專利名稱：造紙機(jī)中的壓榨段和滲透性帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造紙機(jī)，更具體地，涉及用于造紙機(jī)中的帶式壓榨機(jī)(beltpress)中的滲透性帶(permeable belt)。
背景技術(shù)：
在濕壓操作中，纖維幅紙頁(yè)(fibrous web sheet)在壓區(qū)(press nip)壓榨至水壓驅(qū)動(dòng)水流出纖維幅的程度。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，常規(guī)的濕壓法是低效的，表現(xiàn)在只有一部分輥周部分用于處理紙幅。為了克服該限制，已經(jīng)進(jìn)行了一些嘗試，使實(shí)心不可滲透帶適合于壓榨紙幅的寬壓區(qū)壓榨并使紙幅脫水。該方法存在的問(wèn)題是不可滲透帶阻止干燥流體的流動(dòng)，所述干燥流體例如是通過(guò)紙幅的空氣。寬壓區(qū)壓榨(ENP)帶在整個(gè)造紙工業(yè)中用作增加在壓區(qū)中的實(shí)際壓榨停留時(shí)間的方法。靴式壓榨機(jī)(shoe press)是通過(guò)設(shè)置固定塊(stationary shoe)而為ENP帶提供具有在整個(gè)帶上施加壓力的能力的裝置，所述固定塊被構(gòu)造成被壓榨的硬表面例如實(shí)心壓輥的曲率。通過(guò)這種方式，對(duì)于薄頁(yè)紙，壓區(qū)可以延伸120mm，對(duì)于平板紙(flap papers)，可以延伸達(dá)250mm，超過(guò)壓輥本身之間的接觸限制。在靴式壓榨機(jī)上，ENP帶用作輥套。使用噴油器(oil shower)潤(rùn)滑該撓性帶的內(nèi)部從而防止摩擦損害。該帶和靴式壓榨機(jī)是非滲透性元件，纖維幅的脫水幾乎僅僅是通過(guò)對(duì)它們的機(jī)械壓榨而實(shí)現(xiàn)的。
WO 03/062528(其公開內(nèi)容通過(guò)引用全部明確地并入本文)，例如，公開了制造三維表面結(jié)構(gòu)的紙幅的方法，其中紙幅具有改進(jìn)的紙張厚度和吸水性。該文獻(xiàn)討論了使用特別設(shè)計(jì)的高級(jí)脫水系統(tǒng)改進(jìn)脫水的需要。該系統(tǒng)使用帶式壓榨機(jī)，其在脫水期間向結(jié)構(gòu)化織物的背面施加負(fù)荷。該帶和結(jié)構(gòu)化織物是滲透性的。該帶可以是螺旋縫合織物(spiral link fabric)且可以是滲透性ENP帶，從而同時(shí)促進(jìn)真空和壓榨脫水。壓區(qū)可以延伸出靴式壓榨機(jī)裝置。但是，具有ENP帶的該系統(tǒng)的缺點(diǎn)例如是有限的開口區(qū)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，已知使用通風(fēng)干燥方法(TAD)來(lái)干燥紙幅，特別是薄頁(yè)紙幅。然而，龐大的TAD烘缸和復(fù)雜的空氣供應(yīng)和加熱系統(tǒng)是必需的。在將紙幅轉(zhuǎn)移到揚(yáng)克式烘缸(Yankee Cylinder)之前，該系統(tǒng)需要高昂的操作費(fèi)用以實(shí)現(xiàn)紙幅的必要干燥度，所述干燥烘缸將紙幅干燥至最終干燥度約97％。在烘缸表面，借助起皺刮刀(creping doctor)產(chǎn)生褶皺。
TAD系統(tǒng)的機(jī)械是非常昂貴的，成本是常規(guī)薄頁(yè)紙?jiān)旒垯C(jī)的大致兩倍。而且，操作成本高，因?yàn)榫透稍镄识?，使用TAD方法需要將紙幅干燥至比使用通風(fēng)系統(tǒng)更高的干燥水平。其原因是在低干燥水平下TAD系統(tǒng)生產(chǎn)的不良CD濕度分布(moisture profile)。在高達(dá)60％的高干燥水平下，CD濕度分布才是可接受的。在大于30％時(shí)，借助烘缸的烘缸罩的穿透干燥(impingement drying)的效率更高。
常規(guī)薄頁(yè)紙生產(chǎn)方法的最大紙幅品質(zhì)如下生產(chǎn)的薄頁(yè)紙紙幅的松密度小于9cm3/g。生產(chǎn)的薄頁(yè)紙紙幅的保水性能(使用籃式法測(cè)量)小于9(gH2O/g纖維)。
但是，TAD系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)導(dǎo)致紙幅品質(zhì)更高，特別是具有高的松密度和保水性能。
本領(lǐng)域需要的是提供對(duì)連續(xù)紙幅的增強(qiáng)脫水的帶。

發(fā)明內(nèi)容
并非依賴于用于壓榨的機(jī)械塊，本發(fā)明允許使用滲透性帶作為壓榨元件(pressing element。帶被吸水輥拉緊從而形成帶式壓榨機(jī)。這允許寬壓區(qū)更長(zhǎng)，例如比壓榨塊約長(zhǎng)10倍且比常規(guī)壓榨機(jī)約長(zhǎng)20倍，這導(dǎo)致峰值壓力非常低，即，1巴而不是常規(guī)壓榨機(jī)的30巴和靴式壓榨機(jī)的15巴，這些都是用于薄頁(yè)紙的。其還具有允許空氣流經(jīng)紙幅和進(jìn)入壓區(qū)本身的優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)于常見的靴式壓榨機(jī)或常規(guī)壓榨機(jī)例如作用于實(shí)心揚(yáng)克式烘缸的吸水壓榨輥卻不是這樣。優(yōu)選的滲透性帶是螺旋縫合織物。
真空脫水受到限制(在TAD織物上為約25％固含量，在脫水織物上為30％)，以該構(gòu)思實(shí)現(xiàn)35％或更大固含量同時(shí)保持TAD品質(zhì)等的秘訣是使用由滲透性帶形成的很長(zhǎng)的壓區(qū)。其可以比靴式壓榨機(jī)長(zhǎng)10倍且比常規(guī)壓榨機(jī)長(zhǎng)20倍。檢拾壓力(pick pressure)還應(yīng)當(dāng)非常低，即，比靴式壓榨機(jī)低約20倍且比常規(guī)壓榨機(jī)低40倍。提供流經(jīng)壓區(qū)的氣流也是重要的。由于本發(fā)明的裝置使用與流經(jīng)壓區(qū)的氣流組合的非常長(zhǎng)的壓區(qū)，因此其效率很高。本發(fā)明的裝置優(yōu)于靴式壓榨機(jī)裝置或使用作用于揚(yáng)克式烘缸的吸水壓榨輥的裝置，其中在后者裝置中沒有氣流流經(jīng)壓區(qū)?？梢栽谟操|(zhì)結(jié)構(gòu)化織物(例如TAD織物)和軟且厚的彈性脫水織物上方壓榨滲透性帶，同時(shí)在其間設(shè)置紙頁(yè)(sheet)?？椢锏倪@種夾芯布置是重要的。本發(fā)明還利用了以下事實(shí)大量纖維仍然受到結(jié)構(gòu)化織物體(谷(valley))的保護(hù)，且結(jié)構(gòu)化織物(谷)的突出點(diǎn)之間只發(fā)生輕微的壓榨。這些谷不是很深，從而避免紙頁(yè)纖維塑性變形并避免不利地影響紙頁(yè)的品質(zhì)；但是也不是很淺，從而接受從纖維體流出的過(guò)量的水。當(dāng)然，這取決于脫水織物的柔軟性、可壓縮性和彈性。
本發(fā)明還提供特別設(shè)計(jì)的滲透性ENP帶，其可以用在高級(jí)脫水系統(tǒng)的帶式壓榨機(jī)(belt press)上或者用在于結(jié)構(gòu)化織物上形成紙幅的裝置中。該滲透性ENP帶還可以用在無(wú)壓榨/低壓榨Tissue Flex方法中。
本發(fā)明還提供高強(qiáng)度滲透性壓榨帶，在該帶的側(cè)面具有開口區(qū)和接觸區(qū)。
本發(fā)明的一種形式包括帶式壓榨機(jī)，其包括具有外表面的輥和具有與輥的外表面的一部分壓榨接觸的側(cè)面的滲透性帶。向滲透性帶上施加的張力為至少約30KN/m。滲透性帶側(cè)面的開口區(qū)為至少約25％，接觸區(qū)為至少約10％，優(yōu)選至少25％，最優(yōu)選開口區(qū)為約50％且接觸區(qū)為約50％，其中開口區(qū)包括被開孔和凹槽環(huán)繞的全部區(qū)域(即，未被設(shè)計(jì)成將紙幅壓榨至與接觸區(qū)相同程度的表面的部分)且其中接觸區(qū)被帶表面的底面區(qū)域(landarea)(即，開孔和/或凹槽之間的帶表面的全部區(qū)域)限定。借助ENP帶，不可能使用50％開口區(qū)和50％接觸區(qū)。另一方面，借助例如縫合織物是可能的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于允許大量氣流流經(jīng)以到達(dá)纖維幅，從而借助真空特別是在壓榨操作中除去水。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于能夠在滲透性帶上施加相當(dāng)大的張力。
再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于滲透性帶沿其一側(cè)具有與接觸區(qū)相鄰的相當(dāng)大的開口區(qū)。
與標(biāo)準(zhǔn)的靴式壓榨機(jī)相比，本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于滲透性帶能夠在特別長(zhǎng)的壓區(qū)(nip)施加線性壓力(line force)，由此保證非常長(zhǎng)的停留時(shí)間，在該時(shí)間內(nèi)對(duì)紙幅施加壓力。
本發(fā)明還提供用于造紙機(jī)的帶式壓榨機(jī)，其中該帶式壓榨機(jī)包括包含外表面的輥。滲透性帶包括第一面且被引導(dǎo)越過(guò)輥的外表面的一部分。滲透性帶的張力為至少約30KN/m。第一面的開口區(qū)為至少約25％，接觸區(qū)為至少約10％，優(yōu)選至少約25％。
第一面可以朝向外表面，滲透性帶可以對(duì)輥施加壓力。滲透性帶可以包括通孔(through openings)。滲透性帶可以包括排列成通常規(guī)則的對(duì)稱圖案(pattern)的通孔。滲透性帶可以包括大致平行的數(shù)排通孔，由此各排通孔沿機(jī)器方向取向。滲透性帶可對(duì)輥施加約30KPa至約300KPa的壓力(約0.3巴至約1.5巴，優(yōu)選0.07巴至約1巴)。滲透性帶可以包括通孔和多個(gè)凹槽，每個(gè)凹槽與不同的通孔組交叉。第一面可以面對(duì)外表面，滲透性帶可對(duì)輥施加壓力。所述多個(gè)凹槽可以排列在第一面上。所述多個(gè)凹槽中的每一個(gè)可以具有寬度，每個(gè)通孔可以具有直徑，其中其直徑大于寬度。
帶的張力大于約30KN/m，優(yōu)選大于30KN/m。輥可以包括真空輥。輥可以包括具有內(nèi)部圓周部分的真空輥。真空輥可以包括至少一個(gè)設(shè)置在所述內(nèi)部圓周部分內(nèi)的真空區(qū)。輥可以包括具有吸水區(qū)的真空輥。吸水區(qū)可以包括約200mm至約2,500mm的圓周長(zhǎng)度。圓周長(zhǎng)度可以是約800mm至約1,800mm。圓周長(zhǎng)度可以是約1,200mm至約1,600mm。滲透性帶可以包括聚氨酯寬壓區(qū)壓榨帶和螺旋縫合織物(spiral link fabric)中的至少一個(gè)。滲透性帶可以包括聚氨酯寬壓區(qū)壓榨帶，其包括嵌入所述帶中的多根增強(qiáng)紗線。多根增強(qiáng)紗線可以包括多個(gè)機(jī)器方向紗線和多根橫向紗線。滲透性帶可以包括聚氨酯寬壓區(qū)壓榨帶，其包括嵌入所述帶中的多根增強(qiáng)紗線，所述多根增強(qiáng)紗線以螺旋鏈方式編織。滲透性帶可以包括螺旋縫合織物(這重要地產(chǎn)生好的結(jié)果)或兩個(gè)或多個(gè)螺線縫合織物。
帶式壓榨機(jī)可以進(jìn)一步包括在滲透性帶和輥之間運(yùn)行的第一織物和第二織物。第一織物具有第一面和第二面。第一織物的第一面至少部分接觸輥的外表面。第一織物的第二面至少部分接觸纖維幅的第一面。第二織物具有第一面和第二面。第二織物的第一面至少部分接觸滲透性帶的第一面。第二織物的第二面至少部分接觸纖維幅的第二面。還可以在第一織物頂部設(shè)置第二滲透性帶。
第一織物可以包括滲透性脫水帶。第二織物可以包括結(jié)構(gòu)化織物。纖維幅可以包括薄頁(yè)紙紙幅或衛(wèi)生紙幅。本發(fā)明還提供纖維材料干燥裝置，其包括被引導(dǎo)越過(guò)輥的無(wú)端循環(huán)的滲透性寬壓區(qū)壓榨(ENP)帶。ENP帶受到至少約30KN/m的張力。ENP帶包括開口區(qū)為至少約25％，接觸區(qū)為至少約10％，優(yōu)選至少約25％的側(cè)面。
本發(fā)明還提供滲透性寬壓區(qū)壓榨(ENP)帶，其能夠承受至少約30KN/m的張力，其中滲透性ENP帶包括至少一個(gè)側(cè)面，該側(cè)面包括至少約25％的開口區(qū)和至少約10％，優(yōu)選至少約25％的接觸區(qū)。
開口區(qū)可以由通孔限定，接觸區(qū)由平面限定。開口區(qū)可以由通孔限定，接觸區(qū)由沒有開孔、凹陷或凹槽的平面限定。開口區(qū)可以由通孔和凹槽限定，接觸區(qū)由沒有開孔、凹陷或凹槽的平面限定。開口區(qū)可以是約30％至約85％，接觸區(qū)可以是約15％至約70％。優(yōu)選地，開口區(qū)可以是約45％至約85％，接觸區(qū)可以是約15％至約55％。最優(yōu)選地，開口區(qū)可以是約50％至約65％，接觸區(qū)可以是約35％至約50％。滲透性ENP帶可以包括螺旋縫合織物。滲透性ENP帶可以包括以大致對(duì)稱的圖案排列的通孔。滲透性ENP帶可以包括以相對(duì)于機(jī)器方向大致平行的數(shù)排排列的通孔。滲透性ENP帶可以包括無(wú)端循環(huán)帶。
滲透性ENP帶可以包括通孔，且滲透性ENP帶的至少一側(cè)可以包括多個(gè)凹槽，所述多個(gè)凹槽中的每一個(gè)與不同的通孔組交叉。所述多個(gè)凹槽中的每一個(gè)可以具有寬度，每個(gè)通孔可以具有直徑，其中其直徑大于寬度。所述多個(gè)凹槽中的每一個(gè)延伸進(jìn)入滲透性ENP帶中，進(jìn)入量小于滲透性帶的厚度。
