Способ и устройство для влажной укладки нетканых материалов

Описаны способ и устройство для получения нетканых материалов. Способ содержит следующие стадии: a) обеспечение трехфазной (газ-жидкость-твердое вещество) суспензии, содержащей воздух, воду, волокнистый материал и поверхностно-активное вещество; b) нанесение суспензии на движущийся сетчатый носитель для получения на носителе волокнистого полотна; c) удаление водного остатка суспензии через сетчатый носитель; d) перекачивание водного остатка, по существу, в горизонтальном направлении через одну или несколько емкостей для разделения фаз с обеспечением при этом над водным остатком не находящегося под давлением свободного пространства; e) рециркуляция водного остатка, перекачиваемого на стадии d), на стадию a); f) предпочтительно предварительная интеграция волокнистого полотна. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к способу получения волокносодержащего нетканого листового материала и к устройству для введения волокон в листовой материал посредством образования пены.

Уровень техники

[0002] Абсорбирующие нетканые материалы применяются для протирки различных типов разливов и загрязнений в промышленных, медицинских, офисных и бытовых областях применения. Как правило, они включают в себя комбинацию термопластичных полимеров (синтетических волокон) и целлюлозной волокнистой массы для поглощения как воды и других гидрофильных веществ, так и гидрофобных веществ (масел, жиров). Нетканые салфетки такого типа в дополнение к их достаточной поглощающей способности одновременно являются прочными, гибкими и мягкими. Их можно производить путем мокрой укладки смеси, содержащей волокнистую массу, на полимерное полотно с последующим обезвоживанием и гидравлическим перепутыванием для закрепления волокнистой массы на полимере и c последующей заключительной сушкой. Абсорбирующие нетканые материалы такого типа и способы их получения раскрыты, например, в публикации WO2005/042819.

[0003] Усовершенствование мокрой укладки волокнистых нетканых материалов включает в себя применение пены вместо чисто водной суспензии, поскольку это приводит к снижению расхода воды и снижению капитальных вложений. В публикациях WO96/02701 и WO96/02702 раскрыт способ получения гидравлически перепутанного нетканого материала путем формирования с использованием пены волокнистого полотна с последующим орошением сформированного с использованием пены полотна водой.

[0004] В публикации WO98/27276 раскрыт способ получения нетканого листового материала, при котором водную суспензию волокна, поверхностно-активного вещества и воздуха нагнетают насосом на материал формующей сетки, чтобы обеспечить волокну возможность прикрепиться к материалу формующей сетки и получить на материале формующей сетки нетканое волокнистое полотно с последующим возвращением суспензии, не содержащей волокон, на стадию образования пены. Чтобы предотвратить пробуксовку насосов из-за присутствия воздуха, насосы, применяемые для перекачивания пены, являются дегазирующими насосами. Таким образом, в публикации WO98/27276 используется короткая циркуляция с применением высоких расходов потока (40000 л/мин) в цикле формирования (полотна) и длительная циркуляция с гораздо меньшим расходом потока 3500 л/мин для дозирования волокон, подлежащих перекачиванию на короткую циркуляцию, где их разбавляют, чтобы создать желаемые условия (50-80% воздуха) формирования полотна. Способ применяется для получения листового материала шириной более двух метров.

[0005] В европейском патенте EP 0481746 раскрыт способ получения волокнистого листового материала путем образования пены, причем поверхностно-активное вещество извлекают из отработанной пены путем удаления пузырьков, слива жидкости из пены и возврата пены, обогащенной поверхностно-активным веществом, на стадию укладки пены. Такой способ также включает в себя как короткую циркуляцию (цикл формирования полотна), так и длительную циркуляцию (цикл кондиционирования пены, то есть цикл извлечения поверхностно-активных веществ и удаления избытка воды) в системах формирования (полотна) и обезвоживания.

[0006] В способах предшествующего уровня техники для получения нетканых материалов, содержащих волокнистую массу, с применением пенообразования применяют высокое содержание воздуха порядка 50-80 об.%. Такие высокие уровни содержания воздуха затрудняют нагнетание (суспензии), потому что они делают пену более легко сжимаемой. Также такие высокие уровни воздуха при низких расходах потока легко вызывают разрушение пены. Поэтому способы предшествующего уровня техники требуют высоких расходов потока для поддержания высокого содержания воздуха. Как следствие, насосы, емкости и трубопроводы должны быть увеличенного размера, а потребление энергии является высоким. Кроме того, в способах предшествующего уровня техники, таких как способы, описанные в публикациях WO 98/27276 и EP0481746, применяют разные контуры циркуляции, что усложняет упомянутые способы.

[0007] Существует потребность в способе и оборудовании для получения нетканого листового материала, позволяющих применять более высокие дозировки относительно длинных волокон и более высокие уровни волокон по сравнению с количеством воды, применяемой в способе мокрой укладки, избегая при этом необходимости применения дорогостоящих и требующих постоянного ухода насосов.

Сущность изобретения

[0008] Желательно обеспечить способ получения предпочтительно гидравлически перепутанного, абсорбирующего волокносодержащего нетканого материала с применением трехфазной волокносодержащей суспензии, то есть пены, и эффективного обогащения и рециркуляции водного остатка суспензии.

[0009] Также желательно обеспечить устройство для дегазации и рециркуляции водных остатков после нанесения (осаждения) трехфазных суспензий.

[0010] Раскрытые здесь способ и устройство обладают тем преимуществом, что они обеспечивают только одну циркуляцию для добавления и смешивания волокон, формирования с использованием пены волокнистого полотна, обезвоживания и рециркуляции осушенного потока. Дегазация (деаэрация) облегчает рециркуляцию, повышает энергоэффективность и обеспечивает возможность применения менее трудоемких насосов. Таким образом, основными преимуществами являются: менее сложное решение, низкие капитальные затраты, энергоэффективность и адаптация способа к применению коротких волокон длиной до 25 мм.

Краткое описание чертежей

[0011] На прилагаемой фигуре 1 схематически изображена установка для получения абсорбирующего волокносодержащего нетканого листового материала согласно настоящему изобретению.

[0012] На фигуре 2 схематически более подробно показан способ разделения фаз и оборудование, применяемое при производстве листового материала.

Подробное описание конкретных вариантов осуществления изобретения

[0013] Изобретение относится к способу получения нетканых материалов, как определено в п.1 прилагаемой формулы изобретения. Кроме того, изобретение относится к устройству, подходящему для дегазации рециркулируемой отработанной пены, образующейся в процессе пенообразования, как определено в п.15 прилагаемой формулы изобретения.

[0014] Настоящий способ получения нетканого листового материала включает в себя следующие стадии:

a) обеспечения трехфазной (газ-жидкость-твердое вещество) суспензии, содержащей воздух, воду, волокнистый материал и поверхностно-активное вещество;

b) нанесения суспензии на движущийся сетчатый носитель для получения на носителе волокнистого полотна;

c) удаления водного остатка суспензии через сетчатый носитель;

d) перекачивания водного остатка по существу в горизонтальном направлении через одну или несколько емкостей для разделения фаз с обеспечением при этом над водным остатком не находящегося под давлением свободного пространства;

e) рециркуляции водного остатка, полученного со стадии d), на стадию a).

[0015] В конкретных вариантах осуществления изобретения на стадии a) данного способа получают суспензию "газ-жидкость-твердое вещество", в которой содержание воздуха составляет от 20 до 50 об.%; при этом на стадии d) для облегчения перекачивания содержание воздуха в водном остатке уменьшается до уровня ниже 20 об.%, а на стадии смешивания a) содержание воздуха восстанавливается до уровня от 20 до 50 об.%.

