專利名稱：造紙帶的化學(xué)處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造高強(qiáng)度的、柔軟的和吸收性好的紙制品的工藝。本發(fā)明也涉及在此工藝中使用的造紙帶以及制造這種造紙帶的方法。本發(fā)明尤其涉及一種使用覆蓋有光敏聚合樹脂的造紙帶的造紙工藝和一種在造紙過程中化學(xué)處理覆蓋在帶上的樹脂的方法。
在現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)里，日常生活的一個(gè)普遍特點(diǎn)是使用一次性產(chǎn)品，特別是一次性紙產(chǎn)品。例如我們幾乎每天都在使用的毛巾紙、擦面紙、衛(wèi)生紙和類似的制品。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家里，大量生產(chǎn)這些產(chǎn)品的工業(yè)在二十世紀(jì)已經(jīng)變成最大的工業(yè)。對(duì)一次性紙產(chǎn)品的大量需求同樣也產(chǎn)生了對(duì)產(chǎn)品型式及其制造方法的改進(jìn)要求。盡管紙張的制造、研究和改進(jìn)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，但人們?nèi)栽诶^續(xù)努力去改進(jìn)產(chǎn)品及其制造方法。
毛巾紙、擦面紙、衛(wèi)生紙和類似的一次產(chǎn)品是由一層或多層薄紙幅制成的。如果產(chǎn)品要完成預(yù)定的任務(wù)并有較寬的使用范圍，那么，它們及制造它們的薄紙幅必須具有一定的物理特性。在這些特性中較重要的是強(qiáng)度、柔軟性和吸收性。
強(qiáng)度體現(xiàn)的是紙幅在使用時(shí)保持其形狀完整的能力。
柔軟性體現(xiàn)的是消費(fèi)者將紙幅揉在手里時(shí)或按紙張?jiān)康氖褂脮r(shí)的一種使人愉快的觸覺。
吸收性是紙張的這樣一種特性，即能使紙張吸收和保持液體(特別是水、水溶液和懸浮液)的特性。在評(píng)價(jià)紙張的吸收性時(shí)，不僅給定量的紙張保持液體的絕對(duì)數(shù)量是重要的，而且紙張吸收液體的速率也是重要的。此外，當(dāng)紙張用作毛巾紙或抹布時(shí)，吸收液體進(jìn)入紙張的能力與擦過后留下一個(gè)擦干的表面的能力是同樣重要的。
用作擦面紙、毛巾紙、衛(wèi)生紙的一次性紙產(chǎn)品的制造工藝通常包括下列步驟首先制備含水的紙纖維漿，然后將紙漿脫水，在脫水的同時(shí)，重新排列纖維而形成紙幅。脫水過程可以使用各種類型的設(shè)備。目前，大多數(shù)使用長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)和雙網(wǎng)造紙機(jī)。在長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)中，紙漿被送到運(yùn)行的環(huán)形帶的上表面，即機(jī)器的初始造紙表面。在雙長(zhǎng)網(wǎng)造造紙機(jī)中，紙漿在一對(duì)匯集在一起的長(zhǎng)網(wǎng)之間沿積，并在此完成造紙工藝的脫水和紙纖維的重新排列工序。當(dāng)初始紙幅在長(zhǎng)網(wǎng)上或雙長(zhǎng)網(wǎng)上形成以后，這兩種類型的機(jī)器通常都是使紙幅在另一織物上通過二個(gè)或多個(gè)干燥工序，所說織物通常是不同于長(zhǎng)網(wǎng)或雙長(zhǎng)網(wǎng)的環(huán)形帶。這種織物有時(shí)是一個(gè)干網(wǎng)。許多長(zhǎng)(雙)網(wǎng)裝置和干網(wǎng)裝置以及干燥工藝的應(yīng)用都很成功，但也有一些是不成功的。干燥工藝可以包括紙幅的機(jī)械壓實(shí)，真空脫水、吹熱氣通過紙幅以及其它的干燥方法。
如上所述，造紙帶或造紙織物接照其預(yù)定的用途有各種各樣的名稱。長(zhǎng)網(wǎng)，也叫做長(zhǎng)帶、成型網(wǎng)或成形織物，是用在造紙機(jī)的初始成形區(qū)的。上面提到的干網(wǎng)用于攜帶紙幅通過造紙機(jī)的干燥裝置。使用各種其它型式的帶子或織物也是可能的。過去使用的大多數(shù)造紙帶通常是由一段紡織品構(gòu)成，這段紡織品頭尾相接形成一個(gè)環(huán)形帶。造紙用紡織品通常包括多根彼此有一定間距的縱向經(jīng)線和多根彼此有一定間距的橫向緯線，這些經(jīng)緯線用特殊的編織形式編織在一起?，F(xiàn)有的帶由單層織物(由經(jīng)緯線編織面成)和多層織物組成，織物本身也可由多層經(jīng)緯線編織而成。最初，制網(wǎng)的造紙織物的線包括下列材料青銅、不銹鋼，黃銅或它們的組合物。通常，各種造紙材料被放在織物的上面并貼在織物上，以使脫水過程效率更高。近來，在造紙領(lǐng)域，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以用合成材料制造整個(gè)或部分基網(wǎng)結(jié)構(gòu)。用合成材料制造的成形網(wǎng)質(zhì)量?jī)?yōu)于用金屬線制成的成形網(wǎng)。這樣的合成材料包括尼龍、聚脂、丙烯酸類纖維和共聚物。當(dāng)使用許多不同的工藝、織物和由這些織物制成的裝置時(shí)，只有某些工藝、織物和由這些織物制成的裝置能生產(chǎn)商業(yè)上成功的紙產(chǎn)品。
一個(gè)紙幅的例子(此紙幅已被廣大消費(fèi)者所接受)是按照US-3301746(1967年1月31日公開，發(fā)明人Sanford和Sisson)中描述的工藝制造的紙幅。另一種廣泛使用的紙產(chǎn)品是按照US-3994711(1976年11月30日公開，發(fā)明人Morgan和Rich)中描述的工藝制造的。盡管這兩種工藝制造出來的產(chǎn)品的質(zhì)量很高，但是，如上所述，為改進(jìn)產(chǎn)品而進(jìn)行的研究仍在繼續(xù)。
另一個(gè)在商業(yè)上有意義的對(duì)上述紙幅的改進(jìn)是按照US-4529480(1985年7月16公開，發(fā)明人Trokhan)中描述的工藝進(jìn)行的。這個(gè)改進(jìn)措施包括使用一條造紙帶(稱為“撓曲部件”)，此造紙帶由一個(gè)多孔的編織件組成，編織件被一個(gè)固化的光敏樹脂網(wǎng)架包裹。樹脂網(wǎng)架有多個(gè)隔離的稱為“撓曲導(dǎo)管”的通道。使用這種撓曲件的工藝(連同其它步驟一道)包括將造紙纖維的初始紙幅與撓曲件的上面毗連，并在撓曲件的背面(機(jī)器接觸面)施加真空或其它的流體壓差，用在此工藝中的造紙帶被稱為“撓曲件”的原因是，根據(jù)所施加的流體壓差，造紙纖維被彎入和重新排列在固化樹脂網(wǎng)架上的撓曲導(dǎo)管內(nèi)。撓曲件是按US-4514345(1985年4月30日公開，發(fā)明人Johnson等)中描述的工藝制造的。這個(gè)工藝包括下列幾個(gè)步驟(1)用光敏樹脂涂蓋多孔編織件;(2)將光敏樹脂的厚度控制在預(yù)先選定的值上;(3)通過具有不透明區(qū)和透明區(qū)的掩模使樹脂暴露在有活性波長(zhǎng)(activatcd wavelenght)的光中;(4)去除未固化的樹脂。應(yīng)用前述的改進(jìn)造紙方法，最終可生產(chǎn)出具有預(yù)先所希望特性的紙張。使用US-4529480公開的方法生產(chǎn)的紙張的特點(diǎn)在于有兩個(gè)物理特性完全不同的區(qū)域分布在其表面上，一個(gè)是連續(xù)的網(wǎng)區(qū)，它有相對(duì)高的密度和高的內(nèi)在強(qiáng)度，另一個(gè)是包括多個(gè)圓穹的區(qū)域，它與網(wǎng)區(qū)相比有相對(duì)低的密度和相對(duì)低的內(nèi)在強(qiáng)度，并被網(wǎng)區(qū)完全包圍。
用上述的方法生產(chǎn)的紙張由于幾個(gè)因素的影響，實(shí)際上較之用以前的方法生產(chǎn)的紙張強(qiáng)度更高、柔軟性和吸收性更好。由于網(wǎng)區(qū)提供了相對(duì)高的內(nèi)在強(qiáng)度，所生產(chǎn)的紙張的強(qiáng)度增加了。由于紙張表面具有一些密度低的圓穹，因此，所生產(chǎn)的紙張的柔軟性增加。由于紙張總的密度較低，因此紙張的吸收性更好。同時(shí)，因?yàn)榫W(wǎng)區(qū)可以將所吸收的液體以有秩序的方式分散到吸收性好的密度低的圓穹區(qū)去，所以吸收率增加了。
雖然上述改進(jìn)的方法非常有效，但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)造紙帶上的固化光敏聚合樹脂很快地退化，以致造紙帶過早損壞。撓曲件(造紙帶)的退化機(jī)理是光敏聚合樹脂的氧化。為了延緩氧化過程，必須在用具有活性波長(zhǎng)的光(例如紫外線光)進(jìn)行最后聚合之前，將抗氧化劑(例如高分子量受阻酚)加到液體光敏聚合樹脂中去。然而，加入液體樹脂中的化合物的加入量有一個(gè)上限，其原因有三個(gè)a)這些化合物可以減緩樹脂的感光速度(反應(yīng)速度);b)受化合物在樹脂中的溶解度限制;c)通過聚合物的置換，樹脂結(jié)構(gòu)被減弱。當(dāng)造紙機(jī)運(yùn)行時(shí)，這些化合物在抗氧化過程中被消耗或/和分解，當(dāng)抗氧化劑含量降低或耗盡時(shí)，樹脂很容易降解，帶很快就被損壞。因此，需要一種能補(bǔ)充在造紙過程中被消耗的含在造紙帶中的化合物的方法。
本發(fā)明涉及一種在造紙過程中連續(xù)地向固化聚合樹脂加入化合物以改善造紙帶的有效壽命的工藝。本發(fā)明特別是涉及一種在造紙過程中向造紙帶添加適當(dāng)?shù)目寡趸衔?，使造紙帶的壽命能大大延長(zhǎng)的工藝。本發(fā)明克服了通常的對(duì)加入未聚合液體樹脂中的抗氧化劑數(shù)量的限制。本發(fā)明還抵消了在正常的造紙過程中樹脂內(nèi)的抗氧化劑的損耗。
本發(fā)明的目的是提供一種能延長(zhǎng)造紙帶使用壽命的工藝，所說造紙帶含有固化的聚合光敏樹脂，實(shí)現(xiàn)這一目的的方式為在造紙過程中，連續(xù)地向造紙帶加入有效量的化合物。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于連續(xù)地向在使用中的造紙帶的含有樹脂的紙接觸面加入少量抗氧化化合物，以防止樹脂氧化的工藝。
從下面的描述中可知，上述目的和其他未列出的目的都可以從本發(fā)明中獲得。
本發(fā)明包括一種用于改善含有固化光敏聚合樹脂的造紙帶的壽命的工藝和一種使用這種造紙帶的改進(jìn)的造紙工藝?？傮w上講，造紙帶壽命的延長(zhǎng)是在造紙過程中連續(xù)地向造紙帶加入有效量的化合物的結(jié)果?；衔镒詈檬悄芤种苹驕p緩聚合樹脂氧化和隨后的降解效應(yīng)的抗氧化劑。
造紙帶(其最佳形式)包括兩個(gè)主要部件(1)一個(gè)固化的聚合樹脂網(wǎng)架，該網(wǎng)架是由液體光敏樹脂在具有活性波長(zhǎng)的光下曝光而被固化的，并且有一個(gè)用于接觸纖維紙幅的便于脫水的第一表面，一個(gè)與第一表面相反的用于在脫水過程中與脫水裝置接觸的第二表面;(2)一個(gè)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是有空隙的，它可以是多孔的編織部件，為加強(qiáng)樹脂網(wǎng)架，該結(jié)構(gòu)設(shè)在網(wǎng)架的第一表面和第二表面的至少一部分之間。樹脂網(wǎng)架最好具有一些導(dǎo)管，以便將水從第一表面穿過樹脂網(wǎng)架引到第二表面。
適合的光敏樹脂可以很容易地從市場(chǎng)上銷售的樹脂中選擇。例如，可選擇的光敏樹脂包括丙烯酸氨基甲酸乙酯(例如，異丁烯酸氨基甲酸乙酯)，苯乙烯丁二烯共聚物、丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、丙烯酸芳香氨基甲酸乙酯和丙烯酸聚丁二烯。特別好的液體光敏樹脂是特拉華州威爾明頓市的Hercules股份有限公司生產(chǎn)的Merigraph系列的異丁烯酸氨基甲酸乙酯。最好的樹脂是Merigraph EPD1616B樹脂。
