DE69833555T2 - Mehrlagiges perforiertes band mit entfernbaren verbindungsgarnen - Google Patents

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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/006Making patterned paper

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  • Paper (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Bänder, und genauer perforierte Bänder, die einen Harzrahmen und eine Verstärkungsstruktur aufweisen und die für die Papierherstellung geeignet sind. Noch genauer betrifft die vorliegende Erfindung solche Bänder, die eine Verstärkungsstruktur mit mindestens zwei Schichten aufweisen, wobei die Verstärkungsstruktur entfernbare Verbindungsfäden aufweist, die die Schichten vorübergehend verbinden.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Cellulosefaserstrukturen, wie Papiertücher, Gesichts- bzw. Taschentücher und Toilettenpapier, sind täglich verwendete Massenprodukte. Die starke Nachfrage nach diesen Verbrauchsgütern und ihre ständige Verwendung haben einen Bedarf an verbesserten Versionen dieser Produkte und ebenso an einer Verbesserung ihrer Herstellungsverfahren erzeugt. Solche Cellulosefaserstrukturen werden durch Aufbringen einer wässrigen Aufschlämmung aus einem Stoffauflauf auf eine Fourdrinier- oder eine Doppelsiebpapiermaschine hergestellt. Jeder dieser Formsieb-Typen ist ein umlaufendes Band, durch das hindurch ein erstes Entwässern vor sich geht und eine Faserumordnung stattfindet.
  • Nach der anfänglichen Bildung der Bahn, aus der die Cellulosefaserstruktur wird, transportiert die Papiermaschine die Bahn zum trockenen Ende der Papiermaschine. Am trockenen Ende einer herkömmlichen Papiermaschine komprimiert ein Pressfilz die Bahn zu einer Cellulosefaserstruktur mit einer einzigen Region, bevor sie endgültig getrocknet wird. Das endgültige Trocknen wird in der Regel mit einer Heizwalze, beispielsweise einem Yankeetrockner, durchgeführt.
  • Eine der bedeutenden Verbesserungen des Herstellungsverfahrens, die eine erhebliche Verbesserung der resultierenden Verbrauchsgüter liefert, ist die Anwendung einer Durchströmungstrocknung, die die herkömmliche Pressfilzentwässerung ersetzt. Bei der Durchströmungstrocknung beginnt die Bahn, wie bei der Pressfilztrocknung, auf einem Formsieb, das eine wässrige Aufschlämmung mit einer Konsistenz von unter einem Prozent aus einem Stoffauflauf empfängt. In der Regel findet die erste Entwässerung auf dem Formsieb statt. Das Formsieb wird in der Regel keinen Bahnkonsistenzen von über etwa 30 Prozent ausgesetzt. Vom Formsieb wird die Bahn auf ein luftdurchlässiges Gewebe zur Durchströmungstrocknung überführt.
  • Luft tritt durch die Bahn und den Stoff bzw. das Gewebe zur Durchströmungstrocknung und setzt den Entwässerungsprozess fort. Die Luft passiert das Durchströmungstrocknungsgewebe und die Bahn, während das Band und die Bahn über Unterdruck-Transportschlitze, andere Vakuumkästen oder -schuhe, Vortrocknerwalzen usw. getrieben werden. Infolgedessen wird die Bahn der Gestalt des Durchströmungstrocknungsgewebes nachgeformt, und die Konsistenz der Bahn nimmt zu. Ein solches Formen erzeugt eine stärker dreidimensionale Bahn, kann aber auch zu Nadellöchern führen, falls die Fasern so weit in die dritte Dimension umgelenkt werden, dass es zu einem Bruch der Faserkontinuität kommt. Wie in der Technik bekannt, ist ein Nadelloch ein Loch mit kleinem Durchmesser in einer Papierbahn, das durch eine unvollständige Bahnbildung verursacht wird.
  • Die Bahn wird dann zur Endtrocknungsstation transportiert, wo die Bahn auch beprägt wird. An der Endtrocknungsstation überführt das Durchströmungstrocknungsgewebe die Bahn auf eine Heizwalze, beispielsweise einen Yankee-Trockner, zum endgültigen Trocknen. Während dieser Überführung werden Teile der Bahn durch das Beprägen verdichtet, was eine Mehrbereichsstruktur ergibt. Viele dieser Mehrbereichsstrukturen werden weitverbreitet als bevorzugte Verbrauchsgüter angenommen. Ein Beispiel für ein frühes Durchströmungstrocknungsgewe be, das kommerziell sehr erfolgreich war, wird in dem gemeinsam übertragenen US-Patent 3,301,746, erteilt am 31. Januar 1967 an Sanford et al., beschrieben.
  • Im Lauf der Zeit wurden weitere Verbesserungen notwendig. Eine erhebliche Verbesserung bei den Durchströmungstrocknungsgeweben ist die Verwendung eines Harzrahmens auf einer Verstärkungsstruktur, um Durchströmungstrocknungsbänder bereitzustellen. Diese Anordnung ermöglicht es dem Trocknungsband, kontinuierliche Muster oder Muster in jeder gewünschten Form und nicht nur diskrete bzw. Einzelmuster, wie sie durch die Webbänder des Standes der Technik erhalten werden konnten, zu verleihen. Beispiele für solche Bänder und die damit hergestellten Cellulosefaserstrukturen finden sich in den gemeinsam übertragenen US-Patenten 4,514,345, erteilt am 30. April 1985 an Johnson et al.; 4,528,239, erteilt am 9. Juli 1985 an Trokhan; 4,529,480, erteilt am 16. Juli 1985 an Trokhan; und 4,637,859, erteilt am 20. Januar 1987 an Trokhan. Die genannten vier Patente zeigen bevorzugte Konstruktionen von Durchströmungstrocknungsbändern von der Art mit gemusterten Harzrahmen und Verstärkungselementen und die darauf hergestellten Produkte. Solche Bänder werden verwendet, um kommerziell äußerst erfolgreiche Produkte wie BOUNTY-Papiertücher und CHARMIN ULTRA-Toilettenpapier zu produzieren, beide vom Inhaber der vorliegenden Anmeldung erzeugt und verkauft.
  • Wie oben angegeben, wurde in solchen Durchströmungstrocknungsbändern ein Verstärkungselement verwendet, um das Harz zu stabilisieren. Das Verstärkungselement begrenzte auch die Umlenkung der Papierherstellungsfasern, die ein Ergebnis des Vakuums, das an die Rückseite der Bänder angelegt wurde, und des Luftstroms durch das Band war. Die frühen Bänder dieser Art verwendeten ein feinmaschiges Verstärkungselement. Obwohl solch ein feines Gitter unter dem Gesichtspunkt der Begrenzung der Faserumlenkung in das Band akzeptabel war, war es nicht in der Lage, der Umgebung einer typischen Papiermaschine über längere Laufzeiten standzuhalten. Beispielsweise war solch ein Band so flexibel, dass häufig zerstörerische Falten und Knicke auftraten. Auch lieferten die feinen Fäden keine angemessene Naht festigkeit und verbrannten bei den hohen Temperaturen, die bei der Papierherstellung herrschen, häufig, was zu Löchern in der Zellstoffbahn führte.
  • Eine neue Generation von Durchströmungstrocknungsbändern mit gemustertem Harzrahmen und einer Verstärkungsstruktur löste einige dieser Probleme. In dieser Generation wurde eine doppellagige Verstärkungsstruktur mit vertikal gestapelten Fäden in Laufrichtung verwendet. Ein einzelnes Querrichtungsfadensystem band die beiden Laufrichtungsfäden zusammen. Solche zweilagigen Konstruktionen ermöglichten die Verwendung von gröberen Bindungsbildern und Fäden mit größerem Durchmesser, um das Problem mit der Nahtfestigkeit und dem Durchbrennen zu lösen und gleichzeitig eine ausreichende Steifigkeit aufrechtzuerhalten, um dem Falten und Knicken auf einer Papiermaschine zu widerstehen.