[0016] В конкретных вариантах осуществления изобретения волокнистый материал суспензии, обеспечиваемый на стадии a), включает в себя натуральные и/или искусственные волокна, а именно короткие волокна со средней длиной от 1 до 25 мм. Часть или все короткие натуральные волокна могут входить в состав целлюлозной волокнистой массы, которая может содержать волокна длиной от 1 до 5 мм. Целлюлозные волокна (волокнистая масса) могут составлять, по меньшей мере, 25 масс.%, 40-95 масс.% или 50-90 масс.% коротких волокон, которые должны быть обеспечены на стадии a). Вместо этого или в дополнение к этому короткие волокна могут включать в себя искусственные штапельные волокна с длиной волокон от 4 до 25 мм или от 5 до 20 мм. Длина штапельных волокон также может быть бимодальной, то есть одна часть волокон может иметь среднюю длину 5-10 мм, а другая часть может иметь среднюю длину 15-20 мм. Штапельные волокна могут составлять, по меньшей мере, 3 масс.% или 5-50 масс.% коротких волокон, которые должны быть обеспечены на стадии a).

[0017] Трехфазная суспензия может содержать поверхностно-активное вещество, в частности, неионогенное поверхностно-активное вещество. В конкретных вариантах осуществления изобретения суспензия содержит от 0,01 до 0,2 масс.% поверхностно-активного вещества. Дополнительные детали композиции и обеспечения суспензии представлены ниже.

[0018] Способ согласно настоящему изобретению может представлять собой высокоскоростной способ мокрой укладки, при котором трехфазную суспензию можно наносить на стадии b) со скоростью от 2,1 до 6 м3/мин (35 100 л/сек; 126 360 м3/час) для получения сформированного полотна шириной 1 м.

[0019] На стадии c) водный остаток суспензии удаляют через сетчатый носитель, например, с помощью отсасывания. В предпочтительном варианте осуществления изобретения стадия b) нанесения и стадия c) удаления повторяются после стадии c) в виде этапов b') и c'), соответственно, то есть нанесение волокносодержащей суспензии и соответствующее удаление ее водного остатка осуществляется в две стадии: b) и c) с последующими этапами b') и c'). Водный остаток с этапа c') также подвергается обработке на стадии d), где он перекачивается в одну или несколько емкостей для разделения фаз, которые могут отличаться от одной или нескольких емкостей для разделения фаз, через которые перекачивается водный остаток со стадии c).

[0020] Второй этап (и даже дополнительный этап при необходимости) удаления водного остатка (c') (и даже дополнительный этап (c") при необходимости) можно осуществлять с использованием нескольких отсасывающих ящиков, например, 2-3, каждый из которых соединен с отдельной емкостью для разделения фаз. В таком варианте осуществления повторяющихся стадий b)+c) и b')+c') трехфазную суспензию можно наносить в равных количествах, хотя на первом этапе (b) ее количество может быть больше, чем на втором этапе (b'), например, 55-85% на этапе b) и 15-45% на этапе b') при расходах потока, соответствующих, например, 1-5 м3/мин для первого нанесения и формируемого полотна шириной 1 м; и 0,3-2,9 м3/мин для второго нанесения и формируемого полотна шириной 1 м. Это соответствует нанесению примерно 5-25 кг волокон в минуту (в расчете на ширину 1 м) или 6-18 кг волокон в минуту в расчете на 1 м, а также скорости движения сетчатого носителя 1-8 м/сек или 2,5-6 м/сек.

[0021] В одном из вариантов осуществления изобретения перед стадией b) настоящий способ включает в себя дополнительную стадию нанесения полимерного полотна, которое содержит, по меньшей мере, 50 масс.% синтетических филаментов, с помощью по существу известного в данной области техники способа, например, путем укладки полимерного полотна по технологии "спанлейд", укладки с помощью воздушной струи или подачи волокна в виде прочеса с чесальной машины, которая дополнительно проиллюстрирована ниже. В еще одном варианте осуществления изобретения настоящий способ включает в себя необязательную стадию нанесения полимерного слоя на нанесенное (объединенное) волокнистое полотно после стадии b). После нанесения волокнистого полотна (содержащего короткие волокна) и полимерного полотна объединенное полотно может содержать, например, от 10 до 60 масс.% или от 15 до 45 масс.% синтетических филаментов в расчете на массу сухого вещества объединенного полотна.

[0022] Важной стадией настоящего изобретения является стадия d) разделения фаз, уменьшающая содержание воздуха в водном остатке (отработанной суспензии, формирующей полотно) до уровня ниже 20 об.%, ниже 15 об.% или ниже 10 об.%. Это достигается путем удаления водного остатка через носитель и сбора водного остатка путем отсасывания с применением массива отсасывающих ящиков, который можно разделить на несколько отсасывающих ящиков, например, 2-8 отсасывающих ящиков или 3 6 отсасывающих ящиков. Такое множество отсасывающих ящиков также можно рассматривать в виде отсеков одного отсасывающего ящика (массива). Отсасывающие ящики (или отсеки) могут быть расположены последовательно вдоль направления перемещения носителя, а остаток, собираемый в каждом отсасывающем ящике, может преимущественно перекачиваться в отдельную емкость для разделения фаз. Низкое давление в свободном пространстве емкостей для разделения фаз снижает содержание воздуха в водном остатке и в то же время способствует осуществлению стадии c) отсасывания. Низкое давление может представлять собой, например, давление 0,05-0,5 бар, пониженное по сравнению с давлением окружающей среды, причем номинальное давление в емкостях для разделения фаз находится в диапазоне 0,5-0,95 бар, а именно 0,8-0,95 бар. Деаэрация дополнительно усиливается при разрушении пены, например, в случае создания турбулентности с помощью вентилятора или в случае орошения водой. После рециркуляции деаэрированного водного остатка путем его перекачивания и введения на стадию a) получения пены содержание воздуха на стадии a) восстанавливается до требуемого уровня, в частности, до уровня от 20 до 40 об.%. Система обслуживания деаэрации дополнительно проиллюстрирована ниже со ссылкой на прилагаемую фигуру 2.

[0023] Таким образом, в конкретных вариантах осуществления изобретения применяется несколько емкостей для разделения фаз, то есть, по меньшей мере, 2, например, до 8 или 3-6 емкостей; например, применяется по одной емкости для разделения фаз для каждого места отсасывания (отсасывающего ящика) водного остатка. При необходимости в нескольких емкостях для разделения фаз можно применять разное по величине давление. Например, давление в свободном пространстве емкости для разделения фаз, в которую перекачивается остаток из самого переднего (первого) по ходу отсасывающего ящика, может составлять от 0,01 до 0,1 бар и превышать давление в свободном пространстве емкости для разделения фаз, в которую перекачивается остаток из самого заднего (последнего) по ходу отсасывающего ящика.

[0024] После стадии b) способ может содержать дополнительные стадии получения волокнистого полотна на движущемся сетчатом носителе, как сказано ниже.

[0025] Преимущественно волокнистое полотно непосредственно после нанесения на движущийся носитель подвергают затем предварительной интеграции путем гидроструйной обработки на дополнительной стадии f). Интеграции можно достичь путем применения множества водяных струй, которые расположены по существу перпендикулярно полотну (в частности, вертикально). Количество воды может выражаться в зависимости от количества наносимой суспензии, причем в результате такое количество составляет от 0,0005 до 0,05 м3 воды на 1 м3 наносимой суспензии или 0,001-0,03 м3, или 0,002-0,02 м3, или даже 0,003-0,01 м3 воды на 1 м3 суспензии. Альтернативно количество воды, применяемой на стадии f), можно независимо определять относительно сформированного листового материала, причем в результате такое количество составляет от 0,8 до 20 литров воды на 1 кг сформированного листового материала или от 1 до 10 л/кг или даже от 1,2 до 5 л/кг сформированного листового материала. В качестве дополнительной альтернативы количество воды, применяемой на стадии f), может выражаться в единицах времени, например, от 10 до 250 литров воды в минуту на 1 м ширины сформированного полотна или от 13 до 170 л/мин.м, или даже от 17 до 50 л/мин.м. Такие количества воды для предварительной интеграции особенно подходят для высокоскоростного способа, который описан выше. Давление струй может составлять от 2,5 до 50 бар, от 4 до 20 бар или от 5 и 10 бар. Отработанная после гидроструйной обработки вода удаляется через носитель и может добавляться в рециркуляционной поток со стадии e). Перед рециркуляцией удаляемая после гидроструйной обработки вода предпочтительно может перекачиваться через дополнительную емкость для разделения фаз и затем подаваться на стадию e) или непосредственно на стадию a). Стадию f) предварительной интеграции и удаления (отработанной воды) также можно осуществлять, по меньшей мере, в два этапа f1) и f2).