張力可以大于約30KN/m，且優(yōu)選大于約50KN/m，或大于約60KN/m，或大于約80KN/m。滲透性ENP帶可以包括撓性增強(qiáng)聚氨酯元件。滲透性ENP帶可以包括撓性螺旋縫合織物。滲透性ENP帶可以包括撓性聚氨酯元件，其中嵌入有多根增強(qiáng)紗線。多根增強(qiáng)紗線可以包括多根機(jī)器方向紗線和多根橫向紗線。滲透性ENP帶可以包括撓性聚氨酯材料和嵌入其中的多根增強(qiáng)紗線，所述多根增強(qiáng)紗線以螺旋連接方式編織。
本發(fā)明還提供在造紙機(jī)中壓榨纖維幅的方法，其中該方法包括借助一部分滲透性帶對(duì)纖維幅的接觸區(qū)施加壓力，其中接觸區(qū)為所述部分面積的至少約10％，優(yōu)選至少約25％，且使流體流經(jīng)所述滲透性帶的開口區(qū)并流經(jīng)纖維幅，其中所述開口區(qū)為所述部分的至少約25％，其中在加壓和流動(dòng)期間，所述滲透性帶的張力為至少約30KN/m。
纖維幅的接觸區(qū)可以包括與纖維幅的非接觸區(qū)相比更多地受到所述部分壓榨的區(qū)域。一部分滲透性帶可以包括沒有開孔、凹陷或凹槽的大致平坦的平面，且其被引導(dǎo)通過(guò)輥。流體可以包括空氣。滲透性帶的開口區(qū)可以包括通孔和凹槽。張力可以大于約50KN/m。
所述方法進(jìn)一步包括沿機(jī)器方向旋轉(zhuǎn)輥，其中所述滲透性帶與所述輥協(xié)同移動(dòng)且被引導(dǎo)越過(guò)所述輥或者被所述輥引導(dǎo)。滲透性帶可以包括多個(gè)凹槽和通孔，所述多個(gè)凹槽的每一個(gè)被設(shè)置在滲透性帶的側(cè)面且與不同的通孔組交叉。加壓和流動(dòng)可以持續(xù)一定停留時(shí)間，所述停留時(shí)間足以產(chǎn)生約25％至約55％的纖維幅固含量。優(yōu)選地，固含量可以為大于約30％，最優(yōu)選大于約40％?？梢垣@得這些固含量，無(wú)論是在帶式壓榨機(jī)上使用滲透性帶還是在無(wú)壓榨/低壓榨裝置中使用滲透性帶。滲透性帶可以包括螺旋縫合織物。
本發(fā)明還提供在造紙機(jī)中壓榨纖維幅的方法，其中所述方法包括借助滲透性帶對(duì)纖維幅的第一部分施加第一壓力，且借助滲透性帶的壓榨部分對(duì)纖維幅的第二部分施加較大的第二壓力，其中第二部分的面積為第一部分的面積的至少約25％，且使空氣流經(jīng)所述滲透性帶的開口部分，其中開口部分的面積為施加第一和第二壓力的滲透性帶的壓榨部分的至少約25％，其中在加壓和流動(dòng)期間，所述滲透性帶的張力為至少約30KN/m。
張力可以大于約50KN/m，或者可以大于約60KN/m，或者可以大于約80KN/m。所述方法可以進(jìn)一步包括沿機(jī)器方向旋轉(zhuǎn)輥，其中所述滲透性帶與所述輥協(xié)同運(yùn)動(dòng)。開口部分的面積可以是至少約50％。開口部分的面積可以是至少約70％。較大的第二壓力可以是約30KPa至約150KPa。流動(dòng)和加壓可以基本上同時(shí)進(jìn)行。
該方法可以進(jìn)一步包括使空氣流經(jīng)纖維幅達(dá)一定停留時(shí)間，所述停留時(shí)間足以產(chǎn)生約25％至約55％的纖維幅固含量。停留時(shí)間可以等于或大于約40ms，優(yōu)選等于或大于約50ms。氣體流量可以為約150m3/min每米機(jī)器寬度。
本發(fā)明還提供在帶式壓榨機(jī)中干燥纖維幅的方法，所述帶式壓榨機(jī)包括輥和包含通孔的滲透性帶，其中通孔的面積為滲透性帶的壓榨部分的面積的至少約25％，且其中滲透性帶受到的張力為至少約30KN/m，其中該方法包括引導(dǎo)滲透性帶的至少壓榨部分越過(guò)輥，使纖維幅在輥和滲透性帶的壓榨部分之間運(yùn)動(dòng)，使纖維幅的至少約25％受到與通孔相鄰的部分滲透性帶產(chǎn)生的壓力，且使流體流經(jīng)滲透性帶的通孔和纖維幅。
本發(fā)明還提供在帶式壓榨機(jī)中干燥纖維幅的方法，所述帶式壓榨機(jī)包括輥和包含通孔和凹槽的滲透性帶，其中通孔的面積為滲透性帶的壓榨部分的面積的至少約25％，且其中滲透性帶受到的張力為至少約30KN/m，其中該方法包括引導(dǎo)滲透性帶的至少壓榨部分越過(guò)輥，使纖維幅在輥和滲透性帶的壓榨部分之間運(yùn)動(dòng)，使纖維幅的至少約10％，優(yōu)選至少約25％受到與通孔和凹槽相鄰的部分滲透性帶產(chǎn)生的壓力，且使流體流經(jīng)滲透性帶的通孔和凹槽以及纖維幅。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供更有效的脫水方法，優(yōu)選用于薄頁(yè)紙生產(chǎn)方法，其中紙幅獲得高達(dá)約40％的干燥度。本發(fā)明的方法的機(jī)械和操作成本低，且提供與TAD方法相同的紙幅質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明所生產(chǎn)的薄頁(yè)紙紙幅的松密度大于約10cm3/g，高達(dá)約14至約16cm3/g。根據(jù)本發(fā)明所生產(chǎn)的薄頁(yè)紙幅的保水性能(通過(guò)籃式法測(cè)量)大于約10(g H2O/g纖維)，高達(dá)約14(g H2O/g纖維)至16(g H2O/g纖維)。
本發(fā)明提供用于定量小于約42g/m2的紙幅(優(yōu)選用于薄頁(yè)紙級(jí)別)的新的脫水方法。本發(fā)明還提供使用該方法的裝置，還提供具有用于該方法的關(guān)鍵功能的元件。
本發(fā)明的主要方面是壓榨系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)上層(或第一)織物、至少一個(gè)下層(或第二)織物和布置在其間的紙幅的組件。壓力產(chǎn)生元件的第一表面接觸至少一個(gè)上層織物。支撐結(jié)構(gòu)的第二表面接觸至少一個(gè)下層織物且是滲透性的。在第一和第二表面之間設(shè)置差壓場(chǎng)，其對(duì)至少一個(gè)上層織物、至少一個(gè)下層織物和布置在其間的紙幅的組件施加作用，從而在該組件上且因此在紙幅上產(chǎn)生機(jī)械壓力。該機(jī)械壓力在紙幅中產(chǎn)生預(yù)定的水壓，由此排出所含的水。上層織物比下層織物的粗糙度和/或可壓縮性更高。在從至少一個(gè)上層織物到至少一個(gè)下層織物的方向上引起氣流，流經(jīng)至少一個(gè)上層織物、至少一個(gè)下層織物和布置在其間的紙幅的組件。
還提供了不同可能的模式和附加特征。例如，上層織物可以是滲透性的，和/或所謂的″結(jié)構(gòu)化織物”。借助非限制性實(shí)例，上層織物可以是例如TAD織物、膜、或包括滲透性底基織物(base fabric)和與其連接的格柵(latticegrid)的織物，且所述織物由聚合物例如聚氨酯制成?？椢锏母駯艂?cè)可以與吸水輥接觸，同時(shí)相對(duì)側(cè)接觸紙幅。格柵還可以以相對(duì)于機(jī)器方向紗線和橫向紗線的任何角度取向。底基織物是滲透性的，格柵可以是防再濕層。格柵也可以由復(fù)合材料，例如彈性體材料制成。格柵本身可以包括機(jī)器方向紗線，其中復(fù)合材料圍繞這些紗線形成。借助上述類型的織物，可以形成或產(chǎn)生獨(dú)立于機(jī)織圖案的表面結(jié)構(gòu)。至少對(duì)于薄頁(yè)紙，重要的考慮是提供與紙頁(yè)接觸的軟層。
上層織物可以將紙幅傳送至壓榨系統(tǒng)或者從壓榨系統(tǒng)傳送紙幅。紙幅可以處于上層織物的三維結(jié)構(gòu)中，因此它不是平面的而是具有三維結(jié)構(gòu)，其形成高松厚紙幅。下層織物也是滲透性的。下層織物的設(shè)計(jì)使其能夠儲(chǔ)水。下層織物還具有光滑表面。下層織物優(yōu)選是具有絮狀層的毛毯(felt)。下層織物的絮狀纖維的直徑等于或小于約11分特，優(yōu)選等于或小于約4.2分特，更優(yōu)選等于或小于約3.3分特。絮狀纖維也可以是纖維的共混物。下層織物還可以含有矢量層，其含有約67分特的纖維，該織物還可以含有更粗的(even courser)纖維，其具有例如約100分特、約140分特或甚至更高的分特?cái)?shù)。這對(duì)于良好的吸水性是重要的。下層織物的絮狀層和/或下層織物本身的濕潤(rùn)表面可以等于或大于約35m2/m2毛毯面積，且可以優(yōu)選等于或大于約65m2/m2毛毯面積，最優(yōu)選等于或大于約100m2/m2毛毯面積。下層織物的比表面應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥诩s0.04m2/g毛毯重量，優(yōu)選等于或大于約0.065m2/g毛毯重量，最優(yōu)選等于或大于約0.075m2/g毛毯重量。這對(duì)于良好的吸水性是重要的。動(dòng)態(tài)剛性K*[N/mm]作為可壓縮性的值在小于或等于100,000N/mm時(shí)是可接受的，優(yōu)選的可壓縮性小于或等于90,000N/mm，最優(yōu)選可壓縮性小于或等于70,000N/mm。應(yīng)當(dāng)考慮下層織物的可壓縮性(由壓力引起的厚度變化，mm/N)。為了使紙幅有效脫水至高的干燥水平，這是重要的。硬表面不壓榨上層織物的結(jié)構(gòu)化表面的突出點(diǎn)之間的紙幅。另一方面，不應(yīng)當(dāng)將毛毯壓入三維結(jié)構(gòu)太深，從而避免喪失松厚性和品質(zhì)，例如保水性能。
上層織物的可壓縮性(由壓力引起的厚度變化，mm/N)低于下層織物。動(dòng)態(tài)剛性K*[N/mm]作為上層織物的可壓縮性的值可以大于或等于3,000N/mm且低于下層織物。這對(duì)于保持紙幅的三維結(jié)構(gòu)，即確保上層帶是剛性結(jié)構(gòu)是重要的。
應(yīng)當(dāng)考慮下層織物的彈性。可壓縮性的動(dòng)態(tài)模量G*[N/mm2]作為下層織物的彈性值在大于或等于0.5N/mm2時(shí)是可接受的，優(yōu)選彈性大于或等于2N/mm2，最優(yōu)選彈性大于或等于4N/mm2。下層織物的密度應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥诩s0.4g/cm3，優(yōu)選等于或大于約0.5g/cm3，理想地為等于或大于約0.53g/cm3。當(dāng)紙幅速率大于約1200m/min時(shí)這是有利的。毛毯體積的減小使得水容易被氣流排出毛毯，即，使水流經(jīng)毛毯。因此，脫水作用很小。下層織物的滲透性可以低于約80cfm，優(yōu)選低于約40cfm，理想地等于或低于約25cfm。滲透性減小使得水容易被氣流排出毛毯，即，使水流經(jīng)毛毯。結(jié)果，再濕潤(rùn)作用很小。但是，滲透性太高則會(huì)由于過(guò)于開口的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致空氣流速過(guò)高，對(duì)于給定的真空泵而言真空度越小，毛毯的脫水效果越差。
支撐結(jié)構(gòu)的第二表面可以是平坦的(flat)和/或平面的。關(guān)于這一點(diǎn)，支撐結(jié)構(gòu)的第二表面可以由平坦的吸水箱形成。支撐結(jié)構(gòu)的第二表面優(yōu)選是彎曲的。例如，支撐結(jié)構(gòu)的第二表面可以在吸水輥或圓筒(cylinder)上形成或者越過(guò)吸水輥或圓筒，吸水輥或圓筒的直徑例如是約1m或更大或者約1.2m或更大。例如，對(duì)于200英寸寬的制造機(jī)器而言，直徑可以為約1.5m或更大。吸水設(shè)備或圓筒可以包括至少一個(gè)吸水區(qū)。其也可以包括兩個(gè)吸水區(qū)。吸水圓筒還可以包括具有至少一個(gè)吸水弧的至少一個(gè)吸水箱。至少一個(gè)機(jī)械壓力區(qū)可以由至少一個(gè)壓力場(chǎng)形成(即借助帶的張力)或例如借助壓榨元件經(jīng)由第一表面形成。第一表面可以是不可滲透帶，但是開口表面朝向第一織物，例如有槽的或盲鉆的且有槽開口表面，使得空氣能夠從外部流入吸水弧。第一表面可以是滲透性帶。所述帶可以具有至少約25％，優(yōu)選大于約35％，最優(yōu)選大于約50％的開口區(qū)。帶可以具有至少約10％，至少約25％，優(yōu)選高達(dá)約50％的接觸區(qū)，從而具有良好的壓榨接觸。
而且，壓力場(chǎng)可以由壓力元件例如靴式壓榨機(jī)或輥式壓榨機(jī)產(chǎn)生。這具有以下優(yōu)點(diǎn)如果不需要非常高松厚性的紙幅，則通過(guò)小心調(diào)節(jié)機(jī)械壓力載荷，該選擇可以用于增加干燥度并因此增大產(chǎn)量至所需值。由于第二織物較為柔軟，紙幅在三維結(jié)構(gòu)的突起點(diǎn)(谷)之間至少部分地受到壓榨。優(yōu)選在吸水區(qū)之前(無(wú)再濕)，之后或之間布置額外壓力場(chǎng)。將上層滲透性帶設(shè)計(jì)成能夠耐大于約30KN/m，優(yōu)選約50KN/m或更高，例如約80KN/m的高張力。通過(guò)利用該張力，產(chǎn)生的壓力大于約0.3巴，優(yōu)選約1巴或更高，可以是例如約1.5巴。根據(jù)公知的公式p＝S/R，壓力“P”取決于張力″S″和吸水輥的半徑“R”。從公式可以看出，輥的直徑越大，需要達(dá)到所需壓力的張力越大。上層帶也可以是不銹鋼和/或金屬帶和/或聚合物帶。滲透性上層帶可以由增強(qiáng)塑料或合成材料制成。其也可以是螺旋縫合織物。優(yōu)選地，所述帶可以被驅(qū)動(dòng)以避免第一和第二織物和紙幅之間的剪切力。吸水輥也可以被驅(qū)動(dòng)。這些元件都可以被獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。
第一表面可以是被提供壓力載荷的穿孔塊支撐的滲透性帶。
氣流可以由非機(jī)械壓力場(chǎng)單獨(dú)或組合如下形成使用吸水輥的吸水箱中的負(fù)壓或者使用平坦的吸水箱，或者使用例如烘缸罩的壓力產(chǎn)生元件的第一表面上的過(guò)壓，所述壓力產(chǎn)生元件中供應(yīng)有空氣，例如約50℃至約180℃的熱空氣，優(yōu)選約120℃至約150℃，還優(yōu)選蒸汽。如果離開流漿箱的紙漿溫度小于約35℃，則這樣的高溫是特別重要和優(yōu)選的。這是不進(jìn)行漿料精磨或進(jìn)行低程度的漿料精磨的生產(chǎn)方法的情況。當(dāng)然，可以組合上述所有或部分特征。