  • Nachdem solche Bänder mit Harzrahmen und Verstärkungsstruktur für die Tissue-Herstellung verwendet wurden, wie für das oben genannte kommerziell erfolgreiche CHARMIN ULTRA, ergaben sich neue Probleme. Beispielsweise ist ein Problem bei der Tissue-Herstellung die Bildung von kleinen Nadellöchern in den umgelenkten Bereichen der Bahn. Nadellöcher hängen eng mit der Tiefe zusammen, bis zu der die Bahn in das Band umgelenkt wird. Die Tiefe umfasst sowohl die Dicke des Harzes auf der Verstärkungsstruktur als auch jegliche Taschen innerhalb der Verstärkungsstruktur, die es möglich machen, die Fasern bis über die gedachte obere Oberflächenebene der Verstärkungsstruktur hinaus umzulenken. Typische doppellagige Verstärkungsstrukturkonstruktionen von Laufrichtungsfäden weisen eine Reihe von Tiefen auf, was aus der speziellen Webanordnung resultiert. Je größer die Tiefe innerhalb einer bestimmten Stelle der Bindung ist, die mit einem Umlenkkanal im Harz lagemäßig übereinstimmt, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Nadelloch in diesem Bereich entsteht.
  • Jüngere Arbeiten haben gezeigt, dass die Verwendung von dreilagigen Verstärkungsstrukturen das Auftreten von Nadellöchern unerwartet verringert. Dreilagige Verstärkungsstrukturen umfassen zwei vollkommen unabhängige Gewebe schichten, die jeweils ihr eigenes spezielles Laufrichtungs- und Querrichtungsgitter aufweisen. Die beiden unabhängigen Gewebeschichten sind in der Regel durch Verbindungsfäden verbunden. Genauer wird für das dreilagige Band vorzugsweise eine Bindung mit feinerem Maschenquerschnitt für die obere Schicht verwendet, um Kontakt mit der Bahn herzustellen und um Nadellöcher zu minimieren. Für die untere Schicht oder die zur Maschine gerichtete Schicht werden gröbere Fäden verwendet, um die Steifigkeit zu erhöhen und um die Nahtfestigkeit zu verbessern. Die Verbindungsfäden können Laufrichtungs- oder Querrichtungsfäden sein, die eigens hinzugefügt werden und die vorher in keiner Schicht vorhanden waren (hinzugefügte Verbindungsfäden). Alternativ dazu können die Verbindungsfäden aus Laufrichtungs- oder Querrichtungsfäden von der oberen und/oder unteren Schicht der Verstärkungsstruktur bestehen (integrale Verbindungsfäden). Laufrichtungsfäden sind als Verbindungsfäden wegen der erhöhten Nahtfestigkeit, die sie bereitstellen, bevorzugt. Obwohl solche dreilagigen Bänder erheblich zur Verbesserung der Nadellochverringerung beigetragen haben, sind weitere Verbesserungen immer noch erwünscht. Beispielsweise bewirkt das Vorhandensein von Verbindungsfäden in einem Kanal, dass die Kanäle, wo ein Verbindungsfaden vorhanden ist, eine kleinere projizierte offene Fläche aufweisen als die Kanäle, wo keine Verbindungsfäden vorhanden sind, was zu unterschiedlichen Durchlässigkeiten führt. Infolgedessen können Fasern in Kanäle, in denen ein Verbindungsfaden vorhanden ist, anders umgelenkt werden als solche Fasern in die übrigen Kanäle umgelenkt würden, in denen kein Verbindungsfaden vorhanden ist.
  • Die Papierherstellungstechnik hat eine Erhöhung der Durchlässigkeit von Stoffen, die auf Papiermaschinen verwendet werden, in Betracht gezogen. Beispielsweise wurde für Trockennadelfilze ursprünglich ein relativ offen gewebtes Grundgewebe verwendet, auf das Stapelfasern genadelt werden konnten, um den Filz zu bilden. In einem Versuch, die Durchlässigkeit solcher Filze zu verbessern, wurde in der Technik eine Trägerstruktur entwickelt, die ein Flächengebilde aus gleichmäßig beabstandeten, parallelen Kettfäden als Ersatz für das gewebte Grundgewebe umfasst (schussfadenfreie Filze). Solche schussfadenfreien Filze hatten jedoch während des Nadelungsprozesses und beim Laufen auf einer Papiermaschine eine mangelhafte strukturelle Stabilität. Dieser Mangel an struktureller Stabilität ist in der Technik als Lockerheit („Sleaziness") bekannt. Ein Ansatz für verbesserte strukturelle Stabilität ist in der britischen Patentbeschreibung 1,230,654, veröffentlicht am 5. Mai 1971 im Namen von Scapa-Porritt Limited, beschrieben. Dort offenbart ist ein Verfahren zum Erzeugen eines Papiermaschinen-Nadelfilzes, wo das gewebte Grundgewebe Laufrichtungsfäden aufweist, wie sie typisch verwendet werden, und Querrichtungsfäden, von denen zumindest einige in wässrigen Medien unlöslich sind und von denen mindestens einige in wässrigen Medien löslich sein sollen. Das Herauslösen der löslichen Fäden (oder eines Teils davon) aus dem Grundgewebe ist ebenfalls offenbart. Obwohl durch die Verwendung von löslichen Fäden in Papierherstellungsfilzen Verbesserungen der Sleaziness erhalten werden können, können solche Verbesserungen nicht die Unterschiede in der Faserumlenkung beheben, die eine Folge der Verwendung von Verbindungsfäden ist, die oben erörtert wurde. Ferner kann die '654-Patentbeschreibung nicht die Notwendigkeit des Haltens der Filamente (Schichten) eines mehrlagigen Stoffs in einer bevorzugten Beziehung erfüllen, die von den Verbindungsfäden der dreilagigen Stoffe, die oben erörtert wurden, bereitgestellt wird.
  • Ein weiteres Gebiet einer notwendigen Verbesserung ist die weitere Verringerung oder die Beseitigung von Nadellöchern. Wenn ein Band eine Verstärkungsstruktur mit von der oberen Schicht ausgehenden Verbindungsfäden aufweist, kann der Stützungsverlust, der immer dann passiert, wenn der Verbindungsfaden in die untere Schicht taucht, um die beiden Schichten zu verbinden, zu Nadellöchern führen. Das heißt, wenn integrale Verbindungsfäden verwendet werden, weisen unterschiedliche Kanäle unterschiedliche Potentiale für die Bildung von Nadel löchern auf, was zu einer erhöhten Schwierigkeit bei der Steuerung des Papierherstellungsverfahrens führt.
  • Somit ist es Aufgabe der Erfindung, ein Band bereitzustellen, das eine verbesserte Gleichmäßigkeit der offenen Fläche und ein reduziertes Nadellochbildungspotential bei seinen Umlenkkanälen aufweist. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer solchen verbesserten Gleichmäßigkeit ohne Verringerung der Eignung solcher Bänder für das Papierherstellungsverfahren oder ohne Verringerung der Eignung der Verstärkungsstrukturen darin für das Bandherstellungsverfahren. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Verstärkungsstrukturen mit Verbindungsfäden, die für Stabilität zwischen den Schichten einer mehrlagigen Verstärkungsstruktur während des Bandherstellungsverfahrens sorgen, während sie gleichzeitig Bänder bereitstellen, die eine zufrieden stellende Haltbarkeit für das Papierherstellungsverfahren aufweisen. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung solcher Bänder, in denen etwaige darin vorhandene Endlos-Verbindungsfäden, die darin vorhanden sein können, nicht die offene Fläche der Kanäle beeinträchtigen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung umfasst ein Trägerband für eine Cellulosefaserstruktur. Das Band umfasst eine Verstärkungsstruktur und eine Profilschicht.
