DE69627478T2 - METHOD FOR PRODUCING UNCRIMPED, BLOW-DRIED TISSUE PRODUCTS, AVOIDING AN OPEN TRAIN - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING UNCRIMPED, BLOW-DRIED TISSUE PRODUCTS, AVOIDING AN OPEN TRAINInfo
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Description
Bei der Herstellung von Tissue-Produkten wie etwa Gesichts-Tissues, Bad-Tissues und Papiertüchern werden die Tissue-Rohpapier-Lagen im allgemeinen hergestellt durch Aufbringen einer wäßrigen Suspension von Fasern zur Papierherstellung auf einen formgebenden Stoff, Entwässern der Suspension zum Bilden einer Bahn, Trocknen der Bahn und Aufwickeln der getrockneten Bahn für nachfolgende Überführung in eine bestimmte Produktform. Während der Herstellung werden die meisten Tissue-Lagen an einen dampferhitzten Yankee-Trockner angehaftet und danach dadurch von der Oberfläche des Yankee-Trockner entfernt, daß sie in Berührung mit einem Abstreichmesser kommen (Kreppen), bevor sie zum Verbessern der Weichheit und Dehnbarkeit der Lage weiter bearbeitet werden. In jüngster Zeit sind weiche, ungekreppte, durchluftgetrocknete Tissue-Lagen offenbart worden, in welchen die Weichheit und Dehnbarkeit durch andere Herstellungsmittel in die Lage eingearbeitet wurden.In the manufacture of tissue products such as facial tissue, bathroom tissue and paper towels, the tissue base sheets are generally prepared by applying an aqueous suspension of papermaking fibers to a forming fabric, dewatering the suspension to form a web, drying the web and winding the dried web for subsequent conversion into a specific product shape. During manufacture, most tissue sheets are adhered to a steam-heated Yankee dryer and then removed from the surface of the Yankee dryer by contact with a doctor blade (creping) before being further processed to improve the softness and extensibility of the sheet. Recently, soft, uncreped, through-air dried tissue sheets have been disclosed in which the softness and stretchability have been incorporated into the sheet by other means of manufacture.
In all solchen Prozessen durchläuft jedoch die End-Lage einen "ungestützten Bereich unter Zug" (open draw), bevor sie zu Rollen aufgewickelt wird, was bedeutet, daß die getrocknete Bahn vor dem Aufwickeln vorübergehend ungestützt ist. Im Fall gekreppter Lagen wird die Lage vom Kreppzylinder entfernt und ungestützt vom Kreppzylinder zur Rolle überführt. Bei ungekreppten, durchluftgetrockneten Lagen verläßt die Lage den Durchlufttrocknungsstoff, oder einen nachfolgenden Transferstoff, und wird ebenfalls ungestützt zur Rolle überführt. Wie den im Geschäftsbereich der Tissue- Herstellung Tätigen bekannt, sind diese ungestützten Fertigungsläufe oder ungestützten, unter Zug stehenden Bereiche eine Quelle von Lagenbrüchen und Produktionsverzugszeit. Zum Ausgleich sind die Tissue- Lagen eingerichtet, eine hohe Festigkeit in Maschinenrichtung aufzuweisen, um während der Herstellung intakt zu bleiben. Solch hohe Festigkeiten sind jedoch im Hinblick auf Weichheit - oft kontraproduktiv und sind für den Endverbraucher des Produkts nicht wünschenswert.In all such processes, however, the final ply passes through an "open draw" before being wound into rolls, which means that the dried web is temporarily unsupported before winding. In the case of creped plies, the ply is removed from the creping cylinder and transferred unsupported from the creping cylinder to the roll. In the case of uncreped, through-air dried plies, the ply leaves the through-air drying fabric, or a subsequent transfer fabric, and is also transferred to the roll unsupported. As those in the tissue manufacturing business know, these unsupported production runs or unsupported areas under tension are a source of ply breakage and production delay time. To compensate, the tissue plies are designed to have high strength in the machine direction in order to remain intact during manufacture. However, such high strengths are often counterproductive in terms of softness and are not desirable for the end user of the product.
Wenn daher ein ungestützter, unter Zug stehender Bereich bei der Tissue-Herstellung eliminiert werden könnte, könnten Tissues von einem Abfall-und-Verzugs-Standpunkt her gesehen effizienter hergestellt werden, und die Festigkeit des Endprodukts in Maschinenrichtung könnte auf Werte verringert werden, die allein durch die Produktanforderungen bestimmt sind, anstatt durch Herstellungsanforderungen.Therefore, if an unsupported, tensioned region could be eliminated in tissue manufacturing, tissues could be manufactured more efficiently from a waste and draft standpoint, and the machine direction strength of the final product could be reduced to values determined solely by product requirements rather than manufacturing requirements.
EP-A-0 617 164 betrifft eine ungekreppte, durchluftgetrocknete Zellstoffbahn mit hoher Glätte und Dehnbarkeit, welche hergestellt wird durch Transfer einer neu gebildeten Bahn von dem formgebenden Stoff auf einen sich langsamer bewegenden, hochfaserigen Unterstützungstransportstoff, Transfer der Bahn auf einen Durchlufttrocknungsstoff und Durchlufttrocknen der Bahn bis zu einer Endtrockenheit. Vor Aufwickeln auf die Rolle durchläuft die Bahn einen ungestützten Bereich unter Zug.EP-A-0 617 164 relates to an uncreped, through-air dried pulp web with high smoothness and extensibility, which is produced by transferring a newly formed web from the forming fabric to a slower moving, high fiber support transport fabric, transferring the web to a through-air drying fabric and through-air drying the web to a final dryness. Before being wound onto the roll, the web passes through an unsupported area under tension.
