DE69913741T2 - THICK PAPER AND PAPER MAKING FABRIC FOR ITS PRODUCTION - Google Patents
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Abstract
Description
GEBIET DER ERFINDUNGAREA OF INVENTION
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Papiermacherbänder, die in Papiermachermaschinen zum Herstellen weicher, absorbierender Papierprodukte mit geringer Dichte und die damit produzierten Papierprodukte geeignet sind. Insbesondere betrifft diese Erfindung Papiermacherbänder, die ein gemustertes Rahmenwerk und eine Verstärkungsstruktur umfassen, und die damit produzierten Papierprodukte großer Dicke/geringer Dichte.The The present invention relates to papermaker's tapes in papermaking machines for making softer, more absorbent Low density paper products and the paper products produced with them are suitable. In particular, this invention relates to papermaker's tapes which include a patterned framework and reinforcement structure, and the paper products of great thickness / low density produced with it.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION
Zelluloseförmige Faserbahnen, wie Papier, sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Solche Faserbahnen werden heute im Allgemeinen für Papiertücher, Toilettentissue, Gesichtstissue, Binden und dergleichen verwendet. Die große Nachfrage nach solchen Papierprodukten hat eine Nachfrage nach verbesserten Versionen der Produkte und der Verfahren ihrer Herstellung erzeugt.Cellulose-shaped fibrous webs, such as paper, are well known in the art. Such fiber webs are generally for today Paper towels, Toilet tissue, facial tissue, sanitary napkins and the like are used. The size Demand for such paper products has improved demand Versions of the products and the processes of their manufacture.
Um die Bedürfnisse des Verbrauchers zu befriedigen, müssen zelluloseartige Faserbahnen mehrere Eigenschaften zeigen. Sie müssen eine ausreichende Zugfestigkeit haben, um zu verhindern, daß die Strukturen während der gewöhnlichen Benutzung, oder wenn relativ kleine Zugkräfte aufgebracht werden, reißen oder zerfetzen. Die zelluloseartigen Faserbahnen müssen absorbierend sein, so daß Flüssigkeiten durch die Faserstruktur schnell absorbiert und voll zurück gehalten werden.Around needs To satisfy the consumer, cellulosic fibrous webs must be used show several properties. You must have sufficient tensile strength have to prevent the Structures during the ordinary Use, or when relatively small tensile forces are applied, tear or shred. The cellulose-like fibrous webs must be absorbent, so that liquids quickly absorbed by the fiber structure and fully retained become.
Die Zugfestigkeit ist die Fähigkeit der zelluloseartigen Faserbahn, ihre physische Integrität während der Benutzung beizubehalten. Die Zugfestigkeit ist eine Funktion der Flächenmasse der zelluloseartigen Faserbahn.The Tensile strength is the ability the cellulosic fibrous web, its physical integrity during the Maintain use. The tensile strength is a function of the basis weight the cellulosic fibrous web.
Die Absorptionsfähigkeit ist die Fähigkeit der zelluloseartigen Faserbahn, welche ihre erlaubt, berührte Fluide anzuziehen und zurück zu halten. Die Absorptionsfähigkeit wird durch die Dichte der zelluloseartigen Faserbahn beeinflußt. Falls die Bahn zu dicht ist, können die Zwischenräume zwischen den Fasern zu klein sein und kann die Absorptionsrate nicht groß genug sein für die geplante Verwendung. Falls die Zwischenräume zu groß sind, wird die kapillare Anziehung der berührten Fluide minimiert, was aufgrund der Beschränkungen der Oberflächenspannung verhindert, das Fluide durch die zelluoseartige Faserbahn zurück gehalten werden.The absorbency is the ability the cellulosic fibrous web that allows their touched fluids get dressed and back to keep. The absorbency is influenced by the density of the cellulose-like fibrous web. If the web is too dense the gaps between the fibers may be too small and the absorption rate cannot big enough be for the intended use. If the gaps are too large, the capillary becomes Attraction of the touched Fluids minimized due to surface tension limitations prevents the fluid from being held back by the cellulose-like fiber web become.
