專利名稱：降低表面能的限制孔式干燥介質(zhì)、其制造法及紙張制造法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于吸濕性初期紙幅的裝置，初期紙幅通過空氣穿透式干燥形成纖維素纖維結(jié)構(gòu)，特別涉及一種在空氣穿透式干燥過程中可節(jié)能的裝置。
背景技術(shù)：
吸濕紙幅包括纖維素結(jié)構(gòu)、吸濕泡沫材料等。纖維素纖維結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為日常生活用品的主要成分。在面巾紙、衛(wèi)生紙和紙手巾中都可以找到纖維素纖維結(jié)構(gòu)。
在纖維素纖維結(jié)構(gòu)的制造過程中，將分散在液體載體中的纖維素纖維漿沉淀在成型絲網(wǎng)上以制成初期紙幅。制成的潮濕初期紙幅可以通過已知裝置中的任一種或幾種的組合進行干燥，但這些已知方法都會影響制成的纖維素纖維結(jié)構(gòu)的特性。例如，干燥裝置和過程可能影響制成的纖維素纖維結(jié)構(gòu)的柔軟性、紙張厚度、抗拉強度和吸濕性。用于干燥纖維素纖維結(jié)構(gòu)的方法和裝置也影響制造該結(jié)構(gòu)的速度，而這種速度是不應(yīng)該受到這種干燥方法和裝置限制的。
一種干燥裝置的實例是毛氈帶。毛氈干燥帶被長期使用，通過液體載體的毛細流動滲透進與初期紙幅保持接觸的可滲透毛氈介質(zhì)來完成對初期纖維素纖維結(jié)構(gòu)的脫水。然而，將纖維素纖維結(jié)構(gòu)脫水到毛氈帶中以及使用毛氈帶脫水會導(dǎo)致要被干燥的初期纖維素纖維結(jié)構(gòu)全都處于均勻壓縮和壓實狀態(tài)。制成的紙張通常較硬且觸摸起來不柔軟。
毛氈帶干燥也可以輔之以真空裝置或者一對相對的壓力輥。壓力輥使得與纖維素纖維結(jié)構(gòu)相對的毛氈的機械壓縮達到最大。毛氈帶干燥實例在1982年5月11日授予Bolton的4,329,201號美國專利和1989年12月19日授予Cowan等的4,888,096號美國專利中都有說明。
通過真空脫水且不使用毛氈帶干燥纖維素纖維結(jié)構(gòu)的方法為本領(lǐng)域中的技術(shù)人員所熟知。纖維素纖維結(jié)構(gòu)的真空脫水是當(dāng)水分以液體形式存在時機械地從纖維素纖維結(jié)構(gòu)中去除水分。而且，如果與模塑型板帶一起使用，真空就使得纖維素纖維結(jié)構(gòu)中各分離區(qū)域偏轉(zhuǎn)到干燥帶偏轉(zhuǎn)吸管中，從而使纖維素纖維結(jié)構(gòu)的不同區(qū)域具有了不同的水分。類似地，通過真空裝置并輔之以利用具優(yōu)選孔徑的多孔烘缸形成的毛細管滲流來干燥纖維素纖維結(jié)構(gòu)也是本領(lǐng)域中技術(shù)人員所熟知的。這種真空驅(qū)動的干燥技術(shù)實例在具有共同受讓人的1985年12月3日授予Chuang等的4,556,450號美國專利和1990年11月27日授予Jean等的4,973,385號美國專利中都有說明。
在另一種干燥工藝中，通過空氣穿透式干燥法干燥纖維素纖維結(jié)構(gòu)的初期紙幅已經(jīng)取得巨大成功。在典型的空氣穿透式干燥方法中，帶孔的透氣干燥帶支撐著要被干燥的初期紙幅。熱氣流穿過纖維素纖維結(jié)構(gòu)然后通過透氣帶，反之亦然。氣流主要通過蒸發(fā)來干燥初期紙幅。與透氣帶中的孔相重合并被偏轉(zhuǎn)吸入孔中的區(qū)域得以優(yōu)先干燥。與透氣帶中的凸起部分相重合的區(qū)域被氣流干燥的程度要輕些。