WO-A-81/02704 betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines durchluftgetrockneten, gekreppten Tissues, und eine Papierherstellungsvorrichtung, in welcher die Bahn den ganzen Weg bis zu den Rolleneinrichtungen in einer nicht unter Zug stehenden Führung transferiert werden kann.WO-A-81/02704 relates to a process for producing a through-air dried creped tissue and a papermaking apparatus in which the web can be transferred all the way to the roller means in a non-tensioned guide.
Es wurde nun entdeckt, daß bei der Herstellung von ungekreppten, durchluftgetrockneten Tissue-Lagen der ungestützte, unter Zug stehende Bereich zwischen dem Durchlufttrockner und der Rolle eliminiert werden kann durch Verwendung einer geeigneten Kombination von Trocknungs- und Transferstoffen und/oder anderen Transfervorrichtungen. Wenn das getan wird, können Tissue-Lagen mit viel geringeren Festigkeiten in Maschinenrichtung hergestellt werden, wodurch ein Mittel bereitgestellt wird zum Herstellen von Tissue- Lagen, die viel weicher und "quadratischer" hinsichtlich den Zugfestigkeiten in Maschinenrichtung und der Richtung senkrecht zur Maschinenrichtung sind.It has now been discovered that in the manufacture of uncreped through-air dried tissue sheets, the unsupported, tensioned region between the through-air dryer and the roll can be eliminated by using an appropriate combination of drying and transfer fabrics and/or other transfer devices. When this is done, tissue sheets with much lower machine direction strengths can be made, thereby providing a means of making tissue sheets that are much softer and "squarer" in terms of machine direction and perpendicular to machine direction tensile strengths.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines ungekreppten, durchluftgetrockneten Tissues, wie in Ansprüchen 1 und 4 beansprucht, und eine Papierherstellungsvorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen einer ungekreppten, durchluftgetrockneten Papierbahn, wie in Ansprüchen 9 und 10 beansprucht. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen dieser.The present invention relates to a method for producing an uncreped, through-air-dried tissue as claimed in claims 1 and 4, and a papermaking apparatus for continuously producing an uncreped, through-air-dried paper web as claimed in claims 9 and 10. The dependent claims relate to preferred embodiments thereof.
Daher betrifft die Erfindung unter einem Aspekt ein Verfahren zum Herstellen eines ungekreppten, durchluftgetrockneten Tissues, umfassend Aufbringen einer wäßrigen Suspension von Fasern zur Papierherstellung auf einen formgebenden Stoff zum Bilden einer nassen Bahn, Transferieren der nassen Bahn auf einen Durchlufttrocknungsstoff, Durchlufttrocknen der Bahn zum Bilden einer Tissue-Lage, und Transferieren der Tissue-Lage auf eine Rolle derart, daß die Lage keinen ungestützten Bereich unter Zug durchläuft, während sie in dem zwischen der Rolle und einer Rollentrommel ausgebildeten Aufwickelwalzenspalt auf die Rolle aufgewickelt wird.Therefore, in one aspect, the invention relates to a process for producing an uncreped, through-air dried tissue comprising applying an aqueous suspension of fibers to Making paper onto a forming fabric to form a wet web, transferring the wet web onto a through-air drying fabric, through-air drying the web to form a tissue sheet, and transferring the tissue sheet onto a roll such that the sheet does not pass through an unsupported region under tension while being wound onto the roll in the take-up nip formed between the roll and a roll drum.
Eine Vermeidung eines ungestützten Bereichs unter Zug wird durch einen Zwischentransfer zu Trockenpartie- Transferstoffen erreicht. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft bei hohen Maschinengeschwindigkeiten (etwa 2000 oder etwa 3000 Fuß pro Minute oder mehr), wo eine relativ hohe Festigkeit in Maschinenrichtung andernfalls notwendig ist, damit die Lage zur Rolle überführt wird, ohne in regelmäßigen Abständen zu brechen.Avoidance of an unsupported area under tension is achieved by intermediate transfer to dryer end transfer fabrics. This process is particularly advantageous at high machine speeds (about 2000 or about 3000 feet per minute or more) where relatively high machine direction strength is otherwise necessary to allow the ply to transfer to the roll without breaking at regular intervals.
Daher besteht die Erfindung in einer Ausführungsform im vorangehenden Verfahren, wobei die Tissue-Lage (a) von dem Durchlufttrocknungsstoff unter Verwendung einer Vakuumrolle auf einen ersten Trockenpartie-Transferstoff transferiert wird; (b) zwischen dem ersten Trockenpartie-Transferstoff und der Oberseite eines zweiten Trockenpartie-Transferstoffs mit einem relativ hohen Grad an Luftdurchlässigkeit (etwa 60 m³ pro Minute pro m² (etwa 200 Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß) oder mehr) befördert wird, dessen Unterseite teilweise die Rollentrommel umläuft; (c) auf die Oberseite des zweiten Trockenpartie-Transferstoffs transferiert, wird und dort gehalten wird durch Luftdruck, der durch einen auf der Unterseite des zweiten Trockenpartie- Transferstoffs angeordneten Luftstrom (Luft-Foil) erzeugt wird; und (d) auf die Rolle aufgewickelt wird. Insbesondere kann die Luftdurchlässigkeit des zweiten Trockenpartie-Transferstoffs von etwa 60 bis etwa 150 m³ pro Minute pro m² (etwa 200 bis etwa 500 Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß), noch genauer von etwa 90 bis etwa 120 m³ pro Minute pro m² (etwa 300 bis etwa 400 Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß) sein. Die Luftdurchlässigkeit, die gleich dem Luftfluß durch einen Stoff unter Aufrechterhaltung eines Differentialluftdrucks von 1,27 cm (0,5 Inch) quer zum Stoff ist, ist in ASTM-Testverfahren D737 beschrieben.Therefore, the invention resides in an embodiment of the foregoing process wherein the tissue layer is (a) transferred from the through-air drying fabric to a first dryer end transfer fabric using a vacuum roll; (b) conveyed between the first dryer end transfer fabric and the top surface of a second dryer end transfer fabric having a relatively high degree of air permeability (about 60 m³ per minute per m² (about 200 cubic feet per minute per square foot) or more) the bottom surface of which partially encircles the roll drum; (c) transferred to the top surface of the second dryer end transfer fabric and held there by air pressure provided by an air stream (air foil) disposed on the bottom surface of the second dryer end transfer fabric. is generated; and (d) wound onto the roll. More particularly, the air permeability of the second dry end transfer fabric may be from about 60 to about 150 m³ per minute per m² (about 200 to about 500 cubic feet per minute per square foot), more particularly from about 90 to about 120 m³ per minute per m² (about 300 to about 400 cubic feet per minute per square foot). Air permeability, which is equal to the flow of air through a fabric while maintaining a differential air pressure of 1.27 cm (0.5 inch) across the fabric, is described in ASTM Test Method D737.
