專(zhuān)利名稱(chēng)：纖維結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造強(qiáng)度高、柔軟、吸水性強(qiáng)的纖維幅片的方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及具有微觀區(qū)域的纖維幅片，其微觀區(qū)域是由利用纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維所形成的。
發(fā)明的
背景技術(shù)：
纖維制品用途廣泛。紙手巾、面巾紙、衛(wèi)生紙以及其他類(lèi)似物品在現(xiàn)代工業(yè)化社會(huì)中經(jīng)常使用。對(duì)這類(lèi)包括紙制品在內(nèi)的纖維制品的大量需求就要求改進(jìn)制品的性能。如果諸如紙手巾、面巾紙、衛(wèi)生紙及其他類(lèi)似的紙制品要很好地發(fā)揮功能并被廣泛的接受，則它們必須具備某種物理特性。這些特性中最重要的就是強(qiáng)度、柔軟度和吸水性。
強(qiáng)度是使纖維幅片在使用過(guò)程中保持其物理完整性的一種能力。
柔軟是消費(fèi)者在使用纖維制品時(shí)所感受到的令人舒服的觸覺(jué)體驗(yàn)。
吸水性是纖維制品的特性，它使得制品能鎖住液體，特別是水分和含水溶液及懸浮液。不僅一定量的制品所能容納液體的總量很重要，而且該制品吸收液體的速度也很重要。
目前的專(zhuān)利受讓人所生產(chǎn)的纖維結(jié)構(gòu)包含了在密度和/或定量上有差異的多個(gè)微觀區(qū)域。采用下列步驟生成更加典型的具有不同密度的纖維結(jié)構(gòu)首先，對(duì)附著在模塑帶上濕態(tài)幅片施加真空壓力從而使造紙纖維中的一部分彎沉——生成低密度區(qū)；然后，將包含了未彎沉造紙纖維的幅片部分壓在一個(gè)堅(jiān)硬表面上，例如Yankee干燥鼓的表面——生成高密度區(qū)。這類(lèi)纖維素結(jié)構(gòu)的高密度微觀區(qū)產(chǎn)生一定的強(qiáng)度，而低密度微觀區(qū)則提供必要的柔軟性、蓬松性和吸水性。
可采用穿透式空氣干燥的造紙帶來(lái)生產(chǎn)這種具有不同密度的纖維素結(jié)構(gòu)，造紙帶包含增強(qiáng)結(jié)構(gòu)和樹(shù)脂構(gòu)架。造紙帶的說(shuō)明參見(jiàn)下列各專(zhuān)利具有共同受讓人的于1985年4月30日授予Johnson等的美國(guó)專(zhuān)利4,514,345；1985年7月9日授予Trokhan的美國(guó)專(zhuān)利4,528,239；1985年7月16日授予Trokhan的美國(guó)專(zhuān)利4,529,480；1987年1月20日授予Trokhan的美國(guó)專(zhuān)利4,637,859；1994年8月2日授予Trokhan等的美國(guó)專(zhuān)利5,334,289。前述各專(zhuān)利引入作為參考文。
在纖維幅片的強(qiáng)度和密度之間存在一種確實(shí)的關(guān)系。因此，人們做出各種努力生產(chǎn)高密度的纖維幅片。這類(lèi)方法中一種稱(chēng)為CONDEBELT技術(shù)的方法在下列專(zhuān)利中公開(kāi)1978年9月12日授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利4,112,586、1985年3月26日授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利4,506,456和4,506,457、1990年2月13日授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利4,899,461、1990年6月12日授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利4,932,139；1997年1月21日授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利5,594,997，這些專(zhuān)利均授予了Lehtinen；1986年11月18日授予Lehtinen等的美國(guó)專(zhuān)利4,622,758；1990年9月25日授予Rautakorpi等的美國(guó)專(zhuān)利4,958,444。前面所有這些專(zhuān)利均轉(zhuǎn)讓給了芬蘭的Valmet公司，并且在此處引用作為參考。CONDEBELT技術(shù)采用一對(duì)運(yùn)動(dòng)的環(huán)形帶來(lái)干燥幅片，幅片受壓并在兩帶逐漸運(yùn)動(dòng)且與帶平行。熱梯度驅(qū)動(dòng)水離開(kāi)較熱一側(cè)，而水凝結(jié)在較冷一側(cè)的織物中。溫度、壓力、幅片水分和流時(shí)間的綜合作用使得幅片的造紙纖維中所含的半纖維素和木質(zhì)素變得柔軟并流動(dòng)，從而將造紙纖維相互連接并“固結(jié)”在一起。
盡管利用CONDEBELT技術(shù)可以使高密度、強(qiáng)度大的紙可以滿足包裝的需要，但該方法生產(chǎn)出強(qiáng)度大而同時(shí)又柔軟的纖維制品，如毛巾紙、紙巾、衛(wèi)生紙等。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種制造強(qiáng)度高、柔軟和吸水的纖維結(jié)構(gòu)的方法，這種纖維結(jié)構(gòu)至少包含兩個(gè)微觀區(qū)利用纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維所構(gòu)成的微觀區(qū)，未利用纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維所構(gòu)成的微觀區(qū)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種纖維結(jié)構(gòu)，這種纖維結(jié)構(gòu)具有許多利用纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維所構(gòu)成的微觀區(qū)。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種制造這類(lèi)纖維幅片的裝置。