對用于空氣穿透式干燥法中的透氣帶所作的幾項改進已經(jīng)在本領(lǐng)域中實現(xiàn)了。例如，透氣帶可被制成為具有高開放區(qū)，例如至少40％?；蛘撸芍瞥赏笟庑越档偷膸ё?。可通過添加樹脂混合物以堵塞帶子上織紗之間縫隙的方式來降低透氣性。可以將干燥帶浸漬上金屬顆粒以增強其導(dǎo)熱性并降低其熱輻射系數(shù)，或者還有一種方法，用包含連續(xù)網(wǎng)格的光敏樹脂制成干燥帶。干燥帶特別應(yīng)適應(yīng)高溫氣流，至少達815攝氏度(1500華氏度)。這類空氣穿透式干燥技術(shù)的實例在下列專利中都可以找到1975年6月1日再頒給Cole等的Re.28,459號美國專利；1979年10月30日授予Rotar的4,172,910號美國專利；1981年2月24日授予Rotar等的4,251,928號美國專利；1985年6月9日授予Torkhan且具有共同受讓人的4,528,239號美國專利，該專利包括在此處的參考文獻中；1990年5月1日授予Todd的4,921,750號美國專利。另外，為了調(diào)整還處于等待干燥的初期紙幅狀態(tài)的纖維素纖維結(jié)構(gòu)，在本領(lǐng)域中已經(jīng)做了幾項嘗試。這些嘗試使用干燥帶或者帶有Yankee罩的紅外干燥器。干燥方法的實例在1986年4月22日授予Smith的4,583,302號美國專利和1990年6月24日授予Sundovist的4,942,675號美國專利中都有說明。
上述技術(shù)甚至特別針對空氣穿透式干燥的技術(shù)都解決不了干燥多區(qū)域纖維素纖維結(jié)構(gòu)時所遇到的問題。例如，纖維素纖維結(jié)構(gòu)的第一區(qū)與第二區(qū)相比具有較小的絕對濕度、密度或定量，但與第二區(qū)相比就具有相對較高的空氣流動能力。這種相對較高的空氣流動能力的產(chǎn)生是因為第一區(qū)的較小絕對濕度、密度或定量為空氣穿過該區(qū)提供了與之相稱的較低流阻。
當(dāng)一種等待干燥的多區(qū)域、多凸起纖維素纖維結(jié)構(gòu)傳送到Y(jié)ankee干燥鼓上時問題變得更為嚴重。在Yankee干燥鼓上，纖維素纖維結(jié)構(gòu)的各自獨立的分離區(qū)域與受熱烘缸的外周緊密接觸，罩板上的熱空氣進入與受熱烘缸相對的纖維素纖維結(jié)構(gòu)的表面。然而，典型情況是與Yankee干燥鼓上接觸最緊密的區(qū)域是高密度或高定量區(qū)。當(dāng)從纖維素纖維結(jié)構(gòu)去除部分水分后，高密度或高定量區(qū)與低密度或低定量區(qū)干燥程度不一樣。低密度區(qū)的優(yōu)選干燥是通過Yankee干燥鼓罩上氣流的對流傳熱實現(xiàn)的。于是，纖維素纖維結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)率必須放慢，以便補償處理高密度或高定量區(qū)的較多水分。要完成纖維素纖維結(jié)構(gòu)高密度和高定量區(qū)的干燥且要防止已干燥低密度或低定量區(qū)被來自罩板的空氣燒焦或燃燒，Yankee罩板的空氣溫度必須降低并且纖維素纖維結(jié)構(gòu)在Yankee罩板上滯留的時間必須延長，即降低生產(chǎn)率。
現(xiàn)有技術(shù)中的各方法(不包括使用機械擠壓方式，例如毛氈帶)還有另一個缺點，各方法都依賴于支撐等待干燥的纖維素纖維結(jié)構(gòu)。氣流被導(dǎo)向纖維素纖維結(jié)構(gòu)并通過支撐帶傳送，或者通過干燥帶流向纖維素纖維結(jié)構(gòu)。干燥帶與通過纖維素纖維結(jié)構(gòu)的流阻的差別放大了纖維素纖維結(jié)構(gòu)內(nèi)部水分分布的差別，以及/或者在先前不存在水分分布差異的區(qū)域產(chǎn)生差異。
針對這個問題作的一項技術(shù)改進在1994年1月4日授予Ensign等且具有共同受讓人的5,274,930號美國專利中有說明，并揭示了與空氣穿透式干燥法共同使用的纖維素纖維結(jié)構(gòu)的限制小孔干燥法，該專利包括在此處的參考文獻中。該專利教導(dǎo)了一種使用微孔干燥介質(zhì)的裝置，該介質(zhì)具有的流阻比纖維素纖維結(jié)構(gòu)的纖維間隙流阻要大。微孔介質(zhì)因此就成為空氣穿透式干燥法中的限制小孔，以致在干燥過程中就可以獲得相同或者至少比較均勻的水分分布。
