DE69720239T2

DE69720239T2 - Papier mit einem verhältnismässig dünneren durchgehenden netzwerkbereich und diskreten verhältnismässig dickeren bereichen in der fläche des durchgehenden netzwerkbereiches

Info

Publication number: DE69720239T2
Application number: DE69720239T
Authority: DE
Inventors: Van Phan
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2017-11-15
Also published as: JP2001504171A; HK1023160A1; NO992325D0; KR20000053232A; DK0938609T3; TR199901060T2; EP0938609A1; PT938609E; TW364028B; ATE235601T1; AR018245A1; ID27944A; WO1998021406A1; EG21070A; ZA9710010B; CZ164499A3; BR9714832A; NO992325L; AU5257698A; IL129795A0

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Papierstruktur und insbesondere eine Tissuepapierbahn, die sowohl Fülle als auch Glätte hat, und auf eine Verfahren zum Herstellen einer solchen Tissuepapierbahn.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Papierstrukturen, wie Toilettentissue, Papierhandtücher und Gesichtstissue, sind im Haushalt und in der Industrie weit verbreitet. Viele Versuche wurden unternommen, um solche Tissueprodukte verbraucherfreundlicher zu machen.
Ein Ansatz, Verbrauchern bevorzugte Tissueprodukte bereit zu stellen, die Fülle und Flexibilität haben, ist dargestellt in US Patent 3,994,771, veröffentlicht am 30. November 1976 für Morgan et al.. Eine verbesserte Fülle und Flexibilität kann auch durch bilateral versetzt komprimierte und nicht komprimierte Zonen bereit gestellt werden, wie dies gezeigt ist in US Patent 4,191,609, veröffentlicht am 04. März 1980 für Trokhan.
Ein weiterer Ansatz, Tissueprodukte verbraucherfreundlicher zu machen, ist, die Papierstruktur zu trocknen, um den Tissueprodukten eine größere Fülle, Zugfestigkeit und Reißfestigkeit zu verleihen. Beispiele von Papierstrukturen, die in dieser Weise hergestellt in dem US Patent 4,637,859, veröffentlicht am 20. Januar 1987 für Trokhan. Das US Patent 4,637,859 zeigt diskrete, domförmige Protuberanzen, die über ein kontinuierliches Netzwerk verteilt sind, und dieses ist hier durch Bezugnahme mit aufgenommen. Das kontinuierliche Netzwerk kann Festigkeit verleihen, während die relativ dickeren Wölbungen Weichheit und Absorptionsfähigkeit verleihen können.
Ein Nachteil des Papier machenden Verfahrens, das in US Patent 4,637,859 beschrieben ist, liegt darin, daß ein Trocknen einer solchen Bahn relativ energieintensiv und teuer sein und typischerweise die Verwendung einer Durchluft- Trocknungsanlage umfaßt. Zudem kann das Papier machende Verfahren, das in US 4,637,859 offenbart ist, im Hinblick auf die Geschwindigkeit, mit welcher die Bahn am Ende auf der Yankee-Trocknertrommel getrocknet werden kann, begrenzt sein kann. Diese Begrenzung ergibt sich wenigstens teilweise aufgrund des der Bahn vor der Überführung Bahn zu der Yankee-Trommel verliehene Muster. Insbesondere können die im US 4,637,859 beschriebenen diskreten Wölbungen auf der Yankee- Oberfläche nicht so effizient getrocknet werden, wie das in US 4,637,859 beschriebene kontinuierliche Netzwerk. Demgemäß ist, für einen gegebenen Konsistenzgrad und ein gegebenes Basisgewicht, die Geschwindigkeit, in welcher die Yankee- Trommel betrieben werden kann, begrenzt.
Die folgenden Veröffentlichungen zeigen zusätzliche Verfahren zum Herstellen einer Papierbahn: WO 95/17548, veröffentlicht am 29. Juni 1995 im Namen von Ampulski et al. und mit einem Prioritätstag in den USA vom 20. Dezember 1993; WO 96/00812, veröffentlicht am 11. Januar 1996 im Namen von Trokhan et al. und mit einem US-Prioritätstag vom 29. Juni 1994; WO 96/00814, veröffentlicht am 11. Januar 1996 im Namen von Phan und mit einem Prioritätstag vom 29. Juni 1994; US Patent 5,556,509, veröffentlicht am 17. September 1996 für Trokhan et al. und US Patent 5,549,790, veröffentlicht am 27. August 1996 für Phan. Die FR 2 388 076, veröffentlicht am 17. November 1978 bezieht sich auf eine Papiermaschine und offenbart Papier-Flächengebilde mit unterschiedlichen Dicken und Dichten in dem Flächengebilde.
Die US Patente 4,326,000; 4,000,237 und 3,903,342 beschreiben Flächenmaterialien mit elastomeren Bindematerialien, welche Oberflächen des Flächengebildes in einem Muster miteinander verbinden. Ein solches Verfahren hat den Nachteil, daß die Aufbringung der Bindematerialien relativ teuer und bei Produktionsgeschwindigkeiten schwierig zu steuern sein kann. Zudem kann das elastomere Bindematerial die Absorptionsfähigkeit der Bahn reduzieren.
Ein herkömmliches Tissuepapier, das durch Pressen einer Bahn mit einer oder mehreren Preßfilzen in einem Preßspalt hergestellt wird, kann bei relativ hohen Geschwindigkeiten hergestellt werden. Das herkömmlich gepreßte Papier kann, sobald es getrocknet ist, dann geprägt werden, um die Bahn zu mustern und um die Makrodicke der Bahn zu steigern. Zum Beispiel sind geprägte Muster, die in Tissuepapierprodukten geformt werden, nachdem die Tissuepapierprodukte getrocknet wurden, üblich.
Die Prägeprozesse verleihen jedoch typischerweise der Papierstruktur auf Kosten anderer Eigenschaften der Struktur ein besonders ästhetisches Erscheinungsbild. Insbesondere zerstört das Prägen einer getrockneten Papierbahn Bindungen zwischen Fasern in der Zellulosestruktur. Diese Zerstörung tritt auf, weil die Bindungen beim Trocknen des embryonischen Faserbreies geformt und fixiert wurden. Nach dem Trocknen der Papierstruktur führt das Bewegen der Fasern rechtwinklig zu der Ebene der Papierstruktur beim Prägen zu einem Brechen der Faser-zu-Faser Bindungen. Ein Brechen der Bindungen führt zu einer verringerten Zugfestigkeit der getrockneten Papierbahn. Zudem wird das Prägen typischerweise nach dem Kreppen der trocknen Papierbahn von der Trocknungstrommel durchgeführt. Ein Prägen nach dem Kreppen kann das der Bahn verliehene Kreppmuster zerstören. Zum Beispiel kann ein Prägen das Kreppmuster in einigen Bereichen der Bahn durch Kompaktieren oder Strecken des Kreppmusters beseitigen. Ein solches Ergebnis ist unerwünscht, weil das Kreppmuster die Weichheit und Flexibilität der getrockneten Bahn verbessert.
Wissenschaftler und Ingenieure in der Papierherstellungstechnik setzen die Suche nach verbesserten Verfahren zum Herstellen eines weichen, festen und absorbierenden Tissuepapiers fort, welches bei verringerten Kosten wirksam getrocknet werden kann.
Demgemäß ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Papierbahn und ein Verfahren zum Herstellen einer Multiregion-Papierbahn zu schaffen, welche/welches ein relativ schnelleres Trocknen mit relativ geringerer Energie und geringeren Kosten erlaubt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Herstellen eines Multiregionpapiers zu schaffen, welches auf einer bestehenden Papiermaschine geformt werden kann (konventionelle oder unter Durchluft Trocknungsfähigkeit), ohne dem Erfordernis nach einer substantiellen Modifikation der Papier machenden Maschine.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Papierbahn und ein Verfahren zum Herstellen einer Papierbahn zu schaffen, wobei die Bahn wenigstens zwei unterschiedliche nicht geprägte Regionen hat, die durch ein oder mehrere der folgenden Eigenschaften unterscheidbar sind: Dicke, Erhebung, Dichte und Basisgewicht.
Eine weitere Aufgabe ist, eine Papierbahn und ein Verfahren zum Herstellen der Papierbahn zu schaffen, wobei die Bahn eine verbesserte Fülldicke, Fülldichte und Absorptionskapazität bei relativ gemusterter Oberfläche und relativ glatter entgegen gesetzter Oberfläche, wodurch die beiden Eigenschaften Fülle und Weichheit bereit gestellt werden, die von Verbrauchern von Papierprodukten gewünscht werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Papierbahn und ein Verfahren zum Herstellen der Papierbahn zu schaffen, wobei die Bahn im wesentlichen frei von Bindematerialien, wie elastomeren Bindematerialien, ist, welche die Absorptionsfähigkeit ungünstig beeinflussen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung umfaßt eine naß gelegte Papierbahn mit einer ersten und einer zweiten einander entgegen gesetzten Oberflächen. Das Papier umfaßt eine relativ dünnere Region und eine relativ dickere Region, wobei die relativ dickere Region in der Ebene der relativ dünneren Region angeordnet ist. Der Verhältnis der Dicke P der relativ dickeren Region zu der Dicke K der relativ dünneren Region kann wenigstens etwa 1,5 betragen.
In einer Ausführungsform umfaßt die Papierbahn eine relativ dünnere, kontinuierliche Netzwerkregion, welche eine relativ hohe Dichte und eine Mehrzahl von relativ dickeren diskreten Regionen, die über die kontinuierliche Netzwerkregion verteilt sind, haben kann. Die diskreten Regionen sind in der Ebene der kontinuierlichen Netzwerkregion angeordnet und können eine Dichte haben, welche geringer ist, als diejenige der kontinuierlichen Netzwerkregion. In einer Ausführungsform kann jede relativdickere diskrete Region wenigstens eine diskrete verdichtete Region umgeben.
Die Papierbahn kann ein Basisgewicht von zwischen etwa 7 und etwa 70 Gramm pro Quadratmeter, eine Makrodicke von wenigstens etwa 0,1 mm und insbesondere von wenigstens etwa 0,2 mm und eine Fülldichte von weniger als oder gleich etwa 0,12 Gramm pro Kubikzentimeter haben. Die Papierbahn kann auch eine Absorptionskapazität von wenigstens etwa 20 Gramm/Gramm haben.
Die Papierbahn kann ein Oberflächen-Glätteverhältnis haben von größer als etwa 1,15, noch bevorzugter von größer als etwa 1,20, sogar noch bevorzugter von größer als etwa 1,25, ganz bevorzugt von größer als etwa 1,30 und äußerst bevorzugt von größer als etwa 1,40. Eine Oberfläche der Bahn kann einen Oberflächen- Glättewert von weniger als etwa 900 und ganz bevorzugt von weniger als etwa 850 haben. Die entgegen gesetzte Oberfläche der Bahn kann einen Oberflächen- Glättewert von wenigstens etwa 900 und ganz bevorzugt von wenigstens etwa 1000 haben. Die Verfahren zum Messen der Dicke einer Region, der Makrodicke einer Bahn, des Basisgewichts einer Bahn, der Fülldichte einer Bahn und des Oberflächen-Glätteverhältnisses sind unten beschrieben.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Obwohl die Beschreibung mit Ansprüchen konkludiert, welche die vorliegende Erfindung besonders herausstellen und deutlich beanspruchen, wird die Erfindung aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden, in welchen gleiche Elemente durch das gleiche Bezugszeichen bezeichnet werden, und:
Fig. 1 eine Darstellung in Draufsicht auf die erste Oberfläche einer Papierstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei die Papierstruktur eine erste, relativ dünnere kontinuierliche Netzwerkregion und eine Mehrzahl von relativ dickeren, diskreten Regionen aufweist, die über die kontinuierliche Netzwerkregion verteilt sind.
Fig. 2 eine Darstellung im Querschnitt der Papierstruktur aus Fig. 1 entlang der Linien 2-2 in Fig. 1 ist und die relativ dickeren, diskreten Regionen in der Ebene der kontinuierlichen Netzwerkregion angeordnet zeigt.
Fig. 3 eine Mikrophotographie eines Querschnitts einer Papierstruktur des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Typs ist.
Fig. 4 eine Photographie der ersten Oberfläche einer Papierstruktur des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Typs ist.
Fig. 5 eine Photographie der zweiten Oberfläche einer Papierstruktur des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Typs ist.
Fig. 6 eine Darstellung im Querschnitt eines Papiers des Standes der Technik des im US Patent 4,637,859 gezeigten Typs ist.
Fig. 7A eine Mikrophotographie eines Querschnitts einer Papierbahn des in US Patent 4,637,859 gezeigten Typs ist.
Fig. 7B eine Draufsicht von einer Seite einer Papierbahn des in US Patent 4,637,859 gezeigten Typs ist.
Fig. 7C eine Draufsicht auf die andere Seite der Papierbahn aus Fig. 7B ist.
Fig. 8A eine Darstellung einer Draufsicht einer Vorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung einer Papierbahn des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Typs ist, wobei die Vorrichtung eine entwässernde Filzschicht und eine bahnmusternde Schicht, die mit der entwässernden Filzschicht verbunden ist, aufweist und eine kontinuierliche Netzwerkbahn hat, welche die obere Oberfläche berührt.
Fig. 8B eine Darstellung im Querschnitt der Vorrichtung aus Fig. 8A entlang der Linien 8B in Fig. 8A ist.