烘缸罩中的壓力可以小于約0.2巴，優(yōu)選小于約0.1巴，最優(yōu)選小于約0.05巴。向烘缸罩供應(yīng)的空氣流的流速可以小于或優(yōu)選等于借助真空泵從吸水輥吸水的速率。所需的空氣流流速為每米機(jī)器寬度約140m3/min。在大氣壓下，供應(yīng)給烘缸罩的空氣流的流速可以為每米機(jī)器寬度等于約500m3/min。在約25℃下，使用真空泵將其抽出吸水輥的流速可以具有約0.6巴的真空水平。
吸水輥可以被織物包裝和壓力產(chǎn)生元件例如帶部分包裹，由此第二織物具有最大的包裹弧度“a1”并最后離開弧形區(qū)。紙幅和第一織物一起第二位離開，壓力產(chǎn)生元件最先離開。壓力產(chǎn)生元件的弧度大于吸水箱的弧度。這是重要的，因?yàn)樵诘偷母稍锒认?，機(jī)械脫水比氣流脫水更有效。較小的吸水弧度“a2”應(yīng)當(dāng)足夠大以保證氣流有足夠的停留時(shí)間以達(dá)到最大干燥度。停留時(shí)間T應(yīng)當(dāng)大于約40ms，優(yōu)選大于約50ms。對(duì)于約1.2m的輥直徑和約1200m/min的機(jī)器速率而言，弧度“a2”應(yīng)當(dāng)大于約76度，優(yōu)選大于約95度。公式是a2＝[停留時(shí)間*速率*360/輥的周長(zhǎng)]。
第二織物可以被例如添加到溢流壓區(qū)噴淋器(flooded nip shower)中的蒸汽或工藝用水加熱，以改進(jìn)脫水性能。高溫使得水容易流經(jīng)毛毯。所述帶還能夠被加熱器或被烘缸罩或蒸汽箱加熱。特別是在薄頁(yè)紙?jiān)旒垯C(jī)成形器是雙網(wǎng)成形器時(shí)，TAD-織物可被加熱。這是因?yàn)椋绻龀尚纹魇切略滦纬尚纹?，則TAD織物將包裹成形輥且因此將被流漿箱注射的漿料加熱。
本文所述的方法具有許多優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)有技術(shù)的TAD方法中，需要10個(gè)真空泵來(lái)將紙幅干燥至約25％的干燥度。另一方面，使用本發(fā)明的高級(jí)脫水系統(tǒng)，只需要6個(gè)真空泵將紙幅干燥至約35％，而且，使用現(xiàn)有技術(shù)的TAD方法，必須干燥紙幅至約60％至約75％的高干燥水平，否則將會(huì)產(chǎn)生不良的水份交叉分布(moisture cross profile)。這樣，浪費(fèi)了大量能量且僅僅少量使用揚(yáng)克式烘缸/烘缸罩能力。本發(fā)明的系統(tǒng)能夠使紙幅在第一步中干燥至約30％至約40％的特定干燥水平，具有良好的水份交叉分布。在第二步中，可以使用與本發(fā)明系統(tǒng)組合的常規(guī)揚(yáng)克式烘缸/烘缸罩(穿透)干燥器將干燥度增加至高于約90％的最終干燥度。產(chǎn)生該干燥水平的一種方法可以包括借助Yankee上的烘缸罩進(jìn)行更有效的穿透干燥。
借助本發(fā)明的系統(tǒng)，不需要通風(fēng)干燥。使用本發(fā)明系統(tǒng)，采用在將紙頁(yè)從35％干燥至90％固含量的總體穿透干燥能力，生產(chǎn)與TAD機(jī)器上生產(chǎn)的相同品質(zhì)的紙。
本發(fā)明還提供用于造紙機(jī)的帶式壓榨機(jī)，其中帶式壓榨機(jī)包括具有外表面和至少一個(gè)吸水區(qū)的真空輥。滲透性帶包括第一面且被引導(dǎo)越過(guò)所述真空輥的所述外表面的一部分。滲透性帶的張力為至少約30KN/m。第一面的開口區(qū)為至少約25％，接觸區(qū)為至少約10％，優(yōu)選至少約25％。
所述至少一個(gè)吸水區(qū)的圓周長(zhǎng)度可以為約200mm至約2,500mm。圓周長(zhǎng)度可以限定約80度至約180度的弧度。圓周長(zhǎng)度可以限定約80度至約130度的弧度。至少一個(gè)吸水區(qū)可以被調(diào)整用于施加真空達(dá)等于或大于約40ms的停留時(shí)間。停留時(shí)間可以等于或大于約50ms。滲透性帶可以對(duì)所述真空輥施加壓力達(dá)等于或大于約40ms的第一停留時(shí)間。至少一個(gè)吸水區(qū)可以被調(diào)整用于施加真空達(dá)等于或大于約40ms的第二停留時(shí)間。第二停留時(shí)間可以等于或大于約50ms。第一停留時(shí)間可以等于或大于約50ms。滲透性帶可以包括至少一個(gè)螺旋縫合織物。至少一個(gè)螺旋縫合織物可以包括合成材料、塑料、增強(qiáng)塑料和/或聚合物材料。至少一個(gè)螺旋縫合織物可以包含不銹鋼。至少一個(gè)螺旋縫合織物的張力可以是約30KN/m至約80KN/m。張力可以是約35KN/m至約70KN/m。
本發(fā)明還提供用于壓榨和干燥紙幅的方法，其中該方法包括使用壓力產(chǎn)生元件壓榨至少一個(gè)第一織物和至少一個(gè)第二織物之間的紙幅，同時(shí)使流體流經(jīng)所述紙幅和至少一個(gè)第一和第二織物。
壓榨可以進(jìn)行等于或大于約40ms的停留時(shí)間。停留時(shí)間可以等于或大于約50ms。同時(shí)的運(yùn)動(dòng)可以進(jìn)行等于或大于約40ms的停留時(shí)間。停留時(shí)間可以等于或大于約50ms。壓力產(chǎn)生元件可以包括施加真空的裝置。真空可以大于約0.5巴。真空可以大于約1巴。真空可以大于約1.5巴.


參考以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式將會(huì)更加顯而易見且更加容易理解。附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的帶式壓榨機(jī)的實(shí)施方式，高級(jí)脫水系統(tǒng)的橫截面示意圖；圖2是圖1的帶式壓榨機(jī)的滲透性帶的一個(gè)側(cè)面的俯視圖；圖3是圖2的滲透性帶的相對(duì)側(cè)的視圖；圖4是圖2和3的滲透性帶的橫截面圖；圖5是圖2-4的滲透性帶的放大橫截面圖；圖5a是圖2-4的滲透性帶的放大橫截面圖，并示出任選的三角形凹槽；圖5b是圖2-4的滲透性帶的放大橫截面圖，并示出任選的半圓形凹槽；圖5c是圖2-4的滲透性帶的放大橫截面圖，并示出任選的梯形凹槽；圖6是圖3的滲透性帶沿剖面線B-B的橫截面圖；圖7是圖3的滲透性帶沿剖面線A-A的橫截面圖；圖8是圖3的滲透性帶的另一實(shí)施方式沿剖面線B-B的橫截面圖；圖9是圖3的滲透性帶的另一實(shí)施方式沿剖面線A-A的橫截面圖；圖10是本發(fā)明的滲透性帶的另一實(shí)施方式的俯視圖；圖11是圖10的滲透性帶的一部分的側(cè)視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的帶式壓榨機(jī)的實(shí)施方式的另一高級(jí)脫水系統(tǒng)的橫截面示意圖；圖13是可以用在本發(fā)明的高級(jí)脫水系統(tǒng)中的一種脫水織物的局部放大視圖；圖14是可以用在本發(fā)明的高級(jí)脫水系統(tǒng)中的另一種脫水織物的局部放大視圖；圖15是本發(fā)明的高級(jí)脫水系統(tǒng)的壓榨部分的一種實(shí)施方式的放大橫截面示意圖；圖16是本發(fā)明的高級(jí)脫水系統(tǒng)的壓榨部分的另一種實(shí)施方式的放大橫截面示意圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的帶式壓榨機(jī)的另一實(shí)施方式的又一高級(jí)脫水系統(tǒng)的橫截面示意圖；圖18是可以用在本發(fā)明的高級(jí)脫水系統(tǒng)中的任選的滲透性帶的局部側(cè)視圖；圖19是可以用在本發(fā)明的高級(jí)脫水系統(tǒng)中的另一任選的滲透性帶的局部側(cè)視圖；圖20是使用本發(fā)明的壓榨塊的帶式壓榨機(jī)的實(shí)施方式，再一高級(jí)脫水系統(tǒng)的橫截面示意圖；圖21是使用本發(fā)明的壓榨輥的帶式壓榨機(jī)的實(shí)施方式，再一高級(jí)脫水系統(tǒng)的橫截面示意圖；圖22a-b示出可以測(cè)量接觸區(qū)的一種方法；圖23a示出可以用在本發(fā)明中的Ashworth金屬帶的區(qū)域。黑色表示的金屬帶部分代表接觸區(qū)，白色表示的金屬帶部分代表非接觸區(qū)；圖23b示出可以用在本發(fā)明中的Cambridge金屬帶的區(qū)域。黑色表示的金屬帶部分代表接觸區(qū)，白色表示的金屬帶部分代表非接觸區(qū)；圖23c表示可以用在本發(fā)明中的Voith織物縫合織物的區(qū)域。黑色表示的帶部分代表接觸區(qū)，白色表示的帶部分代表非接觸區(qū)。
在這些圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件。本文給出的示例性實(shí)施方式示例一種或多種本發(fā)明可接受的或優(yōu)選的實(shí)施方式，這些示例不能解釋為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
具體實(shí)施例方式
本文示出的細(xì)節(jié)以實(shí)施例的方式給出，且僅為了示例性地討論本發(fā)明的實(shí)施方式，并為提供認(rèn)為是最有用的和容易理解本發(fā)明的原理和構(gòu)思的描述而給出。關(guān)于這一點(diǎn)，不試圖更詳細(xì)地示出本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，僅僅為了基本理解本發(fā)明，說(shuō)明書和附圖使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員知曉實(shí)踐中如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的形式。
參見附圖，特別是圖1，示出用于處理纖維幅12的高級(jí)脫水系統(tǒng)ADS。系統(tǒng)10包括織物14、吸水箱16、真空輥18、脫水織物20、帶式壓榨機(jī)組件22、烘缸罩24(其可以是熱空氣烘缸罩)、引紙(pick up)吸水箱26、真空吸水箱28、一個(gè)或多個(gè)噴淋單元30，以及一個(gè)或多個(gè)白水回收裝置(save-all)32。纖維材料幅12通常從右側(cè)進(jìn)入系統(tǒng)10，如圖1所示。纖維幅12是預(yù)先成型的紙幅(即，由未示出的裝置預(yù)先形成)，其被放置在織物14上。從圖1可以明顯看出，吸水設(shè)備16提供對(duì)紙幅12一側(cè)的吸水，同時(shí)吸水輥18提供對(duì)紙幅12相對(duì)側(cè)的吸水。
纖維幅12在機(jī)器方向M上被織物14移動(dòng)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向輥并通過(guò)吸水箱16。在真空箱16中，從紙幅12中除去足夠的水份，以達(dá)到在運(yùn)行的通?；驑?biāo)稱20克/米(gsm)紙幅上約15％至約25％的固含量。真空箱16中的真空水平為約-0.2至約-0.8巴，優(yōu)選在約-0.4至約-0.6巴下操作。
當(dāng)纖維幅12沿機(jī)器方向M運(yùn)行時(shí)，其接觸脫水織物20。脫水織物20可以是無(wú)端循環(huán)帶，其被多個(gè)導(dǎo)向輥引導(dǎo)且還被引導(dǎo)圍繞吸水輥18。脫水帶20可以是所示類型的脫水織物，如圖13或14所示。脫水織物20還可優(yōu)選是毛毯。然后紙幅12朝向織物14和脫水織物20之間的真空輥18運(yùn)行。真空輥18沿機(jī)器方向M旋轉(zhuǎn)，且在約-0.2至約-0.8巴的真空水平下操作，優(yōu)選在至少約-0.4巴下操作，最優(yōu)選在至少約-0.6巴下操作。借助非限制性實(shí)例，輥18的真空輥外殼的厚度可以是約25mm至約75mm。通過(guò)吸水區(qū)Z中的紙幅12的平均氣流速率可以是約150m3/min每米機(jī)器寬度?？椢?4、紙幅12和脫水織物20被引導(dǎo)通過(guò)由真空輥18和滲透性帶34形成的帶式壓榨機(jī)22。如圖1所示，滲透性帶34是單根無(wú)端循環(huán)帶，其被多個(gè)導(dǎo)向輥引導(dǎo)，且被壓向真空輥18，從而形成帶式壓榨機(jī)22。
上層織物14將紙幅12輸送至壓榨系統(tǒng)和離開壓榨系統(tǒng)22。紙幅12位于上層織物14的三維結(jié)構(gòu)中，因此其不是平坦的，而是還具有三維結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生高松厚紙幅。下層織物20也是滲透性的。使下層織物20的設(shè)計(jì)能夠儲(chǔ)水。下層織物20也具有光滑表面。下層織物20優(yōu)選是具有絮狀層的毛毯。下層織物20的絮狀纖維的直徑等于或小于約11分特，優(yōu)選等于或小于約4.2分特，，更優(yōu)選等于或小于約3.3分特。絮狀纖維也可以是纖維的共混物。下層織物20也可以含有矢量層，其含有約67分特的纖維，且可以含有更粗的纖維(courser fiber)，例如具有約100分特，約140分特或甚至更高的分特?cái)?shù)。這對(duì)于良好的吸水性而言是重要的。下層織物20的絮狀層和/或下層織物本身的濕潤(rùn)表面可以等于或大于約35m2/m2毛毯面積，優(yōu)選等于或大于約65m2/m2毛毯面積，最優(yōu)選等于或大于約100m2/m2毛毯面積。下層織物20的比表面應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥诩s0.04m2/g毛毯重量，優(yōu)選等于或大于約0.065m2/g毛毯重量，最優(yōu)選等于或大于約0.075m2/g毛毯重量。這對(duì)于良好的吸水性而言是重要的。動(dòng)態(tài)剛性K*[N/mm]作為可壓縮性的值在小于或等于100,000N/mm時(shí)是可接受的，優(yōu)選的可壓縮性小于或等于90,000N/mm，最優(yōu)選可壓縮性小于或等于70,000N/mm。應(yīng)當(dāng)考慮下層織物20的可壓縮性(由壓力引起的厚度變化，mm/N)。為了使紙幅有效脫水至高的干燥水平，這也是重要的。硬表面不應(yīng)當(dāng)壓榨上層織物的結(jié)構(gòu)化表面的突出點(diǎn)之間的紙幅12。另一方面，不應(yīng)當(dāng)將毛毯壓入三維結(jié)構(gòu)太深，從而避免喪失松厚性和品質(zhì)，例如保水性能。