Die Bahn sollte auch eine Weichheit zeigen, so daß sie während der Benutzung taktil angenehm und nicht rau ist. Weichheit ist die Fähigkeit der zelluloseartigen Faserbahn, eine besonders wünschenswerte taktile Wahrnehmung an der Haut des Benutzers zu erreichen. Die Weichheit ist allgemein proportional zu der Fähigkeit der zelluloseartigen Faserbahn, um einer Verformung in einer Richtung senkrecht zur Ebene der zelluloseartigen Faserbahn zu widerstehen.The Web should also show a softness so that it is tactile during use is pleasant and not rough. Softness is the ability of cellulose-like Fibrous web, a particularly desirable to achieve tactile perception on the skin of the user. The Softness is generally proportional to the ability of the cellulose-like Fibrous web to prevent deformation in a direction perpendicular to the plane to resist the cellulosic fibrous web.
Die Stärke ist die sichtbare Dicke einer zelluloseartigen Faserbahn, gemessen unter einem bestimmten mechanischen Druck, und ist eine Funktion der Flächenmasse und der Bahnstruktur. Die Festigkeit, die Absorptionsfähigkeit und die Weichheit werden durch die Dicke der zelluloseartigen Faserbahn beeinflußt.The Strength is the visible thickness of a cellulosic fibrous web, measured under a certain mechanical pressure, and is a function of basis weight and the path structure. The strength, the absorbency and the softness is affected by the thickness of the cellulosic fibrous web.
Verfahren zum Herstellen von Papierprodukte umfassen im Allgemeinen die Präparierung eines wässerigen Breies aus Zellulosefasern und die nachfolgende Entfernung des Wassers aus dem Brei, während die Fasern gleichzeitig neu angeordnet werden, um eine embryonische Bahn zu bilden. Verschiedene Typen einer Maschinenanlage können verwendet werden, um den Entwässerungsprozeß zu unterstützen. Ein typischer Herstellungsprozeß verwendet eine Papiermachermaschine mit Fourdrinier-Sieb, bei welcher der Papierbrei auf eine Oberfläche eines sich bewegenden Endlosbandes zugeführt wird, wo die anfängliche Entwässerung und Neuanordnung der Fasern durchgeführt wird.method for making paper products generally include the preparation of a watery Porridge from cellulose fibers and the subsequent removal of the water out of the pulp while the fibers are rearranged at the same time to create an embryonic Form web. Different types of machinery can be used to support the drainage process. On typical manufacturing process used a paper machine with Fourdrinier screen, in which the Paper pulp on a surface a moving endless belt is fed where the initial Drainage and Realignment of the fibers carried out becomes.
Nach der anfänglichen Formung wird die Papierbahn durch einen Trocknungsprozeß hindurch auf einen weiteren Textilstoff transportiert, der als Trocknungstuch bezeichnet wird, welches in Form eines Endlosbandes vorliegt. Der Trocknungsprozeß kann eine mechanische Kompaktion der Papierbahn, eine Vakuumentwässerung, eine Durchlufttrocknung und andere Typen von Prozessen umfassen. Während des Trocknungsprozesses nimmt die embryonische Bahn ein spezifisches Muster oder eine spezifische Gestalt an, veranlaßt durch die Anordnung und die Ablenkung der Zellulosefasern.To the initial Forming the paper web through a drying process transported another textile, the drying cloth is referred to, which is in the form of an endless belt. The Drying process can mechanical compaction of the paper web, vacuum dewatering, through air drying and other types of processes. While of the drying process, the embryonic path takes a specific one Pattern or a specific shape, prompted by the arrangement and the Deflection of the cellulose fibers.