解決干燥問題的另一項技術(shù)改進在具有共同受讓人的1995年8月1日授予Ensign等的5,543,107號美國專利、1996年12月19日授予Ensign等的5,584,126號美國專利、1996年12月17日授予Ensign等的5,584,128號美國專利中都有說明，這些專利所揭示的內(nèi)容包括在此處的參考文獻中。Ensign等的’126號、’128號專利揭示了多種用于空氣穿透干燥纖維素纖維結(jié)構(gòu)的區(qū)域限制小孔裝置。不過，Ensign等的’126號、’128號和’930號專利并未揭示當(dāng)遇到液體或兩相流時如何使通過微孔干燥介質(zhì)的壓降最小。壓降的量值非常重要。隨著給定流速下穿過介質(zhì)時壓降的減小，驅(qū)動用于吸取氣流穿過裝置的風(fēng)扇的所需馬力也就越小。降低風(fēng)扇馬力是一項重要的節(jié)能措施。反過來說，在相同的馬力和壓降下就可以吸取更多的氣流穿過纖維素纖維結(jié)構(gòu)，從而提高干燥速度。干燥速度提高就提高了造紙機的產(chǎn)量。
Ensign等關(guān)于限制小孔空氣穿透式干燥裝置的’127號專利闡述了使一或多個區(qū)域具有低于大氣壓的壓力或具有正壓力以促使氣流雙向流動的方法。
申請人意想不到地發(fā)現(xiàn)了一種處理現(xiàn)有技術(shù)裝置的微孔干燥介質(zhì)的方法，以便在恒定液體或兩相流流量情況下減少壓降，或者在恒定壓降的情況下增加液體或兩相流流量。而且，還發(fā)現(xiàn)在不作重大改動的前提下本發(fā)明對現(xiàn)有微孔干燥裝置有改進。
本發(fā)明中的裝置可以被用于造紙。紙張可通過常規(guī)方式干燥或空氣穿透方式干燥。如果采用空氣穿透方式干燥紙張，可采用下面專利中所述內(nèi)容實施空氣穿透式干燥具有共同受讓人的1980年3月4日授予Trokhan且具有共同受讓人的4,191,609號美國專利和前述4,528,239號專利，這些專利所揭示的內(nèi)容包括在此處的參考文獻中。如果采用常規(guī)方式干燥紙張，可根據(jù)1997年5月13日授予Trokhan等且具有共同受讓人的5,629,052號美國專利所述內(nèi)容實施常規(guī)干燥，該專利所揭示的內(nèi)容包括在此處的參考文獻中。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有有微孔介質(zhì)且可用于生產(chǎn)纖維素纖維結(jié)構(gòu)的限制小孔空氣穿透式干燥裝置。而且，本發(fā)明的目的還包括提供一種可減少初期紙幅必要滯留時間且/或先前技術(shù)需要更少能量的限制小孔空氣穿透式干燥裝置。最后，本發(fā)明的目的還包括提供一種具有微孔介質(zhì)的限制小孔空氣穿透式干燥裝置，該裝置可與現(xiàn)有的相關(guān)裝置一起使用，該裝置優(yōu)選至少包含一個區(qū)域，該區(qū)域具有大于穿透壓力的差別壓力。
發(fā)明概述本發(fā)明包括用于造紙的微孔介質(zhì)。造紙過程包括空氣穿透式干燥。微孔介質(zhì)在干燥過程中提供氣流穿過初期紙幅的限制小孔。微孔介質(zhì)至少包含一個具備與初期紙幅相接觸表面的片層。片層上有穿透孔。
片層上與初期紙幅接觸的表面和/或微孔介質(zhì)上的孔具有低于46達因/厘米的表面能，優(yōu)選低于36達因/厘米，更優(yōu)選低于26達因/厘米。微孔介質(zhì)的片層可被敷以涂層以便提供上述表面能，或者由本身就具備上述表面能的材料制成。
附圖簡要說明

圖1是根據(jù)配備在可滲透烘缸上的本發(fā)明示意性微孔介質(zhì)側(cè)視圖，為清晰起見介質(zhì)厚度被放大。
圖2是顯示不同片層的本發(fā)明的微孔介質(zhì)俯視圖。