真空區(qū)Z的圓周長(zhǎng)度可以是約200mm至約2500mm，優(yōu)選約800mm至約1800mm，更優(yōu)選約1200mm至約1600mm。離開真空輥18的紙幅12中的固含量將在約25％至約55％之間變化，取決于真空壓力和滲透性帶上的張力以及真空區(qū)Z的長(zhǎng)度和紙幅12在真空區(qū)Z中的停留時(shí)間。真空區(qū)Z中的紙幅12的停留時(shí)間足以導(dǎo)致固含量為約25％至約55％。
參見圖2-5，示出帶式壓榨機(jī)22的滲透性帶34的一個(gè)實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。帶34包括多個(gè)通孔36。通孔36以穿孔圖案38設(shè)置，圖2示出它的一個(gè)非限制性實(shí)例。如圖3-5所示，帶34包括設(shè)置在帶34一側(cè)(即，帶34的外側(cè)或接觸織物14的側(cè)面)上的凹槽40。滲透性帶34被傳送從而與織物14的上表面嚙合，由此用于將織物14壓向帶式壓榨機(jī)22中的紙幅12。這又導(dǎo)致紙幅12被壓向織物20，其被真空輥18支撐。當(dāng)該暫時(shí)的結(jié)合或壓榨嚙合圍繞真空輥18沿機(jī)器方向M繼續(xù)時(shí)，遇到真空區(qū)Z。真空區(qū)Z接收來(lái)自烘缸罩24的氣流，這意味著空氣從烘缸罩24流出，通過(guò)滲透性帶34，通過(guò)織物14并通過(guò)干燥中的紙幅12，最后通過(guò)帶20并進(jìn)入真空區(qū)Z。這樣，從紙幅12中抽取水份并經(jīng)由織物20和真空輥18的多孔表面轉(zhuǎn)移水份。結(jié)果，紙幅12同時(shí)受到壓榨和氣流。借助真空系統(tǒng)(未示出)被抽入或?qū)胝婵蛰?8中的大部分水份被排出。但是，來(lái)自輥18表面的一些水份被一個(gè)或多個(gè)白水回收裝置10收集，所述白水回收裝置安裝在真空輥18下方。當(dāng)紙幅12離開帶式壓榨機(jī)22時(shí)，織物20與紙幅12分離，紙幅12繼續(xù)與織物14一起通過(guò)真空引紙?jiān)O(shè)備12。設(shè)備26額外地從織物14和紙幅12抽取水份從而穩(wěn)定紙幅12。
織物20運(yùn)行通過(guò)一個(gè)或多個(gè)噴淋單元30。這些單元30向織物20施加水份，從而清潔織物20。然后，織物20通過(guò)真空吸水箱28，真空吸水箱從織物20中除去水份。
織物14可以是結(jié)構(gòu)化織物14，其可以具有反映在紙幅12上的三維結(jié)構(gòu)，形成紙幅12的較厚的枕型區(qū)。結(jié)構(gòu)化織物14可以具有例如約44目，對(duì)于毛巾紙而言約30目至約50目，對(duì)于衛(wèi)生紙而言約50目至約70目。這些枕型區(qū)在帶式壓榨機(jī)22中壓榨期間受到保護(hù)，因?yàn)樗鼈兾挥诮Y(jié)構(gòu)化織物14的本體內(nèi)。如此，帶式壓榨機(jī)組件22對(duì)紙幅12施加的壓榨對(duì)紙幅或紙頁(yè)品質(zhì)不造成不良影響。同時(shí)，其增大了真空輥18的脫水速率。如果帶34用在無(wú)壓榨/低壓榨裝置中，則壓力可以通過(guò)脫水織物也稱作壓榨織物傳遞。此時(shí)，紙幅12不受結(jié)構(gòu)化織物14的保護(hù)。但是，使用帶34仍然是有利的，因?yàn)閴簠^(qū)比常規(guī)壓榨機(jī)長(zhǎng)得多，這導(dǎo)致更低的比壓力(specific pressure)和對(duì)紙幅12的更小或降低的紙頁(yè)壓實(shí)。
圖2-5所示的滲透性帶34可以由金屬、不銹鋼和/或聚合物材料(或者這些材料的組合)制成，且能夠提供約30KPa至約150KPa，優(yōu)選大于約70KPa的低壓榨水平。這樣，如果吸水輥18的直徑為約1.2米，則帶34的織物張力可以大于約30KN/m，優(yōu)選大于約50KN/m。壓榨織物14的滲透性帶34(被真空輥18間接支撐)的壓榨長(zhǎng)度可以至少等于或大于輥18的吸水區(qū)Z的圓周長(zhǎng)度。當(dāng)然，本發(fā)明還設(shè)想，滲透性帶34的接觸部分(即，被輥18引導(dǎo)或越過(guò)輥18的帶部分)可以比吸水區(qū)Z短。
如圖2-5所示，滲透性帶34具有通孔36的圖案38，其可以例如通過(guò)在其中鉆孔、激光切割或蝕刻形成或者織在其中而形成。滲透性帶34還可以基本上是單平面，即，沒有圖3-5所示的凹槽40。具有凹槽40的帶34的表面可以沿帶式壓榨機(jī)22中的滲透性帶34的運(yùn)行部分接觸織物14。每個(gè)凹槽40都與一組或一排孔36連接，從而使空氣通過(guò)并在帶34中分布。這樣，空氣沿凹槽40分布。因此，凹槽40和開孔36構(gòu)成帶34的開口區(qū)，且與接觸區(qū)(即帶34表面對(duì)織物14或紙幅12施加壓力的區(qū)域)相鄰設(shè)置。空氣經(jīng)由孔36從包含凹槽40的一側(cè)的相對(duì)側(cè)進(jìn)入滲透性帶34，然后移動(dòng)到凹槽40中并沿凹槽40流動(dòng)，且流經(jīng)織物14、紙幅12和織物20。從圖3可以看出，孔36的直徑大于凹槽40的寬度。盡管圓形孔36是優(yōu)選的，但是它們并不必須是圓形的，且可以具有執(zhí)行所需功能的任何形狀或構(gòu)型。而且，雖然圖5示出的凹槽40具有大致矩形的橫截面，但是凹槽40可以具有不同的橫截面外形，圖5a所示的三角形橫截面，圖5c所示的梯形橫截面，或者，如圖5b所示的半圓形或半橢圓形橫截面。滲透性帶34和真空輥18的組合表現(xiàn)出增加紙頁(yè)固含量至少約15％。
借助非限制性實(shí)例，圖3所示的大致平行的凹槽40的寬度可以是約2.5mm，且從外表面(即，與帶14接觸的表面)測(cè)量的凹槽40的深度可以是約2.5mm。通孔36的直徑可以是約4mm。在寬度方向上測(cè)量的凹槽40之間的距離可以是約5mm。開孔36之間的縱向距離(從中心線測(cè)量)可以是約6.5mm。開孔36、各排開孔或凹槽40之間的距離(沿寬度方向從中心線測(cè)量)可以是約7.5mm。每隔一排開孔的開孔36可以偏離約一半，從而相鄰開孔之間的縱向距離可以是同排開孔36之間的距離的一半，例如6.5mm的一半。帶34的整體寬度可以比紙張寬度寬約160mm，無(wú)端循環(huán)帶34的整體長(zhǎng)度可以為約20m。帶34的張力極限可以是例如約30KN/m至約50KN/m。
圖6-11示出可以用在圖1所示類型的帶式壓榨機(jī)22中的滲透性帶34的非限制性實(shí)施方式。圖6-9所示的帶34可以是由撓性增強(qiáng)聚氨酯42制成的寬壓區(qū)壓榨帶。其也可以是圖10和11所示類型的螺旋縫合織物48。滲透性帶34也可以是GB 2141749A所述類型的螺旋縫合織物，該專利的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。圖6-9所示的滲透性帶34還提供約30至約150KPa，優(yōu)選大于約70KPa的低壓榨水平。這使得例如直徑為1.2米的吸水輥能夠提供大于約30KN/m，優(yōu)選大于約50KN/m的織物張力，該張力還可以大于約60KN/m，且大于約80KN/m。壓榨織物14的滲透性帶34(被真空輥18間接支撐)的壓榨長(zhǎng)度可以至少等于或大于輥18的吸水區(qū)Z。當(dāng)然，本發(fā)明還設(shè)想滲透性帶34的接觸部分可以比吸水區(qū)Z短。
參考圖6和7，帶34可以具有聚氨酯基質(zhì)(matrix)42的形式，其具有滲透性結(jié)構(gòu)。滲透性結(jié)構(gòu)可以具有織造結(jié)構(gòu)的形式，具有至少部分地嵌入聚氨酯基質(zhì)42中的增強(qiáng)機(jī)器方向紗線44和橫向紗線46。帶34還包括通孔36和大致平行的縱向凹槽40，其連接如圖3-5所示實(shí)施方式中的數(shù)排開孔。
圖8和9示出帶34的另一實(shí)施方式。帶34包括聚氨酯基質(zhì)42，其具有螺旋縫合織物48形式的滲透性結(jié)構(gòu)?？p合織物48至少部分地嵌入聚氨酯基質(zhì)42?？?6延伸穿過(guò)帶34和可以至少部分地切斷部分螺旋縫合織物48。大致平行的縱向凹槽40還連接數(shù)排開孔，如上述實(shí)施方式。本說(shuō)明書中描述的螺旋縫合織物還可以由聚合物材料制成和/或優(yōu)選受到約30KN/m至80KN/m，優(yōu)選約35KN/m至約50KN/m的張力。這為不能夠承受高張力的帶提供改進(jìn)的可運(yùn)行性，與充分的紙幅脫水平衡。
借助非限制性實(shí)例并參考圖6-9所示的實(shí)施方式，圖7所示的大致平行的凹槽40的寬度可以是約2.5mm，且從外表面測(cè)量的凹槽40的深度(即，與帶14接觸的表面)可以是約2.5mm。通孔36的直徑可以是約4mm。在寬度方向上測(cè)量的凹槽40之間的距離可以是約5mm。開孔36之間的縱向距離(從中心線測(cè)量)可以是約6.5mm。開孔36，數(shù)排開孔或凹槽40之間的距離(沿寬度方向，從中心線測(cè)量)可以是約7.5mm。每隔一排開孔的開孔36可以偏離約一半，從而相鄰開孔之間的縱向距離可以是同排開孔36之間的距離的一半，例如6.5mm的一半。帶34的整體寬度可以比紙張寬度大約160mm，無(wú)端循環(huán)帶34的整體長(zhǎng)度可以為約20m。
圖10和11示出滲透性帶34的再一實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，紗線50通過(guò)使用橫向紗線52加捻大致螺旋形的織造紗線50而互連，從而形成縫合織物48。該帶的非限制性實(shí)例可以包括Ashworth金屬帶、Cambridge金屬帶和Voith織物縫合織物，如圖23a-c所示。本說(shuō)明書中描述的螺旋縫合織物還可以由聚合物材料制成和/或優(yōu)選受到約30KN/m至80KN/m，優(yōu)選約35KN/m至約50KN/m的張力。這為不能夠承受高張力的帶提供改進(jìn)的可運(yùn)行性，與充分的紙幅脫水平衡。圖23a示出可以用在本發(fā)明中的Ashworth金屬帶的區(qū)域。黑色表示的金屬帶部分代表接觸區(qū)，白色表示的金屬帶部分代表非接觸區(qū)。Ashworth帶是受到約60KN/m張力的金屬縫合帶。開口區(qū)可以為約75％至約85％。接觸區(qū)可以為約15％至約25％。圖23b示出優(yōu)選用在本發(fā)明中的Cambridge金屬帶的區(qū)域。黑色表示的金屬帶部分代表接觸區(qū)，白色表示的金屬帶部分代表非接觸區(qū)。Cambridge帶是受到約50KN/m張力的金屬縫合帶。開口區(qū)可以為約68％至約76％。接觸區(qū)可以為約24％至約32％。最后，圖23c表示最優(yōu)選用在本發(fā)明中的Voith織物縫合織物的區(qū)域。黑色表示的帶部分代表接觸區(qū)，白色表示的帶部分代表非接觸區(qū)。Voith織物帶是受到約40KN/m張力的聚合物縫合織物。開口區(qū)可以為約51％至約62％。接觸區(qū)可以為約38％至約49％。
使用前面的實(shí)施方式，圖10和11中所示的滲透性帶34能夠在至少約30KN/m至至少約50KN/m或更高的高運(yùn)行張力下運(yùn)行，且可以具有約10％或更大的表面接觸區(qū)和約15％或更大的開口區(qū)。開口區(qū)可以是約25％或更大。圖10和11所示的滲透性帶34的組成可以包括薄螺旋縫合結(jié)構(gòu)，其具有位于滲透性帶34內(nèi)的支撐層。螺旋縫合織物可以由金屬和/或不銹鋼制成。而且，滲透性帶34可以是螺旋縫合織物34，其接觸區(qū)為約15％至約55％，其開口區(qū)為約45％至約85％。更優(yōu)選地，螺旋縫合織物34的開口區(qū)可以為約50％至約65％，其接觸區(qū)可以為約35％至約50％。
下面描述使用圖1所示的高級(jí)脫水系統(tǒng)(ADS)10的方法。ADS 10使用帶式壓榨機(jī)22，從而在紙幅最初成型之后在紙幅到達(dá)帶式壓榨機(jī)22之前除去紙幅12中的水份。滲透性帶34在帶式壓榨機(jī)22中運(yùn)行，從而與織物14的表面嚙合，從而使織物14進(jìn)一步壓榨紙幅12，由此將紙幅12壓向織物20，所述織物被真空輥18支撐。帶34施加的物理壓力對(duì)紙幅12中的水施加一些水壓，使其朝向織物14和20流動(dòng)。隨著紙幅12、織物14和20的結(jié)合，帶34繼續(xù)沿機(jī)器方向M繞真空輥18繼續(xù)運(yùn)行，其進(jìn)入真空區(qū)Z，來(lái)自烘缸罩24的空氣流經(jīng)該區(qū)，流經(jīng)滲透性帶34，流經(jīng)織物14，從而干燥紙幅12。被來(lái)自紙幅12的氣流吸取的水份進(jìn)一步前進(jìn)通過(guò)織物20和真空輥18的多孔表面。在滲透性帶34中，來(lái)自烘缸罩24的干燥空氣通過(guò)通孔36，在流經(jīng)織物14之前沿凹槽40分布。當(dāng)紙幅12離開帶式壓榨機(jī)22時(shí)，帶34與織物14分離。之后的短時(shí)間內(nèi)，織物20與紙幅12分離，紙幅12繼續(xù)與織物14一起通過(guò)真空引紙單元26，所述單元額外地從織物14和紙幅12抽取水份。
與標(biāo)準(zhǔn)靴式壓榨機(jī)相比，本發(fā)明的滲透性帶34能夠在極長(zhǎng)的壓區(qū)(即，比靴式壓榨機(jī)長(zhǎng)10倍)上施加線性力，由此保證長(zhǎng)的停留時(shí)間，在該時(shí)間內(nèi)對(duì)紙幅12施加壓力。這導(dǎo)致非常低的比壓力(即，比靴式壓榨機(jī)低20倍)，從而減小紙頁(yè)壓縮并增大紙頁(yè)品質(zhì)。本發(fā)明進(jìn)一步允許借助在壓區(qū)本身處通過(guò)紙幅的氣流同時(shí)真空和壓榨脫水。