在本發(fā)明的最佳工藝中，抗氧化劑在造紙過程中被連續(xù)地加在造紙帶上，以便阻止造紙帶氧化，并延長(zhǎng)造紙帶的壽命。人們已意外地發(fā)現(xiàn)、當(dāng)抗氧化劑在工作過程中被加在造紙帶上時(shí)，抗氧化劑會(huì)被造紙帶吸收。這是出乎人們意料的，因?yàn)楦咚龠\(yùn)轉(zhuǎn)的造紙帶每轉(zhuǎn)一圈大約需三秒鐘，每轉(zhuǎn)一圈造紙帶都需通過清洗噴頭，并越過流體脫水真空箱。這樣，抗氧化化合物需在三秒鐘內(nèi)(在被清洗噴頭清洗和/或被真空箱除去以前)被樹脂吸收或粘在樹脂的表面上，并使帶更具有抗氧化性。
適合的抗氧化劑可以容易地從市場(chǎng)上銷售的抗氧化劑中選取。最好的抗氧化劑是主抗氧化劑，例如受阻酚，這種抗氧化劑能夠清除自由基并阻止鏈?zhǔn)窖趸磻?yīng)。適合于在本發(fā)明中使用的各種抗氧化劑將在下面詳細(xì)描述。
本發(fā)明還涉及一種利用本發(fā)明的造紙帶的造紙工藝。用于制造本發(fā)明的紙幅的工藝包括以下步驟(a)提供一種含水分散造紙纖維;
(b)在一多孔部件上用含水分散纖維制成一造紙纖維的初始紙幅;
(c)用一造紙帶與初始紙幅接觸，該造紙帶包括一個(gè)網(wǎng)架，該網(wǎng)架具有第一紙接觸表面、與第一表面相反的第二表面和在第一表面及第二表面之間延伸的導(dǎo)管;一個(gè)用來加強(qiáng)網(wǎng)架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)設(shè)在網(wǎng)架的第一表面和第二表面的至少一部分之間，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)是具有空隙的加強(qiáng)構(gòu)件。
(d)在初始紙幅中的造紙纖維的至少一部分彎入導(dǎo)管，并且在彎入不遲于脫水的條件下，通過導(dǎo)管從初始紙幅中脫水并重新排列造紙纖維來形成一中間紙幅;
(e)預(yù)干燥與造紙帶毗連的中間紙幅，使紙幅的濃度在大約25%至98%之間，以形成造紙纖維的預(yù)干燥紙幅。
如前所述，在造紙過程中，有效量的化合物，(最好是含有已溶解的抗氧化化合物的乳液)是被連續(xù)地加在造紙帶上的。這種連續(xù)地向造紙帶加入化合物的工藝將在下面進(jìn)更詳細(xì)地描述。
本說明書中的所有百分率、比率和比例都是按重量計(jì)算的，特指的除外。


圖1是一連續(xù)造紙機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，表示本發(fā)明的向造紙帶上添加化學(xué)物質(zhì)的方法。
圖1A是造紙纖維的初始紙幅在彎入造紙帶的導(dǎo)管前的局部簡(jiǎn)化剖面示意圖。
圖1B是圖1所示的初始紙幅的一部分在初始紙幅纖維已經(jīng)進(jìn)入造紙帶的一個(gè)導(dǎo)管以后的簡(jiǎn)化剖面示意圖。
圖1C是用本發(fā)明的方法制造的紙幅的局部簡(jiǎn)化平面圖。
圖1D是沿圖1C中的1D-1D線剖開的紙幅的局部橫向剖面圖。
圖1E是沿圖1C中的1E-1E線剖開的紙幅的局部縱向剖面圖。
圖2是沒有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的造紙帶的局部平面圖。
圖3是沿圖2中的3-3線剖開的造紙帶的局部剖面圖。
圖4是一個(gè)已裝配好的造紙帶的實(shí)施例的平面圖。
圖5是沿5-5線剖開的圖4所示的造紙帶實(shí)施例的剖面圖，其中，帶背面裝有剛性結(jié)構(gòu)。
圖6是一最佳導(dǎo)管開口幾何形狀的放大示意圖。
圖7是使用在造紙帶上的一個(gè)最佳的編織形成的多層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖8是沿圖7中的8-8線剖開的展開剖面圖。
圖9是圖7的編織加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的端部剖視圖。
圖10是沿圖7中的10-10線剖開的剖視圖。
圖11是沿圖7中的11-11線剖開的剖視圖。
圖12是沿圖7中的12-12線剖開的剖視圖。
圖13是用于制造在本發(fā)明中使用的造紙帶的基本設(shè)備的示意圖。
說明書的內(nèi)容包括特別指出的權(quán)利要求，以及被認(rèn)為是本發(fā)明所明顯要求的內(nèi)容，通過研讀下面的本發(fā)明的詳細(xì)描述，并結(jié)合對(duì)附圖和附加實(shí)施例的研究，相信本發(fā)明可以被充分地理解。
本說明書分成四個(gè)部分(1)造紙工藝和向本發(fā)明的造紙帶連續(xù)施加化合物的工藝的詳細(xì)描述;
(2)造紙工藝中的紙幅的描述;
(3)最佳造紙帶的描述;
(4)用來制造最佳造紙帶的方法的描述。
1.造紙工藝和向造紙帶加化合物的方法。
下面詳細(xì)描述的是，本發(fā)明用來延長(zhǎng)含有固體光敏聚合樹脂的造紙帶的壽命的方法，以及用這種樹脂涂蓋的帶來造紙的工藝(可以想到，其他方法也是可以被采用的)。用本發(fā)明的涂有光敏樹脂的造紙帶來造紙的工藝在名稱為“撓曲部件”的US-4528239和名稱為“薄棉紙”的US-4529480中已被詳細(xì)地提出，這兩份專利分別于1985年7月9日和1985年7月16日公開，發(fā)明人是Paul.D.Trokhan，在此引用僅供參考。
所有的造紙工藝，包括本發(fā)明的化學(xué)處理涂蓋在帶上的樹脂的工藝，都具有一系列步驟或過程，這些步驟或過程將按先后順序在下面進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)理解，下面描述的步驟是幫助讀者理解本發(fā)明的工藝的，因此，本發(fā)明并不只限于所給出的或所設(shè)置的步驟。參照附圖1，每一個(gè)步驟都將在下面的段落里進(jìn)行詳細(xì)地討論。
圖1是在本發(fā)明中使用的連續(xù)造紙機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化示意圖。在圖1中所示的特殊造紙機(jī)是一種長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)，該機(jī)的外形和造紙帶大體上類似于在1967年1月31日公開的，發(fā)明人為Sanford和Sisson的US-3301746中描述的造紙機(jī)，這里僅供參考。此外，在1978年7月25日公開的，發(fā)明人為Morton的US-4102737的圖1中所示的雙長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)(這里僅供參考)也可用來實(shí)施本發(fā)明。
第一步驟在造紙工藝中，第一步是提供含水的分散的造紙纖維14，適用的造紙纖維包括纖維素纖維，通常是眾所周知的木漿纖維。本發(fā)明可使用取自軟木(裸子植物或針葉樹)和硬木(被子植物或落葉樹)的纖維。纖維取自何種樹是不重要的。
本發(fā)明也可使用各種其它天然形成的纖維素纖維，這些纖維包括棉絨纖維、西班牙纖維草，甘蔗渣、麻、泥炭蘚和亞麻纖維。本發(fā)明還可以利用回收的纖維素纖維(例如，木漿纖維)。此外，合成纖維，例如人造纖維，聚乙烯和聚丙烯纖維，可以與天然纖維素纖維結(jié)合使用。一種典型的可使用的聚乙烯纖維是從特拉華州威爾明頓市的Hercules公司購(gòu)買的Pulpex TM。
本漿纖維可以用天然木材作原料采用任意的合適制漿方法來制備?？梢圆捎没瘜W(xué)方法處理，例如亞硫酸處理、硫酸處理(包括硫酸鹽處理)和堿處理，也可以采用機(jī)械方法處理，例如熱機(jī)(或Asplund)處理。此外，還可以使用各種半化學(xué)(化學(xué)-機(jī)械)處理方法。漂白和非漂白纖維都可以使用。當(dāng)使用本發(fā)明的紙幅生產(chǎn)吸收性好的產(chǎn)品(例如毛巾紙)時(shí)，最適合的是漂白的(美國(guó))北方軟木硫酸鹽漿纖維。
可以使用任何一種現(xiàn)有的通用設(shè)備制備含水的分散造紙纖維。含水的分散造紙纖維14在這些設(shè)備中(沒有畫出)制備，并被提供到流漿箱13內(nèi)，箱13可以具有任何適宜的構(gòu)造。含水的分散造紙纖維14從流漿箱13被送到成型面或成型帶(一種典型的長(zhǎng)網(wǎng)。如15所示)上，以便進(jìn)行造紙工藝的第二步驟。網(wǎng)15由一個(gè)胸輥16和一些標(biāo)號(hào)為17和17a的轉(zhuǎn)向輥支承。網(wǎng)15由一合適的驅(qū)動(dòng)裝置(圖1中未示出)沿箭頭A方向推進(jìn)。通常與造紙機(jī)以及長(zhǎng)網(wǎng)15一起使用的輔助部件和裝置，包括成型板、脫水板、真空箱、張力輥、支承輥、網(wǎng)清洗噴頭以及類似的裝置，在圖1中也未示出。
在第一步驟結(jié)束時(shí)，所分散的含水分散纖維的濃度為0.1～0.3%。
在分散過程中，可將各種在造紙工藝中通常采用的添加劑加入造紙纖維中。在1985年7月16日公開的US-4529480的第4欄第24～第59行中，有各種可能的添加劑的明細(xì)表，這里引用僅供參考。
在本說明書中，各種分散纖維、紙幅和類似物的水份含量用百分比濃度表示。百分濃度的定義為，在所述系統(tǒng)中的干纖維重量除以系統(tǒng)的總重量再乘上100%，其中，纖維的重量總是由絕干纖維重量表示。
第二步驟造紙工藝中的第二步驟是將在第一步驟中獲得的含水分散纖維14在一個(gè)多孔面(如長(zhǎng)網(wǎng)15)上制成一初始紙幅18。
在本發(fā)明中，初始紙幅18是纖維紙幅，該紙幅在造紙過程中產(chǎn)生，并被重新布置在造紙帶(將在下面描述)10上。
初始紙幅18是由含水分散造紙纖維14通過在多孔面上分散沿積并用本領(lǐng)域公知的技術(shù)手段除去部分含水的分散介質(zhì)而形成的。真空箱成形板，脫水板和類似的裝置都能有效地去除水份。在初始紙幅中的纖維一般有較大的水份，濃度范圍通常大約為5%～25%。一般情況下，如沒有外部部件;如長(zhǎng)網(wǎng)15的支承，初始紙幅的維持自身的能力是很弱的。不管初始紙幅18的形成方法如何，當(dāng)紙幅重新布置在造紙帶10上時(shí)，帶10和紙幅18之間的結(jié)合力應(yīng)足夠弱以使纖維在下面所描述的力的作用下重新布置。
在造紙技術(shù)領(lǐng)域公知的任何技術(shù)都可用來制造初始紙幅。只要初始紙幅18具有上述的特性，紙幅18采用什么方法制成對(duì)本發(fā)明來說是不重要的。連續(xù)的造紙方法是最好的，然而，間歇的過程，如制造手抄紙的方法也可以采用。有助于完成本步驟的方法在許多參考文獻(xiàn)中已被公開，如1974年1月31日公開的US-3301746(發(fā)明人Sanford和Sisson)及1976年11月30日公開的US-3994771(發(fā)明人Morgon和Rich)，這里例舉兩篇僅供參考。
初始紙幅18形成后，由長(zhǎng)網(wǎng)15帶著繞回轉(zhuǎn)輥17傳遞，并被帶到鄰近的第二造紙帶10上。
第三步驟造紙工藝中的第三步驟是初始紙幅18與造紙帶10相結(jié)合，帶10已在上述的專利中討論過，由于其具有的性能被稱為“撓曲部件”。第三步驟的目的是使初始紙幅18與造紙帶10接觸，在帶10上紙幅18被連續(xù)地?fù)锨?、重新布置和進(jìn)一步地脫水。造紙帶10的特性將在本說明書的下面的段落中進(jìn)行詳細(xì)的描述。這里，造紙帶10有一些導(dǎo)管，初始紙幅18的纖維彎入導(dǎo)管內(nèi)，并在導(dǎo)管內(nèi)重新排列。
在圖1所示實(shí)施中，本發(fā)明的造紙帶10沿箭頭B方向運(yùn)行。造紙帶10繞造紙帶轉(zhuǎn)向輥19a和19b、壓軋輥20、造紙帶轉(zhuǎn)向輥19c、19d、19e、19f和乳液分布輥21運(yùn)行，分布輥21將乳液槽23內(nèi)的乳液22分布在造紙帶10上。在造紙帶轉(zhuǎn)向輥19c和19d之間以及19d和19e之間，分別設(shè)有帶清洗噴頭102和102a。帶清洗噴頭102和102a的作用是清洗帶10上的紙纖維、粘合劑、強(qiáng)度添加劑和類似的物質(zhì)，這些物質(zhì)是在完成造紙的最后步驟時(shí)粘在造紙帶10上的。在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例中，造紙帶10在循環(huán)運(yùn)行過程中還具有一個(gè)向紙幅施加不同液壓的裝置，這個(gè)裝置包括真空引紙板24a和一個(gè)真空箱(例如多槽真空箱24)。本發(fā)明的造紙帶10所連帶的，在圖1中沒有示出的裝置有各種輔助支承輥、轉(zhuǎn)向輥、清洗裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和本領(lǐng)域所公知的通常在造紙機(jī)中使用的類似裝置。
