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Dokumentenidentifikation DE60019250T2 09.02.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001116824
Titel Verfahren zur Herstellung von einem absorbierenden Blatt
Anmelder Georgia-Pacific Corp., Atlanta, Ga., US
Erfinder Watson, Gary M., Vancouver, US
Vertreter Patentanwälte von Kreisler, Selting, Werner et col., 50667 Köln
DE-Aktenzeichen 60019250
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 18.12.2000
EP-Aktenzeichen 003113388
EP-Offenlegungsdatum 18.07.2001
EP date of grant 06.04.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.02.2006
IPC-Hauptklasse D21F 11/14(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse D21F 5/18(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      D21G 3/00(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Verfahren zur Herstellung von absorbierenden flächigen Cellulosematerialien und insbesondere ein Nasskreppverfahren, bei dem eine Bahn entwässert, danach gekreppt und mit einem aufgeblasenen, gasförmigen Strom auf einem sich drehenden Zylinder getrocknet wird.

Hintergrund

Nasskreppverfahren zur Herstellung eines absorbierenden flächigen Materials wie Tissue- und Handtuchprodukten sind im Fachgebiet bekannt. Zum Beispiel wird im U.S.-Patent Nr. 5 851 353, Fiscus et al., ein Verfahren zum Zylindertrocknen von nassen Bahnen für Tissueprodukte offenbart, wobei eine teilweise entwässerte, nasse Bahn zwischen einem Paar von Modellierungsgeweben eingespannt wird. Die eingespannte nasse Bahn wird über einer Mehrzahl von Zylindertrocknern zum Beispiel von einer Konsistenz von etwa 40% bis zu einer Konsistenz von wenigstens etwa 70% bearbeitet. Die flächigen Modellierungsgewebe schützen die Bahn vor einem direkten Kontakt mit den Zylindertrocknern und übertragen Eindrücke auf die Bahn. Aufgrund niedriger Wärmeübertragungskoeffizienten kann das Zylindertrocknen nach einem Kreppvorgang sowohl hinsichtlich der Betriebskosten als auch der Kapitalinvestition teuer sein.

Andere Nasskreppverfahren, insbesondere ein Nasskreppen unter Verwendung von Lufttrocknungsverfahren, sind im Fachgebiet vorgeschlagen und kommerziell praktiziert worden. Ein solches Verfahren ist im U.S.-Patent Nr. 3 432 936, Cole et al., beschrieben. Das in diesem Patent 3 432 936 offenbarte Verfahren umfasst: die Bildung einer entstehenden Bahn auf einem Bahnbildungsgewebe; das Nasspressen der Bahn; das Trocknen der Bahn auf einem Yankee-Trockner, das unter Kreppen erfolgende Abschaben der Bahn vom Yankee-Trockner und das Trocknen des Produkts mittels Luft. Bei dem im U.S.-Patent Nr. 4 356 059, Hostetler, vorgeschlagenen Verfahren handelt es sich um ein anderes Nasskreppverfahren, bei dem ein Lufttrocknungsvorgang vorgeschlagen wird. Im Patent 4 356 059 wird ein Verfahren offenbart, das Folgendes umfasst: die Bildung einer entstehenden Bahn auf einem Bahnbildungsgewebe; das Trocknen der Bahn auf einem Zylindertrockner; das unter Kreppen erfolgende Abschaben der Bahn vom Zylindertrockner; das Durchlufttrocknen der Bahn; das Aufbringen der trockenen Bahn auf einen weiteren Yankee-Trockner; das unter Kreppen erfolgende Abschaben der Bahn vom Yankee-Trockner und das Kalandrieren des Produkts.

Nasskrepp-Durchluft-Trockenverfahren haben keinen wesentlichen kommerziellen Erfolg, weil die Verfahrensgeschwindigkeiten, die Produktqualität und die Maschinenproduktivität einfach nicht die in der Industrie erforderlichen anspruchsvollen Kosten-/Leistungs-Kriterien erfüllen konnten. Für Durchluftverfahren sind gewöhnlich Bahnen mit hoher Durchlässigkeit erforderlich, und sie sind an einer Bahn, die vollständig entwässert oder mit einem wesentlichen Anteil an Sekundär- (rückgeführter) Faser gebildet ist, schwierig zu praktizieren.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines absorbierenden flächigen Materials durch ein Nasskreppverfahren verfügbar gemacht, wobei die nass gekreppte Bahn durch einen aufgeblasenen Strom erwärmter Luft oder einen Heizgasstrom nachgetrocknet wird. Anders als bei Durchström-Trocknungsverfahren kann ein Nachtrocknen mit Aufluft bei Bedarf an einer Bahn mit einer relativ niedrigen Durchlässigkeit bewerkstelligt werden und ist somit bei Verfahren zur Herstellung von Papiertissue- und Papierhandtuchprodukten, bei denen ein hoher Sekundärfaseranteil verwendet wird oder die Bahn mechanisch komprimiert wird, geeignet. Weil das Trocknungsmedium nicht durch die Bahn zu strömen braucht, wird dadurch in einer einzigen Produktionsanlage eine höhere Herstellungsflexibilität erreicht.

In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines absorbierenden flächigen Materials aus Cellulosefaser verfügbar gemacht, umfassend die Schritte des: (a) Abscheidens eines wässrigen Cellulose-Faserhalbstoffs auf einem kleine Öffnungen aufweisenden Träger; (b) Entwässerns des Faserhalbstoffs unter Bildung einer Cellulosebahn; (c) Auftragens der entwässerten Bahn auf einen erwärmten Drehzylinder und Trocknen der Bahn zu einer Konsistenz von mehr als etwa 40% und weniger als etwa 80%; (d) unter Kreppen erfolgenden Abschabens der Bahn vom erwärmten Zylinder bei der Konsistenz von mehr als etwa 40% und weniger als etwa 80% und gegebenenfalls Nassformens der Bahn, so dass die Bahn für ein Auflufttrocknen geeignet gemacht wird; und (e) Trocknens der Bahn mit einem aufgeblasenen, erwärmten, gasförmigen Medium nach dem unter Kreppen erfolgenden Abschaben der Bahn vom erwärmten Zylinder, wodurch das absorbierende flächige Material gebildet wird.

Die Bahn wird vorzugsweise bis zu einer Konsistenz von wenigstens etwa 30% entwässert, bevor sie auf den Heizzylinder aufgebracht wird, und noch mehr bevorzugt wird die Bahn bis zu einer Konsistenz von wenigstens etwa 40% entwässert, bevor sie auf den Heizzylinder aufgebracht wird. Auf dem Zylinder wird die Bahn vor dem Kreppen normalerweise bis zu einer Konsistenz von wenigstens etwa 50% getrocknet, und in vielen Fällen wird die Bahn vor dem Kreppen bis zu einer Konsistenz von wenigstens etwa 60% getrocknet. In einigen Ausführungsformen wird die Bahn vor dem Kreppen bis zu einer Konsistenz von wenigstens etwa 70% getrocknet.

In bevorzugten Ausführungsformen ist die Bahn unmittelbar nach dem Nasskreppen relativ stark gebauscht, so dass die Bahn offen ist und mit einem aufgeblasenen, gasförmigen Medium wirksam getrocknet werden kann. Somit beträgt das (hiernach definierte) charakteristische Hohlraumvolumen der Bahn ummittelbar nach dem Kreppen wenigstens etwa 6 g/g (gms/gm), noch mehr bevorzugt wenigstens etwa 7 g/g, und einige bevorzugte Ausführungsformen weisen unmittelbar nach dem Kreppen ein charakteristisches Hohlraumvolumen von wenigstens etwa 7,5 g/g auf.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung brauchbare Kreppverfahren umfassen das Kreppen mit herkömmlichen (angefasten oder nicht angefasten) Kreppschaberklingen oder noch mehr bevorzugt in einigen Fällen mit einer gewellten Kreppschaberklinge, die dahingehend funktioniert, dass sie dem Produkt eine biaxiale Wellenstruktur verleiht. Die Bahn wird gewöhnlich mit einer Kreppschaberklinge, die einen Krepp- oder Taschenwinkel von etwa 50 bis etwa 100° definiert, unter Kreppen vom Heizzylinder abgeschabt, wobei die Klinge (wie oben aufgeführt ist) eine angefaste Kreppschaberklinge wie eine Kreppschaberklinge mit einer angefasten Kreppschabfläche ist. Ein Kreppwinkel von etwa 65 bis 90° kann bei einer angefasten Klinge mit einer Fase von etwa 8 bis etwa 12° oder einer Fase von etwa 14 bis etwa 18° bevorzugt sein. Wenn eine gewellte Kreppschaberklinge verwendet wird, ist diese normalerweise so konfiguriert, dass ein retikuläres, biaxial gewelltes Produkt mit sich in Querrichtung erstreckenden Kreppfalten und sich in Maschinenrichtung erstreckenden Graten gebildet wird. Das Produkt eines wellenartig erfolgenden Bahnkreppvorgangs hat gewöhnlich etwa 10 bis 150 Kreppfalten pro inch (pro 2,54 cm) und etwa 10 bis etwa 50 Grate pro inch (pro 2,54 cm), die sich in Maschinenrichtung erstrecken.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird zweckmäßigerweise mit wässrigen Papierrohstoffen praktiziert, die Altfaserstoff einschließen. Der Altfaserstoff in den wässrigen Papierrohstoffen kann wenigstens etwa 50 Gew.-% der vorhandenen Faser einschließen, oder er kann wenigstens etwa 75 Gew.-% der vorhandenen Faser umfassen. In einigen Ausführungsformen besteht die in den wässrigen Papierrohstoffen vorhandene Cellulosefaser vollständig aus Altfaserstoff.

Das erwärmte gasförmige Medium wird normalerweise durch Verbrennung oder Infrarot- ("IR-")Strahlung oder Kombinationen davon erwärmt.

Die Bahn kann nach dem Kreppen und vor dem mittels Aufluft erfolgenden Trocknen durch ein Vakuum-Formpressen in einem Pressgewebe nassgeformt werden.

In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines absorbierenden flächigen Materials aus Cellulosefaser, verfügbar gemacht, umfassend: (a) das Abscheiden eines wässrigen Cellulose-Faserhalbstoffs auf einem kleine Öffnungen aufweisenden Träger; (b) das verdichtende Entwässern des Faserhalbstoffs unter Bildung einer Cellulosebahn; (c) das Auftragen der entwässerten Bahn auf einen erwärmten Drehzylinder; (d) das Halten der Oberfläche des Drehzylinders auf einer erhöhten Temperatur in Bezug auf ihre Umgebung, sodass ein Feuchtegradient über die Dicke der Bahn gebildet wird; (e) das Trocknen der Bahn auf dem Zylinder zu einer Konsistenz zwischen etwa 40% und etwa 80%; (f) das unter Kreppen erfolgende Abschaben der Bahn vom Zylinder, wobei das unter Kreppen erfolgende Abschaben dazu dient, die Bahn zu delaminieren und gegebenenfalls die Bahn nasszuformen, wobei die Bahn für ein Auflufttrocknen geeignet gemacht wird; und (g) das Trocknen der Bahn mit einem aufgeblasenen, erwärmten, gasförmigen Medium nach dem unter Kreppen erfolgenden Abschaben der Bahn vom erwärmten Zylinder, wodurch das absorbierende flächige Material gebildet wird. Die Oberfläche des erwärmten Zylinders wird gewöhnlich auf einer Temperatur von etwa 65°C (150°F) bis etwa 149°C (300°F) gehalten, wobei die dem erwärmten Zylinder benachbarte Seite der Bahn beim Kreppen zwischen etwa 82°C (180°F) und 110°C (230°F) aufweist. In einigen Ausführungsformen wird dem erwärmten Zylinder Dampf mit einem Druck von etwa 450 kPa (50 psig) bis etwa 1100 kPa (150 psig) zugeführt, während in vielen Ausführungsformen dem erwärmten Zylinder Dampf vorzugsweise mit einem Druck von wenigstens etwa 800 kPa (100 psig) zugeführt wird.

Der Schritt des Trocknens der Bahn mittels des aufgeblasenen, trocknenden Mediums kann das nach dem Kreppen erfolgende Durchleiten der Bahn durch wenigstens eine Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung umfassen, wobei jede der wenigstens einen Trockengruppen mit einer Einzelsiebabstützung erste und zweite Reihen bahnabstützender Elemente und ein einzelnes Trockensieb einschließt, von dem die Bahn abwechselnd zwischen einem der Elemente in der ersten Reihe und einem der Elemente in der zweiten Reihe abgestützt wird; die Positionierung einer Aufblas-Trockenvorrichtung in einer gegenüberliegenden Beziehung zu wenigstens einem der Elemente in der wenigstens einen Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung und das Leiten von Heißluft aus der Aufblas-Trockenvorrichtung auf die Bahn, während diese über das wenigstens eine Element läuft. Typischerweise stellen die Elemente in der ersten Reihe in einer ersten der wenigstens einen Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung in Laufrichtung der Bahn reversierende Zylinder dar, und die Elemente in der zweiten Reihe in der ersten Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung stellen Trockenzylinder dar. Das Verfahren kann weiterhin Folgendes einschließen: die Anordnung der zweiten Reihe von Trockenzylinder unterhalb der ersten Reihe der Reversierzylinder so, dass die erste Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung eine invertierte Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung darstellt, wobei die Aufblas-Trockenvorrichtung in einer gegenüberliegenden Beziehung zu wenigstens einem der Reversierzylinder in der ersten Reihe der invertierten Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung angeordnet ist; ein nach dem Kreppen erfolgendes Leiten der Bahn zunächst über einen ersten der Trockenzylinder in der zweiten Reihe der invertierten Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung und das Leiten der Bahn von der invertierten Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung in eine Trockengruppe mit Doppelsiebabstützung einschließlich einer ersten und einer zweiten Reihe von Trockenzylindern, einem ersten Trockensieb zum Transportieren der Bahn über die erste Reihe der Trockenzylinder und einen zweiten Trockensieb zum Transportieren der Bahn über die zweite Reihe der Trockenzylinder. In einigen Ausführungsformen wird die Aufluft auf eine Temperatur von etwa 65°C (150°F) bis etwa 149°C (300°F) erwärmt.