[0026] Отработанную после гидроструйной обработки воду, которая удаляется на стадии f), можно применять на стадии d) в качестве воды, орошающей свободное пространство одной или нескольких емкостей для разделения фаз в дополнение или вместо того, чтобы возвращать (рециркулировать) ее для получения суспензии (в пульпообразователь); орошающую воду затем можно собирать в виде водного остатка и подвергать рециркуляции.

[0027] Во многих случаях желательно дополнительно обрабатывать волокнистое полотно. Одной из таких важных дополнительных обработок является гидравлическое перепутывание, при котором волокнистое полотно как таковое или объединенное со слоем синтетических непрерывных филаментных нитей подвергают интеграции с помощью водяных струй под высоким давлением. В конкретных вариантах осуществления изобретения гидравлическое перепутывание осуществляется на движущемся сетчатом носителе, отличающемся от сетчатого носителя, на котором укладывалось волокнистое полотно.

[0028] Таким образом, стадию b) нанесения трехфазной суспензии и необязательную стадию f) предварительной интеграции нанесенного полотна можно осуществлять на первом движущемся сетчатом носителе. Затем после стадии b) или после стадии f) (если включена предварительная интеграция) способ дополнительно включает в себя:

g) перенос волокнистого полотна с первого движущегося носителя, применяемого на стадиях b) и c), на второй движущийся носитель, причем второй движущийся носитель имеет более низкую перфорацию, чем перфорация первого движущегося сетчатого носителя;

h) гидравлическое перепутывание волокнистого полотна на втором движущемся носителе;

i) сушку гидравлически перепутанного листа;

j) необязательное тиснение, доведение до кондиции и нужного размера и/или упаковку высушенного листа для получения готового к применению листового материала.

[0029] На стадии g) перфорация первого и второго движущихся сетчатых носителей (формующих сеток) может быть такой, чтобы проницаемость первого движущегося носителя составляла 250-750 куб.фт./мин (кубический фут в минуту) (=7,1-21,2 м3/мин) или 400-600 куб.фт/мин (= 11,3-17,0 м3/мин), в то время как проницаемость второго движущегося носителя может составлять 100-350 куб.фт/мин (= 2,8-9,9 м3/мин) или 150-250 куб.фт/мин (= 4,2-7,1 м3/мин). Варианты осуществления стадий h), i) и j) дополнительно описаны ниже.

[0030] Настоящее устройство для дегазации и рециркуляции водных остатков включает в себя:

(1) один или несколько блоков обезвоживания, причем блок обезвоживания включает в себя:

1a. отсасывающий ящик (12), способный отводить остаточную текучую среду из водной суспензии, наносимой на сетчатый носитель, через упомянутый сетчатый носитель;

1b. емкость для разделения фаз (14), содержащую нижнюю секцию и верхнюю секцию, причем нижняя секция образует канал для протекания жидкости и находится в соединении по текучей среде с упомянутым отсасывающим ящиком (12) с одной стороны и в соединении по текучей среде с системой (16) отвода жидкости с противоположной стороны, при этом верхняя секция образует свободное пространство и содержит газовыпускное отверстие;

(2) одно или более вытяжных устройств (17), причем вытяжное устройство соединено с одним или несколькими газовыпускными отверстиями свободного пространства и способно отводить газ из емкости для разделения фаз.

[0031] Более конкретно, устройство для дегазации и рециркуляции водных остатков может включать в себя:

(1) один или несколько блоков обезвоживания, причем блок обезвоживания включает в себя:

1a. отсасывающий ящик (12), способный отводить и удерживать остаточную текучую среду водной суспензии, нанесенной на сетчатый носитель, через упомянутый сетчатый носитель;

отсасывающий трубопровод (13), соединенный с выпускным отверстием для текучей среды отсасывающего ящика;

необязательно клапан, способный регулировать поток текучей среды через отсасывающий трубопровод;

1b. емкость (14) для разделения фаз, содержащую нижнюю секцию и верхнюю секцию, причем нижняя секция образует канал для протекания жидкости и соединяется по текучей среде с упомянутым отсасывающим ящиком (12) через впускное отверстие для текучей среды, соединенное с отсасывающим трубопроводом (13), с одной стороны; и соединяется по текучей среде с системой отвода жидкости (16) через выпускное отверстие для жидкости с противоположной стороны; а верхняя секция образует свободное пространство и содержит газовыпускное отверстие; при этом впускное отверстие для текучей среды и выпускное отверстие для жидкости расположены таким образом, чтобы обеспечивать по существу горизонтальный поток жидкости через емкость, сохраняя при этом свободное пространство над жидкостью; причем емкость оборудована таким образом, что давление газа ниже атмосферного в емкости будет увеличивать поток текучей среды, поступающей в емкость из отсасывающего ящика;

1c. систему отвода жидкости, включающую в себя

- возвратный трубопровод (16), соединенный с выпускным отверстием для жидкости емкости (14) для разделения фаз, способный возвращать жидкость из емкости для разделения фаз в общий контейнер для водной суспензии;

- насос (18), способный отводить жидкость из емкости для разделения фаз через возвратный трубопровод (16);

- клапан, способный регулировать поток жидкости через возвратный трубопровод;

(2) одно или более вытяжных устройств, причем вытяжное устройство соединено с одним или несколькими газовыпускными отверстиями одной или нескольких емкостей для разделения фаз через газовыпускной трубопровод (17) и способно отводить газ из емкости для разделения фаз; при этом газовыпускной трубопровод необязательно включает в себя клапан, способный регулировать поток газа через газовыпускные трубопроводы.

[0032] Емкость для разделения фаз может быть оборудована средством для ускорения разрушения пены, таким как вентилятор или ороситель. В случае оросителя емкость дополнительно включает в себя (iv) впускное отверстие для орошающей жидкости и (v) орошающее устройство, соединенное с впускным отверстием для орошающей жидкости, при этом орошающее устройство (v) способно распылять водосодержащую жидкость в свободном пространстве емкости. Орошающая жидкость может представлять собой водосодержащую жидкость, то есть в значительной степени или полностью состоять из воды, возможно, содержащей средства, способствующие разрушению пены.

[0033] Может присутствовать один блок обезвоживания, хотя в конкретных вариантах осуществления изобретения присутствует несколько блоков обезвоживания, то есть два или более. Несколько блоков обезвоживания может составлять, например, от 2 до 8 или даже до 10 блоков обезвоживания. В определенных вариантах осуществления изобретения устройство содержит 3-6 блоков обезвоживания.

[0034] Устройство может дополнительно включать в себя модифицированный блок обезвоживания вместо одного из нескольких блоков обезвоживания или в добавление к нескольким блокам обезвоживания. В модифицированном блоке обезвоживания отсасывающий ящик способен отводить воду после гидроструйной обработки из устройства для гидроструйной обработки (на стадии предварительной интеграции), которое должно применяться на описанной выше стадии f). Кроме того, блок может включать в себя дополнительное вытяжное устройство, которое соединено с газовыпускным трубопроводом модифицированного блока обезвоживания, и которое может не соединяться, по меньшей мере, с одним из газовыпускных трубопроводов нескольких блоков обезвоживания.