當(dāng)長(zhǎng)網(wǎng)15在真空引紙板24a附近靠近本發(fā)明的造紙帶10時(shí)，長(zhǎng)網(wǎng)15使紙幅18與造紙帶10接觸。
本發(fā)明的方法(連同第三步驟)即在造紙過程中連續(xù)向帶加入有效量的化合物的方法將在下面詳述。我們雖然都知道在造紙過程中加入化合物以延長(zhǎng)帶的壽命的方法并不局限于某些特定的步驟，但為了方便起見，這里將結(jié)合第三步驟進(jìn)行詳述。實(shí)際上，在造紙過程中，化合物可以在任何時(shí)候涂在造紙帶上，然而最好是在帶不攜帶紙幅時(shí)，在帶運(yùn)行中的一個(gè)特定點(diǎn)上將化合物涂在帶的與紙接觸的表面上。涂蓋通常是在預(yù)干燥紙幅27已經(jīng)離開造紙帶10并被傳送到揚(yáng)克式烘缸筒28，以及帶已經(jīng)通過清洗噴頭102和102a以后，但在帶轉(zhuǎn)到與初始紙幅18(例如在乳液分布輥21附近)接觸以前進(jìn)行的。
術(shù)語“有效量的化合物”是指能減緩光敏聚合樹脂隨時(shí)間的降解的化合物的含量。也就是說，有效量的化合物是指能夠延長(zhǎng)(與沒有經(jīng)過化合物處理的造紙帶相比)涂有光敏聚合樹脂的造紙帶的有效壽命的特殊的化合物含量。當(dāng)然，在很大的程度上，有效量的化合物取決于所使用的特殊化合物，以及造紙帶所處的工作環(huán)境。
這里，術(shù)語“連續(xù)的加入”是指在造紙帶的每一個(gè)回轉(zhuǎn)過程中，在一個(gè)點(diǎn)(或多個(gè)點(diǎn))上向涂有樹脂的造紙帶的表面上添加化合物?；衔镒詈檬蔷鶆蚣釉谏厦娴膸嫔?，以便使帶的整個(gè)紙接觸面能從這個(gè)化學(xué)處理中受益。
這里，術(shù)語“化合物”是指那些當(dāng)其連續(xù)地加在涂蓋在造紙帶上的聚合樹脂上時(shí)，能延長(zhǎng)帶的使用壽命的化學(xué)制品。例如，適合于使用在本發(fā)明中的方法中的化合物包括抗氧化劑(下面將詳細(xì)描述)、還原劑、螯合劑、防腐劑、防粘劑、防紫外線劑和增塑劑。還原劑是比在聚合樹脂中的弱鍵(例如醚鍵)更容易氧化的化合物，這些還原劑包括，亞硫酸根離子、硫醇和二氯化錫。螯合劑是諸如EDTA之類的能夠螯合氧化觸媒(例如過渡金屬元素)的化合物。防腐劑是阻止或延緩能損壞聚合樹脂的微生物生長(zhǎng)的化合物，例如殺菌劑和殺微生物劑。防粘劑是能改變涂在帶上的聚合樹脂的表面能，以防碎纖維粘到帶表面上，并使紙幅能從帶上有效地傳送到干燥器上的化合物，例如，油(碳?xì)浠衔锘蚬柰?、氟塑料和蠟。防紫外線劑是諸如2-羥苯基苯并三唑-類的化合物，這種化合物能防止涂在帶上的聚合樹脂產(chǎn)生光降解作用。增塑劑為能改良造紙帶柔韌性的化合物，例如，甘油、二-2-乙基己基鄰苯二甲酸酯和二丙二醇二苯甲酸酯。列出上述化合物的目的僅僅是舉例而已，并未列出全部的化合物。在聚合物制造領(lǐng)域和造紙領(lǐng)域公知的能夠延長(zhǎng)涂在造紙帶上的聚合樹脂壽命的其他種類的化合物都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中所采用的化合物可從適合的抗氧化劑中選取。這里，術(shù)語“抗氧化劑”是指能以較低濃度防止或延緩造紙帶的已固化的樹脂網(wǎng)架的氧化以及其后的降解的有機(jī)化合物。降解是一個(gè)包括有引發(fā)、增長(zhǎng)和終止?fàn)顟B(tài)的連續(xù)過程。自由基的形成可引起聚合物氧化。促使自由基生成的因素包括在聚合反應(yīng)中有活性過氧化物或酮的存在，以及在造紙過程中聚集在帶表面上的化合物/纖維素碎纖維。通過氧化作用，結(jié)合在造紙過程中由帶產(chǎn)生的熱和機(jī)械應(yīng)力，帶最終將損壞。為了防止氧化，在固化的樹脂網(wǎng)架內(nèi)的抗氧化劑的濃度應(yīng)當(dāng)保持在大約0.001%-5.0%(重量百分比)，最好為大約0.05%-1.5%，所說重量是樹脂網(wǎng)架的重量。當(dāng)然，最佳的濃度將取決于所使用的抗氧化劑以及帶所處的工作環(huán)境。
抗氧化劑有二種，即主抗氧化劑和次抗氧化劑。主抗氧化劑，如受阻酚和仲氨，能清除自由基并阻止鏈?zhǔn)窖趸磻?yīng)。聚合樹脂的氧化反應(yīng)通常產(chǎn)生一過氧化氫中間體。當(dāng)亞穩(wěn)態(tài)的氫過氧化物分解時(shí)，能分解聚合物主鏈并產(chǎn)生更多自由基。次抗氧化劑，如磷酸鹽、亞磷酸鹽或含硫化合物(例如硫酯)和二代硫化物，能安全地將過氧化氫中間體轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的副產(chǎn)物(例如，乙醇)。這樣就能防止過氧化物分解成自由基，也就阻止了聚合樹脂的氧化。這兩種抗氧化劑的結(jié)合能產(chǎn)生疊加效果。
用于本發(fā)明的較好抗氧化劑是主抗氧化劑，其中受阻酚是最好的;受阻酚能通過從羥基輸送不穩(wěn)定的氫來清除自由基。受阻酚抗氧化劑可以有多種分子量和各種價(jià)格。大分子量的受阻酚具有更長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，相應(yīng)地具有較高的價(jià)格。相反，雖然那些小分子量的受阻酚具有FDA(美國(guó)食品醫(yī)藥管理局)認(rèn)可的優(yōu)點(diǎn)，但由于它們具有較大的揮發(fā)性，因此它們的穩(wěn)定期較短。例如，在市場(chǎng)上可購(gòu)買的，適合于在本發(fā)明中使用的受阻酚有由Ciba Geigy出售的Irganox1010四[亞甲基(3，5-二叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸酯)]甲烷，由美國(guó)Cyanamid公司出售的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)，1，3，5-三(4-叔丁基-3-羥基-2，6-二甲基芐基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮Cyanox1790，和也由美國(guó)Cyanamid公司出售的Cyanox2246，即2，2′-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基酚)?；旌系氖茏璺涌寡趸瘎┛梢栽诒景l(fā)明中使用。下面兩篇參考文獻(xiàn)包括更多的有關(guān)受阻酚抗氧化劑的資料，這兩篇文獻(xiàn)是Johnson的《抗氧化劑的合成及就用》第3-58面1975年)和Capolupo和chucta的“抗氧化劑”、《現(xiàn)代塑料百科全書》，第127-128面(1988年)。在此均列入作為參考。
在本發(fā)明中可以使用的其他種類的主抗氧化劑是仲氨。仲氨可通過從-NH基團(tuán)傳送氫來清除自由基，而且高溫穩(wěn)定性仲氨比受阻酚好。然而，由于氨能產(chǎn)生污染和退色作用，因此，氨只能使用在較深的顏色能被允許或被遮蔽的場(chǎng)合。此外，氨受FDA許可的限制。仲氨抗氧化劑的一個(gè)實(shí)例是Uniroyal有限公司的產(chǎn)品，Naugard445，即4，4′-雙(a，a-二甲基芐基)-二苯基胺。仲氨抗氧化劑已在約翰遜(Jahnson)的《抗氧化劑的合成及應(yīng)用》一書的第60-79頁(1975年)中進(jìn)行了非常詳細(xì)地描述，在此引用此文僅供參考。仲氨和受阻酚的混合使用可以防止造紙帶氧化。
次抗氧化劑可使過氧化物分解成穩(wěn)定的副產(chǎn)物(例如乙醇)。由于次抗氧化劑能取代部分成本高的抗氧化劑，并具有等同的特性，因此，采用次氧化劑符合成本-效益要求。然而，次抗氧化劑是缺點(diǎn)是它們?nèi)菀妆凰?。在本發(fā)明中使用的次抗氧化劑最好是亞磷酸鹽、硫酯和亞磷酸鹽與硫酯的混合物。市場(chǎng)上可以買到的亞磷酸鹽包括由Uniroyal有限公司出售的Naugardp，即三(單-壬基苯基)亞磷酸酯和Naugard524，即三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。市場(chǎng)上可以買到的硫酯是由美國(guó)Cyanamid公司出售，商品名稱為CyanoxLDTP的二月桂基硫代二丙酸酯。有關(guān)次抗氧化劑(包括亞磷酸鹽和硫酯)的更詳細(xì)的描述參見約翰遜的《抗氧化劑的合成及應(yīng)用》一書(1975年出版)的第106-147頁。
將主抗氧化劑和次抗氧化劑在本發(fā)明中聯(lián)合使用是特別好的。最好是將受阻酚和硫酯結(jié)合使用。
化合物(例如抗氧化劑)最好是以水溶液、乳液或懸浮液的形式加到蓋在造紙帶上的聚合樹脂上。雖然在本發(fā)明中使用含有化合物的乳液是最好的，但化合物也可以被加到含有可溶解化合物的非水溶劑的溶液中?；衔镒詈檬蔷鶆虻丶拥酵可w在造紙帶上的聚合樹脂上，以便使整個(gè)紙接觸面從化學(xué)處理中受益。
在造紙過程中向造紙帶添加化合物(例如，抗氧化劑)是非常有效的，其效果出人意料是因?yàn)閹б院芨叩乃俣冗\(yùn)行，一般為2500rpm左右，即每三秒鐘轉(zhuǎn)一圈。此外，在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，帶每轉(zhuǎn)一圈都要穿過帶清洗噴頭102和102a，并越過液體清除真空箱24a和24。這樣?；衔锉粯渲栈蛐纬煞雷o(hù)涂層來增加帶的有效壽命的時(shí)間非常短(一般少于3秒)。
本領(lǐng)域公知的能以所希望的速度將化合物均勻地分散在造紙帶10上的任何涂布方法都可以采用。這些連續(xù)地向帶涂布化合物的方法包括轉(zhuǎn)移輥涂布、噴霧涂布和凹版印刷。轉(zhuǎn)移輥涂布是經(jīng)濟(jì)的，并且能精確地控制化合物的涂布量和分布，因此是最好的。任何一種在造紙機(jī)中通常使用的圓筒形分布(涂布)輥都可以采用。適合于向造紙帶噴霧涂布化合物的設(shè)備包括外部混合裝置、空氣霧化噴嘴，例如從V.I.B系統(tǒng)有限公司(Tucker，Georgia)購(gòu)買的2mm噴嘴。適合于在造紙帶上印刷含有已溶解了的化合物的溶液或乳液的設(shè)備是Rotogravure印刷機(jī)。
一個(gè)特別好的方法是通過圖1所示的乳液分散輥21和乳液槽23向造紙帶連續(xù)涂布化合物。在這個(gè)特別好的方法中，化合物被溶解到包括三種主要成分(水、油和表面活性劑)的乳液22的至少一相中。當(dāng)然還可加入其它合適的組份。含有已溶解的化合物(如抗氧化劑)的乳液22通過上述的乳液分布輥21涂在造紙帶10上。乳液22也可以通過清洗噴頭102和102a涂在造紙帶10上。
乳液的成份最好含有水、以“Regal Oil”著稱的高速透平油、二甲基二硬脂基氯化銨、鯨蠟醇和由美國(guó)Cyanamid公司出售的稱為“Cyanox 1790”的受阻酚抗氧化劑。這里“Regal Oil”是指含有大約87%的飽和烴和大約12.6%的芳香烴及微量添加劑的混合物，由Texas，休斯敦的Texco Oil公司生產(chǎn)，產(chǎn)品編號(hào)為R＆068，代號(hào)為702。在前面所述的成份中，“Regal Oil”起“防粘乳液”(release emudsion)的作用。防粘乳液的作用是在造紙帶10上提供一涂層，在本發(fā)明(針對(duì)紙幅)的步驟完成以后，使紙能從帶上被釋放(不相互粘貼)。
二甲基二硬脂基氯化銨在以商品名稱為AROSURF TA 100出售，該商品由在Illiois，Rolling Meadows的Sherex化學(xué)有限公司生產(chǎn)。為了簡(jiǎn)便起見，后面簡(jiǎn)稱二甲基二硬脂基氯化銨為AROSURF。AROSURF在乳液中被用作表面活化劑，作用是乳化或穩(wěn)定水中的油微粒(例如，Regal Oil)。這里，術(shù)語“表面活化劑”是指一種使表面活化的作用劑，它的一部分是親水的，另一部分是疏水的，它能遷移親水物質(zhì)和疏水物質(zhì)之間的界面，以穩(wěn)定它們。
這里，“鯨蠟醇”是指C16直鏈脂肪醇。鯨蠟醇是由Ohio，Cincinnati的The Procter & Gamble公司生產(chǎn)的。鯨蠟醇類似于ARO SURF，在本發(fā)明最佳實(shí)施例的乳液中用作表面活性劑。