圖12示出用于處理纖維幅112的方法的又一高級(jí)脫水系統(tǒng)110。系統(tǒng)110包括上層織物114，真空輥118，脫水織物120，帶式壓榨機(jī)組件122，烘缸罩124(其可以是熱空氣烘缸罩)，真空吸水箱128，一個(gè)或多個(gè)噴淋單元130，一個(gè)或多個(gè)白水回收裝置132，一個(gè)或多個(gè)加熱器單元129。纖維材料幅112通常從右側(cè)進(jìn)入系統(tǒng)110，如圖12所示。纖維幅112是預(yù)先成型的紙幅(即，由未示出的裝置預(yù)先成型)，其位于織物114上。正如圖1的情況一樣，吸水裝置(未示出但與圖1中的裝置16相似)可以提供對(duì)紙幅112一側(cè)的吸水，同時(shí)吸水輥118提供對(duì)紙幅112相對(duì)側(cè)的吸水。
織物114沿機(jī)器方向M移動(dòng)纖維幅112，使其通過(guò)一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向輥。雖然不必要，但是在到達(dá)吸水輥之前，紙幅112的足量水份可能已經(jīng)被除去，從而達(dá)到在運(yùn)行的通常或標(biāo)稱20克/平方米(gsm)紙幅上約15％至約25％的固含量。這可以通過(guò)在真空箱(未示出)中的約-0.2至約-0.8巴真空水平下的真空來(lái)實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選的操作水平為約-0.4至約-0.6巴。
當(dāng)纖維幅112沿機(jī)器方向M運(yùn)行時(shí)，其接觸脫水織物120。脫水織物120可以是無(wú)端循環(huán)帶，其被多個(gè)導(dǎo)向輥引導(dǎo)并被引導(dǎo)繞過(guò)吸水輥118。然后紙幅112向織物114和脫水織物120之間的真空輥118運(yùn)行。真空輥118可以是驅(qū)動(dòng)輥，其沿機(jī)器方向M旋轉(zhuǎn)，并在約-0.2至約-0.8巴的真空水平下工作，優(yōu)選的工作水平為至少約-0.4巴。借助非限制性實(shí)例，輥118的真空輥外殼的厚度可以是25mm至75mm。通過(guò)吸水區(qū)Z的區(qū)域中的紙幅112的平均氣體流量可以是每米機(jī)器寬度約150m3/min?？椢?14、紙幅112和脫水織物120被引導(dǎo)通過(guò)由真空輥118和滲透性帶134形成的帶式壓榨機(jī)122。如圖12所示，滲透性帶134是單根無(wú)端循環(huán)帶，其被多個(gè)導(dǎo)向輥引導(dǎo)并壓榨真空輥118，從而形成帶式壓榨機(jī)122。為了控制和/或調(diào)節(jié)帶134的張力，提供張力調(diào)節(jié)輥TAR作為其中一個(gè)導(dǎo)向輥。
真空區(qū)Z的圓周長(zhǎng)度可以是約200mm至約2500mm，優(yōu)選約800mm至約1800mm，更優(yōu)選約1200mm至約1600mm。離開真空輥118的紙幅112中的固含量將在約25％至約55％之間變化，取決于真空壓力和滲透性帶上的張力以及真空區(qū)Z的長(zhǎng)度和紙幅112在真空區(qū)Z中的停留時(shí)間。紙幅112在真空區(qū)Z中的停留時(shí)間足以導(dǎo)致該固含量為約25％至約55％。
因此，圖12所示的壓榨系統(tǒng)使用至少一個(gè)上層或第一滲透性帶或織物114，至少一個(gè)下層或第二帶或織物120和置于其間的紙幅112，從而形成可以被引導(dǎo)通過(guò)由輥118和滲透性帶134形成的帶式壓榨機(jī)122的組件。壓力產(chǎn)生元件134的第一表面接觸至少一個(gè)上層織物114。支撐結(jié)構(gòu)118的第二表面接觸至少一個(gè)下層織物120，且其是滲透性的。在第一和第二表面之間設(shè)置差壓場(chǎng)，作用于至少一個(gè)上層和至少一個(gè)下層織物和置于其間的紙幅的組件。在該系統(tǒng)中，在該包裝上且因此在紙幅112產(chǎn)生機(jī)械壓力。該機(jī)械壓力在紙幅112中產(chǎn)生預(yù)定的水壓，從而排出所含的水。上層織物114比下層織物120具有更高的粗糙度和/或可壓縮性。在從至少一個(gè)上層織物114到至少一個(gè)下層織物120的方向上產(chǎn)生氣流，通過(guò)至少一個(gè)上層114、至少一個(gè)下層織物120和置于其間的紙幅112的組件。
上層織物114可以是滲透性和/或所謂的″結(jié)構(gòu)化織物″。借助非限制性實(shí)例，上層織物114可以是例如TAD織物。烘缸罩124可以被蒸汽箱代替，蒸汽箱具有可組裝結(jié)構(gòu)(sectional construction)或設(shè)計(jì)，從而影響水份或紙幅的干燥交叉分布。
參考圖13，下層織物120可以是膜或織物，其包括滲透性底基織物BF和與其相連的格柵LG，且下層織物120由聚合物例如聚氨酯制成?？椢?20的格柵LG側(cè)可以接觸吸水輥118，而相對(duì)側(cè)接觸紙幅112。格柵LG可以通過(guò)各種已知的技術(shù)例如擠出技術(shù)或絲網(wǎng)印刷技術(shù)固定或排列在底基織物BF上。如圖13所示，格柵LG可以以相對(duì)于機(jī)器方向紗線MDY和橫向紗線CDY成一定角度取向。雖然該取向使得沒有格柵LG部分與機(jī)器方向紗線MDY對(duì)齊，但是也可以使用其他取向，例如圖14所示的取向。雖然格柵LG被示為具有相當(dāng)均勻的格柵圖案，但是該圖案也可以是不連續(xù)的和/或至少部分不對(duì)稱的。而且，格柵結(jié)構(gòu)的互連之間的材料可以采取曲線路線而不是基本上直線的，如圖13所示。格柵LG也可以由合成材料例如聚合物或具體地聚氨酯制成，其本身通過(guò)其內(nèi)在粘結(jié)性能與底基織物BF連接。由聚氨酯制備格柵LG賦予其良好的摩擦性能，使得其很好地固定在真空輥118上。這促使氣體的垂直流動(dòng)且消除了任何“X，Y平面”的泄漏。空氣的速率足以防止一旦水流經(jīng)格柵LG發(fā)生任何再濕。額外地，格柵LG可以是透氣性為約35cfm或更小，優(yōu)選約25cfm的穿孔疏水薄膜。格柵LG的孔或孔洞可以是約15微米。因此，格柵LG能夠提供良好的高速垂直氣體流動(dòng)，從而防止再濕(rewet)。借助這樣的織物120，能夠形成或產(chǎn)生獨(dú)立于機(jī)織圖案的表面結(jié)構(gòu)。
參考圖14，可以看出，下層脫水織物120可以具有接觸真空輥118的側(cè)面，其還包括滲透性底基織物BF和格柵LG。底基織物BF包括機(jī)器方向復(fù)絲紗線MDY(其也可以是單紗或加捻單紗或者由相同或不同聚合物材料制成的復(fù)絲和單絲加捻和非捻紗線的組合)和橫向復(fù)絲紗線CDY(其也可以是單紗或加捻單紗或者由相同或不同聚合物材料制成的復(fù)絲和單絲加捻和非捻紗線的組合)，且與格柵LG連接，從而形成所謂的“防再濕層”。格柵可以由復(fù)合材料制成，所述材料例如是彈性體材料，其可以與圖13所示的格柵相同。從圖14可以看出，格柵LG本身包括機(jī)器方向紗線GMDY，圍繞這些紗線形成有彈性體材料EM。因此，格柵LG可以是在彈性體材料EM和機(jī)器方向紗線GMDY上形成的復(fù)合格墊(composite grid mat)。關(guān)于這一點(diǎn)，格柵機(jī)器方向紗線GMDY可以在以基本上平行的排放置在模具中之前預(yù)涂布有彈性體材料EM，所述模具用于再加熱彈性體材料EM，使其再次流動(dòng)成圖14中所示格柵LG的圖案。其他彈性體材料EM也可以放入模具中。為了形成復(fù)合層，格柵結(jié)構(gòu)LG然后通過(guò)許多技術(shù)中的一種與底基織物BF連接，所述技術(shù)包括將格柵LG層壓在滲透性底基織物BF上，在將其保持在靠著滲透性底基織物BF的位置處熔融彈性體涂布紗線或通過(guò)將格柵LG再熔融在滲透性底基織物BF上。另外，可以使用粘合劑將格柵LG固定在滲透性底基織物BF上。復(fù)合層LG應(yīng)當(dāng)能夠良好地與真空輥118密封，以防止“X，Y平面”的泄漏并產(chǎn)生垂直氣體流動(dòng)防止再濕。使用這種織物，能夠形成或產(chǎn)生獨(dú)立于機(jī)織圖案的表面結(jié)構(gòu)。
圖13和14所示的帶120也可以用于代替圖1的裝置中的帶20。
圖15放大了壓榨機(jī)中的一種可能裝置。吸水支撐表面SS用于支撐織物120、114、134和紙幅112。吸水支撐表面SS具有吸水開孔SO。開孔SO優(yōu)選在入口側(cè)被斜切從而提供更多的吸氣。對(duì)于使用例如圖24所示類型的吸水箱的吸水裝置而言，表面SS通?？梢允瞧街钡?。優(yōu)選地，吸水表面SS是吸水輥118的運(yùn)動(dòng)彎曲輥帶(moving curved roll belt)或夾套。此時(shí)，帶134可以是本文已經(jīng)描述類型的張緊螺旋縫合帶。帶114可以是結(jié)構(gòu)化織物，且?guī)?20可以是上述類型的脫水毛毯。在該裝置中，潮濕空氣從帶134上方抽出并通過(guò)帶114、紙幅112和帶120，最終通過(guò)開孔SO并進(jìn)入吸水輥118。圖16所示的另一種可能性將吸水表面SS設(shè)置成吸水輥118的運(yùn)動(dòng)彎曲輥帶或夾套，帶114可以是SPECTRA膜。此時(shí)，帶134可以是本文所述類型的張緊螺旋縫合帶。帶120可以是上述類型的脫水毛毯。在該裝置中，潮濕空氣也從帶134上方抽出并通過(guò)帶114、紙幅112和帶120，最終通過(guò)開孔SO并進(jìn)入吸水輥118。
圖17示出另一方式，其中紙幅112可以被干燥。此時(shí)，滲透性支撐織物SF(其可以與織物20或120相似)在吸水箱SB上方運(yùn)動(dòng)。吸水箱SB使用封條S密封在帶SF的下側(cè)表面。支撐帶114具有TAD織物的形式且攜帶紙幅112進(jìn)入由帶PF、設(shè)置在其中的壓榨裝置PD、支撐帶SF和固定吸水箱SB形成的壓榨機(jī)中。循環(huán)壓榨帶PF可以是本文所述類型和/或圖18和19所示類型的張緊螺旋縫合帶。帶PF也可以替代性地是凹槽帶和/或其可以是滲透性的。在該裝置中，壓榨裝置PD使用作用于帶SF的壓榨力PF壓榨帶PF，同時(shí)吸水箱SB對(duì)帶SF、紙幅112和帶114施加真空。在壓榨過(guò)程中，可以至少?gòu)膸?14、紙幅112和帶SF中抽出潮濕空氣，并最終進(jìn)入吸水箱SB。
因此，上層織物114可以將紙幅112輸送至壓榨機(jī)和/或壓榨系統(tǒng)，以及從壓榨機(jī)和/或壓榨系統(tǒng)輸送紙幅112。紙幅112可以位于上層織物114的三維結(jié)構(gòu)中，因此其不是平直的，但是還具有三維結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生高松厚紙幅。下層織物120也是滲透性的。使下層織物120的設(shè)計(jì)能夠儲(chǔ)水。下層織物120也具有光滑表面。下層織物120優(yōu)選是具有絮狀層的毛毯。下層織物120的絮狀纖維的直徑可以等于或小于約11分特，優(yōu)選等于或小于約4.2分特，更優(yōu)選等于或小于約3.3分特。絮狀纖維也可以是纖維的共混物。下層織物120也可以含有矢量層，其含有至少約67分特的纖維，且可以含有更粗的纖維(courser fiber)，例如具有至少約100分特，至少約140分特或甚至更高的分特?cái)?shù)。這對(duì)于良好的吸水性而言是重要的。下層織物120的絮狀層和/或下層織物120本身的濕潤(rùn)表面可以等于或大于約35m2/m2毛毯面積，優(yōu)選等于或大于約65m2/m2毛毯面積，最優(yōu)選等于或大于約100m2/m2毛毯面積。下層織物120的比表面應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥诩s0.04m2/g毛毯重量，優(yōu)選等于或大于約0.065m2/g毛毯重量，最優(yōu)選等于或大于約0.075m2/g毛毯重量。這對(duì)于良好的吸水性而言是重要的。
上層織物114的可壓縮性(壓力導(dǎo)致的厚度變化，mm/N)小于下層織物120。為了保持紙幅112的三維結(jié)構(gòu)，即，為了確保上層帶114是剛性結(jié)構(gòu)，這是重要的。
應(yīng)當(dāng)考慮下層織物120的彈性。下層織物120的密度應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥诩s0.4g/cm3，優(yōu)選等于或大于約0.5g/cm3，理想地等于或大于約0.53g/cm3。這在紙幅速率大于1200m/min時(shí)是有利的。減小的毛毯體積使水更加容易在氣流作用下流出毛毯120，即，使水流經(jīng)毛毯120。因此，脫水效果更低。下層織物120的滲透性可以低于約80cfm，優(yōu)選低于40cfm，理想地等于或低于25cfm。減小的滲透性使得水更容易在氣流作用下離開毛毯120，即，使水流經(jīng)毛毯120。因此，脫水效果更低。但是，過(guò)高的滲透性將由于過(guò)于開口的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致過(guò)高的氣體流動(dòng)、對(duì)于給定真空泵而言更低的真空水平，且更低的毛毯脫水效果。
支撐結(jié)構(gòu)的第二表面，即，支撐帶120的表面，可以是平直的和/或平面的。關(guān)于這一點(diǎn)，支撐結(jié)構(gòu)SF的第二表面可以由平坦的吸水箱SB形成。支撐結(jié)構(gòu)SF的第二表面優(yōu)選是曲線的。例如，支撐結(jié)構(gòu)SS的第二表面可以在直徑約為g.t.1m的吸水輥118或圓筒上形成或者越過(guò)直徑約為g.t.1m的吸水輥118或圓筒。吸水輥118或圓筒118可以包括至少一個(gè)吸水區(qū)Z。其也可以包括兩個(gè)吸水區(qū)Z1和Z2，如圖20所示。吸水圓筒218也可以包括至少一個(gè)吸水箱，其具有至少一個(gè)吸水弧。至少一個(gè)機(jī)械壓力區(qū)可以由至少一個(gè)壓力場(chǎng)(即，通過(guò)帶的張力)或通過(guò)如壓榨元件經(jīng)由第一表面產(chǎn)生。第一表面可以是非滲透性帶134，但是開口表面朝向第一織物114，例如，帶凹槽的或盲鉆的和帶凹槽的開口表面，使得空氣能夠從外部進(jìn)入吸水弧。第一表面可以是滲透性帶134。該帶可以具有至少約25％，優(yōu)選大于約35％，最優(yōu)選大于約50％的開口區(qū)。帶134可以具有至少約10％，至少約25％，優(yōu)選高達(dá)約50％的接觸區(qū)，從而具有良好的壓榨接觸。