發(fā)明簡(jiǎn)述單層纖維幅片至少包含兩種多個(gè)優(yōu)選以非隨機(jī)模式和重復(fù)模式排列的微觀區(qū)第一多個(gè)微觀區(qū)和第二多個(gè)微觀區(qū)。第一多個(gè)微觀區(qū)包括利用第一多個(gè)微觀區(qū)上纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維。第二多個(gè)微觀區(qū)包括未利用第二多個(gè)微觀區(qū)上纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維。纖維粘結(jié)物質(zhì)優(yōu)選從包括半纖維素、木質(zhì)素、聚合體提取物及前述各物質(zhì)混合物的物質(zhì)組中選擇。纖維粘結(jié)物質(zhì)可以是本身就包含在纖維中的一些物質(zhì)。另一種方案或作為附加的，纖維粘結(jié)物質(zhì)還可以被添加到纖維或纖維的幅片中，這可作為本發(fā)明制造幅片方法中的步驟。第一多個(gè)微觀區(qū)中的纖維是粘結(jié)在一起的，即例如通過(guò)使構(gòu)成第一多個(gè)外觀區(qū)的幅片選定部分中的纖維粘結(jié)物質(zhì)軟化、流動(dòng)和固結(jié)這一系列步驟形成粘結(jié)。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一多個(gè)微觀區(qū)包括基本連續(xù)的、宏觀單平面且加花的網(wǎng)絡(luò)區(qū)；第二多個(gè)微觀區(qū)包括多個(gè)分散其中、相互分離且被網(wǎng)絡(luò)區(qū)包圍的拱頂。第二多個(gè)微觀區(qū)可以包括基本連續(xù)且加花的網(wǎng)絡(luò)區(qū)；第一多個(gè)微觀區(qū)則可以包括不連續(xù)且被網(wǎng)絡(luò)區(qū)環(huán)繞并且分散的關(guān)節(jié)構(gòu)成。
在本發(fā)明的方法方面，制成單層纖維幅片的方法包括下列步驟；提供包含纖維粘結(jié)物質(zhì)和水的纖維幅片；提供宏觀單平面的帶子，該帶子具有幅片側(cè)背面和與幅片側(cè)表面相對(duì)的背側(cè)表面；將纖維幅片沉積在帶上；至少對(duì)幅片的選定部分加熱一段的時(shí)間，并加熱到足夠高的溫度，以使包含在幅片選定部分中的纖維粘結(jié)物質(zhì)軟化；至少對(duì)幅片的選定部分施加壓力，使得選定部分中的纖維粘結(jié)物質(zhì)流動(dòng)，從而使選定部分中相互鄰近的那些纖維素纖維互連；固化纖維粘結(jié)物質(zhì)，從而在選定部分中已互連的纖維之間形成纖維粘結(jié)，這樣就使幅片的選定部分成為第一多個(gè)微觀區(qū)。
固化纖維粘結(jié)物質(zhì)的步驟可以由一個(gè)步驟完成或由下列步驟的組合完成至少對(duì)幅片的選定部分進(jìn)行干燥；至少對(duì)幅片的選定部分冷卻；釋放幅片選定部分上的壓力。
施加壓力的步驟可以在相對(duì)的第一擠壓件和第二擠壓件之間向附著在造紙帶上的幅片加壓來(lái)完成，第一擠壓件和第二擠壓件相互壓向?qū)Ψ健５谝粩D壓件具有第一擠壓表面；第二擠壓件具有第二擠壓表面。兩個(gè)擠壓表面彼此平行且相對(duì)。幅片和造紙帶被插入第一和第二擠壓表面之間，以便第一擠壓表面接觸幅片而第二擠壓表面接觸造紙帶的背側(cè)表面。第一擠壓表面優(yōu)選地包括基本連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)區(qū)。
本方法可以包括將纖維粘結(jié)物質(zhì)至少沉積于幅片的選定部分中/上或者沉積于形成幅片的纖維中/上。
如果具有彎沉導(dǎo)管且流體可滲透的帶子應(yīng)用于本發(fā)明的方法中，則方法中還可以包括向幅片施加流體壓差的步驟，以便當(dāng)幅片的第二部分向彎沉導(dǎo)管彎沉?xí)r幅片的第一部分仍然附著于帶子的幅片側(cè)表面。在后一種情況下，帶子的幅片側(cè)表面優(yōu)選地包含基本連續(xù)的幅片側(cè)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)限定了彎沉導(dǎo)管的幅片側(cè)開(kāi)口。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是本發(fā)明的連續(xù)造紙方法的一個(gè)示例性實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，顯示了被加熱絲網(wǎng)加熱以及在一對(duì)擠壓件之間被施壓的幅片。
圖1A是本發(fā)明的連續(xù)造紙方法的另一個(gè)示例性實(shí)施例的示意性側(cè)視圖，顯示了被Yankee干燥鼓加熱以及在Yankee干燥鼓和擠壓帶之間被施壓的幅片。
圖1B是本發(fā)明的方法的示意性側(cè)視圖的一部分，顯示了在Yankee干燥鼓和擠壓輥之間被施壓的幅片。
圖2是本發(fā)明的方法中所采用的造紙帶的示意性俯視圖，造紙帶具有基本連續(xù)的幅片側(cè)網(wǎng)絡(luò)和不連續(xù)的彎沉導(dǎo)管。
圖2A是沿圖2的2A-2A線所取的造紙帶的部分示意性剖視圖，顯示了纖維素幅片和造紙帶在第一擠壓件與第二擠壓件之間受壓。
圖3是包含了由不連續(xù)突起所形成框架的造紙帶的示意性俯視圖，這些凸起被基本連續(xù)的彎沉導(dǎo)管區(qū)域所包圍，不連續(xù)的凸起上含有多個(gè)不連續(xù)彎沉導(dǎo)管。
圖3A是沿圖3的3A-3A線所取的造紙帶的部分示意性剖視圖，顯示了纖維素幅片和造紙帶在第一擠壓件與第二擠壓件之間受壓。
圖4本發(fā)明的制成后紙幅片的示意性俯視圖。
圖4A是沿圖4的4A-4A線所取的紙幅片的部分示意性剖視圖。
圖5是在其上附著纖維幅片的造紙帶的部分示意性剖視圖，幅片和造紙帶在第一擠壓件與第二擠壓件之間受壓。
圖5A是沿圖5的5A-5A線所取的第一擠壓件的示意性俯視圖，顯示了由基本連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)區(qū)構(gòu)成的第一擠壓表面的一個(gè)實(shí)施例。