本發(fā)明最佳實(shí)施例中的乳液成分百分比列表如下成分 容積(加侖) 重量(磅)水 518 4，320.0REGALOIL 55 421.8AROSURF N/A＊ 24鯨蠟醇 N/A＊ 16Cyanox1790 N/A＊ 5.3＊N/A-成分是以固體形式添加的。
第四步驟造紙工藝的第四步驟是使初始紙幅18中的纖維彎入造紙帶10的導(dǎo)管36內(nèi)，并從紙幅18中除去水分，進(jìn)而形成造紙纖維的中間紙幅25，上述步驟是通過向紙幅提供流體壓差實(shí)現(xiàn)的。一種提供流體壓差的最佳方法是將紙幅18置于真空狀態(tài)，即通過導(dǎo)管36使紙幅受到真空作用，所說真空作用是通過從底面12一側(cè)向造紙帶10提供真空來實(shí)現(xiàn)的。這種最佳方法由圖1中的真空引紙板24a和多槽真空箱24表示。另一種選擇是，通過長(zhǎng)網(wǎng)15將空氣或氣流正壓力在引紙板24a或真空箱24附近施加在紙幅18上。這種通常采用的壓力提供方式在圖1中沒有畫出。
纖維彎入導(dǎo)管36由圖1A和1B所示。圖1A是造紙帶10和紙幅18的一部分的簡(jiǎn)化的示意剖面圖，表示紙幅18已經(jīng)與造紙帶10毗連，但纖維還未在流體壓差作用下彎入導(dǎo)管36時(shí)的狀態(tài)。在圖1A中，紙幅18仍與長(zhǎng)網(wǎng)15毗連。圖1A僅表示了一個(gè)導(dǎo)管36，紙幅18與造紙帶10的第一側(cè)網(wǎng)表面34a毗連。此表面將在本說明書描述造紙帶的部分進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1B也象圖1A一樣，是造紙帶10的局部簡(jiǎn)化剖面圖。不同的是，圖1B表示紙幅18的纖維在所提供的流體壓差作用下彎入導(dǎo)管36后的狀態(tài)。從圖中可以看到，紙幅18內(nèi)的大部分纖維，即紙幅18本身已經(jīng)移至第一側(cè)網(wǎng)表面34a下面并彎入導(dǎo)管36內(nèi)，由此形成中間紙幅25。在撓曲過程中，初始紙幅18內(nèi)的纖維重新排布(沒有示出)，并且水分通過導(dǎo)管36排出，下面將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。
可以看到，在纖維彎入導(dǎo)管時(shí)或在彎入導(dǎo)管以后，水開始通過導(dǎo)管從初始紙幅18中排出(例如，脫水是在流體壓差作用下完成的)。重要的是，在纖維彎入導(dǎo)管36前，不從紙幅18中脫去水分。為了提供這種條件，作為一種輔助手段，導(dǎo)管36相互之間要隔離。導(dǎo)管36的這種隔離是重要的，這樣才能確保撓曲力(例如所提供的真空吸力)能較突然地施加。撓曲力要足夠大以引起纖維撓曲。
在圖1所示的造紙機(jī)中，最初的脫水是在引紙板24a和真空箱24處產(chǎn)生的。導(dǎo)管是在造紙帶10的整個(gè)厚度上開通的，在施加到造紙帶10的底面上的真空吸力的作用下，水從初始紙幅中通過導(dǎo)管被吸出，并被排出系統(tǒng)之外。脫水過程是連續(xù)進(jìn)行的，真到與導(dǎo)管36接觸的紙幅的濃度從大約20%增加到大約35%為止。
所提供的真空壓力應(yīng)當(dāng)是這樣的，即在這種真空壓力下，初始紙幅18已受到真空壓力的作用，但紙幅中的水份沒有被完全脫去，這樣的紙幅現(xiàn)在被稱為“中間紙幅25”。
第五步驟造紙工藝的第五步驟是干燥中間紙幅25，從而制成本發(fā)明的紙幅。中間紙幅25可以采用本領(lǐng)域通常使用的任何常規(guī)干燥方法進(jìn)行處理。例如，采用鼓風(fēng)式干燥器或揚(yáng)克式干燥器或其結(jié)合，都具有令人滿意的效果。
一種干燥中間紙幅25的最佳方法已由圖1示出。在與造紙帶10毗連的中間紙幅25離開真空箱附近后，中間紙幅25沿箭頭B方向繞造紙帶10通過轉(zhuǎn)向輥19a。中間紙幅25首先穿過可選擇的預(yù)干燥器26。預(yù)干燥器26可以是本領(lǐng)域所公知的常規(guī)鼓風(fēng)式干燥器(熱空氣干燥器)。
在預(yù)干燥器26內(nèi)的脫水量應(yīng)被控制，以便使經(jīng)預(yù)干燥器26預(yù)干燥的紙幅27的濃度在大約30%-98%之間。預(yù)干燥紙幅27(此時(shí)其仍與造紙帶10毗連)繞造紙帶10通過轉(zhuǎn)向輥19b，并被傳送到壓軋輥20的工作區(qū)。
當(dāng)預(yù)干燥紙幅27通過在壓軋輥20和揚(yáng)克式烘缸筒28之間形成的壓區(qū)時(shí)，在造紙帶10的上表面上形成的網(wǎng)形(下面將詳細(xì)描述)將壓印在預(yù)干燥紙幅27上，由此形成壓印紙幅29。然后，壓印紙幅29被粘到揚(yáng)克式烘缸筒28的表面上，最后在筒28的表面上被燥干到大約為95%的濃度。
曾一直攜帶紙幅的造紙帶10繼續(xù)繞造紙帶10的轉(zhuǎn)向輥19c、19d、19e和19f運(yùn)行，并穿過設(shè)在轉(zhuǎn)向輥之間的清洗噴頭102和102a，得到清洗。帶10從噴頭出來后運(yùn)行至乳液輥21處，在帶與另一初始紙幅接觸前，在乳液輥21處向帶涂布乳液22。
第六步驟造紙工藝的第六步驟是將干燥紙幅(壓印紙幅29)縮短。第六步驟不是必需的，但是非常好的。
這里，縮短是指當(dāng)能量施加到干燥紙幅時(shí)使紙幅的長(zhǎng)度減小，并且隨著纖維與纖維間的連接的斷裂，在紙幅中的纖維重新排列。縮短可以使用本領(lǐng)域公知的任何方式實(shí)現(xiàn)，但最普通和最好的方法是起皺。
在起皺過程中，干燥紙幅29被粘到一個(gè)表面上，然后用一刮刀刀片30從這個(gè)表面上揭起。通常，粘接紙幅的表面還用作為干燥表面，典型的表面是揚(yáng)克干燥器的表面。這樣的裝置如圖1所示。
利用起皺粘合劑可以使壓印紙幅29很容易地粘到揚(yáng)克式烘缸28的表面上。典型的起皺粘合劑的主要成分為聚乙烯醇。1975年12月16日公開的US-3926716(發(fā)明人貝茨Bates)給出了一些特別適合的粘合劑。粘合劑在預(yù)干燥紙幅27通過上述的壓區(qū)或更適合的區(qū)域之前直接涂在紙幅27上，以及在紙幅27被壓軋輥20壓在揚(yáng)克式烘缸筒28的表面之前涂在楊克式烘缸筒28的表面。這兩種粘合劑的涂布方式都沒有在圖1中給予表示，但涂布方式可以采用本領(lǐng)域所公知的任何一種，例如噴霧方式。通常，僅有紙幅的未撓曲部分直接粘到楊克式烘缸筒28的表面，未撓曲部分曾與造紙帶10的平面部分11的上面毗連。粘到楊克式烘缸筒28的表面上的，最后的干燥濃度至少為約95%的紙幅用刮刀刀片30從筒面28上揭起(即起皺)。能量被施加到紙幅上，紙幅被縮短。網(wǎng)的確切形狀及其相對(duì)于刮刀刀片30的排列方向是決定紙幅起皺程度及特性的主要因素。
紙幅31，即本發(fā)明的產(chǎn)品，由圖1中未示出的裝置壓光(并非必需)，或被重新卷起(以不同速度或相同速度)，或被切割和折疊。然后，紙幅31就可以使用了。
2.改進(jìn)后的紙改進(jìn)后的紙幅，即市場(chǎng)上的薄頁紙幅是由上述的方法制造的。參見圖1C和圖1D，改進(jìn)后的紙幅31的特點(diǎn)在于有兩個(gè)不同的區(qū)。
第一區(qū)是一連續(xù)的具有預(yù)定網(wǎng)形的網(wǎng)區(qū)100。第一區(qū)被稱為“網(wǎng)區(qū)”是由于該區(qū)是一物理特性基本一致的網(wǎng)路系統(tǒng)。稱之為“連續(xù)”是由于網(wǎng)路基本上是不間斷地穿過紙幅表面。當(dāng)然，紙不可能十分均勻，例如，在一個(gè)微觀區(qū)就是如此。特性基本均勻的網(wǎng)路在實(shí)際中就認(rèn)為是均勻的，同樣，基本連續(xù)也就認(rèn)為是連續(xù)。網(wǎng)區(qū)被認(rèn)為形成了預(yù)定的網(wǎng)形，是因?yàn)榫W(wǎng)路以重復(fù)的網(wǎng)形(與隨機(jī)相反)勾畫出了一個(gè)(或多個(gè))特定的形狀。
圖1C表示了一改進(jìn)后的紙幅31的平面圖。網(wǎng)區(qū)100由變形的菱形結(jié)構(gòu)表示，當(dāng)然，在本發(fā)明中可以選用其它的圖形。圖1D是沿圖1C中1D-1D剖開的紙幅31的剖面圖。
改進(jìn)后的薄頁紙幅的第二區(qū)由一些分散在整個(gè)網(wǎng)區(qū)100的圓穹101構(gòu)成。從圖1C中可以看到，圓穹101是分散貫穿網(wǎng)區(qū)100的，并且每一個(gè)圓穹基本上由網(wǎng)區(qū)100包圍。圓穹(在紙幅平面中)的形狀由網(wǎng)區(qū)100限定。圖1D表示了紙幅的第二區(qū)被稱為“圓穹區(qū)”的原因。圓穹101似乎要從網(wǎng)區(qū)100形成的平面向一個(gè)想象的沿箭頭Z1方向觀看的觀察者延伸。當(dāng)從圖1D中前頭Z2方向看時(shí)，紙幅的第二區(qū)由一些圓拱形空穴組成。這樣，為了方便起見紙幅的第二區(qū)被稱為“圓穹區(qū)”。
圖1E是沿圖1C中1E-1E線剖開(造紙機(jī)縱向)的紙幅31剖面圖。圖1E表示在紙幅31中由起皺過程形成的皺紋104。帶有圓穹101的紙張結(jié)構(gòu)可以是完整無損的，也可以具有一個(gè)或多個(gè)孔，例如圖1D中的孔103，孔基本上穿過紙幅結(jié)構(gòu)31。
在改進(jìn)后的紙的一個(gè)實(shí)施例中，圓穹區(qū)101和網(wǎng)區(qū)100的定量大體上是相同的，但網(wǎng)區(qū)100的密度(單位體積的重量)大于圓穹區(qū)101的密度。
在另一實(shí)施例中，改進(jìn)后的網(wǎng)區(qū)100的定量低于圓穹區(qū)101的定量。這就是說，紙幅31的網(wǎng)區(qū)100的投影平面上任一給定面積的纖維重量小于圓穹區(qū)101上同樣面積的纖維重量。而且，網(wǎng)區(qū)100的密度(單位體積的重量)相對(duì)高于圓穹區(qū)101的密度。
本發(fā)明的紙幅的表觀密度(或松密度或總密度)較佳范圍為大約0.020-0.150g/cm3，最好為大約0.040-0.100g/cm3。網(wǎng)區(qū)100的較佳密度為大約0.200-0.800g/cm3，最好為大約0.500-0.600g/cm3。較佳的圓穹區(qū)101的平均密度為大約0.040-0.150g/cm3，最好為大約0.060-0.100g/cm3。紙幅的總定量較佳范圍為大約9～95g/m2。就紙幅的單位投影面積上的纖維數(shù)量而言，網(wǎng)區(qū)的定量與圓穹的平均定量之比為大約0.8-1.0。
本發(fā)明的紙幅可用作為柔軟的吸收性好的薄紙。本發(fā)明的紙幅特別適合于用作毛巾紙產(chǎn)品。例如，將兩張本發(fā)明的紙幅面對(duì)面地粘到一起，從而制成雙層毛巾紙，這種用法可參見1968年12月3日公開的US-3414459(發(fā)明人wells)3.造紙帶如上所述，生產(chǎn)具有上述所期望特性的改進(jìn)后的紙是人們所希望的。為了生產(chǎn)這種紙，必須在造紙過程中利用造紙帶10所具有的能將所期望的特性在紙幅上付諸實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。造紙帶10具有的所希望的特點(diǎn)將在下面描述。
在1985年7月9日公開的名稱為“撓曲部件”的US-4528239中(發(fā)明人Trokhan)，已詳細(xì)描述了一種未經(jīng)改進(jìn)的造紙帶，雖然也可以采用其他的結(jié)構(gòu)制造改進(jìn)后的紙，但為了進(jìn)一步討論現(xiàn)有的造紙帶，在此引用Trokhan的專利供參考，特別是參見其第6欄第20行-第10欄第60行。
在圖1的實(shí)施例中可以看到，造紙帶10是一環(huán)形帶。雖然在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中的造紙帶10是一環(huán)形帶，但本發(fā)明可以使用各種其他形式的裝備，例如用于制造手抄紙的固定板或用于其他連續(xù)工藝的回轉(zhuǎn)筒，不管造紙帶10采用何種結(jié)構(gòu)，它一般都要有一定的物理特性。