[0035] В настоящем изобретении обозначения "между x и y", "от x до y" и "x-y", где x и y являются цифрами, считаются синонимами, включая или исключая конкретные конечные точки x и y, которые имеют скорее теоретическое, чем практическое значение.

[0036] Дополнительные детали конкретных вариантов осуществления различных стадий и материалы, которые должны применяться, описаны ниже.

Материалы и стадии способа

a. Носитель и полимерное полотно

[0037] Движущийся сетчатый носитель, на который может наноситься водная композиция, может представлять собой формующий материал, который может представлять собой формующую сетку типа ленточного транспортера, имеющую, по меньшей мере, ширину получаемого листового материала, причем материал позволяет сливать через него жидкость, то есть материал является полупроницаемым. В одном из вариантов осуществления изобретения сначала на носитель может наноситься полимерное полотно путем укладки на носитель искусственных волокон. Волокна могут представлять собой отдельные короткие или длинные (штапельные) волокна и/или непрерывные филаменты. Применение или совместное применение филаментов является предпочтительным в определенных вариантах осуществления изобретения. В еще одном варианте осуществления изобретения полимерный слой можно наносить на волокнистое полотно, полученное на стадиях b) и c), но перед стадией g). Также возможно сначала наносить полимерный слой с последующим нанесением водной суспензии для формирования на полимерном полотне волокнистого полотна и нанесением на волокнистое полотно дополнительного полимерного слоя.

[0038] Филаменты представляют собой волокна, которые по сравнению с их диаметром являются очень длинными и в принципе бесконечными во время их производства. Их можно получать путем плавления и экструдирования термопластичного полимера через тонкие фильеры с последующим охлаждением, например с применением воздушного потока, и с отверждением в виде прядей, которые можно обрабатывать путем вытяжки, растяжения или придания им извитости. Филаменты могут представлять собой термопластичный материал, обладающий достаточными когерентными свойствами, чтобы обеспечить плавление, вытяжку и растяжение. Примерами полезных синтетических полимеров являются полиолефины, такие как полиэтилен и полипропилен, полиамиды, такие как найлон-6, сложные полиэфиры, такие как поли(этилентерефталат) и полилактиды. Конечно, также могут применяться сoполимеры таких полимеров, а также природные полимеры с термопластичными свойствами. Полипропилен особенно подходит для получения термопластичного искусственного волокна. Диаметры волокон, например, могут составлять порядка 1-25 мкм. Штапельные волокна могут быть изготовлены из тех же самых искусственных материалов, что и филаменты, например, из полиэтилена, полипропилена, полиамидов, сложных полиэфиров, полилактидов, целлюлозных волокон, и могут иметь длины, например, 2-40 мм. В конкретных вариантах осуществления изобретения полимерное полотно содержит, по меньшей мере, 50 масс.% термопластичных (синтетических) филаментов или, по меньшей мере, 75 масс.% синтетических филаментов. Объединенное полотно содержит от 15 до 45 масс.% синтетических филаментов в расчете на сухую массу объединенного полотна.

b. Трехфазная суспензия волокна

[0039] Водную суспензию получают путем смешивания в смесительной емкости коротких волокон и воды. Короткие волокна могут включать в себя натуральные волокна, в частности, целлюлозные волокна. Подходящими целлюлозными волокнами являются волокна семянного происхождения, например, хлопок, лен и целлюлозная волокнистая масса. Особенно хорошо подходят волокна древесной целлюлозы, и подходящими являются как волокна мягкой древесины, так и твердой древесины, а также могут применяться волокна вторичной переработки. Длины волокон волокнистой массы могут варьироваться от 0,5 до 5 мм, от 1 до 4 мм или приблизительно от 3 мм в случае волокон мягкой древесины до приблизительно 1,2 мм в случае волокон твердой древесины, и представлять собой смесь таких длин или даже быть более короткими в случае волокон вторичной переработки. Волокнистую массу можно вводить как таковую, то есть в виде предварительно полученной волокнистой массы, например, поставляемой в листовой форме, или производить на месте, и в этом случае смесительную емкость обычно упоминают как пульпообразователь, который предполагает применение высокого сдвига и возможно химических реагентов, таких как кислота или щелочь, для образования волокнистой массы.

[0040] В дополнение к натуральным волокнам или вместо них к суспензии можно добавлять другие натуральные или искусственные материалы, в частности, такие как другие короткие волокна. В качестве дополнительных волокон можно соответствующим образом применять штапельные (искусственные) волокна переменной длины, например, 5-25 мм. Стабильные волокна могут представлять собой искусственные волокна, которые описаны выше, например, волокна из полиолефинов, сложных полиэфиров, полиамидов, поли(молочной кислоты) или производных целлюлозы, таких как лиоцелл. Штапельные волокна могут быть бесцветными или окрашенными по желанию, и могут дополнительно модифицировать свойства суспензии, содержащей волокнистую массу, и конечного листового продукта. Уровни дополнительных (искусственных) волокон, в частности, штапельных волокон, могут соответственно составлять от 3 до 100 масс.%, от 5 до50 масс.%, от 7 до 30 масс.% или от 8 до 20 масс.% в расчете на массу сухих веществ водной суспензии.

[0041] В случае применения в качестве дополнительного материала полимерных волокон обычно к суспензии, содержащей волокнистую массу, необходимо добавлять поверхностно-активное вещество. Подходящие поверхностно-активные вещества включают в себя анионные, катионные, неионогенные и амфотерные поверхностно-активные вещества. Подходящие примеры анионных поверхностно-активных веществ включают в себя длинноцепочечные (lc) (то есть содержащие алкильную цепь, по меньшей мере, из 8 атомов углерода, в частности, по меньшей мере, из 12 атомов углерода) соли жирных кислот, длинноцепочечные (lc) алкилсульфаты, длинноцепочечные (lc) алкилбензолсульфонаты, которые необязательно являются этоксилированными. Примеры катионных поверхностно-активных веществ включают в себя длинноцепочечные (lc) соли алкиламмония. Подходящие примеры неионогенных поверхностно-активных веществ включают в себя этоксилированные длинноцепочечные (lc) жирные спирты, этоксилированные длинноцепочечные (lc) алкиламиды, длинноцепочечные (lc) алкилгликозиды, амиды длинноцепочечных (lc) жирных кислот, моно- и диглицериды и т.д. Примеры амфотерных (цвитерионных) поверхностно-активных веществ включают в себя длинноцепочечные (lc) алкиламмониоалкансульфонаты и поверхностно-активные вещества на основе холина или на основе фосфатидиламина. Уровень поверхностно-активного вещества (в расчете на массу водной суспензии) может составлять от 0,005 до 0,2, от 0,01 до 0,1 или от 0,02 до 0,08 масс.%.

[0042] Для эффективного нанесения водной суспензии суспензия содержит воздух, то есть она представляет собой трехфазную суспензию, применяемую в виде пены. Количество воздуха, вводимого в суспензию (например, при перемешивании суспензии), может составлять от 15 до 60 об.% конечной суспензии (включая воздух). Содержание воздуха в трехфазной суспензии может составлять от 20 до 50 об.%, от 20 до 45 об.%, от 25 до 40 об.% или от 30 до 38 об.%. Обычно, чем больше воздуха присутствует в пене, тем более высокие уровни поверхностно-активных веществ требуются. Термин "воздух" следует понимать в широком смысле как любой нетоксичный газ, обычно содержащий, по меньшей мере, 50% молекулярного азота, и кроме того, переменные уровни молекулярного кислорода, диоксида углерода, инертных газов и т.д. Дополнительную информацию об образовании пены как таковой можно найти, например, в публикации WO03/040469.

b. Нанесение суспензии волокон

[0043] Водную суспензию, содержащую короткие волокна, наносят либо непосредственно на носитель, либо на полимерное полотно, например, с применением напорного ящика, который направляет и распределяет суспензию равномерно по ширине носителя или полотна в направлении движения материала, заставляя суспензию частично проникать в полимерное полотно. Скорость нанесения водной суспензии, которая представляет собой скорость движения движущегося сетчатого носителя (формующей сетки), и поэтому обычно равна скорости укладки полимерного полотна, может быть высокой, например, от 1 до 8 м/сек (60-480 м/мин), а именно от 3 до 5 м/сек.