發(fā)明詳述本發(fā)明中的造紙方法包括如下所述按時(shí)間順序發(fā)生的一系列步驟或者操作。不過(guò)，應(yīng)當(dāng)理解下文所述步驟的意圖在于幫助讀者理解本發(fā)明的方法，而發(fā)明并不僅限于具有特定步驟的這一方法。就這一點(diǎn)而言需注意，在一些情況下甚至優(yōu)選的是，將下列步驟中的某幾步結(jié)合起來(lái)使其同時(shí)執(zhí)行。同樣地，也可以在不脫離本發(fā)明范圍的情況下將下列步驟中的某一些分離為二至多個(gè)步驟。圖1和圖1A是本發(fā)明中連續(xù)造紙方法的兩個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化示意性視圖。
本發(fā)明的方法的第一個(gè)步驟是提供包含纖維粘結(jié)物質(zhì)的纖維幅片10。在此使用的術(shù)語(yǔ)“纖維幅片”包括任何包含了纖維素纖維、人造纖維、或二者混合物的幅片。纖維幅片10可通過(guò)任何本領(lǐng)域公知的造紙方法制成。這些方法包括但并不限于常規(guī)方法和穿透式空氣干燥法。在此使用的標(biāo)注為序號(hào)10的纖維幅片是要經(jīng)本發(fā)明的方法制造的幅片；標(biāo)注為序號(hào)10’的纖維幅片是經(jīng)過(guò)本發(fā)明的方法處理所制成的成品。構(gòu)成纖維幅片10和纖維幅片10’的任一及所有纖維在此標(biāo)注為序號(hào)100。適當(dāng)?shù)睦w維100既可以包括再循環(huán)或使用過(guò)的造紙纖維又可以包括未經(jīng)加工的造紙纖維。這類(lèi)纖維可以包含硬木纖維、軟木材纖維及非木材纖維。
在提供纖維幅片10的步驟之前可以有生成這種纖維幅片10的若干步驟。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)很容易地認(rèn)識(shí)到生成纖維幅片10的步驟中可以包括提供大量纖維100的若干步驟。在一般方法中，纖維100優(yōu)選地懸浮于流體載體中。更優(yōu)選的是，纖維100構(gòu)成纖維100的水分散體。制備纖維100水分散體的設(shè)備在本領(lǐng)域中是眾所周知的，因此未在圖1和2中顯示。纖維100的水分散體可被提供到網(wǎng)前箱15中。圖1和2示出了網(wǎng)前箱。然而，在本發(fā)明之方法的其它配置中存在多個(gè)網(wǎng)前箱是可以理解的。網(wǎng)前箱和制備纖維水分散體的設(shè)備通常為1976年11月30日授予Morgan和Rich的美國(guó)專(zhuān)利No.3,994,771中提出的類(lèi)型，該專(zhuān)利在此處引用作為參考。造紙纖維水分散體的制備以及這類(lèi)水分散體的特征在1985年7月16日頒發(fā)給Trokhan的美國(guó)專(zhuān)利4,529,480中有詳細(xì)說(shuō)明，該專(zhuān)利在此處引用作為參考。
根據(jù)本發(fā)明，纖維幅片10包含纖維粘結(jié)物質(zhì)。在此使用的術(shù)語(yǔ)“纖維粘結(jié)物質(zhì)”指的是在一定濕度、溫度、壓力和時(shí)間的條件下能夠互連幅片10中的纖維100并在彼此間形成纖維粘結(jié)物的一類(lèi)物質(zhì)。幅片10的選定部分將構(gòu)成幅片10’的第一多個(gè)明顯的微觀區(qū)，并且不同于幅片10’的其余部分，選定部分中的纖維100是用纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的，而幅片10’的其余部分包含的是未用纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維100。本發(fā)明的優(yōu)選纖維粘結(jié)物質(zhì)從包含木質(zhì)素、半纖維素、提取物以及上述物質(zhì)的任意混合物的物質(zhì)組中選擇。如果需要也可使用其他類(lèi)型的纖維粘結(jié)物質(zhì)。歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)EP 0 616 074A1公開(kāi)了通過(guò)濕態(tài)施壓方法以及向造紙纖維添加濕態(tài)強(qiáng)度的樹(shù)脂所生成的一種紙張。
在造紙領(lǐng)域中眾所周知，用于造紙的木材通常包含纖維素(大約45％)、半纖維素(大約25％-35％)、木質(zhì)素(大約21％-25％)以及提取物(大約2-8％)。參見(jiàn)G.A.Smook，紙漿和造紙工藝師手冊(cè)(Handbook for Pulp & PaperTechnologists)，TAPPI，第4版，1987，6-7頁(yè)，該書(shū)包括在參考文獻(xiàn)中。半纖維素是己糖(葡萄糖、甘露糖和半乳糖)和戊糖(木糖和阿拉伯糖)的聚合物，同前，第五頁(yè)。木質(zhì)素是一種非晶體的高度聚合物質(zhì)，它構(gòu)成了纖維的外層，同前，第六頁(yè)。提取物是存在于天然纖維中的一些不同性質(zhì)的物質(zhì)，例如樹(shù)脂酸、多脂酸、松脂混合物和酒精，同前。半纖維素、木質(zhì)素和提取物都是纖維素纖維的一部分，但是如果需要可將其單獨(dú)添加到多個(gè)造紙纖維素纖維或幅片中，作為幅片生成方法中的步驟。
對(duì)木材進(jìn)行機(jī)械和/或化學(xué)處理生成紙漿之后，半纖維素、木質(zhì)素和提取物都被從造紙纖維中除去?？梢韵嘈旁谠旒堖^(guò)程中當(dāng)纖維混合在一起時(shí)，纖維素羥基官能團(tuán)是通過(guò)氫鍵連接在一起的。見(jiàn)Smook，同前，第八頁(yè)。因此，除去大部分木質(zhì)素而保留大量的半纖維素通常視作較滿意的結(jié)果。因?yàn)槌ツ举|(zhì)素提高了纖維100形成纖維粘結(jié)的能力并且使合成出來(lái)的幅片的吸收能力增強(qiáng)。為去除原始纖維壁而采用的“攪打”或“精煉”過(guò)程也有助于提高纖維吸收能力(同前，第七頁(yè))，同樣也增強(qiáng)了纖維的柔韌性。盡管部分本來(lái)就包含在紙漿中的纖維粘結(jié)物質(zhì)在木材的機(jī)械和/或化學(xué)處理過(guò)程中被從造紙纖維中除去，但造紙纖維經(jīng)過(guò)化學(xué)處理后仍舊保有部分纖維粘結(jié)物質(zhì)。要求保護(hù)的本發(fā)明允許有利的應(yīng)用本身就包含在木漿中的纖維粘結(jié)物質(zhì)，在傳統(tǒng)意義上這類(lèi)物質(zhì)在造紙方法中被視為不受歡迎之物。