發(fā)明詳述參看圖1，本發(fā)明包括限制小孔空氣穿透式干燥裝置20及微孔介質(zhì)40。裝置20和介質(zhì)40可以根據(jù)前面提到的5,274,930號、5,543,107號、5,584,126號、5,584,128號美國專利以及以Ensign等名義于6月16日提交且具有共同受讓人的序列號為08/878,794的美國專利申請來制備，上述公開的內(nèi)容包括在此處的參考文獻中。裝置20包括可滲透烘缸32。微孔介質(zhì)40包裹著可滲透烘缸32。諸如空氣穿透式干燥帶或壓力帶之類的支撐元件28在導(dǎo)入輥34到導(dǎo)出輥36之間纏繞著可滲透烘缸32，形成界定弧形區(qū)的拱形?；⌒螀^(qū)可分成相對大氣壓具有不同壓差的幾段?；蛘?，裝置20可以包括分段的真空口、平的或弧形真空吸盤或者一條無端點的帶子。裝置20從初期紙幅21上除去水分。
參看圖2，根據(jù)本發(fā)明的微孔干燥介質(zhì)包括多個片層41-46。本發(fā)明的微孔介質(zhì)40具有與初期紙幅21最接近并相接觸的第一片層41。在第一片層41下面的可以是一或多個其他片層42-46。下面的片層42-46對片層41-45提供支撐和疲勞強度。由于下面的片層42-46是接近的，片層41-46上的孔徑為除去水分而逐漸增大。至少第一片層41，更具體地說是與初期紙幅21接觸的表面具有下面將描述的低表面能?；蛘撸鶕?jù)本發(fā)明構(gòu)成介質(zhì)40的其他及所有片層41-46可被處理為具有下面將描述的低表面能。
片層41-46各具有兩個表面，第一表面和與其相對的第二表面。第一和第二表面通過兩者之間的孔液體流通。例如，根據(jù)本發(fā)明，面向氣流或水流高壓端或上游端的第一表面應(yīng)該具有下面描述的低表面能。另外，在第一和第二表面之間的孔，特別是在流動路徑中提供限制小孔的那些孔也應(yīng)該設(shè)置在如下所述的低表面能表面中。
低表面能可以利用表面涂層來形成?？梢栽谄瑢?1-46粘合并燒結(jié)在一起之后施加涂層，以預(yù)防上涂層過程中加工操作所致的不良影響或者加工操作過程中涂層所致的不良影響。
根據(jù)本發(fā)明，介質(zhì)40被敷以涂層是為了降低液體或兩相流體穿過時的壓降。特別是涂層降低了介質(zhì)40的表面能，使其疏水性更強。盡管給微孔干燥介質(zhì)40的第一片層41敷以涂層被證明是降低表面能的一種特別有效的方法，任何降低微孔介質(zhì)40表面能的涂層或其他處理都適用于本發(fā)明。最好將表面能降低到小于46達因/厘米，優(yōu)選為小于36達因/厘米，更優(yōu)選為小于26達因/厘米。
表面能指的是為增大固體表面上液體的表面積所需做的功。通常，對固體表面而言，其上液體接觸角的余弦與液體的表面張力之間為單調(diào)函數(shù)。隨著接觸角接近零，固體表面變得更加潤濕。如果接觸角為零，固體表面變得完全潤濕。隨著接觸角接近180度，表面也逐漸接近不可潤濕狀態(tài)。由于無論水的零度或180度接觸角都觀察不到，因此本發(fā)明中采用液體漿液。在此使用的術(shù)語表面能指的是固體表面的臨界表面張力，可通過液體表面張力與其在所附著特定表面上的接觸角之間的關(guān)系外推而得。因此，固體表面的表面能通過其上液體的表面張力間接測量所得。有關(guān)表面能的進一步討論參見W.A.Zisman所著“現(xiàn)代化學(xué)”，Ser No.43(1964)和Arthur W.Adamson所著的“表面物理化學(xué)”，第十五版(1990)，這兩本書均包括在此處的參考文獻中。
表面能通過低表面張力溶液(例如異丙醇/水或者甲醇/水混合劑)測量。具體而言，將一個已校準的達因筆放置在待研究的介質(zhì)40的表面測量表面能。施用長度至少應(yīng)為一英寸以便確保獲得正確讀數(shù)。測量表面的溫度應(yīng)為70°±5°F?？梢詮囊晾镏Z斯州芝加哥市的Control-Cure公司購得達因筆。
另一種方案是，倘若要針對片層41-46的表面外形修訂結(jié)果則要使用測角儀。通常，隨著表面變得粗糙，顯現(xiàn)出的接觸角將小于實際的接觸角。如果表面多孔，例如本發(fā)明中的41-46片層，由于液體和空氣的接觸面積增大，顯現(xiàn)出的接觸角大于實際接觸角。