  • Die Verstärkungsstruktur umfasst zwei Schichten aus einer der Bahn zugewandten Schicht und einer der Maschine zugewandten Schicht. Die der Bahn zugewandte Schicht ist aus Fäden gewebt, die im Wesentlichen durchlässig für aktinische Strahlung sind. Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Fäden, aus denen die der Maschine zugewandte Schicht besteht, im Wesentlichen undurchlässig für aktinische Strahlung.
  • Eine solche Verstärkungsstruktur ist in DE 2637303 A beschrieben.
  • Die beiden Schichten werden durch nichtbleibende Verbindungsfäden verbunden, die die Beziehung zwischen den Schichten stabilisieren, während die Bahn erzeugt wird. Die Verbindungsfäden können hinzugefügte Querrichtungs- oder hinzugefügte Laufrichtungs Verbindungsfäden sein, die jeweils mit den Laufrichtungsfäden oder den Querrichtungsfäden der ersten und der zweiten Schicht verwoben sind. Die Verbindungsfäden können auch integrale Verbindungsfäden sein, die die erste Schicht und die zweite Schicht in Bezug zueinander verbinden und die innerhalb der jeweiligen Ebenen der ersten und der zweiten Schicht gewebt sind und zusätzlich mit den jeweiligen Fäden der anderen Schicht verwoben sind.
  • Die Profilschicht erstreckt sich von der Rückseite der zur Maschine gewandten Schicht durch und über die zur Bahn gewandte Schicht hinaus, um zumindest einen Teil der die Bahn berührenden Oberfläche des Bandes zu bilden. Die Profilschicht umfasst ein gehärtetes lichtempfindliches Harz. Die Profilschicht ist ferner mit einer Vielzahl von Kanälen versehen, die durch das gehärtete Harz verlaufen, so dass die die Bahn berührende Oberfläche und die Rückseite des Bandes in Fluidkontakt stehen.
  • Die zur Bahn gerichtete Schicht und die zur Maschine gerichtete Schicht der Verstärkungsstruktur werden ebenfalls vorübergehend durch nichtbleibende hinzugefügte Verbindungsfäden verbunden, die mit jeder Schicht verwoben sind. Die Verbindungsfäden sind im Wesentlichen transparent für aktinische Strahlung und können durch chemische oder mechanische Verfahren entfernt werden, wenn sie nicht mehr benötigt werden, um die Beziehung zwischen der zur Bahn gerichteten Schicht und der zur Maschine gerichteten Schicht der Verstärkungsstruktur zu stabilisieren. Insbesondere kann der Teil der nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden, der innerhalb der Kanäle liegt, entfernt werden, so dass die Bahneigenschaften, wie die projizierte offene Fläche, über das Band im Wesentlichen isotrop sind. Ein bevorzugtes Mittel zum Entfernen der nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden ist die Kombination von Löslichmachung und mechanischer Energie, die durch die Berieselungssysteme, die Teil der Bandherstellungs- und Papierherstellungsverfahren sind, bereitgestellt wird. Geeignete Materialien sind diejenigen, die durch chemische oder mechanische Mittel gesteuert entfernbar sind.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Teildraufsicht von oben auf ein Band der vorliegenden Erfindung, bei dem die erste und die zweite Schicht durch nichtbleibende hinzugefügte Verbindungsfäden aus der zweiten Schicht verbunden sind und das der Klarheit halber zum Teil weggeschnitten dargestellt ist.
  • 2 ist eine vertikale Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von 1.
  • 3 ist eine Teildraufsicht von oben auf ein Band gemäß dem Stand der Technik, die bleibende hinzugefügte Verbindungsfäden aufweist und das aus Gründen der Klarheit teilweise weggeschnitten dargestellt ist.
  • 4 ist eine vertikale Schnittansicht entlang der Linie 4-4 von 3, die Profilschichten aufweist, die aus Gründen der Klarheit teilweise weggeschnitten sind.
  • 5 ist eine Draufsicht, die die wichtigsten Elemente von 5B zeigt.
  • 5B ist eine Photomikrographie eines Bandes gemäß der vorliegenden Erfindung, die einen nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfaden zeigt.
  • 6 ist eine Draufsicht, die die wichtigsten Elemente von 6B darstellt.
  • 6B ist eine Photomikrographie eines Bandes gemäß der vorliegenden Erfindung nach Entfernen des nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfadens der 5A und 5B durch Waschen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die 1 und 2 zeigen ein Band 10 der vorliegenden Erfindung. Das Band 10 der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Endlosband, das dafür vorgesehen ist, Cellulosefasern und ähnliche Materialien von einem Teil eines Papierherstellungsverfahren zu einem anderen zu transportieren. Beispielsweise eignet sich das Band 10 zum Aufnehmen solcher Fasern in einem Faserablageschritt (d. h. es dient als Formsieb) oder zum Tragen dieser Fasern von einem Formsieb zu einem Trocknungsschritt. Das Band 10 umfasst zwei Hauptelemente: eine Verstärkungsstruktur 12 und eine Profilschicht 30. Die Verstärkungsstruktur 12 umfasst ferner mindestens zwei Schichten, eine zur Bahn gerichtete erste Schicht 16 und eine zur Maschine gerichtete zweite Schicht 18. Jede Schicht 16, 18 der Verstärkungsstruktur 12 besteht ferner aus verwobenen Laufrichtungsfäden 120, 220 und Querrichtungsfäden 122, 222. Die bevorzugte Verstärkungsstruktur 12 umfasst ferner nichtbleibende hinzugefügte Verbindungsfäden 322, die mit den jeweiligen Fäden 100 der zur Bahn gerichteten Schicht 16 und der zur Maschine gerichteten Schicht 18 verwoben sind. Wie hierin verwendet, ist der Ausdruck „Fäden 100" eine allgemeine Bezeichnung, die Laufrichtungsfäden 120, Querrichtungsfäden 122 der ersten Schicht 16 sowie Laufrichtungsfäden 220 und Querrichtungsfäden 222 der zweiten Schicht 18 einschließt.
  • Das zweite Hauptelement des Bandes 10 ist die Profilschicht 30. Die Profilschicht 30 ist aus Harz auf die Oberseite der ersten Schicht 16 der Verstärkungsstruktur 12 gegossen. Die Profilschicht 30 dringt in die Verstärkungsstruktur 12 ein und wird durch Bestrahlen von flüssigem Harz mit aktinischer Strahlung durch eine Maske mit einem Muster aus lichtundurchlässigen Abschnitten und durchlässigen Abschnitten zu jedem gewünschten Muster gehärtet.
  • Wie in 2 dargestellt, weist die Bahn zwei gegenüber liegende Oberflächen auf, eine die Bahn berührende Oberfläche 40, die auf der nach außen gerichteten Oberfläche der Profilschicht 30 angeordnet ist, und eine gegenüber liegende Rückseite 42. Die Rückseite 42 des Bands 10 berührt während der Papierherstellung die Maschinenausrüstung. Diese Maschinenausrüstung (nicht dargestellt) schließt einen Vakuum-Aufnahmeschuh, einen Vakuumkasten, verschiedene Walzen usw. ein.