另一中方案或作為附加地，在本發(fā)明的造紙過(guò)程中，纖維粘結(jié)物質(zhì)既可以獨(dú)立于纖維100提供繽紛添加到幅片10，又可以在幅片10生成之前添加到纖維100中。在制造包括本身未包含足夠的纖維粘結(jié)物質(zhì)或根本未包含纖維粘結(jié)物質(zhì)(例如合成纖維)的纖維100的幅片10的過(guò)程中，將纖維粘結(jié)物質(zhì)單獨(dú)附著于幅片10中/上或者單獨(dú)附著于纖維100中/上是優(yōu)選的并且甚至是必須的。纖維粘結(jié)物質(zhì)以基本為純化合物的形式附著于幅片10中/上或纖維100中/上。另外，纖維粘結(jié)物質(zhì)還可以包含了纖維粘結(jié)物質(zhì)的纖維素纖維的形式附著。
下一步是提供宏觀單平面的幅片制造帶20。在此使用的術(shù)語(yǔ)“幅片制造帶20”或簡(jiǎn)稱(chēng)為“帶20”是一個(gè)通用術(shù)語(yǔ)，包括成型帶20a和模塑帶20b，這兩種帶在圖1和2中以優(yōu)選的環(huán)形形式出現(xiàn)。本發(fā)明可以使用一根帶20，既作為成型帶20a又作為模塑帶20b(該實(shí)施例未顯示在本發(fā)明的視圖中，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地想象出來(lái))。不過(guò)，分別使用帶20a和帶20b更為優(yōu)選。本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)于本發(fā)明中可以使用多于兩條帶也能理解；例如，還可使用獨(dú)立于成型帶20a和模塑帶20b的干燥帶(未顯示)。從圖1-3A和5中可以看出，帶20具有限定X-Y平面的幅片側(cè)表面21、與幅片側(cè)表面相對(duì)的背側(cè)表面22以及與X-Y平面相垂直的Z方向。
帶20可以根據(jù)下列具有共同受讓人的美國(guó)專(zhuān)利中所公開(kāi)的內(nèi)容制作1985年4月30日授予Johnson等的專(zhuān)利No.4,514,345，1985年7月9日授予Trokhan的專(zhuān)利No.4,528,239，1985年7月16日授予Trokhan的專(zhuān)利No.4,529,480，1987年1月20日授予Trokhan的專(zhuān)利No.4,637,859，1994年8月2日授予Trokhan的專(zhuān)利No.5,334,289，1997年5月13日授予Ayers等的專(zhuān)利No.5,628,876。
帶20的一個(gè)實(shí)施例的示意圖參見(jiàn)圖5。具有共同受讓人的1980年12月16日授予Trokhan的專(zhuān)利No.4,239,065揭示了可以用于本發(fā)明的這類(lèi)帶20，該專(zhuān)利包括在參考文獻(xiàn)中。前述帶20沒(méi)有樹(shù)脂構(gòu)架，前述帶20的幅片側(cè)表面21被一些以預(yù)定方式分散于帶20的同一平面上的交叉線所限定。另一種可以在本發(fā)明中用作帶20的帶子由1995年12月4日提交、公開(kāi)號(hào)為0667 612 A2的歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)。
盡管在本發(fā)明中對(duì)于帶20的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)25來(lái)說(shuō)編織元件是優(yōu)選的，但也可以使用毛氈作為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)來(lái)制成帶20，參見(jiàn)下列專(zhuān)利及專(zhuān)利申請(qǐng)1996年9月17日頒發(fā)給Trokhan等的專(zhuān)利No.5,556,509；以Trokhan等名義于1995年2月15日提交的標(biāo)題為“將醫(yī)用樹(shù)脂應(yīng)用于基層以便在造紙方法中使用的方法”、序列號(hào)為08/391,372的專(zhuān)利申請(qǐng)；以Trokhan等名義于1995年6月5日提交、標(biāo)題為“包含毛氈層和感光樹(shù)脂層的幅片式加花裝置”、序列號(hào)為08/461,832的專(zhuān)利申請(qǐng)。這些專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)轉(zhuǎn)讓給了The Procter& Gamble公司，在此處引用作為參考。
在圖1、1A和1B所示的實(shí)施例中，模塑帶20b沿著箭頭B的方向前進(jìn)。在圖1中，模塑帶20b經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向輥29c、29d、壓擠輥29e、轉(zhuǎn)向輥29a和29b。在圖1中，模塑帶20b經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向輥29a、29b、29c、29d和29g。在圖1、1A和1B中，乳化液分配輥29f將乳化液槽中的乳化液分配到模塑帶20b上。如果需要，在模塑帶20行進(jìn)的環(huán)路中還可以包括將流體壓差施加于幅片10的裝置，例如真空吸取導(dǎo)向板27a和/或真空盒27b。環(huán)路中還可包括一個(gè)預(yù)干燥器(未顯示)。另外，噴水器(未顯示)優(yōu)選應(yīng)用于本發(fā)明的造紙方法中，以便清除模塑帶20b在完成方法最后一步后仍然附著于其上的一些紙纖維、膠粘劑以及其他類(lèi)似物。還有一些裝置與模塑帶20b一起應(yīng)用但并未顯示在圖1和1A中，它們是本領(lǐng)域中一般技術(shù)人員所熟知的造紙機(jī)中常用的各類(lèi)支持輥、轉(zhuǎn)向輥、清潔裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及其他類(lèi)似裝置。
下一步是將纖維幅片10沉積于帶20的幅片側(cè)表面21。如果幅片10通過(guò)成型帶20a傳輸?shù)侥Ｋ軒?0b，諸如真空吸取導(dǎo)向板27a這類(lèi)的傳統(tǒng)設(shè)備(圖1和1A)可用于完成轉(zhuǎn)移過(guò)程，如前所述，本發(fā)明之方法的至少一個(gè)實(shí)施例中可以采用單獨(dú)的一根帶20既用作成型帶20a又用作模塑帶20b。在后者的情況下，可以不采用帶子轉(zhuǎn)移的步驟，本領(lǐng)域中的一般技術(shù)人員能夠輕易地理解。而且，本領(lǐng)域中的一般技術(shù)人員也能理解圖1和圖1A中所示的真空吸取導(dǎo)向板是將幅片10從成型帶20a轉(zhuǎn)移到模塑帶20b的一種優(yōu)選裝置。其他一些設(shè)備，例如中間帶或類(lèi)似設(shè)備(未顯示)也可用于將幅片從成型帶20a轉(zhuǎn)移到模塑帶20b上。具有共同受讓人的、1984年4月3日授予Wells等的美國(guó)專(zhuān)利4,440,579包括在這里作為參考。
