纤维结构的干燥方法技术

本发明专利技术提供一种利用具有多个孔的限孔介质（３０）来干燥纤维网（２１）的方法。将该纤维网设置于支撑流体可透过的载体（２８）上。向位于支撑载体和限孔介质之间的纤维网施加压力。通过孔和纤维网抽真空，使该真空大于该介质的孔的透过压力。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纤维结构的干燥，尤其是利用限孔干燥介质对纤维结构进行干燥。
技术介绍
纤维结构已经成为日常生活的一种常用品。尽管本专利技术所述的方法对于本专利技术中公开的湿法纤维结构的干燥尤其适用，但是本方法并不仅限于这一应用。该方法也可用于合成纤维、天然纤维及其混合纤维的无纺结构的干燥。该方法同样也可用于纺织纤维结构的干燥。纤维质纤维结构存在于面巾纸、卫生纸和纸巾中。纤维质纤维结构在本领域的一个优点是，在纤维质纤维结构中提供多个区域。当纤维质纤维结构的一个区域与其邻近区域的纤维质纤维结构至少在一种特性上有明显不同时，则该纤维质纤维结构即可被看作是具有多个区域的纤维结构，所述特性包括但不限于基重、密度、不透明度、渗透性和预测的平均孔径。在纤维质纤维结构的制造中，将分散在一种液体载体中的纤维素纤维沉积在生成湿纤维网的成形丝上。可以利用已知的任何一种，或几种方法的组合对湿纤维网进行干燥。每种干燥方法都将影响到最终得到的纤维质纤维结构的特性。例如，这些干燥方法和程序将影响最终得到的纤维质纤维结构的柔软度、厚度、拉伸强度和吸收性。而且，用来干燥纤维质纤维结构的这些方法和程序还将影响纤维网的制造速率，该速率为不受这些干燥方法和过程限制的制造速率。干燥设备的一种实施例是毡带。利用干燥毡带实现对纤维质纤维结构进行脱水的方法早已使用，该方法通过液体载体的毛细流动使水渗入到与纤维网保持接触的可渗透毡介质中。利用毡带对纤维质纤维结构进行脱水可在待干燥的纤维质纤维结构网上获得均匀的压力和压实。可以利用真空或利用相对应的压力辊来辅助干燥毡带。压力辊可使毡带与纤维质纤维结构之间的机械压力最大化。干燥毡带的实施例如在以下专利中所说明的1982年5月11日授予Bolton的美国专利4,329,201，和1989年12月19日授予Cowan等人的美国专利4,888,096。使用毡带进行干燥的所产生的问题是，当毡带和纤维结构离开压力辊的辊隙点时，纤维质结构将会再润湿。当辊的压力消失的时候，存在于毡中的水将会回流至纤维质结构中。通常，对于具有多个区域的纤维质纤维结构的制造和干燥，毡带并不是优选的。毡带施加在这种纤维结构上的均匀压力将会减小区域之间的密度差。其它的能够避免在这种纤维质纤维结构上施加总压力的干燥方法是更优选的。在没有毡带辅助的情况下，通过真空脱水来实现纤维质是本领域已知的。对纤维质纤维结构的真空脱水，是在水分为液态时，利用机械方法将水分从纤维质纤维结构中除去。而且，真空方法将使纤维质纤维结构的不连续区域的偏移到干燥带的结构中。这种偏移十分有助于使纤维质纤维结构的各个区域具有不同的含水量。同样，通过真空辅助毛细流的方法，利用一种具有优选孔径的多孔圆筒来对纤维质纤维结构进行干燥的方法也是本领域熟知的。这种真空驱动干燥技术的实施例见以下专利1985年12月3日授予Chuang等的普通转让的美国专利4,556,450，和1990年11月27日授予Jean等人的美国专利4,973,385。在另一种干燥方法中，利用通气干燥法对纤维质纤维结构的纤维网的干燥取得了极大的成功。在一种典型的通气干燥法方法中，用一条具有小孔的空气可渗透带支撑待干燥纤维网。热空气先流过纤维网，然后流经空气可渗透带，反之亦然。空气流主要通过蒸发使纤维网干燥。与小孔重叠或偏移到空气可渗透带的小孔中的区域将优先被干燥，且该区域的纤维质纤维结构的厚度将增加。而与空气可渗透带的连接叉相重叠的区域的干燥程度就稍小一些。已经在本领域对通气干燥法中所使用的空气可渗透带进行了一些改进。例如，可以增加空气可渗透带上空隙区域的面积(至少占25％)。或，可以降低空气可渗透带的空气渗透性。可以利用树脂混合物阻塞空气可渗透带的纺纱之间的空隙以降低空气渗透性。可以在干燥带上加入金属颗粒以提高导热性，减少散热，或可供选择地，可以利用包括连续网络的光敏树脂来构成干燥带。