In einer weiteren Ausführungsform besteht die Erfindung im vorangehenden Verfahren, wobei die Tissue-Lage: (a) von dem Durchlufttrocknungsstoff unter Verwendung einer Vakuumrolle auf einen ersten Trockenpartie-Transferstoff transferiert wird; (b) zwischen dem ersten Trockenpartie-Transferstoff und der Oberseite eines zweiten Trockenpartie-Transferstoffs mit einer Luftdurchlässigkeit von etwa 30 m³ pro Minute pro m² (etwa 100. Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß) oder weniger, dessen Unterseite teilweise die Rollentrommel umläuft, befördert wird; (c) auf die Oberseite des zweiten Trockenpartie-Transferstoffs transferiert wird und (d) auf die Rolle aufgewickelt wird. Insbesondere kann die Luftdurchlässigkeit des zweiten Trockenpartie- Transferstoffs von 0 bis etwa 30 m³ pro Minute pro m² (0 bis etwa 100 Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß), noch genauer von etwa 7,5 bis etwa 30 m³ pro Minute pro m² (etwa 25 bis etwa 100 Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß), und noch genauer von etwa 15 bis etwa 30 m³ pro Minute pro m² (etwa 50 bis etwa 100 Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß) sein.In another embodiment, the invention consists in the foregoing process, wherein the tissue layer is: (a) transferred from the through-air drying fabric to a first dryer end transfer fabric using a vacuum roll; (b) conveyed between the first dryer end transfer fabric and the top surface of a second dryer end transfer fabric having an air permeability of about 30 m³ per minute per m² (about 100 cubic feet per minute per square foot) or less, the bottom surface of which partially encircles the roll drum; (c) transferred to the top surface of the second dryer end transfer fabric; and (d) wound onto the roll. In particular, the air permeability of the second dryer end transfer fabric can be from 0 to about 30 m³ per minute per m² (0 to about 100 cubic feet per minute per square foot), more specifically from about 7.5 to about 30 m³ per minute per m² (about 25 to about 100 cubic feet per minute per square foot), and even more specifically from about 15 to about 30 m³ per minute per m² (about 50 to about 100 cubic feet per minute per square foot).
Unter einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Papierherstellungsvorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von ungekreppten, durchluftgetrockneten Papierbahnen, umfassend: (a) einen Kopfkasten zum Aufbringen einer wäßrigen Suspension von Fasern zur Papierherstellung auf ein formgebendes Sieb; (b) einen kontinuierlichen formgebenden Stoff zum Aufnehmen der wäßrigen Suspension von Fasern zur Papierherstellung zum Bilden einer nassen Bahn; (c) einen kontinuierlichen Transferstoff, welcher neben dem formgebenden Stoff angeordnet ist, um Transfer der nassen Bahn von dem formgebenden Stoff auf den Transferstoff zu ermöglichen; (d) Mittel zum Bewirken des Transfers der nassen Bahn von dem formgebenden Stoff auf den Transferstoff; (e) einen drehbaren Durchlufttrocknungszylinder zum Trocknen der nassen Bahn; (f) einen kontinuierlichen Durchlufttrocknungsstoff, welcher zumindest teilweise den Durchlufttrockner umläuft und neben dem Transferstoff angeordnet ist, um Transfer der nassen Bahn von dem Transferstoff auf den Durchlufttrocknerstoff zu ermöglichen; (g) Mittel zum Bewirken des 'Transfers der nassen Bahn vom Transferstoff auf den Durchlufttrocknungsstoff; (h) eine drehbare Rolle zum Aufwickeln der getrockneten Bahn; (i) eine Rollentrommel neben der Rolle zum Unterstützen des Aufwickelns der getrockneten Bahn; und (j) Mittel zum Transferieren der Bahn von dem Durchlufttrocknungsstoff zur Rolle, ohne Vorhandensein eines ungestützten, unter Zug stehenden Bereichs.In another aspect, the invention relates to a papermaking apparatus for continuously producing uncreped, through-air dried paper webs comprising: (a) a headbox for applying an aqueous suspension of papermaking fibers to a forming wire; (b) a continuous forming fabric for receiving the aqueous suspension of papermaking fibers to form a wet web; (c) a continuous transfer fabric disposed adjacent to the forming fabric to enable transfer of the wet web from the forming fabric to the transfer fabric; (d) means for effecting transfer of the wet web from the forming fabric to the transfer fabric; (e) a rotatable through-air drying cylinder for drying the wet web; (f) a continuous through-air drying fabric at least partially circulating the through-air dryer and disposed adjacent the transfer fabric to facilitate transfer of the wet web from the transfer fabric to the through-air drying fabric; (g) means for effecting transfer of the wet web from the transfer fabric to the through-air drying fabric; (h) a rotatable roll for winding up the dried web; (i) a roll drum adjacent the roll for assisting in winding up the dried web; and (j) means for transferring the web from the through-air drying fabric to the roll without the presence of an unsupported, tensioned region.