In noch weiteren Aspekten der Erfindung werden Produkte aus absorbierenden flächigen Materialien verfügbar gemacht, die mittels der Verfahren der Erfindung hergestellt sind.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird unten ausführlich im Zusammenhang mit zahlreichen Ausführungsformen und Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen:

veranschaulicht 1 eine Kreppvorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;

ist 2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen den Kreppvariablen und dem Hohlraumvolumen der resultierenden Bahn;

ist 3 eine graphische Darstellung des Einflusses, den Kreppvariablen auf die Bahndurchlässigkeit der resultierenden Bahn haben können;

veranschaulichen die 4A, 4B und 4C perspektivische Ansichten einer gewellten Kreppschaberklinge der patentierten, zur Herstellung des absorbierenden Produkts der vorliegenden Erfindung verwendeten, gewellten Klinge;

veranschaulicht 5 schematisch den Kontaktbereich, der zwischen einer patentierten gewellten Klinge zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung und dem Yankee definiert ist;

veranschaulichen die 6A–G verschiedene Schnittansichten einer gewellten Kreppschaberklinge zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung;

veranschaulicht 7A eine gewellte Kreppschaberklinge, wobei die Yankee-Seite der patentierten gewellten Klinge mit einem Winkel angefast ist, der gleich demjenigen der Kreppschaberklinge oder dem Winkel des Halters ist;

veranschaulicht 7B eine bündig abgerichtete, gewellte Kreppschaberklinge zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung und am Yankee;

veranschaulicht 7C eine umgekehrt verjüngte, gewellte Kreppschaberklinge;

veranschaulicht 8 die Geometrie des Kreppverfahrens und veranschaulicht die hier zur Definition von Winkeln verwendete Nomenklatur;

veranschaulichen die 9A und 9B den Gegensatz zwischen den Geometrien der patentierten Klinge und der in Fuerst, U.S.-Patent Nr. 3 507 745 offenbarten Klinge, und

ist 10 eine schematische Veranschaulichung einer beispielhaften Ausführungsform eines Nachkrepp-Trockenabschnitts der Erfindung mit einer Trockengruppe, bei der eine Einzelsiebabstützung zu Beginn des Nachtrockners eingesetzt wird, wobei reversierende Rollen/Zylinder mit einer Aufblas-Trockenvorrichtung vorhanden sind und eine Trockengruppe mit einer Doppelsiebabstützung nach der Gruppe mit der Einzelsiebabstützung angeordnet ist;

sind die 11A und 11B schematische Veranschaulichungen einer beispielhaften Ausführungsform der Düsen-Stirnfläche einer Aufblas-Trockenvorrichtung zur erfindungsgemäßen Verwendung;

ist 12 eine schematische Veranschaulichung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Infratrockner zu Beginn des Nachtrockners in Verbindung mit dem ersten Zylinder angeordnet ist, dessen Wärme zusammen mit dem Aufblastrocknen verwendet wird, und wobei eine reversierende Blasvorrichtung zwischen dem Infra- und dem Aufblastrockner angeordnet ist; und

ist 13 eine schematische Veranschaulichung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, bei der die Bahn nach der Beschichtung mittels eines Infratrockners oder eines Gastrockners, dessen Wärme zum Aufblastrocknen verwendet wird, getrocknet wird und bei der eine reversierende Blasvorrichtung nach dem Infratrockner angeordnet ist, dem eine Aufblas-Trockengruppe folgt.

14 ist eine Veranschaulichung noch einer weiteren Nasskrepp-Aufluftnachtrocknungs-Vorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, und

15 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Trockenheit des flächigen Materials und einer stabilen Übertragung auf einer offenen Abstützung nach einem unter Kreppen erfolgenden Abschaben von einem Yankee-Trockner.

Ausführliche Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Papierprodukts mit einer verbesserten Verarbeitbarkeit, einem verbesserten Bausch, einer verbesserten Absorptionsfähigkeit und Weichheit. Das Papierprodukt gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei Bedarf auf jeder Papierherstellungsmaschine mit einer herkömmlichen Formungskonfiguration oder einer hier beschriebenen, auf eine Hochgeschwindigkeitsherstellung von nassgekreppten Produkten speziell angepassten Maschine hergestellt werden.

1 veranschaulicht eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein Maschinenbehälter 50, der in Kammern aufgeteilt sein kann, zur Herstellung von Papierrohstoffen verwendet wird, die mit Chemikalien mit verschiedener Funktionalität in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der verschiedenen verwendeten Fasern behandelt sind. Diese Ausführungsform zeigt zwei Stoffauflaufkästen, mittels derer die Herstellung eines Schichtprodukts ermöglicht wird. Das Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit Einfach- oder Mehrfach-Stoffauflaufkästen hergestellt und unabhängig von der Anzahl der Stoffauflaufkästen geschichtet oder ungeschichtet sein. Die behandelten Papierrohstoffe werden durch verschiedene Leitungen 40 und 41 transportiert, von wo aus sie in den Stoffauflaufkasten einer Crescent-Former-Maschine 10 gefördert werden.

1 zeigt das bahnbildende Ende oder nasse Ende mit einem flüssigkeitsdurchlässigen, kleine Öffnungen aufweisenden Träger 11, der jede beliebige Konfiguration haben kann. Der kleine Öffnungen aufweisende Träger 11 kann aus jedem von mehreren bekannten Materialien einschließlich eines Photopolymergewebes, Filzes, Gewebes oder eines mit Synthetikfilament beschichteten Gewebeträgers, wobei ein Faservlies aus sehr feinen synthetischen Fasern am Gewebeträger befestigt ist, konstruiert sein. Der kleine Öffnungen aufweisende Träger 11 wird auf herkömmliche Weise von Walzen einschließlich einer Brustwalze 15 und einer Gautsch- oder Presswalze 16 gehalten.

Das entstehende Tissue 12 wird auf den Rollen 18 und 19 abgestützt, die in Bezug auf die Brustwalze 15 dahingehend angeordnet sind, dass das Presssieb 12 so gepresst wird, dass es sich dem kleine Öffnungen aufweisenden Träger 11 nähert. Der kleine Öffnungen aufweisende Träger 11 und das Sieb 12 bewegen sich in dieselbe Richtung und mit derselben Geschwindigkeit, die mit der Drehrichtung der Brustwalze 15 übereinstimmt. Das Presssieb 12 und der kleine Öffnungen aufweisende Träger 11 laufen an der Oberseite der Formierwalze 15 zusammen, wodurch ein keilförmiger Raum oder Spalt gebildet wird, in dem ein oder mehrere Wasserstrahlen oder aufgeschäumte, flüssige Faserdispersion zwischen das Presssieb 12 und den kleine Öffnungen aufweisenden Träger 11 gepresst werden, wodurch die Flüssigkeit durch das Sieb 12 in einen Stofffänger 22 geleitet wird, wo sie zur Wiederverwendung im Verfahren gesammelt wird.

Die bei diesem Verfahren gebildete entstehende Bahn W wird vom kleine Öffnungen aufweisenden Träger 11 zur Presswalze 16 transportiert, wo die nächste entstehende Bahn W auf die Trommel 26 eines Yankee-Trockners überführt wird. Flüssigkeit wird von der Bahn W mittels der Presswalze 16 abgepresst, während die Bahn auf die Trommel 26 eines Trockners überführt wird, wo sie teilweise getrocknet und mittels einer Kreppschaberklinge 27 unter Kreppen abgeschabt wird. Die Bahn wird dann zu einem zusätzlichen Trockenabschnitt 30 übertragen, um das Trocknen der Bahn abzuschließen, bevor sie auf einer Aufnahmerolle 28 aufgenommen wird. Der Trockenabschnitt 30 ist hiernach im Zusammenhang mit den 10, 11, 12, 13, 14 und 15 veranschaulicht und beschrieben.

Zum Auffangen von Wasser, das von der Presswalze 16 und einer Uhle-Vorrichtung 29 aus den Papierrohstoffen ausgepresst wird, ist eine Grube 44 vorhanden. Das in der Grube 44 aufgefangene Wasser kann zur getrennten Verarbeitung zur Entfernung von Tensid und Fasern vom Wasser und zur Ermöglichung einer Rückführung des Wassers zurück in die Papierherstellungsmaschine 10 in einer Ablaufleitung 45 aufgefangen werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine absorbierende flächige Papierbahn hergestellt werden, indem Fasern in einer wässrigen Aufschlämmung dispergiert werden und die wässrige Aufschlämmung auf dem Bahnbildungssieb einer Papierherstellungsmaschine abgeschieden wird. Jedes im Fachgebiet anerkannte Formschema kann verwendet werden. Zum Beispiel umfasst eine umfassende, aber nicht erschöpfende Liste einen verstellbaren Former, einen Doppelsiebformer mit C-förmiger Umschlingung, einen Doppelsiebformer mit S-förmiger Umschlingung, einen Brustwalzen-Saugformer, einen Fourdrinier-Former oder jede im Fachgebiet anerkannte Formkonfiguration. Die spezielle Formvorrichtung ist für den Erfolg der Erfindung nicht kritisch. Beim Bahnbildungsieb kann es sich um jedes im Fachgebiet anerkannte, kleine Öffnungen aufweisende Element einschließlich einschichtiger Gewebe, doppelschichtiger Gewebe, dreischichtiger Gewebe, Photopolymer-Gewebe und dergleichen handeln. Ein nicht erschöpfender Hintergrund des Standes der Technik von Bahnbildungsgeweben umfasst die U.S.-Patente Nr. 4 157 276, 4 605 585, 4 161 195, 3 545 705, 3 549 742, 3 858 623, 4 041 989, 4 071 050, 4 112 982, 4 149 571, 4 182 381, 4 184 519, 4 314 589, 4 359 069, 4 376 455, 4 379 735, 4 453 573, 4 564 052, 4 592 395, 4 611 639, 4 640 741, 4 709 732, 4 759 391, 4 759 976, 4 942 077, 4 967 085, 4 998 568, 5 016 678, 5 054 525, 5 066 532, 5 098 519, 5 103 874, 5 114 777, 5 167 261, 5 199 261, 5 199 467, 5 211 815, 5 219 004, 5 245 025, 5 277 761, 5 328 565, und 5 379 808. Das spezielle Bahnbildungsgewebe ist für den Erfolg der vorliegenden Erfindung nicht kritisch. Ein Bahnbildungsgewebe, von dem gefunden wurde, dass es mit der vorliegenden Erfindung besonders brauchbar ist, ist das Appleton Mills Forming Fabric 2184, hergestellt von der Appleton Mills Forming Fabric Corporation, Florence, MS.

Fasern zur Papierherstellung, die zur Bildung der absorbierenden Produkte der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen Cellulosefasern, die üblicherweise als Holzschlifffasern bezeichnet werden und beim Aufschlussverfahren aus Weichholz (Nacktsamer oder Koniferen) und Harthölzern (Bedecktsamern oder Laubbäumen) freigesetzt werden. Zur Bildung der Bahn der vorliegenden Erfindung können Cellulosefasern aus diversen Materialquellen verwendet werden. Diese Fasern umfassen Nicht-Holz-Fasern, die aus Zuckerrohr, Bagasse, Sabai-Gras, Reisstroh, Bananenblättern, Papiermaulbeerbaum (d.h. Bastfaser), Abakablättern, Ananasblättern, Espartograsblättern und Fasern der Gattung Hesperaloe der Familie Agavaceae freigesetzt sind. Auch Altfaserstoffe, die die obigen Faserquellen in verschiedenen Prozentwerten enthalten können, können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Geeignete Fasern sind in den U.S.-Patenten Nr. 5 320 710 und 3 620 911 offenbart.

Fasern zur Papierherstellung können durch ein beliebiges dem Fachmann vertrautes chemisches Aufschlussverfahren einschließlich des Sulfat-, Sulfit-, Polysulfid-, Soda-Aufschlussverfahrens etc. von ihrem Ursprungsmaterial befreit werden. Der Zellstoff kann bei Bedarf einschließlich der Verwendung von Chlor, Chlordioxid, Sauerstoff etc. chemisch gebleicht werden. Weiterhin können Fasern zur Papierherstellung durch jedes beliebige, dem Fachmann vertraute mechanisch/chemische Aufschlussverfahren einschließlich des mechanischen Aufschlusses, des thermomechanischen Aufschlusses und des chemothermomechanischen Aufschlusses von ihrem Ursprungsmaterial befreit werden. Diese mechanischen Zellstoffe können bei Bedarf mittels einer Anzahl von Bleichschemata einschließlich eines alkalischen Peroxids und eines Ozonbleichens gebleicht werden.

Fasern zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung können auch durch das Rückführen von Vor- und Nach-Konsum-Papierprodukten bereitgestellt werden. Eine Faser kann beispielsweise aus der Rückführung von Randstreifen und Abfall von Druckereien einschließlich Buch- und kaolingestrichenem Papier, Nachkonsumpapier einschließlich rückgeführtem Büro- und Holpapier einschließlich alter Zeitungen erhalten werden.

Das diverse gesammelte Papier kann unter Verwendung von Mitteln, die üblicherweise in der Altpapierindustrie eingesetzt werden, rückgeführt werden. Die Papiere können vor dem Aufschluss in herkömmlichen Pulpern für eine niedrige, mittlere und hohe Konsistenz sortiert und eingestuft werden. In den Pulpern werden die Papiere mit Wasser vermischt und gerührt, um die Fasern aus dem Blatt zu brechen. Bei diesem Verfahren können in der Industrie übliche Chemikalien zugegeben werden, um die Dispersion der Fasern in der Aufschlämmung zu verbessern und eine Verminderung möglicherweise vorhandener Verunreinigungen zu verbessern. Nach dem Pulpen wird die Aufschlämmung gewöhnlich durch Siebe und Reiniger mit verschiedenen Größen und von verschiedenen Typen geleitet, um die größeren festen Verunreinigungen zu entfernen, während die Fasern gehalten werden. Bei diesem Vorgang werden Verunreinigungen des Abfalls wie Büroklammern und Kunststoffrückstände entfernt.