Das US Patent Nr. 4,529,480, veröffentlicht für Trokhan am 16. Juli 1985, führte eine Papiermacherband mit einem foraminösen Gewebeelement ein, welches von einem gehärteten lichtempfindlichen Harz-Rahmenwerk umgeben war. Das Harz-Rahmenwerk war mit einer Mehrzahl von diskreten, isolierten Kanälen versehen, die als Ablenkkanäle bekannt sind. Das in dem Prozeß verwendete Papiermacherband wurde als Ablenkelement bezeichnet, weil die Papier machenden Fasern in Kanäle abgelenkt wurden und darin bei der Aufbringung eines differenzierten Fluiddruckes neu angeordnet wurden. Die Verwendung des Bandes in dem Papiermacherprozeß sah die Möglichkeit vor, Papier mit bestimmten gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Absorption und Weichheit zu erzeugen.The U.S. Patent No. 4,529,480 issued to Trokhan on July 16, 1985 a papermaker's tape with a foraminous tissue element, which from a hardened photosensitive resin framework was surrounded. The resin framework was included a plurality of discrete, isolated channels, known as deflection channels are. The papermaker's tape used in the process was called a deflector because of the paper making fibers in channels were distracted and there in the application of a differentiated Fluid pressure were rearranged. The use of the tape in saw the papermaking process the possibility before, paper with certain desired Properties in terms of strength, absorption and softness to create.
Das unter Verwendung des in US Patent Nr. 4,529,480 offenbarten Prozesses hergestellte Papier ist beschrieben in US Patent Nr. 4,637,859, veröffentlicht für Trokhan. Das Papier ist dadurch gekennzeichnet, daß es zwei physisch getrennte Regionen aufweist, die über seine Oberflächen verteilt sind. Eine Region ist eine kontinuierliche Netzwerkregion, welche eine relativ hohe Dichte und eine hohe innere Festigkeit aufweist. Die andere Region ist eine, welche aus einer Mehrzahl von Wölbungen zusammen gesetzt ist, welche vollständig von der Netzwerkregion umgeben sind. Die Wölbungen in der letzteren Region haben relativ geringe Dichten und eine relativ geringe innere Festigkeit im Vergleich zur Netzwerkregion.The using the process disclosed in U.S. Patent No. 4,529,480 paper made is described in U.S. Patent No. 4,637,859; released for Trokhan. The paper is characterized in that it is two physically separate Regions that over its surfaces are distributed. A region is a continuous network region, which has a relatively high density and high internal strength. The other region is one that consists of a plurality of arches which is composed entirely of the network region are surrounded. The bulges in the latter region have relatively low densities and a relatively low one internal strength compared to the network region.
Die Wölbungen werden erzeugt, wenn die Fasern die Ablenkkanäle des Papiermacherbandes während des Papierherstellungsverfahrens füllen. Die Ablenkkanäle verhindern, daß die sich darin ablagernden Fasern kompaktiert werden, wenn die Papierbahn während des Trocknungsprozesses komprimiert werden. Als Ergebnis sind die Wölbungen dicker mit einer geringeren Dichtung und inneren Festigkeit im Vergleich zu den kompaktierten Regionen Bahn. Folglich ist die Stärke der Papierbahn durch die innere Festigkeit der Wölbungen beschränkt.The buckles are generated when the fibers are the deflection channels of the papermaking belt during the Fill paper making process. The deflection conduits prevent the fibers deposited in it are compacted when the paper web while of the drying process can be compressed. As a result, they are buckles thicker with a lower seal and internal strength in comparison to the compact regions of rail. Hence the strength of the Paper web limited by the internal strength of the bulges.
Sobald die Trocknungsphase des Papiermacherprozesses abgeschlossen ist, ist auch die Anordnung und die Ablenkung der Fasern vollendet. Abhängig von dem Typ des fertigen Produkts kann das Papier jedoch durch zusätzliche Prozesse hindurch gehen, wie ein Kalandrieren, eine Weichmacher-Auftragung und eine Konvertierung. Diese Prozesse neigen dazu, die Wölbungsregionen des Papiers zu kompaktieren und die Dicke zu verringern. So erfordert das Herstellen fertiger Papierprodukte mit zwei physisch getrennten Regionen die Ausbildung von zelluloseartigen Faserstrukturen in den Wölbungen mit einem Widerstand gegenüber einem mechanischen Druck.As soon as the drying phase of the papermaking process is complete, the arrangement and deflection of the fibers is also complete. Depending on However, the type of finished product can be added to the paper Processes go through it, like calendering, plasticizer application and a conversion. These processes tend to affect the vaulted regions compact the paper and reduce the thickness. So requires making finished paper products with two physically separate ones Regions the formation of cellulosic fiber structures in with the bulges a resistance to a mechanical pressure.