In einer weiteren Ausführungsform besteht die Erfindung in der vorangehenden Papierherstellungsvorrichtung, wobei die Mittel zum Transfer der Bahn vom Durchlufttrocknungsstoff zur Rolle umfassen: (a) einen kontinuierlichen ersten Trockenpartie-Transferstoff, welcher neben dem Durchlufttrocknerstoff angeordnet ist, um einen Transfer der getrockneten Bahn auf den ersten Trockenpartie-Transferstoff zu ermöglichen; (b) eine kontinuierliche Schleife eines zweiten Trockenpartie- Transferstoffs, welcher neben dem ersten Trockenpartie- Transferstoff derart angeordnet ist, daß die getrocknete Bahn zwischen dem ersten und dem zweiten Trockenpartie- Transferstoff zwischengelegt ist, wobei der zweite Trockenpartie-Transferstoff die Rollentrommel umläuft und eine Luftdurchlässigkeit von etwa 60 m³ pro Minute pro m² (etwa 200 Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß) oder mehr aufweist; und (c) einen Luftstrom, welcher innerhalb der Schleife des zweiten Trockenpartie- Transferstoffs und neben dem zweiten Trockenpartie- Transferstoff angeordnet ist und Luftdruck erzeugt, um die getrocknete Bahn in Berührung mit dem zweiten Trockenpartie-Transferstoff zu halten.In a further embodiment, the invention consists in the foregoing papermaking apparatus, wherein the means for transferring the web from the through-air drying fabric to the roll comprises: (a) a continuous first dryer end transfer fabric disposed adjacent to the through-air dryer fabric to facilitate transfer of the dried web to the first dryer end transfer fabric; (b) a continuous loop of second dryer end transfer fabric disposed adjacent to the first dryer end transfer fabric such that the dried web is sandwiched between the first and second dryer end transfer fabrics, the second dryer end transfer fabric orbiting the roller drum and having an air permeability of about 60 m³ per minute per m² (about 200 cubic feet per minute per square foot) or more; and (c) an air stream disposed within the loop of the second dryer end transfer fabric and adjacent to the second dryer end transfer fabric and generating air pressure to maintain the dried web in contact with the second dryer end transfer fabric.
In einer weiteren Ausführungsform besteht die Erfindung in der vorangehenden Papierherstellungsvorrichtung, wobei das Mittel zum Transferieren der Bahn vom dem Durchlufttrocknungsstoff auf die Rolle umfaßt: (a) einen kontinuierlichen ersten Trockenpartie-Transferstoff, welcher neben dem ersten Trockenpartie-Transferstoff angeordnet ist, um Transfer der getrockneten Bahn auf den ersten Trockenpartie-Transferstoff zu ermöglichen; (b) eine kontinuierliche Schleife eines zweiten Trockenpartie-Transferstoffs, welcher neben dem ersten Trockenpartie-Transferstoff derart angeordnet ist, daß die getrocknete Bahn zwischen dem ersten und zweiten Trockenpartie-Transferstoff zwischengelegt ist, wobei der zweite Trockenpartie-Transferstoff die Rollentrommel umläuft und eine Luftdurchlässigkeit von etwa 30 m³ pro Minute pro m² (etwa 100 Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß) oder weniger aufweist.In a further embodiment, the invention consists in the foregoing papermaking apparatus, wherein the means for transferring the web from the through-air drying fabric to the roll comprises: (a) a continuous first drying end transfer fabric disposed adjacent to the first drying end transfer fabric to enable transfer of the dried web to the first drying end transfer fabric; (b) a continuous loop of a second drying end transfer fabric disposed adjacent to the first drying end transfer fabric such that the dried web is sandwiched between the first and second drying end transfer fabrics, the second drying end transfer fabric circulating the roll drum and having an air permeability of about 30 m³ per minute per m² (approximately 100 cubic feet per minute per square foot) or less.
Diese und andere Aspekte der Erfindung werden in größerem Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.These and other aspects of the invention are described in more detail with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 ist ein schematischen Fließdiagramm, welches ein Verfahren zum Herstellen ungekreppter, durchluftgetrockneter Tissue-Lagen in einer für den Stand der Technik repräsentativen Art unter Verwendung eines ungestützten, unter Zug stehenden Bereichs vor der Rolle illustriert.Figure 1 is a schematic flow diagram illustrating a process for producing uncreped, through-air dried tissue sheets in a manner representative of the prior art using an unsupported, tensioned region in front of the roll.
Fig. 2 ist ein schematisches Fließdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer ungekreppten, durchluftgetrockneten Tissue-Lage gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines ausgedehnten Stoffs mit hoher Durchlässigkeit.Figure 2 is a schematic flow diagram of a process for making an uncreped, through-dried tissue sheet according to the present invention using a high permeability expanded fabric.
Fig. 3 ist ein schematisches Fließdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer ungekreppten, durchluftgetrockneten Tissue-Lage gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines ausgedehnten Stoffs mit geringer Durchlässigkeit.Figure 3 is a schematic flow diagram of a process for making an uncreped, through-dried tissue sheet according to the present invention using a low permeability expanded web.
Fig. 4 ist ein Diagramm, welches die geometrischmittlere Zugfestigkeit (GMT) pro Schicht gegen die Zugfestigkeit in Maschinenrichtung pro Schicht für eine Vielfalt kommerzieller Gesichts-Tissues, Bad-Tissues und Handtücher, sowie einiger Beispiele, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, wurden, darstellt.Fig. 4 is a graph showing geometric mean tensile strength (GMT) per layer versus machine direction tensile strength per layer for a variety of commercial facial tissues, bath tissues and towels, as well as some examples produced according to the prepared by the process according to the invention.
