DE69129939T2

DE69129939T2 - Verfahren zur chemischen behandlung von bändern zur papierherstellung

Info

Publication number: DE69129939T2
Application number: DE69129939T
Authority: DE
Inventors: Paul Dennis Hamilton Oh 45013 Trokhan
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1990-04-12
Filing date: 1991-04-08
Publication date: 1999-01-14
Anticipated expiration: 2011-04-09
Also published as: EP0524251A1; PT97348A; EP0524251B1; CA2076525C; WO1991016492A1; DE69129939D1; CN1057687A; MX166724B; RU2085643C1; EP0524251A4; ES2118751T3; US5073235A; JPH05506893A; CN1026509C; AU7681391A; CA2076525A1; ATE169356T1; JP2967526B2; PT97348B

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren zur Herstellung fester, weicher, absorbierender Papierprodukte. Diese Erfindung betrifft ebenso ein Papiermaschinenband, welches in diesem Verfahren verwendet wird, und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Papiermaschinenbandes. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein Papierherstellungsverfahren, welches ein mit lichtempfindlichem Polymerharz beschichtetes Papiermaschinenband und ein Verfahren zum chemischen Behandeln des harzbeschichteten Bandes während des Papierherstellungsvorgangs nutzt.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Ein vorrangiges Element des täglichen Lebens in der modernen Industriegesellschaft ist die Verwendung von Wegwerfprodukten, insbesondere von Wegwerfprodukten, welche aus Papier hergestellt sind. Papierhandtücher, Kosmetik-Tissues, Hygiene-Tissues und dergleichen sind nahezu konstant in Verwendung. Selbstverständlich wurde im 20. Jahrhundert die Herstellung von Gegenständen von derartig großer Nachfrage eine der größten Industrien in industriell entwickelten Ländern. Die allgemeine Nachfrage nach Wegwerfpapierprodukten hat, ebenso selbstverständlich, eine Nachfrage für verbesserte Versionen der Produkte und der Verfahren von deren Herstellung geschaffen. Trotz großer Fortschritte bei der Papierherstellung, -forschung und -entwicklung setzen sich Bemühungen fort, welche sowohl auf das Verbessern der Produkte als auch von deren Herstellungsverfahren abzielen.
Wegwerfprodukte, wie zum Beispiel Papierhandtücher, Kosmetik-Tissues, Hygiene-Tissues und dergleichen, werden aus einer oder mehreren Tissuepapierbahnen hergestellt. Wenn die Produkte ihre beabsichtigten Aufgaben erfüllen und breite Akzeptanz finden sollen, müßten sie und die Tissuepapierbahnen, aus welchen sie hergestellt werden, bestimmte physikalische Eigenschaften aufweisen. Unter den wesentlicheren dieser Eigenschaften sind Festigkeit, Weichheit und Absorptionsfähigkeit.
Festigkeit ist die Fähigkeit einer Papierbahn, während der Verwendung ihre physikalische Integrität beizubehalten.
Weichheit ist die angenehme Berührungsempfindung, welche Konsumenten empfinden, wenn sie das Papier in ihren Händen knüllen und wenn sie das Papier für dessen gedachten Zweck verwenden.
Absorptionsfähigkeit ist die Eigenschaft des Papiers, welche ihm gestattet, Fluide, insbesondere Wasser und wässerige Lösungen und Suspensionen, aufzunehmen und zurückzuhalten. Beim Bewerten der Absorptionsfähigkeit von Papier ist nicht nur die absolute Fluidquantität, welche eine gegebene Menge von Papier halten wird, von Bedeutung, sondern auch die Geschwindigkeit, bei welcher das Papier das Fluid absorbieren wird, ist ebenso wesentlich. Wenn das Papier zu einer Vorrichtung, wie zum Beispiel einem Handtuch oder Wischtuch, ausgebildet wird, ist weiters die Fähigkeit des Papiers, ein Fluid zu veranlassen, in das Papier aufgenommen zu werden und dadurch eine trockengewischte Oberfläche zurückzulassen, ebenso von Bedeutung.
Verfahren zum Herstellen von Wegwerfpapierprodukten zur Verwendung in Tissue-, Handtuch- und Hygieneprodukten bedingen allgemein die Herstellung einer wässerigen Aufschlämmung aus Fasern zur Papierherstellung (Papierfasern) und darauffolgendes Entfernen des Wassers aus der Aufschlämmung, während gleichzeitig die Fasern in der Aufschlämmung umgeordnet werden, um eine Papierbahn zu bilden. Zahlreiche Arten von Vorrichtungen können verwendet werden, um beim Entwässerungsvorgang zu unterstützen. Derzeit verwenden die meisten Herstellungsverfahren Maschinen, welche als Fourdriniersieb-Papiermaschinen bekannt sind, oder Maschinen, welche als