圖20示出用于處理纖維幅212的另一高級(jí)脫水系統(tǒng)210。系統(tǒng)210包括上層織物214、真空輥218、脫水織物220和帶式壓榨機(jī)組件222。未示出的其他任選特征包括烘缸罩(其可以是熱空氣烘缸罩或蒸汽箱)、一個(gè)或多個(gè)真空吸水箱、一個(gè)或多個(gè)噴淋單元、一個(gè)或多個(gè)白水回收裝置和一個(gè)或多個(gè)加熱器單元，如圖1和12。纖維材料幅212通常從右側(cè)進(jìn)入系統(tǒng)210，如圖20所示。纖維幅212是預(yù)先成型的紙幅(即，由未示出的裝置預(yù)先成型)，其位于織物214上。從圖1可以看出，吸水裝置(未示出但與圖1中的裝置16相似)可以提供對(duì)紙幅212一側(cè)的吸水，同時(shí)吸水輥218提供對(duì)紙幅212相對(duì)側(cè)的吸水。
織物214(可以是TAD織物)沿機(jī)器方向M移動(dòng)纖維幅212，使其通過(guò)一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向輥。雖然不必要，但是在到達(dá)吸水輥218之前，紙幅212的足量水份可能已經(jīng)被除去，從而達(dá)到在運(yùn)轉(zhuǎn)的典型或標(biāo)稱20gsm紙幅上約15％至約25％的固含量。這可以通過(guò)真空箱(未示出)中的約-0.2至約-0.8巴真空水平下的真空來(lái)實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選的操作水平為約-0.4至約-0.6巴。
當(dāng)纖維幅212沿機(jī)器方向M運(yùn)行時(shí)，其接觸脫水織物220。脫水織物220(可以是本文所述的任何類型)可以是無(wú)端循環(huán)帶，其被多個(gè)導(dǎo)向輥引導(dǎo)并被引導(dǎo)繞過(guò)吸水輥218。紙幅212然后向織物214和脫水織物220之間的真空輥218運(yùn)行。真空輥218可以是驅(qū)動(dòng)輥，其沿機(jī)器方向M旋轉(zhuǎn)，并在約-0.2至約-0.8巴的真空水平下工作，優(yōu)選的工作水平為至少約-0.5巴。借助非限制性實(shí)例，輥218的真空輥外殼的厚度可以是25mm至75mm。通過(guò)吸水區(qū)Z1和Z2的區(qū)域中的紙幅212的平均氣流速率可以是約150m3/min每米機(jī)器寬度?？椢?14、紙幅212和脫水織物220被引導(dǎo)通過(guò)由真空輥218和滲透性帶234形成的帶式壓榨機(jī)222。如圖20所示，滲透性帶234是單根無(wú)端循環(huán)帶，其被多個(gè)導(dǎo)向輥引導(dǎo)并壓榨真空輥218，從而形成帶式壓榨機(jī)122。為了控制和/或調(diào)節(jié)帶234的張力，其中一個(gè)導(dǎo)向輥可以是張力調(diào)節(jié)輥。該裝置還包括設(shè)置在帶234中的壓榨裝置。壓榨裝置包括經(jīng)向軸承JB、一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器(actuators)A、以及一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選被穿孔的壓榨塊(pressing shoe)PS。
至少一個(gè)真空區(qū)Z2的圓周長(zhǎng)度可以是約200mm至約2500mm，優(yōu)選約800mm至約1800mm，更優(yōu)選約1200mm至約1600mm。離開真空輥218的紙幅212中的固含量可以在約25％至約55％之間變化，取決于真空壓力和滲透性帶234上的張力、來(lái)自壓榨裝置PS/A/JB的壓力以及真空區(qū)Z2的長(zhǎng)度和紙幅212在真空區(qū)Z2中的時(shí)間。紙幅212在真空區(qū)Z2中的停留時(shí)間足以導(dǎo)致該固含量為約25％至約55％。
圖21示出用于處理纖維幅312的另一高級(jí)脫水系統(tǒng)310。系統(tǒng)310包括上層織物314、真空輥318、脫水織物320和帶式壓榨機(jī)組件322。未示出的其他任選特征包括烘缸罩(其可以是熱空氣烘缸罩或蒸汽箱)、一個(gè)或多個(gè)真空吸水箱、一個(gè)或多個(gè)噴淋單元、一個(gè)或多個(gè)白水回收裝置和一個(gè)或多個(gè)加熱器單元，如圖1和12所示。纖維材料紙幅312通常從右側(cè)進(jìn)入系統(tǒng)310，如圖21所示。纖維紙幅312是預(yù)先成型的紙幅(即，由未示出的裝置預(yù)先成型)，其位于織物314上。正如圖1的情況一樣，吸水裝置(未示出但與圖1中的裝置16相似)可以提供對(duì)紙幅312一側(cè)的吸水，同時(shí)吸水輥318提供對(duì)紙幅312相對(duì)側(cè)的吸水。
織物314(可以是TAD織物)沿機(jī)器方向M移動(dòng)纖維幅312，使其通過(guò)一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向輥。雖然不必要，但是在到達(dá)吸水輥318之前，紙幅312的足量水份可能已經(jīng)被除去，從而達(dá)到在運(yùn)轉(zhuǎn)的典型或標(biāo)稱20gsm紙幅上約15％至約25％的固含量。這可以通過(guò)真空箱(未示出)中的約-0.2至約-0.8巴真空水平下的真空來(lái)實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選的操作水平為約-0.4至約-0.6巴。
當(dāng)纖維幅312沿機(jī)器方向M運(yùn)行時(shí)，其接觸脫水織物320。脫水織物320(可以是本文所述的任何類型)可以是無(wú)端循環(huán)帶，其被多個(gè)導(dǎo)向輥引導(dǎo)并被引導(dǎo)繞過(guò)吸水輥318。紙幅312然后向織物314和脫水織物320之間的真空輥318運(yùn)行。真空輥318可以是驅(qū)動(dòng)輥，其沿機(jī)器方向M旋轉(zhuǎn)，并在約-0.2至約-0.8巴的真空水平下工作，優(yōu)選的工作水平為至少約-0.5巴。借助非限制性實(shí)例，輥318的真空輥外殼的厚度可以是25mm至75mm。通過(guò)吸水區(qū)Z1和Z2的區(qū)域中的紙幅312的平均氣流速率可以是約150m3/min每米機(jī)器寬度?？椢?14、紙幅312和脫水織物320被引導(dǎo)通過(guò)由真空輥318和滲透性帶334形成的帶式壓榨機(jī)322。如圖21所示，滲透性帶334是單根無(wú)端循環(huán)帶，其被多個(gè)導(dǎo)向輥引導(dǎo)并壓榨真空輥318，從而形成帶式壓榨機(jī)322。為了控制和/或調(diào)節(jié)帶334的張力，其中一個(gè)導(dǎo)向輥可以是張力調(diào)節(jié)輥。該裝置還包括設(shè)置在帶334中的壓榨輥RP。壓榨裝置RP可以是壓榨輥，且可以設(shè)置在真空區(qū)Z1之前或者在任選的位置OL設(shè)置在兩個(gè)分離的區(qū)域Z1和Z2之間。
至少一個(gè)真空區(qū)Z1的圓周長(zhǎng)度可以是約200mm至約2500mm，優(yōu)選約800mm至約1800mm，更優(yōu)選約1200mm至約1600mm。離開真空輥318的紙幅312中的固含量可以在約25％至約55％之間變化，取決于真空壓力和滲透性帶334上的張力、來(lái)自壓榨壓榨裝置RP的壓力以及真空區(qū)Z1和Z2的長(zhǎng)度和紙幅312在真空區(qū)Z1和Z2中的停留時(shí)間。紙幅312在真空區(qū)Z1和Z2中的停留時(shí)間足以導(dǎo)致該固含量為約25％至約55％。
圖20和21所示的裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)如果不需要非常高松厚紙幅，則通過(guò)小心調(diào)節(jié)機(jī)械壓力載荷，可以使用該選擇來(lái)增大干燥度并因此將產(chǎn)量增大至所需值。由于較軟的第二織物220或320，在三維結(jié)構(gòu)214或314的突起點(diǎn)(谷)之間至少部分地壓榨紙幅212或312?？梢詢?yōu)選在吸水區(qū)域之前(無(wú)再濕)、之后或其間設(shè)置額外的壓力場(chǎng)。上層滲透性帶234或334被設(shè)計(jì)成耐大于約30KN/m和優(yōu)選約60KN/m或更高例如約80KN/m的高張力。通過(guò)使用該張力，產(chǎn)生的壓力大于約0.5巴，優(yōu)選約1巴或更高，可以是例如約1.5巴。根據(jù)公知的公式p＝S/R，壓力“P”取決于張力″S″和吸水輥218或318的半徑“R”。上層帶234或334也可以是不銹鋼和/或金屬帶。滲透性上層帶234或334可以由增強(qiáng)塑料或合成材料制成。其也可以是螺旋縫合織物。優(yōu)選地，所述帶234或334可以被驅(qū)動(dòng)以避免第一織物214或314、第二織物220或320和紙幅212或312之間的剪切力。吸水輥218或318也可以被驅(qū)動(dòng)。這些元件都可以被獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。
滲透性帶234或334可以被穿孔塊(perforated shoe)PS支撐，以提供壓力負(fù)載。
氣流可以由非機(jī)械壓力場(chǎng)如下形成使用吸水輥(118、218或318)的吸水箱中的負(fù)壓或者借助平坦的吸水箱SB(見圖17)。還可以使用壓力產(chǎn)生元件134、PS、PR、234和334的第一表面上的過(guò)壓，例如借助烘缸罩124(盡管未示出，但是可以在圖17、20和21所示的裝置中設(shè)置烘缸罩)供應(yīng)空氣，例如約50℃至約180℃的熱空氣，優(yōu)選約120℃至約150℃，還優(yōu)選蒸汽。如果離開流漿箱的紙漿溫度小于約35℃，則這樣的高溫是特別重要和優(yōu)選的。這是不進(jìn)行漿料精磨或進(jìn)行低程度的漿料精磨生產(chǎn)工藝的情況。當(dāng)然，可以組合上述所有或部分特征，以形成有利的壓榨裝置，即，負(fù)壓和過(guò)壓裝置/設(shè)備可以一起使用。
烘缸罩中的壓力可以小于約0.2巴，優(yōu)選小于約0.1，最優(yōu)選小于約0.05巴。向烘缸罩供應(yīng)空氣流的流速可以小于或優(yōu)選等于借助真空泵從吸水輥(118、218或318)吸水的流速。
吸水輥118、218和318可以被織物114、214或314和120、220或320和壓力產(chǎn)生元件例如帶134、234或334的組件包裹，由此第二織物例如220具有最大的包裹弧度“a2”并最后離開較大的拱形區(qū)Z1(見圖20)。紙幅212和第一織物214一起第二位地離開(在第一拱形區(qū)Z2的末端之前)，壓力產(chǎn)生元件PS/234最先離開。壓力產(chǎn)生元件PS/234的弧度大于吸水區(qū)弧度“a2”的弧度。這是重要的，因?yàn)樵诘偷母稍锒认?，機(jī)械脫水以及借助氣流的脫水比單獨(dú)的氣流脫水更有效。較小的吸水弧度“a1”應(yīng)當(dāng)足夠大以保證氣流有足夠的停留時(shí)間以達(dá)到最大干燥度。停留時(shí)間T應(yīng)當(dāng)大于約40ms，優(yōu)選大于約50ms。對(duì)于約1.2m的輥直徑和約1200m/min的機(jī)器速率而言，弧度“a1”應(yīng)當(dāng)大于約76度，優(yōu)選大于約95度。公式是a1＝[停留時(shí)間*速率*360/輥的周長(zhǎng)]。
第二織物120，220，320可以被例如添加到溢流壓區(qū)噴淋器中的蒸汽或工藝用水加熱，以改進(jìn)脫水性能。高溫使得水容易流經(jīng)毛毯120，220，320。所述帶120，220，320還能夠被加熱器或被烘缸罩例如124加熱。特別是在薄頁(yè)紙?jiān)旒垯C(jī)成形器是雙網(wǎng)成形器時(shí)，TAD-織物114，214，314可被加熱。這是因?yàn)椋绻龀尚纹魇切略滦纬尚纹?，則TAD織物114，214，314將包裹成形輥且因此將被流漿箱注射的漿料加熱。
使用本文所述的裝置的方法具有許多優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)有技術(shù)的TAD方法中，需要10個(gè)真空泵來(lái)將紙幅干燥至約25％的干燥度。另一方面，使用本發(fā)明的高級(jí)脫水系統(tǒng)，只需要6個(gè)真空泵來(lái)將紙幅干燥至約35％，而且，使用現(xiàn)有技術(shù)的TAD方法，必須將紙幅干燥至約60％至約75％的高干燥水平，否則將會(huì)產(chǎn)生不良的水份橫向分布。這種方法導(dǎo)致浪費(fèi)了大量能量且僅僅少量使用揚(yáng)克式烘缸/烘缸罩容量。本發(fā)明的系統(tǒng)能夠使紙幅在第一步中干燥至約30％至約40％的特定干燥水平，具有良好的水份橫向分布。在第二步中，可以使用與本發(fā)明系統(tǒng)組合的常規(guī)揚(yáng)克式烘缸將干燥度增加至高于約90％的最終干燥度。產(chǎn)生該干燥水平的一種方法可以包括借助Yankee上的烘缸罩進(jìn)行更有效的穿透干燥。
由圖22a和22b可以看出，帶BE的接觸區(qū)可以通過(guò)將帶放置在平且硬的表面上而測(cè)量。使用刷子或抹布在帶表面上放置少量和/或薄量的染料。將紙張PA放置在被染色區(qū)域。具有70肖氏A硬度(shore A hardness)的橡膠沖壓機(jī)(rubber stamp)放置在紙張上。將90kg載荷L放置在圖章上。該載荷產(chǎn)生約90KPa的比壓力SP。
2004年1月30日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/768,485的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用全部并入本文。
本發(fā)明通過(guò)引用將以下文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容并入本文Jeffrey HERMAN等人的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/972,408，名稱為高級(jí)脫水系統(tǒng)(代理卷號(hào)No.P25767)。
