for substrate formation RU2789713C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63/031,772 2020-05-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2789713C1 true RU2789713C1 (en) 2023-02-07

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5858292A (en) * 1994-11-30 1999-01-12 The Proctor & Gamble Company Method and apparatus for making stretchable absorbent articles
US5879751A (en) * 1995-12-18 1999-03-09 The Procter & Gamble Company Method and apparatus for making absorbent structures having divided particulate zones
RU2173177C1 (en) * 2000-08-15 2001-09-10 Закрытое акционерное общество "ВЕРОФАРМ" Method of manufacturing medical scotch tape
WO2007017824A1 (en) * 2005-08-05 2007-02-15 The Procter & Gamble Company Process for making a liquid absorbing thermoplastic material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5858292A (en) * 1994-11-30 1999-01-12 The Proctor & Gamble Company Method and apparatus for making stretchable absorbent articles
US5879751A (en) * 1995-12-18 1999-03-09 The Procter & Gamble Company Method and apparatus for making absorbent structures having divided particulate zones
RU2173177C1 (en) * 2000-08-15 2001-09-10 Закрытое акционерное общество "ВЕРОФАРМ" Method of manufacturing medical scotch tape
WO2007017824A1 (en) * 2005-08-05 2007-02-15 The Procter & Gamble Company Process for making a liquid absorbing thermoplastic material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11963851B2 (en) Headbox for manufacturing a substrate
US20230241561A1 (en) Method and apparatus for introducing a component into a fluid supply
US11866884B2 (en) Method and apparatus for producing a zoned and/or layered substrate
US20230212796A1 (en) Methods for forming a substrate
US20230212800A1 (en) Apparatus for forming a substrate
RU2789713C1 (en) Methods for substrate formation
RU2789680C1 (en) Pressure box for the manufacture of the substrate
WO2024043997A1 (en) Headbox for manufacturing a substrate
WO2024026090A1 (en) Patterned nonwoven substrates made from forming surface with regions of high porosity and low porosity
WO2024026088A1 (en) Method for forming multilayer nonwoven materials with topographic projections via differential shrinkage