Der Zellstoff wird dann gewöhnlich gewaschen, um kleinere Verunreinigungen, die hauptsächlich aus Druckfarben, Farbstoffen, Feinanteil und Asche bestehen, zu entfernen. Dieser Vorgang wird gewöhnlich als Deinking bezeichnet. Das Deinking bezieht sich im modernen Sinne auf ein Verfahren zur Herstellung eines brauchbaren Zellstoffs aus Altpapier, bei dem eine immer stärker werdende Vielzahl von zu beanstandenden Nichtcellulose-Materialien entfernt wird.

Ein Beispiel für ein Deinking-Verfahren, durch das Altfaserstoff zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung erhalten werden kann, wird als Flotation bezeichnet. Bei diesem Verfahren werden kleine Luftblasen in eine Säule der Papierrohstoffe eingeführt. Beim Aufsteigen der Blasen neigen diese dazu, kleine Teilchen aus Farbstoff und Asche anzuziehen. Sobald sie sich an der Oberfläche des Einsatzmaterials befinden, werden sie abgestrichen. An diesem Punkt kann der Zellstoff relativ sauber sein, weist aber oft eine geringe Helligkeit auf. Aus diesem Einsatzmaterial hergestelltes Papier kann ein schmutziges, graues Aussehen haben und ist für nahezu hochwertige Produktformen nicht geeignet.

Zur Erhöhung der Helligkeit werden die Papierrohstoffe oft gebleicht. Das Bleichen kann durch eine Anzahl von Mitteln bewerkstelligt werden, die, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Bleichen mit Chlor, Hypochlorit, Chlordioxid, Sauerstoff, Peroxid, Hydrosulfit oder jedem anderen der üblicherweise verwendeten Bleichmittel einschließen. Die Bleichmitteltypen und -mengen hängen hauptsächlich von der Beschaffenheit des verarbeiteten Altpapiers und vom Grad der gewünschten Helligkeit ab. Allgemein gesagt können ungebleichte Altpapiere auf der G.E.-Helligkeitsskala in Abhängigkeit von der Qualität des rückgeführten Papiers Helligkeitsgrade zwischen 60 und 80 aufweisen. Gebleichte Altpapiere können im Bereich derselben Grade und bis zu etwa 90 liegen, wobei dieser Helligkeitsgrad aber hochgradig von der Beschaffenheit der verwendeten Altpapiere abhängt.

Weil die Kosten des an das Zellstoff verarbeitende Werk gelieferten Altpapiers in Relation zur Sauberkeit und Qualität der Fasern im Papier stehen, ist es vorteilhaft, dazu in der Lage zu sein, relativ preiswerte Altpapiere zu relativ hochwertigem Zellstoff verbessern zu können. Das dazu erforderliche Verfahren kann jedoch nicht nur hinsichtlich der Kosten für Maschinen und Chemikalien teuer sein, sondern auch zu Ausbeuteverlusten führen. Die Ausbeute ist als der auf das Gewicht bezogene Prozentwert des erworbenen Altpapiers definiert, das schließlich als erzeugter Zellstoff endet. Weil preiswertere Altpapiere gewöhnlich mehr Verunreinigungen enthalten, insbesondere relativ schwere Tone und Füllstoffe, die gewöhnlich mit gestrichenem und Schreibpapier in Zusammenhang stehen, kann die Entfernung dieser Verunreinigungen eine drastische Auswirkung auf die Gesamtausbeute des erhältlichen Zellstoffs haben. Niedrige Ausbeuten führen auch zu erhöhten Mengen an Material, das in Deponien oder mittels anderer Mittel entsorgt werden muss.

Darüber hinaus gehen bei einer Verminderung der Aschekonzentrationen Feinanteile und kleine Fasern verloren, weil gegenwärtig kein aschenspezifisches Entfernungsverfahren existiert, das nur Asche entfernt, ohne kleine Fasern und Feinanteile mitzureißen. Wenn beispielsweise ein Zellstoff mit einer Ausbeute von 70% statt einer "saubereren" Ausbeute von 50% verwendet werden kann, ist die Ersparnis hinsichtlich der Kosten für den Zellstoff aufgrund eines höheren Faseranteils und einer geringeren Entfernung von Abfall signifikant.

Gewöhnlich werden qualitativ hochwertige Produkte nicht unter Verwendung einer größeren Menge an sekundärem Altfaserstoff, geschweige denn vorwiegend oder vollständig aus sekundärem Altfaserstoff hergestellt. Altfaserstoffe leiden an Problemen einer niedrigen Helligkeit, was die Zugabe frischer Fasern bedingt, und eine langsame Entwässerung von Papierrohstoffen bewirkt ein schlechtes Ablaufen auf dem Bahnbildungssieb und bedingt langsamere Maschinengeschwindigkeiten. Flächige Grundmaterialien, die mittels herkömmlicher Mittel mit einem hohen Prozentwert von 100% Altfaserstoff hergestellt werden, sind sehr dicht. Daher nimmt ihre Festigkeit beim Kreppen nicht so stark ab. Dies führt zu einem rauen Krepppapier mit hoher Festigkeit. Bei herkömmlichen Verfahren galt es als vereinbart, dass es zur Einarbeitung rückgeführter Fasern erforderlich ist, die Fasern vorzubearbeiten, um sie im Wesentlichen aschefrei zu machen. Dadurch werden die Kosten unvermeidlich erhöht. Es wird angenommen, dass oft unüberwindliche Probleme beim Ablassen oder der Bildung verursacht werden, wenn eine Entfernung der Asche versäumt wird. Wenn ausreichend Wasser zum Einsatzmaterial gegeben wird, um eine gute Bildung zu erreichen, werden die Bahnbildungssiebe oft geflutet. Wenn das Wasser zur Verhinderung dieses Flutungsproblems vermindert wird, entstehen oft schwerwiegende Probleme hinsichtlich der Bildung einer im Wesentlichen homogenen Bahn.

Gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzte Papierrohstoffe können signifikante Mengen an Sekundärfasern enthalten, die signifikanten Mengen an Asche und Feinanteilen enthalten. In der Industrie ist es üblich, im Zusammenhang mit frischen Fasern den Begriff "Asche" zu verwenden. Dies ist als Aschemenge definiert, die erzeugt würde, wenn die Fasern verbrannt würden. Normalerweise wird in frischen Fasern nicht mehr als etwa 0,1% bis etwa 0,2% Asche gefunden. Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Begriff "Asche" umfasst diese "Asche" im Zusammenhang mit frischen Fasern sowie Verunreinigungen, die aus der vorherigen Verwendung der Faser resultieren. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendete Papierrohstoffe können einen Überschuss an Aschemengen von mehr als etwa 1% oder mehr einschließen. Die Ursache für Asche liegt darin, dass bei der Bildung eines gefüllten oder gestrichenen Papierprodukts Füllmittel oder Beschichtungen erforderlich sind. Bei Asche handelt es sich normalerweise um eine Mischung, die Titandioxid, Kaolinton, Calciumcarbonat und/oder Siliciumdioxid enthält. Diese überschüssige Asche oder dieser überschüssige, aus Teilchen bestehender Stoff stört herkömmlicherweise Verfahren, bei denen Altfaserstoffe eingesetzt werden, wodurch die Verwendung von Altfaserstoff unattraktiv gemacht wird. Im Allgemeinen ist rückgeführtes, hohe Aschemengen enthaltendes Papier wesentlich preiswerter als rückgeführte Papiere mit einem niedrigen oder insignifikanten Aschegehalt. Somit besteht für ein Verfahren zur Herstellung eines hochwertigen oder fast hochwertigen Produkts aus rückgeführtem, übermäßige Aschemengen enthaltenden Papier ein signifikanter Vorteil.

Papierrohstoffe, die überschüssige Asche enthalten, enthalten normalerweise auch signifikante Mengen an Feinanteilen. Asche und Feinanteile stehen am häufigsten mit sekundärem Altfaserstoff, Altpapier und Papierausschuss von Druckereien und dergleichen im Zusammenhang. Sekundär rückgeführte Fasern mit Überschussmengen an Asche und signifikanten Feinanteilen sind auf dem Markt erhältlich und relativ preiswert, weil allgemein akzeptiert ist, dass nur sehr dünne, raue, billige Handtuch- und Tissueprodukte erzeugt werden können, sofern die Papierrohstoffe nicht so bearbeitet werden, dass die Asche entfernt wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht den Erhalt eines Papierprodukts mit einem hohen Hohlraumvolumen und hochwertigen oder fast hochwertigen Qualitäten aus Sekundärfasern mit signifikanten Mengen an Asche und Feinanteilen ohne eine Notwendigkeit zur Vorbearbeitung der Faser zur Entfernung von Feinanteilen und Asche. Obwohl die vorliegende Erfindung die Verwendung von Fasermischungen einschließlich der Verwendung von frischen Fasern vorsieht, können Fasern in den Produkten gemäß der vorliegenden Erfindung mehr als 0,75% Asche und manchmal mehr als 1% Asche aufweisen. Die Faser kann mehr als 2% Asche und sogar bis zu 30% Asche oder mehr aufweisen.

Der hier verwendete Begriff "Feinanteile" stellt Materialien innerhalb der Papierrohstoffe dar, die durch ein Sieb mit 100 mesh gelangen. Die Begriffe "Asche" und "Aschegehalt" sind oben definiert und können unter Anwendung des TAPPI-Standards, Methode T211 OM93, bestimmt werden.

Die Suspension der Fasern oder der Papierrohstoffe kann chemische Additive zur Änderung der physikalischen Eigenschaften des erzeugten Papiers enthalten. Diese Chemikalien sind vom Fachmann gut verstanden und können in jeder bekannten Kombination verwendet werden.

Der Zellstoff kann mit Mitteln zur Einstellung der Festigkeit, wie Nassfestmitteln, Trockenfestmitteln und Entbindungsmitteln/Erweichungsmitteln vermischt werden. Geeignete Nassfestmittel sind für den Fachmann leicht offensichtlich. Eine umfassende, aber nicht erschöpfende Liste brauchbarer Verfestigungshilfsmittel umfassen Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze, glyoxylierte Polyacrylamid-Harze, Polyamid-Epichlorhydrin-Harze und dergleichen. Warmhärtende Polyacrylamide werden erzeugt, indem Acrylamid mit Diallyldimethylammoniumchlorid (DADMAC) umgesetzt wird, wodurch ein kationisches Polyacrylamid-Copolymer erzeugt wird, das schließlich mit Glyoxal umgesetzt wird, wodurch ein kationisch vernetzendes Harz mit Nassfestigkeit, glyoxyliertes Polyacrylamid, erzeugt wird. Diese Materialien sind in den U.S.-Patenten Nr. 3 556 932, Coscia et al., und 3 556 933, Williams et al., allgemein beschrieben. Harze dieses Typs sind unter der Handelsbezeichnung PAREZ 631NC von Cydec Industries kommerziell erhältlich. Verschiedene Stoffmengenverhältnisse von Acrylamid/DADMAC/Glyoxal können zur Erzeugung von vernetzenden Harzen verwendet werden, die als Nassfestmittel brauchbar sind. Weiterhin kann Glyoxal durch andere Dialdehyde ersetzt werden, um unter Warmhärtung auftretende Nassfestigkeitsmerkmale zu erzeugen. Von besonderem Nutzen sind die Polyamid-Epichlorhydrin-Harze, wobei ein Beispiel dafür unter den Handelsbezeichnungen Kymene 557LXX und Kymene 557H von Hercules Incorporated, Wilmington, Delaware, und CASCAMID® von Borden Chemical Inc. verkauft wird. Diese Harze und das Verfahren zur Herstellung davon sind im U.S.-Patent Nr. 3 700 623 und im U.S.-Patent Nr. 3 772 076 beschrieben. Eine ausführliche Beschreibung von polymeren Epihalohydrin-Harzen ist in Kapitel 2: Alkaline-Curing Polymeric Amine-Epichlorohydrin, Espy, in Wet Strength Resins and Their Application (L. Chan, Hrsg., 1994), aufgeführt, wobei hier auf diese Literaturstelle in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird. Eine vernünftig umfassende Liste von Nassfestharzen ist von Westfeld in Cellulose Chemistry and Technology, Band 13, S. 813, 1979, aufgeführt.

Geeignete Trockenfestmittel sind für einen Fachmann leicht offensichtlich. Eine umfassende, aber nicht erschöpfende Liste mit brauchbaren Trockenfestmitteln umfasst Stärke, Guargummi, Polyacrylamid, Carboxymethylcellulose und dergleichen. Von besonderem Nutzen ist Carboxymethylcellulose, wobei ein Beispiel dafür unter der Handelsbezeichnung Hercules CMC von Hercules Incorporated, Wilmington, Delaware, verkauft wird.

Geeignete Entbindungsmittel sind für den Fachmann leicht offensichtlich. Entbindungsmittel oder Erweichungsmittel können auch in den Zellstoff eingearbeitet oder nach deren Bildung auf die Bahn gesprüht werden. Die vorliegende Erfindung kann auch mit Erweichungsmaterialien aus der Klasse der von teilweise säureneutralisierten Aminen stammenden Amidoaminsalze verwendet werden. Solche Materialien sind im U.S.-Patent Nr. 4 720 383 offenbart. Evans, Chemistry and Industry, 5. Juli 1969, S. 893–903; Egan, J. Am. Oil Chemist's Soc., Band 55 (1978), S. 118–121 und Trivedi et al., J. Am. Oil Chemist's Soc., Juni 1981, S. 754–756, deuten darauf hin, dass Erweichungsmittel kommerziell oft nur als komplexe Mischungen statt als einzelne Verbindungen erhältlich sind. Obwohl die folgende Diskussion sich auf die vorherrschende Spezies konzentriert, gilt als vereinbart, dass in der Praxis gewöhnlich kommerziell verfügbare Mischungen verwendet würden.