造紙帶10一般具有兩個(gè)相反的表面，即紙接觸表面11和機(jī)器接觸表面12。紙接觸表面11在這里也被稱為“上表面”、“頂表面”、“工作面”、“初始紙幅接觸表面”、“紙面”或“前面”，具有這些名稱的原因是正是造紙帶10的這個(gè)表面與將脫水及重新排列的紙幅接觸。另一表面(即機(jī)器接觸表面12)在這里也被稱為“底面”、“下面”、“機(jī)器接觸面”或簡(jiǎn)稱造紙帶10的“背面”，具有這些名稱的原因是正是造紙帶10的這個(gè)表面越過和接觸造紙機(jī)(例如，造紙帶轉(zhuǎn)向輥19a、19b、19c和在造紙過程中使用的真空箱24)。可以理解，雖然造紙帶的紙接觸面被稱為帶的頂面，但由于帶是一環(huán)形的，因此，在造紙機(jī)的回轉(zhuǎn)通道中，紙接觸面的方向也可以是向下的。同樣，雖然造紙帶的機(jī)器接觸被稱為帶的底面，但在造紙機(jī)的回轉(zhuǎn)通道中，機(jī)器接觸面也可以是向上的。
造紙帶10包括兩個(gè)主要部件固化的聚合樹脂網(wǎng)架32和加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33，這兩個(gè)部件第一次出現(xiàn)是在圖4中。樹脂網(wǎng)架32有一用于接觸纖維紙幅以便脫水的第一表面34，一個(gè)與第一表面相反的用來接觸造紙過程中使用的設(shè)備(例如真空箱24和造紙帶轉(zhuǎn)向輥19a、19b、19c)的第二表面35和一些在第一表面34和第二表面35之間延伸的導(dǎo)管36，導(dǎo)管36將來自靠在第一表面上的纖維紙幅的水引導(dǎo)到第二表面，并且導(dǎo)管36提供了使纖維紙幅的纖維能彎入并重新排列的空間。加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33設(shè)在造紙帶10的網(wǎng)架32的第一表面34和(至少一部分)第二表面35之間。
在最佳實(shí)施例中，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33具有一些空隙39。加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33除去空隙39以外的部分(即實(shí)體部分)被稱為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)部件40，簡(jiǎn)稱加強(qiáng)部件。加強(qiáng)結(jié)構(gòu)有一個(gè)由空隙的投影面積所限定的開口區(qū)和一個(gè)由加強(qiáng)部件的投影所限定的加強(qiáng)部件投影區(qū)。
此外，在最佳實(shí)施例中，造紙帶10的網(wǎng)架32的第二表面35具有一些通道37，在通道37中有一些表面不平的網(wǎng)紋38(見圖5)，網(wǎng)紋38不同于導(dǎo)管36。通道37有一不平坦的表面，該表面使來自脫水設(shè)備(例如真空箱24)的真空壓力至少能部分地穿過造紙帶10的機(jī)器接觸面12排泄。表面不平的網(wǎng)紋38提供了一個(gè)用來接觸在造紙過程中使用的設(shè)備的不平坦表面。
網(wǎng)架32的第一表面34和造紙帶10的紙接觸面11通常是同一表面。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中也是如此，這是因?yàn)榧訌?qiáng)結(jié)構(gòu)33設(shè)在網(wǎng)架32的第一表面34和網(wǎng)架32的第二表面35(至少一部分)之間(即，網(wǎng)架32的第一表面通常蓋著加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33的一個(gè)面)。然而造紙帶10的網(wǎng)架32的第二表面35和造紙帶10的機(jī)器接觸面12不必是同一表面。上面已經(jīng)提到，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33是在第一表面34和網(wǎng)架32的(至少一部分)第二表面35之間。這樣，第二表面35即可完全蓋著加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，也可僅有一部分蓋著加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33。在前種情況下，網(wǎng)架32的第二表面35和造紙帶10的機(jī)器接觸面12是同一表面。在后種情況下，造紙帶10的機(jī)器接觸表面12將包括網(wǎng)架32的第二表面35的一部分及加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33的暴露部分。
在下面的描述中，將首先探討造紙帶10的網(wǎng)架32和穿過網(wǎng)架32的導(dǎo)管36的特性，然后探討加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33的特性及加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33的替換變型。網(wǎng)架的全部特性，特別是第一表面34的特性最好見圖2。在圖2中首先注意在造紙過程中，方向通常是由造紙機(jī)的縱向(MD)或造紙機(jī)的橫向(CD)表示的。造紙機(jī)的縱向是指平行于通過造紙?jiān)O(shè)備的紙幅流動(dòng)方向的方向。造紙機(jī)的橫向垂直于造紙機(jī)的縱向。在圖2和其他圖中，這兩個(gè)方向由箭頭MD.和CD表示。
圖2是樹脂網(wǎng)架32的第一表面34的平面圖，為了描述樹脂網(wǎng)架32的特性，圖2中沒有畫出加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33。雖然沒有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)也能制成造紙帶，但為了堅(jiān)固耐久，在本發(fā)明的造紙工藝中實(shí)際使用的造紙帶最好是具有某種類型的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。用于制成樹脂網(wǎng)架32的材料最好是液體光敏樹脂，這種液體樹脂暴露在一具有活性波長(zhǎng)的光線(例如，紫外線)中時(shí)將變成固體?？刂乒饷魳渲诰哂谢钚圆ㄩL(zhǎng)的光線中的曝光，即可控制固體聚合樹脂網(wǎng)架的特性。
在造紙帶10的頂面外露的并含有網(wǎng)架32的第一表面34的固體部分的網(wǎng)架部分從外表上看象一個(gè)網(wǎng)，這個(gè)網(wǎng)將被稱為“頂端網(wǎng)面”。相反，在造紙帶10的底面外露的網(wǎng)架部分被稱為“底端網(wǎng)面”。如圖2和4所示，頂端網(wǎng)面大體上是單面的、印花的和連續(xù)的。這些用來描述頂端網(wǎng)面的術(shù)語(即大體上是單面的、印花的和連續(xù)的)的定義可參見US-4514345，4528239，4529480和4637859。由此可知，“大體上是單面的”是指，當(dāng)造紙帶10的紙接觸面的一部分成一平面形狀時(shí)，網(wǎng)面基本上成一平面?！盎旧稀睘閱蚊嬉馕吨皇墙^對(duì)平面是允許的(但不是最好的)，只要不對(duì)在造紙帶上形成的產(chǎn)品的性能產(chǎn)生不利影響即可。網(wǎng)面被認(rèn)為是“連續(xù)的”原因是，由網(wǎng)面形成的網(wǎng)路至少是一基本上不間斷的網(wǎng)狀圖形。圖形為“基本”連續(xù)意味著在圖形中允許有間斷(最好是不間斷)只要間斷不對(duì)在造紙帶上制成的產(chǎn)品的性能產(chǎn)生不良影響即可。
在圖2的示意圖中可以看到，造紙帶10的紙接觸面11具有許多導(dǎo)管36，導(dǎo)管36穿過網(wǎng)架32到第二表面35。每一個(gè)導(dǎo)管36都有一定的特征，這些特征有一個(gè)通道部分或一個(gè)孔41;一個(gè)入口或?qū)Ч荛_口，例如沿網(wǎng)架32的第一表面形成的第一導(dǎo)管開口42;一個(gè)出口或?qū)Ч荛_口，例如沿網(wǎng)架32的第二表面35形成的第二導(dǎo)管開口43;以及導(dǎo)管壁44，這些特征限定了網(wǎng)架內(nèi)部的導(dǎo)管的尺寸(即處于第一表面34和第二表面35之間的部分)。
導(dǎo)管36的開口可以是隨意的形狀和任意的排列，但開口最好是一樣形狀的，并且按預(yù)先選定的圖形重復(fù)排列。實(shí)用的形狀包括圓形、橢圓形、六邊形和多邊形。并不要求導(dǎo)管開口必須是有規(guī)則的多邊形，或者開口的邊一定是直的，也可以采用曲面形的開口(如trilobal形)。雖然網(wǎng)面和導(dǎo)管開口的幾何形狀可以有許多形式。但要選定一個(gè)特殊的幾何形狀的話是其選擇范圍是有限的規(guī)則形狀和規(guī)則方向的導(dǎo)管對(duì)控制最終形成的紙幅的物理特性是十分重要的，這一點(diǎn)不必由理論來證實(shí)。導(dǎo)管的方向越隨意，幾何形狀越復(fù)雜，對(duì)紙幅的外形的影響就越大。導(dǎo)管最大限度的錯(cuò)開排列有助于產(chǎn)生各向同性的紙幅(即，當(dāng)在紙幅的各軸線方向測(cè)量時(shí)，所得到的特性是相同的)。如果要獲得各向異性的紙幅，導(dǎo)管的錯(cuò)開度應(yīng)減少。
在圖2中所示的導(dǎo)管36的形狀和排列實(shí)質(zhì)上是一最好的形式。圖2所示的導(dǎo)管開口形狀和排列在此被稱為“直線型的愛達(dá)荷(美國(guó)的一個(gè)州)”圖形。在實(shí)踐中，最佳的導(dǎo)管開口的形狀和排列被稱為成“結(jié)合區(qū)為35%的300直線型的愛達(dá)荷”圖形，其中數(shù)字35%是指頂端網(wǎng)面的投影面積，300是指每平方英寸網(wǎng)架的導(dǎo)管數(shù)。名稱“直線型的愛達(dá)荷”起名原因是，由導(dǎo)管斷面所形成的圖形類似于馬鈴薯。導(dǎo)管的四壁一般是直線(平面)的，因此，導(dǎo)管的圖形被稱為“直線型的”愛達(dá)荷，而不是簡(jiǎn)稱愛達(dá)荷圖形。如圖2所示，導(dǎo)管截面的形狀大體上為一變形的平行四邊形。由于在圖2的平面圖中，每一個(gè)導(dǎo)管都有四個(gè)壁，每一對(duì)相對(duì)的壁是平行的，相鄰兩壁的夾角不是直角，以及在相鄰兩壁之間形成的角是圓形的，因此，導(dǎo)管的形狀被稱為變形的平行四邊形。
導(dǎo)管圖形的相應(yīng)尺寸最好參見圖6。在圖6中，字母a表示在造紙機(jī)的縱向(MD)的長(zhǎng)度或簡(jiǎn)稱開口的長(zhǎng)度，b為開口在造紙機(jī)橫向(CD)的長(zhǎng)度，或開口的寬度，C為在兩相鄰開口之間的在MD和CD中間方向上的間隔，d為兩相鄰開口之間的CD向間隔，e為兩相鄰開口之間的MD向間隔、在使用(美國(guó))北方軟木硫酸鹽漿的最佳實(shí)施例中，a為1.6892mm，b為1.2379mm，C為0.28153mm，d為0.92055mm，e為0.30500mm。采用這種幾何形狀的造紙帶10的頂端網(wǎng)面開口面積大約占65%。如采用其他紙漿，上述的尺寸可以做相應(yīng)的變化。
再回到圖2和圖3，可以看到，形成導(dǎo)管內(nèi)壁的壁44從網(wǎng)架32的頂面34到底面35形成例錐形。錐形壁是通過校正固化光敏樹脂的光來控制的，這將在本說明書的有關(guān)制造造紙帶10的方法部分進(jìn)行描述。壁為錐形是最為理想的，這樣網(wǎng)的頂面表面積大約為造紙帶10的整個(gè)投影面積的35%，底面面積約占造紙帶10整個(gè)投影面積的65%(前述的底面網(wǎng)紋將在下面進(jìn)一步描述)。導(dǎo)管是錐形的，以便提供比例為35/65的原因在于，在造紙帶10的底面附近的區(qū)域內(nèi)，需要大量的樹脂，以使帶10能以機(jī)械方式牢固地連接在加強(qiáng)結(jié)構(gòu)上。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中(參見附圖和下面的更詳細(xì)的描述)，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)總靠著造紙帶的底面設(shè)置的，而不是靠著造紙帶的頂面設(shè)置。加強(qiáng)結(jié)構(gòu)更靠近造紙帶10的底面的原因是，覆在加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33上面的那部分樹脂網(wǎng)(以下稱復(fù)蓋層)需形成具有所希望型式和深度的導(dǎo)管，以便導(dǎo)管能提供一個(gè)使紙幅中的纖維能彎入，并重新排列的空間。