應(yīng)當(dāng)注意，上述實(shí)施例僅僅是為了解釋的目的而提供，不應(yīng)理解為限制本發(fā)明。盡管已經(jīng)結(jié)合示例性實(shí)施方式描述了本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解所使用的術(shù)語(yǔ)是描述和闡述性的術(shù)語(yǔ)，而不是限制性的。在不背離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以如本文示出的和修改的，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)進(jìn)行變化。雖然已經(jīng)結(jié)合特定裝置、材料和實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于所公開的細(xì)節(jié)。本發(fā)明試圖涵蓋所有功能上等同的結(jié)構(gòu)、方法和用途，例如權(quán)利要求書范圍內(nèi)的那些。
權(quán)利要求
1.用于造紙機(jī)的帶式壓榨機(jī)，該帶式壓榨機(jī)包括包括外表面的輥；包括第一面的滲透性帶，其被引導(dǎo)越過(guò)所述輥的所述外表面的一部分；所述滲透性帶的張力至少為約30KN/m；所述第一面的開口區(qū)為至少約25％和接觸區(qū)為至少約10％，優(yōu)選至少約25％。
2.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述第一面正對(duì)外表面，且其中所述滲透性帶對(duì)所述輥施加壓力。
3.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述滲透性帶包括通孔。
4.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述滲透性帶包括通常以規(guī)則的對(duì)稱圖案排列的通孔。
5.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述滲透性帶包括通常平行的數(shù)排通孔，由此數(shù)排通孔沿機(jī)器方向取向。
6.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述滲透性帶對(duì)所述輥施加約30KPa至約150KPa的壓力。
7.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述滲透性帶包括通孔和多個(gè)凹槽，每個(gè)凹槽都與不同的通孔組交叉。
8.權(quán)利要求7的帶式壓榨機(jī)，其中所述第一側(cè)正對(duì)外表面，且其中所述滲透性帶對(duì)所述輥施加壓力。
9.權(quán)利要求8的帶式壓榨機(jī)，其中所述多個(gè)凹槽排列在所述第一面上。
10.權(quán)利要求7的帶式壓榨機(jī)，其中所述多個(gè)凹槽中的每一個(gè)具有寬度，且其中所述通孔中的每一個(gè)具有直徑，且其中所述直徑大于所述寬度。
11.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述帶的所述張力大于約50KN/m。
12.權(quán)利要求11的帶式壓榨機(jī)，其中所述帶的所述張力大于約60KN/m。
13.權(quán)利要求11的帶式壓榨機(jī)，其中所述帶的所述張力大于約80KN/m。
14.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述輥包括真空輥。
15.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述輥包括具有內(nèi)部圓周部分的真空輥。
16.權(quán)利要求15的帶式壓榨機(jī)，其中所述真空輥包括至少一個(gè)設(shè)置在所述內(nèi)部圓周部分內(nèi)的真空區(qū)。
17.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述輥包括具有吸水區(qū)的真空輥。
18.權(quán)利要求17的帶式壓榨機(jī)，其中所述吸水區(qū)的圓周長(zhǎng)度為約200mm至約2,500mm。
19.權(quán)利要求18的帶式壓榨機(jī)，其中所述圓周長(zhǎng)度為約800mm至約1,800mm。
20.權(quán)利要求19的帶式壓榨機(jī)，其中所述圓周長(zhǎng)度為約1,200mm至約1,600mm。
21.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述滲透性帶包括聚氨酯寬壓區(qū)壓榨帶和螺旋縫合織物中的至少一個(gè)。
22.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述滲透性帶包括聚氨酯寬壓區(qū)壓榨帶，壓榨帶中嵌入多根增強(qiáng)紗線，且其中所述增強(qiáng)紗線包括以下至少之一單紗、加捻紗線、復(fù)絲紗線，以及單紗、加捻紗線和復(fù)絲紗線的組合。
23.權(quán)利要求22的帶式壓榨機(jī)，其中所述多根增強(qiáng)紗線包括多根機(jī)器方向紗線和多根橫向紗線。
24.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述滲透性帶包括聚氨酯寬壓區(qū)壓榨帶，壓榨帶中嵌入多根增強(qiáng)紗線，所述多根增強(qiáng)紗線以螺旋鏈方式編織。
25.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述滲透性帶包括至少一個(gè)螺旋縫合織物，所述織物包括以下至少一種合成材料、不銹鋼材料，以及合成材料和不銹鋼材料的組合。
26.權(quán)利要求25的帶式壓榨機(jī)，其中所述至少一個(gè)螺旋縫合織物包括合成材料。
27.權(quán)利要求25的帶式壓榨機(jī)，其中所述至少一個(gè)螺旋縫合織物包括不銹鋼材料。
28.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，其中所述滲透性帶包括由至少一個(gè)螺旋縫合帶增強(qiáng)的滲透性織物。
29.權(quán)利要求1的帶式壓榨機(jī)，該帶式壓榨機(jī)進(jìn)一步包括在所述滲透性帶和所述輥之間運(yùn)行的第一織物和第二織物；所述第一織物具有第一面和第二面；所述第一織物的所述第一面至少部分接觸所述輥的所述外表面；所述第一織物的所述第二面至少部分接觸纖維幅的所述第一面；所述第二織物具有第一面和第二面；所述第二織物的所述第一面至少部分接觸所述滲透性帶的所述第一面；所述第二織物的所述第二面至少部分接觸所述纖維幅的所述第二面。
30.權(quán)利要求29的帶式壓榨機(jī)，其中所述第一織物包括以下之一滲透性脫水帶、毛毯、機(jī)織織物和電線。
31.權(quán)利要求29的帶式壓榨機(jī)，其中所述第二織物包括結(jié)構(gòu)化織物和TAD織物之一。
32.權(quán)利要求29的帶式壓榨機(jī)，其中所述纖維幅包括薄頁(yè)紙紙幅或衛(wèi)生紙幅。
33.纖維材料干燥裝置，包括被引導(dǎo)越過(guò)輥的無(wú)端循環(huán)滲透性寬壓區(qū)壓榨(ENP)帶；所述ENP帶受到的張力為至少約30KN/m；和所述ENP帶包括具有至少約25％的開口區(qū)和至少約10％，優(yōu)選至少約25％的接觸區(qū)的側(cè)面。
34.滲透性寬壓區(qū)壓榨(ENP)帶，其能夠承受至少約30KN/m的張力，所述滲透性ENP帶包括包含約25％的開口區(qū)和至少約10％、優(yōu)選至少約25％的接觸區(qū)的至少一個(gè)側(cè)面。
35.權(quán)利要求34的ENP帶，其中開口區(qū)由通孔限定和接觸區(qū)由平面限定。
36.權(quán)利要求34的ENP帶，其中開口區(qū)由通孔限定和接觸區(qū)由沒有開孔、凹陷或凹槽的平面限定。
37.權(quán)利要求34的ENP帶，其中開口區(qū)由通孔和凹槽限定，接觸區(qū)由沒有開孔、凹陷或凹槽的平面限定。
38.權(quán)利要求34的ENP帶，其中所述滲透性ENP帶包括螺旋縫合織物。
39.權(quán)利要求38的ENP帶，其中所述開口區(qū)為約30％至約85％，且所述接觸區(qū)為約15％至約70％。
40.權(quán)利要求38的ENP帶，其中所述開口區(qū)為約45％至約85％，所述接觸區(qū)為約15％至約55％。
41.權(quán)利要求38的ENP帶，其中所述開口區(qū)為約50％至約65％，所述接觸區(qū)為約35％至約50％。
42.權(quán)利要求34的ENP帶，其中所述滲透性帶包括以大致對(duì)稱的圖案排列的通孔。
43.權(quán)利要求34的ENP帶，其中所述滲透性ENP帶包括相對(duì)于機(jī)器方向以大致平行的數(shù)排而布置的通孔。
44.權(quán)利要求34的ENP帶，其中所述滲透性ENP帶包括無(wú)端循環(huán)帶。
45.權(quán)利要求34的ENP帶，其中所述滲透性帶包括通孔，且其中所述滲透性ENP帶的所述至少一個(gè)側(cè)面包括多個(gè)凹槽，所述多個(gè)凹槽的每一個(gè)都與不同的通孔組交叉。
46.權(quán)利要求45的ENP帶，其中所述多個(gè)凹槽中的每一個(gè)具有寬度，且其中所述通孔中的每一個(gè)具有直徑，且其中所述直徑大于所述寬度。
47.權(quán)利要求46的ENP帶，其中所述多個(gè)凹槽中的每一個(gè)都延伸進(jìn)入滲透性ENP帶，進(jìn)入量小于滲透性帶的厚度。
48.權(quán)利要求34的ENP帶，其中所述張力為以下之一大于約50KN/m、大于約60KN/m，以及大于約80KN/m。
49.權(quán)利要求34的ENP帶，其中所述滲透性ENP帶包括撓性增強(qiáng)聚氨酯元件。
50.權(quán)利要求34的ENP帶，其中所述滲透性ENP帶包括撓性螺旋縫合織物。
51.權(quán)利要求34的ENP帶，其中所述滲透性ENP帶包括其中嵌入有多根增強(qiáng)紗線的撓性聚氨酯元件。
52.權(quán)利要求51的ENP帶，其中所述多根增強(qiáng)紗線包括多根機(jī)器方向紗線和多根橫向紗線。
53.權(quán)利要求34的ENP帶，其中所述滲透性ENP帶包括撓性聚氨酯材料和嵌入其中的多根增強(qiáng)紗線，所述多根增強(qiáng)紗線以螺旋鏈方式編織。
54.權(quán)利要求34的ENP帶，其中所述滲透性ENP帶包括至少一個(gè)螺旋縫合織物。
55.權(quán)利要求54的ENP帶，其中所述至少一個(gè)螺旋縫合織物包括合成材料。
56.權(quán)利要求54的ENP帶，其中所述至少一個(gè)螺旋縫合織物包括不銹鋼。
57.權(quán)利要求34的ENP帶，其中所述滲透性ENP帶包括由至少一個(gè)螺旋縫合帶增強(qiáng)的滲透性織物。
58.在造紙機(jī)中壓榨纖維幅的方法，該方法包括借助滲透性帶的一部分對(duì)纖維幅的接觸區(qū)施加壓力，其中接觸區(qū)為所述部分面積的至少為約10％，優(yōu)選至少約25％；以及使流體流經(jīng)所述滲透性帶的開口區(qū)并流經(jīng)纖維幅，其中所述開口區(qū)為所述部分的至少約25％，其中在加壓和流動(dòng)時(shí)，所述滲透性帶的張力至少為約30KN/m。
59.權(quán)利要求58的方法，其中所述纖維幅的所述接觸區(qū)受到所述部分施加的壓力大于纖維幅的非接觸區(qū)受到的壓力。
60.權(quán)利要求58的方法，其中滲透性帶的所述部分包括沒有開孔、凹陷或凹槽的大致平坦的平面，且其被引導(dǎo)越過(guò)輥。
61.權(quán)利要求58的方法，其中所述流體包括空氣。
62.權(quán)利要求58的方法，其中所述滲透性帶的所述開口區(qū)包括通孔和凹槽。
63.權(quán)利要求58的方法，其中所述張力大于約50KN/m。
64.權(quán)利要求63的方法，其中所述張力大于約60KN/m。
65.權(quán)利要求64的方法，其中所述張力大于約80KN/m。
66.權(quán)利要求58的方法，進(jìn)一步包括沿機(jī)器方向旋轉(zhuǎn)輥，其中所述滲透性帶與所述輥協(xié)同運(yùn)動(dòng)且被引導(dǎo)越過(guò)所述輥或被所述輥引導(dǎo)。
67.權(quán)利要求58的方法，其中所述滲透性帶包括多個(gè)凹槽和通孔，所述多個(gè)凹槽的每一個(gè)設(shè)置在所述滲透性帶的側(cè)面上且都與不同的通孔組交叉。
68.權(quán)利要求58的方法，其中所述加壓和所述流動(dòng)持續(xù)一定停留時(shí)間，所述停留時(shí)間足以產(chǎn)生約25％至約55％的纖維幅固含量。
69.權(quán)利要求68的方法，其中所述停留時(shí)間為以下之一等于或大于約40ms，以及等于或大于約50ms。
70.權(quán)利要求58的方法，其中所述滲透性帶包括螺旋縫合織物。
71.在造紙機(jī)中壓榨纖維幅的方法，該方法包括借助滲透性帶對(duì)纖維幅的第一部分施加第一壓力，且借助滲透性帶的壓榨部分對(duì)纖維幅的第二部分施加更大的第二壓力，其中第二部分的區(qū)域?yàn)榈谝徊糠值膮^(qū)域的至少約10％，優(yōu)選至少約25％；使空氣流經(jīng)所述滲透性帶的開口部分，其中所述開口部分的區(qū)域?yàn)槭┘拥谝缓偷诙毫Φ臐B透性帶的壓榨部分的至少約25％，其中在加壓和流動(dòng)時(shí)，所述滲透性帶的張力至少為約30KN/m。
72.權(quán)利要求71的方法，其中所述張力為以下之一大于約50KN/m、大于約60KN/m，以及大于約80KN/m。
73.權(quán)利要求71的方法，進(jìn)一步包括沿機(jī)器方向旋轉(zhuǎn)輥，所述滲透性帶與所述輥協(xié)同運(yùn)動(dòng)。
74.權(quán)利要求71的方法，其中所述開口部分的所述區(qū)域?yàn)閴赫ゲ糠值闹辽偌s50％。
75.權(quán)利要求71的方法，其中所述開口部分的所述區(qū)域?yàn)閴赫ゲ糠值闹辽偌s70％。