Quasoft 202-JR ist ein geeignetes Erweichungsmaterial, das durch das Alkylieren eines Kondensationsprodukts von Oleinsäure und Diethylentriamin erhalten werden kann. Die Synthesebedingungen unter Verwendung eines Unterschusses eines Alkylierungsmittels (z.B. Diethylsulfat) und nur ein Alkylierungsschritt, gefolgt von einer Einstellung des pH-Werts zur Protonierung der nichtethylierten Spezies, führen zu einer Mischung, die aus kationischen ethylierten und kationischen nichtethylierten Spezies besteht. Ein kleinerer Anteil (z.B. etwa 10%) des resultierenden Amidoamins cyclisiert zu Imidazolinverbindungen. Weil nur die Imidazolinanteile dieser Materialien quaternäre Ammoniumverbindungen sind, sind die Zusammensetzungen als Ganzes pH-Wert-empfindlich. Daher sollte in der Praxis der vorliegenden Erfindung mit dieser Chemikalienklasse der pH-Wert im Stoffauflaufkasten etwa 6 bis 8, noch mehr bevorzugt 6 bis 7 und am meisten bevorzugt 6,5 bis 7 betragen.

Quaternäre Ammoniumverbindungen wie quaternäre Dialkyldimethylammoniumsalze sind ebenfalls geeignet, insbesondere, wenn die Alkylgruppen etwa 14 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten. Diese Verbindungen haben den Vorteil, relativ pH-Wert-unempfindlich zu sein.

Biologisch abbaubare Erweichungsmittel können verwendet werden. Repräsentative biologisch abbaubare kationische Erweichungsmittel/Entbindungsmittel sind in den U.S.-Patenten Nr. 5 312 522, 5 415 737, 5 262 007, 5 264 082 und 5 223 096 offenbart. Bei den Verbindungen handelt es sich um biologisch abbaubare Diester von quaternären Ammoniumverbindungen, quaternisierten Aminestern und biologisch abbaubaren Estern auf der Grundlage von pflanzlichen Ölen, die mit quaternärem Ammoniumchlorid und Diesterdierucyldimethylammoniumchlorid funktionieren und repräsentative biologisch abbaubare Erweichungsmittel sind.

Die faserartige Bahn wird dann vorzugsweise auf einem Entwässerungsfilz abgeschieden, und Wasser wird mechanisch (kompaktierend) von der Bahn entfernt. Alle im Fachgebiet anerkannten Gewebe oder alle im Fachgebiet anerkannten Filze könnten innerhalb der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Zum Beispiel würde eine nicht abschließende Liste für Pressgewebe im U.S.-Patent Nr. 3 301 746 beschriebene Gewebe mit Leinenbindung, in den U.S.-Patenten Nr. 3 974 025 und 3 905 863 beschriebene Gewebe mit Halbköperbindung, die in den U.S.-Patenten Nr. 4 239 065 und 4 191 609 offenbarten Gewebe vom bilateral versetzten Weidenkorb-Hohlraum-Typ, die im U.S.-Patent Nr. 5 429 686 beschriebenen Gewebe vom Relief-/Tragschicht-Typ; die in den U.S.-Patenten Nr. 4 529 480, 4 637 859, 4 514 345, 4 528 339, 5 364 504, 5 334 289, 5 275 799 und 5 260 171 beschriebenen Photopolymergewebe und die im U.S.-Patent Nr. 5 456 293 beschriebenen, diagonale Taschen enthaltenden Gewebe einschließen. Jedes im Fachgebiet anerkannte Filz kann mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Zum Beispiel können Filze Doppelschicht-Grundbindungen, Dreifachschicht-Grundbindungen oder laminierte Grundbindungen aufweisen. Gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugte Filze sind diejenigen mit dem laminierten Grundwebmuster. Ein Nasspressfilz, von dem gefunden wurde, dass er mit der vorliegenden Erfindung besonders brauchbar ist, ist das von der Appleton Mills Corporation hergestellte AMFlex 3. Ein nicht erschöpfender Stand der Technik auf dem Gebiet des Pressfilzes umfasst die U.S.-Patente Nr. 5 657 797, 5 368 696, 4 973 512, 5 023 132, 5 225 269, 5 182 164, 5 372 876 und 5 618 612.

Obwohl das Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise durch ein Nasspressen in Zusammenhang mit einem Filz gemäß der obigen Beschreibung hergestellt wird, ist ein thermisches Vortrocknen der Bahn möglich. In dieser Hinsicht werden geeignete Maschinen und Verfahrensbedingungen für ein Vortrocknen und Nassformen der Bahn vor dem Aufbringen der Bahn auf einen Yankee-Trockner in den folgenden Patenten gefunden: U.S.-Patent Nr. 3 994 771, Morgan, Jr. et al.; U.S.-Patent Nr. 4 102 737, Morton; U.S.-Patent Nr. 4 529 480, Trokhan, und U.S.-Patent Nr. 5 510 002, Hermans et al.

Jedes im Fachgebiet anerkannte Mittel zur Bildung einer entstehenden Bahn, die einen Feststoffgehalt von 30 bis 90% beim Kreppen von einem Trockner hat, ist zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung vollständig geeignet. Dies kann die Übertragung der entstehenden Bahn vom Bahnbildungsgewebe auf ein Pressgewebe vor dem Aufbringen der entstehenden Bahn auf den Trockner, von dem sie unter Kreppen abgeschabt wird, einschließen. Wie aufgeführt wurde, ist das bevorzugte Trockenverfahren ein herkömmliches Nasspressen, d.h. auf einem Pressfilz, gefolgt von einem Kleben an einem Yankee-Trockner.

Die Bahn wird mittels einer Spaltübertragung durch Pressen an den Yankee-Trockner geklebt. Die Übertragung kann durch jedes im Fachgebiet anerkannte Verfahren einschließlich Presswalzen und Pressriemen, ohne darauf beschränkt zu sein, bewerkstelligt werden. Die zur Übertragung der Bahn auf den Yankee verwendete Maschinenkonfiguration kann jedes beliebige Verfahren sein, das das Kleben der Bahn an den Trockner und die Erzeugung eines Profils, das beim Kreppen eine Delaminierung bewirkt, ermöglicht. Obwohl in der Beschreibung gewöhnlich auf den Trockner, von dem die Bahn unter Kreppen abgeschabt wird, als Yankee-Trockner Bezug genommen wird, gilt als vereinbart, dass jeder Trockner, von dem die Bahn unter Kreppen abgeschabt werden kann, verwendet werden kann. Ein Beispiel für eine alternative Konfiguration umfasst die Verwendung einer Impulstrocknungspresse mit breitem Schuh gegen eine erwärmte Stützwalze.

Jeder im Fachgebiet bekannte Klebstoff kann auf dem Yankee-Trockner verwendet werden. Bevorzugte Klebstoffe umfassen Polyvinylalkohol mit geeigneten Weichmachern, glyoxyliertes Polyacrylamid mit oder ohne Polyvinylalkohol und Polyamid-Epichlorhydrin-Harze wie Quacoat A-252 (QA252), Betzcreplus 97 (Betz + 97) und Calgon 675B. Geeignete Klebstoffe sind in der Patentliteratur weithin beschrieben. Eine umfassende, aber nicht erschöpfende Liste umfasst die U.S.-Patente Nr. 5 246 544, 4 304 625, 4 064 213, 3 926 716, 4 501 640, 4 528 316, 4 788 243, 4 883 564, 4 684 439, 5 326 434, 4 886 579, 5 374 334, 4 440 898, 5 382 323, 4 094 718, 5 025 046 und 5 281 307. Gemäß der vorliegenden Erfindung können typische Trennmittel verwendet werden.

Der Klebstoff wird vorzugsweise in einer Menge von mehr als etwa 0,05 kg/t (0,1 lbs/ton), noch mehr bevorzugt von mehr als etwa 0,125 kg/t (0,25 lbs/ton) und am meisten bevorzugt zwischen etwa 0,25 kg/t (0,5 lbs/ton) und etwa 0,5 kg/t (1,0 lb/ton) zugegeben.

Die an den Trockner geklebte entstehende Bahn hat vorzugsweise einen Feststoffgehalt von etwa 30 bis etwa 90, noch mehr bevorzugt von etwa 45 bis etwa 75 und noch mehr bevorzugt von etwa 55 bis etwa 65.

Die Temperatur des Trockners, von dem die Bahn unter Kreppen abgeschabt wird, kann dahingehend geregelt werden, dass innerhalb der Bahn ein Feuchteprofil erhalten wird, das eine Delaminierung der Bahn während des unter Kreppen erfolgenden Abschabens bewirkt.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Temperatur des Yankee-Trockners und der Yankee-Haube so geregelt, dass in der Bahn ein Feuchteprofil erhalten wird, das eine Delaminierung der Fasern während des unter Kreppen erfolgenden Abschabens bewirkt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird diese Delaminierung durch die Verwendung einer erhöhten Wärme am Yankee-Trockner und einer verminderten Wärme an der Yankee-Haube erreicht. Üblicherweise wird mehr Wärme von der Yankee-Haube als vom Yankee-Trockner einwirken gelassen. Ein herkömmlicher Betrieb bewirkt ein Trocknen der Bahn auf beiden Seiten, was zu einem annehmbaren Trockenkreppen führt. Wenn die dem Yankee zugeführte Wärme erhöht und die Wärme von der Haube vermindert wird, ist die Hauptwärmequelle, die sich in Kontakt mit der Bahn befindet, der Yankee-Trockner. Dadurch wird bewirkt, dass die Yankee-Seite der Bahn eine höhere Temperatur als die Luftseite der Bahn hat. Dadurch wird auch bewirkt, dass die Yankee-Seite der Bahn trockener als die Luftseite der Bahn ist. Die Delaminierung der Bahn erfolgt durch die Steuerung dieses Feuchteprofils.

Der Yankee-Trockner wird vorzugsweise auf einen Druck von etwa 450 kPa (50 psi) bis etwa 1100 kPa (150 psi) Dampfdruck, noch mehr bevorzugt auf einen Druck von etwa 720 kPa (90 psi) bis etwa 1150 kPa (150 psi) und noch mehr bevorzugt auf einen Druck von etwa 860 kPa (110 psi) bis etwa 1150 kPa (150 psi) eingestellt. Während des Nasskreppens hat die Yankee-Trockner-Seite der Bahn unmittelbar nach dem Kreppen vorzugsweise eine Temperatur von etwa 82°C (180°F) bis etwa 110°C (230°F), noch mehr bevorzugt eine Temperatur von etwa 90°C (195°F) bis etwa 107°C (225°F) und am meisten bevorzugt eine Temperatur von etwa 96°C (205°F) bis etwa 104°C (220°F) (gemessen mittels IR unter Verwendung einer Einstellung des Emissionskoeffizientens von etwa 0,85 bis 0,9).

Die dem Yankee-Trockner abgewandte Seite der Bahn weist, wenn unter ähnlichen Bedingungen gemessen wird, eine Temperatur von etwa 98°C (210°F) oder weniger, noch mehr bevorzugt von etwa 93°C (200°F) oder weniger, immer noch mehr bevorzugt von weniger als etwa 88°C (190°F) auf. Die Delaminierung wird am besten beeinflusst, wenn das Temperaturgefälle der Bahn unmittelbar nach dem unter Kreppen erfolgenden Abschaben wenigstens etwa 3°C (5°F), noch mehr bevorzugt wenigstens etwa 6°C (10°F), noch mehr bevorzugt wenigstens etwa 11°C (20°F) beträgt. Diese Differenz wird am besten geregelt, indem die Temperatur auf der Außenseite des flächigen Materials (während es sich auf der Rolle befindet, aber vor dem Kreppen) auf etwa 104°C (220°F) oder weniger gehalten wird. Durch das auf diese Weise erfolgende Halten der Temperaturen kann man sicher sein, dass die Feuchtedifferenz im flächigen Material ausreichend ist, um die Delaminierungswirkung zu erzeugen. Es wird angenommen, dass dies darauf beruht, dass die Rollenseite der Bahn vor dem Kreppen gerade trocken genug ist. Die Trockenheit einer einzigen Seite kann durch die Temperatur bestimmt werden, die die in Kontakt mit dem Yankee-Trockner befindliche Seite der Bahn aufweist. Aufgrund der sehr hohen Wärme, die bei der Verwendung eines Impulstrockners möglich ist, kann das Ausmaß, in dem die Bahn die Heizwalze umschlingen muss, minimiert werden, um diese Temperaturdifferenz besser regeln zu können. Um beim Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung einen Impulstrockner verwenden zu können, ist es bevorzugt, dass der Schuh so konstruiert ist, dass er eine ausreichende Haftung zwischen der Bahn und dem Trockner erzeugt, was bei dem unter Kreppen erfolgenden Abschaben zu einer Delaminierung führt.

Die Delaminierung wird gewöhnlich durch eine innere Einebnung der Fasern angezeigt. Die Delaminierung kann mittels eines Gefriertests bestimmt werden. Der Gefriertest erfolgt gemäß dem Verfahren TAPPI UM-576 mit dem Titel "Beloit Sheet Splitter".

Die die Delaminierung beeinflussenden Variablen umfassen die Temperatur der Yankee-Haube, die Temperatur des Yankee-Trockners, die Zusammensetzung des Kreppklebstoffs, den Klingenwinkel, den Feuchtegehalt der Bahn zum Zeitpunkt des Kreppens, die verwendeten Chemikalien, die Schichtbildung, die Faserzusammensetzung, das Grundgewicht, die Rate der Wärmeübertragung und die Trockenzeit.

Ohne zu wünschen, an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass die Yankee-Seite der Bahn ausreichend trocken ist, um während des Kreppvorgangs auf dieselbe Weise wie eine vollständig trockene Bahn zu wirken. Weil die andere Seite der Bahn signifikant nasser ist, existiert beim Kreppen der Bahn eine Scherebene innerhalb der Bahn, was zu einem Delaminieren des nasseren Teils der Bahn vom trockeneren Teil der Bahn führt.