Wenn die zelluloseartige Faserbahn geformt wird, sind die Fasern vorherrschend in der X-Y-Ebene der Bahn orientiert und stellen eine vernachlässigbare strukturelle Steifigkeit in Z-Richtung bereit. Sobald die in der X-Y-Ebene orientierten Fasern durch den mechanischen Druck kompaktiert werden, werden die Fasern zusammen gepreßt, was die Dichte der Papierbahn erhöht, während die Dicke abnimmt. Die Orientieren der Fasern in der Z-Richtung der Bahn verbessert die strukturelle Steifigkeit in der Z-Richtung der Bahn und ihren entsprechenden Widerstand gegenüber einem mechanischen Druck. Demgemäß maximiert das Maximieren der Faserorientierung in der Z-Richtung auch die Dicke.If the cellulosic fibrous web is formed, the fibers are predominant oriented in the X-Y plane of the web and represent a negligible structural rigidity in the Z direction ready. Once the in the X-Y plane oriented fibers compacted by mechanical pressure the fibers are pressed together, which is the density of the paper web elevated, while the thickness decreases. The orientation of the fibers in the Z direction the web improves the structural rigidity in the Z direction the web and its corresponding resistance to one mechanical pressure. Maximized accordingly maximizing fiber orientation in the Z direction also Thickness.
Ablenkkanäle liefern ein Mittel zum Herstellen einer Faserorientierung in Z-Richtung, indem die Fasern in die Lage versetzt werden, sich entlang des Umfangs der Ablenkkanäle abgelenkt zu werden. Die gesamte Faserablenkung ist abhängig von der Größe und der Gestalt der Ablenkkanäle in Bezug auf die Faserlänge.Deliver deflection channels a means of establishing a fiber orientation in the Z direction by the fibers be able to be deflected along the circumference of the deflection channels to become. The total fiber deflection depends on the size and the Shape of the deflection channels in terms of fiber length.
Große Kanäle erlauben
kleineren Fasern, sich am Boden des Kanals anzusammeln, was wiederum
die Ablenkung nachfolgender Fasern, die sich darin ablagern, beschränkt. Umgekehrt
erlauben kleine Kanäle,
daß große Fasern
die Kanalöffnung
bei nur minimaler Faserablenkung überbrücken. In der
Die Gestalt der Kanäle beeinflußt auch die Faserablenkung. Zum Beispiel erhöhen Ablenkkanäle, die durch einen Umfang, der scharfe Ecken oder kleine Radien begrenzt sind, das Potential für eine Faserüberbrückung, was die Faserablenkung minimiert. Siehe US Patent Nr. 5,679,222, veröffentlicht für Rasch et al. am 21. Oktober 1997 für Beispiele verschiedener Kanalformen, die eine Faserüberbrückung bewirken können.The Shape of the channels affected also fiber deflection. For example, deflection channels increase that by a perimeter that delimits sharp corners or small radii are, the potential for a fiber bridging what minimizes fiber deflection. See U.S. Patent No. 5,679,222 issued to Rasch et al. on October 21, 1997 for Examples of different channel shapes that cause fiber bridging can.
Demgemäß liefert die vorliegende Erfindung ein Papiermacherband mit einer kontinuierlichen Netzwerkregion und einer Mehrzahl von diskreten Ablenkkanälen, welche so bemessen und geformt sind, daß die Faserablenkung und die entsprechende Faserorientierung in Z-Richtung optimiert ist.Accordingly delivers the present invention is a papermaker's tape with a continuous network region and a plurality of discrete deflection channels sized and are shaped that the Fiber deflection and the corresponding fiber orientation in the Z direction is optimized.