[0044] Водную суспензию также можно наносить в два или более этапов (b) и (b') с применением двух или более напорных ящиков. Когда сначала наносится полимерное полотно, водную суспензию волокна можно наносить на полимерное полотно в два или более отдельных этапа на одну и ту же сторону полимерного полотна. Это приводит к тому, что в результате нанесения и последующего удаления избытка воды и воздуха часть твердых веществ суспензии попадает на полимерное полотно и в полимерное полотно, и следовательно оставшаяся часть (части) взвешенных твердых веществ должна еще более равномерно распределяться по ширине полотна.

[0045] Общее количество жидкости, циркулирующей при мокрой укладке или укладке пены, при получении сформированного полотна шириной 1 м может составлять порядка 1200-5400 кг/мин, 1800-4500 кг/мин или 2100-3600 кг/мин (20-90, 30-75 или 35-60 кг/сек). В случае двухэтапного нанесения на первом этапе можно наносить, например, от 25 до 90%, в частности, от 50 до 85% (суспензии), а оставшуюся часть (суспензии) наносить на втором этапе и во время необязательных дополнительных этапов. Количество (жидкости), которое отсасывается через полотно шириной 1 м, то есть та часть, которая не подвергается рециркуляции, будет составлять порядка 20-57 кг/мин жидкости (36-66 кг/мин, включая твердый материал).

c-d-e. Удаление и рециркуляция водного остатка после нанесения суспензии

[0046] На стадии c) избыток жидкости и газовую фазу отсасасывают через полотно и материал, оставляя короткие волокна и другие твердые вещества в полотне и на полотне. Отработанную жидкость и газ разделяют и обрабатывают согласно настоящему изобретению, и в конкретных вариантах осуществления изобретения жидкость с содержанием воздуха ниже 20 об.% или ниже 15 об.% возвращается в смесительную емкость для получения свежей водной суспензии волокна, как более подробно описано ниже.

[0047] Когда водную суспензию волокна наносят в два или более отдельных этапов (b), b') и, возможно, b"), и т.д.) с применением двух или более напорных ящиков, этапы укладки отделяются друг от друга стадией c) отсасывания) и последующими этапами (c', c") стадии отсасывания. Удаление водного остатка на первом этапе стадии c) удаления может быть таким, что содержание воды в объединенном полотне перед вторым этапом стадии нанесения волокнистой массы будет составлять не более 85 масс.% или от 60 до 75 масс.%. Поэтому содержание сухой массы твердых веществ в волокнистом полотне после первого этапа стадии нанесения может составлять, по меньшей мере, 15 масс.% или от 25 до 40 масс.%. Если после отдельных этапов стадии нанесения применяют два или более этапов стадии удаления, каждый этап стадии удаления может осуществляться с применением нескольких отсасывающих ящиков, причем каждый отсасывающий ящик необязательно соединен с отдельной емкостью для разделения фаз. Предпочтительно на первом этапе стадии c) удаления применяют 2-5 отсасывающих ящиков, а на втором этапе c') стадии удаления применяют 1-3 отсасывающих ящика и, например, на третьем или дополнительном этапе c") стадии удаления применяют 1-2 отсасывающих ящика.

f. Предварительная интеграция

[0048] После формирования волокнистого полотна, необязательно объединенного с полимерным полотном, в конкретном варианте осуществления изобретения волокнистое полотно можно подвергать предварительной интеграции путем гидроструйной обработки (промывки) полотна водяными струями, в частности, при уровне потребления воды, например, 0,001-0,03 м3 воды на 1 м3 применяемой трехфазной суспензии, или по-другому определенным уровне расхода, как описано выше при упоминании стадии f). Водяные струи могут образовывать ряд перпендикулярных (вертикальных) струй, покрывающих ширину движущегося полотна, и могут иметь давление 2,5-50 бар. Вода, применяемая для предварительной интеграции, может представлять собой пресную воду с низкими уровнями растворенных веществ. Часть воды можно поставлять путем рециркуляции воды, полученной после гидроструйной обработки, необязательно после (микро)фильтрации. В одном из вариантов осуществления изобретения часть собранной после гидроструйной обработки воды подается в водную суспензию на стадию a), а остаток собранной после гидроструйной обработки воды возвращается на стадию f) предварительной интеграции.

[0049] Стадию f) предварительной интеграции и сбора можно осуществлять в несколько этапов, например, в два этапа f1) и f2) или даже в три этапа f1), f2), f3), или даже в большее количество этапов с применением нескольких серий водяных струй, каждая из которых покрывает всю ширину полотна, формирующего листовой материал. В случае нескольких этапов стадии предварительной интеграции может быть выгодно рециркулировать воду от гидроструйной обработки, собранную после первого этапа f1), которая будет содержать относительно высокие уровни поверхностно-активного вещества, на стадию a) получения трехфазной (пенной) суспензии и, по меньшей мере, часть воды от гидроструйной обработки, собранной после второго или последнего этапа f2) стадии f), которая будет содержать более низкие уровни поверхностно-активного вещества, рециркулировать на первый этап f1) стадии предварительной интеграции. Более точное распределение собранной после гидроструйной обработки воды между стадией образования суспензии и стадией предварительной интеграции можно выбрать таким образом, чтобы иметь оптимальное качество воды для суспензии и предварительной интеграции в сочетании с минимальным использованием исходных материалов, в том числе воды и поверхностно-активного вещества.

g. Гидравлическое перепутывание

[0050] После стадий b) и c) мокрой укладки или укладки пенной суспензии волокнистое полотно можно подвергать гидравлическому перепутыванию, то есть обработке игольчатыми водяными струями, покрывающими ширину движущегося полотна. В конкретных вариантах осуществления изобретения стадия (или стадии) гидравлического перепутывания осуществляется на другом носителе (движущейся формующей сетке), который является более плотным (с более мелкими отверстиями сита), чем носитель, на который наносятся волокносодержащие суспензии (и необязательно сначала полимерное полотно). В определенных вариантах осуществления изобретения стадия гидравлического перепутывания включает в себя применение множества струй для гидравлического перепутывания, следующих на небольшом расстоянии друг от друга. Применяемое давление может составлять порядка 20-200 бар. Общая подача энергии на стадию гидравлического перепутывания может составлять порядка 100-400 кВтч на тонну обработанного материала, которая была измерена и рассчитана, как описано в документе CA 841938, стр. 11-12. Специалист в данной области техники осведомлен о дополнительных технических деталях гидравлического перепутывания, которые описаны, например, в документах CA 841938 и WO96/02701.

h. Сушка

[0051] Объединенное гидравлически перепутанное полотно можно сушить, например, с применением дополнительного отсасывания и/или сушки в печи при температурах выше 100°C, таких как от 110 до 150°C.

i. Дополнительная обработка

[0052] Высушенный нетканый материал можно дополнительно обрабатывать путем добавления добавок, например, для повышения прочности, для отдушки, путем нанесения рисунка, окрашивания, узорообразования, пропитывания, увлажнения, разрезания, фальцовки, намотки в рулоны и т.д., что определяется конечным применением листового материала, например, в промышленности, медицине, быту.