Das Kreppen wird gewöhnlich durch ein Abschaben der mit einem Klebstoff/Trennmittel an einem Yankee-Trockner befestigten Bahn mittels einer Kreppschaberklinge bewirkt. Jede gegenwärtig im Fachgebiet anerkannte oder später entwickelte Kreppschaberklinge kann beim Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Kreppschaberklinge die patentierte Taurus®-Klinge, eine gewellte Kreppschaberklinge, sein, die im U.S.-Patent Nr. 5 690 788 offenbart ist. Diese Taurus-Klinge weist differenzierte Krepp- und Rechwinkel zum flächigen Material und eine Mehrzahl von beabstandeten, feingezackten Kreppabschnitten entweder mit einer gleichmäßigen Tiefe oder ungleichmäßigen Anordnungen von Tiefen auf. Die Tiefe der Wellen beträgt normalerweise mehr als etwa 200 &mgr;m (0,008 inch) und wird hier weiter diskutiert.

Das Kreppen durch das Brechen einer signifikanten Anzahl von Faser-Faser-Bindungen trägt zur wahrgenommenen Weichheit des resultierenden Tissue- oder Handtuchprodukts bei und erhöht diese.

Der Kreppwinkel beträgt vorzugsweise zwischen etwa 60 und 95°, noch mehr bevorzugt zwischen etwa 65 und etwa 90° und am meisten bevorzugt zwischen etwa 70 und etwa 85°. Eine Verminderung der Klingenanfasung um etwa 15° (Kreppwinkel 72°) ergibt ein stärkeres Aufbrechen und Delaminieren der Bahn, was sich in einer Erhöhung des Hohlraumvolumens und einer klareren Trennung der beiden delaminierten Schichten widerspiegelt. Sofern er nicht richtig gehandhabt wurde, bewirkte eine 0°-Klinge tatsächliche Risse der auf der Oberseite befindlichen Schicht des flächigen Materials. Es muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass der Winkel zur Abnahme des flächigen Materials von der Krepptasche so eingestellt wird, dass die Linie des Abzugs des flächigen Materials sich auf oder oberhalb der Linie der Oberfläche der Kreppschaberklinge befindet. Auf diese Weise kann das flächige Material aus der Krepptasche gezogen werden, bevor die fast (oder vollständig) delaminierten flächigen Materialien so weit beschädigt werden, dass sie nicht für Tissue- oder Handtuchprodukte verwendet werden können.

Ohne dass gewünscht wird, an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung weitestgehend wie das Trockenkreppverfahren funktioniert. Somit wird angenommen, dass das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung nur zu modifiziert werden braucht, um die Maschinengängigkeit auf eine Weise zu verbessern, die mit standardmäßigen Trockenkrepp-Protokollen konsistent ist.

Diese Trockenkrepp-Protokolle umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Kreppwinkel, Klebstoff-Zugabegeschwindigkeiten, Trennmittel-Zugabegeschwindigkeiten, die Temperatur des flächigen Materials (auf der Seite des Yankee-Trockners), Klingenwechsel, das Einlegen des flächigen Materials und das Kreppverhältnis (Geschwindigkeit des Abzugs in Bezug auf den Kreppzylinder). Kurzgefasst wird angenommen, dass das Kreppverfahren sich ziemlich ähnlich wie ein Trockenkreppverfahren verhält und Bediener ihr vorhandenes Verständnis dieser Kreppvariablen zur Einstellung und Regelung dieses Verfahrens nutzen können. Die zusätzlichen Informationen, die der Betreiber kennen muss, sind die Regelung der Temperaturdifferenz über das flächige Material an der Kreppschaberklinge. Diese Temperaturen sind ein Anzeichen für einen Feuchteunterschied entlang des flächigen Materials und daher für die Neigung des flächigen Materials, beim Kreppen zu delaminieren. Es könnte besonders wünschenswert sein, den Krepptaschenwinkel während des Betriebs ändern zu können, um ein direktes Mittel zur Regelung der Stromabwärts-Durchlässigkeit des flächigen Materials zu haben. Auf diese Weise könnte das anschließende Trocknen des flächigen Materials für maximale Produktionsgeschwindigkeiten optimiert werden. Zum Beispiel vermindert eine verminderte Luftdurchlässigkeit die TAD-Trocknungsgeschwindigkeiten signifikant. Der Betreiber könnte dann die Krepptasche schließen (den Kreppwinkel vermindern), um diese verlorene Durchlässigkeit wiederzugewinnen. Auf diese Weise wäre er dazu in der Lage, sowohl die Produktivität als auch die Qualität des flächigen Materials über die Standzeit der Kreppschaberklinge beizubehalten, oder er könnte Änderungen der Sorte vornehmen, ohne die Herstellung des flächigen Materials in diesem kritischen Kreppschritt unterbrechen zu müssen.

Das Trocknen der Bahn nach dem Kreppen wird unter Verwendung einer beliebigen herkömmlichen Trocknungsform einschließlich beispielsweise des Durchlufttrocknens (TAD), des Zylindertrocknens oder des Impulstrocknens abgeschlossen. Die Übertragung der nassen Bahn auf den Nachtrockner kann unter Verwendung eines beliebigen, gegenwärtig im Fachgebiet anerkannten oder später entwickelten Verfahrens zur Handhabung einer nassen Bahn bewerkstelligt werden.

2 zeigt die Reaktion des mittels des Porofil-Hohlraumvolumentests gemessenen inneren Hohlraumvolumens der Bahn auf den Winkel der Kreppschaberklinge oder die Krepptasche. Obwohl bei einem im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung brauchbaren Delaminierungsverfahren Abnahmen der Zugfestigkeiten beobachtet werden können, ermöglicht das hohe Hohlraumvolumen des Produkts gemäß der vorliegenden Erfindung einen leichten Ausgleich davon durch die Verwendung einer Verdichtung des Musters, was bei herkömmlichen TAD-Verfahren gut verstanden ist. 3 zeigt eine ähnliche Reaktion der Luftdurchlässigkeit der Bahn. Wie aus 3 hervorgeht, ist die Luftdurchlässigkeit der Bahn gemäß der vorliegenden Erfindung signifikant höher als diejenige, die ein Durchschnittsfachmann für ein ähnliches, trocken gekrepptes Produkt erwarten würde, das heutzutage üblicherweise zur Vorhersage der Durchluft-Trockenbarkeit der Bahn verwendet wird.

Die Bahn kann zur Herstellung eines ein- oder mehrlagigen Produkts verwendet werden, das aus dem hohen inneren Volumen oder der Unterbrechung der Porenstruktur im Inneren des flächigen Materials Vorteile zieht, einschließlich beispielsweise Bad-Tissue, Gesichtstissue, Servietten, Papierhandtücher.

Die folgenden Beispiele sind für die hier ausgeführte Erfindung veranschaulichend, dürfen aber nicht dahingehend aufgefasst werden, dass sie diese einschränken.

Beispiele (Delaminierungskreppen) Vergleichsbeispiel A

Eine Bahn wurde aus einer Aufschlämmung aus einem Papierrohstoffgemisch aus 50% gebleichtem südlichem Hartholz-Kraftzellstoff (BHWK) und 50% gebleichtem südlichem Weichholz-Kraftzellstoff (BSWK). Die Papierrohstoffe enthielten Chemikalien zur Unterstützung des Kreppens und der Filz-/Siebreinigung. Die Papierrohstoffe wurden nicht verfeinert. Eine entstehende Bahn wurde auf einem Pressfilz abgeschieden und bis zu einem Feststoffgehalt von 44% gepresst, bevor sie an einen Yankee-Trockner geklebt wurde. Die Bahn wurde bei einem Feststoffgehalt von weniger als 2% unter Verwendung eines Taschenwinkels von 82° und etwa 0,25 kg/t (0,5 lbs/ton) Kreppklebstoff und etwa 0,25 kg/t (0,5 lbs/ton) Trennmittel unter Kreppen vom Yankee-Trockner abgeschabt.

Beispiel 2

Eine Bahn wurde gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 aus denselben Fasern und denselben Papierrohstoffen mit der Ausnahme hergestellt, dass die Hauben abgekühlt wurden, um die Trockenheit des flächigen Materials an der Kreppschaberklinge zu vermindern. Eine entstehende Bahn wurde auf einem Pressfilz abgeschieden und zu einem Feststoffgehalt von 44% gepresst, bevor sie an einen Yankee-Trockner geklebt wurde. Die Bahn wurde mit einem Feststoffgehalt von 55% und einer Klingenanfasung von 15° unter Kreppen vom Yankee-Trockner geschabt. Die Bahn wurde anschließend mit einem Kalanderpaar, dessen Walzen einen leichten Spalt bildeten, herausgezogen, wobei eine resultierende Kreppung von 15% im flächigen Material verblieb. Die in% angegebene Kreppung wurde wie folgt berechnet:

Das flächige Material wurde dann aufgenommen und bis zu einem Feststoffgehalt von etwa 95% getrocknet, wobei es mittels Einspann-/Trockenrahmen für flächiges Material bei Raumtemperatur eingespannt gehalten wurde. Diese Einspann-Trockentechnik wurde zur Bestimmung des charakteristischen Hohlraumvolumens verwendet, das in Tabelle 1 aufgeführt ist. Ein Mehrfach-Gewebe-Zylindertrocknen könnte ebenfalls eingesetzt werden, wobei dieses aber aufgrund einer Kompression des flächigen Materials während des Trocknens, das bei diesem Verfahren üblicherweise auftritt, nicht eine so drastische Auswirkung auf das Hohlraumvolumen, die Durchlässigkeit etc. hat.

Beispiel 3

Eine Bahn wurde wie in Beispiel 2 mit der Ausnahme hergestellt, dass das Kreppen unter Verwendung einer Klinge mit einer Anfasung von 10° erfolgte.

Beispiel 4

Eine Bahn wurde wie in Beispiel 2 mit der Ausnahme hergestellt, dass das Kreppen unter Verwendung einer Klinge mit einer Anfasung von 0° erfolgte.

Die obigen Beispiele zeigen, dass dieses Verfahren sehr wie ein normales Trockenkreppverfahren reagiert, wobei die auf die Nässe zurückzuführende niedrige inneren Kohäsion der Fasern in der Bahn die Kreppwirkungen verstärkt.

Es war ziemlich überraschend, dass sich die Beschichtung auf dem Yankee-Trockner in allen obigen Beispielen nie änderte. Ähnliche Verfahren, die auf einem kühleren Yankee durchgeführt wurden, führten zu signifikanten Änderungen der Beschichtung auf dem Yankee, wodurch eine Bildung und Beibehaltung der Beschichtung erschwert wurden.

Bei den Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung war der Umfang des an der Kreppschaberklinge beobachteten Verschleißes gegenüber demjenigen, der für ein Nasskreppverfahren zu erwarten gewesen wäre, signifikant vermindert. Als veranschaulichendes Beispiel sind in Nasskreppverfahren eingesetzte Kreppschaberklingen oft in nur 30 min verschlissen, während die Kreppschaberklinge im Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung nach 2 h immer noch fast keinen Verschleiß aufwies.

Tabelle 1. Charakteristische Nasskreppeigenschaften

Die Ergebnisse zeigen eine Erhöhung der Luftdurchlässigkeit um das etwa 2- bis 4-fache im Vergleich zu einer herkömmlich trockengekreppten Bahn trotz der Tatsache, dass die vergleichenden nassgekreppten Proben um 20% schwerer als die trockengekreppten Proben waren.

In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird das Kreppen des aus dem Yankee-Trockner austretenden Papiers unter Verwendung einer gewellten Kreppschaberklinge wie derjenigen, die im oben aufgeführten U.S.-Patent Nr. 5 690 788 offenbart ist, durchgeführt. Es ist gezeigt worden, dass die Verwendung einer gewellten Kreppschaberklinge bei der Herstellung von Tissueprodukten im Allgemeinen und insbesondere, wenn sie hauptsächlich oder vollständig aus Altfaserstoff bestehen, mehrere Vorteile bietet. Im Allgemeinen haben Tissueprodukte, die unter Verwendung einer gewellten Klinge gekreppt sind, eine höhere Dicke, eine erhöhte CD-Streckung und ein höheres Hohlraumvolumen als vergleichbare Tissueprodukte, die mit herkömmlichen Kreppschaberklingen hergestellt wurden. Alle diese Änderungen, die durch die Verwendung der gewellten Klinge bewirkt werden, neigen dazu, mit einer verbesserten Wahrnehmung der Weichheit der Tissueprodukte zu korrelieren.

Eine weitere Auswirkung der Verwendung der geriffelten Klinge besteht darin, dass eine höhere Abnahme der Zugfestigkeit des flächigen Materials während des Kreppvorgangs als bei der Verwendung einer standardmäßigen Kreppschaberklinge erfolgt. Diese Festigkeitsabnahme, die die Produktweichheit ebenfalls verbessert, ist besonders vorteilhaft, wenn flächige Tissue-Grundmaterialien, die relativ hohe Grundgewichte aufweisen oder wesentliche Mengen an Altfaserstoff enthalten, hergestellt werden. Die Festigkeitsgrade solcher Produkte sind oft höher als erwünscht, wodurch die Weichheit negativ beeinflusst wird. Bei flächigem Material, das hohe Grade an Altfaserstoff einschließt, kann eine Verminderung der Festigkeit, die zu derjenigen äquivalent ist, die durch die Verwendung einer gewellten Klinge bewirkt werden, wenn überhaupt, nur durch das Einwirkenlassen extrem hoher Konzentrationen an chemischen Entbindungsmitteln bewirkt werden. Diese höheren Entbindungsmittel-Konzentrationen können zusätzlich zu erhöhten Produktkosten auch zu Problemen wie einem Verlust der Haftung zwischen dem flächigen Material und dem Yankee-Trockner führen, wodurch ein negativer Einfluss auf die Weichheit des flächigen Materials, die Maschinengängigkeit, die Filzfüllung und die Bildung von Ablagerungen in Einsatzmaterial-Leitungen und Behältern ausgeübt wird. Die 4A und 4B veranschaulichen einen Teil einer bevorzugten gewellten Kreppschaberklinge 60 der patentierten gewellten Klinge, die in der Praxis der vorliegenden Erfindung brauchbar ist, wobei der Körper 62 sich in Richtung der Länge unbeschränkt erstreckt, wobei er normalerweise eine Länge von 2,5 m (100 inch) übersteigt und oft eine Länge von über 8 m (26 feet) erreicht und damit der Breite des Yankee-Trockners von größeren, modernen Papiermaschinen entspricht. Biegsame Klingen der patentierten gewellten Klinge mit unbeschränkter Länge können zweckmäßigerweise auf einem Kolben angeordnet sein und in Maschinen verwendet werden, bei denen ein kontinuierliches Kreppsystem eingesetzt wird. In solchen Fällen würde die Länge der Klinge ein Mehrfaches der Breite des Yankee-Trockners betragen. Im Gegensatz dazu liegt die Breite des Körpers 62 und der Klinge 60 gewöhnlich in der Größenordnung von mehreren Inch, während die Dicke des Körpers 62 gewöhnlich in der Größenordnung von Bruchteilen eines Inch liegt.