本發(fā)明之方法的下一個(gè)步驟包括加熱纖維幅片10，或者至少是加熱幅片的選定部分11。人們相信，加熱幅片10到足夠的溫度并持續(xù)足夠的時(shí)間會(huì)使幅片10中的纖維粘結(jié)物質(zhì)軟化。然后，對(duì)包含了纖維粘結(jié)物質(zhì)的幅片10中所選定部分11施加一定壓力，軟化的纖維粘結(jié)物質(zhì)成為可流動(dòng)的并能夠互連在選定部分11中相互靠近的那些造紙纖維100。
加熱幅片10的步驟在本領(lǐng)域中可采用多種方式完成。例如，如圖1所示意的，幅片10可通過(guò)加熱絲網(wǎng)80加熱。加熱絲網(wǎng)80沿箭頭C所指示方向繞轉(zhuǎn)向輥85a、85b、85c和85d傳動(dòng)。加熱絲網(wǎng)80與幅片10相接觸。加熱絲網(wǎng)80是由加熱裝置85加熱的。1997年1月21日授予Jukka Lehtinen的美國(guó)專(zhuān)利5,594,997揭示了這樣的基本結(jié)構(gòu)，該專(zhuān)利權(quán)轉(zhuǎn)讓給芬蘭的Valmet公司。另一種方案或附加地，幅片10還可通過(guò)蒸汽加熱，如1985年3月26日授予Jukka Lehtinen的美國(guó)專(zhuān)利5,506,456揭示的，該專(zhuān)利權(quán)也轉(zhuǎn)讓給芬蘭的Valmet公司。前述二專(zhuān)利均在此處引用作為參考。
加熱絲網(wǎng)80可以包含圖5和5A中所示的第一擠壓表面61’，后面將對(duì)此詳細(xì)說(shuō)明。圖5和5A中所示的第一擠壓表面61’包含一個(gè)基本連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域66，該區(qū)域在第一擠壓表面61’上限定了不連續(xù)凹陷67。然后，幅片10的選定部分在Z方向包含著與網(wǎng)絡(luò)區(qū)域66相對(duì)應(yīng)的部分。本領(lǐng)域中的一般技術(shù)人員能輕易地理解圖5中所示的包含有基本連續(xù)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域66的第一擠壓表面61’只是第一擠壓表面61’的一個(gè)實(shí)施例，其他模式的第一擠壓表面61’也可采用甚至更為優(yōu)選。
對(duì)幅片10施加溫度是分區(qū)段的(未顯示)。例如，幅片10與帶20一起穿過(guò)圖5中所示的擠壓件61和62(將在下面限定)之間時(shí)，在第一區(qū)段A，幅片10被快速加熱到足以使包含在幅片10選定部分11中的纖維粘結(jié)物質(zhì)軟化和流動(dòng)的溫度T；在第二區(qū)段B，幅片10只是保持在溫度T上。這樣“分區(qū)段”施加溫度的方式便于更好地控制纖維粘結(jié)物質(zhì)處于軟化和可流動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間，并且可以節(jié)約能源。PCT申請(qǐng)WO 97/19223公開(kāi)了適用于本發(fā)明的方法的一種可能的基本結(jié)構(gòu)。
下一步是向幅片10的選定部分11施加壓力。完成施壓這一步驟的優(yōu)選方式是使附著于帶20上的幅片10和帶20一起在兩個(gè)相反方向的擠壓件(第一擠壓件61和第二擠壓件62，如圖2A和3A所示)之間受壓。第一擠壓件61具有上面提及的第一擠壓表面61’，第二擠壓件62具有第二擠壓表面62’。第一擠壓表面61’和第二擠壓表面62’平行于X-Y平面并在Z方向上相對(duì)幅片10和帶20位于第一擠壓表面61’和第二擠壓表面62’之間，以便第一擠壓表面61’接觸幅片10的選定部分11而第二擠壓表面62’接觸帶20的背側(cè)表面22。
第一擠壓件61和第二擠壓件62沿Z方向彼此相對(duì)地壓向?qū)Ψ?在圖2A和3A中，以箭頭P示意壓力)。第一擠壓表面61’相對(duì)帶20的幅片側(cè)表面21施加壓力，從而使得在壓力P的作用下選定部分11中相互靠近的纖維100彼此一致。施加壓力之后，選定部分11中纖維100間的接觸作用區(qū)增加，軟化的纖維粘結(jié)物質(zhì)成為可流動(dòng)的并且將選定部分11中相鄰且相互并置的纖維100互連。
在圖1A和1B所示的另一個(gè)實(shí)施例中，施加壓力的這一步驟是在Yankee干燥鼓14上完成的。在后一中情況下，Yankee干燥鼓14的表面包括第一擠壓表面61’。在傳統(tǒng)的造紙方法中，當(dāng)使用壓擠輥29e(圖1)將幅片10轉(zhuǎn)移到Y(jié)ankee干燥鼓14時(shí)，即使選定部分11包含軟化的纖維粘結(jié)物質(zhì)，但由于幅片10在Yankee干燥鼓14表面和壓擠輥29e之間受壓的時(shí)間太短，是不能充分利用施壓的優(yōu)點(diǎn)從而使選定部分11中纖維100更加致密的。在圖1A和1B所示的實(shí)施例考慮到對(duì)幅片10加壓更長(zhǎng)的時(shí)間并能獲得軟化且可流動(dòng)的纖維粘結(jié)物質(zhì)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。
在圖1A中，幅片10和模塑帶20b在Yankee干燥鼓14的表面和擠壓帶90之間被施加壓力，擠壓帶90具有第一側(cè)面91和與第一側(cè)面91相對(duì)的第二側(cè)面92。Yankee干燥鼓14的表面包括第一擠壓表面61’，該擠壓表面與幅片10的選定部分11相接觸；擠壓帶90的第一側(cè)面91包括與模塑帶20b的背側(cè)表面21相接觸的第二擠壓表面62’。擠壓帶90優(yōu)選為圖1A中所示的環(huán)形帶子，它沿箭頭D所指示方向繞轉(zhuǎn)向輥95a、95b、95c和95d行進(jìn)。