  • Das Band 10 kann ferner Kanäle 44 umfassen, die von der die Bahn berührenden Oberfläche 40 des Bands 10 zur Rückseite 42 der Bahn 10 verlaufen und mit dieser in Fluidkommunikation stehen. Die Kanäle 44 ermöglichen eine Umlenkung der Cellulosefasern senkrecht zur Ebene des Bands 10 während der Papierherstellung.
  • Die Kanäle 44 können diskret bzw. einzeln sein, wie dargestellt, falls eine im Wesentlichen kontinuierliche Profilschicht 30 gewählt wird. Alternativ dazu kann die Profilschicht 30 diskret sein und die Kanäle 44 können im Wesentlichen kontinuierlich sein oder sowohl die Profilschicht 30 als auch die Kanäle 44 können halbkontinuierlich sein. Beispielsweise wird sich ein Fachmann auf dem Gebiet leicht eine Einzelprofilschicht 30 und kontinuierliche Kanäle 44 vorstellen können, die generell den in 1 dargestellten entgegengesetzt sind. Eine solche Anordnung mit einer diskreten Profilschicht 30 und einem im Wesentlichen kontinuierlichen Kanal 44 ist in 4 des genannten US-Patents 4,514,345, erteilt an Johnson et al., das hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, dargestellt. Ein halbkontinuierlicher Kanal ist im gemeinsam übertragenen US-Patent 5,628,876, erteilt an Ayers, et al. am 13. Mai 1997, beschrieben. Natürlich wird ein Fachmann erkennen, dass jede Kombination aus diskreten, kontinuierlichen und halbkontinuierlichen Mustern ebenfalls ausgewählt werden kann.
  • Die Profilschicht 30 ist aus lichtempfindlichem Harz gegossen, wie oben und in den genannten, hierin durch Bezugnahme aufgenommenen Patenten beschrieben. Das bevorzugte Verfahren zum Auftragen des lichtempfindlichen Harzes, das die Profilschicht 30 bildet, auf die Verstärkungsstruktur 12 im gewünschten Muster besteht im Beschichten der Verstärkungsschicht mit dem lichtempfindlichen Harz in flüssiger Form. Aktinische Strahlung mit einer aktivierenden Wellenlänge, die zum Härten des Harzes passt, bestrahlt das flüssige lichtempfindliche Harz durch eine Maske mit transparenten und lichtundurchlässigen Bereichen hindurch. Die aktinische Strahlung passiert die transparenten Bereiche und härtet das darunter liegende Harz im gewünschten Muster. Das flüssige Harz, das von den lichtundurchlässigen Bereichen der Maske abgeschirmt wird, wird nicht gehärtet und wird abgewaschen, was die Kanäle 44 in der Profilschicht 30 zurücklässt.
  • Wie im US-Patent 5,566,724, erteilt an Trokhan et al. am 22. Oktober 1996, beschrieben, führt die Bereitstellung von UV-undurchlässigen Laufrichtungs- oder Querrichtungsfäden für die zweite Schicht einer Verstärkungsstruktur und die Bereitstellung von Verbindungsfäden, die im Wesentlichen durchlässig für aktinische Strahlung sind, zu Bändern mit einer gewünschten Rückseitentextur ohne den unerwünschten Verlust an Harzhaftung, wann immer solche Verbindungsfäden auf der Oberseite der Verstärkungsstruktur angeordnet werden. Ebenso passiert mit Bezug auf die vorliegende Erfindung aktinische Strahlung nicht die Fäden 220, 222 der zweiten Schicht 18, die im Wesentlichen lichtundurchlässig sind. Dies führt zu einer Rückseitentextur auf der zur Maschine gerichteten Oberfläche der zweiten Schicht 18. Die Rückseitentextur stimmt mit den Fäden 220, 222 der zweiten Schicht 18 mit der zweiten Lichtundurchlässigkeit, die im Wesentlichen undurchlässig für aktinische Strahlung sind, lagemäßig überein. Ein Luftstrom durch die Cellulosefaserstruktur und durch die Rückseitentextur entfernt Wasser aus der Cellulosefaserstruktur.
  • Die Profilschicht 30 verläuft von der Rückseite 42 der zweiten Schicht 18 der Verstärkungsstruktur 12 aus der ersten Schicht 16 der Verstärkungsstruktur 12 und über diese hinaus. Natürlich verläuft nicht die ganze Profilschicht 30 zur äußersten Ebene der Rückseite 42 des Bands 10, wie nachstehend ausführlicher erörtert wird. Vielmehr verlaufen einige Abschnitte der Profilschicht 30 nicht unter bestimmte Fäden 220, 222 der zweiten Schicht 18 der Verstärkungsstruktur 12, um eine Textur bereitzustellen, die den Luftstrom erleichtert, wie oben erörtert. Die Profilschicht 30 verläuft auch über die zur Bahn gerichtete Oberfläche der ersten Schicht 16 und aus dieser hinaus, um zumindest teilweise die Tiefe der Umlenkkanäle 44 zu definieren. Vorzugsweise verläuft die Profilschicht 30 in einem Abstand von etwa (0,002 Zoll) 0,05 Millimetern bis etwa (0,050 Zoll) 1,3 Millimeter außerhalb der zur Bahn gerichteten Oberfläche der ersten Schicht 16. Die Dimension der Profilschicht 30 senkrecht zur ersten Schicht 16 und darüber hinaus nimmt im Allgemeinen zu, je gröber das Muster wird. Wie weit die Profilschicht 30 ab der zur Bahn gerichteten Oberfläche der ersten Schicht 16 verläuft, wird von der Ebene 46 in der ersten Schicht 16, die sich am weitesten von der Rückseite 42 der zweiten Schicht 18 befindet, bemessen. Wie hierin verwendet, ist eine „Kreuzung" der Schnittpunkt eines Laufrichtungsfadens 120, 220 und eines Querrichtungsfadens 122, 222.
  • Der Ausdruck „Laufrichtung" bezeichnet die Richtung, die zur Hauptlaufrichtung der Papierbahn durch die Papiermaschine parallel ist. Die „Querrichtung" ist senkrecht zur Laufrichtung und liegt in der Ebene des Bands 10.
  • Wie oben angegeben, können unterschiedliche Fäden 100 des Bands 10 unterschiedliche Lichtundurchlässigkeiten aufweisen. Die Lichtundurchlässigkeit eines Fadens 100 ist das Verhältnis der Menge an aktinischer Strahlung, die nicht durch den Faden 100 hindurchgeht (entweder aufgrund von Reflexion, Streuung oder Absorption), zur Menge an aktinischer Strahlung, die auf den Faden 100 fällt. Wie hierin verwendet, bezeichnet die „spezifische Opazität" eines Fadens 100 die Opazität bzw. Lichtundurchlässigkeit pro Einheitsdurchmesser eines runden Fadens 100. Es sollte erkannt werden, dass die lokale Opazität über einen bestimmten Querschnitt des Garns 100 variieren kann. Diese Opazität bezeichnet jedoch die vereinigte Opazität eines bestimmten Querschnitts, wie oben beschrieben, und nicht die Opazität, die durch eines der verschiedenen Elemente dargestellt wird, aus denen der Durchmesser besteht.