當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33靠近造紙帶的底面設(shè)置時(shí)，所涉及的個(gè)別尺寸可以改變。在造紙帶10的最佳實(shí)施例中，具有重疊徑線的編織部件的厚度在10至37密耳之間。樹脂復(fù)蓋層的厚度在1至30密耳之間。這樣，造紙帶10的厚度在大約11至67密耳之間。
如上所述，由導(dǎo)管形成的開口或通孔延伸穿過造紙帶10的整個(gè)厚度，并且提供了必需的連通帶10兩個(gè)表面的連續(xù)通道。如圖2至圖5所示，除了具有底面網(wǎng)紋的導(dǎo)管的底部(下面將描述)沒有在每幅圖中示出外，導(dǎo)管36在每幅圖中都被分別示出。導(dǎo)管有一確定的形狀，該形狀取決于所選擇的網(wǎng)架型式，并且導(dǎo)管相互之間被隔開。換句話說，導(dǎo)管分別由網(wǎng)面繞圍邊圍住。導(dǎo)管的隔開在平面圖(圖2)中表現(xiàn)的最清楚。這些圖還表示了導(dǎo)管隔離，即在造紙帶10中，一個(gè)導(dǎo)管與另一導(dǎo)管之間并無連接關(guān)系，這種相互間的隔離在剖面圖(圖3)中表示的最清楚。這樣，將材料(例如從紙幅中脫離的水)從一個(gè)導(dǎo)管傳送至另一個(gè)導(dǎo)管是不可能的，除非從造紙織物外面或從造紙帶底面?zhèn)魉?，這將在下面看到。
圖4和圖5類似于圖2和圖3，但圖4和圖5表示了更實(shí)際的、更佳的造紙帶，該帶包括用于加強(qiáng)網(wǎng)架32的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33。在圖4的平面圖中表示了造紙帶10的一部分。圖5表示的是沿圖4中5-5線剖開的造紙帶10的部分剖面圖。為了簡(jiǎn)便起見，在圖4和圖5中的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33是以單絲編織部件形式表示的。雖然本發(fā)明可以用單絲編織部件作加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，但最好使用多層編織部件(一組以上的線沿紙的縱向或者紙的橫向編織)。圖4和圖5表示的是，當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)具有一編織部件時(shí)，結(jié)構(gòu)部件40a包括沿造紙機(jī)的縱向方向的經(jīng)向加強(qiáng)線53和沿造紙機(jī)的橫向方向的緯向加強(qiáng)線54。如圖所示，加強(qiáng)線53和54組成一正方形編織帶，繞此帶構(gòu)成網(wǎng)架32。在紙幅制造過程中只要導(dǎo)管的流通不被較嚴(yán)重的阻塞及能保持造紙帶10的完整性，可以使用任何常規(guī)尺寸和形狀的絲線。雖然絲線的材料是不重要的，但最好是使用聚酯。其他合適的絲線材料包括聚丙烯、尼龍和在造紙織物中使用的其他公知材料。
雖然在本發(fā)明最佳實(shí)施例中表示的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33是一多孔編織部件，但加強(qiáng)結(jié)構(gòu)可以采用其他的結(jié)構(gòu)形式。這些結(jié)構(gòu)可以是無紡布部件，也可是鉆有一些孔的帶或板(由金屬或塑料制成)，這些結(jié)構(gòu)應(yīng)能充分地加強(qiáng)樹脂網(wǎng)架，具有適當(dāng)?shù)谋阌谡婵彰撍b置脫水的投影開口面積，并允許已脫離紙幅的水通過它的空隙。
在描述圖4和5所示的多孔編織部件的特性時(shí)，使用了一些技術(shù)術(shù)語。也就是當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33包括一編織部件時(shí)，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33的結(jié)構(gòu)部件40a是指紗、線、絲、纖維或膠絲。應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語紗、線、絲、纖維和膠絲是同義的。此外，構(gòu)成加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33的一些線被稱為經(jīng)線53，另一些被稱為緯線54。當(dāng)造紙帶10被安裝在造紙機(jī)中時(shí)，術(shù)語“經(jīng)線”是指按造紙機(jī)縱向(紙的縱向)設(shè)置的線，術(shù)語“緯線”是指按造紙機(jī)的橫向設(shè)置的線。
如上所述，雖然在本發(fā)明的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33中可以使用單絲編織部件，但使用多層編織部件更好。最好是使用具有多經(jīng)線的多層織物。這是因?yàn)?，造紙帶沿造紙機(jī)的縱向環(huán)繞轉(zhuǎn)向輥運(yùn)行，造紙帶在此方向承受相當(dāng)大的應(yīng)力，并且造紙過程中使用的干燥設(shè)備將熱傳到帶上，造紙帶受熱和應(yīng)力的作用將伸長(zhǎng)。如果造紙帶10的伸長(zhǎng)超過允許的變形量，帶的預(yù)定作用將減小直至喪失。
加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33最好是以經(jīng)線直接地垂直地相互重疊為特征的多層編織帶。垂直重疊的經(jīng)線能增加帶在造紙機(jī)(流程)縱向上的穩(wěn)定性，與此同時(shí)，并不減小帶的投影開口面積(還要在吹風(fēng)干燥工藝中使用)。
圖7-12表示適合于在本發(fā)明中使用的一種最佳的多層帶。圖7至12表示的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)可使用在造紙織物中或獨(dú)自作為一種造紙織物，它是一種高滲透性多層編織織物，能在造紙機(jī)縱向上有更好的穩(wěn)定性。參見圖8和9，這種最佳的織物包括一個(gè)紙支承面51和一個(gè)便于環(huán)形帶在造紙機(jī)縱向運(yùn)行的輥接觸面52。
圖7至12表示的織物包括第一負(fù)載經(jīng)線的第一經(jīng)線層C和第二負(fù)載經(jīng)線的第二經(jīng)線層D，經(jīng)線層C包括反復(fù)穿過織物的標(biāo)號(hào)為53a、53b、53c和53d的經(jīng)線，經(jīng)線層D包括反復(fù)穿過織物的標(biāo)號(hào)為53e、53f、53g和53h的在造紙機(jī)縱向上沿織物的輥接觸面52延伸的經(jīng)線。參見圖9至12，第一經(jīng)線層C和第二經(jīng)線層D中的經(jīng)線組成了一些重疊的經(jīng)線對(duì)E、F、G和H，這些經(jīng)線對(duì)都是垂直相互重疊的，如經(jīng)線53a和53e組成重疊對(duì)E;經(jīng)線53b和53f組成重疊對(duì)F;經(jīng)線53C和53g組成重疊對(duì)G;經(jīng)線53d和53h組成重疊對(duì)H。相鄰的重疊經(jīng)線對(duì)在造紙機(jī)的橫向方向上分開設(shè)置，以便提供所希望的織物開口區(qū)。平衡經(jīng)線的緯線，如圖9中的54a，圖10中的54b，圖11中的54c和圖12中的54d與第一和第二經(jīng)線層相互交織，以便約束在第一和第二經(jīng)線層內(nèi)以重疊對(duì)形式出現(xiàn)的各自獨(dú)立的經(jīng)線，這些平衡經(jīng)線的緯線也是被編號(hào)并反復(fù)穿過網(wǎng)。平衡(baelancing)經(jīng)線的緯線在經(jīng)線平衡編織型式中與經(jīng)線重疊對(duì)相互交織，經(jīng)線保持相互重疊垂直對(duì)準(zhǔn)的狀態(tài)。這樣編成的織物在造紙機(jī)縱向方向上的穩(wěn)定性增強(qiáng)并有較高的開口度和滲透性。
此外，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33的線和結(jié)合部限定了一些平面，這些平面對(duì)描述在網(wǎng)架32的第二表面35上的不規(guī)則網(wǎng)紋38的位置和特性是有益的。在造紙帶10的最佳實(shí)施例中出現(xiàn)的不規(guī)則網(wǎng)紋38(或底面網(wǎng)紋)首先由圖5所示?！暗酌婢W(wǎng)紋”是指，在造紙帶10的第二表面12中的高度變化部分，它與導(dǎo)管是不相同的，并且在位置上;不一定取決于或不取決于加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33所處的位置?！安灰欢ㄈQ”是指底面網(wǎng)紋的位置在某種意義上說不一定受加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33的限制。
表面不規(guī)則網(wǎng)紋38由與網(wǎng)架32材料相同的材料構(gòu)成，即，表面網(wǎng)紋可以是形成第二網(wǎng)面35a的樹脂材料的任何不規(guī)則間斷體，或是底端網(wǎng)面的一部分，在這部分中樹脂已被去掉。
4.制造造紙帶的工藝如上所述，造紙帶可以是各種形式的。只要生產(chǎn)造紙帶的方法能保留上述特征，造紙帶的制造方法是不受限制的，但是下述的方法是實(shí)用的。未經(jīng)改進(jìn)的制造造紙帶10的方法已詳細(xì)地描述在1985年4月30日公開的由約翰遜等人發(fā)明的，名稱為“一種多孔部件的制造方法”的US-4514345中。下面介紹一種造紙帶10的制造方法。
一種各生產(chǎn)本發(fā)明的環(huán)形造紙帶10的最佳設(shè)備如圖13的示意性圖所示。為了給出生產(chǎn)與本發(fā)明相關(guān)的造紙帶的全套設(shè)備的整體圖，就工藝的一些細(xì)節(jié)而論，圖13在一定程度已被簡(jiǎn)化。圖13所示的整個(gè)生產(chǎn)過程包括當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33越過成形部件或臺(tái)面71時(shí)，用光敏樹脂涂蓋加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33(成形部件71由一襯膜76覆蓋，以防成形部件71的工作表面72被樹脂污染);控制光敏樹脂70的厚度到一預(yù)定值;將樹脂70暴露在有活性波長(zhǎng)的光線中，光線從光源73通過具有不透光部分74a和透光部分74b的掩模74照到樹脂上;清除未固化的樹脂75。
在圖13中，成形部件71有一工作表面72，成形部件71是一循環(huán)部件，最好是一輥筒。輥筒的直徑及長(zhǎng)度以使用方便為選擇依據(jù)，其直徑應(yīng)有足夠大，以使襯膜76和加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33在工藝中不過份彎曲。為了使輥筒表面有足夠的傳送長(zhǎng)度，以便在輥筒旋轉(zhuǎn)過程中完成必要的步驟，輥筒也應(yīng)有足夠大的直徑。輥筒的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)造紙帶10的寬度進(jìn)行選擇。成形部件由一未示出的驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。工作表面72最好能吸收具有活性波長(zhǎng)的光線(并非必須)。
如上所述，成形部件71由一襯膜76覆蓋，以防成形部件71的工作表面72被樹脂污染。襯膜76的另一個(gè)目的是使已大體上成形的造紙帶10能從成形部件上方便地離開。襯膜可以是任何柔軟的、平滑的平面材料，例如，聚乙烯或聚脂薄片。襯膜最好是由聚丙烯制成，其厚度大約為0.01到0.1mm。襯膜76最好也能吸收具有活性波長(zhǎng)的光線。