Конечный продукт

[0053] Полученный нетканый листовой материал может иметь любую форму, но обычно он будет иметь форму прямоугольных листов размером от менее 0,5 м до нескольких метров. Подходящие примеры включают в себя салфетки размером 40 см x 40 см. В зависимости от предполагаемого применения он может иметь различную толщину, например, от 100 до 2000 мкм или от 250 до 1000 мкм. Толщина может быть определена, как описано ниже. Вдоль своего поперечного сечения листовой материал может быть по существу гомогенным, или он может постепенно меняться от относительно обогащенного волокнистой массой у одной поверхности до относительно обедненного волокнистой массой у противоположной поверхности (в результате, например, мокрой укладки или укладки пены, содержащей волокнистую массу, только с одной стороны полимерного полотна); или, альтернативно, от относительно обогащенного волокнистой массой у обоих поверхностей до относительно обедненного волокнистой массой в центре (в результате, например, мокрой укладки или укладки пены, содержащей волокнистую массу, с обеих сторон полимерного полотна и/или в несколько этапов с одной и той же стороны). В конкретном варианте осуществления изобретения полученный нетканый материал имеет переднюю и заднюю поверхности разного состава, поскольку суспензию, содержащую волокнистую массу, наносят с одной и той же стороны на каждом отдельном этапе, и/или гидравлическое перепутывание осуществляется только с одной стороны. В равной степени осуществимы другие структуры, включая структуры, не содержащие филаментов.

[0054] Состав также может варьироваться в довольно широких диапазонах. В качестве предпочтительного примера листовой материал может содержать от 25 до 85 масс.% (целлюлозной) волокнистой массы и от 15 до 75 масс.% искусственного (нецеллюлозного) полимерного материала, будь то (полу)непрерывные филаменты или относительно короткие (штапельные) волокна или то и другое. В более подробном примере листовой материал может содержать от 40 до 80 масс.% волокнистой массы, от 10 до 60 масс.% филаментов и от 0 до 50 масс.% штапельных волокон или в более конкретных примерах от 50 до 75 масс.% волокнистой массы, от 15 до 45 масс.% филаментов и от 3 до 15 масс.% штапельных волокон. В результате настоящего способа нетканый листовой материал имеет незначительные, если таковые имеются, недостатки в сочетании с низкими остаточными уровнями поверхностно-активного вещества. В конкретных вариантах осуществления изобретения конечный продукт содержит менее 75 ч/млн поверхностно-активного вещества, менее 50 ч/млн или менее 25 ч/млн (водорастворимого) поверхностно-активного вещества. Все указанные доли приведены в расчете на массу сухого вещества, если не указано иное.

Фигуры

[0055] На прилагаемой фигуре 1 показано оборудование для осуществления описанного здесь способа. В случае его использования термопластичный полимер подается в нагретое вытягивающее устройство 1 для получения филаментов 2, которые наносятся на первую движущуюся формующую сетку 3 для образования полимерного слоя. Смесительная емкость 4 имеет впускные отверстия для волокнистой массы 5, штапельного волокна 6, воздуха 7, воды 8 и поверхностно-активного вещества (не показано). Полученная (пенная) суспензия 9, содержащая волокнистую массу, подается в напорный ящик 10 через впускное отверстие 24. Отсасывающий ящик 12 (или множество отсасывающих ящиков), находящийся под движущейся формующей сеткой, удаляет большую часть жидкого (и газообразного) остатка отработанной суспензии, содержащей волокнистую массу, который подается в одну или несколько емкостей 14 для разделения фаз (показана только одна) через трубопровод 13, оборудованный клапаном. В емкости для разделения фаз суспензия подвергается дегазации с помощью пониженного давления (вакуума), создаваемого газовытяжным устройством (не показано) в газовыпускной трубе (трубопроводе) 17 для выходящего газа. В свободном пространстве емкости для разделения фаз предусмотрен ороситель 15 для усиления разделения фаз путем орошения пены водой, благодаря чему просходит разрушение пены. Полученная водосодержащая жидкость возвращается в смесительную емкость через трубопровод 16. Устройство 25 для предварительной интеграции может производить водяную струю 26 для предварительной интеграции объединенного полотна 19, а отработанная вода собирается в отсасывающем ящике 27 и отводится через трубопровод 28 в основном в смесительную емкость 4. Объединенное полимерно-волокнистое полотно 19 можно переносить на вторую движущуюся формующую сетку 20 и в несколько этапов подвергать гидравлическому перепутыванию с помощью устройств 21, производящих водяные струи 22, с применением ящиков 23, отсасывающих воду, причем вода отводится и в дальнейшем подвергается рециркуляции (не показано). Затем гидравлически перепутанное полотно 29 сушат в сушилке 30 и дополнительно обрабатывают (не показано) высушенное полотно 31.

[0056] На фигуре 2 более подробно проиллюстрирован цикл трехфазной суспензии, включая процесс ее деаэрации, и оборудование. На фигурах одинаковые элементы или детали имеют одинаковые ссылочные позиции. На фигуре 2 показан набор из четырех отсасывающих ящиков 121-124, расположенных ниже движущегося носителя 3, и напорный ящик 10. Четыре отсасывающих ящика собирают по существу весь водный остаток, проходящий через движущийся сетчатый носитель. Собранные остатки перекачиваются в соответствующие емкости 141-144 для разделения фаз через трубопроводы 131-134, которые оборудованы регулирующими клапанами. Емкости для разделения фаз соединены с выпускными жидкостными трубопроводами 161-164 и снабжены насосами 181-184 в нижней части емкостей и газовыпускными трубопроводами 171-174 в верхней части емкостей. Газовыпускные трубопроводы 171-174 снабжены регулирующими клапанами 71-74 и соединены с газопроводом 176, отсасывающим вентилятором 42 и газоотводом 178. Емкости 141-144 дополнительно снабжены оросителями 151-154, подающими орошающую жидкость (в данном примере водная суспензия поставляется с помощью трубопровода 44 и клапана 45) через трубопроводы 51-54. Устройство 41 для гидроструйной обработки (эквивалентное устройству 25 для предварительной интеграции на фигуре 1) создает водяные струи для гидроструйной обработки полотна, а отработанная вода после гидроструйной обработки собирается с помощью отсасывающего ящика 125 и подается в пятую емкость 145 для разделения фаз через трубопровод 135 с регулируемым клапаном. Емкость 145 также снабжена оросителем 155, снабжаемым (орошающей жидкостью) через трубопровод 55, выпускным трубоповодом 165 для воды, связанным с насосом 185, и газовыпускным трубопроводом 175, который через объединенный трубопровод 177 подключен ко второму отсасывающему вентилятору 43 и затем к газоотводу 179. Пониженное давление в емкостях, способствующее отведению водного остатка из отсасывающих ящиков в емкости для разделения фаз, обеспечивается отсасывающими вентиляторами или насосами 42 и 43. Соединительные трубопроводы 83 и 84, снабженные регулирующими клапанами, соединяют газовыпускные отверстия 173 и 174 емкостей 143 и 144 для разделения фаз, соответственно, со вторым отсасывающим вентилятором 43, чтобы обеспечить возможность отсасывания (остатка) из более задних по ходу емкостей 143 и 144 для разделения фаз вентилятором 43 вместо вентилятора 42 или в дополнение к нему. Жидкостные трубопроводы 161-165 с помощью насосов 181-185 подают деаэрирированный водный остаток в пульпообразователь 4, в котором составляющие компоненты трехфазной суспензии смешиваются в соответствующих количествах.

[0057] Фигуры служат только для иллюстрации варианта осуществления изобретения и никоим образом не ограничивают заявленное изобретение. То же самое относится к приведенным ниже примерам.

Примеры и способы испытаний

[0058] Теперь будут объяснены более подробно способы испытаний, применяемые для определения свойств и параметров нетканого материала, описанного в настоящем документе. Также представлен способ измерения содержания воздуха в трехфазной пенообразующей суспензии.