圖1B顯示了圖1A中所示實(shí)施例的一種變形。在圖1B中，幅片10和模塑帶20b在Yankee干燥鼓14的表面和一系列擠壓輥60之間被施加壓力類(lèi)似于圖1A中所示的實(shí)施例，在圖1B中所示的實(shí)施例中Yankee干燥鼓14的表面為與幅片10的選定部分11相接觸的第一擠壓表面61’。擠壓輥60的表面包括與模塑帶20b的背側(cè)表面21相接觸的第二擠壓表面62’。每個(gè)擠壓輥?zhàn)詈脼閺椥暂?，在向著ankee干燥鼓14的表面施加的壓力作用下可彈性變形。每個(gè)擠壓輥60沿箭頭E所指示方向旋轉(zhuǎn)。更可取的是，每個(gè)擠壓輥60上的壓力垂直施加到Y(jié)ankee干燥鼓14的表面，即指向Yankee干燥鼓14的旋轉(zhuǎn)中心。
圖1B顯示了由三個(gè)向模塑帶20b的背側(cè)表面21施加壓力的連續(xù)的擠壓輥60構(gòu)成的第二擠壓表面62’第一個(gè)擠壓輥60a施加壓力P1，第二個(gè)擠壓輥60b施加壓力P2，第三個(gè)擠壓輥60c施加壓力P3。使用多個(gè)擠壓輥60就使得在各個(gè)區(qū)段施加不同的壓力成為可能(圖1B)，例如P1＜P2＜P3，或P2＞P2＞P3，或者其他任何P1、P2、P3值的組合。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解作為本發(fā)明之方法的一種可能實(shí)施例可以采用與圖1B數(shù)量不同的擠壓輥60。類(lèi)似于上述“分區(qū)段”加溫，采用多個(gè)擠壓輥60在各個(gè)區(qū)段施加不同的壓力就更易于形成使纖維粘結(jié)物質(zhì)軟化和流動(dòng)的最優(yōu)化狀態(tài)。
加熱和加壓于幅片10的這兩個(gè)步驟可一起執(zhí)行。在這種情況中，第一擠壓表面61’最好包括加熱元件或者二者相配合使用。在圖2A和3A中，例如第一擠壓表面61’包括加熱絲網(wǎng)80，參照?qǐng)D1中所示該方法的實(shí)施例。在圖1A和1B中，第一擠壓表面61’包括Yankee干燥鼓14的加熱表面?？梢韵嘈牛瑫r(shí)加壓和加熱于幅片10的選定部分11有利于使選定部分11中的纖維粘結(jié)物質(zhì)軟化和流動(dòng)。
如前所述，在傳統(tǒng)的造紙條件下，當(dāng)幅片10轉(zhuǎn)移到Y(jié)ankee干燥鼓14時(shí)，由于幅片10在Yankee干燥鼓14表面和擠壓輥29e(圖1)之間受壓的時(shí)間太短，不能有效地促使纖維粘結(jié)物質(zhì)軟化和流動(dòng)。盡管在通過(guò)Yankee干燥鼓14表面和擠壓輥29e表面構(gòu)成的壓區(qū)將幅片10轉(zhuǎn)移到Y(jié)ankee干燥鼓14時(shí)產(chǎn)生了一定的致密化作用，但傳統(tǒng)的造紙條件不能使幅片10受壓狀態(tài)保持超過(guò)2-5毫秒的時(shí)間。同時(shí)，眾所周知為使軟化的纖維粘結(jié)物質(zhì)流動(dòng)并將選定部分的纖維互連，優(yōu)選的滯留時(shí)間應(yīng)該至少為0.1秒(100毫秒)。
與傳統(tǒng)的造紙條件相比，圖1A和1B所示的實(shí)施例在滯留時(shí)間上有了明顯的改進(jìn)，在這個(gè)時(shí)間段中幅片10承受充分的加熱和加壓以促使纖維粘結(jié)物質(zhì)成為可流動(dòng)的，從而將幅片10選定(已承壓)部分11中的造紙纖維互連。根據(jù)本發(fā)明的方法，更優(yōu)選的滯留時(shí)間為超過(guò)1.0秒。最優(yōu)選的滯留時(shí)間為2秒至10秒之間。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠輕易地理解，對(duì)于給定速度的帶20，滯留時(shí)間與幅片10選定部分11在其上受壓的路徑長(zhǎng)度成比例。
幅片10選定部分11在第一擠壓件61和帶20的幅片側(cè)表面21之間受壓時(shí)，幅片10的其余部分(在此標(biāo)注為部分12)并不承受壓力，因此也就保留了基本未壓實(shí)幅片的吸水性和柔軟性特征。當(dāng)然，第一擠壓表面61’在某些情況下既接觸選定部分11又接觸幅片的其余部分12。而且即使在后面這種情況中，部分12也不象選定部分11那樣受到促使纖維粘結(jié)物質(zhì)流動(dòng)、互連和固結(jié)的處理。
可以預(yù)言的是，使得纖維粘結(jié)物質(zhì)軟化并可流動(dòng)從而互連選定部分11中相鄰造紙纖維100的優(yōu)選示例性條件包括最好在壓力為1巴(14.7PSI)的情況下，將含水量為30％或更多(即稠度為70％或更少)的幅片10的第一部分11加熱到至少70C并持續(xù)至少0.5秒。更優(yōu)選的情況是，含水量至少為大約50％，滯留時(shí)間至少為大約1秒，壓力至少為大約5巴(73.5PSI)。如果幅片10由第一擠壓表面61’加熱，第一擠壓表面61’的優(yōu)選溫度至少為大約150℃。
下一個(gè)步驟包括固化可流動(dòng)的纖維粘結(jié)物質(zhì)并在幅片10的選定部分11中被互連的纖維素纖維100之間形成纖維粘結(jié)。固化纖維粘結(jié)物質(zhì)這步可通過(guò)冷卻幅片10的第一部分11，或烘干幅片10的第一部分11，或者釋放幅片10的第一部分11承受的壓力。上述三個(gè)步驟可以單獨(dú)執(zhí)行或者結(jié)合起來(lái)，同時(shí)執(zhí)行或相繼執(zhí)行。例如，在本方法的一個(gè)實(shí)施例中，烘干步驟單獨(dú)執(zhí)行，或冷卻步驟單獨(dú)執(zhí)行，部足以固化纖維粘結(jié)物質(zhì)。在另一個(gè)實(shí)施例中，例如冷卻步驟可以與釋放壓力步驟結(jié)合起來(lái)執(zhí)行。當(dāng)然，所有這三個(gè)步驟也可結(jié)合起來(lái)同時(shí)執(zhí)行或者以任意順序相繼執(zhí)行。如果需要，制成的幅片可以通過(guò)設(shè)備起皺。起皺刮刀可根據(jù)授予Sawdai的具有共同受讓人的美國(guó)專(zhuān)利No.4,919,756制成，該專(zhuān)利包含在這里的參考文獻(xiàn)中。
圖4和4A顯示了本發(fā)明之方法生成的纖維幅片10’成品的一個(gè)可預(yù)想的實(shí)施例。圖4和圖4A中顯示的幅片10’包括第一多個(gè)微觀區(qū)11’和第二多個(gè)微觀區(qū)12’。第一多個(gè)微觀區(qū)11’是幅片10選定部分11中纖維100與纖維粘結(jié)物質(zhì)互連而形成的。第二多個(gè)微觀區(qū)12’是幅片10的其余部分12中未與纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維100構(gòu)成的。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解在一些情況下同一條纖維100可以既參與構(gòu)成第一多個(gè)微觀區(qū)11’又參與構(gòu)成第二多個(gè)微觀區(qū)12’。