Wie in den 4A und 4B veranschaulicht ist, ist eine gewellte Schneidkante 63 der patentierten gewellten Klinge durch feine Einkerbungen 66 definiert, die sich entlang einer Kante des Körpers 62 und darin so erstrecken, dass die gewellte Berührungsfläche 68, die in den 5, 7 und 8 ausführlicher schematisch veranschaulicht ist und sich zwischen der Rechfläche 54 und der Verjüngungsfläche 56 befindet, während des Gebrauchs am Yankee angreift, wie beispielsweise in 1 veranschaulicht ist. Obwohl eine definitive Erklärung des relativen Beitrags eines jeden Aspekts der Geometrie noch nicht verfügbar ist, scheinen vier Aspekte der Geometrie von hauptsächlicher Bedeutung zu sein. Bei den am meisten bevorzugten Klingen 60 der patentierten gewellten Klinge sind vier Unterscheidungen zwischen diesen am meisten bevorzugten Klingen und herkömmlichen Klingen erkennbar: die Form der Berührungsfläche 68, die Form der Verjüngungsfläche 56, die Form der Rechfläche 54 und die Form der tatsächlichen gewellten Schneidkante 63. Die Geometrie der Berührungsfläche scheint wie die sich verjüngende Geometrie mit einer erhöhten Stabilität in Zusammenhang zu stehen. Die Form der gewellten Schneidkante 63 der patentierten gewellten Klinge scheint einen starken Einfluss auf die Konfiguration der gekreppten Bahn zu haben, während die Form der Rechfläche 54 zur Verstärkung dieses Einflusses zu dienen scheint.

Es scheint, dass die verbesserte Stabilität des Kreppvorgangs mit dem Vorhandensein der Kombination aus (i) der gewellten Berührungsfläche 68 mit einem vergrößerten Berührungsbereich und (ii) dem in 4C veranschaulichten Fuß 72, der in der Verjüngungsfläche 56 definiert ist und einen viel stärkeren Verjüngungsgrad ergibt, als dies gewöhnlich beim herkömmlichen Kreppen auftritt, zusammenhängt. Dies ist in den 7A, 7B und 7C veranschaulicht. 7A veranschaulicht eine bevorzugte Klinge der patentierten gewellten Klinge, wobei, wie in 8 veranschaulicht ist, der angefaste Bereich die Oberfläche des Yankees 70 im Kontakt zwischen den Oberflächen berührt. In 7B ist der Fuß 72 so abgerichtet, dass die zum Yankee weisende Seite der Klinge 60 eben ist und die Klinge 60 die Oberfläche des Yankee 70, wie in 8 veranschaulicht ist, in einem linienförmigen Kontakt zur Oberfläche berührt. In 7C ist nicht nur die zum Yankee weisende Seite des Fußes 72 entfernt worden, sondern die zum Yankee weisende Seite der Klinge 60 ist mit einem Winkel, der gleich dem in 8 definierten Klingenwinkel &ggr;'f ist, angefast. Es scheint, dass Kombinationen der vier Hauptmerkmale die günstigen Ergebnisse der Verwendung der bevorzugten geriffelten Klingen 60 der patentierten geriffelten Klinge, die bei der Herstellung von adsorbierenden Papierprodukten dieser Erfindung verwendet wird, außerordentlich verstärken.

Es wird auch vermutet, dass ein Härten der Klinge aufgrund einer Kaltbearbeitung während des Rändelverfahrens zur verbesserten Verschleißbeständigkeit beitragen kann. Die Mikrohärte des Stahl an der Wurzel einer Einkerbung kann auf der Rockwell-"C"-Skala eine Erhöhung um 3–5 Punkte aufweisen. Es wird angenommen, dass diese Erhöhung unzureichend ist, um den vom Yankee ausgeübten Verschleißgrad signifikant zu vermindern, die Standzeit der Klinge aber vergrößern kann.

Es scheint, dass die biaxial gewellte Geometrie der gekreppten Bahn hauptsächlich mit dem Vorhandensein (i) der in 4B veranschaulichten gewellten Rechfläche 54 und (ii) der in 4C veranschaulichten gewellten Schneidkante 63 zusammenhängt, die beide einen formenden und bauschenden Einfluss auf die gekreppte Bahn ausüben.

Wenn die meisten bevorzugten geriffelten Kreppschaberklingen der patentierten geriffelten Klinge gemäß der Darstellung in den 4A, 4B und 4C und der detaillierten Darstellung in den 5, 6F und 6G ausgebildet sind, führt jede Einkerbung 66 zur Bildung einer gezähnten, gewellten Rechfläche 74, in 5 veranschaulichten fast planaren, halbmondförmigen Bändern 76, dem Fuß 72 und der in 4C veranschaulichten hervorstehenden Verjüngungsfläche 79. In den 6F und 6G ist dargestellt, dass jede Einkerbung zu zwei gezähnten, geriffelten Rechflächen 74 führt, die durch eine Trennfläche 80 getrennt sind. Obwohl das Vorhandensein der Trennfläche 80 die Visualisierung der Beschaffenheit der gezähnten, geriffelten Rechfläche 74 erleichtert, besteht keine Notwendigkeit dafür, dass diese Flächen diskontinuierlich sind. Wie am besten in 5 veranschaulicht ist, besteht die geriffelte Berührungsfläche 68 aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen colinearen, geradlinigen, länglichen Bereichen 86 der Breite &egr; und der Länge "I", die durch fast planare, halbmondförmige Bänder 76 der Breite &dgr;, der Tiefe &lgr; und der Spannweite &sgr; miteinander verbunden sind. Wie am besten in den 4B und 4C der patentierten geriffelten Klinge zu sehen ist, definiert jedes fast planare, halbmondförmige Band 76 (dargestellt in 5) eine Fläche eines jeden verjüngten Fußes 72, der aus der Verjüngungsfläche 56 des Körpers 62 der Klinge 60 herausragt. Wir haben gefunden, dass für die besten Ergebnisse bestimmte Abmessungen der betreffenden, die geriffelte Berührungsfläche 68 definierenden Elemente, d.h. der im Wesentlichen colinearen, geradlinigen, länglichen Bereiche 86 und der fast planaren, halbmondförmigen Bänder 76, die beide in 7 dargestellt sind, bevorzugt sind. Insbesondere ist, wie in 7 dargestellt ist, die Breite &egr; der im Wesentlichen colinearen, geradlinigen, länglichen Bereiche 86 wenigstens bei einer neuen Klinge vorzugsweise wesentlich kleiner als die Breite &dgr; der fast planaren, halbmondförmigen Bänder 76. In bevorzugten Ausführungsformen der patentierten geriffelten, zur Herstellung der absorbierenden Papierprodukte dieser Erfindung verwendeten Klinge sollte die Länge "I" der im Wesentlichen colinearen, geradlinigen, länglichen Bereiche 86 etwa 50 &mgr;m (0,002 inch) bis etwa 2100 &mgr;m (0,084 inch) betragen. Für die meisten Anwendungen ist "I" kleiner als 1270 &mgr;m (0,05 inch). Die Tiefe &lgr; der Einkerbungen 66 in der patentierten geriffelten Klinge sollte etwa 200 &mgr;m (0,008 inch) bis etwa 1270 &mgr;m (0,050 inch), noch mehr bevorzugt etwa 250 &mgr;m (0,010 inch) bis etwa 890 &mgr;m (0,035 inch) und am meisten bevorzugt etwa 380 &mgr;m (0,015 inch) bis etwa 760 &mgr;m (0,030 inch) betragen, und die Spannweite &sgr; der fast planaren, halbmondförmigen Bänder 76 sollte etwa 250 &mgr;m (0,01 inch) bis etwa 2400 &mgr;m (0,095 inch), noch mehr bevorzugt etwa 500 &mgr;m (0,02 inch) bis etwa 2000 &mgr;m (0,08 inch) und am meisten bevorzugt etwa 760 &mgr;m (0,03 inch) bis 1500 &mgr;m (0,06 inch) betragen. Klingen mit einer diskontinuierlichen, geriffelten Berührungsfläche 68 können ebenfalls verwendet werden. Dies kann der Fall sein, wenn die Klinge 60 auf eine von zwei Arten geneigt ist: Erstens kann die geriffelte Berührungsfläche nur aus im Wesentlichen colinearen, länglichen Bereichen 86 oder möglicherweise einer Kombination aus im Wesentlichen colinearen, länglichen Bereichen 86 und den oberen Bereichen der halbmondförmigen Bänder 76 bestehen, wenn die Klinge 60 vom Yankee 70 weg geneigt ist; oder Zweitens kann die geriffelte Berührungsfläche aus den Unterteilen der halbmondförmigen Bänder 76 bestehen, wenn die Klinge 60 in Bezug auf den Yankee 70 nach innen geneigt ist. Beide diese Konfigurationen laufen stabil und sind in der Tat für längere Zeiträume zufriedenstellend betrieben worden.

Zur Beschreibung der Geometrie der Schneidkante der geriffelten Klinge der bei der Herstellung des absorbierenden Papiers dieser Erfindung verwendeten, patentierten geriffelten Klinge sind mehrere Winkel definiert. Dahingehend bevorzugen wir die Verwendung der folgenden Begriffe:

Kreppwinkel "&agr;" – der Winkel zwischen der Rechfläche 54 der Klinge 60 und der Ebene, die die Tangente zum Yankee 70 am Schnittpunkt zwischen der geriffelten Schneidkante 63 und dem Yankee 70 darstellt;

axialer Rechwinkel "&bgr;" – der Winkel zwischen der Achse des Yankees 70 und der geriffelten Schneidkante 63, bei der es sich natürlich um die Kurve handelt, die durch den Schnitt der Oberfläche des Yankees 70 mit der gezähnten Rechfläche 74 der Klinge definiert ist;

Verjüngungswinkel "&ggr;" – der Winkel zwischen der Verjüngungsfläche 56 der Klinge 60 und der Ebene, die die Tangente zum Yankee 70 am Schnittpunkt zwischen dem Yankee 70 und der geriffelten Schneidkante 63 bildet, wobei der entlang der ebenen Teile der vorhandenen Klinge gemessene Verjüngungswinkel gleich demjenigen ist, der üblicherweise als "Klingenwinkel" oder "Halterungswinkel" bezeichnet wird, und der

seitliche Rechwinkel "ϕ", dargestellt in 8 – der Winkel zwischen der Linie 80 und der Senkrechten zum Yankee 70 in der Ebene, die durch die Senkrechte zum Yankee an den Kontaktstellen mit der Schneidkante der Klinge (41 und 6A–F) und der Achse des Yankee-Trockners 81 definiert ist. Der Yankee 70 ist in 8 veranschaulicht.

Ziemlich offensichtlich variiert der Wert eines jeden dieser Winkel in Abhängigkeit von der präzisen Position entlang der Schneidkante, an der er zu bestimmen ist. Wir nehmen an, dass die bemerkenswerten, mit den geriffelten Klingen der patentierten ungeriffelten Klinge erreichten Ergebnisse bei der Herstellung der absorbierenden Papierprodukte dieser Erfindung auf diese Ungleichmäßigkeiten dieser Winkel entlang der Schneidkante zurückzuführen sind. Demgemäß ist es in vielen Fällen zweckmäßig, die Position, an der ein jeder dieser Winkel bestimmt wird, durch einen tiefgestellten Index am Grundsymbol für diesen Winkel zu bezeichnen. Wir bevorzugen die Verwendung der tiefgestellten Indices "f", "c" bzw. "m", um Winkel zu bezeichnen, die an den geradlinigen, länglichen Bereichen, an den halbmondförmigen Bereichen bzw. an den Minima der Schneidkante gemessen wurden. Demgemäß ist "&ggr;f", der entlang der ebenen Bereiche der vorliegenden Klinge gemessene Verjüngungswinkel, gleich demjenigen, der üblicherweise als "Klingenwinkel" oder "Halterungswinkel" bezeichnet wird.

Zum Beispiel ist, wie in den 8 und 9A–B veranschaulicht ist, der lokale Kreppwinkel "&agr;" der patentierten geriffelten Klinge an jeder Position entlang der geriffelten Schneidkante 63 als derjenige Winkel zwischen der Rechfläche 54 der Klinge 60 und der die Tangente zum Yankee 70 bildenden Ebene definiert. Demgemäß ist ersichtlich, dass, wie in den 8 und 9A–B veranschaulicht ist, "&agr;f", der lokale Kreppwinkel neben den im Wesentlichen colinearen, geradlinigen, länglichen Bereichen 86 (dargestellt in 7) gewöhnlich größer als "&agr;c", der lokale Kreppwinkel neben den fast planaren, halbmondförmigen Banden 76, ist. Weiterhin ist ersichtlich, dass, wie in den 5, 6A–F und 8 veranschaulicht ist, der lokale Kreppwinkel "&agr;c" entlang der fast planaren, halbmondförmigen Bänder 76 von größeren Werten neben einem jeden der geradlinigen, länglichen Bereiche 86 bis zu kleineren Werten "am" neben dem niedrigsten Bereich einer jeden Einkerbung 66 variiert. Der Winkel "&agr;c" sollte, obwohl er in 8 nicht speziell markiert ist, als der Kreppwinkel aufgefasst werden, der an einem beliebigen Punkt der gezähnten Rechfläche 74 (dargestellt in den 6A–G) gemessen ist. Als solcher hat er einen Wert zwischen "&agr;f" und "&agr;m". Bei bevorzugten Klingen der patentierten geriffelten Klinge kann die Rechfläche im Allgemeinen geneigt sein, wodurch ein eingeschlossener Winkel zwischen 30° und 90° in Bezug auf die Verjüngungsfläche gebildet wird, während "&agr;f" von 30° bis etwa 135°, vorzugsweise von etwa 60° bis etwa 135° und noch mehr bevorzugt von etwa 75° bis etwa 125° und am meisten bevorzugt von 85° bis 115° reicht, während "&agr;m" vorzugsweise von etwa 15° bis etwa 135° und noch mehr bevorzugt von etwa 25° bis etwa 115° reicht.