[0059] Кроме того, ниже представлены некоторые примеры, иллюстрирующие преимущества применения способа, определенного в прилагаемой формуле изобретения, и продукта, обеспечиваемого с помощью такого способа.

Способ испытания: определение толщины

[0060] Толщину листового материала, описанного в настоящем документе, можно определять с помощью способа испытания, следующего из основных положений документа "Стандартный метод испытания толщины нетканого материала согласно Европейской ассоциации производителей нетканых материалов (EDANA)" (Standard Test Method for Nonwoven Thickness), WSP 120.6.R4 (12). Устройство, соответствующее стандарту, доступно от компании IM TEKNIK AB, Швеция; устройство с микрометром доступно от компании Mitutoyo Corp, Япония (модель ID U-1025). От листа материала, подлежащего измерению, отрезают кусок размером 200×200 мм и доводят его до кондиции (23°C, 50% RH, ≥4 часа). Измерение следует осуществлять в тех же условиях. Во время измерения лист помещают под прижимную лапку, которая затем опускается. После того, как давление стабилизируется, считывают значение толщины листа. Измерение выполняют с помощью прецизионного микрометра, в котором измеряется расстояние, создаваемое образцом между неподвижной контрольной пластиной и параллельной прижимной лапкой. Измеряемая область под прижимной лапкой составляет 5×5 см. Применяемое во время измерения давление составляет 0,5 кПа. На разных участках отрезанного куска может быть выполнено пять измерений, чтобы определить среднее значение толщины по пяти измерениям.

Способ испытания: определение содержания воздуха

Оборудование

[0061] Спираль, соединенная с впускным отверстием для пены, воздуха или воды и соответствующим выпускным отверстием, причем объем спирали составляет 2л. Спираль помещают на чашу пружинных весов/рычажных весов.

Калибровка

[0062] Калибровку выполняют путем опорожнения спирали при продувке через нее сжатого воздуха и установки нулевого значения весов, когда спираль является пустой, то есть заполненной только воздухом, который уравновешивают, чтобы получить откалиброванное значение нуля (0), то есть в спирали находится 0 об.% жидкости. Затем спираль заполняют водой и определяют вес этой воды, что дает используемое для калибровки значение 100, то есть в спирали находится 100 об.% жидкости.

Измерение

[0063] Пустую спираль заполняют суспензией/пеной, подлежащей испытанию, и взвешивают, а вес линейно соотносят с откалиброванными граничными значениями 0 и 100, представляющими собой объемный процент жидкости, присутствующей в спирали. Таким образом, измеренное значение соответствует процентному содержанию жидкой части пены. Затем рассчитывают содержание воздуха как остающийся процент до суммы, то есть до 100 процентов.

Пример 1

[0064] Абсорбирующий листовой нетканый материал, который можно использовать в качестве салфеток, такой как промышленная протирочная ткань, получали путем укладки полотна из полипропиленовых филаментов на движущийся конвейерный материал с последующим нанесением на полимерное полотно дисперсии волокнистой массы, содержащей примерно 0,5 масс.% смеси древесной волокнистой массы и полиэфирных штапельных волокон с массовым отношением 88:12. Штапельные волокна содержали смесь волокон (1,7 дтекс) двух разных длин, а именно 50 масс.% волокон длиной 6 мм и 50 масс.% волокон длиной 18 мм. Дисперсия дополнительно включала в себя около 0,03 масс.% неионогенного поверхностно-активного вещества (этоксилированного жирного спирта) для образования пены в напорном ящике путем введения в общей сложности примерно 30 об.% воздуха (в расчете на общий объем пены). В цикле образования пены применяли установку, которая схематически показана на фигуре 2, включающую в себя несколько блоков для разделения фаз, для деаэрации отработанной пенной суспензии. Содержание воздуха в водной суспензии, выходящей из блока деаэрации, составляло примерно 10 об.%. Расход пены в контуре составлял примерно 3000 кг/мин на 1 м ширины сформированного полотна; ширина свежевыложенного полотна составляла примерно 1,4 м. Массовая доля полипропиленовых филаментов составляла 25 масс.% в расчете на сухую массу конечного продукта. Количества выбирали таким образом, чтобы получить конечный продукт с основной массой 55 г/м2. Объединенное волокнистое полотно затем подвергали гидравлическому перепутыванию с применением множества водяных струй при повышенном давлении 40-100 бар, обеспечивая при этом общую подачу энергии на стадии гидравлического перепутывания примерно 180 кВт/тонну, которую измеряли и рассчитывали, как описано в документе CA 841938 (стр. 11-12), и затем сушили полотно. Скорость намотки высушенного листа шириной 1,3 м составляла 225 м/мин.

1. Способ получения нетканого листового материала из натуральных и/или искусственных волокон, содержащий:

a) обеспечение трехфазной (газ-жидкость-твердое вещество) суспензии, содержащей воду, натуральные и/или искусственные волокна, поверхностно-активное вещество и 20-50 об.% воздуха;

b) нанесение суспензии на движущийся сетчатый носитель для получения на носителе волокнистого полотна;

c) удаление водного остатка суспензии через сетчатый носитель; и

e) рециркуляцию водного остатка на стадию a);

отличающийся тем, что водный остаток перед стадией e) подвергают разделению фаз на стадии d), во время которой водный остаток перемещают, по существу, в горизонтальном направлении через одну или более емкостей для разделения фаз, обеспечивая при этом над водным остатком не находящееся под давлением свободное пространство, причем разделение фаз приводит к уменьшению содержания воздуха в водном остатке до уровня ниже 20 об.%.

2. Способ по п. 1, в котором перемещение водного остатка через одну или несколько емкостей для разделения фаз содержит разрушение пены, например, путем орошения водой.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором водный остаток удаляют через носитель с помощью двух или более отсасывающих ящиков, предпочтительно 3-6 отсасывающих ящиков, причем отсасывающие ящики расположены последовательно вдоль направления перемещения носителя, а остаток, собранный в каждом отсасывающем ящике, перекачивается в отдельную емкость для разделения фаз.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором стадии b) и c) повторяются после стадии c) в виде стадий b') и c') соответственно, и водный остаток со стадии c') подвергается обработке на стадии d), где он перекачивается через одну или несколько емкостей для разделения фаз, которые предпочтительно отличаются от одной или нескольких емкостей для разделения фаз, через которые перекачивается водный остаток со стадии c).

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором полученное волокнистое полотно затем подвергают предварительной интеграции путем гидроструйной обработки на стадии f), причем отработанная вода после гидроструйной обработки удаляется через носитель.

6. Способ по п. 5, в котором удаляемая после гидроструйной обработки вода перемещается через дополнительную емкость для разделения фаз и затем подается на стадию a).

7. Способ по п. 5, в котором удаляемая после гидроструйной обработки вода применяется для орошения свободного пространства одной или нескольких емкостей для разделения фаз на стадии d), а воду после орошения собирают в водном остатке.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, который после стадии b) или после необязательной стадии f) дополнительно содержит:

g) возможный перенос волокнистого полотна с упомянутого движущегося сетчатого носителя, представляющего собой первый движущийся сетчатый носитель, на второй движущийся сетчатый носитель, причем перфорация упомянутого второго движущегося сетчатого носителя меньше перфорации упомянутого первого движущегося сетчатого носителя;

h) гидравлическое перепутывание волокнистого полотна на упомянутом втором движущемся носителе;

i) сушку гидравлически перепутанного листа и возможно тиснение, доведение до кондиции и нужного размера и/или упаковку высушенного листа для получения готового к применению листового материала.

9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором суспензия содержит от 0,01 до 0,2 мас.% поверхностно-активного вещества.

10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором поверхностно-активное вещество представляет собой неионогенное поверхностно-активное вещество.