判斷纖維粘結(jié)是否已經(jīng)形成的一種方法參見(jiàn)Leena Kunnas等的文章“The Effect of Condebelt Drying on the Structure of Fiber Bonds”(Condebelt干燥法對(duì)纖維粘結(jié)結(jié)構(gòu)所起到的作用)，TAPPI Journal，Vol.76，No.4，1993年4月。該文包括在這里的參考文獻(xiàn)中并在此作為附錄。
圖4顯示了第一多個(gè)微觀區(qū)11’，包括基本連續(xù)的、宏觀單平面且加花的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。加花圖案與第一擠壓表面61’的網(wǎng)絡(luò)66相對(duì)應(yīng)。第二多個(gè)微觀區(qū)12’包括一些不連續(xù)的拱頂，與第一擠壓表面61’上網(wǎng)絡(luò)66所限定出的凹陷67的樣式相對(duì)應(yīng)。幾乎所有的拱頂都處于各自獨(dú)立的分散狀態(tài)，并且被第一多個(gè)微觀區(qū)11’所形成的網(wǎng)絡(luò)包圍。這些拱頂是從網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的同一平面上沿Z方向拱起所致。
權(quán)利要求
1.具有兩種多個(gè)微觀區(qū)的單層纖維幅片，該幅片包括由利用第一多個(gè)微觀區(qū)中的纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維所形成的第一多個(gè)微觀區(qū)；由未利用第二多個(gè)微觀區(qū)中的纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維所形成的第二多個(gè)微觀區(qū)，所述纖維粘結(jié)物質(zhì)優(yōu)選從包括半纖維素、木質(zhì)素、聚合物提取物以及上述三者的任意混合物所組成的物質(zhì)組中選擇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幅片，其特征在于，利用所述纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的所述纖維本身包含所述的纖維粘結(jié)物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的幅片，其特征在于，所述的幅片第一多個(gè)微觀區(qū)包括基本連續(xù)的、宏觀單平面并加花的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域；所述的第二多個(gè)微觀區(qū)包括許多不連續(xù)的拱頂、基本上所有的拱頂分散在整個(gè)微觀區(qū)且由所述的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域包圍并被彼此分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2和3所述的幅片，其特征在于，所述的幅片第一多個(gè)微觀區(qū)包括許多加花的凸起，所述的第二多個(gè)微觀區(qū)包括基本連續(xù)并加花的區(qū)域。
5.一種制造至少包括以纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維所形成的第一多個(gè)微觀區(qū)和第二多個(gè)微觀區(qū)的單層纖維幅片的方法，所述方法包括下列步驟(a)提供包含纖維粘結(jié)物質(zhì)和水分的纖維幅片；(b)提供宏觀單平面的造紙帶，該造紙帶具有限定X-Y平面的幅片側(cè)表面、與所述的幅片側(cè)表面相對(duì)的背側(cè)表面以及與所述的X-Y平面垂直的Z方向；(c)將所述的纖維幅片置于所述的造紙帶的所述幅片側(cè)表面；(d)至少對(duì)所述纖維幅片的選定部分加熱，從而使所述選定部分中的所述纖維粘結(jié)物質(zhì)軟化；(e)至少對(duì)所述選定部分加壓，從而使所述選定部分中的所述纖維粘結(jié)物質(zhì)可流動(dòng)并將所述選定部分中相互并置的所述纖維互連；(f)固結(jié)所述的纖維粘結(jié)物質(zhì)并在所述選定部分中被互連的所述纖維之間形成纖維粘結(jié)，從而由所述纖維幅片的所述選定部分形成所述的第一多個(gè)微觀區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括將所述的纖維粘結(jié)物質(zhì)至少沉積于所述纖維幅片的所述選定部分這一步驟，該步驟在至少對(duì)所述幅片的所述選定部分加熱這一步驟之前執(zhí)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述選定部分中固結(jié)所纖維粘結(jié)物質(zhì)并形成所述纖維粘結(jié)的步驟包括在不低于70℃溫度下至少干燥所述纖維幅片的所述選定部分至稠度優(yōu)選至少為70％，至少冷卻所述纖維幅片的所述選定部分，至少釋放所述纖維幅片的所述選定部分的所述壓力，或者是上述三個(gè)步驟任意順序的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少對(duì)所述纖維幅片的所述選定部分施加壓力的步驟包括在第一擠壓件和與所述的第一擠壓件相對(duì)的第二擠壓件之間對(duì)所述纖維幅片和所述造紙帶施壓，所述第一和第二擠壓件分別具有第一擠壓表面和第二擠壓表面，所述第一和第二擠壓表面平行于所述X-Y平面并在所述Z方向上相對(duì)，所述纖維幅片和所述造紙帶置于所述第一和第二擠壓表面之間，所述第一擠壓表面接觸所述纖維幅片，所述第二擠壓表面接觸所述造紙帶的所述背側(cè)表面，所述第一和第二擠壓件在所述Z方向彼此壓向?qū)Ψ?，所述第一擠壓表面優(yōu)選包括宏觀單平面并加花的區(qū)域，更優(yōu)選的是基本連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一擠壓表面由擠壓帶構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一擠壓表面由Yankee干燥鼓的表面構(gòu)成。