Die Erfindung liefert ferner eine Papierbahn mit einer im Wesentlichen kontinuierlichen, im Wesentlichen makroskopisch monoplanaren Netzwerkregion und einer Mehrzahl von diskreten Wölbungen, die darin verteilt sind. Die Wölbungen sind so bemessen geformt, daß eine optimale Dicke erreicht wird.The The invention further provides a paper web with a substantially continuous, essentially macroscopic monoplanar network region and a plurality of discrete domes distributed therein are. The bulges are shaped so that a optimal thickness is reached.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Papiermacherband gerichtet, daß ein gemustertes Rahmenwerk aufweist, das in der Lage ist, eine Papierbahn mit geringer Dichte/hoher Dicke herzustellen, und auf eine damit hergestellte Papierbahn. Das Papiermacherband umfaßt eine Verstärkungsstruktur mit einem darauf angeordneten gemusterten Rahmenwerk. Das gemusterte Rahmenwerk umfaßt eine kontinuierliche Netzwerkregion und eine Mehrzahl von diskreten Ablenkkanälen, wobei die Ablenkkanäle durch die kontinuierliche Netzwerkregion voneinander isoliert sind.The The present invention is directed to a papermaker's tape that is a patterned Has framework that is capable of a paper web with less Produce density / high thickness, and on a manufactured with it Paper web. The papermaker's tape includes a reinforcing structure a patterned framework arranged on it. The patterned Framework includes a continuous network region and a plurality of discrete ones deflection conduits being the deflection channels are isolated from each other by the continuous network region.
Die
Ablenkkanäle
sind im Allgemeinen in ihrer Form elliptisch und in Bezug auf eine Haupt-Bahnfaserlänge
Die Ablenkkanäle können in einem hexagonalen Muster angeordnet sein, um die Konzentration der Kanäle pro Einheitsfläche zu maximieren, während gleichzeitig die Fläche der kontinuierlichen Netzwerkregion minimiert wird. Die kontinuierliche Netzwerkregion liefert eine Strebfläche mit einer Breite im Bereich von wenigstens 0,07 Inch (0,178 mm) bis 0,020 Inch (0,51 mm).The deflection conduits can arranged in a hexagonal pattern to show the concentration of the channels per unit area maximize while at the same time the area the continuous network region is minimized. The continuous network region provides a face with a width in the range of at least 0.07 inches (0.178 mm) up to 0.020 inches (0.51 mm).
Das auf einem solchen Papiermacherband hergestellte Papier umfaßt eine im Wesentlichen makroskopisch monoplanare Netzwerkregion und eine Mehrzahl diskreter Wölbungen, die darin verteilt sind und durch die kontinuierliche Netzwerkregion voneinander isolierte sind. Die Wölbungen nehmen die Form und die Anordnung der vorher beschriebenen, im Allgemeinen elliptischen Ablenkkanäle an.The Paper made on such papermaker's tape includes one essentially macroscopic monoplanar network region and a majority discrete arches, distributed in it and through the continuous network region are isolated from each other. The bulges take the form and the arrangement of the previously described, generally elliptical deflection conduits on.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSUMMARY THE DRAWINGS
Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die folgende Beschreibung, die angehängten Ansprüche und die beigefügten Zeichnungen besser verständlich, in welchen:This and other features, aspects and advantages of the present invention with reference to the following description, the appended claims and the attached Drawings easier to understand, in which:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION THE INVENTION
Definitionendefinitions
Wie hier verwendet, haben die folgenden Ausdrücke die folgenden Bedeutungen:How Used here, the following terms have the following meanings:
Die Maschinenrichtung, als MD bezeichnet, ist die Richtung parallel zum Vorschub der Papierbahn durch die Papiermacheranlage.The machine direction, referred to as MD, is the direction parallel to the feed of the paper web through the papermaking system.
Die Quermaschinenrichtung, als CD bezeichnet, ist die Richtung senkrecht zur Maschinenrichtung in der X-Y-Ebene.The Cross machine direction, referred to as CD, is the direction perpendicular to the machine direction in the X-Y plane.