Bei der Beschreibung der verschiedenen Figuren hierin werden durchgehend die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleiche Vorrichtung zu beschreiben. Um Redundanz zu vermeiden, werden die detaillierten Beschreibungen von vielem der in Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung bei der Beschreibung nachfolgender Figuren nicht wiederholt, obwohl eine solche Vorrichtung mit den gleichen Bezugszeichen versehen ist.In describing the various figures herein, the same reference numerals are used throughout to describe the same device. To avoid redundancy, the detailed descriptions of much of the device described in Figure 1 are not repeated in the description of subsequent figures, even though such device is provided with the same reference numerals.
Zunächst bezugnehmend auf Fig. 1 ist schematisch ein Fließdiagramm eines typischen Durchlufttrocknungsverfahrens zum Herstellen ungekreppten, durchluftgetrockneten Tissues dargestellt. Gezeigt ist der Kopfkasten 1, welcher eine wäßrige Suspension von Fasern zur Papierherstellung auf den inneren formgebenden Stoff 3 aufbringt, während dieser über die formgebende Rolle 4 läuft. Der äußere formgebende Stoff 5 dient dazu, die Bahn zu halten, während sie über die formgebende Rolle läuft und etwas von dem Wasser abgibt. Die nasse Bahn 6 wird von dem inneren formgebenden Stoff mit Hilfe eines Vakuum- Transferschuhs 9 auf einen Nasspartie-Transferstoff 8 transferiert. Dieser Transfer wird bevorzugt ausgeführt, während der Transferstoff bei geringerer Geschwindigkeit läuft als der formgebende Stoff (Rush Transfer), um der fertigen Tissue-Lage Dehnbarkeit zu verleihen. Die nasse Bahn wird dann mit Hilfe einer Vakuumrolle 12 auf den formgebenden Stoff 11 transferiert. Der Durchlufttrocknungsstoff befördert die Bahn über den Durchlufttrockner 13, bläst heiße Luft durch die Bahn, um sie zu trocknen, während das spezifische Volumen erhalten bleibt. Es kann mehr als ein Durchlufttrockner in Serie angeordnet sein (nicht dargestellt), abhängig von der Geschwindigkeit und der Trocknerkapazität. Die getrocknete Tissue-Lage 15 wird dann mit Hilfe von Vakuumrolle 17 auf einen ersten Trockenpartie- Transferstoff 16 transferiert. Die Tissue-Lage wird kurz nach dem Transfer zwischen dem ersten Trockenpartie- Transferstoff und einem zweiten Trockenpartie- Transferstoff 18 zwischengelegt, um den Weg der Lage positiv zu steuern. Die Tissue-Lage verläßt die Transferstoffe und überläuft einen ungestützten Bereich unter Zug, welcher durch Bezugszeichen 20 gekennzeichnet ist, wobei die Lage ungestützt ist. Die Lage durchläuft dann den zwischen Rollentrommel 23 und Rolle 22 ausgebildeten Aufwickelwalzenspalt und wird in eine Tissue-Rolle 25 für nachfolgende weitere Bearbeitung, wie etwa Längsschneiden, Schneiden, Falten und Verpacken, aufgerollt.Referring first to Fig. 1, there is shown schematically a flow diagram of a typical through-air drying process for making uncreped through-air dried tissue. Shown is the headbox 1 which applies an aqueous suspension of papermaking fibers to the inner forming fabric 3 as it passes over the forming roll 4. The outer forming fabric 5 serves to hold the web as it passes over the forming roll and releases some of the water. The wet web 6 is transferred from the inner forming fabric to a wet end transfer fabric 8 by means of a vacuum transfer shoe 9. This transfer is preferably carried out while the transfer fabric is running at a slower speed than the forming fabric (rush transfer) to impart stretchability to the finished tissue sheet. The wet web is then transferred to the forming fabric 11 by means of a vacuum roll 12. The through-air drying fabric conveys the web over the Through-air dryer 13 blows hot air through the web to dry it while maintaining bulk. More than one through-air dryer may be arranged in series (not shown), depending on speed and dryer capacity. The dried tissue ply 15 is then transferred to a first dryer section transfer fabric 16 by means of vacuum roll 17. The tissue ply is sandwiched between the first dryer section transfer fabric and a second dryer section transfer fabric 18 shortly after transfer to positively control the path of the ply. The tissue ply leaves the transfer fabrics and passes over an unsupported area under tension, designated by reference numeral 20, with the ply unsupported. The ply then passes through the take-up nip formed between roller drum 23 and roll 22 and is wound into a tissue roll 25 for subsequent further processing such as slitting, cutting, folding and wrapping.
Fig. 2 ist ein schematisches Fließdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens, in welchem der ungestützte, unter Zug stehende Bereich, der zur Rolle führt, eliminiert ist. Der Anfangsbereich des Verfahrens ist der gleiche wie der in Fig. 1 dargestellte. Beim Verlassen des Durchlufttrocknungsstoffs wird die Tissue- Lage mit Hilfe von Vakuumrolle 17 auf einen ersten Trockenpartie-Transferstoff 16 transferiert. Geeignete Stoffe zur Verwendung als ersten Trockenpartie- Transferstoff 16 umfassen, ohne Einschränkung, eine große Vielfalt von Stoffen, wie etwa Asten 934, Asten 939, Albany 59M, Albany Duotex DD207, Lindsay 543 und dergleichen. Die Tissue-Lage wird dann zwischen dem ersten Trockenpartie-Transferstoff und einem zweiten Trockenpartie-Transferstoff 18 gepreßt, welcher eine höhere Luftdurchlässigkeit aufweist als der erste Trockenpartie-Transferstoff und welcher die Rollentrommel 22 umläuft. Geeignete zweite Trockenpartie-Transferstoffe umfassen, ohne Einschränkung, Asten 960 (Luftdurchlässigkeit von etwa 90 bis 120 (etwa 300 bis 400)), Appleton Mills Typ Q53F (Luftdurchlässigkeit von etwa 120 (etwa 400)), Appleton Mills Typ Q53KY (Luftdurchlässigkeit von etwa 60 (etwa 200)), Albany Duotex A81 und Appleton Mills Typ HC200 (Luftdurchlässigkeit von etwa 60 (etwa 200)). Aufgrund des Luftflusses durch den unteren Stoff, welcher durch Rolle 31 verursacht wird, wird die Lage auf den zweiten Trockenpartie-Transferstoff 18 transferiert. Sie wird durch Vorhandenseins eines Luftstroms 30 auf der Unterseite des Stoffs auf der obersten Oberfläche des zweiten Trockenpartie-Transferstoff gehalten. Die Tissue-Lage wird dann zu der zwischen Rollentrommel 23 und Rolle 22 ausgebildeten Aufwickelwalzenspalt befördert und in eine Rolle 25 aufgewickelt.Fig. 2 is a schematic flow diagram of a process according to the invention in which the unsupported, tensioned region leading to the roll is eliminated. The initial portion of the process is the same as that shown in Fig. 1. Upon exiting the through-air drying fabric, the tissue sheet is transferred by means of vacuum roll 17 to a first dryer end transfer fabric 16. Suitable fabrics for use as the first dryer end transfer fabric 16 include, without limitation, a wide variety of fabrics such as Asten 934, Asten 939, Albany 59M, Albany Duotex DD207, Lindsay 543 and the like. The tissue sheet is then placed between the first dryer end transfer fabric and a second dryer end transfer fabric 18 which has a higher air permeability than the first dryer end transfer fabric and which orbits the roller drum 22. Suitable second dryer end transfer fabrics include, without limitation, Asten 960 (air permeability of about 90 to 120 (about 300 to 400)), Appleton Mills Type Q53F (air permeability of about 120 (about 400)), Appleton Mills Type Q53KY (air permeability of about 60 (about 200)), Albany Duotex A81 and Appleton Mills Type HC200 (air permeability of about 60 (about 200)). Due to the air flow through the lower fabric caused by roller 31, the ply is transferred to the second dryer end transfer fabric 18. It is held on the uppermost surface of the second dryer section transfer fabric by the presence of an air stream 30 on the underside of the fabric. The tissue layer is then conveyed to the take-up nip formed between the roll drum 23 and roll 22 and wound into a roll 25.
Fig. 3 stellt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, ähnlich der in Fig. 2 dargestellten, aber in welcher die Luftdurchlässigkeit des zweiten Trockenpartie-Transferstoffs wesentlich geringer ist als die des entsprechenden für das Verfahren von Fig. 2 verwendeten Stoffs. Durch Verringerung der Durchlässigkeit des zweiten Trockenpartie-Transferstoffs wird die Notwendigkeit eines Luftstroms eliminiert, da bei der geringeren Durchlässigkeit des zweiten Stoffs die Lage dazu tendiert, von sich aus an dem Stoff zu haften. An dem Punkt der Trennung folgt die Lage dem Stoff mit der geringeren Durchlässigkeit aufgrund der Vakuumwirkung. Es wird durch die verschiedenen Rollen keine Luft durch den Stoff gepumpt und es werden keine (luft-)Ströme benötigt. Geeignete Stoffe mit geringer Durchlässigkeit für die Ausführungsform umfassen, ohne Einschränkung, Asten 960 Trocknerstoff (Luftdurchlässigkeit von etwa 15 bis 30 (etwa 50-100)), COFPA Mononap NP 50 Trocknerfilz (Luftdurchlässigkeit von etwa 15 (etwa 50)) und Appleton Mills Trocknerfilz Typ H53FH (Luftdurchlässigkeit von etwa 22,5 (etwa 75)).Fig. 3 illustrates another embodiment of the process of the invention, similar to that illustrated in Fig. 2, but in which the air permeability of the second dry end transfer fabric is substantially lower than that of the corresponding fabric used for the process of Fig. 2. By reducing the permeability of the second dry end transfer fabric, the need for air flow is eliminated, since with the lower permeability of the second fabric, the ply tends to adhere to the fabric on its own. At the point of separation, the ply follows the fabric with the lower permeability due to the vacuum effect. No air is pumped through the fabric by the various rollers and no (air) currents are required. Suitable low permeability fabrics for the embodiment include, without limitation, Asten 960 dryer fabric (air permeability of about 15 to 30 (about 50-100)), COFPA Mononap NP 50 dryer felt (air permeability of about 15 (about 50)) and Appleton Mills dryer felt type H53FH (air permeability of about 22.5 (about 75)).
Fig. 4 ist ein Diagramm, das die geometrischmittlere Zugfestigkeit pro Schicht gegen die Zugfestigkeit in Maschinenrichtung MD pro Schicht (ausgedrückt als Grams- Force pro 3 Inches Probenbreite) für eine Vielfalt kommerzieller Gesichts-Tissues, Bad-Tissues und Handtücher, sowie einiger erfindungsgemäß hergestellter Beispiele darstellt. Nummern "1", "2" und "3" bezeichnen kommerziell erhältliche, ein-, zwei- und dreischichtige Gesichts-, Bad- und Handtuchprodukte. Buchstaben "A-E" beziehen sich auf die in Beispiel 1 hergestellten Tissue-Produkte. Datenpunkte A und B zeigen insbesondere die Fähigkeit dieser Erfindung auf, konsistent Tissue- Bahnen geringer Festigkeit herzustellen und aufzurollen. Während andere Tissues mit geringer Festigkeit existieren, ist es in der Industrie allgemein bekannt, daß deren Herstellung typischerweise eine verringerte Maschinengeschwindigkeit und Effizienz mit sich bringt. Diese Erfindung ermöglicht die Herstellung solcher Tissues bei hoher Geschwindigkeit (914,4 m pro Minute (3000 Fuß pro Minute) oder mehr) bei geringer, wenn gar, Einbuße an Effizienz aufgrund von Trockenpartie- Lagenbrüchen.Figure 4 is a graph plotting geometric mean tensile strength per layer versus machine direction MD tensile strength per layer (expressed as Grams Force per 3 inches of sample width) for a variety of commercial facial tissues, bath tissues and towels, as well as some examples made according to the invention. Numbers "1", "2" and "3" indicate commercially available single, double and triple layer facial, bath and towel products. Letters "A-E" refer to the tissue products made in Example 1. Data points A and B particularly demonstrate the ability of this invention to consistently make and roll low strength tissue webs. While other low strength tissues exist, it is well known in the industry that their manufacture typically involves reduced machine speed and efficiency. This invention enables such tissues to be produced at high speeds (3000 feet per minute or more) with little, if any, loss of efficiency due to dryer section ply breaks.
Um diese Erfindung weiter zu verdeutlichen, wurden mehrere Rollen von ungekrepptem, durchluftgetrocknetem Tissue geringer Festigkeit auf einer kommerziellen Papierherstellungsvorrichtung unter Verwendung des im Wesentlichen in Fig. 1 dargestellten Verfahrens hergestellt. Insbesondere wurde einschichtiges Bad- Tissüe mit drei Schichtlagen hergestellt, in welchem die äußeren Schichtlagen dispergierte, entbondete Aracruz Eukalyptus-Fasern und die mittlere Schichtlage verfeinerte Kraft-Fasern nördlicher Nadelhölzer, NB-50, umfaßten.To further illustrate this invention, several rolls of uncreped, through-air dried, low strength tissue were made on a commercial papermaking machine using the process substantially shown in Figure 1. Specifically, three ply single layer bath tissue was made in which the outer plies comprised dispersed, debonded Aracruz Eucalyptus fibers and the middle ply comprised refined northern softwood Kraft fibers, NB-50.
Vor der Bildung wurden die Eukalyptus-Fasern 15 Minuten lang bei 10prozentiger Konsistenz aufgeschlossen und bis auf 30 bis 40 Prozent Konsistenz entwässert. Die Papiermasse wurde dann in einen Maule Schachtdispergierer eingespeist, welcher bei 90ºC (194ºF) mit einem Leistungsaufwand von 3,2 Pferdestärken-Tagen pro Tonne (2,6 Kilowatt-Tage pro Tonne) betrieben wurde. Anschließend an die Dispergierung wurde der Papiermasse ein Weichmacher (Berocell 596) in einer Menge von 15 Pfund von Berocell pro Tonne trockener Faser (0,75 Gewichtsprozent) zugesetzt.Prior to formation, the eucalyptus fibers were pulped for 15 minutes at 10 percent consistency and dewatered to 30 to 40 percent consistency. The pulp was then fed into a Maule chute disperser operating at 90ºC (194ºF) at a power input of 3.2 horsepower-days per ton (2.6 kilowatt-days per ton). Following dispersion, a softener (Berocell 596) was added to the pulp at a rate of 15 pounds of Berocell per ton of dry fiber (0.75 percent by weight).
Die Nadelholzfasern wurden 30 Minuten lang bei 7 Prozent Konsistenz aufgeschlossen und nach dem Aufschluß auf 3,5 Prozent Konsistenz verdünnt, während die dispergierten, ungebondeten Eukalyptusfasern auf 3,5 Prozent Konsistenz verdünnt wurden. Das gesamte Gewicht der aus mehreren Schichtlagen bestehenden Lage wurde zu 30%/40%/30% unter den dispergierten Eukalyptus-/verfeinerten Nadelholz- /dispergierten Eukalyptusschichtlagen aufgeteilt. Die mittlere Schichtlage wurde bis zu einem zum Erreichen von Zielfestigkeitswerten notwendigen Ausmaß verfeinert, während die äußeren Schichtlagen Oberflächenweichheit und spezifisches Volumen bereitstellten. Parez 63INC wurde der mittleren Schichtlage in einer Menge von 5,0 Kilogramm (11 Pfund) pro Tonne Papiermasse, basierend auf der mittleren Schichtlage, zugesetzt.The softwood fibers were pulped for 30 minutes at 7 percent consistency and diluted to 3.5 percent consistency after pulping, while the dispersed, unbonded eucalyptus fibers were diluted to 3.5 percent consistency. The total weight of the multi-layer ply was mixed 30%/40%/30% under the dispersed eucalyptus/refined softwood/dispersed eucalyptus plies. The middle ply was refined to the extent necessary to achieve target strength values, while the outer plies provided surface softness and bulk. Parez 63INC was added to the middle ply at a rate of 5.0 kilograms (11 pounds) per ton of pulp based on the middle ply.
Ein 3-schichtiger Kopfkasten wurde zum Bilden der nassen Bahn verwendet, mit der feinen Papierschicht aus nördlichem Nadelholz-Kraft-Stoff in der mittleren Schicht des Kopfkastens zum Herstellen einer einzelnen mittleren Schichtlage für das beschriebene 3-lagige Produkt. Es wurden Turbulenzen erzeugende Einsätze, die etwa 75 Millimeter (3 Inches) von der Stauvorrichtung eingelassen waren, und Schichtenteiler, die etwa 150 Millimeter (6 Inches) über die Stauvorrichtung hinausreichten, verwendet. Die Gesamtstauvorrichtungsöffnung betrug etwa 31 Millimeter (1,22 Inches), wobei der Wasserfluß in der mittleren Schicht ungefähr zweimal so hoch war wie der in jeder der äußeren Schichten. Die Konsistenz des Papierstoffs, der in den Kopfkasten eingespeist wurde, betrug etwa 0,2 Gewichtsprozent.A 3-ply headbox was used to form the wet web, with the fine northern softwood kraft pulp paper ply in the middle layer of the headbox to produce a single middle ply for the described 3-ply product. Turbulence inducing inserts recessed about 75 millimeters (3 inches) from the baffle and ply dividers extending about 150 millimeters (6 inches) beyond the baffle were used. The total baffle opening was about 31 millimeters (1.22 inches), with the water flow in the middle layer being about twice that in each of the outer layers. The consistency of the pulp fed into the headbox was about 0.2 percent by weight.
Die resultierende Lage mit drei Schichtlagen wurde auf einem Zwillingssieb, Saugformrolle, Formgeber mit formgebenden Stoffen (5 und 3 in Fig. 1) gebildet, die Asten 866 beziehungsweise Aspen 856 waren. Die Geschwindigkeit der formgebenden Stoffe betrug 15,2 Meter pro Sekunde. Die neu gebildete Bahn wurde dann unter Verwendung eines Vakuumsogs von unter dem formgebenden Stoff auf eine Konsistenz von etwa 20-27 Prozent entwässert, bevor sie auf den Transferstoff transferiert wurde, welcher eine Strecke von 11,7 Meter pro Sekunde zurücklegte (30% Rush Transfer). Der Transferstoff war ein Albany Duotex R-12. Ein Vakuumschuh, der etwa 150-380 Millimeter (6-15 Inches) Quecksilbervakuum zog, wurde für den Transfer der Bahn auf den Transferstoff verwendet.The resulting three layer sheet was formed on a twin wire, suction forming roll, former with forming fabrics (5 and 3 in Fig. 1) which were Asten 866 and Aspen 856 respectively. The speed of the forming fabrics was 15.2 meters per second. The newly formed web was then drawn down using vacuum suction from under the The web was dewatered from the forming fabric to a consistency of approximately 20-27 percent before being transferred to the transfer fabric, which traveled a distance of 11.7 meters per second (30% rush transfer). The transfer fabric was an Albany Duotex R-12. A vacuum shoe, which pulled approximately 150-380 millimeters (6-15 inches) of mercury vacuum, was used to transfer the web to the transfer fabric.
Die Bahn wurde dann auf einen Durchlufttrocknungsstoff transferiert (Lindsay Wire T-216-3). Der Durchlufttrocknungsstoff hatte eine Geschwindigkeit von etwa 11,7 Meter pro Sekunde (etwa 2200 Fuß pro Minute). Die Bahn wurde über einen Honeycomb Durchlufttrockner mit einer Betriebstemperatur von etwa 175ºC (350ºF) befördert und bis auf eine Endtrockenheit von etwa 98 Prozent Konsistenz getrocknet.The web was then transferred to a through-air drying fabric (Lindsay Wire T-216-3). The through-air drying fabric had a speed of about 11.7 meters per second (about 2200 feet per minute). The web was passed over a Honeycomb through-air dryer with an operating temperature of about 175ºC (350ºF) and dried to a final dryness of about 98 percent consistency.
Die Bahn wurde dann auf die Rolle aufgenommen, ohne Gelegenheit für ungestützte, unter Zug stehende Bereiche gemäß der in Fig. 2 dargestellten Hochdurchlässigkeits-Methode. Der erste Trockenpartie- Transferstoff war ein Asten 960, während der zweite Trockenpartie-Transferstoff ein Albany Duotex A81 war. Der zweite Trockenpartie-Transferstoff hatte eine Luftdurchlässigkeit von 125 m³ pro Minute pro m² (410 Kubikfuß pro Minute pro Quadratfuß) bei 1,27 cm (0,5 Inches) Wasserdruckdifferenz. Ein (Luft-)Strom unter dem zweiten Trockenpartie-Transferstoff am Punkt der Trennung von erstem und zweitem Trockenpartie- Transferstoff war erforderlich. Dieser (Luft-)Strom erzeugte einen Bereich niedrigen Drucks unter dem zweiten Trockenpartie-Transferstoff und verursachte, daß die Lage diesem Stoff folgte.The web was then taken up onto the roll without opportunity for unsupported, tensioned areas according to the high permeability method shown in Fig. 2. The first dryer end transfer fabric was an Asten 960, while the second dryer end transfer fabric was an Albany Duotex A81. The second dryer end transfer fabric had an air permeability of 125 m³ per minute per m² (410 cubic feet per minute per square foot) at 1.27 cm (0.5 inches) water pressure differential. A (air) stream under the second dryer end transfer fabric at the point of separation of the first and second dryer end transfer fabrics was required. This (air) stream created a low pressure region under the second dryer end transfer fabric and caused the ply to follow this fabric.
Mehrere ungekreppte, durchluftgetrocknete Bahnen geringer Festigkeit wurden unter diesen Bedingungen hergestellt. Alle hatten eine Flächenmasse von ungefähr 30 Gramm pro Quadratmeter. Die Festigkeitsparameter sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Several uncreped, through-air dried, low strength webs were produced under these conditions. All had a basis weight of approximately 30 grams per square meter. The strength parameters are shown in Table 1. Table 1
Diese Daten sind als Punkte A-E in Fig. 4 dargestellt. Es wird die Fähigkeit dieser Erfindung verdeutlicht, Tissue-Bahnen geringer Festigkeit kommerziell herzustellen und aufzuwickeln.This data is presented as points A-E in Figure 4. It illustrates the ability of this invention to commercially manufacture and wind low strength tissue webs.
Es wird verständlich sein, daß die vorangegangenen Beispiele, die zur Verdeutlichung gegeben wurden, nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend zu verstehen sind, welcher durch die folgenden Ansprüche definiert, ist.It will be understood that the foregoing examples, given for purposes of illustration, are not to be construed as limiting the scope of the invention, which is defined by the following claims.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Representative=s name: ZIMMERMANN & PARTNER, 80331 MUENCHEN |