TW440635B - Textured impermeable papermaking belt, process of making, and process of making paper therewith - Google Patents

Description

五、發明說明¢1) 發明背景 本發明係有關於造紙用之皮帶，特別是可降低紙張再吸 濕之虞之不滲透皮帶，而更特別是可產生結構化棉紙之不 滲透皮帶，其製造之紙，及製造此種紙與皮帶之方法。 發明背景 造紙皮帶已為本技藝所熟知。造紙皮帶在造紙機中係周 於纖維素纖維脫水及輸送。纖維素纖維變成胚紙匹，並在 乾燥後變成成品° 一般而言，造紙皮帶並不會賦予在其上製造之紙張結 構。"結構π係指單位重量上之變異及/或更特定言之，紙 張之密度，這些都較普通造紙發生的為大，且係由普通變 異，如起纟為或濕微收縮（w e ΐ m i c r 〇 - c ο η ΐ r a c ΐ i ◦ η )所產生 者所致。此等造纸皮帶可為通氣乾燥皮帶或習用壓氈。此 等皮帶包含骨架及強補結構，水即由此除去° 結構化紙張係消費者所愛用，因為紙張可更柔軟、更會 吸收，且使用更少纖維。然而，製造結構化紙張一般需要 通氣乾燥，這可能所費不貲。 已知可製造結構化紙張之上述類型之造紙皮帶之缺點為 此等造紙皮帶都可滲透水°水可滲透，皮帶便有再吸濕之 虞。再吸濕係在自皮帶上製造之紙張除去之水轉移離開紙 張，然後又回到紙張時發生。再吸濕之發生有許多原因。 再吸濕之典型原因包括皮帶帶到紙張進入其上之處之過量 水。 不渗透皮帶也已為本技藝所知°例如，有一種已在市面

五、發明說明（2) —----- j出u售的不滲透皮帶，名為Trans —belt，A1^ny國際公司 any,，.γ)所出DTrans—beU(運送帶）以及先前技藝 ^二他不爷透皮帶都有缺點，亦即彼等在使用時並不會如 願製造結構化紙張。 本技藝要避開此一缺點之一項嘗試為提供壓花印紋輥 (patterned imprin1;ing r〇n)。壓花印紋輥與不滲透皮 帶並置而在其間形成鉗口。紙張前進通過皮帶與壓花印紋 輥間之鉗口。在鉬口中，花紋即印在紙張上而產生結構化 紙張。 然後結構化紙張前進至加壓輥，在此紙張被加壓輥與楊 基供罐間之第一甜口壓過。然而，在加壓輕，由於此第二 鉗口壓實之故，先前印在紙張上之結構便減少或甚至消 失。加壓報與揚基烘罐間第二甜口之壓實將使紙張變平’ 而使運送帶與印紋輥間之鉗口所產生的結構損失。 本發明提供—種具有不滲透皮帶之造紙機。再者，本發 明提供一種用於此種造紙機之皮帶，該皮帶可製造結構化 紙張。本發明可在不滲透皮帶上製造結構化紙張，而在製 造過程附帶之步驟時不會使結構減少。 發明概述 本發明包含一種不滲透造紙皮帶。不滲透造紙皮帶有正 反兩面，一紙匹面及一背面。紙匹面在造紙時將賦予紙張 結構。造纸皮帶之紙匹面係經結構化。 附圖之簡要說明 圖1為先前技藝在壓搾段具有不滲透皮帶之代表性造紙

第6頁 4〇6 3¾ 五、發明說明（3) ------------ 機之垂直侧面圖。 圖2為本發明造紙皮帶之部 〇 *丄々 垂直側面圖。 圖3為本發明雙網造紙機之 + 圖4為圖3造紙機部份放大垂 ④、視圖。 忑直侧視圖，顯不較不佳但可 H運f(虛線）及較佳的布運轉 <實線）。 圖5為本舍明固定蓋頂造紙機’呈 垂直側 視圖。 角刀阀各 發明之詳細說明 凊參閱圖1，其所示為先前技藝之代表性造紙機丨〇。造 紙機1 0有一流料箱1 2。流料箱1 2將分散於液態載體之纖維 素纖維體分佈於成形網1 4上。載體通過成形網1 4流乾’ 產生紙張22之胚紙匹。 ’’’氏張2 2由成形網丨4移至不滲透乾燥襯網。不滲透觀網係 配置在造紙機1 〇之壓搾段。紙張2 2由乾燥襯網移至本技藝 所知之任何烘乾裝置。代表性烘乾裝置包括紅外線烘乾 機、通氣烘乾機及視情況楊基烘罐2 0。紙張22可使用本技 藝4知之裂置予以續縮（f〇resh〇rtened)。 若有需要’在烘乾襯網上時，紙張22即可在兩輥，即一 加壓輕2 4與一支撐輥2 6間壓過。加壓輥2 4與支撐輥2 6係並 置而在其間形成鉗口。紙張22通過此一鉗口 ，將紙張2 2中 所含之一些水擠出。若有需要，可在紙張2 2與加壓輥2 4之 間置入可選用氈。 紙張2 2也可予以縐縮，如本技藝所知。縐縮可藉由使纸 張自一堅硬表面，較佳自一圓筒起縐而完成。揚基烘罐常

第7頁 _ 五、發明說明（4) 用於此一目的。起縐可根據概括讓渡之美國專利 4,919,756號（1992年4月24日頒予Sawdai)完成，該專利之. 揭示内容併於此以供參考。或者，或此外，縐縮可藉由濕 微收縮而完成，如概括讓渡之美國專利4, 440, 597號（1984 年4：月3日頒予We 1 1 s等人）所教示，其揭示内容併於此以供 參考。 圖1造紙機1 0上所製造之紙張2 2並未結構化，因為並無 任何裝置存在以賦予紙張2 2差別單位重量，或較佳差別密 度。如此處所用，”結構化"紙張2 2在整個紙張中具有以非 無規重複圖案配置之相互不同單位重量或密度之區域。 改良圖1造紙機1 〇之嘗試係使用不滲透烘乾襯網及壓花 印紋輥。壓花印紋輥將在壓花印輥與支撐輥之間的鉗口將. 紙張2 2壓印，如上所討論。將紙張2 2印紋，結構即在紙張 22形成。然而’結構僅維持到紙張2 2通過乾轉移輥與楊基 烘罐2 G間形成之鉗口。在鉗口時，大部份，若非全部之結 構將被壓縮而自紙張2 2失去，基本上又回復到幾近其原始 平坦之狀況。 | 請參閱圖2，本發明之皮帶1 5係不滲透，且將賦予在其 上製造之紙張22圖案。本發明之皮帶具有紙匹面3〇及背面 3 2。紙色面3 0予以結構化，且為在普通使用時與紙張2 2接 觸、運送及賦予結構之一面。皮帶之背面32則在造紙時與 造紙機1 0，及尤其是造紙機1 〇之驅動裝置與驅動輥接觸。 一般而言，皮帶之紙匹面3 0係面向外，而皮帶之背面3 2則 面向内。 4 A 〇 β 3 5 五、發明說明（5) 本發明之造紙皮帶1 5係宏觀單平面。造紙機1 5 定其X-Υ方向。垂直於造紙皮帶Χ-Υ方向及平面的 之Ζ -方向。同樣地，本發明之紙張2 2'可被視為宏 且位於X-Υ平面上。垂直於紙張22 Χ-Υ方向及平1 紙張22之Ζ-方向。 更詳細檢視皮帶1 5，可發現本發明之皮帶1 5包 要組件：骨架42及補強結構44。骨架42係配置在j 紙匹面並界定結構。骨架42較佳包含硬化聚合光 骨架4 2之結構即界定預定之圖案，其以相同圖 本發明之紙張22上。骨架42之特佳圖案為基本上 構。若骨架4 2選用較佳基本上連續網構圖案，則 46將在皮帶15第一表面與第二表面之間延伸。基 網構圍住並界定盲孔。 皮帶15之第二表面為皮帶15接觸機器之表面。 可作成具有背面網構，其中有與盲孔4 6有別之通 提供皮帶1 5第二表面背面結構之不規則性。通道 在皮帶15之Χ-Υ平面漏出，該漏出不一定在Ζ-方 過皮帶15之盲孔46。 本發明皮帶1 5之第二主要組件為補強結構44。 44，與骨架42 —樣，具有第一或面向紙張面及第 向紙張22面相反之面向機器面。補強結構44主要 帶相反兩面之間，並可具有與皮帶1 5背面對合之 強結構44提供骨架4 2支撐。若吾人不想在補強結 織造織物，則不織元件、篩網、網狀物或其中具 之平面界 即為皮帶 觀單平面 5的即為 含二個主 乙帶1 5之 敏樹脂。 案壓印在 連續之網 分立盲孔 本上連續 第二表面 道。通道 可讓空氣 ]流動通 補強結.構 二或與面 配置在皮 表面。補 構44使用 有眾多孔 _ 五、發明說明（6) 之板都可提供本發明骨架4 2足夠強度及支撐。 本發明之皮帶1 5可根據以下任何概括讓渡之美國專利製 · 4, 514, 345 被（1985 年4 月 30 日頒手Johnson 等 人），4,528, 239 號（1985 年7 月 9 日頒予Trokhan); 5, 0 98, 5 2 2 號（1992 年3 月 24 日）；5, 2 6 0, 1 7 1 號（ 1 99 3 年1 1 月 9日頒予Smurkoski等人）；5, 275, 70 0號（ 1 994年1月4日頒 予Trokhan) ; 5, 328, 565 號（1994 年7 月12 日頒予RaSch 等 人）·’ 5,334, 289 號（1994 年8 月 2 日頒予Trokhan 等人）； 5, 431，78 6 號（1 9 9 5 年7 月 11 日頒予Rasch 等人）；5, 4 96, 624 號（1996 年3 月 5 日頒予Stelljes Jr.等人）；5,500，2了7 號 (1996 年3 月19 日頒予Trokhan 等人）；5,514,523 號（1996 年 5月7日頒予Trokhan等人）；5,554,467號（1996年9月10曰 頒予Trokhan等人）；5, 5 66, 724號（1 9 96年10月22日頒予

Trokhan 等人）；5，624, 790 號（1997 年4 月 29 日頒予Trokhan 等人）；及5, 628, 876號（1997年5月13日頒予Ayers等人）， 這些專利之揭示内容均併於此以供參考。 月架4 2可藉以下概括讓渡之美國專利所教示施加於說補 |強結構44 :5, 556, 509號（1996年9月17日頒予Trokhan等 | 人），5，580，423 號（1996 年 12 月 3 日頒予Ampulski 等人）； 5，609，725 號（1997 年3 月 11 日頒予phan) ; 5，629, 052 號 ( 1 9 97 年5 月 13 日頒予Trokhan 等人）；5, 6 37, 1 94 號（ 1 9 9 7 年 6月10日頒予Ampulski等人）及5, 674, 6 6 3號（ 1 9 9 7年10月7 曰頒予Me Far land等人），這些專利之内容均併於此以供參 考。

第10頁 處 4〇'B；3..b 五、發明說明（7) 根據本發明，適當之皮帶1 5可使用上述光敏樹脂製造。 製造此種皮帶1 5之代表性方法已說明於以上併於此以供參 考之若干專利中。然而，完成製造過程所需與先前技藝之 差别將陳述於下。 首先，提供液態光敏樹脂。將樹脂配置在支撐表面上， 通常為一大型輥。將具有透明及不透明區域之掩模與光敏 樹脂並置而較佳放置在其上。使光化輻射通過掩模之透明 區域。通過掩模透明區域之輻射將使其下面之樹硬化而產 生不滲透皮帶1 5。 然而，重要的是，皮帶15不僅要不滲透，而且在紙張面 3 0應結構化。所謂"結構"係意指皮帶1 5具有外構形，其可 將結構壓入紙張2 2中，且更特定言之，可在正常造紙時賦 予紙張22差別密度。結構具有Z-向粗糙度，其超過不滲透 皮帶所用正常及普通皮帶製造方法所製造者。粗糙度在 Z -向較佳具有深度至少約0 . 0 0 2吋，更佳至少約0 . 0 0 5 吋，還有更佳至少約D. 0 1 0吋，而還有更佳至少約0 . 0 1 5 吋，但較佳不超過0. 0 5 0吋。製造吸收性，厚又柔軟悅目 之棉紙之較佳範圍為約0 . 0 1 0至0 . 0 3 0吋。 結構係如下賦予皮帶1 5。將輻射以垂直於皮帶1 5平面之 方向及離轴，亦即非垂直方向射擊皮帶1 5。提供離軸輻 射，與掩模不透明區域對準而在下面之樹脂，以及與掩模 透明區域對準之樹脂都會硬化。然而，此種不透明區域下 之硬化係在掩模以下一定深度發生。緊接掩模不透明區域 下之樹脂區域，因為輻射入射角之故1不會硬化。離軸，

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五、發明說明（8) 亦即非垂直輻射必須足以使皮帶1 5 X -Y平面整面之樹脂硬 化。以此處所述具體例而言，主轴在X - Y平面為0 . 0 8及 0.06吋之具橢圓形不透明區域之掩模，及偏離垂直約+或 -1 0度角度之光化輻射，據發現，適合製造其形式為具深 度約0 . 0 1 5忖之盲孔4 6之粗撻度。 輻射可自來源或自補強結構4 4反射後散射而離軸。當 然，略諳此技藝者將認知，粗越度之X - Y維度將和掩模中 不透明區域之X - Y維度配合。 此處所述皮帶被認為係不滲透水。所謂”不滲透"，其意 係指皮帶不會傳送水通過具有任一尺寸為50微米或更大之 毛細管。 若有需要，不滲透皮帶1 5可作成若干其他具體例。例 如，不滲透皮帶1 5不一定要使用補強結構4 4。若有需要， 不滲透皮帶1 5可由上述光敏樹脂鑄於不具補強結構4 4之表 面上而製成。聚氨基曱酸酯泡沫也已成功地用於使皮帶不 參透，如市售Trans-belt所顯示。或者及預言，橡勝及石夕 酮塗料可用以使皮帶不滲透。使皮帶不滲透之材料可籍任

I 何已知方式，如印刷、喷霧、刀塗、其他塗覆技術或較佳 浸潰施加。浸潰係將皮帶浸沒於該物質之浴中而進行。. 適當而言，本發明之皮帶可作成具有結構，其包含在皮 I 帶X-Y平面之半連續，連續或分立圖案或其組合。若需要 分立圖案，則可使用具有分立向外延伸之關節之造紙皮 帶。本發明之此種適當皮帶可以概括讓渡之美國專利 4,239，065號（頒予1'1*〇]^11&：1，其揭示内容併於此以供參考）|

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I A 五 發明說明（9) 所揭示之皮帶或Scapa集團（英國）所出售之Spectra Membrane開始予以製造。不論是根據概括讓渡之美國專利 4’ 239’ 065號所製造之上述皮帶或是Spectra皮帶，都是芦 入液態樹脂中至不浸沒皮帶向外延伸關節之深度。將=二 如上所述予以硬化以使皮帶變成不滲透，而留下關節圖曰 案’故不滲透皮帶1 5即#留其原來紙匹面3 0結構。 在皮帶1 5藉由任何方式或材料變成〒滲透後，即可在皮 f 5上每造上述光敏樹脂而賦予其結構。或者，結構可夢 縫綴或選擇性除去皮帶之材料而提供°結構，不管其是如 何賦予或皮帶如何製造，都可包含任何所要X-Y圖案。疋令士 構可為不連續，半連續，或較佳連續。 一預言性較佳具體例係使用不滲透習用氈。將該不浪透 就之背面3 2施塗一種材料而使氈變成不滲透。然後，肢 即鍵入蚝之紙匹面3 0以在氈之頂面提供吸收關節。依此方 即得具有賦予結構，同時又自紙張2 2吸水之關節之不 珍透&。如此處所用，關節係指突出皮帶紙匹面3 〇之上並 自向外延伸之圖案。 請參閱圖3 -4，本發明之皮帶不經顯著改變其原來構型 即用於造紙機1 〇。根據本發明，造紙機1 〇較佳附設二個錯 口’雖然上述之單一鉗口構型即已足夠。在較佳二鉗口構 型中’有一支撐輥26與真空加壓輥24並置形成第—甜口& 及與印紋輥2 8並置形成第二鉗口。真空加壓輥24使紙張22 ί脫水’提高其稠度。不滲透皮帶1 5將紙張2 2壓印，而= 紋概2 8與支撐輥2 6間之鉗口賦予紙張結構。 '

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五、發明說明（10) 熟者本技藝者將γ 技藝所知，可处+ 了解’視所要造紙機10構型而定，如本 將不會被帶到吊要選用雙網構型。在此情形時，紙張22 參闓圖5，紙茫2 罔14上而是氈17上之不滲透皮帶15。請 後帶到鉗口，^可自成形網14移轉至不滲透皮帶丨5，然 ^ ^ a 在此也可使用氈17。 重要的疋，紙張99ώ、 U不使用真空補肋目f成形網14或氈17移轉至不滲透皮帶 .可行的。因此，已^ ^可行，因為這在不滲透皮帶15是不 擴張將很有幫助Γ 不渗透皮帶15如所示向成形網14 較佳以1-45度之办配置中，成形網14與不療透皮帶15 失角3聚，雖然大到9 0度之角可能適當。 该會聚可藉圖 '示所示轉 < 角J此通田 _可與圖式棒t惰；5 °輔助。或者，轉動棒 皮帶15之張力及壓縮力^置’ 換成形網14與不參透 纟JSI U 3 &他π „鈿力以及離心力指向之位置。成形 ' — 皮咿…、'伎—起運轉一適當距離。 右有需要’造紙機丨〇可使闬如印紋輥2 8之延伸鉗口壓 機。適當延伸鉗口壓機可根據以下製造：美國專利 5’ 650’ 049號（ 1 9 97年7月22日頒予Kivimaa等人並讓渡與

Valmet) ; 5’ 6 62, 7 77 號（1 9 9 7 年9 月2 日頒予Schiel 等人並 讓/度與Voith)，或專利申請案w〇 95/16821(1995年6月21 曰以Mentele名義公告並讓渡與Be]：oit)，彼等之揭示内容 均併於此以供參考。 在本發明中’紙張2 2保持與皮帶之結構對合直至紙張移 至楊基烘罐2 0為止，賦予紙張22之結構並不在移轉後消 失。當然’應邊知的是，紙張2 2最後可以任何許多方式乾

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Claims (1)

1. r_ - "A〇6 3。_ 六、申請專利範圍 1. 一種不滲透造紙皮帶，該不滲透造紙皮帶具有纸匹面 及與其相反之背面，其中該紙匹面在造紙時將賦予在其上 製造之紙結構。 2. —種造紙皮.帶，該造紙皮帶為不滲透且具有紙匹面及 與其相反之背面，該造紙皮帶之紙匹面經結構化。 3. 根據申請專利範圍第2項之皮帶，其中該皮帶包含光 敏樹脂，該光敏樹脂係配置於該皮帶之紙匹面上。 4. 根據申請專利範圍第.3項之皮帶，其中該光敏樹脂包 含基本上連續網構。 5. 根據申請專利範圍第3項之造紙皮帶，其中該皮帶進 一步包含補強結構。 6. 根據申請專利範圍第5項之造紙皮帶，其中該補強結 構包含觀13 7. —種製造不滲透造紙皮帶之方法，該方法包含下列步 驟： 提供液態光敏樹脂； 提供掩模，該掩模具有透明區域及不透明區域； 將該掩模與該樹脂並置，藉以使該樹脂之第一眾多區域 與該掩模之該透明區域並置； 使光化輻射通過該掩模之透明區域並進入樹脂，籍此該 光化輻射將使與該掩模透明.區域並置之該樹脂部份硬化* 該光化輻射係以與該平面成各種角度提供，該等角度至少 一些係與該掩模平面不成垂直，藉以使與該掩模不透明區 域並置之該樹脂部份硬化；

   L:\56\56317. PTD 第16頁 - 六、申請專利範圍 自該樹脂除去該掩模；及 除去該未硬化樹脂，以產生具有結構之造紙皮帶，該結 構即.由該硬化樹脂界定。 8 .根據申請專利範圍靖~§項之方法，進一步包含提供補 強結構；及將該補強結構配置於該樹脂之步驟。 9.根據申請專利範圍第8項之方法，其中該補強結構初 提供者為實質不滲透。 1 0. —種造紙之方法，該方法包含以下步驟： 提供紙張之胚紙匹；. 提供不滲透造紙皮帶.，該不滲透造紙皮帶具有紙匹面及 與其相反之背面，該不滲透造紙皮帶之紙匹面具有結構； 將該紙張配置於該不滲透皮帶之紙匹面上； 提供印紋輥與該紙張並置以形成鉗口； 使該紙張通過該鉗口，藉以使該不滲透造紙皮帶之結構 賦予該紙張結構；及 將該紙張烘乾，同時保持其結構。 1 1.根據申請專利範圍第1 0項之方法，其中將該紙張烘 乾之步驟包含將該紙張自該不滲透造紙皮帶移至楊基烘罐 之步驟。 1 2.根據申請專利範圍第1 0項之方法，進一步包含以下 步驟：提供氈，及將該氈置入該鉗口 ，以使該紙張在該觀 與該不滲透皮帶中間。 1 I 1 I I 1 第17頁