  • Die Laufrichtungs- und die Querrichtungsfäden 120, 122 sind zu einer zur Bahn gerichteten ersten Schicht 16 verwoben. Diese erste Bahn 16 kann ein eins-drüber- eins-drunter-Kreuzgewebe oder ein anderes Gewebe sein, das eine minimale Abweichung von der oberen Ebene 46 aufweist. Vorzugsweise weisen die Laufrichtungs- und Querrichtungsfäden 120, 122, aus denen die erste Schicht 16 besteht, eine erste Lichtundurchlässigkeit bzw. Opazität auf. Die erste Opazität sollte niedrig genug sein, damit die Laufrichtungs- und die Querrichtungsfäden 120, 122, aus denen die erste Schicht 16 besteht, im Wesentlichen durchlässig für aktinische Strahlung sind, die verwendet wird, um die Profilschicht 30 zu härten. Solche Fäden 120, 122 werden als im Wesentlichen transparent angesehen, wenn aktinische Strahlung durch die größte Querschnittsabmessung der Fäden 120, 122 senkrecht zur Ebene des Bands 10 hindurchgehen kann und die lichtempfindliche Harzschicht darunter noch ausreichend härten kann.
  • Die Laufrichtungsfäden 220 und die Querrichtungsfäden 222 sind ebenfalls zu einer zur Maschine gerichteten zweiten Schicht 18 verwoben. Die Fäden 220, 222, insbesondere die Querrichtungsfäden 222 der zur Maschine gerichteten zweiten Schicht 18, sind vorzugsweise größer als die Fäden 120, 122 der erste Schicht 16, um die Nahtfestigkeit zu erhöhen. Dieses Ergebnis kann durch Bereitstellen von Querrichtungsfäden 222 der zweiten Schicht 18, deren Durchmesser größer ist als der der Laufrichtungsfäden 120 der ersten Schicht, erreicht werden, falls Fäden 100 mit rundem Querschnitt verwendet werden. Falls Fäden 100 mit anderem Querschnitt verwendet werden, kann dies durch Bereitstellen von Laufrichtungsfäden 220 in der zweiten Schicht, in denen einfallendes Licht einen längeren Weg zurücklegt als in den Laufrichtungsfäden 120 der ersten Schicht, bewerkstelligt werden. Alternativ dazu, aber weniger bevorzugt, können die Laufrichtungsfäden 220 der zweiten Schicht 18 aus einem Material mit einer höheren Zugfestigkeit als der der Fäden 120, 122 der ersten Schicht bestehen.
  • In jeder Ausführungsform weisen die Laufrichtungs- und/oder die Querrichtungsfäden 220, 222 der zweiten Schicht 18 eine zweite Opazität und/oder eine zweite spezifische Opazität auf, die größer ist als die erste Opazität und/oder die erste spe zifische Opazität der Fäden 120, 122 der ersten Schicht 16. Die Fäden 220, 222 der zweiten Schicht sind im Wesentlichen vorzugsweise undurchlässig für aktinische Strahlung. Mit „im Wesentlichen undurchlässig" ist gemeint, dass das flüssige Harz im Schatten der Fäden 220, 222 mit dieser Lichtundurchlässigkeit nicht zu einer funktionellen Profilschicht 30 härtet, sondern stattdessen im Laufe des Herstellungsverfahrens für das Band 10 abgewaschen wird.
  • Die Laufrichtungs- und die Querrichtungsfäden 220, 222, aus denen die zweite Schicht 18 besteht, können in jedem geeigneten Muster gewebt sein, wie als Kreuzgewebe, wie dargestellt, oder als Köpergewebe oder gebrochenes Köpergewebe und/oder in jedem geeigneten Webfach. Vorzugsweise weist die zweite Schicht 18 ein Kreuzgewebe auf, um die Nahtfestigkeit zu maximieren. Falls gewünscht, kann die zweite Schicht 18 einen Querrichtungsfaden 222 in jeder anderen Position aufweisen, entsprechend den Querrichtungsfäden 122 der ersten Schicht. Im Allgemeinen erscheinen die Laufrichtungsfäden 220 der zweiten Schicht 18 mit einer Frequenz, die mit der der Laufrichtungsfäden 120 der ersten Schicht 16 übereinstimmt, um die Nahtfestigkeit zu erhalten.
  • Nichtbleibende Verbindungsfäden 322 verbinden die erste Schicht 16 und die zweite Schicht 18. Die nichtbleibenden Verbindungsfäden 322 können hinzugefügte Querrichtungsfäden oder hinzugefügte Laufrichtungsfäden sein, die mit jeweiligen Laufrichtungsfäden oder Querrichtungsfäden der ersten und der zweiten Schicht verwoben sind. Das heißt, hinzugefügte Verbindungsfäden sind von jeglicher Bindung, die für entweder die erste oder die zweite Schicht 16, 18 ausgewählt wird, unabhängig, sondern solche Verbindungsfäden sind vielmehr ein Zusatz zur normalen Bindung dieser Schichten 16, 18 und können diese sogar unterbrechen. Die Verbindungsfäden können auch integrale Verbindungsfäden sein, die die erste Schicht und die zweite Schicht in Bezug zueinander verbinden und die innerhalb der jeweiligen Ebenen (d. h. als Teil der Bindung) der ersten und zweiten Schicht 16, 18 verwoben sind und die zusätzlich mit den jeweiligen Fä den der anderen Schicht verwoben sind. Hinzugefügte und integrale Verbindungsfäden sind ausführlicher in dem oben genannten US-Patent 5,566,724 erörtert. Während entweder integrale oder zusätzliche nichtbleibende Verbindungsfäden zum Verbinden der ersten und zweiten Schicht 16, 18 der vorliegenden Erfindung geeignet sind, werden die erste und die zweite Schicht 16 und 18 vorzugsweise durch nichtbleibende hinzugefügte Querrichtungsfäden 322 verbunden.
  • Die bevorzugten nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 322 sind zwischen der ersten Schicht 16 und der zweiten Schicht 18 verwoben, um die Schichten zu verbinden. Wie in den 1 und 2 dargestellt, sind die bevorzugten nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 322 Querrichtungsverbindungsfäden 322, die mit den jeweiligen Laufrichtungsfäden 120, 220 der ersten und zweiten Schicht 16, 18 verwoben sind. Alternativ können die Verbindungsfäden Laufrichtungsfäden (nicht dargestellt) sein, die mit den jeweiligen Laufrichtungsfäden 122, 222 der ersten und zweiten Schicht 16, 18 verwoben sind. Vorzugsweise sind solche Verbindungsfäden von kleinerem Durchmesser als die Fäden 100 der ersten und zweiten Schicht 16, 18, so dass die Fäden die projizierte offene Fläche des Bands 10 nicht übermäßig einschränken. Wie hierin verwendet, kann ein Verbindungsfaden außerdem als „nichtbleibend" betrachtet werden, wenn mindestens ein Teil des Verbindungsfadens durch Mittel, die im Bandherstellungsverfahren, im Papierherstellungsverfahren oder in einem Verfahren, das speziell zum Entfernen solcher Fäden ausgelegt ist, vorhanden sind, zumindest teilweise entfernbar ist.
  • Ein bevorzugtes Bindungsbild für die nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 322 weist die kleinste Zahl an Bindungsstellen auf, die notwendig ist, um die erste Schicht 16 relativ zur zweiten Schicht 18 zu stabilisieren. Die Verbindungsfäden 322 sind vorzugsweise in Querrichtung ausgerichtet, da diese Anordnung im Allgemeinen leichter zu weben ist. Ein geeignetes Bindungsbild ist in 1 dargestellt.
  • Im Gegensatz zu den Bindungsbildarten, die vom Stand der Technik vorgegeben werden, minimiert die Stabilisierungswirkung der Profilschicht 30 die Zahl der Verbindungsfäden 322, die notwendig ist, um die erste Schicht 16 und die zweite Schicht 18 miteinander zu verbinden. Der Grund dafür ist, dass die Profilschicht 30, sobald das Gießen abgeschlossen ist, und während des Papierherstellungsverfahrens die erste Schicht 16 relativ zur zweiten Schicht 18 stabilisiert. Somit können kleinere und weniger nichtbleibende hinzugefügte Verbindungsfäden 322 ausgewählt werden als die Fäden 100, die verwendet werden, um die erste und zweite Schicht 16, 18 herzustellen.