76.權(quán)利要求71的方法，其中所述第一壓力和所述更大的第二壓力的總和的平均值為約30KPa至約150KPa。
77.權(quán)利要求71的方法，其中所述流動(dòng)和所述加壓基本上同時(shí)進(jìn)行。
78.權(quán)利要求71的方法，進(jìn)一步包括使空氣流經(jīng)纖維幅達(dá)一定停留時(shí)間，所述停留時(shí)間足以產(chǎn)生約25％至約55％的纖維幅固含量。
79.權(quán)利要求78的方法，其中所述停留時(shí)間為以下之一等于或大于約40ms，以及等于或大于約50ms。
80.權(quán)利要求71的方法，進(jìn)一步包括借助輥對(duì)滲透性帶的壓榨部分施加壓榨力。
81.在帶式壓榨機(jī)中干燥紙幅的方法，該帶式壓榨機(jī)包括輥和包含通孔的滲透性帶，其中滲透性帶的壓榨部分的通孔的面積為壓榨部分面積的至少約25％，且其中滲透性帶的張力為至少約30KN/m，該方法包括至少引導(dǎo)滲透性帶的壓榨部分越過(guò)輥；使纖維幅在輥和滲透性帶的壓榨部分之間運(yùn)動(dòng)；使纖維幅的至少約10％受到滲透性帶的與通孔相鄰的部分產(chǎn)生的壓力；以及使流體流經(jīng)滲透性帶的通孔和纖維幅。
82.權(quán)利要求81的方法，其中滲透性帶包括凹槽，且其中使纖維幅受到壓力包括使至少約25％的纖維幅受到滲透性帶的與通孔和凹槽相鄰的部分產(chǎn)生的壓力。
83.權(quán)利要求81的方法，其中滲透性帶包括螺旋縫合織物。
84.權(quán)利要求81的方法，其中滲透性帶的與通孔相鄰的部分包括接觸區(qū)，其中接觸區(qū)為壓榨部分的面積的至少約25％。
85.壓榨裝置，包括至少一個(gè)第一織物；至少一個(gè)第二織物；所述至少一個(gè)第一織物和至少一個(gè)第二織物是滲透性的；布置在第一和第二織物之間的紙幅；與至少一個(gè)第一織物接觸的壓力產(chǎn)生元件；與至少一個(gè)第二織物接觸的支撐結(jié)構(gòu)的支撐表面；以及在第一織物和支撐表面之間設(shè)置差壓并作用于至少一個(gè)第一織物、紙幅和至少一個(gè)第二織物，由此紙幅受到機(jī)械壓力并受到預(yù)定水壓，從而使水從紙幅中流出；其中結(jié)構(gòu)化和設(shè)置壓榨裝置以允許空氣沿從至少一個(gè)第一織物的方向流經(jīng)紙幅和至少一個(gè)第二織物。
86.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第一織物是結(jié)構(gòu)化織物且具有比至少一個(gè)第二織物更大的粗糙度和/或更低的可壓縮性，且其中結(jié)構(gòu)化和設(shè)置壓榨裝置以允許空氣沿從至少一個(gè)第一織物的方向流經(jīng)紙幅和至少一個(gè)第二織物，并且流經(jīng)支撐表面和/或進(jìn)入支撐表面中的凹陷中的至少之一。
87.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第一織物是TAD織物。
88.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第一織物是膜。
89.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第一織物是印刷膜和印刷織物中的一種。
90.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第二織物包括滲透性底基織物和與其連接的格柵，所述織物由聚合物例如聚氨酯制成。
91.權(quán)利要求90的裝置，其中至少一個(gè)第二織物的格柵側(cè)與吸水輥的支撐表面接觸，同時(shí)至少一個(gè)第二織物的相對(duì)側(cè)與紙幅接觸。
92.權(quán)利要求90的裝置，其中格柵以相對(duì)于滲透性織物的機(jī)器方向紗線和橫向紗線的角度取向。
93.權(quán)利要求90的裝置，其中格柵包括防再濕層和接觸紙幅的軟材料層。
94.權(quán)利要求90的裝置，其中格柵包括彈性體材料和機(jī)器方向紗線。
95.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第一織物將紙幅運(yùn)送至壓榨裝置且從壓榨裝置運(yùn)送紙幅。
96.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第一織物包括三維結(jié)構(gòu)，由此壓榨裝置處理高松厚紙幅。
97.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第二織物能夠存儲(chǔ)或吸收水。
98.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第二織物包括至少一個(gè)光滑表面。
99.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第二織物包括具有絮狀層的毛毯。
100.權(quán)利要求99的裝置，其中絮狀層的絮狀纖維的直徑可以是以下之一等于或小于11分特、等于或小于4.2分特和等于或小于3.3分特。
101.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第二織物包括以下之一絮狀纖維共混物；矢量層，所述矢量層含有等于或大于約67分特的纖維。
102.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第二織物的比表面包括以下之一等于或大于35m2/m2毛毯面積；等于或大于65m2/m2毛毯面積；和等于或大于100m2/m2毛毯面積。
103.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第二織物的比表面包括以下之一等于或大于0.04m2/g毛毯重量；等于或大于0.065m2/g毛毯重量；和等于或大于0.075m2/g毛毯重量。
104.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第二織物的密度包括以下之一等于或大于0.4g/cm3；等于或大于0.5g/cm3；和等于或大于0.53g/cm3。
105.權(quán)利要求85的裝置，其中壓榨裝置以大于1000m/min的紙幅速率工作。
106.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第二織物的滲透性為以下之一小于約80cfm、小于約40cfm、等于或小于約25cfm。
107.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第二織物的滲透性小于至少一個(gè)第一織物的滲透性。
108.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第二織物的可壓縮性大于至少一個(gè)第一織物的可壓縮性。
109.權(quán)利要求85的裝置，其中支撐表面通常為平直的或平面的。
110.權(quán)利要求85的裝置，其中支撐表面包括吸水輥或烘缸的彎曲表面。
111.權(quán)利要求110的裝置，其中吸水輥或烘缸的彎曲表面包括以下之一約1m或更大的直徑，約1.2m或更大的直徑。
112.權(quán)利要求110的裝置，其中吸水輥或烘缸包括至少一個(gè)吸水區(qū)。
113.權(quán)利要求85的裝置，其中機(jī)械壓力由至少以下之一產(chǎn)生壓力產(chǎn)生元件的張緊和壓力產(chǎn)生元件施加的壓榨。
114.權(quán)利要求85的裝置，其中壓力產(chǎn)生元件包括非滲透性帶。
115.權(quán)利要求85的裝置，其中壓力產(chǎn)生元件包括滲透性帶。
116.權(quán)利要求85的裝置，其中壓力產(chǎn)生元件包括壓榨塊和穿孔壓榨塊中的一種。
117.權(quán)利要求85的裝置，其中壓力產(chǎn)生元件包括壓榨輥。
118.權(quán)利要求85的裝置，其中壓力產(chǎn)生元件包括具有開口區(qū)的滲透性帶，所述開口區(qū)包括以下之一至少約25％；大于約35％；以及多至約50％。
119.權(quán)利要求85的裝置，其中壓力產(chǎn)生元件包括具有接觸區(qū)的滲透性帶，所述接觸區(qū)包括以下之一至少約10％；至少約25％；至多約50％。
120.權(quán)利要求85的裝置，其中壓力產(chǎn)生元件包括滲透性帶，其張力為以下之一大于約30KN/m；大于約50KN/m。
121.權(quán)利要求85的裝置，其中差壓為以下之一大于約0.3巴；等于或大于約1巴；以及約1.5巴。
122.權(quán)利要求85的裝置，其中壓力產(chǎn)生元件包括滲透性帶，其包括以下之一增強(qiáng)塑料或合成材料帶，以及螺旋縫合織物。
123.權(quán)利要求85的裝置，其進(jìn)一步包括用于在壓力產(chǎn)生元件上方產(chǎn)生過(guò)壓的裝置。
124.權(quán)利要求85的裝置，其進(jìn)一步包括用于在壓力產(chǎn)生元件上方產(chǎn)生熱空氣或蒸汽的裝置。
125.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第二織物和至少一個(gè)第一織物中的至少之一被加熱。
126.權(quán)利要求86的裝置，其中紙幅以約35％或更低的水份含量離開壓榨裝置。
127.權(quán)利要求85的裝置，其中紙幅以約30％至約40％的干燥水平離開壓榨裝置。
128.權(quán)利要求85的裝置，其中至少一個(gè)第二織物的動(dòng)態(tài)剛性K*[N/mm]大于或等于3,000N/mm且小于至少一個(gè)第一織物的動(dòng)態(tài)剛性K*[N/mm]。
129.在權(quán)利要求85的壓榨裝置中干燥紙幅的方法，該方法包括在支撐表面和壓力產(chǎn)生元件之間移動(dòng)布置在至少一個(gè)第一織物和至少一個(gè)第二織物之間的紙幅，以及使流體流經(jīng)所述紙幅、至少一個(gè)第一織物和第二織物以及支撐表面。
130.用于造紙機(jī)的帶式壓榨機(jī)，其中該帶式壓榨機(jī)包括包含外表面和至少一個(gè)吸水區(qū)的真空輥；包括第一面且被引導(dǎo)越過(guò)所述真空輥的所述外表面的一部分的滲透性帶；所述滲透性帶的張力為至少約30KN/m；以及第一面的開口區(qū)為至少約25％，接觸區(qū)為至少約10％，優(yōu)選至少約25％。
131.權(quán)利要求130的帶式壓榨機(jī)，其中所述至少一個(gè)吸水區(qū)的圓周長(zhǎng)度為約200mm至約2,500mm。
132.權(quán)利要求131的帶式壓榨機(jī)，其中所述圓周長(zhǎng)度限定約80度至約180度的弧度。
133.權(quán)利要求132的帶式壓榨機(jī)，其中所述圓周長(zhǎng)度限定約80度至約130度的弧度。
134.權(quán)利要求130的帶式壓榨機(jī)，其中所述至少一個(gè)吸水區(qū)適于施加真空達(dá)等于或大于約40ms的停留時(shí)間。
135.權(quán)利要求134的帶式壓榨機(jī)，其中所述停留時(shí)間等于或大于約50ms。
136.權(quán)利要求130的帶式壓榨機(jī)，其中所述滲透性帶對(duì)所述真空輥施加壓力達(dá)等于或大于約40ms的第一停留時(shí)間。
137.權(quán)利要求136的帶式壓榨機(jī)，其中所述至少一個(gè)吸水區(qū)適于施加真空達(dá)等于或大于約40ms的第二停留時(shí)間。
138.權(quán)利要求137的帶式壓榨機(jī)，其中所述第二停留時(shí)間等于或大于約50ms。
139.權(quán)利要求138的帶式壓榨機(jī)，其中所述第一停留時(shí)間等于或大于約50ms。
140.權(quán)利要求130的帶式壓榨機(jī)，其中所述滲透性帶包括至少一個(gè)螺旋縫合織物。
141.權(quán)利要求140的帶式壓榨機(jī)，其中所述至少一個(gè)螺旋縫合織物包括合成材料。
142.權(quán)利要求140的帶式壓榨機(jī)，其中所述至少一個(gè)螺旋縫合織物包括不銹鋼。
143.權(quán)利要求140的帶式壓榨機(jī)，其中所述至少一個(gè)螺旋縫合織物的張力為約30至約80KN/m。
144.權(quán)利要求143的帶式壓榨機(jī)，其中所述張力是約35KN/m至約70KN/m。
145.壓榨和干燥紙幅的方法，該方法包括使用壓力產(chǎn)生元件壓榨至少一個(gè)第一織物和至少一個(gè)第二織物之間的紙幅，以及同時(shí)使流體流經(jīng)所述紙幅和至少一個(gè)第一和第二織物。
146.權(quán)利要求145的方法，其中所述壓榨持續(xù)等于或大于約40ms的停留時(shí)間。
147.權(quán)利要求146的方法，其中所述停留時(shí)間等于或大于約50ms。
148.權(quán)利要求145的方法，其中所述同時(shí)流動(dòng)持續(xù)等于或大于約40ms的停留時(shí)間。
149.權(quán)利要求148的方法，其中所述停留時(shí)間等于或大于約50ms。
150.權(quán)利要求145的方法，其中所述壓力產(chǎn)生元件包括施加真空的設(shè)備。
151.權(quán)利要求150的方法，其中所述真空大于約0.5巴。
152.權(quán)利要求151的方法，其中所述真空大于約1巴。
153.權(quán)利要求152的方法，其中所述真空大于約1.5巴。
全文摘要
本發(fā)明公開了滲透性帶(24)、包括具有外表面的輥(18)和滲透性帶的帶式壓榨機(jī)(22)，以及使用滲透性帶干燥或壓榨紙幅(12)的方法。滲透性帶可以承受至少30KN/m的張力。滲透性帶的側(cè)面具有至少約25％的開口區(qū)和至少約10％、至少約25％的接觸區(qū)。
文檔編號(hào)D21F3/10GK1914372SQ200480041191
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2004年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者托馬斯·T·謝爾布, 休伯特·沃爾肯豪斯, 杰弗里·赫爾曼, 盧茲·C·西爾瓦 申請(qǐng)人:沃依特制紙專利有限責(zé)任公司