Fig. 8C eine Darstellung in Draufsicht einer Vorrichtung mit einer entwässernden Filzschicht und einer bahnmusternden Schicht ist, wobei die bahnmusternde Schicht diskrete, bahnberührende Oberflächen umfaßt.
Fig. 9A eine Darstellung einer Papiermaschine zum Herstellen einer Papierbahn mit der Vorrichtung der Fig. 8A und 8B ist.
Fig. 9B eine Darstellung ist, welche eine Papierbahn zeigt, die zu der in Fig. 8B gezeigten Vorrichtung überführt ist, um eine Papierbahn mit einer ersten Oberfläche zu bilden, die an die Vorrichtung angepaßt ist, und eine zweite im wesentlichen glatte Oberfläche.
Fig. 9C eine Darstellung einer Papierbahn aus der in Fig. 8B gezeigten Vorrichtung ist, die zwischen einer Unterdruck-Druckwalze und einer Yankee- Trocknungstrommel hindurch befördert wird, um der ersten Oberfläche der Papierbahn ein Muster zu verleihen und die zweite Oberfläche der Papierbahn an der Yankee-Trommel anzuhaften.
Fig. 9D eine Darstellung eines Querschnitts eines zweilagigen Tissues ist, das zwei Bahnen des in Fig. 2 gezeigten Typs aufweist, wobei die relativ glatteren zweiten Oberflächen der Bahnen nach außen gerichtet sind.
Fig. 10 eine Darstellung im Querschnitt einer Papierbahn ist, die gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, und relativ dickere, diskrete Regionen zeigt, die in der Ebene der kontinuierlichen Netzwerkregion angeordnet sind, und wobei jede diskrete Region eine oder mehrere diskrete verdichtete Regionen umgibt.
Fig. 11 eine Mikrophotographie eines Querschnitts einer Papierstruktur des in Fig. 10 dargestellten Typs ist.
Fig. 12 eine Photographie der ersten Oberfläche einer Papierstruktur des in Fig. 10 dargestellten Typs ist.
Fig. 13 eine Photographie der zweiten Oberfläche einer Papierstruktur des in Fig. 10 dargestellten Typs ist.
Fig. 14A eine Darstellung in Draufsicht einer Vorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung einer Papierbahn des in Fig. 10 dargestellten Typs ist, wobei die Vorrichtung eine bahnmusternde Schicht aufweist, die mit einem foraminösen Element verbunden ist, das aus Gewebefilamenten geformt ist.
Fig. 14B eine Darstellung im Querschnitt der Vorrichtung aus Fig. 14 ist.
Fig. 15A eine Darstellung einer Papiermaschine zum Herstellen einer Papierbahn mit der Vorrichtung der Fig. 14A und 14B ist.
Fig. 15B eine Darstellung ist, welche eine Papierbahn zeigt, die auf die in Fig. 14B gezeigte Vorrichtung überführt ist, um eine Papierbahn zu formen, die eine erste Oberfläche hat, welche der Vorrichtung entspricht, und eine zweite im wesentlichen glatte Oberfläche hat.
Fig. 15C eine Darstellung einer Papierbahn auf der in Fig. 14B gezeigten Vorrichtung ist, die zwischen einer Druckwalze und einer Yankee-Trocknungstrommel befördert wird, um der ersten Oberfläche der Papierbahn ein Muster zu verleihen, und um die zweite Oberfläche der Papierbahn an der Yankee-Trommel anzuhaften.
Fig. 16 eine Darstellung im Querschnitt einer Papierbahn ist, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wobei die Bahn mehrere Faserschichten umfaßt, einschließlich eine Entbindungsschicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Fig. 1-2 zeigen eine Papierbahn 20, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, und die Fig. 3-5 sind Photographien einer Papierstruktur des Typs, der in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Zu Vergleichszwecken zeigen die Fig. 6 und 7A-C eine Papierbahn des Typs, der in US Patent 4,637,859 beschrieben ist.
Die Papierbahn, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, umfaßt eine relativ dünnere Region und eine relativ dickere Region, wobei die relativ dickere Region in der Ebene der relativ dünneren Region angeordnet ist. Die Papierbahn ist naß gelegt und kann im wesentlichen frei von trockenen Prägungen sein. Bezug nehmend auf die Fig. 1-5 hat die Papierbahn 20 eine erste und eine zweite einander entgegen gesetzte Oberfläche 22 bzw. 24. Die Papierbahn 20 umfaßt eine relativ dünnere, kontinuierliche Netzwerkregion 30 mit einer Dicke, die mit K bezeichnet ist. Der Bereich der Oberfläche 22, der an die Region 30 angrenzt, ist mit 32 bezeichnet, und der Bereich der Oberfläche 24, der an die Region 30 angrenzt, ist mit 34 bezeichnet.
Die Bahn 20 umfaßt auch eine Mehrzahl von relativ dickeren Regionen 50, die über die kontinuierliche Netzwerkregion 30 verteilt sind. Die relativ dickeren Regionen 50 haben eine Dicke, die mit P bezeichnet ist und erstrecken sich von der Oberfläche 32 der kontinuierlichen Netzwerkregion 30 aus. Der Bereich der Oberfläche 22, der an die Regionen 50 angrenzt, ist mit 52 bezeichnet, und der Bereich der Oberfläche 24, der an die Regionen 50 angrenzt, ist mit 54 bezeichnet. Die Dicke P ist größer als die Dicke K. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis von P/K wenigstens etwa 1,5. Mit Bezug auf Fig. 3 kann P wenigstens etwa 0,3 mm betragen und vorzugsweise wenigstens etwa 0,40 mm. K kann weniger als etwa 0,25 mm betragen und ganz bevorzugt weniger als etwa 0,20 mm.
Die kontinuierliche Netzwerkregion 30 und die diskreten, relativ dickeren Regionen 50 können beide vorgekürzt sein, wie beispielsweise durch Kreppen. In den Fig. 1-2 sind die Krepprücken der kontinuierlichen Netzwerkregionen mit Nr. 35 bezeichnet und erstrecken sich im wesentlichen in Quermaschinenrichtung. Ebenso können die diskreten, relativ dickeren Regionen 50 auch vorgekürzt sein, und Krepprücken 55 haben.
Die kontinuierliche Netzwerkregion 30 kann eine makroskopische monoplanare kontinuierliche Netzwerkregion mit relativ hoher Dichte sein, des Typs, der in US Patent 4,637,859 offenbart ist. Die relativ dickeren Regionen 50 können eine relativ geringe Dichte haben und können bilateral versetzt sein, wie dies offenbart ist in US Patent 4,637,859. Die relativ dickeren Regionen 50 sind jedoch keine Wölbungen des Typs, der in US Patent 4,637,859 gezeigt ist.
Die relativ dickeren Regionen 50 sind in der Ebene der kontinuierlichen Netzwerkregion 30 angeordnet. Die Erhöhung der Ebene der Netzwerkregion 30 ist schematisch durch die Oberfläche 23 dargestellt (erscheint als eine Linie in Fig. 2). Die Oberfläche 23 ist mittig zwischen den Oberflächen 32 und 34 positioniert. Obwohl die Ebene des Netzwerks 30 in Fig. 2 so dargestellt ist, daß sie flach ist, soll so verstanden werden, daß die "Ebene des Netzwerks 30" eine Oberfläche 23 mit einer Krümmung haben kann.
Durch den Ausdruck "angeordnet in der Ebene der kontinuierlichen Netzwerkregion 30" ist gemeint, daß eine relativ dickere Region 50 einen Bereich umfaßt, der sich sowohl über als auch unter die Oberfläche 23 erstreckt. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, erstreckt sich ein Bereich einer dickeren Region 50 entlang einer imaginären Linie 25. Der Bereich der Region 50, der sich entlang der imaginären Linie 25 erstreckt, ist sowohl oberhalb als auch unterhalb der Oberfläche 23 angeordnet, derart, daß die Schnittstelle der Linie 25 mit der Oberfläche 52 oberhalb der Oberfläche 23 liegt und die Schnittstelle der Linie 25 mit der Oberfläche 54 unterhalb der Oberfläche 23 liegt.
Das Verfahren zum Messen der Dicken P und K, um das Verfahren zum Bestimmen der Lage der Oberfläche 23, um zu bestimmen, ob die Region 50 in der Ebene der Region 30 angeordnet ist, sind unten unter "Messung der Dicke und der Erhöhung" beschrieben.
Im Gegensatz zu der in den Fig. 1-2 dargestellten Papierbahn hat die Papierbahn, die in Fig. 6 dargestellt ist, welche in US Patent 4,637,859 offenbart ist, keine relativ dickeren Regionen in der Ebene eines kontinuierlichen Netzwerks angeordnet. Das US Patent 4,637,859 offenbart Wölbungen 84, die in einem kontinuierlichen Netzwerk 83 verteilt sind. In Fig. 6 sind die Wölbungen 84 nicht in der Ebene des Netzwerks 83 angeordnet. Statt dessen ist, wie in Fig. 6 gezeigt, die untere Oberfläche der Wölbungen 84 oberhalb der Oberfläche 23 angeordnet, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Eine Mikrophotographie einer Papierbahn des in US 4,637,859 offenbarten Typs ist in Fig. 7A gezeigt, und die entgegen gesetzten Oberflächen einer solchen Papierbahn sind in den Fig. 7B und 7C gezeigt.
Demgemäß kann die Papierbahn, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, die Festigkeitsvorteile der kontinuierlichen Netzwerkregion 30, die Vorteile der Fülldichte, der Makrostärke, der Absorptionsfähigkeit und der Weichheit von den relativ dickeren Regionen 50 abgeleitet haben und noch eine relativ glatte Oberfläche 54 haben im Vergleich zu einem Papier des in US 4,637,859 dargestellten Typs.
Insbesondere kann die Papierbahn 20 ein Oberflächen-Glätteverhältnis haben, das größer ist als etwa 1,15, noch bevorzugter größer als etwa 1,20, sogar noch bevorzugter größer als etwa 1,25, noch etwas mehr bevorzugt größer als etwa 1,30 und äußerst bevorzugt größer als etwa 1,40, wobei das Oberflächen-Glätteverhältnis der Wert der Oberflächenglätte der Oberfläche 22 geteilt durch den Wert des Glättewerts der Oberfläche 24 ist.
In einer Ausführungsform kann die Oberfläche 24 der Bahn 20 einen Oberflächen- Glättewert von weniger als etwa 900 haben und ganz bevorzugt weniger als etwa 850. Die entgegen gesetzte Oberfläche 22 kann einen Oberflächen-Glättewert von wenigstens etwa 900 und ganz bevorzugt von wenigstens etwa 1000 haben.
Das Verfahren zum Messen des Wertes der Oberflächenglätte einer Oberfläche ist unten unter "Oberflächenglätte" beschrieben. Der Wert der Oberflächenglätte für eine Oberfläche steigert sich, wenn die Oberfläche texturierter und weniger glatt wird. Demgemäß zeigt ein relativ niedriger Wert einer Oberflächenglätte eine relativ glatte Oberfläche an.
Im Gegensatz zu Papierbahnen 20 der vorliegenden Erfindung kann eine Probe eines Papiers des in US Patent 4,637,859 offenbarten Typs ein Oberflächen- Glätteverhältnis von etwa 1,07 und Oberflächen-Glättewerte von etwa 993 und 1065 auf entgegen gesetzten Oberflächen zeigen.
Ein Vorteil einer Papierbahn 20 ist die Kombination der relativ glatten Oberfläche 24 zum Bereitstellen von Weichheit, der relativ dickeren Regionen 50 zum Bereitstellen einer relativ hohen Fülle und Absorptionsfähigkeit und der kompaktierten relativ dünneren Netzwerkregion 30 mit relativ hoher Dichte für die Festigkeit. Zudem kann die Papierbahn 20 relativ schnell und effizient geformt und getrocknet werden, wie dies unten beschrieben wird.
Die Papierbahn 20 mit der relativ glatten Oberfläche 24 kann nützlich sein beim Herstellen eines mehrlagigen Tissues mit glatten nach außen gerichteten Oberflächen. Zum Beispiel können zwei oder mehr Bahnen 20 kombiniert werden, um ein mehrlagiges Tissue zu formen, derart, daß die zwei nach außen gerichteten Oberflächen des mehrlagigen Tissues die Oberflächen 24 der Bahnen 20 umfassen und die Oberflächen 22 der Außenlagen nach innen gerichtet sind. Ein solches mehrlagiges Tissue kann die Vorteile an Festigkeit und Fülle haben; die mit relativ dickeren Regionen verbunden sind, welche über eine kontinuierliche Netzwerkregion verteilt sind, dennoch eine relativ glatte und weiche nach außen gerichtete Oberfläche zum Anfühlen durch den Verbraucher bieten.
Ein Beispiel von einem zweilagigen Tissue ist dargestellt in Fig. 9B. Die zwei Bahnen 20 können in einer seitenweisen Beziehung in einer beliebigen geeigneten Art und Weise miteinander verbunden sein, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, haftend, mechanisch und Ultraschall und in Kombinationen solcher Verfahren.
Die Papierbahn 20 kann ein Basisgewicht von etwa 7 bis etwa 70 Gramm pro Quadratmeter haben. Die Papierbahn 20 kann eine Makrostärke von wenigstens etwa 0,1 mm haben und ganz bevorzugt von wenigstens etwa 0,2 mm und eine Fülldichte von weniger als etwa 0,12 Gramm pro Kubikzentimeter (Basisgewicht geteilt durch Makrostärke). Die Verfahren zum Messen des Basisgewichts, der Makrostärke und der Fülldichte einer Bahn sind unten beschrieben.
Die Papierbahn 20 des in den Fig. 1-2 gezeigten Typs können auch eine Absorptionskapazität von wenigstens etwa 20 Gramm pro Gramm haben. Das Verfahren zum Messen der Absorptionskapazität ist unten beschrieben. Demgemäß zeigt die Papierbahn 20 die Absorptionsvorteile von Papierbahnen mit hoher Fülle in Kombination mit den Vorteilen einer relativ glatten Oberfläche, die gewöhnlich mit herkömmlichem, filzgepreßten Tissuepapier verbunden sind.