有助于降低表面能的適合涂層的非限制和說明性示例包括流體和干膜潤滑劑。適合的干膜潤滑劑包括氟調(diào)聚物，例如特拉華州Wilmington市杜邦公司生產(chǎn)的KRYTOX DF。干膜潤滑劑膜可以分散在氟里昂組的氟化溶劑中，例如1，1-二氯-1-二氟代乙烷或者1，1，2-三氯-1，2，2-三氟代乙烷或者異丙醇等。為熔化KRYTOX DF潤滑劑優(yōu)選對其進行加熱處理。根據(jù)本發(fā)明發(fā)現(xiàn)在600度溫度下加熱處理30分鐘對介質(zhì)40很適合。
另外的方案是，涂層材料可以包含懸浮在液體載體中的其他低表面能顆粒?？梢灶A(yù)言的是，適合的顆粒包括石墨和二硫化鉬。
或者，涂層材料可以包含流體。聚二甲基硅氧烷流體，例如從康涅狄格州Fairfield市的通用電氣公司購得的GE硅酮DF 581，在占重量的1％時是一種適合的流體涂層材料。聚二甲基硅氧烷流體可以被分散在異丙醇或己烷中。2-乙烷基-己醇也被發(fā)現(xiàn)是適合于本發(fā)明使用的載體。在施用于介質(zhì)40之后，為了通過交聯(lián)增大其摩爾質(zhì)量和蒸發(fā)載體，聚二甲基硅氧烷被加熱處理。根據(jù)本發(fā)明發(fā)現(xiàn)在500°F下處理1個小時適合于介質(zhì)40。
涂層材料(干薄膜或流體)均可通過噴、印、刷、滾的方式添加到介質(zhì)40上?；蛘?，介質(zhì)40還可被浸入涂層材料中。相對均勻的涂層是優(yōu)選的。干薄膜涂層材料優(yōu)選以相對較低的濃度施用，例如重量百分比為0.5-2.0％。為防止堵塞微孔介質(zhì)40的片層41-46上的孔，低濃度非常重要。硅酮流體涂層可以濃度大約為0.5-10％(重量百分比)施用，優(yōu)選濃度為1-2％(重量百分比)。
可以預(yù)言的是，被稱為奧莫色(ormocer)的有機改性陶瓷材料可被用于降低介質(zhì)40的表面能。奧莫色可根據(jù)1996年4月16日授予Allum等的5,508,095號美國專利中所教的方法制作，該專利包括在此處的參考文獻中。很顯然，多種干膜潤滑劑、多種流體涂層、多種奧莫色以及上述各類物質(zhì)的混合物都可被用于降低介質(zhì)40的表面能。
如果涂層用于使微孔干燥介質(zhì)40疏水性更強并降低其表面能，則涂層不堵塞片層41-46的孔是非常重要的，尤其是介質(zhì)40的第一片層41的孔。片層41-46，特別是第一片層41的孔在任何方向上的尺寸都小于20微米，甚至小于10微米。從第一片層41到最后一個片層46上孔的尺寸逐漸增大，最后一個片層46的位置距第一片層41最遠。前面提及的干膜和流體涂層都能很好地使用而且也不堵塞片層41-46。嚴重堵塞介質(zhì)40的孔的涂層不適用。例如，如果涂層厚度和/或濃度太大就不適用。
與上面那樣在介質(zhì)40的一或多個片層41-46的表面敷以涂層來降低表面能不同，可以預(yù)言的是可用本身就具有低表面能的材料制造介質(zhì)40。盡管在所包括的專利中說明不銹鋼適合制造片層41-46，不過片層41-46，尤其是第一片層41也可以由低表面能材料制成或浸有這類低表面能材料，諸如四氟乙烯(特拉華州Wilmingtom市的杜邦公司出售這類材料，商品名為TEFLON))，或者低表面能擠壓塑料，例如聚酯或聚丙烯。很顯然，本身具有較低表面能的材料也可以象上面那樣敷以涂層，以提供更低的表面能。
在另一個實施例中，裝置20僅需要具備空氣穿透式干燥區(qū)且可以不要毛細作用干燥區(qū)。這樣的裝置20與本發(fā)明相結(jié)合也認為是很有用的。
在另一個變形實施例中，中間片層42-45中的某一個可以具有最小的孔。在該實施例中確定介質(zhì)40流阻的是具有最小孔的某中間片層42-45而不是第一片層41。在這個實施例中，具有最大流阻的中間片層42-45具有上述低表面能是非常重要的?？梢钥闯觯c上述實施例相類似的是低表面能表面僅需要配置在高壓(即上游)端和片層41-45上各孔的限制小孔內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明，裝置20可以與造紙帶一起使用，造紙帶生產(chǎn)一種具有多種密度和/或多種定量的纖維素纖維結(jié)構(gòu)。