11.一種制造包含纖維并至少具有第一多個(gè)微觀區(qū)和第二多個(gè)微觀區(qū)的單層纖維幅片的方法，第一多個(gè)微觀區(qū)包括利用所述的第一多個(gè)微觀區(qū)中的所述纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的所述纖維，第二多個(gè)微觀區(qū)包括未利用所述的第二多個(gè)微觀區(qū)中的所述纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維，所述方法包括下列步驟(a)提供所述纖維；(b)提供宏觀單平面的造紙帶，該造紙帶具有限定X-Y平面的幅片側(cè)表面、與所述的幅片側(cè)表面相對(duì)的背側(cè)表面以及與所述的X-Y平面垂直的Z方向，所述造紙帶優(yōu)選包括在所述造紙帶的所述幅片側(cè)表面和所述背側(cè)表面之間延伸的彎沉導(dǎo)管，所述彎沉導(dǎo)管具有幅片側(cè)開(kāi)口；(c)提供所述纖維粘結(jié)物質(zhì)；(d)將所述纖維和所述纖維粘結(jié)物質(zhì)沉積于所述造紙帶的所述幅片側(cè)表面以形成包含了所述纖維粘結(jié)物質(zhì)的纖維幅片；(e)至少對(duì)所述纖維幅片的選定部分加熱，從而使所述選定部分中的所述纖維粘結(jié)物質(zhì)軟化；(f)對(duì)所述纖維幅片的所述選定部分沿所述Z方向加壓，從而使所述纖維幅片的所述選定部分密度變大并促使所述選定部分中的所述纖維粘結(jié)物質(zhì)可流動(dòng)并將所述選定部分中相互并置的所述纖維互連；(g)固結(jié)所述的纖維粘結(jié)物質(zhì)并在所述選定部分中被互連的所述纖維之間形成纖維粘結(jié)，從而由所述選定部分形成所述的第一多個(gè)微觀區(qū)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還可包括將流體壓差施加于所述幅片的步驟，以便當(dāng)所述幅片的所述第二部分偏轉(zhuǎn)進(jìn)入彎沉導(dǎo)管中時(shí)將所述纖維幅片的所述第一部分保留在所述帶的所述幅片側(cè)表面上，所述向所述幅片施加流體壓差的步驟在加熱步驟之前執(zhí)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求5、11和12的方法，其特征在于，所述纖維粘結(jié)物質(zhì)是從包括半纖維素、木質(zhì)素、聚合物提取物或三者任意混合物的物質(zhì)組中選擇的。
14.一種制造包括不同微觀區(qū)的單層纖維幅片的裝置，該裝置包括具有第一擠壓表面的第一擠壓件；具有第二擠壓表面的第二擠壓件，所述第一和第二擠壓表面相互平行并相對(duì)，所述第一和第二擠壓表面能夠接收纖維幅片和造紙帶，所述纖維幅片包含纖維粘結(jié)物質(zhì)，所述纖維幅片和所述造紙帶置于所述第一和第二擠壓表面之間以便所述第一擠壓表面能夠接觸所述纖維幅片而所述第二擠壓表面能夠接觸所述造紙帶；至少對(duì)所述纖維幅片的選定部分加熱而使所述選定部分中的所述纖維粘結(jié)物質(zhì)軟化的裝置；在所述第一和第二擠壓件之間對(duì)所述纖維幅片和所述造紙帶施壓預(yù)定的時(shí)間以使所述纖維幅片的所述選定部分中的所述纖維粘結(jié)物質(zhì)可流動(dòng)的裝置，從而使所述選定部分中所述纖維幅片的纖維互連以便至少形成第一多個(gè)微觀區(qū)和第二多個(gè)微觀區(qū)，所述第一多個(gè)微觀區(qū)包括利用所述的第一多個(gè)微觀區(qū)中的所述纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的所述纖維，第二多個(gè)微觀區(qū)包括未利用所述的第二多個(gè)微觀區(qū)中的所述纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維，所述第一擠壓表面優(yōu)選包括宏觀單平面并加花的區(qū)域，更優(yōu)選的是包括基本連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)區(qū)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，還可以包括在所述第一擠壓表面和所述第二擠壓表面之間形成溫差的裝置，所述第一擠壓表面的溫度高于所述第二擠壓表面的溫度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14和15所述的裝置，其特征在于，所述纖維粘結(jié)物質(zhì)從包括半纖維素、木質(zhì)素、聚合物提取物以及上述三者的任意混合物所組成的物質(zhì)組中選擇。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種包括不同微觀區(qū)的單層纖維幅片。纖維幅片至少包含兩種多個(gè)以非隨機(jī)模式和重復(fù)模式排列的微觀區(qū):利用纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維構(gòu)成的第一多個(gè)微觀區(qū)和優(yōu)選未利用纖維粘結(jié)物質(zhì)互連的纖維構(gòu)成的第二多個(gè)微觀區(qū)。纖維粘結(jié)物質(zhì)從包括半纖維素、木質(zhì)素、聚合物提取物及前述各物質(zhì)的任意混合物所組成的物質(zhì)組中選擇。第一多個(gè)微觀區(qū)中的纖維是通過(guò)使處于纖維質(zhì)纖維之間的纖維粘結(jié)物質(zhì)軟化、流動(dòng)和固化這一過(guò)程而粘結(jié)在一起的。生成纖維幅片的方法包含下列步驟:將包含纖維粘結(jié)物質(zhì)的幅片加熱到足夠溫度使纖維粘結(jié)物質(zhì)軟化;對(duì)纖維幅片加壓從而使纖維粘結(jié)物質(zhì)流動(dòng)并因此使得在第一多個(gè)微觀區(qū)并置的那些纖維互連;然后固化纖維粘結(jié)物質(zhì)從而在第一多個(gè)微觀區(qū)中的互連纖維之間形成纖維粘結(jié)。
文檔編號(hào)D21H27/00GK1270647SQ98809172
公開(kāi)日2000年10月18日 申請(qǐng)日期1998年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月15日
發(fā)明者保羅·D·特羅克漢, 馬克·R·理查茲, 小邁克爾·G·斯特爾杰斯 申請(qǐng)人:普羅克特和甘保爾公司