Auf vergleichbare Weise ist, wie in 5 veranschaulicht ist, der lokale axiale Rechwinkel "&bgr;" an jeder Position entlang der geriffelten Schneidkante 63 definiert. Der Winkel wird zwischen der Achse des Yankees 70 und der Kurve gebildet, die durch den Schnittpunkt der Oberfläche des Yankee 70 mit der gezähnten Rechfläche 74 der Klinge 60, die ansonsten als geriffelte Schneidkante 63 bekannt ist, verläuft. Demgemäß ist ersichtlich, dass der lokale axiale Rechwinkel entlang der im Wesentlichen colinearen, geradlinigen, länglichen Bereiche 86, "&bgr;", im Wesentlichen 0° beträgt, während der lokale axiale Rechwinkel entlang der fast planaren, halbmondförmigen Bänder 76, "&bgr;c", sich entlang der Länge einer jeden Einkerbung 66 von positiv zu negativ ändert. Weiterhin ist ersichtlich, dass der Absolutwert des lokalen axialen Rechwinkels "&bgr;c" von relativ hohen Werten neben einem jeden geradlinigen, länglichen Bereich 86 zu viel niedrigern Werten, etwa 0°, in den untersten Bereichen einer jeden Einkerbung 66 variiert. In bevorzugten Klingen der patentierten geriffelten Klinge reicht "&bgr;c" von einem Absolutwert von etwa 15° bis etwa 75°, noch mehr bevorzugt von etwa 20° bis etwa 60°, und am meisten bevorzugt von etwa 25° bis etwa 45°.

Wie oben diskutiert und am besten in den 4A, 4B und 4C veranschaulicht ist, unterteilt bei den bevorzugten Klingen der patentierten geriffelten Klinge zur Herstellung der absorbierenden Papierprodukte der vorliegenden Erfindung jedes fast planare, halbmondförmige Band 76 (dargestellt in 5) eine hervorstehende Verjüngungsfläche 79 eines jeden sich verjüngenden, aus der Verjüngungsfläche 56 des Körpers 62 der Klinge 60 herausragenden Fußes 72. Obwohl wir dazu in der Lage waren, das Verfahren der patentierten geriffelten Klinge mit Klingen 60 zu betreiben, die keinen sich verjüngenden Fuß 72 hatten, haben wir gefunden, dass das Vorhandensein eines sich im Wesentlichen verjüngenden Fußes 72 das Verfahren viel weniger anfällig macht und viel ruhiger laufen lässt. Wir haben gefunden, dass das Verfahren bei sehr leichten oder schwachen flächigen Materialien ohne den Fuß oft nicht leicht läuft. Die 7A, 7B und 7C veranschaulichen die Klinge 60 mit und ohne den Fuß 72. Normalerweise bevorzugen wir, dass die Höhe "&tgr;" eines jeden sich verjüngenden Fußes 72 zu Beginn eines jeden Vorgangs wenigstens etwa 125 &mgr;m (0,005 inch) beträgt. Es scheint, dass das stabilste Kreppen für wenigstens denjenigen Zeitraum andauert, in dem der sich verjüngende Fuß 72 eine Höhe "&tgr;" von wenigstens 50 &mgr;m (0,002 inch) hat und dass, sobald der sich verjüngende Fuß 72 vollständig verschlissen ist, die Bahn gegenüber einem Reißen und Perforationen sehr viel empfindlicher wird.

Gemäß der Veranschaulichung in den 8 und 9A–B ist der lokale Verjüngungswinkel "&ggr;" an jeder Position entlang der gewellten Schneidkante 63 als der Winkel zwischen der Verjüngungsfläche 56 der Klinge 60 und der an der Tangente zum Yankee 70 liegenden Ebene definiert.

Demgemäß ist ersichtlich, dass "&ggr;f", der lokale Verjüngungswinkel, dessen Scheitelpunkt sich an der Fläche 63 befindet, größer als "&ggr;c", dem lokalen Verjüngungswinkel neben den fast planaren, halbmondförmigen Bändern 76, oder gleich diesem ist. Weiterhin ist ersichtlich, dass der lokale Verjüngungswinkel "&ggr;c" von relativ hohen Werten neben einem jeden geradlinigen, länglichen Bereich 86 zu kleineren Werten nahe 0° in den untersten Teilen einer jeden Einkerbung 66 variiert. In bevorzugten Klingen der patentierten geriffelten Klinge reicht "&ggr;f" von etwa 5° bis etwa 60°, vorzugsweise von etwa 10° bis etwa 45° und noch mehr bevorzugt von etwa 15° bis etwa 30°, wobei diese Werte im Wesentlichen denjenigen ähnlich sind, die beim herkömmlichen Kreppen üblicherweise als "Klingenwinkel" oder "Halterungswinkel" verwendet werden, während "&ggr;c" kleiner als "&ggr;f" oder gleich diesem, vorzugsweise kleiner als 10° und noch mehr bevorzugt etwa 0° ist, wenn genau an der gewellten Schneidkante 63 gemessen wird. Jedoch ist sogar, obwohl der Verjüngungswinkel "&ggr;c", wenn er genau an der geriffelten Schneidkante 63 gemessen wird, sehr klein ist, darauf hinzuweisen, dass die Verjüngungsfläche 56, die sich sehr stark verjüngt, nur einen geringen Abstand von der geriffelten Schneidkante 63 aufweist.

In den meisten Fällen beträgt der oben definierte seitliche Rechwinkel "ϕ" zwischen 0° und 45° und ist durch eine andere Fläche der spiegelbildlichen Konfiguration "ausgeglichen", wodurch eine andere gegenüberliegende vertiefte Rechfläche 74 definiert wird, weil wir normalerweise bevorzugen, dass die Symmetrieachse der Einkerbung im Wesentlichen senkrecht zur Verjüngungsfläche 56 der Klinge 60 ist, wie in 6F dargestellt ist. Wir haben aber wünschenswerte Ergebnisse erhalten, wenn die Einkerbungen nicht "ausgeglichen", sondern stattdessen "schräg verlaufend" sind, wie in 6G veranschaulicht ist. Die geriffelte Kreppschaberklinge 60 der bei der Herstellung der absorbierenden Papierprodukte dieser Erfindung eingesetzten geriffelten Klinge umfasst eine längliche, relativ starre, dünne Platte, deren Länge im Wesentlichen größer als ihre Breite ist und wobei die Breite der Platte im Wesentlichen größer als ihre Dicke ist, wobei die Platte Folgendes aufweist: eine geriffelte Berührungsfläche, die darauf entlang der Länge ihrer länglichen Kante ausgebildet ist, wobei die geriffelte Berührungsfläche dahingehend anpassbar ist, dass sie die Oberfläche eines Yankee-Trockenzylinders berührt, wobei die geriffelte Berührungsfläche eine beabstandete Mehrzahl von fast planaren, halbmondförmigen Bändern der Breite "&dgr;", der Tiefe "&lgr;" und der Spannweite "&sgr;" darstellt, die durch eine Mehrzahl von im Wesentlichen colinearen, geradlinigen, länglichen Bereichen der Breite "&egr;" und der Länge "&tgr;" durchsetzt und von diesen verbunden sind, wobei die Anfangsbreite "&egr;" der im Wesentlichen geradlinigen, länglichen Bereiche im Wesentlichen kleiner als die Anfangsbreite "&dgr;" des fast planaren, halbmondförmigen Bandes der feingezackten Berührungsfläche ist.

Bei der geriffelten Kreppschaberklinge beträgt der Kreppwinkel, der durch den Teil einer jeden vertieften, zwischen den im Wesentlichen colinearen, geradlinigen, länglichen Bereichen angeordneten Rechfläche zwischen etwa 30° und 135°, wobei der Absolutwert des seitlichen Rechwinkels "ϕ" zwischen etwa 0° und 45° beträgt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der patentierten geriffelten Klinge umfasst die geriffelte Kreppschaberklinge eine längliche, relativ starre, dünne Platte, deren Länge im Wesentlichen größer als die Breite der Platte und normalerweise mehr als 100 inch beträgt, und wobei die Breite der Platte im Wesentlichen größer als ihre Dicke ist, wobei die Platte Folgendes aufweist: eine feingezackte Berührungsfläche, die darin entlang der Länge einer länglichen Kante davon ausgebildet ist, wobei die feingezackte Berührungsfläche dahingehend anpassbar ist, dass sie die Oberfläche eines Yankee-Trockenzylinders berührt, wobei die feingezackte Berührungsfläche eine beabstandete Mehrzahl von fast planaren, halbmondförmigen Bändern der Breite "&dgr;", der Tiefe "&lgr;" und der Spannweite "&sgr;" darstellt, die durch eine Mehrzahl von im Wesentlichen colinearen, geradlinigen, länglichen Bereichen der Breite "&egr;" und der Länge "&igr;" durchsetzt und von diesen miteinander verbunden werden, wobei die Anfangsbreite "&egr;" der im Wesentlichen geradlinigen, länglichen Bereiche wesentlich kleiner als die Anfangsbreite "&dgr;" der fast planaren, halbmondförmigen Bänder der feingezackten Berührungsfläche sind, wobei eine darauf definierte Rechfläche an die feingezackte Berührungsfläche angrenzt und sich über die Dicke der Platte erstreckt. Darauf ist eine an die feingezackte Berührungsfläche angrenzende Verjüngungsfläche definiert, wobei die Länge "&igr;" einer jeden der Mehrzahl von im Wesentlichen colinearen, geradlinigen, länglichen Bereichen zwischen etwa 50 &mgr;m (0,0020 inch) und 2100 &mgr;m (0,084 inch) beträgt, die Spannweite "&sgr;" einer jeden der Mehrzahl der fast planaren, halbmondförmigen Bändern zwischen etwa 250 &mgr;m (0,01 inch) und 2400 &mgr;m (0,095 inch) beträgt, die Tiefe "&lgr;" einer jeden der Mehrzahl der fast planaren, halbmondförmigen Bänder zwischen etwa 200 &mgr;m (0,008 inch) und 1200 &mgr;m (0,05 inch) beträgt.

Vorteilhaft ragt neben einem jeden der sich verjüngenden, fast planaren, halbmondförmigen Bänder ein Fuß mit einer Höhe von wenigstens etwa 25 &mgr;m (0,001 inch) aus der Verjüngungsfläche heraus, wobei der Verjüngungswinkel der sich verjüngenden, fast planaren, halbmondförmigen Bänder größer als der Verjüngungswinkel der im Wesentlichen colinearen, geradlinigen, länglichen Bereiche ist.

Nachdem die Bahn unter Kreppen vom Yankee-Trockner 26 von 1 abgeschabt ist, wird sie auf einen in 10 veranschaulichten Nachkrepp-Trockenabschnitt 30 übertragen. Diese Maschine ist ausführlich im U.S.-Patent Nr. 5 968 590 beschrieben. Das Patent Nr. 5 968 590 betrifft nicht absorbierende Kreppprodukte; die beschriebenen Aufblastrockner werden jedoch in einem Nasskreppverfahren verwendet, das unten in Verbindung mit den 10 bis 13 ausführlich beschrieben ist.

Unter Bezugnahme auf 10 wird die Bahn W nach dem Kreppen in einer Richtung S in einen Nachtrockner auf einen ersten, in einer unteren Reihe RA positionierten Trockenzylinder 90 geleitet, auf dem die Bahn W in eine invertierte Trocknergruppe des Nachtrockners mit Einzelsiebabstützung und insbesondere auf deren erste Reversierrolle/deren ersten Reversierzylinder 92 in einer oberen Reihe RY geleitet wird. Von der ersten Reversierrolle/dem ersten Reversierzylinder 92 wird die Bahn W mittels eines Trockensiebs oder eines äquivalenten Stützgewebes 94 auf einen Trockenzylinder 96 in der unteren Reihe RA und weiter auf eine Reversierrolle oder einen Reversierzylinder 98 in der oberen Reihe RY geleitet. In Verbindung mit den Reversierrollen oder -zylindern 92, 98 in der oberen Reihe RY ist eine Aufblasvorrichtung 100 so angeordnet, dass das Trockenmittel (Gas-/Luftdüsen) in Richtung der Bahn W geblasen wird. Die Führungsrollen des Trockensiebs 94 sind mit der Bezugsnummer 102 gekennzeichnet, und mittels einer Führungsrolle 128 wird der Verlauf des Trockensiebs 94 so verschoben, dass es die zu trocknende, über den Trockenzylinder 90 laufende Bahn W nicht berührt.

Von der Reversierrolle/vom Reversierzylinder 98 wird die Bahn W als geschlossene, durch das Trockensieb 94 abgestützte Abstützung in eine Trockengruppe mit Doppelsiebabstützung auf einen ersten Trockenzylinder 104 ihrer unteren Reihe RA mit Trockenzylindern geleitet. In 10 sind die Trockenzylinder in der unteren Reihe RA durch die Bezugsnummern 104, 106 und 108 gekennzeichnet, und die Bahn W läuft alternierend und sich schlängelnd über diese Trockenzylinder 104, 106, 108 auf Trockenzylinder 110, 112 und 114 zur oberen Reihe RY. Das Trockensieb 116 der Zylinder 104, 106, 108 der unteren Reihe RA läuft geführt von den Führungsrollen 118, und das Trockensieb 120 der oberen Reihe RY läuft geführt von den Führungsrollen 122. Die Bahn W wird über eine Führungsrolle/Ausrichtungsrolle 124 zur Weiterverarbeitung geleitet. In Verbindung mit den Trockenzylindern kann eine Rakel 126 vorgesehen sein.