Die Flächenmitte ist ein Punkt, innerhalb des Ablenkkanals, der mit dem Massezentrum einer dünnen, gleichförmigen Materialverteilung zusammen fallen würde, die durch den Umfang des Ablenkkanals eingegrenzt ist.The surface center is a point within the deflection canal that connects to the center of mass a thin one uniform Material distribution would coincide by the scope of the Deflection channel is limited.
Die Hauptachse ist die längste Achse, die das Flächenzentrum des Kanals kreuzt und zwei Punkte entlang des Umfanges des Kanals verbindet.The The main axis is the longest Axis that is the surface center of the channel crosses and two points along the circumference of the channel combines.
Die Nebenachse ist die kürzeste Achse oder Breite, die das Flächenzentrum des Kanals kreuzt und zwei Punkte entlang des Umfangs des Kanals verbindet.The Minor axis is the shortest Axis or latitude that is the area center crosses the channel and connects two points along the circumference of the channel.
Das Seitenverhältnis ist das Verhältnis der Hauptachsenlänge zur Nebenachsenlänge.The aspect ratio is the relationship the major axis length to the minor axis length.
Die mittlere Breite des Kanals ist die mittlere Länge von geraden Linien, die durch Flächenzentrum des Kanals gezogen werden und zwei Punkte auf dem Umfang desselben verbinden.The mean width of the channel is the mean length of straight lines that through area center of the channel and two points on its circumference connect.
Der Krümmungsradius ist der augenblickliche Krümmungsradius an einem Punkt auf einer Kurve.The radius of curvature is the current radius of curvature at one point on a curve.
Kurvenlinear betrifft gekrümmte Linien.curve linear affects curved Lines.
Geradlinig betrifft gerade Linien.straight affects straight lines.
Die Höhe in Z-Richtung ist der Bereich des Harz-Rahmenwerks, der sich von der papierseitigen Seite der Verstärkungsstruktur aus erstreckt.The Height in Z direction is the area of the resin framework that differs from that paper side of the reinforcement structure extends from.
Die mittlere Faserlänge ist die gewichtete mittlere Faserlänge.The medium fiber length is the weighted average fiber length.
Die Spezifikation enthält eine detaillierte Beschreibung von (1) dem Papiermacherband der vorliegenden Erfindung und (2) dem fertigen Papierprodukt der vorliegenden Erfindung.The Specification contains a detailed description of (1) the papermaking tape of present invention and (2) the finished paper product of the present Invention.
(1) Das Papiermacherband(1) The paper maker tape
In
der in
Obwohl
die bevorzugte Ausführungsform des
Papiermacherbandes der vorliegenden Erfindung in Form eines Endlosbandes
Wie
in
Wie
hier verwendet, sind die X-Y- und Z-Richtungen Orientierungen, die
sich auf das Papiermacherband
Vorzugsweise
begrenzt das Rahmenwerk
Das
Rahmenwerk
Die
erste Oberfläche
Die
zweite Oberfläche
Die
zweite primäre
Komponente des Bandes
Wie
in den
Das
Band
Die
Fähigkeit,
eine Papierbahn mit einer speziellen Dicke herzustellen, ist eine
Funktion der Stärke
der Bahn. Die Stärke
ist die sichtbare Dicke einer zelluloseartigen Faserbahn, gemessen
unter einem bestimmten mechanischen Druck. Die Stärke ist
eine Funktion einer Bahn-Flächenmasse
und Bahnstruktur. Die Flächenmasse
ist das Gewicht in Pfund eines Papiers von 3000 Quadratfuß. Die Bahnstruktur
betrifft die Orientierung und Dichte von Fasern, welche die Bahn
Fasern,
welche die Bahn
Die
gering dichten Regionen als Wölbungen bezeichnet,
verleihen der Bahn
Die
Ablenkkanäle
Die
Wasserentfernung aus der embryonischen Bahn
Ohne
durch Theorie beschränkt
zu sein, wird angenommen, daß die
Neuanordnung der Fasern in der embryonischen Bahn
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Legal Events
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