11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором волокнистый материал суспензии содержит короткие волокна длиной от 1 до 25 мм и включает в себя по меньшей мере 25 мас.%, предпочтительно от 40 до 90 мас.% целлюлозной волокнистой массы с длиной волокон от 1 до 5 мм.

12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором трехфазная суспензия содержит от 20 до 45 об.%, предпочтительно от 25 до 40 об.% воздуха.

13. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором трехфазную суспензию наносят на стадии b) с расходом от 2100 до 6000 л/мин на 1 м ширины полученного волокнистого полотна.

14. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором перед стадией b) наносят полимерное полотно, причем полимерное полотно содержит по меньшей мере 50 мас.% синтетических филаментов, и объединенное полотно, полученное при нанесении на полимерное полотно суспензии, содержащей волокнистую массу, содержит от 15 до 45 мас.% синтетических филаментов в расчете на массу сухого вещества объединенного полотна.

15. Устройство для дегазации и рециркуляции водных остатков, содержащее:

(1) один или несколько блоков обезвоживания, причем блок обезвоживания содержит:

1a) отсасывающий ящик, способный отводить остаточную текучую среду водной суспензии, нанесенной на сетчатый носитель, через упомянутый сетчатый носитель;

1b) емкость для разделения фаз, содержащую нижнюю секцию и верхнюю секцию, причем нижняя секция образует канал для протекания жидкости и с одной стороны находится в соединении по текучей среде с упомянутым отсасывающим ящиком, а с противоположной стороны находится в соединении по текучей среде с системой отвода жидкости; при этом верхняя секция образует свободное пространство и содержит газовыпускное отверстие;

(2) одно или более вытяжных устройств, причем вытяжное устройство соединено с одним или несколькими газовыпускными отверстиями свободного пространства и способно отводить газ из емкости для разделения фаз.

16. Устройство по п. 15, где количество блоков обезвоживания равно 3-5.

17. Устройство по п. 15 или 16, в котором емкость для разделения фаз содержит впускное отверстие для орошающей жидкости и орошающее устройство, соединённое с впускным отверстием для орошающей жидкости, причем орошающее устройство обеспечивает возможность распыления жидкости в свободном пространстве емкости.

18. Устройство по любому из пп. 15-17, дополнительно содержащее модифицированный блок обезвоживания, отсасывающий ящик которого способен отводить воду после гидроструйной обработки из устройства для гидроструйной обработки; и дополнительно содержащее дополнительное вытяжное устройство, которое соединено с газовыпускным трубопроводом модифицированного блока обезвоживания и которое предпочтительно не соединяется по меньшей мере с одним из газовыпускных трубопроводов множества блоков обезвоживания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к промышленным и техническим тканям, применяемым в производстве бумаги и связанным с ним процессом, производству нетканых продуктов, и касается конкретно композиций полимерного компонента для изготовления компонентов промышленной ткани, способу получения их и к компоненту промышленной ткани.

Ткань (100) для бумагоделательной машины содержит раппорт (104) ткани, который содержит восемь верхних MD нитей (1-8) и восемь нижних MD нитей (9-16), которые проходят в продольном (MD) направлении; три верхних CMD нити (P6, P10, P14), переплетенных только с верхними MD нитями (1-8); три нижних CMD нити (MC5, MC9, MC13), переплетенных только с нижними MD нитями (9-16); и две пары связующих нитей (L7, L8; L11, L12), переплетенных как с верхними MD нитями (1-8), так и с нижними MD нитями (9-16); где связующие нити (L7, L8; L11, L12) каждой пары перекрещиваются друг с другом под соответствующими переходными нитями (T); связующие нити (L7, L8; L11, L12) каждой пары, вместе, оставлены открытыми на верхней поверхности ткани (100) только одиночные изолированные переходные нити (T), все из которых отделены друг от друга в поперечном направлении множеством смежных верхних MD нитей (1-8).

Система контроля, содержащая: (а) один или более датчиков, которые контролируют активность, амплитуду, размер, масштаб, длительность активности бумажной массы на бумагоделательной машине или сочетание указанных параметров, и (b) систему управления, связанную с одним или более датчиков и одной или более секций гидропланок внутри бумагоделательной машины; причем система управления выполнена с возможностью измерения активности, амплитуды, размера, масштаба, длительности активности бумажной массы или сочетания указанных параметров и сопоставления активности, амплитуды, размера, масштаба, длительности активности или их сочетания с формованием волокон внутри бумажной массы таким образом, чтобы регулировать угол, высоту или и то и другое одной или более секций гидропланок для изменения активности, амплитуды, размера, масштаба, длительности активности бумажной массы или сочетания указанных параметров.

Устройство для очистки войлочной ленты (21, 21a, 21b) в установке для изготовления бумажной ленты, содержащее устройство (4, 4a) для введения жидкости для очистки в войлочную ленту (21, 21a, 21b) и по меньшей мере одно подключенное за ним в направлении движения войлочной ленты (21, 21a, 21b) всасывающее устройство (5) с вакуумным каналом (52), через который жидкость для очистки отсасывается из войлочной ленты (21, 21a, 21b), причем это всасывающее устройство (5) между вакуумным каналом (52) и войлочной лентой (21, 21a, 21b) имеет всасывающие каналы (55, 56, 57), сквозь которые отсасывается содержащаяся в войлочной ленте (21, 21a, 21b) жидкость для очистки.

Способ изготовления бумаги с водяными знаками, содержащий: этап формирования первой волокнистой панели, которая содержит по меньшей мере один водяной знак; этап формирования второй тонкой волокнистой панели; этап удаления путем всасывания по меньшей мере участка второй тонкой волокнистой панели для создания локального уменьшения толщины на первой поверхности второй тонкой волокнистой панели, с тем чтобы обеспечить по меньшей мере одно вмещающее гнездо, предназначенное для вмещения защитного элемента; этап соединения первой волокнистой панели и поверхности второй тонкой волокнистой панели, которая располагается напротив первой поверхности.

Устройство для регулирования скребковой планки в линии для производства бумажного полотна, имеющей сетку, предназначенными для которой являются скребковые планки, ориентированные поперек ее направления движения и расположенные на расстоянии друг от друга.

Многослойная ленточная структура, которая может использоваться для крепирования или структурирования целлюлозного полотна в процессе изготовления основанного на целлюлозе продукта.

Описана многослойная ленточная структура, которая может использоваться для крепирования или структурирования целлюлозного полотна в процессе изготовления основанного на целлюлозе продукта.

Изобретение относится к полимерным композициям, содержащим частицы диоксида кремния. Композиция смоляного компонента для использования в промышленных тканях и лентах включает по меньшей мере одну полимерную смолу и по меньшей мере один тип шариков силикатного стекла.

Система контроля, предназначенная для контроля состояния полосы, движущейся по замкнутому маршруту в бумагоделательной машине, снабжена: измерительным устройством, выполненным с возможностью измерения по меньшей мере одного параметра, характеризующего состояние полосы; и узлом перемещения, выполненным с возможностью перемещать измерительное устройство вдоль направления, поперечного направлению движения полосы по замкнутому маршруту, и содержащим тросовое устройство перемещения.

Описаны способ и устройство для получения нетканых материалов. Способ содержит следующие стадии: a) обеспечение трехфазной суспензии, содержащей воздух, воду, волокнистый материал и поверхностно-активное вещество; b) нанесение суспензии на движущийся сетчатый носитель для получения на носителе волокнистого полотна; c) удаление водного остатка суспензии через сетчатый носитель; d) перекачивание водного остатка, по существу, в горизонтальном направлении через одну или несколько емкостей для разделения фаз с обеспечением при этом над водным остатком не находящегося под давлением свободного пространства; e) рециркуляция водного остатка, перекачиваемого на стадии d), на стадию a); f) предпочтительно предварительная интеграция волокнистого полотна. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх