CN101952506A - 用于制造高松厚度皱纹薄页纸纸幅的构造带、压榨部和薄页纸制造机及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种构造带(14)的构造层(60)，用于在薄页纸制造机的压榨部(3)中对湿的纤维网(1′)进行构造，该薄页纸制造机用于制造高松厚度的薄页纸(1)，所述构造层具有面(61)，作为纸幅载运面，面(61)与纤维网共同作用，所述面具有用于形成面的立体结构的凹部(63)。根据本发明，凹部分布于纸幅载运面上，并总共构成面(61)的20-80％，所述面包括位于凹部(63)之间的平坦的连续顶面区域(70)，所述顶面区域划定凹部的界限，以及，在所述顶面区域(70)平面内的第一方向上，各凹部具有的尺寸l为0.25-2.5mm，在顶面区域(70)平面内的第二方向上，各凹部具有的尺寸b为0.25-2.0mm，所述方向彼此成直角，平均深度d为0.05-0.6mm，以及，在顶面区域(70)平面内测得的面积a为0.3-4.0mm2。本发明还涉及：具有这种层的构造带、具有这种构造层的压榨部、具有这种压榨部的薄页纸制造机、在这种薄页纸制造机中制造具有构造的高松厚度薄页纸纸幅的方法、所述带的用途、以及，在此机器上制造的薄页纸。
Description
本发明涉及根据权利要求1前序部分所述的构造层以及根据权利要求10前序部分所述的构造带。本发明还涉及根据权利要求15前序部分所述的压榨部以及根据权利要求18前序部分所述的薄页纸制造机。
本发明还涉及经构造的高松厚度薄页纸纸幅的制造方法以及这种高松厚度薄页纸纸幅。
本发明进一步涉及现有薄页纸制造机的改造或改良方法。
本文所用术语“薄页纸(tissue paper)”通常指纸张定量(basisweight)低于25g/m2的柔软纸。薄页纸纸幅形成的原纸用于一些单层和多层制品，例如餐巾纸、面巾纸和卷装卫生纸。
薄页纸制造者希望制得的产品具有高松厚度和柔软度。同时，加工所需能耗也很重要。
在皱纹薄页纸的制造中，将纤维素纤维的成形湿纸幅在杨克式烘缸(Yankee cylinder)上干燥和起皱纹之前，有两种现有技术用于使成形湿纸幅脱水。在商业化的主要技术中，通过使辊压抵杨克式烘缸，将毛毯(felt)所载运的纸幅在一个或两个压榨压区内脱水。此加工过程使薄页纸制品具有相对较低的松厚度，并且在表面上没有明显的结构。另一种技术是空气穿透干燥(TAD，through air drying)，其中，在将纸幅传送到杨克式烘缸进行最终干燥和起皱纹之前，在真空辅助下进行纸幅的脱水，然后通过空气穿透干燥使纸幅干燥。TAD加工过程得到的薄页纸制品具有高松厚度和明显的构造，但使用此方法制造一吨纸所需能量是常规技术的两倍稍多。
为了改善薄页纸制品的品质，已提出使用具有加长压榨压区的靴形压榨机压抵杨克式烘缸。目的是与常规加工过程相比，提供改善的品质、更高的松厚度和柔软度。经证实，这样可以获得一些改善，然而与TAD方法制得产品相比，其制品仍然更类似于常规加工过程制造的产品。纸张的厚度或松厚度对于其吸水能力以及织造结构体的手感和柔软度来说是很重要的。因此，对于纸幅的品质来说，TAD技术仍然优于压榨技术，但是TAD技术的很大缺点在于其所需能耗明显高于压榨技术所需能耗。
已提出了一种造纸机，其使用压榨技术对纸幅进行脱水，同时，辅助使用构造布产生构造。在将纸幅从毛毯传送至构造布的同时，这种脱水和构造发生在一个或多个压榨压区中。然后，构造布将纸幅传送至杨克式烘缸，在此处，在压榨辊(仅确保纸幅的传送)的辅助下传送纸幅。此类构造布(clothing)可以为带或织物(fabric)。本发明涉及构造带，即，非织造构造布。这意味着立体图案(三维图案)不是由织造结构形成，而是通过其他方式形成。纸的松厚度是这样维持的：带结构中的凹进容纳纤维网，并防止在压榨压区脱水时对纤维网进行压缩。
本文所用表述纸的“构造”指：在压榨过程中，当纤维网结构体填充构造带的立体图案时，构造层的立体图案印到湿的纤维网中，以及，湿的纤维网中的纤维相对于彼此是可移动的，从而，通过可弹性压缩的压榨毛毯(将湿的纤维网压入构造带的立体图案中)的作用，有利地使这些纤维相对于彼此处于新的位置和方向，以及，这些因素共同作用，使得到的纸张定量(basis weight)相同但松厚度和柔软度更高，以及，有助于得到改善的结构。
US 6,547,924和US 6,340,413描述了一种薄页纸制造机，其中构造带将纤维网从压榨部的最后一个压榨机载运到干燥烘缸。然而，由于要穿过多个压榨压区，该专利说明书中所描述的造纸机不能制造足够高品质的薄页纸，无法满足当前客户的要求和希望。这种机器的运行性能还有其他问题，由于压榨毛毯由水浸透而不能在压区中吸收足够的水量，导致纸张破裂。
设置有压花或构造布的薄页纸制造机的其他例子是EP 1 078126、EP 0 526 592、US 6,743,339、EP 1 075 567、EP 1 040 223、US5,393,384、EP 1 036 880和US 5,230,776。
经过广泛的研究，本发明的发明人意识到：与在造纸机中使用压榨技术获得的薄页纸相比，为了能够获得具有更高松厚度的薄页纸，构造带的构造层(在压榨过程中与纸幅接触)的结构是非常重要的，并且可能是至关重要的，以及，构造带此层的结构还可用作控制纸幅在压区之后滑动性能的参数，以及，用于实现与压榨部(其中湿纤维网进行实际构造)中的压榨相关的纸幅的较高干燥度。
本发明的目的是，使用压榨技术，通过较低的能耗就能够制造松厚度在至少8-20cm3/g(例如，至少10-16cm3/g)的薄页纸纸幅，所述松厚度可与TAD纸品(即12-20cm3/g)相比拟。应注意的是，使用压榨技术制造的常规薄页纸通常松厚度在5-9cm3/g范围内。本发明这样实现低能耗：使用根据本发明的构造带，使纤维网在压榨部之后具有较高的干燥度，所述干燥度在40-50％范围。较高的干燥度继而意味着，在后续的干燥阶段中，需要从干燥面蒸发的水量减少，这继而意味着节省能源。从而，可以避免使用能耗高的TAD技术来将水从纤维网移除。
对于纸幅的吸水能力来说，薄页纸纸幅具有较高的松厚度是很重要的。制造完成后，可再将薄页纸纸幅缠绕成包括多层纸的成品，例如卫生纸、餐巾纸、面巾纸和卷装卫生纸。根据这些制品的吸收能力以及用户认为这些制品的柔软度如何、以及其他因素，确定这些制品的品质。
通过根据本发明权利要求1特征部分的构造带的构造层，能够实现上述目的。
进一步参照附图描述本发明。
图1至图10示出具有根据本发明构造带的十种不同薄页纸制造机。
图11示出根据本发明第一实施例的构造带。
图12为根据图11的构造带的截面。
图13示出根据本发明第二实施例的构造带的构造层。
图14示出根据本发明第三实施例的构造带的构造层。
图15示出根据本发明第四实施例的构造层。
图16示出根据本发明第五实施例的构造层。
图17为根据本发明薄页纸制造机所制得的薄页纸纸幅的截面。
图18为根据本发明薄页纸制造机所制得的薄页纸纸幅的俯视图。
图1至图10示意性示出根据本发明不同实施例的薄页纸制造机，用于制造薄页纸纸幅1，该薄页纸纸幅是通过压榨而不使用空气穿透干燥(TAD)进行预脱水的方式来产生构造。这些不同实施例的相同之处在于都包括：湿部2，用于形成连续的纸幅；压榨部3，用于使纸幅脱水和构造(结构化)；以及干燥部4，用于纸幅的最终干燥。根据本发明实施例的各薄页纸制造机的湿部2包括成形部5，成形部包括：流浆箱6，其将纸浆纤维和水送到成形布；成形辊7，其由成形布包裹，用于进行部分纸幅的脱水；以及第一成形布8，围绕成形辊7运行并与之接触，用于运载纸幅。在根据图1至图8的实施例中，成形部5还具有第二成形布9，成形布9为这样的织物：其围绕多个导纸辊10并围绕成形辊7以无端环状运行，成形布9与第一布8接触，以在其与第一布之间容纳流浆箱6的纸浆喷嘴，之后，纸浆通过成形布9脱水，用于形成成形纤维网1′。
压榨部3包括主压榨机11，主压榨机11包括第一压榨部件12和第二压榨部件13，第一压榨部件12和第二压榨部件13两者彼此配合以在其间形成压榨压区N1。主压榨机11可为辊式压榨机、长压区压榨机或靴形压榨机(图中未示出)。压榨部3进一步包括构造带14，构造带14围绕多个导纸辊15并围绕光滑的传纸辊16(布置为邻近干燥部4)以无端环状运行，构造带和成形纤维网1′相接触并与其一起穿过主压榨机11的压榨压区N1，这样，随着成形纤维网1′穿过压榨压区N1，进行成形纤维网1′的脱水和构造，然后，构造纤维网1″离开压榨压区N1。由构造带14将构造纤维网1″运到位于传纸辊16与干燥部4的干燥烘缸19之间的传递压区N2，在此压区N2中不进行压榨或脱水，仅将纤维网1″转移到干燥烘缸19的表面。在本实施例中，干燥烘缸19为杨克式烘缸，但也可使用其它类型的干燥部。压榨部3还包括承水压榨毛毯17，承水压榨毛毯可在z向弹性变形并可压缩，其围绕多个导纸辊18以无端环状运行，压榨毛毯连同构造带14一起穿过主压榨机11的压榨压区N1，并与成形纤维网1′相接触。第一压榨部件12位于构造带14的环中，以及，第二压榨部件13位于第二压榨毛毯17的环中。在图1至图10所示的实施例中，压榨部件12和13都为压榨辊，可选择地，这些压榨部件也可为形成长压区的辊。压榨毛毯17在穿过压榨压区N1之后立刻脱离构造纤维网1″，从而避免纤维网1″的回湿。
在主压榨机11之后的第一个导纸辊18之前，在压榨毛毯17的内侧上布置喷射装置53，用于向压榨毛毯17与导纸辊18之间的楔形狭窄空间提供清水，在压榨毛毯17围绕导纸辊18运行时，清水被压入压榨毛毯17，并取代在主压榨机11压榨后存在于压榨毛毯17中的污水，并将污水从压榨毛毯17压出。在下一个导纸辊18的上游，在压榨毛毯的外侧布置吸水箱54，以将水从压榨毛毯吸出。
当构造带14离开传纸辊16并在其到达主压榨机11之前，构造带14穿过清洁站30，以清洁纸幅接触面。
在纤维网1′穿过压榨部3的过程中，纤维网1′、1″的干燥度范围由15-30％变为42-52％。
干燥部4包括所述干燥烘缸19，在所示实施例中，干燥烘缸19是仅有的干燥烘缸，优选为杨克式干燥烘缸。可替换的，干燥部可由多个干燥烘缸或金属制成的干燥带构成。干燥烘缸19(其与传送带16一起形成所述传递压区N2)具有用于使构造纤维网1″干燥的干燥面20。起皱刮刀21布置在干燥面20的下游，以使干燥纤维网1″从干燥面20上起褶，从而获得既有构造又有皱纹的薄页纸纸幅1。干燥烘缸19覆盖有罩22。构造带14和构造纤维网1″一起穿过传递压区N2，但在离开传递压区N2后分开，使构造纤维网1″粘合并传送到干燥烘缸19的干燥面20。传递压区N2中由辊16和干燥烘缸19形成的压力低于1MPa，并且纤维网1″在此压区中不会发生脱水。为了确保将纤维网1″传送到干燥面20，优选地，在干燥面20位于起皱刮刀21与传递压区N2之间不受约束的位置处，通过喷射装置23向干燥面20施加粘合剂。
成形部5可以为：所谓的C形-成形装置，如图1、图2、图7和图8所示；或者所谓的新月形-成形装置，如图3至图6所示；或者所谓的真空胸辊形-成形装置，如图9和图10所示。
主压榨机11可以为辊式压榨机，其中，两个压榨部件12、13是具有光滑覆盖层表面(smooth mantle surface)的辊，或者优选为长压区压榨机，例如靴形压榨机，其中第一压榨部件12是光滑的支撑辊(counter roll)，而第二压榨部件13包括压榨靴形物和无端环状带或套，无端环状带或套穿过靴形压榨机的压榨压区运行，与压榨靴形物滑动接触，压榨靴形物在带的内侧和支撑辊12上施加预定压力。因此，压榨靴形物构成为形成加长压榨压区的装置。在主压榨机11的又一个优选实施例中，第一压榨部件12是光滑的支撑辊，而第二压榨部件包括用于形成加长压榨压区的装置，所述装置包括弹性支撑体，其布置为在朝向支撑辊的方向施压。在可选的实施例中，压榨部件13为光滑的支撑辊，而第二压榨部件12包括造纸领域中已知的任一类型的形成加长压区的装置。
在根据图1的实施例中，主压榨机的压榨毛毯17也用作成形部5的第一内侧成形布8，从而成形辊7也位于压榨毛毯17的环内。本实施例中湿部2还包括预脱水装置24，即真空装置。在本实施例中，装置24包括：真空辊25，位于压榨毛毯17的环内；以及蒸汽箱26，其位于压榨毛毯17环的外侧，蒸汽箱26与真空辊25相对，用于加热成形纤维网1′的纤维网状物中的水。在这种真空辊25和蒸汽箱26的辅助下，降低了成形纤维网1′的纤维结构中以及压榨毛毯17中的水量，从而使成形纤维网1′在进入主压榨机11之前具有所需的提高的干燥度。在成形毛毯8的外侧、成形辊7的上游，布置高压喷射装置55(即喷嘴直径为1mm的针式喷射装置)，从而在成形毛毯8到达成形辊7之前对其进行清洁。
根据图2的实施例类似于图1的实施例，不同之处在于，本实施例在主压榨机11下游附加设置有预加热装置27，从而在纤维网1″到达干燥烘缸19之前，提高压榨机11中构造纤维网1″的温度。
在根据图3的实施例中，构造带14也用作成形部的第一内侧成形布8，从而成形辊7也位于构造带14的环内，并由该环围住。在这种情况下，主压榨机11的压榨毛毯17围绕多个导纸辊28和第二压榨部件13以单环行进。位于第二压榨部件13上游的导纸辊为真空辊29，通过此真空辊29，将水从压榨毛毯17移除，从而提高压榨毛毯17的容量，以应对压区N1中压榨出相对较多水份的情况。本实施例(构造带14也围绕穿过成形辊7)的一个特别效果是，能够使纸浆的纤维渗入构造带14的凹部中，并在构造带14的凹部中取向于z向，从而，一部分成形纤维网1′在主压榨机11开始压榨之前就已经在凹部中取向了。因此，这种纤维在凹部中的预取向有助于提供更高的松厚度。在紧挨着主压榨机11之后的第一个导纸辊28前方，在压榨毛毯17的内侧布置喷射装置53，用于向压榨毛毯17与导纸辊28之间的楔形渐窄空间提供清水，在压榨毛毯17围绕导纸辊28运行时，清水被压入压榨毛毯17，并取代在主压榨机11压榨之后存在于压榨毛毯17之中的污水，并将污水从压榨毛毯17压出。在下一个导纸辊28的上游，在压榨毛毯17的外侧布置吸水箱54，以将水从压榨毛毯17吸出，并布置高压喷射装置55，用于在压榨毛毯17到达真空辊29之前对其进行清洁，这可以处理压榨毛毯17中残留的水。此真空辊29将水从压榨毛毯17移除，从而提高了压榨毛毯在压区N1中吸收水的能力。
根据图4的实施例类似于图3的实施例，不同之处在于：本实施例附加设置了预加热装置27(对应于根据图2的实施例)；以及，与真空辊29相对，在压榨毛毯17外侧布置蒸汽箱31，从而提高其脱水能力。
在根据图5的实施例中，第一内侧成形布8、压榨毛毯17和构造带14具有各自的环，其中成形布8为围绕多个导纸辊18′运行的毛毯。本实施例的压榨部3包括预压榨机32，预压榨机32包括第一压榨部件33(位于压榨毛毯17的环内)和第二压榨部件34(位于第一内侧成形布8内)，所述压榨部件33、34彼此形成压榨压区N3，载运纤维网1′的成形毛毯8运行穿过该压榨压区，以与压榨毛毯17会合，压榨毛毯17也运行穿过所述压榨压区N3，以接收成形纤维网1′并将其运送到主压榨机11。因此，成形毛毯8也形成预压榨机32的第二压榨毛毯。紧挨着位于第二压榨部件34上游的导纸辊是真空辊35，通过真空辊35移除成形毛毯8中的水份。蒸汽箱36位于成形毛毯8的外侧，与真空辊35正对，用于更有效地使毛毯8脱水。在预压榨机32之后的第一个导纸辊18′前方，将喷射装置53′布置在成形毛毯8的内侧，用于向成形毛毯8与导纸辊18′之间的楔形渐窄空间提供清水，在成形毛毯8围绕导纸辊18′运行时，清水被压入成形毛毯8，并取代在预压榨机32压榨后存在于成形毛毯8之中的污水，并将污水从成形毛毯8压出。在下一个导纸辊18′的上游，在成形毛毯8的外侧布置吸水箱54′，以将水从成形毛毯8吸出，并布置高压喷射装置55′，用于在成形毛毯8到达成形辊7之前对其进行清洁。
根据图6的实施例类似于图5的实施例，不同之处在于其附加设置有预加热装置27(对应于根据图2的实施例)。
在根据图7的实施例中，第一内侧成形布8(其为成形织物)、压榨毛毯17和构造带14具有各自的环，如同根据图5的实施例。在这种情况下，成形部5是一种双向C形-成形装置(a twin-wireC-former)。成形辊7根据需要可为真空辊。本实施例中的压榨部3还包括预压榨机32，预压榨机32包括第一压榨部件33(位于压榨毛毯17的环内)和第二压榨部件34(位于第二压榨毛毯37内)，第二压榨毛毯围绕多个导纸辊38以环状运行，其中，紧挨着第二压榨部件34上游的导纸辊为真空辊39，通过该真空辊39将水从第二压榨毛毯37移除。蒸汽箱50与真空辊39正对，位于第二压榨毛毯37外侧，以改善压榨毛毯37的脱水。第二压榨毛毯37以与第一内侧成形织物8接触的方式运行，以形成传送区域，在该传送区域中，压榨毛毯37、成形纤维网1′和成形织物8形成夹层结构。当纤维网1′离开传送区域时，其由第二压榨毛毯37运载。在传送区域之后，真空装置51位于第二压榨毛毯37的环内，以确保传送纤维网1′。在紧挨着预压榨机32之后的第一个导纸辊38前方，喷射装置53′布置在压榨毛毯37的内侧，用于向压榨毛毯37与导纸辊38之间的楔形渐窄空间提供清水，在压榨毛毯37围绕导纸辊38运行时，清水被压入压榨毛毯37，并取代在预压榨机32压榨后存在于压榨毛毯37之中的污水，并将污水从压榨毛毯37压出。在下一个导纸辊38的上游，在压榨毛毯37的外侧布置吸水箱54′，以将水从压榨毛毯37吸出，并布置高压喷射装置55′，用于在压榨毛毯37到达真空装置51之前对其进行清洁。
根据图8的实施例类似于图7的实施例，不同之处在于，在主压榨机之后，附加设置有预加热装置27(对应于图2实施例)，以提高纸幅1″的温度和干燥度。
根据图9的实施例类似于图7的实施例，不同之处在于，本实施例中湿部2的成形部为前述C形-成形装置和新月形-成形装置之外的其他类型。根据图9的成形部为所谓的真空胸辊形-成形装置，包括流浆箱6、成形辊7(即真空胸辊)和成形布8(即成形织物)，成形布8围绕真空胸辊7和导纸辊18以环状运行，并与第二压榨毛毯37(对应于根据图7的实施例)形成传送区域。真空胸辊7具有真空区域52，真空区域形成成形区域，成形织物8连同从流浆箱6喷嘴喷出的纸浆一起穿越通过成形区域，并在真空区域52内脱水，以形成成形纤维网1′。
根据图10的实施例类似于图9的实施例，不同之处在于其附加设置有对应于根据图2实施例的预加热装置27。
根据图5至图10的实施例中所使用的预压榨机32可以为选自上文所述的与主压榨机11相关的不同压榨机所构成的组。
构造带14包括构造层60，构造层60形成构造带中载运纸幅的面。层60具有纸幅接触面61，纸幅接触面61上除了平坦处之外，还具有由凹部63(凹进或凹穴形式)形成的立体构造，所述凹部63为规则的重复图案，并分布于构造带的纵向(MD)和横向(CD)。因此，纸幅接触面61具有平坦、连续的顶面区域70，在顶面区域70中形成有所述凹部63。因此，纸幅接触面61中的各凹部63的界限由所述连续表面区域70限定。除了这些凹部63之外，在构造层60中可进一步形成图形或文字形式的图案。
优选地，所有的凹部63为相同的，并以规则图案布置。可选择的，同一个构造带可包含两组或更多组凹部，不同组中的凹部可有不同的设计，但是各组内的凹部是相同的。
实验表明，凹部63的形式和范围对于薄页纸制造机的运行性能非常重要，以及，对能够制得具有良好品质(即8-20cm3/g的高松厚度和高柔软度)的薄页纸纸幅非常重要。
为了获得纸幅的最适宜构造和干燥度，重要的是，当纤维网1′连同压榨毛毯17和构造带14(湿的纤维网1′位于二者之间)一起穿过压榨压区N1时，构造带14允许湿的纤维网1′形成到凹部63内。同样重要的是，在压榨过程中压榨毛毯17可下达所有的凹部63，从而建立起足够高的液体压力，这样，在压榨操作结束时，可将湿的纤维网1′中的水移入压榨毛毯17中，而不会留在纤维网中。凹部63必须足够大以允许压榨毛毯17进入凹部63。各凹部63必须具有适宜的深度，这允许凹部63底部的水能够被传送出去。换而言之，凹部63的深度不能太大，这是因为过大的深度会妨碍建立所需的液体压力。
具有这种特别明确定义的、具有构造的纸幅接触面61的构造层60成为重要的参数，用于在压榨压区N1之后、在最终干燥之前，控制所期望具有构造的脱水纤维网1″的构造、厚度/松厚度和干燥度。当然，压榨压区N1中的压力在常规用于压榨的正常范围内，通常最大为6MPa，以及，压榨毛毯17为常规的可弹性压缩类型，除了在压榨过程中所要求的承水能力之外，以上述方式以及用于上述目的，压榨毛毯弹性进入构造层的纸幅接触面中，而湿的纤维网位于压榨毛毯与构造层的纸幅接触面之间。
各凹部63在构造层60的机器方向(MD)具有预定尺寸l，并在带14的机器横向(CD)具有预定尺寸b。凹部63可取向于机器方向(此情况下l＞b)，或者取向于机器横向(此情况下l＜b)。然而，凹部63优选取向于大致机器方向，这是因为能更好地起皱纹，并得到更柔软的薄页纸。应注意的是，织造的构造布通常具有MD取向的图案。
各凹部63还具有预定深度d、预定面积a和预定容积v。凹部的深度d可以在几乎所有凹部63中相同，在这种情况下，凹部63具有平坦且平行于顶面区域70的底面71。或者，在凹部63的整个表面上，深度d可以不同，这样，优选使用平均深度(average depth或mean depth)d来表征凹部63在z向的延伸程度。
凹部63以彼此相隔预定距离的方式布置，这样，凹部在整个纸幅接触面61上以均匀的方式分布，并覆盖纸幅接触面61的预定部分。因此，上述连续顶面区域70构成纸幅接触面61的其余部分，顶面区域70划定凹部63的界限，并构成在将纤维网1″传送到干燥烘缸19时纸幅接触面61中的与干燥面20共同作用的部分。
因此，使上述参数共同作用，以获得良好的运行性能和良好的薄页纸纸幅1品质。实验表明，为了获得此效果，参数应满足下述条件：
| l[mm] | b[mm] | d[mm] | a[mm2] | v[mm3] |
| 0.25-2.5 | 0.25-2.0 | 0.05-0.6 | 0.3-4.0 | 0.05-1.0 |
上述参数值a应在顶面区域70的平面中测量。然而，实验表明，a应优选在0.5-2.0mm2范围内。
已经意识到，在构造带14穿过压榨部件12与压榨部件13之间的压区N1时，构造带14被压缩。上述d的范围应用于构造带14以及凹部63处在压缩状态时，即，当构造带14穿过压区N1时。此压区中的压榨压力通常最大为6MPa。本文提及的构造带14处于压缩状态，指的是构造带承载最大6MPa压力的情况。因此，非压缩状态下凹部63的深度d可大于0.6mm，但在压缩状态下，即，在压区N1中，d不应超过0.6mm。在凹部63的深度变化的情况下，d的值指的是凹部的平均深度。然而，任何情况下，当凹部处在压缩状态时，凹部的最大深度不应超过0.6mm。
除了上述参数值之外，凹部总共应占整个纸幅接触面61的20％至80％。
可以在设置有构造带(具有上述构造层)的薄页纸制造机中，制造具有下述性能的皱纹卷筒薄页纸：
纸张定量 10-50g/m2
厚度 160-400μm，优选200-300μm
松厚度 8-20cm3/g
MD拉伸强度 50-300N/m
CD拉伸强度 30-250N/m，以及
柔软度 70-90
上述值指的是在温度为20C以及环境湿度为50％的条件下的纸。柔软度数值根据具有0到100的量度的EMTEC TSA(薄页纸柔软度分析仪，Tissue Softness Analyzer)测得。上述松厚度和柔软度数值应与常规皱纹薄页纸相比较，常规皱纹薄页纸松厚度在5-9cm3/g，柔软度在50至70的范围。
更具体地，使用根据本发明的薄页纸制造机，可以制造高品质的面部使用薄页纸，即，化妆纸、卫生纸和家庭用纸，所述薄页纸具有下述性能：
| 化妆纸 | 卫生纸 | 家庭用纸 | |
| 纸张定量[g/m2] | 13-15 | 15-25 | 18-23 |
| 松厚度[cm3/g] | 10-13 | 10-15 | 10-14 |
| MD拉伸强度[N/m] | 70-120 | 50-150 | 170-300 |
| CD拉伸强度[N/m] | 50-100 | 30-100 | 170-300 |
图11示出具有根据本发明构造层60的构造带14的第一实施例，所述构造层60包括增强装置57，并且增强装置57布置在磨面层58上。图12是此带14在机器方向(MD)的横截面局部视图。构造层60的纸幅接触面61具有多个相同的凹部63，凹部63为凹进或凹穴的形式，布置成在带14机器方向延伸的平行的行72。相邻的两行72在机器方向彼此错开大约凹穴长度的一半。各凹部63大致为方块的形式，具有圆筒形端部，所述方块在带14的机器方向延伸。各凹部63的底面71为平坦的，并且平行于连续的顶面区域70。凹部63的侧壁73相对于凹穴的底面71形成大约90°角。凹部63在机器方向的尺寸l为2.0mm，在机器横向的尺寸b为1.0mm。深度d为0.3mm。凹部63的面积a在0.3-4.0mm2范围，优选在0.5-2.0mm2，例如大约1.8mm2，凹部63的容积v在0.05-1.0mm3范围，优选大约0.54mm3。两个相邻凹部63之间在机器方向的间隔s大约为1.0mm。凹部63的两个相邻行72之间在机器横向的间隔t大约为0.5mm。凹部63占纸幅接触面61的大约40％。
图13示出根据本发明构造带14的构造层60的第二实施例。带14的构造层60具有凹部63，凹部63具有大致相同的形式，并以与上述凹部相同的方式布置。在这种情况下，凹部63在机器方向的尺寸l为1.0mm，在机器横向的尺寸b为0.5mm，深度d为0.2mm，面积a为大约0.3-4.0mm2，例如0.45mm2，容积v大约为0.09mm3。两个相邻凹部63之间在机器方向的间隔s为0.5mm。凹部63的两个相邻行72之间在机器横向的间隔t为0.5mm。
图14示出根据本发明构造层的第三实施例，所述构造层也具有与图11所描述凹部形式相同的凹部63，且以相同的方式布置。在这种情况下，凹部63比图13所示凹部略大，在机器方向的尺寸l为0.5mm，在机器横向的尺寸b为1.0mm，深度d为0.4mm，面积约为1.3mm2，以及，容积v约为0.51mm3。两个相邻凹部63之间在机器方向的间隔s为0.5mm。凹部63的两个相邻行72在机器横向的间隔t为0.5mm。
图15示出根据本发明构造层的另一实施例。在这种情况下，凹部63由凹进或凹穴形成，除了具有圆度化的内角外，凹部整体大致为矩形或形成为方块。凹部63布置成在带14的机器方向延伸的行72和在带14的机器横向延伸的列74。在本实施例中，凹部63在机器方向的尺寸l为2.0mm，在机器横向的延伸量b为2.0mm，深度d为0.2mm，面积大约3.9mm2，以及，容积v大约0.79mm3。两个相邻凹部63之间在机器方向的间隔s为1.0mm。凹部63的两个相邻行72之间在机器横向的间隔t为1.0mm。
图16示出根据本发明构造层的另一实施例，其中代替设置凹进，构造层设置有***62，***62的形式为在其他平坦、连续较低表面区域76中设置的突起部或者“岛”。上述在凹进构造层的情况下设定的相同参数值也可应用于这种构造层变化例，不同在于本实施例中值d指代***的高度。在图16所示实施例中，***62为方块的形式，从较低表面区域76突出大约0.2mm，并具有稍微圆化的外角。方块大约1mm长、1mm宽，并布置为在构造带14的机器方向斜向延伸的行。从而，***在机器方向的尺寸l和在机器横向的尺寸b均为大约1.4mm。各***62的面积a大约0.95mm2，容积v大约0.19mm3。相邻***之间的间隔大约为0.5mm，因而，***62占纸幅接触面61的大约42％。***62的上侧表面区域75优选为平坦的，从而在纤维网1″传送到干燥烘缸19时，上侧表面区域75能够与干燥面20共同作用。
根据本发明的构造层优选由聚合物材料制成，例如聚氨酯，凹进63或较低表面区域76优选形成为，在所述构造层中将材料从构造层表面切除。构造层60也可由其他材料制成，例如金属或碳纤维，以及，也可使用其他技术来形成凹部或所述较低表面区域。构造层60优选厚大约3-6mm，但其厚度可在0.2mm至10mm之间。
如所述，用于所示的薄页纸制造机的构造带优选为完全不透水的。或者，构造带可为透水的。例如，可对构造层进行针刺，从而使其具有通孔。可对凹部63或围绕凹部的表面区域70进行针刺，或者对两者都进行针刺。以类似的方式，可对***62和/或所述较低表面区域76进行针刺。在提及构造带进行针刺时，指的是这样的情况：构造带具有较小的通孔，所述孔允许水穿过，但纸张纤维不能通过。
为了提高构造带14的寿命，如前文结合图11所描述的，构造带14可包括磨面层58，例如，以毛毯层的形式，布置在构造带14中背离纤维网1′的一侧。类似于构造层60，磨面层58可以进行针刺。
为了提高构造带14的强度，构造带14可包括增强装置57，例如以增强线的形式布置在构造层60内。增强装置也可以由布置在构造层60内的金属条带或织物形成。
在根据本发明构造带14的辅助下，能够制得这样的薄页纸纸幅，在从干燥面20起皱纹之后，在温度为20C、空气湿度为50％的条件下，纸张定量在10-50g/m2的范围，厚度在160-400μm的范围，优选为200-300μm，松厚度在8-20cm3/g的范围，MD拉伸强度在50-300N/m的范围，CD拉伸强度在30-250N/m的范围，以及，根据量度为0至100的EMTEC TSA(薄页纸柔软度分析仪)测量的柔软度范围为70-90。
图17是薄页纸纸幅1的剖视图，薄页纸纸幅由包括根据本发明凹部的构造带制成。由于构造层60的立体结构，成品薄页纸纸幅1具有变化的厚度，其中，在薄页纸纸幅1由顶面结构70所形成部分77中，薄页纸纸幅1厚度大于由构造带14的凹部63所形成部分78的厚度。
纤维网1′、1″优选包括短纤维层和长纤维层，其中在传递压区N2中，将纤维网1′、1″传送到干燥面20，使短纤维层指向干燥面20。因此，优选地，成品薄页纸纸幅1在一侧79(即与干燥面20相接触的一侧)具有短纤维层，在另一侧80(即，在与构造带14相接触的一侧)具有长纤维层。图18示出薄页纸纤维网1的长纤维侧80。
本发明以例举多个实施例的方式进行描述。然而，显然，其他实施例或变化例也包括在本发明范围内。例如，显然，可使用凹部或***的其他实施例，而不会超出本发明权利要求所限定的范围。此种其他实施例包括：例如圆形、菱形或椭圆形的凹部或***，这些凹部或***的纵向轴线不需要必须位于构造带的机器方向或机器横向，而是可以与其形成锐角。
Claims (38)
1.一种构造带(14)的构造层(60)，用于在薄页纸制造机的压榨部(3)中通过压榨来对湿的纤维网(1′)进行构造，以制造高松厚度的薄页纸(1)，所述构造层(60)为非织造的，并且具有纸幅载运侧，该侧具有面(61)，用于与纤维网(1′)共同作用，所述面(61)具有用于形成所述面(61)的立体结构的凹部(63)或***(62)，其特征在于，所述凹部(63)或***(62)分别分布于所述纸幅载运侧上，共占所述面(61)的20-80％，当所述面(61)包括凹部(63)时，所述面(61)包括位于所述凹部(63)之间的平坦的顶面区域(70)，所述顶面区域(70)划定所述凹部(63)的界限，以及，当所述面(61)包括***(62)时，所述面(61)包括位于所述***(62)之间的平坦的谷表面区域(76)，所述谷表面区域(76)划定所述***(62)的界限，以及，分别在所述顶面区域(70)或谷表面区域(76)的平面内的第一方向上，各凹部(63)或***(62)的尺寸l分别为0.25-2.5mm，分别在所述顶面区域(70)或谷表面区域(76)的平面内的第二方向上，各凹部(63)或***(62)的尺寸b分别为0.25-2.0mm，所述方向彼此成直角，当所述构造层(60)处于压缩状态时，平均深度或平均高度d为0.05-0.6mm，以及，在所述顶面区域(70)或谷表面区域(76)的平面内测得的面积a分别为0.3-4.0mm2。
2.根据权利要求1所述的构造层(60)，其特征在于所述顶面区域(70)或谷表面区域(76)分别为连续的。
3.根据权利要求2所述的构造层(60)，其特征在于，各凹部(63)或***(62)分别在所述顶面区域(70)或谷表面区域(76)平面内测得的面积a分别为0.5-2.0mm2。
4.根据权利要求2和权利要求3中任一权利要求所述的构造层(60)，其特征在于各凹部(63)或***(62)的容积v分别为0.05-1.0mm3。
5.根据权利要求2至权利要求4中任一权利要求所述的构造层(60)，其特征在于，在所述面(61)中所有的凹部(63)或***(62)分别为相同的。
6.根据权利要求2至权利要求5中任一权利要求所述的构造层(60)，其特征在于，所述凹部(63)或***(62)分别布置为规则图案。
7.根据权利要求2至权利要求6中任一权利要求所述的构造层(60)，其特征在于，所述凹部(63)或***(62)分别布置为在所述构造层(60)的机器方向(MD)延伸的平行的行(72)。
8.根据权利要求2至权利要求7中任一权利要求所述的构造层(60)，其特征在于，各凹部(63)或***(62)分别在所述构造层(60)的机器方向(MD)延伸的尺寸为l，各凹部(63)或***(62)分别在所述构造层(60)的机器横向(CD)延伸的尺寸为b，以及，l ＞b。
9.根据权利要求2至权利要求8中任一权利要求所述的构造层(60)，其特征在于，所述构造层由聚氨酯、碳纤维和金属中的一种材料制成。
10.一种构造带(14)，用于在薄页纸制造机的压榨部(3)中通过压榨对湿的纤维网(1′)进行构造，以制造高松厚度的薄页纸(1)，其特征在于，所述构造带(14)包括根据权利要求1至权利要求9中任一权利要求所述的构造层(60)。
11.根据权利要求10所述的构造带(14)，其特征在于，所述构造带包括磨面层(58)，所述磨面层(58)布置于所述构造带(14)中背离纤维网(1′)的侧面上。
12.根据权利要求11所述的构造带(14)，其特征在于所述构造带包括增强装置(57)。
13.根据权利要求10至权利要求12中任一权利要求所述的构造带(14)，其特征在于所述构造带为可透水的。
14.根据权利要求10至权利要求12中任一权利要求所述的构造带(14)，其特征在于所述构造带为不可透水的。
15.一种压榨部(3)，用于薄页纸制造机，所述压榨部(3)包括：
-主压榨机(11)，包括：
-第一压榨部件(12)，
-第二压榨部件(13)，所述压榨部件(12，13)之间形成具有预定压力的压榨压区(N1)，
-第一布，所述第一布为弹性、可压缩的压榨毛毯(17)的形式，围绕多个导纸辊(18)以无端环状运行，所述第一布与成形纤维网(1′)接触并连同其一起穿过所述压榨压区(N1)，其中所述第二压榨部件(13)布置在所述压榨毛毯(17)的环内，
-第二布(14)，围绕多个导纸辊(15)以无端环状运行，所述第二布与所述成形纤维网(1′)接触并连同其一起穿过所述压榨压区(N1)，其中所述第一压榨部件(12)布置在所述第二布(14)的环内，以及
-传纸辊(16)，用于压抵位于所述压榨部(3)下游的干燥部(4)中的干燥面(20)，形成传递压区(N2)，所述传纸辊(16)布置在所述第二布(14)的环内，
其特征在于，所述第二布(14)为根据权利要求10至权利要求14中任一权利要求所述的构造带。
16.根据权利要求15所述的压榨部(3)，其特征在于所述压榨压区(N1)为长压榨压区。
17.根据权利要求16所述的压榨部(3)，其特征在于所述压榨部件(12，13)之一包括靴形压榨辊。
18.一种薄页纸制造机，用于通过压榨制造具有构造的高松厚度薄页纸纸幅(1)，包括：
-湿部(2)，用于形成纤维网(1′)，
-干燥部(4)，用于纤维网(1″)的最终干燥，所述干燥部(4)包括：
-干燥面(20)，用于使纤维网(1″)干燥，以及，
-起皱刮刀(21)，用于将纸幅从所述干燥面(20)起皱，从而将皱纹薄页纸纸幅(1)从所述干燥面(20)移除，
其特征在于，所述薄页纸制造机包括根据权利要求15至权利要求17中任一权利要求所述的压榨部(3)，所述压榨部布置在所述湿部(2)与所述干燥部(4)之间，其中，所述压榨部(3)的传纸辊(16)与所述干燥面(20)一起形成传递压区(N2)，用于将纤维网(1″)传送至所述干燥面(20)，在所述传递压区(N2)中不对纤维网(1″)进行脱水。
19.根据权利要求18所述的薄页纸制造机，其特征在于，所述湿部(2)包括流浆箱(6)、成形辊(7)、第一布(8)以及脱水装置(24)，所述第一布围绕所述成形辊(7)运行并与之接触。
20.根据权利要求19所述的薄页纸制造机，其特征在于，所述脱水装置(24)包括真空辊(25)和蒸汽箱(26)，所述真空辊(25)布置在所述成形辊(7)下游的所述第一成形布(8)的环内，以及，所述蒸汽箱(26)与所述真空辊(25)相对布置在所述成形布(8)的环外侧。
21.根据权利要求18至权利要求20中任一权利要求所述的薄页纸制造机，其特征在于，所述干燥面(20)由干燥烘缸(19)的外壳表面形成。
22.根据权利要求21所述的薄页纸制造机，其特征在于，所述干燥烘缸(19)为杨克式烘缸。
23.根据权利要求18至权利要求20中任一权利要求所述的薄页纸制造机，其特征在于，所述干燥面(20)由金属带形成。
24.根据权利要求18至权利要求23中任一权利要求所述的薄页纸制造机，其特征在于，所述压榨部(3)还包括预压榨机(32)，所述预压榨机包括第一压榨部件(33)和第二压榨部件(34)，所述压榨部件(33，34)之间形成压榨压区(N3)，压榨毛毯(8，37)围绕多个导纸辊(18；38)以无端环状运行，并连同所述主压榨机(11)的压榨毛毯(17)一起穿过所述压榨压区，其中，所述第二压榨部件(34)布置在所述预压榨机(32)的压榨毛毯(8；37)的环内，以及，所述第一压榨部件(33)布置在所述主压榨机的压榨毛毯(17)的环内，以及其中，所述成形纤维网(1′)夹在两个压榨毛毯(17，8；17，37)之间穿过所述预压榨机的压榨压区。
25.根据权利要求24所述的薄页纸制造机，其特征在于，所述构造带(14)的环在所述主压榨机(11)与所述传纸辊(16)之间延伸，以及，所述主压榨机(11)的压榨毛毯(17)的环在所述成形辊(7)与所述主压榨机(11)之间延伸，其中，所述主压榨机(11)的压榨毛毯(17)还形成所述第一成形布(8)。
26.根据权利要求24所述的薄页纸制造机，其特征在于，所述构造带(14)的环在所述成形辊(7)与所述传纸辊(16)之间延伸，从而还形成所述第一成形布(8)。
27.根据权利要求24所述的薄页纸制造机，其特征在于，所述构造带(14)在所述主压榨机(11)与所述传纸辊(16)之间延伸，所述压榨毛毯(17)在所述预压榨机(32)与所述主压榨机(11)之间延伸，以及，所述第一成形布(8)在所述成形辊(7)与所述预压榨机(32)之间延伸并形成所述预压榨机(32)的压榨毛毯。
28.根据权利要求24所述的薄页纸制造机，其特征在于，所述构造带(14)在所述主压榨机(11)与所述传纸辊(16)之间延伸，所述压榨毛毯(17)在所述预压榨机(32)与所述主压榨机(11)之间延伸，所述预压榨机(32)的压榨毛毯在传送区域与所述预压榨机(32)之间延伸，以及，所述成形布(8)的环在所述成形辊(7)与布置为同所述传送区域相关的导纸辊之间延伸。
29.根据权利要求18至权利要求28中任一权利要求所述的薄页纸制造机，其特征在于，至少一个所述压榨机(11，32)是具有加长压榨压区的压榨机，其中，所述压榨机的所述第二压榨部件(13)包括用于形成加长压榨压区的装置，用于与所述第一压榨部件(12)共同作用。
30.根据权利要求29所述的薄页纸制造机，其特征在于，所述主压榨机(11)为靴形压榨机，以及，所述用于形成加长压榨压区的装置包括压榨靴形物和环状带，所述环状带穿过所述加长压榨压区运行，其中所述压榨靴形物设计为压抵所述带的内侧。
31.一种用于在根据权利要求18至权利要求30中任一权利要求所述的薄页纸制造机中制造具有构造的高松厚度薄页纸纸幅(1)的方法，所述方法包括：
-在所述湿部(2)中形成纤维网(1′)，
-通过在所述压榨部(3)中压榨，使纤维网(1′)脱水并进行构造，以及
-在所述干燥部(4)中进行纤维网(1″)的最终干燥，
其中，从所述主压榨机(11)的所述压榨压区(N1)，到压抵所述干燥面(20)的所述传纸辊(16)的所述传递压区(N2)，由所述构造带(14)载运纤维网(1″)。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，随着纤维网(1′，1″)穿过所述压榨部(3)，使纤维网(1′，1″)从干燥度范围为15-30％变成干燥度范围为42-52％。
33.根据权利要求31和权利要求32中任一权利要求所述的方法，其特征在于，纤维网(1′，1″)包括短纤维层和长纤维层，以及，在所述短纤维层朝向所述干燥面(20)的情况下，将纤维网(1′，1″)传送到所述传递压区(N2)中的所述干燥面(20)。
34.一种对包括根据权利要求15前序部分所述压榨部的薄页纸制造机改造的方法，其特征在于，用根据权利要求10至权利要求14中任一权利要求所述的构造带(14)取代所述压榨部中的所述第二布。
35.一种根据权利要求10至权利要求14中任一权利要求所述构造带(14)的用途，该用途为在根据权利要求15至权利要求17中任一权利要求所述的压榨部中制造薄页纸纤维网(1″)。
36.一种薄页纸纸幅(1)，在根据权利要求18至权利要求30中任一权利要求所述的薄页纸制造机中制成，其特征在于，在从所述干燥面(20)起皱之后，在温度为20℃和50％空气湿度的条件下，所述薄页纸纸幅(1)的纸张定量在10-50g/m2范围，厚度在160-400μm范围，松厚度在8-20cm3/g范围，MD拉伸强度在50-300N/m范围，CD拉伸强度在30-250N/m范围，以及，柔软度在70-90范围，所述柔软度根据具有0到100的量度的EMTEC TSA(薄页纸柔软度分析仪)测得。
37.根据权利要求36所述的薄页纸纸幅(1)，其特征在于所述薄页纸纸幅具有变化的厚度。
38.根据权利要求37所述的薄页纸纸幅(1)，其特征在于，所述薄页纸纸幅(1)中由所述薄页纸制造机构造带(14)的顶面区域(70)形成的部分，与由所述薄页纸制造机构造带(14)的所述凹部(63)形成的部分相比，前者中薄页纸纸幅(1)的厚度大于后者中薄页纸纸幅(1)的厚度。
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