  • Wie in den 3 und 4 dargestellt, die ein Band 110 des Standes der Technik des genannten US-Patents 5,566,724 darstellen, blockieren dessen bleibende Verbindungsfäden 422 von Natur aus einige der Kanäle 44. Das heißt, wann immer es vorkommt, dass ein Faden 422 in einem Kanal 44 liegt, wird ein weiterer Abschnitt der projizierten offenen Fläche des Kanals 44 von dem Verbindungsfaden 422 blockiert. Diese Blockierung der Kanäle 44 kann einen Unterschied der effektiven Faserstützung bewirken, der zu Ungleichmäßigkeiten im fertigen Produkt führen kann. Wenn ferner eine begrenzte Öffnungstrocknung gewünscht wird, wie sie vorteilhaft im gemeinsam übertragenen US-Patent 5,274,930, ausgegeben am 4. Januar 1994 an Ensign et al. beschrieben ist, wird es noch wichtiger, dass das Band 10 eine ausreichende offene Fläche aufweist.
  • Der Stand der Technik löst dieses Problem durch Bereitstellen von bleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 422, die relativ weniger und kleinere Fäden umfassen, da die bleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 422 natürlich die projizierte offene Fläche des Bands 10 blockieren. Diese Struktur minimiert die Auswirkung der Verbindungsfäden 422 auf die Gleichmäßigkeit des Produkts. Es ist jedoch wünschenswert, diese Auswirkung noch weiter zu minimieren. Wie nachstehend erörtert, verbessert die vorliegende Erfindung weiter die Gleichmäßigkeit des Produkts durch Bereitstellen von nichtbleibenden hinzugefügten Ver bindungsfäden 322, wobei der Verbindungsfaden entweder im Bandherstellungsverfahren (nachdem die Profilschicht 30 die erste Schicht 16 in Bezug auf die zweite Schicht 18 stabilisiert), in einem Verfahren, das dafür ausgelegt ist, diese Verbindungsfäden zu entfernen, oder auf einer Papiermaschine entfernt wird. Die Anmelder haben gefunden, dass abhängig von der Beziehung zwischen den Durchmessern der Fäden 100, der Profilschicht 30 und dem Durchmesser der nichtbleibenden hinzugefügte Verbindungsfäden 322 die vorliegende Erfindung (d. h. das Entfernen eines Verbindungsfadens aus einem Kanal 44, wo einer vorhanden ist) im Vergleich zu Bändern des Standes der Technik zu einer Zunahme der projizierten offenen Fläche zwischen etwa 5 % und etwa 20 % für diesen Kanal führt. Für ein Band 10, das unter Verwendung von Materialien gewebt wird, die für die im Stand der Technik verwendeten typisch sind, liegt die Zunahme der projizierten offenen Fläche bei etwa 14 %. Die projizierte offene Fläche eines Bands 10 kann (vorausgesetzt, es ist nicht zu transparent) gemäß dem Verfahren zum Bestimmen einer projizierten durchschnittlichen Porengröße, das im gemeinsam übertragenen US-Patent 5,277,761 ausgeführt ist, das am 11. Januar 1984 an Phan und Trokhan erteilt wurde, bestimmt werden, wobei dieses Patent ein Verfahren zum Bestimmen der projizierten offenen Fläche der Verstärkungsstruktur zeigt.
  • Vorzugsweise weisen solche Bänder eine Luftdurchlässigkeit von mindestens etwa (600 Standardkubikfuß pro Minute pro Quadratfuß) 183 Kubikmeter pro Minute pro Quadratmeter auf. Stärker bevorzugt liegt die Luftdurchlässigkeit bei mindestens etwa (900 Standardkubikfuß pro Minute pro Quadratfuß) 274 Kubikmeter pro Minute pro Quadratmeter. Der Ausdruck „Luftdurchlässigkeit" wie hierin verwendet wird als Zahl der (Kubikfuß) Kubikmeter Luft pro Minute gemessen, die durch eine (einen Quadratfuß) einen Quadratmeter große Fläche des Bands 10 bei einem Druckabfall über die Dicke des Bandes 10, der gleich etwa (0,5 Zoll) 1,2 Zentimeter Wasser ist, hindurchgehen. Die Luftdurchlässigkeit wird mittels eines Valmet-Durchlässigkeitsmessgeräts (Modell Wigo Taifun Typ 1000) gemessen, das von der Valmet Corp., Helsinki, Finnland, erhältlich ist.
  • Beim Weben einer Verstärkungsstruktur 12 der vorliegenden Erfindung werden die nichtbleibenden hinzugefügte Verbindungsfäden 322 im Wesentlichen auf die gleiche Weise behandelt wie die bleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 422 des Standes der Technik. Das heißt, Bindungsbilder des Standes der Technik, die Verbindungsfäden 422 oder dergleichen verwenden, sind ebenso zum Stabilisieren der Verstärkungsstruktur 12 der vorliegenden Erfindung geeignet.
  • Darüber hinaus liefern nichtbleibende hinzugefügte Verbindungsfäden zusätzliche Flexibilität bei den Bindungsbildern (nicht dargestellt). Beispiele für diese Flexibilität sind unter anderem:
    • • Weil solche Verbindungsfäden leicht durch einfache Verfahrensschritte entfernbar sind, können Bindungsbilder verwendet werden, die mehr Verbindungsfäden aufweisen, als in der Regel im Stand der Technik verwendet würden. Solche zusätzlichen Verbindungsfäden könnten für Anwendungen eingesetzt werden, wo die Beibehaltung einer lagemäßigen Übereinstimmung zwischen Schichten einer Verstärkungsstruktur besonders wichtig ist oder wo das lichtempfindliche Harz besonders wertvoll ist und das entfernbare Volumen eines nichtbleibenden Verbindungsfadens verhindert, dass dieses wertvolle Harz Volumen füllt, das Teil eines Kanals im fertigen Band wäre.
    • • Nichtbleibende Fäden könnten auch anstelle von bestimmten Laufrichtungs- oder Querrichtungsfäden verwendet werden, die einen Teil der rückseitigen Oberfläche 42 eines Bands bilden (z. B. bestimmte Fäden 220 oder 222). Da diese Fäden durch zusätzliche Verfahrensschritte entfernbar sind, ist ihre Entfernung ein alternatives Mittel zum Bereitstellen einer Textur zum Erleichtern des Luftstroms, wie oben erörtert. Offensichtlich müsste der Entwickler darauf achten, dass ein gewähltes Bindungsbild nicht so viele der Fäden 220, 222 ersetzt, dass das resultierende Substrat in irgendeiner erforderlichen Eigenschaft ungenügend ist, beispielsweise der Nahtfestigkeit.
  • Dies sind nur einige der möglichen Beispiele für die zusätzliche Flexibilität, die nichtbleibende Fäden für den Entwickler von Bindungsbildern für Bandverstärkungsstrukturen bieten.