Als Reversierrollen/-zylinder besonders bevorzugt sind Saugzylinder, die von der Valmet Corporation (Helsinki) unter der Handelsbezeichnung VAC-ROLL® vertrieben und ohne ein inneres Sauggehäuse geliefert werden, wobei mit Bezug zu Einzelheiten zu den Konstruktionen dieser Rollen auf das finnische Patent Nr. 83 680 (entspricht den U.S.-Patenten Nr. 5 022 163 und 5 172 491) Bezug genommen wird. Statt der Vac-Roll-Saugzylinder können auch Rollen, die von Valmet unter der Marke UNO® vertrieben werden, oder als solche bekannte Kalt- oder Heißzylinder verwendet werden. Das an die Rollen angelegte Vakuum dient zur richtigen Bearbeitung der Bahn. Die trocknende Durchluft wird mittels der Aufblasvorrichtung 100 mit den im Zusammenhang mit den 11A und 11B beschriebenen Merkmalen gefördert. Mit Hinblick auf die folgende Diskussion sei darauf hingewiesen, dass das Trockenverfahren kein vollständig trocknendes Verfahren ist, sondern dass die Luft von der Aufblasvorrichtung 100 gefördert und aufgefangen wird.

Die 11A und 11B sind schematische Veranschaulichungen der Konstruktion der Düsen-Stirnfläche der Aufblas-Trockenvorrichtung 100, die in den Ausführungsformen gemäß der hier beschriebenen Erfindung verwendet wird. In der Aufblasvorrichtung sind Blaslöcher durch die Referenz N2 bezeichnet und leiten einen Luftstrom PN2 in Richtung der Bahn, und Auslass-Luftleitungen, die mit der Referenz N1 bezeichnet sind, entfernen einen Luftstrom PN1 aus der Nähe der Bahn. Der Durchmesser einer jeden Austritts-Luftleitung N1 beträgt etwa 50 mm bis etwa 100 mm, vorzugsweise etwa 75 mm, und der Durchmesser eines jeden Blaslochs beträgt etwa 3 mm bis etwa 8 mm, am Üblichsten etwa 5 mm. Die Papierbahn W läuft in einem Abstand von etwa 10 mm bis etwa 150 mm und vorzugsweise etwa 25 mm von der Stirnfläche der Düsenplatte, und die Düsenkammer der Haube ist mit dem Bezugsbuchstaben N bezeichnet. Die Zylinder-Stirnfläche, gegen die die Aufblas-Trockenvorrichtung gerichtet ist, ist durch den Bezug C gekennzeichnet. Der offene Bereich der Blaslöcher in der Düsenplatte im Bereich der Bahn W beträgt etwa 1% bis etwa 5% und am Üblichsten etwa 1,5%. Die Luftgeschwindigkeit in den Blaslöchern beträgt etwa 40 m/s bis etwa 150 m/s, vorzugsweise etwa 100 m/s. Die Gebläseluftmenge beträgt etwa 0,5 bis etwa 2,5 m3/s pro m2 und wird für die wirksame Fläche der Haube berechnet. Am Üblichsten wird eine Luftmenge von etwa 1 bis 1,5 m3/s pro m2 verwendet. Die offene Fläche der Austritts-Luftleitungen beträgt etwa 5% bis etwa 15%, am Üblichsten etwa 10%. Zusätzlich zu der in 11A veranschaulichten Düsen-Stirnfläche ist es möglich, eine üblicherweise bekannte Schlitzdüsenkonstruktion, eine Fluiddüsenkonstruktion, eine Foliendüsenkonstruktion oder eine Direktblas-Düsenkonstruktion sowie beispielsweise Infra-Trockner sowie beliebige der oben erwähnten abwechselnd in der Querrichtung der Maschine als sogenannte Kombinationstrockner zu verwenden.

Die im Zusammenhang mit den veranschaulichenden, oben in den 110 veranschaulichten Ausführungsformen zu verwendende Aufblas-Trockenvorrichtung kann eine Anordnung einer Anzahl verschiedener Typen sein und ist als solche einem Fachmann bekannt, wobei die trocknenden Luftströme bei dieser Anordnung in Richtung der zu trocknenden Bahn geblasen werden. Die Aufblas-Trockenvorrichtung kann in Blöcken in der Laufrichtung S der Bahn oder in einer Richtung quer zur Laufrichtung konstruiert sein, wobei in diesem Fall jeder Block bei Bedarf oder nach Wunsch getrennt geregelt werden kann.

Bei der in 12 veranschaulichten beispielhaften Ausführungsform wird die Papierbahn W nach dem Kreppen auf einen Trockenzylinder 151 geleitet, wobei eine Infra-Trockenvorrichtung (IR) 152 in Verbindung mit diesem angeordnet ist. Danach gelangt die zu trocknende Papierbahn über ein Reversier-Blasgehäuse 153 auf einen Trockenzylinder 154 und weiterhin auf eine Reversierrolle oder einen Trockenzylinder 155 oder einem Äquivalent davon. In Verbindung mit dem Zylinder/der Rolle 154 ist eine Aufblas-Trockenvorrichtung 156 angeordnet, die zwecks Reinigung geöffnet werden kann. Die Siebabstützung erfolgt als normale Einzelsiebabstützung, wie oben im Zusammenhang mit einigen vorhergehenden, veranschaulichten Ausführungsformen beschrieben ist. Die heiße Abluft des Infra-Trockners 152 wird entlang einer Leitung 157 durch ein Gebläse 158 zur Verwendung im Auflufttrockner 156 geleitet. Diese infra-erwärmte Luft kann direkt als Aufluft, um beispielsweise Luft, die sonst anders zu erwärmen gewesen wäre, zu ersetzen, oder als vorgewärmte Luft im Brenner, in dem diese Gebläseluft für den Aufblastrockner erwärmt wird, oder als Ersatzluft für den Aufblastrockner verwendet werden. Die Aufblas-Trockenvorrichtung 156 kann mittels der Schwenkelemente 171 in Richtung der Unterseite geöffnet werden.

Die in 13 dargestellte, veranschaulichende Ausführungsform stellt eine Anordnung dar, bei der die Bahn W zuerst mittels eines Infra-/Gastrockners 161 getrocknet wird, wonach der Lauf der Bahn W mittels eines Reversierblasblock-Gehäuses 162 gedreht und die Bahn W dahingehend geleitet wird, dass sie in eine Gruppe von Zylindern 163165 läuft, die über eine invertierte Einzelsiebabstützung verfügen. Im Zusammenhang mit den Reversierrollen/-zylindern 163, 165 in der invertierten Gruppe mit Einzelsiebabstützung sind Aufblas-Trockenvorrichtungen 167 ausgebildet. Die Abluft vom Infra-/Gastrockner 161 dient als Trockenluft für das Aufblastrocknen, und das Abgas wird durch die Leitungen 168 und durch das Gebläse 169 in das Luftsystem der Aufblastrocknung geleitet.

In 14 ist noch eine andere Nasskrepp-/Aufluft-Trockenvorrichtung veranschaulicht, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung brauchbar ist. Die Bahn wird unter Kreppen von einem Yankee-Trockner wie einem Yankee-Trockner 26 in 1 unter Verwendung einer Kreppschaberklinge 175 abgeschabt. Die Bahn W wird über einer offenen Abstützung, bei der eine Luftfolie 177 verwendet wird, gemäß der allgemeinen Beschreibung im U.S.-Patent Nr. 5 891 309 aerodynamisch stabilisiert. Nach einer Übertragungsrolle 179 wird die Bahn W auf einem Übertragungsgewebe 181 abgeschieden und einem Nassformen mittels eines optionalen Gebläsegehäuses 183 und eines Saugschuhs 185 unterzogen. Die speziellen Bedingungen und das speziell ausgewählte Pressgewebe hängen vom gewünschten Produkt ab und können Bedingungen und Gewebe einschließen, die oben beschrieben oder in einem oder mehreren der folgenden Patente aufgeführt sind: U.S.-Patent Nr. 5 510 002, U.S.-Patent Nr. 4 529 480, U.S.-Patent Nr. 4 1021 737 und U.S.-Patent Nr. 3 994 771.

Nach dem Nassformen wird die Bahn W über die Saugrolle 187 zu einer oben in Zusammenhang mit den 10, 11A und 11B beschriebenen Aufluft-Trockenvorrichtung übertragen. Die Vorrichtung von 14 umfasst gewöhnlich ein Paar von gebohrten Hohlzylindern 189, 191, eine Vakuumrolle 193 dazwischen sowie eine mit Düsen ausgestattete Haube 195 und Luftrückführungen, die in Zusammenhang mit den 11A und 11B beschrieben sind.

In Zusammenhang mit 14 sei darauf hingewiesen, dass die Übertragung der Bahn W auf einer offenen Abstützung bei hohen Geschwindigkeiten stabilisiert sein muss. In diesem Zusammenhang ist in 15 eine Beziehung zwischen der Geschwindigkeit eines von einem Yankee-Trockner abgezogenen flächigen Materials und dem Feuchtegehalt für eine stabile Übertragung der Bahn veranschaulicht. Der Betrieb eines Nasskreppverfahrens oben links im Diagramm benötigt eine Stabilisierung, vorzugsweise mittels einer konturierten oder anderen Luftfolie.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung eines absorbierenden flächigen Materials aus Cellulosefaser, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

    a) Abscheiden eines wässrigen Cellulose-Faserhalbstoffs auf einem kleine Öffnungen aufweisenden Träger (11);

    b) Entwässern des Faserhalbstoffs unter Bildung einer Cellulosebahn;

    c) Auftragen der entwässerten Bahn auf einen erwärmten Drehzylinder (26) und Trocknen der Bahn zu einer Konsistenz von mehr als 40% und weniger als 80%;

    d) unter Kreppen erfolgendes Abschaben der Bahn vom erwärmten Zylinder (26) bei der Konsistenz von mehr als 40% und weniger als 80% und gegebenenfalls Nassformen der Bahn, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn für ein Auflufttrocknen geeignet gemacht wird; und

    e) Trocknen der Bahn mit einem aufgeblasenen, erwärmten, gasförmigen Medium nach dem unter Kreppen erfolgenden Abschaben der Bahn vom erwärmten Zylinder (26), wodurch das absorbierende flächige Material gebildet wird.
  2. Verfahren zur Herstellung eines absorbierenden flächigen Materials aus Cellulosefaser, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

    a) Abscheiden eines wässrigen Cellulose-Faserhalbstoffs auf einem kleine Öffnungen aufweisenden Träger (11);

    b) verdichtendes Entwässern des Faserhalbstoffs unter Bildung einer Bahn;

    c) Auftragen der entwässerten Bahn auf einen erwärmten Drehzylinder (26);

    d) Halten der Oberfläche des Drehzylinders (26) auf einer erhöhten Temperatur in Bezug auf ihre Umgebung, sodass ein Feuchtigkeitsgradient über die Dicke der Bahn gebildet wird;

    e) Trocknen der Bahn auf dem Zylinder (26) zu einer Konsistenz zwischen 40% und 80%;

    f) unter Kreppen erfolgendes Abschaben der Bahn vom Zylinder (26), wobei das unter Kreppen erfolgende Abschaben dazu dient, die Bahn zu delaminieren und gegebenenfalls die Bahn nasszuformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn für ein Auflufttrocknen geeignet ist; und

    g) Trocknen der Bahn mit einem aufgeblasenen, erwärmten, gasförmigen Medium nach dem unter Kreppen erfolgenden Abschaben der Bahn vom erwärmten Zylinder (26), wodurch das absorbierende flächige Material gebildet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bahn zu einer Konsistenz von wenigstens etwa 30% entwässert wird, bevor sie auf den erwärmten Zylinder aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bahn nach dem Kreppen ein charakteristisches Hohlraumvolumen von wenigstens etwa 6 g/g (gms/gm) aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wässrige Faserhalbstoff Altfaserstoff umfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bahn nach dem Kreppen und vor dem durch Aufluft erfolgenden Trocknen mittels Vakuumformen in ein Abdruckgewebe nass geformt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Schritt des Trocknens der Bahn durch das erwärmte, aufgeblasene, gasförmige Trocknungsmedium das Durchführen der Bahn durch wenigstens eine Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung (96) nach dem Kreppen umfasst, wobei jede der wenigstens einen Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung eine erste und eine zweite Reihe von bahnunterstützenden Elementen und ein einziges Trockensieb (94) einschließt, um die Bahn alternierend zwischen einem der Elemente in der ersten Reihe und einem der Elemente in der zweiten Reihe zu tragen, wobei eine Aufblas-Trockenvorrichtung (100) in einer gegenüberliegenden Beziehung zu wenigstens einem der Elemente in der wenigstens einen Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung angeordnet ist, und das Leiten von erwärmter Luft aus der Aufblas-Trockenvorrichtung in Richtung der Bahn, während die Bahn über das wenigstens eine Element läuft.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Elemente in der ersten Reihe in einer ersten der wenigstens einen Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung in Laufrichtung der Bahn Wendezylinder (92, 98) darstellen und die Elemente in der zweiten Reihe in der ersten Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung Trockenzylinder (96) darstellen, weiterhin umfassend die Schritte des:

    Anordnens der zweiten Reihe von Trockenzylindern unter der ersten Gruppe von Wendezylindern so, dass die erste Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung eine reversierte Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung darstellt und die Aufblas-Trockenvorrichtung (100) in einer gegenüberliegenden Beziehung zu wenigstens einem der Wendezylinder in der ersten Reihe der reversierten Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung angeordnet ist;

    Führens der Bahn über einen ersten der Trockenzylinder in der zweiten Reihe der reversierten Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung und des

    Leitens der Bahn von der reversierten Trockengruppe mit Einzelsiebabstützung in eine Trockengruppe mit Doppelsiebabstützung, die eine erste und eine zweite Reihe von Trockenzylindern, ein erstes Trockensieb (94) zum Transportieren der Bahn über die erste Reihe von Trockenzylindern und ein zweites Trockensieb (116) zum Transportieren der Bahn über die zweite Reihe von Trockenzylindern einschließt.
Es folgen 14 Blatt Zeichnungen






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