在圖13所示的設(shè)備中，襯膜76從襯膜供給輥77上退繞，并按箭頭D2方向運(yùn)行而進(jìn)入系統(tǒng)中。退繞以后，襯膜76與成形部件71的工作表面72接觸，并被下面將要討論的裝置壓在工作面72上。然后，當(dāng)成形部件71轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，襯膜76與成形部件71一起運(yùn)轉(zhuǎn)。最后襯膜76從工作表面72上分離，并運(yùn)行至襯膜接收輥77a，重新纏繞。在圖13所示的最佳方法中，襯膜為一次性使用，然后被廢棄。在另一種布置中，襯膜采用繞一系列的轉(zhuǎn)向輥運(yùn)行的環(huán)形帶的形式，襯膜在轉(zhuǎn)向輥處被清洗至恰當(dāng)?shù)某潭群笤僦匦率褂?。在圖13中沒有畫出必需的驅(qū)動(dòng)裝置、引導(dǎo)輥和類似的裝置。
成形部件71最好具有一個(gè)能確保襯膜76與工作表面72緊密接觸的裝置。例如，襯膜76可以被粘到工作表面72上，或者成形部件71能提供一種使襯膜76固定在工作表面72上的裝置，即通過在成形部件71的工作表面上緊密相鄰布置的小孔施加真空使襯膜76固定在工作表面72上。襯膜76最好是利用張力裝置(在圖13中未示出)靠在工作表面72上。
本發(fā)明的造紙帶制造方法的第二步驟是提供一種能并入造紙帶中的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。如上所述，加強(qiáng)部件33是環(huán)繞構(gòu)成造紙帶10的部件。在圖7至12中所示的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)最好是一編織的多層網(wǎng)，網(wǎng)的特征在于經(jīng)線是垂直地一根直接疊加在另一根上。垂直重疊的經(jīng)線增加了網(wǎng)在造紙機(jī)縱向方向上的穩(wěn)定性，與此同時(shí)，并不減少網(wǎng)的開口區(qū)的投影面積，這種網(wǎng)可以使用在吹風(fēng)造紙干燥過程中。
由于造紙帶10是由圖13中所示的設(shè)備以環(huán)形帶的形式制成的，因此，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33也應(yīng)是環(huán)形的。如圖所示，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33沿箭頭D1方向繞轉(zhuǎn)輥向78a向上，越過成形部件71并繞成形部件71、轉(zhuǎn)向輥78b和78c轉(zhuǎn)動(dòng)。其他的引導(dǎo)輥、轉(zhuǎn)向輥、驅(qū)動(dòng)裝置、支承輥以及類似的裝量在圖13中沒有示出。
本發(fā)明的造紙帶制造方法的第三步驟是將加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33放在成形部件71的工作表面上(在圖示的最佳實(shí)施中，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33通過成形部件71的工作表面72)。如上所述，最好用襯膜76來使成形部件71的工作表面72免于與樹脂70接觸。這樣，第三步驟包括這樣一種將加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33靠近襯膜的方法，即襯膜76被送在加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33和成形部件71之間。
對(duì)于制造造紙帶，在所希望的特殊的設(shè)計(jì)方法中，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)或者相對(duì)于成形部件71的工作表面72設(shè)置，或者相對(duì)于襯膜76設(shè)置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33直接與襯膜76接觸。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，可以由常規(guī)的裝置使加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33與襯膜76保持一定的距離。當(dāng)液體光敏樹脂70被加到加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33的底面52上時(shí)，出現(xiàn)這樣一個(gè)局面，即加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33與成形部件71的工作表面隔開一定距離，如果使用襯膜，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33與襯膜隔開一定距離，這將在下面看到。
在制造造紙帶的方法中，第三步驟是在加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33上涂布液體光敏樹脂層70。能將液體材料加到加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33上的任何技術(shù)都是可以使用的。在最佳的方法中，將液體光敏樹脂加到加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33上是分兩步進(jìn)行的。第一步是在噴頭79所示的位置涂布樹脂。由噴頭79涂布的樹脂與由噴嘴80在第二步涂布的樹脂相連接。在第一步，噴頭79用來填充加強(qiáng)結(jié)構(gòu)背面上的空隙，使適量的光敏樹脂粘在加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33的背面上，以后可在背面上形成網(wǎng)紋(將在下面進(jìn)行描述)。當(dāng)造紙帶10在設(shè)計(jì)上有所要求時(shí)，這些條件是必要的，即液體光敏樹脂70均勻地涂在加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整個(gè)寬度上，以及必要量的材料通過空隙39進(jìn)入加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33所有可能的空間。
為涂蓋加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33，可以從在市場(chǎng)上能買到的多種樹脂中選擇合適的樹脂?？梢允褂玫墓饷魳渲ǔＪ蔷酆衔锊牧?，這種材料在射線，通常為紫外線光的作用下固化或交聯(lián)。例如，光敏聚合樹脂包括丙烯酸氨基甲酸乙酯(例如異丁烯酸氨基甲酸乙酯)，苯乙烯丁二烯共聚物、丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、丙烯酸芳香氨基甲酸乙酯、丙烯酸聚丁二烯和異丁烯酸氨基甲酸乙酯。下述參考文獻(xiàn)中對(duì)合適的液體光敏樹脂進(jìn)行了更詳細(xì)描述，這些文獻(xiàn)包括Green等人的“光交聯(lián)的樹脂系統(tǒng)”Macro-Sci.Revs.MacroChem雜志C21(2)187-273頁(1981-82年);Bayer的“紫外線固化技術(shù)綜述”，Tappi紙合成物會(huì)議，1978年9月25日至27日，167-172頁和Schmidle的“紫外線固化的柔性涂層”，J.of Coated Fabric的雜志，8，10-20(1978年7月)。在此引用上述三種參考文獻(xiàn)僅供參考。最好的液體光敏樹脂是特拉華州威爾明頓市的Hcrcules.Incorporated(大力神公司)生產(chǎn)的Merigraph系列的異丁烯酸氨基甲酸乙酯樹脂。最好的異丁烯酸樹脂是名稱為Merigraph EPD1616B的樹脂。
在實(shí)施本發(fā)明的最佳方法中抗氧化劑被加到樹脂中以防止已制好的造紙帶10被氧化，并延長(zhǎng)造紙帶的使用壽命。任何適合的抗氧化劑都可以添加到樹脂中。最好的抗氧化劑是從American Cyanamid of Wayne公司(地址新澤西07470)購(gòu)買的Cyanox1790和由Ciba Geigy of Ardsley公司(地址紐約10502)生產(chǎn)的Irganox1010。在制造造紙帶10的最佳方法中，這兩種抗氧化劑都要加入樹脂中。抗氧化劑的加入量分別是Cyanox1790為0.1%，Irganox1010為0.4%。添加兩種抗氧化劑是為了對(duì)付不同種類的氧化劑。
下一步(即第五步驟)是將涂層厚度控制在一預(yù)定值。這個(gè)預(yù)定值與造紙帶10的厚度相適應(yīng)。當(dāng)然，這個(gè)厚度是根據(jù)造紙帶的用途而定的。當(dāng)造紙帶10在下述的造紙工藝中使用時(shí)，涂層厚度最好在大約0.01mm到3.0mm之間。當(dāng)然，其它的應(yīng)用場(chǎng)合可能要求3cm或更厚的造紙織物?？梢允褂萌魏芜m合的厚度控制方法。在圖13中所示的厚度控制方法為使用壓輥81控制厚度，壓輥81還可用作掩模導(dǎo)輥。壓輥81和成形部件71之間的間隙可由常規(guī)的裝置(沒畫出)按機(jī)械方式控制。壓輥81，連同掩模74及掩模導(dǎo)輥82一起，控制液體光敏樹脂70的厚度并使樹脂表面平滑。
造紙帶制造方法的第六步驟是使掩模74與液體光敏樹脂70接觸，掩模74的作用是使一定區(qū)域內(nèi)的液體光敏樹脂不被曝光。如果一定區(qū)域內(nèi)的樹脂被遮擋，一定區(qū)域內(nèi)的樹脂不被遮擋，那么，在那些沒被遮擋區(qū)域內(nèi)的液體光敏樹脂將被暴露在活性光下，并被固化。(由遮擋形成的)陰影區(qū)一般是由固化樹脂網(wǎng)架32內(nèi)的導(dǎo)管36形成的預(yù)定圖形。
掩模74可以選用任何適合的材料，這種材料有不透光區(qū)74a和透光區(qū)74b。一種類似柔性膠片的材料是適于制作掩模的。柔性膠片可以是聚酯，聚乙烯或纖維素材料或其他合適的材料。不透光區(qū)74a可以用常規(guī)的方法提供到掩模74上，例如這些方式有照橡或照像凹版印刷、柔性印刷(flexographic)或輪轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷。掩模74可以是一環(huán)形帶，或者可以從一供給輥橫向運(yùn)行到接收輥，這兩種方式在圖中都沒有示出。掩模74沿箭頭D3方向運(yùn)行，在壓輥81處變向，在此處掩模74與液體光敏樹脂70的表面接觸，然后運(yùn)行至掩模導(dǎo)輥82，在導(dǎo)輥82處掩模74與樹脂70脫離。在此實(shí)施例中，樹脂厚度的控制和掩模定位是同時(shí)進(jìn)行的。
造紙帶制造方法的第七步驟是通過穿過掩模74的具有活性波長(zhǎng)的光使液體光敏樹脂曝光，從而，使在與透明區(qū)74b對(duì)齊的區(qū)域內(nèi)的樹脂固化。在圖13所示的實(shí)施例中，襯膜76，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33、液體光敏樹脂70和掩模74形成一個(gè)整體，該整體從壓輥81運(yùn)行至掩模導(dǎo)輥82附近。中間壓輥81和導(dǎo)輥82所設(shè)置的位置是這樣設(shè)計(jì)的當(dāng)襯膜76和加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33仍貼著成形部件71時(shí)，使液體光敏樹脂能在由曝光燈73所提供的具有活性波長(zhǎng)的光下曝光。通常，曝光燈73主要用來照射，照射光具有使液體光敏樹脂固化的波長(zhǎng)，這種波長(zhǎng)是液體光敏樹脂70特有的。本發(fā)明可以使用任何適合的照射光源，例如水銀燈、脈沖氙燈、無極燈和螢光燈。如上所述，當(dāng)液體光敏樹脂70在具有適合波長(zhǎng)的光線下曝光時(shí)，在樹脂70的曝光部分將產(chǎn)生固化。固化一般可由在曝光區(qū)的樹脂凝固得到證明。相反，未曝光區(qū)域的樹脂仍為流體。