  • Damit die nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 322 entweder im Bandherstellungsverfahren (nachdem die Profilschicht 30 die erste Schicht 16 in Bezug auf die zweite Schicht 18 stabilisiert hat) oder auf einer Papiermaschine entfernt werden, müssen die nichtbleibenden hinzugefügte Verbindungsfäden 322 ein Material umfassen, das durch biologische Mittel, chemische Mittel, mechanische Mittel oder durch jede Kombination aus biologischen, chemischen und mechanischen Mitteln aus den Kanälen 44 entfernbar ist. Das heißt, die nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 322 können durch Auflösen, durch Hydrolyse (chemisch oder enzymatisch katalysiert), durch Lichtabbau, Oxidation oder durch Bereitstellen mechanischer Sollversagensstellen entfernt werden. Beispielsweise wäre ein Monofilamentfaden, der aus dem im US-Patent 4,870,148, erteilt an Belz et al. am 26. September 1989, beschriebenen Polyacrylatharz extrudiert wurde, in alkalischem Medium löslich. Vorzugsweise umfassen die nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 322 ein Material, das durch die Kombination von mechanischer Energie und Löslichmachung, die durch die Berieselung bereitgestellt ist, die Teil der Bandherstellungs- und Papierherstellungsverfahren ist, entfernbar ist. Angesichts der Notwendigkeit, die Verstärkungsstruktur 12 während des Bandherstellungsverfahrens zu stabilisieren, ist es bevorzugt, dass die nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 322 ein Material umfassen, das nicht entfernt wird, solange das Harz, aus dem die Profilschicht 30 besteht, nicht in die Verstärkungsstruktur eingedrungen und ausgehärtet ist.
  • Stärker bevorzugt umfassen die nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden ein polymeres Material, das teilweise wasserlöslich ist. Auf diese Weise behalten die Verbindungsfäden 322 zumindest teilweise ihre mechanische Integrität, bis das Harz, aus dem die Profilschicht 30 besteht, ausgehärtet ist. Beispielsweise können die nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 322 polymere Materialien wie Poly(ethylenoxid) oder Poly(vinylalkohol) umfassen. Polyvinylalkohol ist besonders bevorzugt, da durch Steuern des Hydrolysegrads des Vorläufers Polyvinylacetat die Wasserlöslichkeit des resultierenden Polyvinylalkohols gesteuert wird. Solche Fäden können entweder Monofilamentfäden oder Multifilamentfäden sein. Geeignete Polyvinylalkoholfäden mit einer Faserauflösungstemperatur von etwa 80 °C sind von Kuraray Co., Ltd., Osaka, Japan, als Kuralon K-II erhältlich.
  • Wie oben erörtert, sind nichtbleibende hinzugefügte Verbindungsfäden 322, die solche begrenzt löslichen Harze umfassen, gegen das anfängliche Berieseln, das Teil des Bandherstellungsverfahrens ist, beständig. Infolgedessen behalten Verstärkungsstrukturen 12 der vorliegenden Erfindung während des ganzen Bandherstellungsverfahrens eine Form, die der in 4 dargestellten ähnlich ist, was der Verstärkungsstruktur 12 die benötigte Stabilität verleiht. Sobald die Profilschicht 30 so ausgehärtet ist, dass sie in der Lage ist, die Schichten 16, 18 zu stabilisieren, wird durch die Löslichmachung und die mechanische Energie der weiteren Berieselung der Teil der nichtbleibenden Verbindungsfäden entfernt, der in den Kanälen 44 liegt, so dass die projizierte offene Fläche maximiert wird. Eine solche Berieselung kann entweder auf einer Bandherstellungsvorrichtung oder auf einer Papiermaschine stattfinden. Sobald der Teil der nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 322, der in den Kanälen liegt, entfernt wurde, nimmt das Band 10 die in den 1 und 2 dargestellte Gestalt an, wo die Kanäle 44 im Wesentlichen isotrop sind.
  • Angesichts der gewünschten Maximieren der Harzhaftung weisen die nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 322 auch eine Opazität und/oder eine spezifische Opazität auf, die unter der zweiten Opazität und/oder der zweiten spezifischen Opazität der Laufrichtungsfäden 220 der zweiten Schicht 18 liegt. Vorzugsweise sind die nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 322 im Wesentlichen transparent für aktinische Strahlung.
  • In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (nicht dargestellt) können die nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 322 mit vorgegebenen Stellen für ein mechanisches Versagen versehen sein, wodurch die Verbindungsfäden 322 so geschwächt werden, dass sie durch mechanische Energie (wie sie z. B. durch Berieselung bereitgestellt wird) entfernbar sind. Beispielsweise könnte ein Monofilamentmaterial, das sich zur Verwendung als Verbindungsfaden 422 des Standes der Technik eignet, mit einem Muster aus Kerben mit einer Wiederholungslänge in der Größenordnung von höchstens der Wiederholungslänge des Musters der Kanäle 44 versehen sein, so dass es als nichtbleibender hinzugefügte Verbindungsfaden 322 geeignet ist. Infolgedessen ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass zumindest diese Kerbe in den meisten der Kanäle, die einen Verbindungsfaden aufweisen, liegt. Da die Kerben den Verbindungsfaden schwächen, bewirkt die Kombination aus maschineller Streckung und Berieselungsenergie, dass diese geschwächten Verbindungsfäden innerhalb des Kanals 44 brechen. Der Fachmann wird erkennen, dass die Eigenschaften von Bändern 10 mit eingekerbten nichtbleibenden hinzugefügten Verbindungsfäden 322 aufgrund dessen, dass nicht alle dieser Verbindungsfäden brechen, zwischen denen von Bändern des Standes der Technik und Bändern mit löslichen nichtbleibenden Verbindungsfäden 322 wie oben beschrieben liegen. Nichtbleibende hinzugefügte Verbindungsfäden 322 gemäß der vorliegenden Erfindung, in denen die Verbindungsfäden Materialien umfassen, die chemisch geschwächt werden (z. B. durch beschleunigte Hydrolyse oder durch Lichtabbau, der durch das UV-Licht des Gießverfahrens initiiert wird), werden ebenfalls in Betracht gezogen.
  • Ein geeignetes Verfahren zum Gießen eines Bandes 10 mit einer Verstärkungsstruktur 12, die nichtbleibende Verbindungsfäden 322 umfasst, und zum Entfernen der Fäden, nachdem sie nicht mehr benötigt werden, ist wie folgt. Eine Verstärkungsstruktur 12 kann so gewebt werden, dass sie nichtbleibende Verbindungsfäden 322 mit einer Löslichmachungstemperatur, die an die gewünschte Berieselungswassertemperatur angepasst ist (wie nachstehend beschrieben), gemäß der Erfindung umfasst. Unter Verwendung der vorstehend und ausführlicher im oben genannten US-Patent 4,514,345 beschriebenen Verfahren wird ein flüssiges, lichtempfindliches Harz auf die Verstärkungsstruktur 12 gegossen und dort gehärtet, um eine Profilschicht 30 bereitzustellen, die die Beziehung zwischen der ersten und der zweiten Schicht 16, 18 stabilisiert. Diese Gießverfahren schließen eine Berieselung ein, um das ungehärtete Harz entfernen, um die Kanäle 44 zu bilden. (Vorzugsweise liegt die Berieselungswassertemperatur für diesen Berieselungsschritt zwischen etwa 50 °C und etwa 90 °C). Man berieselt das Band 10 ein zweites Mal unter Verwendung von Berieselungswasser, dessen Temperatur um etwa 10 °C erhöht wurde, so dass es über der Löslichmachungstemperatur des Harzes liegt, das verwendet wird, um den nichtbleibenden Verbindungsfaden 322 zu extrudieren, um den Teil des nichtbleibenden Verbindungsfadens 322, der in den Kanälen 44 liegt, zu entfernen.