造紙帶和纖維素纖維結(jié)構(gòu)可以根據(jù)下列具有共同受讓人的任一美國專利制備1980年3月4日授予Trokhan的4,191,609號專利、1985年4月30日授予Johnson等的4,514,345號專利、1985年7月9日授予Trokhan的4,528,239號專利、1985年7月9日授予Trokhan的4,529,480號專利、1993年9月14日授予Trokhan等的5,245,025號專利、1994年1月4日授予Trokhan的5,275,700號專利、1994年7月12日授予Rasch等的5,328,565號專利、1994年8月2日授予Trokhan等的5,334,289號專利、1995年11月15日授予Smurkoski等的5,364,504號專利、1996年6月18日授予Trokhan等的5,527,428號專利、1996年9月18日授予Trokhan等的5,554,467號專利、1997年5月13日授予Ayers等的5,628,879號專利。
在另一個實施例中，造紙帶可以是毛氈，也被稱作本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知以及下面專利和申請所揭示的壓榨氈具有共同受讓人的1996年9月17日授予Trokhan等的5,556,509號專利和1996年1月11日以Trokhan等的名義公布的PCT申請WO 96/00812，專利和申請所揭示的內(nèi)容包括在此處的參考文獻中。
另外，根據(jù)本發(fā)明在微孔介質(zhì)40上烘干的紙張可以具有多種定量，正如在具有共同受讓的人1996年6月9日授予Trokhan等的5,534,326號專利和1996年4月2日授予Trokhan等的5,503,715號專利所揭示的內(nèi)容一樣，這些內(nèi)容包括在此處的參考文獻中，或者參照1996年11月7日以Kamps等名義公布的WO 96/3508號歐洲專利申請中的內(nèi)容。根據(jù)本發(fā)明，在微孔介質(zhì)40上干燥的紙張也可使用其它造紙帶制備。例如，可以預(yù)言的是，1997年7月10日以Kaufman等名義公布的WO 97/24487號歐洲專利申請和1995年10月8日以Wendt等名義公布的0 677 612 A2號歐洲專利申請中所描述的帶子也可以使用。另外，其他造紙技術(shù)也可以與造紙機械裝置以及根據(jù)本發(fā)明的微孔介質(zhì)40制備的紙張一起應(yīng)用。可以預(yù)言的是，其他適合的造紙技術(shù)包括下列專利和專利申請所揭示的內(nèi)容1995年5月2日授予Hermans等的5,411,636號專利、1997年2月11日授予Krzysik等的5,601,871號專利、1997年3月4日授予Farrington，Jr等的5,607,551號專利和1994年9月28日以Hyland等名義公布的0 617 164號歐洲專利申請。
根據(jù)本發(fā)明的初期紙幅在裝置20上可以被完全烘干?；蛘?，正如本領(lǐng)域中技術(shù)人員所知的那樣初期紙幅最終可以在Yankee干燥鼓上被烘干。另外，纖維素纖維結(jié)構(gòu)可以不使用Yankee干燥鼓箱而最終得以烘干。
正如本領(lǐng)域中技術(shù)人員所知的那樣纖維素纖維結(jié)構(gòu)也可以被收縮。正如本領(lǐng)技術(shù)人員所熟知的那樣，收縮過程可以利用Yankee干燥鼓或者其他烘缸通過以刮片刀起皺的方式完成。起皺過程可以根據(jù)具有共同受讓人的1992年4月24日授予Sawdai的4,919,756號美國專利來完成，該專利公開的內(nèi)容包括在此處的參考文獻中。另一中方案或作為附加的，收縮也可以通過濕微縮方法來完成，方法參見具有共同受讓人的1984年4月3日授予Wells等的4,440,597號美國專利，該專利公開的內(nèi)容包括在此處的參考文獻中。
權(quán)利要求