照射強(qiáng)度和照射時(shí)間取決于曝光區(qū)所要求的固化程度。曝光強(qiáng)度和時(shí)間的絕對(duì)值取決于樹脂的化學(xué)性質(zhì)、樹脂的光特性、樹脂的覆蓋厚度和所選擇的圖形。預(yù)定形狀的導(dǎo)管36的內(nèi)壁上。有沒有錐度，對(duì)曝光強(qiáng)度和入射角度是有重要影響的。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，光的入射角度要校正，以便更好地在所希望的區(qū)域內(nèi)固化光敏樹脂，并在最后形成的造紙織物的內(nèi)壁上獲得所希望的角度，其他的控制固化照射強(qiáng)度和方向的裝置包括，使用折射裝置(即透鏡)的裝置和反射裝置(即反光鏡)。本發(fā)明的最佳實(shí)施例采用一種相減照準(zhǔn)儀(subtractive col-li mator)(即，一種角度分布濾光器或一種能除了在所希望的方向上過濾或阻擋紫外線的照準(zhǔn)儀)。任何適合的裝置都可用作相減照準(zhǔn)儀。使用深色，最好是黑色金屬制成一些通道是合適的，在所希望方向上的光可以通過這些通道。在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，照準(zhǔn)儀應(yīng)能產(chǎn)生這樣的結(jié)果，即照準(zhǔn)儀射出的光使樹脂網(wǎng)在固化時(shí)，使造紙帶的頂面有35%的固化區(qū)，在底面有65%的固化區(qū)。
制造造紙帶的第八步驟，即最后的步驟是從加強(qiáng)結(jié)構(gòu)上除去所有未固化的液體光敏樹脂，也就是說，從系統(tǒng)中除去沒有被曝光的樹脂。
在圖13中所示的實(shí)施例中。掩模74和襯膜76在掩模導(dǎo)輥82附近與由加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33和已部分固化的樹脂70a組成的合成體分開。加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33和部分固化樹脂70a組成的合成體運(yùn)行至第一樹脂清除導(dǎo)板83a附近。在第一樹脂清除導(dǎo)板83a處，一真空作用被施加在合成體的一個(gè)表面上，這樣，一定量的(未固化的)液體光敏樹脂被從合成體上除去。
當(dāng)合成體繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，合成體被帶入樹脂清洗噴頭84和樹脂清洗排放裝置85的區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域，合成體用水或其他適合的液體徹底地清洗，以基本上除去所有殘留的(未固化的)液體光敏樹脂75a，并通過清洗排放裝置85將樹脂75a從系統(tǒng)中排出。在第二樹脂清除導(dǎo)板83b處，任何殘留的清洗液體和液體光敏樹脂都將由所施加的真空作用從合成體上清除。在此處，合成體實(shí)際上只由加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33和相關(guān)的網(wǎng)架32組成，并且，合成體就是本發(fā)明的產(chǎn)品-造紙帶10。如圖13所示，這可做為一種選擇，但最好是如此，即設(shè)置一樹脂的第二曝光區(qū)，以便更徹底地固化樹脂，并增加固化樹脂網(wǎng)架的硬度和壽命。
此過程一直持續(xù)到加強(qiáng)結(jié)構(gòu)33的整個(gè)長(zhǎng)度都得到處理，并轉(zhuǎn)換成造紙帶10時(shí)為止。
構(gòu)造具有各種相互疊加圖形的部件或具有不同厚度圖形的部件是所希望的，這種多通道部件在上述的造紙工藝中可用來制造具有較大厚度的造紙帶。
一種用來制造具有網(wǎng)紋底面的改進(jìn)型造紙帶10的最佳方法，是使用編織部件(或非編織部件)，這種部件是由對(duì)紫外線有不同透過特性的線組成。這種方法被稱為“非均勻透射模法”(Differential Transmission Casting)。在這種非均勻透射模法中，多孔編織部件是這樣構(gòu)成的，即多孔編織部件的頂面上的線所透過的紫外線的量很大，然而，底面(背面)上的線不讓紫外線透過，而吸收紫外線。這就使得紫外線除了底面上的線之外，可以穿過光敏樹脂網(wǎng)。這樣，在底面線下的光敏樹脂就沒被固化，并在上述的最后步驟中被除去，因此，在具有吸收光的特性的線的作用下，在造紙帶10的底面上形成一些凹陷區(qū)。
可以相信，通過上述的描述，本發(fā)明的在造紙過程中向涂在造紙帶上的樹脂添加化合物以延長(zhǎng)帶的壽命的方法將會(huì)被理解。顯然，可以出現(xiàn)型式、結(jié)構(gòu)或部件布置的各種變化，然而，這些變化并不超出本發(fā)明的構(gòu)思范圍，上述的內(nèi)容僅僅是一最佳的或特別的實(shí)施例。
為了便于理解，下面給出一個(gè)實(shí)施例，但本發(fā)明并不局限于此。
實(shí)施例1
在本發(fā)明這個(gè)實(shí)施例中使用的是一中等規(guī)模的長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)。流漿箱是一固定的頂吸胸輥成形裝置(roofsuctionbreastrollformer)。配料為每1000公斤絕干纖維添加大約10公斤KymeneTM557H濕強(qiáng)樹脂添加劑的100%北方軟木硫酸鹽漿纖維，KymeneTM557H是由特拉華州威爾明頓市的Hercules公司生產(chǎn)的。一種纖維濃度大約0.15%的含水纖維漿被覆在長(zhǎng)網(wǎng)上。通過長(zhǎng)網(wǎng)和輔助的擋漿板及真空箱進(jìn)行脫水。長(zhǎng)網(wǎng)是一種5經(jīng)(shed)(一個(gè)單位組織循環(huán)有5根經(jīng)線的)緞紋組織結(jié)構(gòu)，即為33(MD)×30(CD)(每厘米密度)的單絲結(jié)構(gòu)。初始濕紙幅從長(zhǎng)網(wǎng)傳送至第二造紙帶，此時(shí)，其纖維濃度大約為18%。第二造紙帶是一具有網(wǎng)面和撓曲導(dǎo)管的環(huán)形帶，已在前面結(jié)合圖2和6描述過。造紙帶是根據(jù)US-4514345描述的方法由聚酯制成的多孔網(wǎng)狀部件，該部件為4經(jīng)雙層14(MD)×12(CD)(每厘米密度)的絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)(見圖7-12)。在造紙機(jī)縱向上的絲直徑大約為0.22mm，在造紙機(jī)橫向上的絲直徑大約為0.28mm，在本發(fā)明中使用的光敏樹脂是特拉華州威爾明頓市的Hercules公司出售的Merigraph樹脂EPD1616B，即一種異丁烯酸氨基甲酸乙酯樹脂。造紙帶的厚度大約為1.1mm。
裝在造紙帶上的初紿紙幅通過真空脫水箱，吹風(fēng)式預(yù)干燥器后，被傳送到一揚(yáng)克式干燥器上。其他的方法和設(shè)備情況列舉如下纖維濃度在經(jīng)過真空脫水箱處理后大約為27%，在經(jīng)預(yù)干燥處理后;在傳送到揚(yáng)克干燥器前大約為65%;含有0.25%聚乙烯醇水溶液的起皺劑由噴施器噴施;在干燥起皺紙幅用刮刀刀片刮起前的纖維濃度增加到大約99%。刮刀刀片的斜角為大約24度，刀片相對(duì)于揚(yáng)克式干燥器的沖擊角(impactangle)大約為83度;揚(yáng)克式干燥器的工作溫度大約為350°F(177℃)，揚(yáng)克式干燥器的缸體表面速度大約為800英尺/分(大約244米/分)。然后，干燥的起皺紙幅在兩個(gè)壓光輥之間穿過。兩壓光輥是靠輥的重量壓在一起的，輥的表面速度為660英尺/分(大約201米/分)，經(jīng)壓光處理的紙幅卷在一紙軸上(紙軸的表面速度也是660英尺/分)，然后即可準(zhǔn)備使用。
含有抗氧化乳液的水溶液通過一乳液分布輥在造紙帶與初始紙幅接觸前被連續(xù)地施加在造紙帶的紙接觸表面上(見圖1中所示的乳液分布輥23的位置)。由分布輥施加在撓曲部件上的含水乳液包括五種成分水，Regal Oil(一種由Texaco Oil公司出售的高速透平油)，AROSURFTA100(一種由Sherex Chemical公司出售的二甲基-二硬脂基氯化銨表面活性劑)，鯨蠟醇(一種由The Procter和Gamble公司出售的C16直鏈脂肪醇)和Cyanox 1790(一種由American Cyanamid公司制造的受阻酚型主抗氧化劑)。這五種成分的相應(yīng)比例為Regal Oil占重量的10%，AROSURF占重量為1%，鯨醋醇占重量的0.9%，Cyanox1790占重量的1.25%，其余為水。在調(diào)制乳液時(shí)，Cyanox1790首先在加熱到165°F的Regal Oil中溶解五分鐘。油相的乳液接著與上述的表面活化劑混合，最后加水。加到造紙帶上的水溶液的容積流率大約為0.50加倫/小時(shí)·英尺(橫向)(大約6.21升/小時(shí)·米)。
含有抗氧化乳液的水溶液在整個(gè)造紙過程中被連續(xù)地加在造紙帶的紙接觸表面上。這樣，在造紙帶上的抗氧化劑就能足以防止造紙帶內(nèi)的樹脂被氧化(大約濃度為0.1%的抗氧化劑是最好的)。顯然，本發(fā)明的方法能使造紙帶的有效壽命得以延長(zhǎng)。
權(quán)利要求
1.一種延長(zhǎng)造紙帶壽命的工藝，該造紙帶含有固體聚合樹脂，所述固體樹脂是由液體光敏樹脂在具有活性波長(zhǎng)的光線下曝光而變成固體的，其特征在于包括以下步驟(a)提供一造紙帶，所說造紙帶含有由液體光敏樹脂在具有活性波長(zhǎng)的光線下曝光而變成固體的固體聚合樹脂。(b)當(dāng)造紙帶在造紙機(jī)中正在使用時(shí)，連續(xù)地向造紙帶加入有效量的能抑制或延緩所述固體聚合樹脂的氧化速率的化合物，化合物在造紙帶接觸紙幅之前加入，所說的化合物從抗氧化化合物、螯合劑、還原劑和它們的混合物中選取。
2.按照權(quán)利要求1的工藝，其特征在于，化合物包括一種抗氧化化合物。
3.按照權(quán)利要求2的工藝，其特征在于，所說造紙帶包括一個(gè)網(wǎng)架，所說網(wǎng)架具有一個(gè)與紙接觸的第一表面，一個(gè)與第一表面相反的第二表面和在所說第一表面和所說第二表面之間延伸的一些導(dǎo)管，所說網(wǎng)架含有所說的固體聚合樹脂;一個(gè)用于加強(qiáng)所說網(wǎng)架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，所說加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)置在所說網(wǎng)架的第一表面和第二表面的至少一部分之間。
4.按照權(quán)利要求3的工藝，其特征在于所說加強(qiáng)結(jié)構(gòu)是一種多孔編織部件。
5.按照權(quán)利要求4的工藝，其特征在于所說聚合樹脂是一種丙烯酸氨基甲酸乙酯。
6.按照權(quán)利要求5的工藝，其特征在于所說丙烯酸氨基甲酸乙酯是一種異丁烯酸氨基甲酸乙酯。
7.按照權(quán)利要求5的工藝，其特征在于所說抗氧化化合物包括一從受阻酚、仲氨和它們的混合物組分中選取的主抗氧化劑。
8.按照權(quán)利要求7的工藝，其特征在于所說抗氧化化合物包括一從亞磷酸鹽、硫酯和它們的混合物組分中選取的次抗氧化劑。
9.按照權(quán)利要求7的工藝，其特征在于所說主抗氧化劑是受阻酚。
10.按照權(quán)利要求7的工藝，其特征在于抗氧化化合物被加在所說造紙帶的與紙接觸的表面上。
11.按照權(quán)利要求1的工藝，其特征在于化合物被溶解在由水、油和表面活化劑組成的防粘乳液中，并且含有被溶解的化合物的防粘乳液被連續(xù)地加在所說造紙帶的與紙接觸的表面上。
12.按照權(quán)利要求2的工藝，其特征在于抗氧化化合物被溶解在由水、油和表面活化劑組成的防粘乳液的至少一相中，并且含有被溶解的抗氧化化合物的防粘乳液被連續(xù)地加在所說造紙帶的與紙接觸的表面上。
13.按照權(quán)利要求12的工藝，其特征在于抗氧化化合物被溶解在防粘乳液的油相中。
14.按照權(quán)利要求13的工藝，其特征在于抗氧化化合物是一種受阻酚。
15.按照權(quán)利要求14的工藝，其特征在于固化聚合樹脂是一種異丁烯酸氨基甲酸乙酯，抗氧化化合物包括一種受阻酚的混合物。
16.按照權(quán)利要求15的工藝，其特征在于抗氧化化合物還包括一種硫酯。
全文摘要
一種延長(zhǎng)含有固化的光敏聚合樹脂的造紙帶使用壽命的工藝，該工藝包括在造紙過程中連續(xù)地向造紙帶加入有效量的能減小光敏聚合樹脂降解率的化合物?；衔镒詈檬悄茏柚够驕p緩已固化樹脂的氧化和隨后的降解的抗氧化劑。
文檔編號(hào)D06M13/248GK1057687SQ91103230
公開日1992年1月8日 申請(qǐng)日期1991年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月12日
發(fā)明者保羅·D·特洛克漢 申請(qǐng)人:普羅格特-甘布爾公司