  • Der Fachmann wird erkennen, dass alternative Verfahrensschritte zum Entfernen der nichtbleibenden Verbindungsfäden 322 ebenfalls geeignet sind. Beispielsweise könnten die nichtbleibenden Verbindungsfäden 322 auf unter ihre Brüchigkeits-/Duktilitäts-Übergangstemperatur abgekühlt werden (wobei die übrigen Fäden 100, 200 und das gehärtete lichtempfindliche Harz über ihren jeweiligen Brüchigkeits-/Duktilitäts-Übergangstemperaturen bleiben), und mechanische Energie könnte angelegt werden, um zu bewirken, dass die Verbindungsfäden 322 zerbrechen, um die Kanäle 44 zu öffnen. Die nichtbleibenden Verbindungsfäden 322 könnten ein Material umfassen, das einen Schmelzpunkt aufweist, der wesentlich niedriger ist als der der übrigen Fäden 100, die verwendet werden, um die Verstärkungsstruktur 12 zu weben. Das Einwirkenlassen einer Temperatur, die höher liegt als der Schmelzpunkt der nichtbleibenden Verbindungsfäden 322, auf die Verstärkungsstruktur 12 würde bewirken, dass sich die Verbindungsfäden 322 verflüssigen. Dann würden Kapillarkräfte bewirken, dass das verflüssigte Verbindungsfadenmaterial in die Zwischenräume zwischen die übrigen Fäden 100 fließt. Nach dem Abkühlen würden die geschmolzenen Verbindungsfäden 322 dazu dienen, die relative Beziehung zwischen den Schichten 16, 18 aufrechtzuerhalten, ohne die offene Fläche der Kanäle 44 zu beeinträchtigen. Diese und andere ähnliche Verfahren zum Aufrechterhalten der relativen Beziehung zwischen der ersten Schicht 16 und der zweiten Schicht 18, bis die Beziehung durch die Profilschicht 30 stabilisiert ist, werden als alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Betrachtung gezogen.
  • Das folgende Beispiele wird nur zur Erläuterung angegeben und nicht als Beschränkung.
  • BEISPIEL
  • Eine Verstärkungsstruktur 12 gemäß dem Stand der Technik, wie in den 3 und 4 dargestellt, kann anhand von Verfahren, die dem Fachmann bekannt sind, gewebt werden. Eine solche Struktur 12 umfasst 11 Laufrichtungsfäden 120 pro Zentimeter in der ersten Schicht 16 und 11 Laufrichtungsfäden 220 pro Zentimeter in der zweiten Schicht 18. Beide Fäden 120 und 220 umfassen Polyestermonofilamente mit einem Durchmesser von 0,24 Millimetern, wie von Shakespeare, Monofilament Division, Columbia, SC erhältlich. Die Verstärkungsstruktur 12 umfasst auch 11 Querrichtungsfäden 122 pro Zentimeter in der ersten Schicht 16 und 6 Querrichtungsfäden 222 pro Zentimeter in der zweiten Schicht 18. Monofilamentfäden mit einem Durchmesser von 0,25 Millimetern und 0,3 Millimetern wurden als Fäden 122 bzw. 222 verwendet. Diese Fäden sind ebenfalls von Shakespeare erhältlich. Die Verstärkungsstruktur 12 umfasst ferner 6 Querrichtungs Verbindungsfäden 422 pro Zentimeter. Ein geeigneter bleibender Verbindungsfaden 422 weist einen Durchmesser von 0,15 Millimeter auf und ist von Shakespeare erhältlich. Diese gewebten Verstärkungsstrukturen 12 sind von Albany International, Appleton Wire Division, Appleton, WI, erhältlich. Für die Zwecke des vorliegenden Beispiels und zum Simulieren einer Verstärkungsstruktur 12 der vorliegenden Erfindung wird einer dieser Verbindungsfäden durch zwei Stränge aus einem wasserlöslichen (80 °C) Polyvinylalkoholfaden (erhältlich von Kuraray Co., Ltd., Osaka, Japan) ersetzt, um einen nichtbleibenden Verbindungsfaden 322 bereitzustellen (siehe 5A und 5B).
  • Eine Profilschicht 30 wird auf die oben beschriebene Verstärkungsstruktur 12 gegossen, indem man das lichtempfindliche Harz durch eine Maske gemäß den oben im US-Patent 5,566,724 beschriebenen Verfahren Licht aussetzt. Waschen mit Wasser mit einer Temperatur von etwa 75 °C entfernt ungehärtetes Harz von dem entstehenden Band 10. Die 5A und 5B zeigen einen Teil des Bandes, nachdem das ungehärtete Harz entfernt wurde, wobei der nichtbleibende Verbindungsfaden 322 in der Mitte des Kanals 44 sichtbar ist. Wie in den 6A und 6B deutlich zu sehen ist, wird durch Erhöhen der Wassertemperatur um etwa 10 °C und durch nochmaliges Waschen der Teil des nichtbleibenden Verbindungsfadens 322, der im Kanal 44 liegt, im Wesentlichen gelöst.
  • Obwohl spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene weitere Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Geist und Umfang der Erfindung zu verlassen. Daher sollen in den beiliegenden Ansprüchen alle solchen Änderungen und Modifikationen, die im Schutzumfang der Erfindung liegen, abgedeckt sein.

Claims (9)

  1. Trägerband (10) für eine Zellstofffaserstruktur, wobei das Trägerband eine bahnberührende Oberfläche (40), eine Rückseite (42) aufweist und Folgendes umfasst: eine Verstärkungsstruktur (12), die eine Vielzahl von Schichten aus gewebten Fäden umfasst, welche eine erste Schicht (16) und eine zweite Schicht (18) umfasst, wobei jede der Schichten ein eigenes Bindungsbild aufweist, wobei ein Teil der Fäden in jeder der Schichten in eine Maschinenrichtung gerichtet ist und ein Teil der Fäden in jeder der Schichten in eine Querrichtung gerichtet ist; und eine Vielzahl von Verbindungsfäden, die die Schichten miteinander verbinden, um die Verstärkungsstruktur zu bilden, wobei zumindest ein Teil der Verbindungsfäden nicht-bleibende Verbindungsfäden (322) sind; und eine Profilschicht (30), die von der Rückseite durch die erste Schicht und über diese hinaus verläuft, um zumindest einen Teil der bahnberührenden Oberfläche des Bandes zu bilden, wobei die Profilschicht ein ausgehärtetes lichtempfindliches Harz umfasst und mit einer Vielzahl von durch sie hindurch gehenden Kanälen (44) versehen ist, wobei die Kanäle ein Mittel für eine Fluidverbindung zwischen der bahnberührenden Oberfläche (40) und der Rückseite (42) bereitstellen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Verbindungsfäden, die in den Kanälen liegen, entfernbar ist, ohne den übrigen Teil der Verstärkungsstruktur oder der Profilschicht erheblich zu beschädigen.
  2. Band nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsfäden durch chemische Mittel entfernt sind.
  3. Band nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsfäden durch Auflösen entfernt sind.
  4. Band nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsfäden durch mechanische Mittel entfernt sind, wobei diese mechanischen Mittel vorzugsweise ein Duschsystem umfassen.
  5. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vielzahl von Schichten der Verstärkungsstruktur eine erste Schicht (16) und eine zweite Schicht (18) umfasst und die erste Schicht und die zweite Schicht durch Einweben der Verbindungsfäden in die Bindungen der ersten und zweiten Schichten in der Maschinenrichtung miteinander verbunden sind.
  6. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vielzahl von Schichten der Verstärkungsstruktur eine erste Schicht (16) und eine zweite Schicht (18) umfasst und die erste Schicht und die zweite Schicht durch Einweben der Verbindungsfäden in die Bindungen der ersten und zweiten Schichten in der Querrichtung miteinander verbunden sind.
  7. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Verbindungsfäden zusammenhängende Verbindungsfäden sind.
  8. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Verbindungsfäden zugefügte Verbindungsfäden sind.
  9. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die nicht-bleibenden Verbindungsfäden (222) ein wasserlösliches Polymer umfassen.
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