该干燥带可能特别地适用于高达约300摄氏度(575华氏度)的高温空气流。这种通气干燥技术的实施例参见1975年7月1日重新授予Cole等人的美国专利28459，1979年10月30日授予Rotar的美国专利4,172,910，1981年2月24日授予Rotar等人的美国专利4,251,928，1985年7月9日授予Trokhan的普通转让的美国专利4,528,239，和1990年5月1日授予Todd的美国专利4,921,750。另外，在本领域也进行了一些尝试，以便在纤维质纤维结构仍然处于待干燥纤维网状态时调整纤维结构的干燥特征图。这种尝试可使用干燥带，或使用与Yankee罩组合在一起的红外干燥机。成形干燥的实施例在以下专利中作了说明1986年4月22日授予Smith的美国专利4,583,302，和1990年7月24日授予Sundovist的美国专利4,942,675。上述技术工艺没有解决在对多区域纤维质纤维结构进行干燥时所遇到的问题。例如，与纤维质纤维结构的第二区域相比，纤维质纤维结构的第一区域具有较小的绝对湿度、密度或基重，则第一区域的空气流通过量将明显地要大于第二区域的空气流通过量。这种相对较大的空气流通过量出现的原因是，第一区域的绝对湿度、密度或基重相对较小，则该区域对通过它的气流的流通阻碍将成比例地降低。这种较大的空气流将使得这些区域优先被干燥。因此，真空干燥和通气干燥都会造成纤维网湿度分布不均匀的问题。多个区域纤维网的理想湿度分布是，在干燥过程结束时，纤维网上的不同区域都同时达到一个均匀的湿度水平。未同时达到均匀湿度所产生的问题的一个实施例，就是当将一种典型的多区域纤维网传输到Yankee干燥机上时，该纤维网上的湿度分布不均匀。含水量较高的区域可以是那些与Yankee干燥机相接触的区域。Yankee干燥机和罩组合将优先地干燥那些与干燥机相接触的区域。那些未与Yankee干燥机相接触的区域，其含水量较低，将被Yankee罩更彻底地干燥。理想的湿度分布应该是，未与Yankee干燥机相接触的区域的湿度水平应该多少小于那些与干燥机相接触的区域，这样才能在完成干燥过程之后得到均匀的湿度。希望得到一种不会降低Yankee干燥设备和整个过程的加工速度的湿度分布。如果在输送至Yankee干燥机或其它干燥设备之前，能够调整那些与Yankee干燥机相接触的区域的含水量差，以使干燥体统的性能得到优化，并实现更高的生产速度，那当然是很有益的。现有技术方法(使用机械压力，如毡带的方法除外)的另一个缺点是，它们都要依赖于支撑待干燥纤维质纤维结构。气流冲着纤维质纤维结构，并且被输送流经支撑带，或可供选择地，气流流经干燥带再到达纤维质纤维结构。支撑带或纤维质纤维结构对气流阻碍的差异增大了纤维质纤维结构中湿度分布的差异，和/或在纤维结构中产生了以前并不存在的湿度分布的差异。本领域中为解决此问题所提出的一个改进的说明参见1994年1月4日授予Ensign等的普通转让的美国专利5,274,930，且其公开了结合通气干燥法的纤维质纤维结构的限孔干燥，该专利引入本专利技术以供参考。该专利介绍了一种使用微孔干燥介质的装置，与部分纤维质纤维结构的纤维之间的缝隙相比，这种微孔干燥介质具有较大的流通阻碍。这种微孔介质就是通气干燥法中的限孔，因此在该干燥方法中至少能够实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于降低纤维网水分含量的方法，所述方法包括以下步骤：ａ）将所述纤维网支撑在流体可透过的载体上；ｂ）提供至少一种限孔介质，所述限孔介质包括多个具有透过压力的孔；ｃ）向位于所述流体可透过的载体和所述限孔介质之间的纤维 网施加压力；和ｄ）向所述孔施加真空，其特征在于，所述真空大于所述孔的透过压力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔戈默小施特尔耶斯，奥斯曼波拉特，唐纳德尤金恩塞因，保罗丹尼斯特罗坎，
申请(专利权)人：制纸技术财团公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]