Bahnstützvorrichtung

Die Fig. 8A und 8B zeigen eine Bahnstützvorrichtung 200 für die Verwendung bei der Herstellung einer Papierbahn des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Typs. Die Bahnstützvorrichtung 200 umfaßt eine entwässernde Filzschicht 220 und eine Bahnmusterungsschicht 250. Die Bahnstützvorrichtung 200 kann in Form eines kontinuierlichen Bandes zum Trocknen und Eindrücken eines Musters in eine Papierbahn auf einer Papiermaschine vorliegen. Die Bahnstützvorrichtung 200 hat eine erste bahnseitige Seite 202 und eine zweite entgegen gesetzte Seite 204. Die Bahnstützvorrichtung 200 ist in Fig. 8A mit der ersten bahnseitigen Seite 202 dem Betrachter zugewandt dargestellt. Die erste bahnseitige Seite 202 umfaßte eine bahnberührende Oberfläche und eine zweite bahnberührende Oberfläche.
In Fig. 8A und 8B ist die ersten bahnberührende Oberfläche eine erste Filzoberfläche 230 der Filzschicht 220. Die Filzoberfläche 230 ist an einer ersten Höhe 231 angeordnet. Die erste Filzoberfläche 230 ist eine bahnberührende Filzoberfläche. Die Filzschicht 220 hat auch eine entgegen gesetzte zweite Filzoberfläche 232.
In Fig. 8A und 8B wird die zweite bahnberührende Oberfläche durch die Bahnmusterungsschicht 250 bereitgestellt. Die Bahnmusterrungsschicht 250, welche mit der Filzschicht 220 verbunden ist, hat eine bahnberührende obere Oberfläche 260 auf einer zweiten Höhe 261. Die Differenz zwischen der ersten Höhe 231 und der zweiten Höhe 261 ist geringer als die Dicke der Papierbahn, wenn die Papierbahn auf die Bahnstützvorrichtung 200 überführt wird. Die Oberflächen 260 und 230 können auf der gleichen Höhe angeordnet sein, so daß die Höhen 231 und 261 die gleichen sind. Alternativ kann die Oberfläche 260 ein wenig oberhalb der Oberfläche 230 sein oder die Oberfläche 230 kann ein wenig oberhalb der Oberfläche 260 sein.
Die Differenz in der Höhe ist größer als oder gleich 0,0 mil und weniger als etwa 8,0 mil. In einer Ausführungsform beträgt die Differenz in der Höhe weniger als etwa 6,0 mil (0,15 mm), ganz bevorzugt weniger als etwa 4,0 mil (0,1 mm) und äußerst bevorzugt weniger als etwa 2,0 mil (0,05 mm), um eine relativ glatte Oberfläche 24 beizubehalten, wie dies unten beschrieben ist.
Die entwässernde Filzschicht 220 ist wasserdurchlässig und ist in der Lage, Wasser, das aus einer nassen Bahn aus Papier machenden Fasern ausgepreßt wird, aufzunehmen und zu halten. Die Bahnmusterungsschicht 250 ist wasserundurchlässig und erhält kein aus einer Bahn aus Papier machenden Fasern gepreßtes Wasser oder hält dieses. Die Bahnmusterungsschicht 250 kann eine kontinuierliche Bahn haben, welche die obere Oberfläche 260 berührt, wie in Fig. 8A gezeigt ist. Alternativ kann die Bahnmusterungsschicht diskontinuierlich oder halb kontinuierlich sein. Eine diskontinuierliche obere Oberfläche 260 ist in Fig. 8C dargestellt.
Die Bahnmusterungsschicht 250 umfaßt vorzugsweise ein lichtempfindliches Harz, welches auf der ersten Oberfläche 230 abgelagert werden kann, wie eine Flüssigkeit, und Strahlung so im wesentlichen gehärtet werden kann, daß ein Bereich der Bahnmusterungsschicht 250 die erste Filzoberfläche 230 durchdringt und dadurch fest an diese gebunden wird. Die Bahnmusterungsschicht 250 erstreckt sich vorzugsweise nicht durch die gesamte Dicke der Filzschicht 220, sondern erstreckt sich statt dessen durch weniger als etwa die Hälfte der Dicke der Filzschicht 220, um die Flexibilität und die Komprimierfähigkeit der Bahnstützvorrichtung 200 und insbesondere die Flexibilität und die Komprimierfähigkeit der Filzschicht 220 beizubehalten.
Eine geeignete entwässernde Filzschicht 220 umfaßt eine Vliesstoffmasse 240 aus natürlichen oder synthetischen Fasern, die, wie beispielsweise durch Vernadelung, mit einer Stützstruktur verbunden sind, die aus Gewebefilamenten 244 gebildet ist. Geeignete Materialien, aus welchen die Vliesstoffmasse geformt werden kann, umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf, natürliche Fasern, wie Wolle und synthetische Fasern, wie Polyester und Nylon. Die Fasern, aus welchen die Masse 240 geformt ist, können einen Denier von zwischen etwa 3 und etwa 20 Gramm pro 9000 Meter einer Filamentlänge haben.
Die Filzschicht 220 kann eine geschichtete Konstruktion haben und kann ein Gemisch aus Fasertypen und -größen umfassen. Die Filzschicht 220 ist so geformt, daß sie den Transport von Wasser, das sie von der Bahn erhält, von der ersten Filzoberfläche 230 in Richtung der zweiten Filzoberfläche 232 zu transportieren. Die Filzschicht 220 kann feinere, relativ dicht gepackte Fasern haben, die angrenzend an die erste Filzoberfläche 230 angeordnet sind. Die Filzschicht 230 hat vorzugsweise eine relativ hohe Dichte und eine relativ kleine Porengröße angrenzend an die erste Filzboberfläche 230, verglichen zu der Dichte und der Porengröße der Filzschicht 220 angrenzend an die zweite Filzoberfläche 232, derart, daß Wasser, das in die erste Oberfläche 230 eintritt, von der ersten Oberfläche 230 weg transportiert wird.
Die entwässernde Filzschicht 220 kann eine Dicke haben, die größer ist als etwa 2 mm. In einer Ausführungsform kann die entwässernde Filzschicht 220 eine Dicke von zwischen etwa 2 mm und etwa 5 mm haben.
Die PCT-Veröffentlichungen WO 96/00812, veröffentlicht am 11. Januar 1996, WO 96/25555, veröffentlicht am 22. August 1996, WO 96/25547, veröffentlicht am 22. August 1996, alle im Namen von Trokhan et al.; US Patentanmeldung 08/701,600 "Method for Applying a Resin to a Substrate for Use in Papermaking", eingereicht am 22. August 1996;
US Patentanmeldung 08/640,452 "High Absorbence/Low Reflectance Felts with a Pattern Layer" eingereicht am 30. April 1996; und US Patentanmeldung 08/672,293 "Method of Making Wet pressed Tissue Paper with Felts Having Selected Permeabilities", eingereicht am 28. Juni 1996, sind hier durch Bezugnahme für den Zweck der Offenbarung der Aufbringung eines lichtempfindlichen Harzes auf ein entwässernden Filzes und für den Zweck der Offenbarung geeigneter entwässernder Filze mit aufgenommen.
Die entwässernde Filzschicht 220 kann eine Luftdurchlässigkeit von weniger als etwa 200 Standard-Kubikfuß pro Minute (scfm) (5,66 m³/min), wobei die Luftdurchlässigkeit in scfm ein Maß der Anzahl Kubikfuß von Luft pro Minute ist, die durch eine Fläche von einem Quadratfuß (929 cm²) einer Filzschicht hindurch geht, und zwar bei einer Druckdifferenz über die ganze entwässernde Filzdicke von etwa 0,5 Inch (1,27 cm) Wasser. In einer Ausführungsform kann die entwässernde Filzschicht 200 eine Luftdurchlässigkeit von zwischen etwa 5 (0,14 m³/min) und etwa 200 scfm (5,66 m³/min) und ganz bevorzugt weniger als etwa 100 scfm (2,83 m³/min) haben.
Die entwässernde Filzschicht 220 kann ein Basisgewicht von zwischen etwa 800 und etwa 2000 Gramm pro Quadratmeter, eine mittlere Dichte (Basisgewicht geteilt durch Dicke) von zwischen etwa 0,35 Gramm pro Kubikzentimeter und etwa 0,45 Gramm pro Kubikzentimeter haben. Die Luftdurchlässigkeit der Bahnstützvorrichtung 200 ist geringer als oder gleich der Durchlässigkeit der Filzschicht 220.
Eine geeignete Filzschicht 220 ist ein Amflex 2 Preßfilz, hergestellt durch die Appleton Mills Company aus Appleton, Wisconsin. Die Filzschicht 220 kann eine Dicke von etwa 3 mm, ein Basisgewicht von etwa 1400 g/m², eine Luftdurchlässigkeit von etwa 30 scfm (0,85 m³/min) haben und eine Doppelschicht-Stützstruktur mit einem Dreifach-Multifilament-Ober-und-Unterkettfaden und eine vierfachen, mehrfach gezwirnten Monofilament-Schußfaden in Quermaschinenrichtung haben. Die Masse 240 kann Polyesterfasern mit einem Denier von etwa 3 an der ersten Oberfläche 230 und einem Denier von etwa zwischen 10-15 in dem Massensubstrat umfassen, das die erste Oberfläche 230 unterlagert.
Die Bahnstützvorrichtung 200, die in Fig. 8A gezeigt ist, hat eine Bahnmusterrungsschicht 250 mit einer kontinuierlichen Netzwerkbahn, welche die obere Oberfläche 260, die eine Mehrzahl von diskreten Öffnungen 270 darin aufweist, berührt. Geeignete Formen für die Öffnungen 270 umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf, Kreise, Ovale, die in der Maschinenrichtung (MD in Fig. 8A) gelängt sind, Polygone, unregelmäßige Formen oder Mischungen von diesen. Der geplante Oberflächenbereich der oberen kontinuierlichen Netzwerkoberfläche 260 kann zwischen etwa 5 und etwa 75% der geplanten Fläche der Bahnstützvorrichtung 200 betragen, wie in Fig. 8A gezeigt ist und beträgt vorzugsweise zwischen etwa 25% und etwa 50% der geplanten Fläche der Vorrichtung 200.
In der in Fig. 8A gezeigten Ausführungform kann die obere kontinuierliche Netzwerkoberfläche 260 weniger als etwa 700 diskrete Öffnungen 270 pro Quadratinch (108 pro Quadratzentimeter) der geplanten Fläche der Vorrichtung 200 haben und vorzugsweise zwischen etwa 10 (1,55 pro Quadratzentimeter) und etwa 400 (62 pro Quadratzentimeter) diskreter Öffnungen 270 darin pro Quadratinch der geplanten Fläche der Vorrichtung haben, wie in Fig. 8A gezeigt ist. Die diskreten Öffnungen 270 können in der Maschinenrichtung (MD) und in der Quermaschinenrichtung (CD) bilateral versetzt sein, wie dies beschrieben ist in US Patent 4,637,859, veröffentlicht am 20. Januar 1987. In einer Ausführungsform können die Öffnungen 270 überlappend und bilateral versetzt sein, wobei die Öffnungen derart bemessen und in Abstand angeordnet sind, daß sich die Ränder der Öffnungen 270 sowohl in der Maschinen- als auch in der Quermaschinenrichtung übereinander hinaus erstrecken, und derart, daß eine parallel zur entweder Maschinen- oder der Quermaschinenrichtung gezogene Linie durch wenigstens einige Öffnungen 270 hindurch verläuft.

Papier machendes Verfahren Beschreibung

Eine Papierstruktur 20 gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit einer Papier machenden Vorrichtung hergestellt werden, wie in den Fig. 9A, 9B und 9C gezeigt ist. Mit Bezug auf Fig. 9A wird das Verfahren zum Herstellen der Papierstruktur 20 der vorliegenden Erfindung initiiert, indem eine wäßrige Dispersion von Papier machenden Fasern in Form eines Breies bereit gestellt wird und der Brei der Papier machenden Fasern von einem Stoffauflaufkasten 500 auf ein foraminöses, flüssigkeitsdurchlässiges Formungselement, wie einem Formungsband 542, gefolgt durch eine Formung einer durch das Formungsband 542 abgestützten embryonischen Bahn aus Papier machenden Fasern 542. Aus Gründen der Vereinfachung ist das Formungsband 542 als ein einzelner, kontinuierlicher Fourdrinier-Draht gezeigt. Es ist aber klar, daß jeder der im Stand der Technik bekannten verschiedenen Doppelsiebblattbildner verwendet werden können.
Es ist nahe gelegt, daß Holzzellstoff in all seinen Varietäten normalerweise die Papier machenden Fasern, die in dieser Erfindung verwendet werden, aufweist. Es können jedoch andere Zellulose-Faserzellstoffe, wie Baumwolllinnen, Bagasse, Rayon, etc., verwendet werden und es sind keine ausgeschlossen. Holzzellstoffe, die hier nützlich sind, umfassen chemisch Zellstoffe, wie Kraft-, Sulfit- und Sulfat- Zellstoffe sowie mechanische Zellstoffe, einschließlich z. B. Holzmehl, thermomechanische Zellstoffe und einem chemo-thermomechanischen Zellstoff (CTMP). Es können Zellstoffe verwendet werden, die sowohl von Laubbäumen als auch von Nadelbäumen hergeleitet werden.
Sowohl Hartholz-Zellstoffe als auch Weichholz-Zellstoffe sowie Mischungen der beiden können verwendet werden. Die Ausdrücke "Hartholz-Zellstoffe", wie sie hier verwendet werden, beziehen sich auf einen faserigen Zellstoff, der abgeleitet wird aus der holzigen Substanz der Laubbäume (Angiospermen): wobei Weichholz- Zellstoffe faserige Zellstoffe sind, die abgeleitet werden von der holzigen Substanz der Nadelbäume (Gymnospermen). Hartholz-Zellstoffe, wie Eukalyptus, mit einer mittleren Fasermenge von etwa 1,00 mm, sind für die nachfolgend beschriebenen Tissuebahnen besonders geeignet, in welchem Weichheit wichtig ist, während nördliche Weichholz-Kraftzellstoffe mit einer mittleren Faserlänge von etwa 2,5 mm bevorzugt sind, wo Festigkeit benötigt wird. Auch anwendbar für die vorliegende Erfindung sind Fasern, die von wieder aufbereitetem Papier hergeleitet sind, welche einige oder alle der obigen Kategorien sowie andere nicht faserige Materialien enthalten können, wie Füllstoffe und Haftmittel, die verwendet werden, um die ursprüngliche Papierherstellung zu erleichtern.
Der Papierstoff kann eine Varietät von Additiven umfassen, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, Faserbindematerialien, wie naßfeste Bindermaterialien, trockenfeste Bindermaterialien und chemische weich machende Zusammensetzungen. Geeignete naßfeste Binder umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf, Materialien, wie Polyamid-Epichlorhydrinharze, die verkauft werden unter dem Markennamen KYMENE® 557H durch Hercules Inc., Wilmington, Delaware. Geeignete zeitweise naßfeste Binder umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf, modifizierte Stärkebinder, wie NATIONAL STARCH® 78-0080, vermarktet durch die National Starch Chemical Corporation, New York, New York. Geeignete trockenfeste Binder umfassen Materialien, wie Carboxymethylzellulose und kationische Polymere, wie ACCO® 771. Die ACCO®-Familie trockenfester Materialien sind erhältlich von American Cyanamid Company aus Wayne, New Jersey.
Vorzugsweise umfaßt der auf den Formungsdraht abgelagerte Papierstoff ein Entbindungsmittel, um die Bildung einiger Faser-an-Faser-Bindungen zu unterbinden, wenn die Bahn getrocknet ist. Das Entbindungsmittel führt in Kombination mit der der Bahn durch den Trockenkreppprozeß zugeführten Energie dazu, daß ein Bereich der Bahn die Fülle verliert. In einer Ausführungsform kann das Entbindungsmittel auf Fasern aufgebracht werden, die eine Zwischenfaserschicht bilden, die zwischen zwei oder mehreren Schichten positioniert ist. Die Zwischenschicht wirkt als eine Entbindungsschicht zwischen äußeren Schichten von Fasern. Die Kreppenergie kann deshalb ein Bereich der Bahn entlang der Entbindungsschicht vom Bausch befreien. Das Entbauschen der Bahn kann zu Lücken 310 führen (Fig. 16).
Als Ergebnis kann die Bahn so geformt werden, daß sie eine relativ glatte Oberfläche hat, um auf der Yankee-Trommel effizient getrocknet zu werden. Zudem kann die getrocknete Bahn wegen der Rückgewinnung des Bausches an der Kreppklinge auch unterschiedliche Dichteregionen haben, einschließlich einer kontinuierlichen Netzwerkregion mit relativ hoher Dichte, und diskrete Regionen relativ geringer Dichte, welche durch den Kreppprozeß erzeugt werden.
Geeignete Entbindungsmittel umfassen chemische, weich machende Zusammensetzungen, wie solche, die offenbart sind in US Patent 5,279,767, veröffentlicht am 18 Januar 1994 für Phan et al.. Geeignete, biologisch abbaubare, chemische weich machende Zusammensetzungen sind offenbart in US Patent 5,312,522, veröffentlicht am 17. Mai 1994 für Phan et al., in den US Patenten 5,279,767 und 5,312,522. Solche chemischen weich machenden Zusammensetzungen können als Entbindungsmittel verwendet werden, um eine Faser-an-Faser-Bindung in ein oder mehreren Schichten der die Bahn aufbauenden Fasern zu unterbinden.
Ein geeigneter Weichmacher zum Bereitstellen einer Entbindung der Fasern in einer oder in mehreren Schichten der Fasern, welche die Bahn 20 bilden, ist ein Papier machendes Additiv, das Diester Di(Tasthart)tallowdimethylammoniumchlorid umfaßt. Ein geeigneter Weichmacher ist ein ADOGEN® Papier machendes Markenadditiv, erhältlich von Witco Company aus Greenwich, CT.
Die embryonische Bahn 543 wird vorzugsweise aus einer wäßrigen Dispersion von Papier machenden Fasern präpariert, obwohl Dispersionen in anderen Flüssigkeiten als Wasser verwendet werden können. Die Fasern sind in der Trägerflüssigkeit so dispergiert, daß sie eine Konsistenz von etwa 0,1 bis etwa 0,3 Prozent haben. Die prozentuale Konsistenz einer Dispersion, eines Breies, einer Bahn oder eines Systems ist als das Hundertfache des Quotienten definiert, der erhalten wird, wenn das Gewicht der trockenen Fasern in dem betreffenden System durch das Gesamtgewicht des Systems geteilt wird. Das Fasergewicht wird immer auf der Basis knochentrockner Fasern ausgedrückt.
Die embryonische Bahn 543 kann in einem kontinuierlichen Papier machenden Prozeß geformt werden, wie in Fig. 9A gezeigt, oder alternativ kann ein Chargenprozeß verwendet werden, wie ein Handschöpfverfahren. Nachdem die Dispersion der Papier machenden Fasern auf dem Formungsband 542 abgelagert worden ist, wird die embryonische Bahn 543 durch Abführung eines Anteils des wäßrigen dispergierenden Mediums durch den Fachleuten des Standes der Technik allgemein bekannte Techniken geformt. Die embryonische Bahn ist im wesentlichen monoplanar und wird so geformt, daß sie eine im wesentlichen glatte, makroskopisch monoplanare erste und zweite Fläche unter Verwendung des Formungsbandes 542 aufweist.
Unterdruckkästen, Formungsbretter, Hydrofolien und dergleichen sind nützlich, um die Wasserabführung aus der Dispersion zu bewirken. Die embryonische Bahn 543 bewegt sich mit dem Formungsband 542 um eine Umkehrrolle 502 und wird in die Nähe der Bahnstützvorrichtung 200 gebracht.
Der nächste Schritt bei der Herstellung der Papierstruktur 20 umfaßt das Überführen der embryonischen Bahn 543 von dem Formungsband 542 zu der Vorrichtung 200 und ein Abstützen der überführten Bahn (in Fig. 9B durch Bezugszeichen 545 bezeichnet) auf der ersten Seite 202 der Vorrichtung 200. Die embryonische Bahn hat vorzugsweise eine Konsistenz von zwischen etwa 5 und etwa 20 Prozent an dem Punkt der Übertragung an die Vorrichtung 200.
Die Bahn wird an die Vorrichtung 200 derart übertragen, daß die erste Fläche 547 der übertragenen Bahn 544 auf der Oberfläche 202 der Vorrichtung 200 abgestützt und an diese angepaßt ist, wobei Teile der Bahn 545 auf der Oberfläche 260 abgestützt werden und Teile der Bahn auf der Filzoberfläche 230 abgestützt werden. Die zweite Fläche 549 der Bahn wird in einer im wesentlichen glatten, makroskopisch monoplanaren Konfiguration gehalten. Auf Fig. 9B Bezug nehmend, ist die Höhendifferenz zwischen der Oberfläche 260 und der Oberfläche 230 der Bahnstützvorrichtung 200 ausreichend klein, daß die zweite Fläche der embryonischen Bahn im wesentlichen glatt und makroskopisch monoplanar bleibt, wenn die Bahn an die Vorrichtung 200 überführt wird. Insbesondere sollte die Differenz in der Höhe zwischen der Oberfläche 260 und der Oberfläche 230 kleiner sein als die Dicke der embryonischen Bahn am Punkt der Überführung.
Die Schritte des Überführens der embryonischen Bahn 543 an die Vorrichtung 200 können wenigstens teilweise durch Aufbringen einer Fluiddruckdifferenz auf die embryonische Bahn 543 bereit gestellt werden. Zum Beispiel kann die embryonische Bahn 543 von dem Formungsband 542 an die Vorrichtung 200 durch eine Unterdruckquelle 600, die in Fig. 9A gezeigt ist, wie einem Unterdruckschuh oder einer Unterdruckrolle, überführt werden. Ein oder mehrere zusätzliche Unterdruckquellen 620 können auch stromabwärts der Überführungsstelle der embryonischen Bahn vorgesehen sein, um eine weitere Entwässerung zu bewirken.
Die Bahn 545 wird auf der Vorrichtung 200 in der Maschinenrichtung (MD in Fig. 9A) zu einem Spalt 800 transportiert, der zwischen einer Unterdruckrolle 900 und einer harten Oberfläche 875 einer erhitzten Yankee-Trocknertrommel 880 vorgesehen ist. Mit Bezug auf Fig. 9C ist genau stromaufwärts des Spaltes 800 eine Dampfhaube 2800 positioniert. Die Dampfhaube 2800 leitet Dampf auf die Oberfläche 549 der Bahn 545, wenn die Oberfläche 547 der Bahn 545 über einen ein Vakuum bereit stellenden Bereich 920 der Unterdruck-Druckrolle 900 hinweg befördert wird.
Die Dampfhaube 2800 ist gegenüber einem Abschnitt des Vakuum bereit stellenden Bereichs 920 montiert. Der Vakuum bereit stellende Bereich 920 zieht den Dampf in die Bahn 545 und in die Filzschicht 220. Der durch die Dampfhaube 2800 bereit gestellte Dampf erhitzt das Wasser in der Papierbahn 545 und in der Filzschicht 220, wodurch die Viskosität des Wassers in der Bahn und in der Filzschicht 220 verringert wird. Demgemäß kann das Wasser in der Bahn und in der Filzschicht 220 leichter durch den durch die Rolle 900 bereit gestellten Unterdruck entfernt werden.
Die Dampfhaube 2800 kann etwa 0,3 (kg) Pfund eines gesättigten Dampfes pro Pfund (kg) einer trockenen Faser bei einem Druck von weniger als etwa 15 psi (1,05 kg/cm²) liefern. Der Vakuum bereit stellende Bereich 920 liefert einen Unterdruck von zwischen etwa 1 (2,54 cm) und etwa 15 (38,1 cm) Inch Mercury und vorzugsweise zwischen etwa 3 (7,62 cm) und etwa 12 Inch (30,48 cm) Mercury an der Oberfläche 204. Eine geeignete Unterdruckrolle 900 ist eine Saugdruckrolle, hergestellt durch Winchester Roll Products. Eine geeignete Dampfhaube 2800 ist ein Modell D5A, hergestellt durch Measures-Devron Company aus North Vancouver, British Columbia, Kanada.
Der ein Vakuum bereit stellende Bereich 920 steht in Kommunikation mit einer Unterdruckquelle (nicht gezeigt). Der ein Vakuum bereit stellende Bereich 920 ist in Bezug zu der drehenden Oberfläche 910 der Rolle 900 stationär. Die Oberfläche 910 kann eine gedrillte oder gerillte Oberfläche sein, durch welche ein Unterdruck auf die Oberfläche 204 ausgeübt wird. Die Oberfläche 910 dreht sich in der in Fig. 9C gezeigten Richtung. Der ein Vakuum bereit stellende Bereich 920 liefert ein Vakuum an der Oberfläche 204 der Bahnstützvorrichtung 200, wenn die Bahn und die Vorrichtung 200 durch die Dampfhaube 2800 und durch den Spalt 800 hindurch befördert werden. Obwohl ein einzelner einen Unterdruck bereit stellender Bereich 920 gezeigt ist, kann es anderen Ausführungsformen wünschenswert sein, separate Unterdruck bereit stellende Bereiche vorzusehen, die jeweils einen unterschiedlichen Unterdruck an der Oberfläche 204 bereitstellen, wenn sich die Vorrichtung 200 um die Rolle 900 herum bewegt.
Der Yankee-Trockner umfaßt typischerweise eine dampferhitzte Stahl- oder Eisentrommel. Mit Bezug auf Fig. 9C wird die Bahn 545 abgestützt auf der Vorrichtung 200 in den Spalt 800 befördert, derart, daß die im wesentlichen glatte zweite Fläche 549 der Bahn auf die Oberfläche 875 übertragen werden kann. Stromaufwärts des Spaltes, vor dem Punkt, an welchem die Bahn auf die Oberfläche 875 überführt wird, bringt eine Düse 890 ein Haftmittel auf die Oberfläche 875 auf.
Das Haftmittel kann ein auf Polyvinylalkohol basierendes Haftmittel sein. Alternativ kann das Haftmittel ein CREPTROL® Markenhaftmittel sein, das durch Hercules Company aus Wilmington, Delaware, hergestellt wird. Weitere Haftmittel können auch verwendet werden. Ganz allgemein kann für Ausführungsformen, bei welchen die Bahn mit einer Konsistenz von größer als etwa 45 Prozent auf die Yankee- Trommel 880 überführt wird, ein auf Polyvinylalkohol basierendes Krepphaftmittel verwendet werden. Bei Konsistenzen von weniger als etwa 40 Prozent kann ein Haftmittel wie das CREPTROL®-Haftmittel, verwendet werden.
Das Haftmittel kann auf die direkt oder indirekt (wie beispielsweise durch Aufbringung auf die Yankee-Oberfläche 875) in einer Anzahl von Wegen aufgebracht werden. Zum Beispiel kann das Haftmittel in einer Mikrotröpfchenform auf die Bahn oder auf die Yankee-Oberfläche 875 gesprüht werden. Alternativ könnte das Haftmittel auch auf die Oberfläche 875 durch eine Transferrolle oder -bürste aufgebracht werden. In noch einer weiteren Ausführungsform könnte das Krepphaftmittel dem Papierstoff am nassen Ende der Papiermaschine hinzu gegeben werden, wie durch Hinzugabe des Haftmittels an den Papierstoff in dem Stoffauflaufkasten 500. Von etwa 2 Pfund (0,9 kg) bis etwa 4 Pfund (1,81 kg) eines Haftmittels können pro Tonne von auf der Yankee-Trommel 880 getrocknete Papierfasern aufgebracht werden.
Wenn die Bahn auf der Vorrichtung 200 durch den Spalt 800 befördert wird, liefert der einen Unterdruck bereit stellende Bereich 920 der Rolle 900 an der Oberfläche 204 der Bahnstützeinrichtung 200 einen Unterdruck. Wenn die Bahn auf der Vorrichtung 200 durch den Spalt 800 befördert wird, zwischen der Unterdruck- Preßwaize 900 und der Trockneroberfläche 800 hindurch, drückt die Bahnbemusterungsschicht 250 der Bahnstützvorrichtung 200 das der Oberfläche 260 entsprechende Muster in die erste Fläche 547 der Bahn 545. Weil die zweite Fläche 549 eine im wesentlichen glatte, makroskopisch monoplanare Fläche ist, ist im wesentlichen die Gesamtheit der zweiten Oberfläche 549 an der Trockneroberfläche 875 positioniert und an dieser angehaftet, wenn die Bahn durch den Spalt 800 hindurch befördert wird. Wenn die Bahn durch den Spalt hindurch befördert wird, wird die zweite Fläche 549 an der glatten Oberfläche 875 abgestützt, um in einer im wesentlichen glätten, makroskopisch monoplanaren Konfiguration zu bleiben. Demgemäß kann ein vorbestimmtes Muster in die erste Fläche 547 der Bahn 545 eingedrückt werden, während die zweite Fläche 549 im wesentlichen glatt bleibt. Die Bahn 545 hat vorzugsweise eine Konsistenz von zwischen etwa 20 Prozent bis etwa 60 Prozent, wenn die Bahn 545 auf die Oberfläche 875 überführt wird und das Muster der Oberfläche 260 in die Bahn gedrückt wird.
Es wird angenommen, daß, wenn die Bahn durch den Spalt 800 hindurch befördert wird, die erhitzte Oberfläche 875 das Wasser in der Bahn 545 zum Sieden bringen kann. Es wird angenommen, daß das durch die Unterdruckwalze 900 bereit gestellte Vakuum das siedende Wasser aus der Bahn durch die Bereiche der Filzschicht 220 hindurch zieht, welche nicht durch die auf die Bahn eindrückende Schicht 250 abgedeckt sind.
Ohne durch Theorie begrenzt zu sein, wird angenommen, daß als Ergebnis dessen, daß im wesentlichen die Gesamtheit der zweiten Fläche 549 an der Yankee- Oberfläche 875 positioniert ist, die Trocknung der Bahn 545 auf der Yankee- Trommel effizienter ist, als sie mit einer Bahn möglich wäre, welche nur selektive Bereiche auf der zweiten Fläche an der Yankee-Trommel hätte. Es wird insbesondere angenommen, daß durch ein Positionieren im wesentlichen der Gesamtheit der zweiten Flächen 549 an der Yankee-Oberfläche 875 das oben beschriebene gemusterte Papier mit sowohl Fülligkeit als auch Glätte und mit einem Basisgewicht von wenigstens etwa 8 lbs pro 3000 Quadratfuß (13,0 g/m²) und vorzugsweise wenigstens etwa 10 lbs pro 3000 Quadratfuß (16,3 g/m²) auf der Yankee-Trommel 880 von einer Konsistenz von weniger als etwa 50 Prozent und insbesondere weniger als etwa 30 Prozent bis auf eine Konsistenz von wenigstens etwa 90 Prozent und ganz bevorzugt wenigstens etwa 95 Prozent getrocknet werden kann, wobei das Wasser mit einer Wasserabführgeschwindigkeit von wenigstens etwa 11 Tonnen Wasser pro Stunde bei einer Bahngeschwindigkeit von wenigstens etwa 4500 Fuß/Minute (22,86 m/s) und vorzugsweise wenigstens etwa 5000 Fuß/Minute (26,4 m/s) abgeführt wird.
Insbesondere wird angenommen, daß die vorliegende Erfindung glaubt, daß eine Bahn 545 mit einem Basisgewicht von wenigstens etwa 8 Pfund pro 3000 Quadratfuß (13,0 g/m²) und vorzugsweise wenigstens etwa 10 Pfund pro 3000 Quadratfuß (16,3 g/m²) von einer relativ geringen Konsistenz bis zu einer relativ hohen Konsistenz auf der Yankee-Trommel bei einer Yankee-Trommelgeschwindigkeit von wenigstens etwa 4500 Fuß pro Minute (22,86 m/s) getrocknet werden kann. Insbesondere wird angenommen, daß die vorliegende Erfindung erlaubt, daß eine Bahn 545 mit den obigen Basisgewicht-Eigenschaften von einer Konsistenz von weniger als etwa 30 Prozent und vorzugsweise weniger als etwa 25 Prozent (wenn die Bahn auf die Trommel 880 überführt wird) bis auf eine Konsistenz von wenigstens etwa 90 Prozent und vorzugsweise wenigstens etwa 95 Prozent (wenn die Bahn von der Trommel durch Kreppen entfernt wird) bei einer Bahngeschwindigkeit von wenigstens etwa 4500 Fuß pro Minute (22,86 m/s), vorzugsweise wenigstens etwa 5000 Fuß pro Minute (25,4 m/s) und äußerst bevorzugt wenigstens etwa 6000 Fuß pro Minute (30,48 m/s) auf der Yankee-Trommel getrocknet werden kann.
Im Vergleich wird angenommen, daß die Yankee-Trocknergeschwindigkeit zum Trocknen eines Papiers mit einem kontinuierlichen Netzwerk und diskreten Wölbungen, wie es offenbart ist in US Patent 4,637,859, und mit einem Basisgewicht von wenigstens etwa 10 Pfund pro 3000 Quadratfuß (16,3 g/m²) nicht höher als 3500 Fuß/Minute (17,8 m/s) betragen kann, wenn das Papier von einer Konsistenz von etwa 30 Prozent auf etwa 90 Prozent auf der Yankee-Trommel getrocknet werden soll. Typischerweise wird das Papier des in US Patent 4,637,859 gezeigten Typs stromaufwärts der Yankee-Trommel vorgetrocknet, so daß dieses eine Konsistenz bei Übertragung auf die Yankee-Trommel von etwa 60 Prozent bis etwa 70 Prozent hat. Ohne durch Theorie begrenzt zu sein, wird angenommen, daß, wenn ein Papier des in US Patent 4,637,859 gezeigten Typs ohne die Verwendung eines Vortrockners getrocknet würde, dann die Yankee-Trocknergeschwindigkeit auf weniger als etwa 3000 Fuß/min (15,24 m/s) begrenzt wäre.
Der letzte Schritt beim Bilden der Papierstruktur 20 umfaßt ein Kreppen der Bahn 545 von der Oberfläche 875 mit einer Abstreichklinge 1000, wie in Fig. 9A gezeigt. Ohne durch Theorie begrenzt zu sein, wird angenommen, daß die durch die Abstreichklinge 1000 auf die Bahn 545 aufgebrachte Energie wenigstens einige Bereiche der Bahn, insbesondere solche Bereiche der Bahn, welche nicht durch die Bahnmusterungsoberfläche 260 eingedrückt wurden, entbauscht bzw. entdichtet. Demgemäß liefert der Schritt des Kreppens der Bahn von der Oberfläche 875 mit der Abstreichklinge 1000 eine Bahn mit einer ersten, kompaktierten, relativ dünneren Region, entsprechend dem Muster, das der ersten Fläche der Bahn eingedrückt wurde, und einer zweiten relativ dickeren Region. Im allgemeinen hat die Abstreichklinge einen Neigungswinkel von etwa 25 Grad und ist in Bezug auf den Yankee-Trockner so positioniert, das ein Angriffswinkel von etwa 81. Grad geschaffen ist.
Die Papierstruktur 20, die in Fig. 2 gezeigt ist, zeigt eine Vorkürzung aufgrund des Kreppens sowohl in der kontinuierlichen Region 30 als auch in den diskreten Regionen 50. Die Kreppfrequenz in der Region 30 ist unterschiedlich zu der Kreppregion in den Regionen 50. Ganz allgemein ist die Kreppfrequenz in den Regionen 50 geringer als die Kreppfrequenz in dem kontinuierlichen Netzwerk 30.
In einer alternativen Ausführungsform kann die in die Bahn eindrückende Vorrichtung 200 eine Harz-Musterungsschicht 250 aufweisen, welche eine Mehrzahl von diskreten, die Bahn berührenden oberen Oberflächen 260 begrenzt, welche mit der entwässernden Filzschicht 220 verbunden sind, wie dies in der Draufsicht aus Fig. 8C gezeigt ist. In Fig. 8C liegt die bahnberührende Filzoberfläche 230 in Form eines kontinuierlichen Netzwerks vor, welches die diskreten Oberflächen 260 umgibt. Eine solche Vorrichtung kann verwendet werden, um eine Papierbahn gemäß der vorliegenden Erfindung zu formen, wobei die Papierstruktur eine Mehrzahl von relativ dünneren, diskreten Regionen umfaßt, die über eine relativ dickere kontinuierliche Netzwerkregion verteilt sind.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Bahnstützvorrichtung 200 eine Harzschicht umfassen, die auf einem foraminösen Untergrundelement angeordnet ist, welches einen Textilstoff auf Gewebefilamenten aufweist. Mit Bezug auf die Fig. 14A-15C kann die Vorrichtung 200 eine Harzschicht 250 umfassen, die auf einem Gewebestoff 1220 angeordnet ist. Die Harzschicht 250 hat eine bahnberührende Oberfläche 260 aus einem kontinuierlichen Netzwerk, welche diskrete Öffnungen 270 begrenzt, wie in Fig. 14A gezeigt. Der Gewebestoff 1220 umfaßt Filamente 1242 in Maschinenrichtung und Filamente 1241 in Querrmaschinenrichtung.
In Fig. 14A und 14B ist die erste bahnberührende Oberfläche auf einer ersten Höhe 1231 vorgesehen, und zwar durch diskrete Streboberflächen 1230, die an Überkreuzungspunkten der Filamente 1241 und 1242 liegen. Die oberen Oberflächen der Filamente 1241 und 1242 können geschmirgelt oder in anderer Weise geschliffen sein, um relativ flache, im allgemeinen ovalförmige Streboberflächen 1230 zu schaffen (das Detail der ovalen Formen ist in Fig. 14A nicht gezeigt). Die zweite bahnberührende Oberfläche wird durch die Bahnmusterungsschicht 250 bereit gestellt. Die Bahnmusterungsschicht 250, welche mit dem Gewebestoff 1220 verbunden ist, hat eine bahnberührende obere Oberfläche 260 und eine zweite Höhe 261.
Die Differenz zwischen der ersten Höhe 1231 und der zweiten Höhe 261 ist geringer als etwa die Dicke der Papierbahn, wenn die Papierbahn zu der Bahnstützvorrichtung 200 übertragen wird. Die kontinuierliche Oberfläche 260 und die diskreten Oberflächen 1230 können auf der gleichen Höhe angeordnet sein, so daß die Höhen 1231 und 261 die gleichen sind. Alternativ kann die Oberfläche 260 ein wenig oberhalb der Oberflächen 1230 liegen oder können die Oberflächen 1230 ein wenig oberhalb der Oberfläche 260 liegen.
Die Differenz in der Höhe ist größer als oder gleich 0,0 mil und geringer als etwa 5,0 mil. In einer Ausführungsform beträgt die Differenz in der Höhe weniger als etwa 4,0 mil (0,10 mm), vorzugsweise weniger als etwa 2,0 mil (0,05 mm) und äußerst bevorzugt weniger als etwa 1,0 mil (0,025 mm), um eine relativ glatte Oberfläche 24 zu behalten, wie dies unten beschrieben ist.
Die Bahnstützvorrichtung 200, die in den Fig. 14A und 14B gezeigt ist, kann verwendet werden, um die in den Fig. 10-13 gezeigte Papierbahn zu formen. Mit Bezug auf Fig. 10 umfaßt die Papierbahn 20 ein kontinuierliches Netzwerk einer relativ dünneren Region 30 entsprechend der Oberfläche 260 und eine Mehrzahl diskreter, relativ dickerer Regionen 50, die über die kontinuierliche Netzwerkregion 30 verteilt sind. Die Regionen 50 entsprechen den Öffnungen 270 in der Oberfläche 260. Jede der relativ dickeren Regionen 50 umgibt wenigstens eine verdichtete Region 70. Die verdichteten Regionen 70 entsprechen den Oberflächen 1230 des Gewebestoffs 1220.
Mit Bezug auf Fig. 11 kann P wenigstens etwa 0,35 mm betragen und vorzugsweise wenigstens etwa 0,44 mm. K kann weniger als etwa 0,20 mm und vorzugsweise weniger als etwa 0,10 mm betragen.
Die Fig. 15A-15C zeigen die Formation der Bahn 20, die in Fig. 10 gezeigt ist, und zwar unter Verwendung der Bahnstützvorrichtung 200. Wie oben mit Bezug auf die Fig. 9A-9C beschrieben wurde, wird eine embryonische Bahn 543 mit einer ersten und einer zweiten glatten Oberfläche auf einem Formungsdraht 542 geformt und auf die Bahnstützvorrichtung 200 überführt. Die Bahn 543 wird durch einen Unterdruck auf die Vorrichtung 200 überführt, um eine auf der Vorrichtung 200 abgestützte Bahn 545 zu schaffen. Wie in Fig. 15B gezeigt ist, ist die erste Oberfläche 547 an die Oberfläche 260 und an die Oberflächen 1230 angepaßt und ist die zweite Oberfläche 549 als eine im wesentlichen glatte, makroskopisch monoplanare Oberfläche erhalten.
Im Gegensatz zu den Fig. 9A-9C werden die Bahn 545 und die Bahnstützvorrichtung 200 als nächstes durch eine Luft-Trocknungsvorrichtung 650 hindurch befördert, in welcher erwärmte Luft durch die Bahn 545 hindurch geleitet wird, während die Bahn 545 auf der Vorrichtung 200 abgestützt ist. Die erwärmte Luft wird so gelenkt, daß sie in die Oberfläche 549 eintritt und durch die Bahn 545 und dann durch die Vorrichtung 200 hindurch geht.
Die Durchluft-Trocknungsvorrichtung 650 kann verwendet werden, um die Bahn 545 auf eine Konsistenz von etwa 30 Prozent bis etwa 70 Prozent zu trocknen. Das US Patent 3,303,576 für Sisson und das US Patent 5,247,930, veröffentlicht für Ensign et al. sind hier durch Bezugnahme aufgenommen, und zwar für den Zweck, geeignete Durchlufttrockner für die Verwendung bei der praktischen Umsetzung der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Die teilweise getrocknete Bahn 545 und die Vorrichtung 200 werden so gelenkt, daß sie durch einen Spalt 800 hindurch gehen, der zwischen der Druckwalze 900 und einer Yankee-Trommel 880 gebildet ist. Die kontinuierliche Netzwerkoberfläche 260 und die diskreten Oberflächen 1230 werden in die Oberfläche 547 der Bahn 545 eingedrückt, wenn die Bahn durch den Spalt 800 hindurch befördert wird. Ein durch eine Düse 890 zugeführtes Haftmittel wird verwendet, um im wesentlichen die Gesamtheit der im wesentlichen glatten Oberfläche 549 an der Oberfläche 875 der erhitzten Yankee-Trommel 880 anzuhaften.
Fig. 16 ist eine Darstellung im Querschnitt einer Papierbahn 20, welche eine Papierbahn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei die Papierbahn drei Faserschichten hat, die mit 301, 302 und 303 bezeichnet sind. Eine Papierbahn mit einer geschichteten Struktur kann unter Verwendung der Papier machenden Anlage und der Verfahren hergestellt werden, die in den Fig. 8A, B und 9A-C dargestellt sind, oder alternativ mit einer solchen, die in den Fig. 14A, B und 15A-C dargestellt sind.
Obwohl ein einzelner Formungsdraht 542 in Fig. 9A gezeigt ist, wird klar, daß andere Formungsdraht-Konfigurationen in Kombination mit einer oder mehreren Stoffauflaufkästen verwendet werden können, wobei jeder Stoffauflaufkasten eine Fähigkeit hat, ein oder mehrere Schichten des Faserstoffes bereit zu stellen, um eine mehrschichtige Bahn zu liefern. Das US Patent 3,994,771, veröffentlicht für Morgan et al. und US Patent 4,300,981, veröffentlicht für Carstens et al. und die allgemein übertragene US Patentanmeldung "Layered Tissue Having Improved Funcitonal Properties", eingereicht am 24. Oktober 1996 in den Namen von Phan und Trokhan, offenbaren eine Schichtung. Verschiedene Typen von Formungsdraht- Konfigurationen, einschließlich eines Doppelsiebblattbildners, können verwendet werden. Zudem können verschiedene Typen von Stoffauflaufkastendesigns verwendet werden, um eine Bahn mit ein oder mehreren Faserschichten zu schaffen.
Bezug nehmend auf Fig. 16 können ein oder mehrere Stoffauflaufkästen verwendet werden, um drei Schichten eines Stoffes entsprechend der Schichten 301, 302 und 303 auf den Formungsdraht 542 abzugeben, derart, daß die embryonische Bahn die Schichten 301, 302 und 303 umfaßt. Die erste Schicht 301 kann relativ lange Papier machende Fasern umfassen, die angrenzend an die erste Oberfläche 22 der Bahn angeordnet sind. Die relativ langen Papier machenden Fasern in der ersten Schicht 301 können Weichholzfasern sein, wie Northern Softwood-Fasern mit einer mittleren Faserlänge von etwa 3 mm oder mehr. Die zweite Schicht 302 kann relativ kurze Papier machende Fasern umfassen, die angrenzend an die zweite Oberfläche 24 der Bahn angeordnet sind. Die relativ kurzen Papier machenden Fasern in der zweiten Schicht 302 können Hartholzfasern umfassen, wie Eukalyptusfasern mit einer mittleren Faserlänge von etwa 1,5 Millimeter oder weniger.
Die dritte Schicht 303 ist zwischen der ersten und der zweiten Schicht 301 und 302 angeordnet. Die dritte Schicht kann eine Entbindungsschicht sein, wie dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Lückenräume 310 hat, die im wesentlichen keine Fasern enthalten. Solche Lückenräume sind in der Mikrophotographie der Fig. 3 und 11 gezeigt.
Insbesondere können die Lückenräume in den relativ dickeren Regionen 50 angeordnet sein. Die dritte Schicht kann ein Entbindungsmittel umfassen, wie ein ADOGEN®-Markenadditiv, um die Faser-an-Faser-Bindungen in der dritten Schicht 303 zu reduzieren, wodurch ein Öffnen der Faserstruktur in der Schicht 303 erleichtert wird, um die Lückenräume 310 zu schaffen. Die dritte Schicht 303 kann Weichholzfasern, Hartholzfasern oder eine Kombination aus Hartholz- und Weichholzfasern umfassen.
In noch einer weiteren Ausführungsform können die Schichten 303 und 302 jeweils relativ kurze Hartholzfasern umfassen und kann die dritte Schicht 303 relativ lange Weichholzfasern umfassen. Zum Beispiel können die Schichten 301 und 302 jeweils überwiegend aus Eukalyptusfasern geformt sein und kann die dritte Schicht 303 überwiegend aus relativ langen Northern Softwood-Fasern geformt sein.
Alternativ können andere Verfahren verwendet werden, um die Entbauschung der Bahn oder die Entbindung der Fasern zwischen den äußeren Schichten der Bahn zu erleichtern. Das US Patent 4,225,382 für Kearney et al. offenbart mehrschichtige Bahnen, die durch eine innere Schicht getrennte, gut gebundene Schichten aufweist.

BETSPIELE

Alle Prozentangaben sind Gewichtsprozente basierend auf dem Trockenfasergewicht, es sei denn, daß dies anders angegeben ist.

Beispiel 1:

Dieses Beispiel liefert eine dreischichtige Tissuebahn, die mit der in den Fig. 14A, B und 15A-C gezeigten Papier machenden Vorrichtung hergestellt wurde.
Ein 3 Gew.-% wäßriger Brei aus NSK wird in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Eine 2 Gew.% wäßrige Lösung des zeitweise naßfesten Harzes (das heißt, National Starch 78-0080, vermarktet durch National Starch and Chemical Corporation aus New York, NY) wird dem NSK-Vorratsrohr mit einer Rate von 0,2 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben (das Verhältnis von Gewicht naßfesten Harzes zu Trockenfasergewicht beträgt 0,002). Der NSK-Brei wird an der Flügelpumpe auf etwa 0,2% Konsistenz verdünnt. Als Zweites wird ein 3 Gew.-% wäßriger Brei aus Eukalyptusfasern in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Eine 2 Gew.-% wäßrige Lösung des Entbinders (das heißt, ADOGEN® 442) wird dem Eukalyptus- Vorratsrohr mit einer Rate von 0,1 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Der Eukalyptusbrei wird an der Fächerpumpe auf etwa 0,2% Konsistenz verdünnt.
Drei individuell behandelte Stoffströme (Strom 1 = 100% NSK; Strom 2 = 100% Eukalyptus; Strom 3 = 100% Eukalyptus) werden durch den Stoffauflaufkasten getrennt gehalten und auf ein Fourdrinier-Sieb abgelagert, um eine dreischichtige embryonische Bahn zwei äußeren Eukalyptusschichten und einer mittleren NSK- Schicht zu formen. Eine Entwässerung tritt durch das Fourdrinier-Sieb hindurch auf und wird durch einen Deflektor und durch Unterdruckkästen unterstützt. Das Fourdrinier-Sieb hat eine 5-fachige Satin-Bindungskonfiguration mit 110 Monofilamenten pro Inch in Maschinenrichtung bzw. 95 Monofilamenten pro Inch in Quermaschinenrichtung.
Die embryonische nasse Bahn wird unter Vakuum von dem Fourdrinier-Sieb bei der Faserkonsistenz von etwa 8% am Übertragungspunkt auf die Bahnstützvorrichtung 200 übertragen, die ein foraminöses Untergrundelement mit einem Gewebestoff 1220 und eine Bahnmusterungsschicht 250 aus einem lichtempfndlichen Harz aufweist. Eine Druckdifferenz von etwa 16 Inch Mercury wird verwendet, um die Bahn auf die Bahnstützvorrichtung 200 zu übertragen. Das foraminöse Untergrundelement hat eine 5-fachige Satin-Bindungskonfiguration mit 68 Monofilamenten pro Inch in Maschinenrichtung und 51 Monofilamenten in Quermaschinenrichtung, wobei die Filamente in Maschinenrichtung einen Durchmesser von etwa 0,22 mm haben und die Filamente in Quermaschinenrichtung einen Durchmesser von 0,29 mm haben. Ein solches foraminöses Untergrundelement wird hergestellt durch Appleton Wire Company, Appleton, Wisconsin.
Die Bahnmusterungsschicht 250 hat eine die kontinuierliche Netzwerkbahn berührende Oberfläche 260 mit einem vorspringenden Bereich, welcher zwischen etwa 30 und etwa 40% des vorspringenden Bereichs der Vorrichtung 200 beträgt. Die Differenz zwischen der Höhe 1231 der bahnberührenden Oberfläche des foraminösen Untergrundelements und der Höhe 261 der die kontinuierliche Netzwerkbahn berührenden Oberfläche 260 beträgt etwa 0,001 Inch (0,0254 mm).
Die Bahn wird auf die Vorrichtung 200 übertragen, um eine Bahn 545 zu schaffen, die auf der Vorrichtung 200 abgestützt ist und eine im wesentlichen glatte zweite. Oberfläche 549 aufweist, wie in Fig. 15B gezeigt ist. Ein weiteres Entwässern wird durch eine vakuumunterstützte Drainage und durch eine Lufttrocknung herbei geführt, wie dies durch die Vorrichtungen 600, 620 und 650 dargestellt ist, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von etwa 65% hat.
Eine Übertragung auf den Yankee-Trockner am Spalt 800 wird durch eine Druckwalze 900 bewirkt. Die Oberfläche 250 und die Oberflächen 1230 werden auf die erste Oberfläche 547 der Bahn 545 gedrückt, um eine gemusterte Oberfläche 547 zu schaffen. Im wesentlichen wird die Gesamtheit der zweiten Oberfläche 549 an der Oberfläche 875 der Yankee-Trocknertrommel 880 unter Verwendung eines auf Polyvinylalkohol basierenden Krepphaftmittels angehaftet. Der Spaltdruck im Spalt 800 beträgt wenigstens etwa 400 pli.
Die Bahnkonsistenz wird auf zwischen etwa 90% und 100% vor dem trockenen Kreppen der Bahn von der Oberfläche 875 mit der Abstreichklinge 1000 erhöht. Die Abstreichklinge hat einen Neigungswinkel von etwa 25 Grad und ist in Bezug auf den Yankee-Trockner so positioniert, daß ein Auftreffwinkel von etwa 81 Grad geschaffen ist; der Yankee-Trockner arbeitet bei 800 fpm (Fuß pro Minute) (etwa 244 Meter pro Minute). Die trockene Bahn wird bei einer Geschwindigkeit von 650 fpm (200 Meter pro Minute) in eine Rolle geformt.
Die gemäß dem vorstehenden Verfahren hergestellte Bahn wird in ein dreischichtiges, einlagiges Toilettentissuepapier umgewandelt. Das einlagige Toilettentissuepapier hat ein Basisgewicht von etwa 17,5 Pfund pro 3000 Quadratfuß, enthält etwa 0,02 Gew.-% des zeitweise naßfesten Harzes und etwa 0,01 Gew.-% des Entbinders.
Wichtig ist, daß das sich ergebende einlagige Tissuepapier weich, absorbierend und zur Verwendung als Toilettentissue geeignet ist. Die einlagige Tissuebahn hat die folgenden Eigenschaften:
Basisgewicht: 17,5 lb/3000 sq. ft (28,5 g/m²)
Makro-Stärke: 13,6 mil (0,0136 Inch) (0,345 mm)
Fülldichte: 0,08 g/cm³
Oberflächenglätte
der Oberfläche 22: 890
Oberflächenglätte
der Oberfläche 24: 1070
Glätteverhältnis: 1,20

Beispiel 2:

Dieses Beispiel liefert eine zweischichtige Tissuebahn, die mit der in den Fig. 14A, B und 15A-C gezeigten, Papier machenden Vorrichtung hergestellt wurde.
Ein 3 Gew.-% wäßriger Brei aus NSK wird in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Ein 2% Lösung eines zeitweise naßfesten Harzes (z. B. PAREZ® 750, vermarktet durch American Cyanamid Company aus Stanford, Ct.) wird dem NSK- Vorratsrohr mit einem Anteil von 0,2 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Der NSK-Brei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt. Zweitens wird ein 3 Gew.-% wäßriger Brei aus Eukalyptusfasern in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Eine 2% Lösung des Entbinders (das heißt, ADOGEN® 442, vermarktet durch Witco Corporation aus Dublin, OH) wird dem Eukalyptus- Vorratsrohr mit einem Anteil von 0,1 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Der Eukalyptusbrei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt.
Die zwei Stoffströme (Strom 1 = 100% NSK/Strom 2 = 100% Eukalyptus) werden im Stoffauflaufkasten gemischt und auf einem Fourdrinier-Sieb 542 abgelagert, um eine embryonische Bahn zu bilden, die NSK- und Eukalyptusfasern enthält. Ein Entwässern tritt durch das Fourdrinier-Sieb hindurch auf und wird durch einen Deflektor und durch Vakuumkästen unterstützt. Das Fourdrinier-Sieb hat eine 5- fachige, Satin-Bindungskonfiguration mit 110 (43 pro cm) Monofilamenten pro Inch in Maschinenrichtung und 95 (37 pro cm) Monofilamenten pro Inch in Quermaschinenrichtung.
Die embryonische nasse Bahn wird von dem Fourdrinier-Sieb bei einer Faserkonsistenz von etwa 8% an den Übertragungspunkt auf eine Bahnstützvorrichtung 200 mit einem Gewebestoff 1220 und einer Bahnmusterungsschicht 250 mit einer kontinuierlichen Netzwerkoberfläche 260 übertragen.
Die embryonische nasse Bahn wird von dem Fourdrinier-Sieb bei einer Faserkonsistenz von etwa 8% an der Übertragungsstelle auf die Vorrichtung 200 übertragen, um eine Bahn 545 mit einer im wesentlichen glatten, makroskopisch monoplanaren Oberfläche 549 und einer Oberfläche 547, welche sich an die Oberflächen 1230 und die Oberfläche 260 anpaßt, zu schaffen. Eine Druckdifferenz von etwa 16 Inch Mercury (40,6 cm) wird verwendet, um die Bahn auf die Vorrichtung 200 zu übertragen. Der Gewebestoff 1220 hat eine 3-fachige Satin-Bindungskonfiguration mit 79 (31 pro cm) Monofilamenten pro Inch in Maschinenrichtung und 67 (26 pro cm) Monofilamenten pro Inch in Quermaschinenrichtung, wobei die Filamente in Maschinenrichtung einen Durchmesser von etwa 0,18 mm haben und die Filamente in Quermaschinenrichtung einen Durchmesser von etwa 0,21 mm haben. Ein solches foraminöses Untergrundelement wird hergestellt von Appleton Wire Company, Appleton Wisconsin.
Die Bahnmusterungsschicht 250 hat eine bahnberührende obere Oberfläche 260 mit einem Vorsprungsgebiet, welches zwischen etwa 30 und etwa 40% des Vorsprungsgebietes der Vorrichtung 200 beträgt. Die Differenz zwischen der Höhe 1231 der bahnberührenden Oberfläche 1230 und der Höhe 261 der Oberfläche 260 beträgt etwa 1 mil (0,01 Inch, 0,0254 mm).
Ein weiteres Entwässern der Bahn 545 wird durch eine vakkuumunterstützte Drainage und durch Lufttrocknung herbei geführt, wie dies durch die Vorrichtungen 600, 620 und 650 dargestellt ist, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von etwa 65% hat. Die Übertragung auf den Yankee-Trockner wird an dem Spalt 800 bewirkt, der zwischen einer Druckwalze 900 und der Yankee-Trocknertrommel 880 ausgebildet ist.
Die Oberfläche 250 und die Oberflächen 1230 werden auf die erste Oberfläche 547 der Bahn 545 gedrückt, um eine gemusterte Oberfläche 547 zu schaffen. Im wesentlichen die Gesamtheit der zweiten Oberfläche 549 wird an die Oberfläche 875 der Yankee-Trocknertrommel 880 unter Verwendung eines auf Polyvinylalkohol basierenden Krepphaftmittels angehaftet. Der Spaltdruck in Spalt 800 beträgt wenigstens 400 pli (70,9 kg pro cm).
Die Bahnkonsistenz wird zwischen etwa 90% und 100% vor dem Trockenkreppen der Bahn mit einer Abstreichklinge 1000 erhöht. Die Abstreichklinge hat einen Neigungswinkel von etwa 25 Grad und ist in Bezug auf den Yankee-Trockner so positioniert, daß ein Auftreffwinkel von etwa 81 Grad geschaffen ist; der Yankee- Trockner wird bei etwa 800 fpm (Fuß pro Minute) (etwa 244 Meter pro Minute) betätigt. Die trockene Bahn wird mit einer Geschwindigkeit von 650 fpm (200 Meter pro Minute) in eine Rolle geformt.
Die Bahn wird konvertiert, um ein zweilagiges Badezimmer-Tissuepapier zu schaffen. Jede Lage hat ein Basisgewicht von etwa 12,8 Pfund pro 3000 Quadratfuß (20,8 g/m²) und enthält etwa 0,02% des zeitweise naßfesten Harzes und etwa 0,01% des Entbindungsmittels.
Das sich ergebende zweilagige Tissuepapier ist weich, absorbierend und für die Verwendung als Badezimmertissue geeignet. Jede Lage hat die folgenden Eigenschaften:
Basisgewicht: 12,8 lb/3000 sq ft (20,8 g/m²)
Makro-Stärke: 11,4 mil (289 um)
Fülldichte: 0,07 g/cm³
Oberflächenglätte
der Oberfläche 22: 850
Oberflächenglätte
der Oberfläche 24: 1006
Glätteverhältnis: 1,18

Beispiel 3:

Dieses Beispiel liefert ein zweilagiges Tissuepapier, wobei jede Lage drei Schichten hat und jede Lage mit einer Papier machenden Vorrichtung des in den Fig. 8A, B und 9A-C gezeigten Typs hergestellt ist.
Ein 3 Gew.-% wäßriger Brei aus Northern Softwood Kraft (NSK) Fasern wird unter Verwendung eines herkömmlichen Repulpers hergestellt. Eine 2% Lösung des zeitweise naßfesten Harzes (das heißt, National Starch 78-0080, vermarktet durch National Starch and Chemical Corporation aus New York, New York) wird dem NSK-Vorratsrohr in einem Anteil von 0,2 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Der NSK-Brei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt. Zweitens wird ein 3 Gew.-% wäßriger Brei aus Eukalyptusfasern unter Verwendung eines herkömmlichen Repulpers hergestellt. Eine 2% Lösung des Entbinders (das heißt, ADOGEN® 442, vermarktet durch Witco Corporation aus Dublin, OH) wird einem der Eukalyptus-Vorratsrohre in einem Anteil von 0,1 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Der Eukalyptusbrei wird an der Fächerpumpe auf etwa 0,2% Konsistenz verdünnt.
Drei individuell behandelte Stoffströme (Strom 1 = 100% NSK; Strom 2 = 100% Eukalyptus, beschichtet mit Entbinder; Strom 3 = 100% Eukalyptus) werden durch den Stoffauflaufkasten getrennt gehalten und auf einem Fourdrinier-Sieb abgelagert, um eine dreischichtige embryonische Bahn zu bilden, die eine äußere Eukalyptusschicht, eine entbundene Eukalyptusschicht und eine NSK-Schicht enthält. Eine Entwässern tritt durch das Fourdriniert-Sieb hindurch auf und wird durch einen Deflektor und durch Unterdruckkästen unterstützt. Das Fourdrinier-Sieb hat eine 5- fachige Satin-Bindungskonfiguration mit 110 (43 pro cm) Monofilamenten pro Inch in Maschinenrichtung bzw. 95 (37 pro cm) Monofilamenten pro Inch in Quermaschinenrichtung:
Die embryonische nasse Bahn wird von dem Fourdrinierdraht bei einer Faserkonsistenz von etwa 8% am Übertragungpunkt auf eine Bahnstützvorrichtung 200 mit einer entwässernden Filzschicht 220 und einer Bahnmusterungsschicht 250 mit einem lichtempfindlichen Harz übertragen.
Das entwässernde Filz 220 ist ein Amflex 2 Druckfilz, hergestellt durch Appleton Mills aus Appleton, Wisconsin. Das Filz 220 umfaßt eine Masse von Polyesterfasern. Die Masse hat einen Oberflächendenier von 3, einen Substratdenier von 10-15. Die Filzschicht 220 hat ein Basisgewicht von 1436 g/m², eine Stärke von etwa 3 mm und eine Luftdurchlässigkeit von etwa 30 (0,85 m³/min) bis etwa 40 scfm (1,13 m³/min).
Die Bahnmusterungsschicht 250 umfaßt eine bahnberührende Oberfläche 260 mit kontinuierlichem Netzwerk, die eine Vorsprungsfläche von etwa 30 bis etwa 40% der Vorsprungsfläche der Bahnstützvorrichtung 200 hat. Die Differenz zwischen der Höhe 261 der Oberfläche 260 und der Höhe 231 der Filzoberfläche 230 beträgt etwa 0,05 Inch (0,127 mm).
Die embryonische Bahn wird auf die Vorrichtung 200 übertragen, um eine Bahn 545 zu schaffen, die auf der Vorrichtung 200 abgestützt ist und eine makroskopisch monoplanare, im wesentlichen glatte Oberfläche 549 aufweist. Die Übertragung wird an der Vakuumübertragungsstelle mit einer Druckdifferenz von etwa 20 Inch Mercury (50,8 cm) unterstützt.
Ein weiteres Entwässern wird durch eine vakuumunterstützte Drainage herbei geführt, wie beispielsweise durch eine Vorrichtung 620, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von etwa 25% hat. Die Bahn 545 wird dann angrenzend an die Dampfhaube 2880 und in den zwischen der Unterdruckwalze 900 und der Yankee- Trocknertrommel 880 geformten Spalt 800 transportiert.
Die Oberfläche 260 wird in die Oberfläche 547 der Bahn 545 am Spalt 800 eingedrückt, indem die Bahn 545 und die Bahnstützvorrichtung 200 zwischen der Unterdruckwalze 900 und der Yankee-Trocknertrommel 880 mit einem Spaltdruck von etwa 400 pli (70,9 kg pro em) gepreßt wird. Ein Krepphaftmittel wird verwendet, um die Bahn an den Yankee-Trockner anzuhaften. Die Faserkonsistenz wird auf wenigstens etwa 90% vor dem Trockenkreppen der Bahn mit einer Abstreichklinge erhöht. Die Abstreichklinge hat einen Neigungswinkel von etwa 25 Grad und ist in Bezug auf den Yankee-Trockner so positioniert, daß ein Auftreffwinkel von etwa 81 Grad geschaffen wird; der Yankee-Trockner wird bei etwa 800 fpm (Fuß pro Minute) (etwa 244 Meter pro Minute) betrieben. Die trockene Bahn wird bei einer Geschwindigkeit von 650 fpm (198 Meter pro Minute) in eine Rolle geformt.
Die Bahn wird in ein zweilagiges Badezimmer-Gesichtstissuepapier konvertiert, wobei jede Lage drei Faserschichten aufweist. Das zweilagige Toilettentissuepapier enthält etwa 1,0% des zeitweise naßfesten Harzes und etwa 0,1% des Entbinders. Jede Lage hat die Folgenden Eigenschaften:
Basisgewicht: 9,8 lb/3000 sq. ft (15,9 g/m²)
Makro-Stärke: 6 mil (152 um)
Fülldichte: 0,10 g/cm³
Oberflächenglätte
der Oberfläche 22: 740
Oberflächenglätte
der Oberfläche 24: 960
Glätteverhältnis: 1,30

Beispiel 4:

Dieses Beispiel liefert eine Tissuebahn, die mit der Papier machenden Vorrichtung des in den Fig. 8A, B und 9A-C gezeigten Typs hergestellt wurde.
Ein 3 Gew.-% wäßriger Brei aus Northern Softwood Kraft wird in einem herkömmlichen Repulper hergestellt. Eine 2% Lösung des zeitweise naßfesten Harzes (PA- REZ® 750) wird dem NSK-Vorratsrohr in einem Anteil von 0,2 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Der NSK-Brei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt. Zweitens wird ein 3 Gew.-% wäßriger Brei aus Eukalyptusfasern unter Verwendung eines herkömmlichen Repulpers hergestellt. Eine 2% Lösung des Entbinders (ADOGEN® 442) wird dem Eukalyptus-Vorratsrohr in einem Anteil von 0,1 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Der Eukalyptusbrei wird an der Fächerpumpe auf etwa 0,2% Konsistenz verdünnt.
Die zwei einzeln behandelten Stoffströme (Strom 1 = 100% NSK; Strom 2 = 100% Eukalyptus) werden durch den Stoffauflaufkasten gemischt und auf einem Fourdrinier-Sieb abgelagert, um eine einschichtige Bahn aus NSK-Fasern und beschichteten Eukalyptusfasern zu formen, wobei die Eukaklyptusfasern mit Entbinder beschichtet sind. Ein Entwässern erfolgt durch das Fourdrinier-Sieb hindurch und wird durch einen Deflektor und Vakuumkästen unterstützt. Das Fourdrinier-Sieb hat eine 5-fachige Satin-Bindungskonfiguration mit 110 Monofilamenten pro Inch in Maschinenrichtung und 95 Monofilamenten pro Inch in Quermaschinenrichtung.
Die embryonische Bahn wird von dem Fourdrinierdraht bei einer Faserkonsistenz von etwa 8% am Punkt der Übertragung auf eine Bahnstützvorrichtung 200 mit einer entwässernden Filzschicht 220 und einer Bahnmusterrungsschicht 250 aus lichtempfindlichem Harz übertragen.
Das entwässernde Filz 220 ist ein Amflex 2 Druckfilz, hergestellt durch Appleton Mills aus Appleton, Wisconsin. Die Bahnmusterungsschicht 250 umfaßt eine kontinuierliche bahnberührende Oberfläche 260. Die Bahnmusterungsschicht 250 hat ein Vorsprungsgebiet gleich etwa 35% des Vorsprungsgebietes der Bahnstützvorrichtung 200. Die Differenz in der Höhe zwischen der oberen bahnberührenden Oberfläche 260 und der ersten Filzoberfläche 230 beträgt etwa 0,05 Inch (0,127 mm).
Die embryonische Bahn wird auf die Bahnstützvorrichtung 200 übertragen und in einem ersten Ablenkschritt abgelenkt, um eine im wesentlichen monoplanare Bahn 545 zu bilden. Eine Übertragung an der Vakuumübertragungsstelle mit einer Druckdifferenz von etwa 20 Inch Mercury ist vorgesehen. Ein weiteres Entwässern wird durch eine vakuumunterstützte Drainage herbei geführt, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von etwa 25% hat. Die Bahn 545 wird durch die Bahnstützvorrichtung 200 angrenzend an die Dampfhaube 2800 und in den Spalt 800 befördert, der zwischen der Unterdruckwalze 900 und der Yankee-Trommel 880 ausgebildet ist. Die Bahn 545 wird dann gegen die Kompaktionsoberfläche 875 der Yankee- Trocknertrommel 880 mit einem Komprimierungsdruck von wenigstens etwa 400 pli kompaktiert. Ein auf Polyvinylalkohohl basierendes Krepphaftmittel wird verwendet, um die kompaktierte Bahn an den Yankee-Trockner anzuhaften. Die Faserkonsistenz wird auf wenigstens etwa 90% vor dem Trockenkreppen der Bahn von der Oberfläche der Trocknertrommel 880 mit einer Abstreichklinge erhöht. Die Abstreichklinge hat einen Neigungswinkel von etwa 25 Grad und ist in Bezug auf den Yankee-Trockner so positioniert, daß ein Auftreffwinkel von etwa 81 Grad geschaffen ist; der Yankee-Trockner wird bei etwa 800 fpm (Fuß pro Minute) (etwa 244 Meter pro Minute) betrieben. Die trockene Bahn wird bei einer Geschwindigkeit von 650 fpm (200 Meter pro Minute) in eine Rolle geformt.
Die Bahn wird konvertiert, um ein einschichtiges, zweilagiges Badezimmertissuepapier zu schaffen. Jede Lage des zweilagiges Badezimmertissuepapiers hat ein Basisgewicht von etwa 12,6 Pfund pro 3000 Quadratfuß (20,3 g pro m²) und enthält etwa 0,2 Gew.-% des zeitweise naßfesten Harzes und etwa 0,1 Gew.-% des Entbinders.
Das resultierende zweilagige Tissuepapier ist weich, absorbierend und ist für eine Verwendung als Badezimmertissue geeignet.
Die Tissuebahn hat die folgenden Eigenschaften:
Basisgewicht: 12,6 lb/3000 sq ft (20,5 g/m²)
Makro-Stärke: 8,8 mil (223 um)
Fülldichte: 0,092 g/cm³
Oberflächenglätte
der Oberfläche 22: 890
Oberflächenglätte
der Oberfläche 24: 1050
Glätteverhältnis: 1,18

VORHERGESAGTES BEISPIEL:

Das folgende prophezeite Beispiel stellt ein Verfahren zum Herstellen eines zweilagigen Tissuepapiers unter Verwendung einer Papier machenden Anlage des in den Figurern 8A, B und 9A-C gezeigten Typs dar.
Ein 3 Gew.-% wäßriger Brei aus Northern Softwood Kraft wird hergestellt in einem herkömmlichen Repulper. Eine 2% Lösung des zeitweise naßfesten Harzes (das heißt, PAREZ® 750, vermarktet durch American Cynamid Corporation aus Stanfor, CT) wird dem NSK-Vorratsrohr in einem Anteil von 0,2 Gew.-% der Trockenfassern hinzu gegeben. Der NSK-Brei wird auf etwa 0,2% Konsistenz an der Fächerpumpe verdünnt. Zweitens wird ein 3 Gew.-% wäßriger Brei aus Eukalyptusfasern unter Verwendung eines herkömmlichen Repulpers hergestellt. Eine 2% Lösung des Entbinders (das heißt, ADOGEN® 442, vermarktet durch Witco Company aus Dublin, OH) wird dem Eukalyptus-Vorratsrohr in einem Anteil von 0,1 Gew.-% der Trockenfasern hinzu gegeben. Der Eukalyptusbrei wird an der Fächerpumpe auf etwa 0,2% Konsistenz verdünnt.
Die zwei einzeln behandelten Stoffströme (Strom 1 = 100% NSK; Strom 2 = 100% Eukalyptus) werden durch den Stoffauflaufkasten gemischt und auf einem Fourdrinier-Sieb abgelagert, um eine einschichtige Bahn aus NSK-Fasern und Eukalyptusfasern zu formen, wobei die Eukalyptusfasern mit Entbinder beschichtet sind. Ein Entwässern tritt durch das Fourdrinier-Sieb hindurch auf und wird durch einen Deflektor und durch Unterdruckkästen unterstützt. Das Fourdrinier-Sieb hat eine 5- fachige Satin-Bindungskonfiguration mit einer 110 Monofilamenten pro Inch in Maschinenrichtung und 95 Monofilamenten pro Inch in Quermachinenrichtung.
Die embryonische nasse Bahn wird von dem Fourdrinierdraht bei einer Faserkonsistenz von etwa 10% am Punkt der Übertragung auf eine Bahnstützvorrichtung 200 mit einer entwässernden Filzschicht 220 und einer Bahnmusterungsschicht 250 aus lichtempfindlichem Harz überführt.
Das entwässernde Filz 220 ist eine Amflex 2 Druckfilz, hergestellt durch Appelton Mills aus Appleton, Wisconsin: Die Bahnmusterungsschicht 250 umfaßt eine kontinuierliche Bahnmusterungsschicht 250 mit etwa 69 bilateral versetzten, ovalförmigen Öffnungen 270 pro Quadratinch der bahnberührenden Oberfläche 220. Die Bahnmusterrungsschicht 250 hat ein Vorsprungsgebiet gleich etwa 35% des Vorsprungsgebietes der Bahnstützvorrichtung 200. Die Differenz in der Höhe zwischen der oberen bahnberührenden Oberfläche 260 und der ersten Filzoberfläche 230 beträgt etwa 0,05 Inch (0,127 Millimeter).
Die embryonische Bahn wird auf die Bahnstützvorrichtung 200 übertragen, um eine im wesentlichen monoplanare Bahn 545 zu formen. Die Übertragung ist an der Vakuumübertragungsstelle mit einer Druckdifferenz von etwa 20 Inch Mercury vorgesehen. Ein weiteres Entwässern wird durch eine vakuumunterstützte Drainage herbei geführt, bis die Bahn eine Faserkonsistenz von etwa 30% hat. Die Bahn 545 wird durch die Bahnstützvorrichtung 200 zu dem Spalt 800 transportiert: Die Unterdruckwalze 900 hat eine Komprimierungsoberfläche 910 mit einer Härte von etwa 60 P&J. Die Bahn 545 wird dann gegen die Kompaktionsoberfläche 875 der Yankee-Trocknertrommel 880 kompaktiert, indem die Bahn 545 und die Bahnstützvorrichtung 200 zwischen der Komprimierungsoberfläche 910 und der Oberfläche der Yankee-Trocknertrommel 880 bei einem Komprimierungsdruck von wenigstens etwa 400 pli gepreßt wird. Ein auf Polyvinylalkohol basierendes Krepphaftmittel wird verwendet, um die kompaktierte Bahn an den Yankee-Trockner anzuhaften. Die Faserkonsistenz wird auf wenigstens etwa 90% vor einem Trockenkreppen der Bahn von der Oberfläche der Trocknertrommel 880 mit einer Abstreichklinge erhöht. Die Abstreichklinge hat einen Neigungswinkel von etwa 20 Grad und ist in Bezug auf den Yankee-Trockner so positioniert, daß ein Neigungswinkel von etwa 76 Grad geschaffen ist; der Yankee-Trockner wird bei etwa 450 fpm (Fuß pro Minute) (etwa 1372 Meter pro Minute) betrieben. Die trockne Bahn wird bei einer Geschwindigkeit von 3690 fpm (1125 Meter pro Minute) in eine Rolle geformt.
Die Bahn wird konvertiert, um ein zweilagiges Badezimmertissuepapier zu schaffen. Jede Lage des zweilagigen Badezimmertissuepapiers kann ein Basisgewicht haben von etwa 12,5 Pfund pro 3000 Quadratfuß und enthält etwa 0,2 Gew.-% des zeitweise naßfesten Harzes und etwa 0,1 Gew.-% des Entbinders. Das resultierende zweilagige Tissuepapier ist weich, absorbierend und ist für eine Verwendung als Badezimmertissue geeignet.

ANALYSEVERFAHREN

Eine Messung der Dicke und der Höhe von Papiermerkmalen:

Die Lage der Ebene 23 der Region 30, die Dicke der Region 30 und die Dicke der Region 50 werden unter Verwendung von microtomisierten Querschnitten der Papierbahn bestimmt. Ein Beispiel einer solchen Mikrophotographie ist in Fig. 3 gezeigt, wo die Lage der Ebene 23 zusammen mit der Dicke P der Region 50 und der Dicke K der Region 30 angegeben ist.
Zehn Beispiele, jeweils mit Maßen von etwa 2,54 mal 5,1 Zentimeter (1 Inch mal 2 Inch), sind zufällig aus einem Blatt oder Rolle Tissuepapier ausgewählt. Falls aus einem einzelnen Blatt zehn Proben nicht erhältlich sind, darin können zusätzliche Blätter, die unter den gleichen Bedingungen hergestellt wurden (vorzugsweise die gleiche Mutterrolle) verwendet werden. Microtome jeder Probe werden hergestellt, indem jede Probe auf einem steifen Kartonhalter gestapelt wird. Der Kartonhalter wird in eine Siliciumform gelegt. Die Papierprobe wird in ein Harz eingetaucht, wie einem Merigraph Photopolymer, hergestellt durch Hercules, Inc..
Die Probe wird gehärtet, so daß das Harzgemisch ausgehärtet ist. Die Probe wird aus der Siliciumform entnommen. Vor dem Eintauchen in ein Photopolymer wird die Probe mit einem Bezugspunkt markiert, um akkurat bestimmen zu können, wo die Microtomschnitte gemacht werden. Vorzugsweise wird der gleiche Bezugspunkt sowohl in der Draufsicht (z. B. Fig. 4) als auch in verschiedenen Schnittansichten (z. B. Fig. 3) der Probe der Bahn 20 verwendet.
Die Probe wird in einem Modell 860 Microtom angeordnet, das durch die American Optical Company aus Buffalo, New York, verkauft wird und nivelliert. Die Kante der Probe wird durch das Microtom in Scheiben entfernt, bis eine glatte Oberfläche erscheint.
Ein ausreichende Anzahl von Scheiben wird von der Probe entfernt, so daß die verschiedenen Regionen der Papierbahn (z. B. 30 und 50) akkurat rekonstruiert werden können. Für die hier beschriebene Ausführungsform werden Scheiben mit einer Dicke von etwa 60 Micron pro Scheibe von der glatten Oberfläche abgenommen. Mehrere Scheiben können erforderlich sein, so daß die Dicken P und K festgestellt sind.
Eine Probenscheibe wird auf einem Objektträger Ihr ein Mikroskop unter Verwendung von Öl und einem Deckglas montiert. Der Träger und die Probe werden in einem Lichttransmissionsmikroskop montiert und bei etwa 40X Vergrößerung beobachtet. Mikrophotographien werden entlang der Scheibe genommen und die einzelnen Mikrophotographien werden in Reihen angeordnet, um das Profil der Scheibe zu rekonstruieren. Die Dicken und die Höhen können aus dem rekonstruierten Profil bestimmt werden, wie in Fig. 3 dargestellt ist, welche eine Mikrophotographie eines Querschnitts einer Papierstruktur des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Typs ist.
Die Dicken werden unter Verwendung eines Hewlett Packard ScanJet IIC Farb- Flachbettscanner nachgewiesen, um die Mikrophotographie zu scannen und die Mikrophotographie in einem Bild-Dateiformat auf einem Personalcomputer zu speichern. Die Hewlett Packard Scan-Software ist die DeskScan II Version 1.6. Die Scannereinstellungen sind schwarzweiß Photo. Der Weg ist LaserWriter NT, NTX. Die Einstellung für Helligkeit und Kontrast beträgt 125. Der Maßstab beträgt 100%.
Die Datei scannt und wird in einem Bilddateiformat auf einem Macintosh IICi Computer gespeichert. Die Bilddatei wird mit einem geeigneten Photobild- Softwarepaket oder einem CAD-Programm, wie PowerDraw Version 6.0, erhältlich von Engineered Software aus North Carolina, geöffnet.
Mit Bezug auf Fig. 3 sind die Dicken der Region 30 und 50 durch Kreise angegeben, deren Durchmesser mit K bzw. P angegeben sind. Zuerst wird der größte Kreis, der in der zu untersuchenden Region 50 umschrieben werden kann, unter Verwendung der PowerDraw-Software gezogen. Der Durchmesser dieses Kreises ist mit P angegeben. Die Dicke P der Region 50 ist der Durchmesser dieses Kreises, multipliziert mit den geeigneten Maßstabsfaktoren (der Maßstabsfaktor ist die Vergrößerung der Mikrophotographie, multipliziert mit der Vergrößerung des abgetasteten Bildes).
Als nächstes werden die kleinsten Kreise, die in den Bereichen der Region 30 auf beiden Seiten der Region 50 umschrieben werden können, gezogen. Die Durchmesser dieser Kreise werden mit K angegeben. Die Dicke K der Region 30 angrenzend an die Region 50 ist der Mittelwert der zwei Durchmesser multipliziert mit dem oben erwähnten Maßstabsfaktor.
Die Ebene der Region 30 angrenzend an die Region 50 wird eingegrenzt durch Ziehen einer Linie, welche die Mittelpunkte der zwei Kreise mit dem Durchmesser K verbindet, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.
Für jede der zehn Proben werden alle Auftritte einer relativ dickeren Region 50, die zwischen relativ dünneren Bereichen einer Region 30 angeordnet sind, untersucht. Für jeden Fall, in welchem eine relativ dünnere Region 30 auf beiden Seiten einer relativ dickeren Region 50 identifiziert wird, wird die Linie gezogen, welche die Ebene 23 repräsentiert. Falls diese Linie die Region 50 in wenigstens 25% der Auftritte schneidet, dann wird das Papier, von welchem die Proben genommen wurden, bezeichnet, daß dieses relativ dickere Regionen hat, die in der Ebene der relativ dicken Regionen angeordnet sind, gemäß der vorliegenden Erfindung. Falls z. B. die zehn Proben 50 Auftritte einer relativ dünneren Region 30 auf beiden Seiten der relativ dickeren Regionen 50 ergeben, dann werden die relativ dickeren Regionen 50 so bezeichnet, daß diese in der Ebene der relativ dünneren Region 30 angeordnet sind, falls, und nur dann, die gezogene Linie, welche die Ebene 23 repräsentiert, die dickere Region 50 in wenigstens 13 der 50 Auftritte schneidet.

Oberflächenglätte:

Die Oberflächeglätte einer Seite einer Papierbahn wird basierend auf dem Verfahren zum Messen physiologischer Oberflächenglätte (PSS) gemessen, wie dieses ausgeführt ist in der International Papier Physics Conference 1991, TAPPI Buch 1, Artikel unter der Bezeichnung "Methods for the Measurement of the Mechanical Properties of Tissue Paper" von Ampulski et al., gefunden auf Seite 19, welcher Artikel hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist. Die PSS-Messung, wie sie hier verwendet wird, ist die Punktum-Punkt-Summe von Amplitudenwerten, wie dies in dem obigen Artikel beschrieben ist. Die Meßverfahren, die in dem Artikel angegeben sind, sind auch allgemein beschrieben in den US Patenten 4,959,125, veröffentlicht für Spendel und 5,059,282, veröffentlicht für Ampulski et al., wobei diese Patente hier durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Zu Zwecken des Testens der Papierproben der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren zum Messen der PSS in dem obigen Artikel verwendet, um eine Oberflächenglätte zu messen, und zwar mit den folgenden Verfahrensmodifikationen:
Statt Importierens von digitalisierten Datenpaare (Amplitude und Zeit) in die SAS- Software für 10 Proben, wie im obigen Artikel beschrieben, wird die Oberflächen- Glättemessung durchgeführt, indem Daten für 10 Proben aufgenommen, digitalisiert und statistisch verarbeitet werden, und zwar unter Verwendung der LABVIEW Makensoftware, erhältlich von National Instruments aus Austin, Texas. Jedes Amplitudenspektrum wird unter Verwendung des "Amplitude and Phase Spectrum.vi" Moduls in dem LABVIEW Softwarepaket generiert, wobei "Amp Spectrum Mag Vrms" als das Ausgangsspektrum ausgewählt ist. Ein Ausgangsspektrum wird für jede der 10 Proben erhalten.
Jedes Ausgangsspektrum wird dann geglättet unter Verwendung der folgenden Gewichtungsfaktoren in LABVIEW: 0,000246, 0,000485, 0,00756, 0,062997. Diese Gewichtungsfaktoren werden ausgewählt, um die vorgesehene Glätte zu imitieren, wie durch die Faktoren 0,0039, 0,0077, 0,120, 1,0 bereit gestellt werden, die in dem obigen Artikel für das SAS-Programm spezifiziert wurden.
Nach dem Glätten wird jedes Spektrum unter Verwendung der Frequenzfilter gefiltert, die in dem obigen Artikel spezifiziert wurden. Der Wert des PSS, in Micron, wird dann berechnet, wie dies in dem oben Artikel beschrieben wurde, und zwar für jedes einzeln gefilterte Spektrum. Die Oberflächeglätte der Seite einer Papierbahn ist der Mittelwert von 10 PSS-Werten, gemessen von den 10 Proben, die von der gleichen Seite der Papierbahn genommen wurden. Ebenso kann die Oberflächenglätte der entgegen gesetzten Seite der Papierbahn gemessen werden. Das Glätteverhältnis wird erhalten durch Teilen des höheren Wertes der Oberflächenglätte, entsprechend der mehr texturierten Seite der Papierbahn, durch den geringeren Wert der Oberflächenglätte, entsprechend der glatteren Seite der Papierbahn.

Basisgewicht:

Das Basisgewicht wird gemessen gemäß dem folgenden Verfahren:
Das zu messende Papier wird bei 71 bis 75 Grad Fahrenheit (21,7-23,8 Grad Celsius) bei 48 bis 52 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit für ein Minimum von 2 Stunden konditioniert. Das konditionierte Papier wird geschnitten, um zwölf Proben mit den Maßen 3,5 Inch mal 3,5 Inch (8,9 cm mal 8,9 cm) bereit zu stellen. Die Proben werden geschnitten, sechs Proben gleichzeitig, und zwar mit einem geeigneten Druckplattenschneider, wie einem Thwing-Albert Alfa Hydraulic Pressure Sample Cutter, Modell 240-10. Die zwei Stapel zu sechs Proben werden dann zu einem 12-lagigen Stapel kombiniert und für wenigstens 15 zusätzliche Minuten bei 71 bis 75 F (21,7 bis 23,8ºC) und bei 48 bis 52 Prozent Luftfeuchtigkeit konditioniert.
Der 12-lagige Stapel wird dann gewogen und auf einer kalibrierten Analysewaage gewogen. Die Waage wird in dem gleichen Raum gehalten, in welchem die Proben konditioniert wurden. Eine geeignete Waage wird hergestellt durch Sartorius Instrument Company, Modell A200S. Die Gewicht ist das Gewicht in Gramm eines 12-lagigen Stapels des Papiers, wobei jede Lage eine Fläche von 12,25 Quadratinch (79 cm²) hat.
Das Basisgewicht der Papierbahn (das Gewicht pro Einheitsfläche einer einzelnen Lage) wird berechnet in Einheiten von Pfund (0,45 kg) pro 3000 Quadratfuß (278,7 m²), und zwar unter Verwendung der folgenden Gleichung:

Gewicht von 12-lagigem Stapel (Gramm) · 3000 · 144 sq Inch pro sq ft

(453,6 g/1b) · (12 Lagen) · (12,25 sq. in. pro Lage)
Oder einfach: Basisgewicht (lb/3000 ft²) = Gewicht von 12-lagigem Stapel (g) · 6,48

Die Makro-Stärke oder Trockenstärke:

Die Makro-Stärke oder Trockenstärke wird gemessen unter Verwendung des Verfahrens zum Messen einer Trockenstärke, das offenbart ist in US Patent 4,469,735, veröffentlicht am 04. September 1984 für Trokhan.

Fülldichte:

Die Fülldichte ist das Basisgewicht der Bahn, geteilt durch die Makro-Stärke der Bahn.

Absorptionskapazität:

Die Absorptionskapazität einer Bahn wird gemessen unter Verwendung des Horizontal Absorbative Capacity Tests, der offenbart ist in dem oben genannten US Patent 4,469,735.

Messung der Bahnstützvorrichtung:

Die Höhendifferenz zwischen der Höhe 231 der ersten Filzoberfläche und der Höhe 261 der bahnberührenden Oberfläche 260 wird unter Verwendung des folgenden Verfahrens gemessen. Die Bahnstützvorrichtung wird auf einer flachen horizontalen Oberfläche mit der Bahnmusterungsschicht nach oben gerichtet abgestützt. Ein Stift mit einer kreisförmigen Kontaktoberfläche von etwa 1,3 Quadratmillimeter und einer vertikalen Länge von etwa 3 Millimeter ist auf einem Federal Products Gerät (Modell 432B-81, mit einem Verstärker modifiziert zur Verwendung mit einem EMD-4320 W1 Abreißfühler) montiert, hergestellt durch die Federal Products Company aus Providence, Rhode Island: Das Instrument wird kalibriert, indem die Spannungsdifferenz zwischen zwei Präzisions-Abstandhaltern bekannter Dicke bestimmt, welche eine bekannte Höhendifferenz liefern. Das Instrument wird auf einer Höhe, die etwas geringer ist als die erste Filzoberfläche 230 gestellt, um die ungehinderte Bewegung des Stiftes sicher zu stellen. Der Stift wird über der Höhe von Interesse angeordnet und abgesenkt, um die Messung durchzuführen. Der Stift übt einen Druck von etwa 0,24 Gramm/Quadratmillimeter am Meßpunkt aus. Wenigstens drei Messungen werden an jeder Höhe durchgeführt. Die Messungen an jeder Höhe werden gemittelt. Die Differenz zwischen den Mittelwert ist die berechnete Höhendifferenz.
Das gleiche Verfahren wird, verwendet, um die Differenz zwischen den Höhen 1231 und 261 zu messen, die in Fig. 14B dargestellt sind.

Claims

1. Nassgelegte Papierbahn (20) mit ersten und zweiten gegenüberliegenden Oberflächen (22) beziehungsweise (24), wobei die Papierbahn (20) umfasst:

einen dünneren, kontinuierlichen Netzwerk-Bereich (30); und

eine Vielzahl dickerer, diskreter Bereiche (50), die im gesamten kontinuierlichen Netzwerk-Bereich (30) verteilt sind;

wobei die dickeren, diskreten Bereiche (50) in der Ebene des kontinuierlichen Netzwerk-Bereichs (30) angeordnet sind.

2. Papierbahn (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Papierbahn (20) ein Flächengewicht zwischen ungefähr 7 und ungefähr 70 Gramm pro Quadratmeter aufweist.

3. Papierbahn (20) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Papierbahn (20) eine Makro-Stärke von mindestens ungefähr 0,1 Millimeter und eine Rohdichte von mindestens ungefähr 0,12 Gramm pro Kubikzentimeter aufweist.

4. Papierbahn (20) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei sowohl das kontinuierliche Netzwerk (30) als auch die diskreten Bereiche (50) verkürzt sind.

5. Papierbahn (20) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei das Oberflächen- Glätte-Verhältnis der Bahn (20) größer als ungefähr 1,15, vorzugsweise größer als 1,20, und bevorzugter größer als 1,25 ist.

6. Papierbahn (20) nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei die zweite Oberfläche (24) der Bahn einen Oberflächen-Glätte-Wert von weniger als ungefähr 900 aufweist.

7. Papierbahn (20) nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, wobei jeder diskrete, dickere Bereich (50) mindestens einen diskreten, verdichteten Bereich umgibt.

8. Papierbahn (20) nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, wobei die Papierbahn (20) im Wesentlichen frei von Trocken-Erhebungen ist.

9. Papierbahn (20) nach Anspruch 1, umfassend ein bindungslösendes Mittel.

10. Mehrlagiges Papierprodukt, umfassend zwei Papierbahnen nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9, wobei die zweite Oberfläche jeder Bahn glatter als die erste Oberfläche der Bahn ist, und wobei die zweiten Oberflächen der Bahnen nach außen gewandt sind.