1.一種用于限制小孔空氣穿透式干燥造紙裝置的微孔介質(zhì)，所述微孔介質(zhì)包括用于氣流穿過初期紙幅的限制小孔，所述微孔介質(zhì)至少具有一個片層，所述片層具有相對的第一表面和第二表面及兩表面間的孔，所述第一表面面向所述初期紙幅而第二表面與其相對，所述片層的所述第一表面和所述孔具有小于46達因/厘米的表面能，所述孔優(yōu)選具有小于36達因/厘米的表面能，所述孔更優(yōu)選具有小于26達因/厘米的表面能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的介質(zhì)，其特征在于，所述片層的所述第一表面包含涂層，所述涂層提供小于46達因/厘米的所述表面能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的介質(zhì)，其特征在于，所述的涂層從由氟調(diào)聚物、聚硅氧烷、奧莫色(ormocer)及上述幾種的組合物組成的物質(zhì)組中選擇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的介質(zhì)，其特征在于，所述第一片層包括本身就具有小于46達因/厘米表面能的材料，且所述孔優(yōu)選具有小于36達因/厘米的表面能，所述孔更優(yōu)選具有小于26達因/厘米的表面能。
5.根據(jù)權(quán)力要1、2、3和4的介質(zhì)，其特征在于，所述裝置包括可滲透的烘缸和與所述初期紙幅相接觸的所述第一片層的第一表面，所述介質(zhì)優(yōu)選包括多個片層，每個所述片層都具有穿透的孔，從具有與所述紙幅相接觸的所述第一表面的所述第一片層到所述最后一個片層上的所述孔徑逐漸增大，所述最后一個片層位置距所述第一片層最遠。
6.一種制造微孔介質(zhì)的方法，所述方法包括下列步驟提供限制小孔空氣穿透式干燥片層，該片層具有兩個表面及穿過其間的孔，第一表面和第二表面方向相對；對所述片層的所述第一表面和所述孔敷以涂層，所述涂層具有小于46達因/厘米的表面能。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，還包括將所述第一片層與至少一個其他片層面對面地結(jié)合到一起的步驟，所述片層結(jié)合的步驟要在向所述第一片層的所述第一表面和所述孔敷以涂層的步驟之前執(zhí)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，所述第二片層具有兩個表面，第一表面面向所述第一片層且第二表面與第一表面相對，該方法還包括向所述第二片層的所述第一表面和所述孔敷以涂層的步驟。
9.一種制造薄紙的方法，所述方法包括下列步驟制備初期紙幅；制備微孔介質(zhì)，所述微孔介質(zhì)具有氣流穿過所述初期紙幅時提供限制小孔的孔徑，所述介質(zhì)具有小于46達因/厘米的表面能；將所述初期紙幅放置在所述微孔介質(zhì)上；使空氣穿過所述初期紙幅和所述微孔介質(zhì)，使所述微孔介質(zhì)成為氣流穿過所述初期紙幅的限制小孔，從而從所述初期紙幅上去除水分；從所述微孔介質(zhì)上移去所述初期紙幅。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，所述初期紙幅在從所述微孔介質(zhì)上移去后基本是干燥的，優(yōu)選還包括下列步驟提供Yankee干燥鼓；在Yankee干燥鼓上干燥所述初期紙幅；在Yankee干燥鼓上使所述初期紙幅起皺。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于干燥初期紙幅的裝置。該裝置包括具有許多穿透孔的微孔介質(zhì)。這些孔是干燥過程中空氣流動時的限制小孔。微孔介質(zhì)具有面向被干燥紙幅并且優(yōu)選與紙幅接觸的表面。該表面具有相對較低的表面能,優(yōu)選表面能為小于46達因/厘米。
文檔編號D21F11/14GK1276842SQ98810281
公開日2000年12月13日 申請日期1998年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月11日
發(fā)明者唐納德·E·恩賽因, 保羅·D·特羅克漢, 小邁克爾·G·斯特爾杰斯 申請人:普羅克特和甘保爾公司