Doppel-(Fourdrinier)Sieb-Papiermaschinen bekannt sind. Bei Fourdriniersieb-Papiermaschinen wird die Papieraufschlämmung auf die obere Oberfläche eines sich bewegenden Endlosbandes zugeführt, welche als die anfängliche Papierherstellungsoberfläche der Maschine dient. In Doppel- Sieb-Maschinen wird die Aufschlämmung zwischen einem Paar konvergierender Fourdrinier-Siebe abgelegt, an welchen das anfängliche Entwässern und Umordnen im Papierherstellungsverfahren ausgeführt werden. Nach dem anfänglichen Bilden der Papierbahn am Fourdrinier-Sieb oder an den -Sieben tragen im allgemeinen beide Maschinenarten die Papierbahn durch einen Trocknungsvorgang oder Trocknungsvorgänge an einem weiteren Gewebe in der Form eines Endlosbandes, welches oft unterschiedlich vom Fourdrinier-Sieb oder von den Fourdrinier-Sieben ist. Dieses andere Gewebe ist oft als ein Trocknungsgewebe bezeichnet. Zahlreiche Anordnungen des Fourdrinier-Siebes/der Fourdrinier-Siebe und des Trocknungsgewebes/der Trocknungsgewebe sowie das/die Trocknungsverfahren sind erfolgreich und einigermaßen weniger erfolgreich verwendet worden. Das/die Trocknungsverfahren kann/können mechanische Verdichtung der Papierbahn, Vakuum- Entwässerung, Trocknen durch Blasen erhitzter Luft durch die Papierbahn und andere Arten von Trocknungsverfahren bedingen.
Wie zuvor ersichtlich, tragen Papiermaschinenbänder oder -stoffe zahlreiche Namen in Abhängigkeit von ihrer beabsichtigten Verwendung. Fourdrinier-Siebe, ebenso als Fourdrinier-Bänder bekannt, formgebende Siebe oder formgebende Gewebe sind jene, welche in der anfänglichen Formgebungszone der Papiermaschine verwendet werden. Trockner-Gewebe, wie zuvor festgestellt, sind jene, welche die Papierbahn durch den Trocknungsarbeitsgang der Papiermaschine tragen. Zahlreiche andere Arten von Bändern oder Geweben sind ebenso möglich. Die meisten Papiermaschinenbänder, welche in der Vergangenheit verwendet wurden, sind üblicherweise aus einer Länge eines gewebten Textilmaterials gebildet, dessen Enden in einer Naht zusammengefügt worden sind, um ein Endlosband zu bilden. Gewebte Papiermaschinentextilmaterialien umfassen allgemein eine Mehrzahl von beabstandeten längslaufenden Kettfäden und eine Mehrzahl von beabstandeten querlaufenden Schußfäden, welche in einem spezifischen Webmuster miteinander verwebt worden sind. Frühere Bänder haben einschichtige (aus Kett- und Schußfäden) Gewebe, mehrschichtige Gewebe und Gewebe mit verschiedenen Schichten aus verwebten Kett- und Schußfäden inkludiert. Anfänglich waren die Fäden der Papiermaschinengewebe aus Drähten gemacht, welche aus Materialien wie zum Beispiel Bronze, rostfreiem Stahl, Messing oder aus Kombinationen daraus bestanden. Oft waren verschiedene Materialien obenauf auf den Geweben angeordnet und daran fixiert in einem Versuch, den Entwässerungsvorgang effizienter zu machen. Jüngstens hat man auf dem Gebiet der Papierherstellung herausgefunden, daß zur Gänze oder teilweise synthetische Materialien verwendet werden können, um die unterliegenden Drahtstrukturen zu bilden, welche in der Qualität den formgebenden Drähten, welche aus Metallfäden hergestellt sind, überlegen sind. Derartige synthetische Materialien haben Nylon, Polyester, Acrylfasern und Copolymere inkludiert. Während viele unterschiedliche Verfahren, Gewebe und Anordnungen dieser Gewebe verwendet worden sind, haben lediglich bestimmte dieser Verfahren, Gewebe und Anordnungen dieser Gewebe zu kommerziell erfolgreichen Papierprodukten geführt.
Die EP-O 191 231 beschreibt ein Gewebe zur Verwendung als ein Tuch- Gewebe für eine Papiermaschine, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gewebe hohle Fasern enthält, welche eine Verbindung enthalten, welche langsam zum Behandeln des Tuch-Gewebes freigegeben werden soll.
Ein Beispiel von Papierbahnen, welche vom Kreis der Verbraucher breit angenommen worden sind, sind die Bahnen, welche durch das im US-Patent 3,301.746, Sanford und Sisson, erteilt am 31. Jänner 1967, beschriebene Verfahren hergestellt sind. Andere breit akzeptierte Papierprodukte sind durch das in der US- PS 3,994.771, Morgan und Rich, ausgegeben am 30. November 1976, beschriebene Verfahren hergestellt. Trotz der hohen Qualität von Produkten, welche durch diese zwei Verfahren hergestellt sind, hat sich jedoch die Suche nach noch verbesserten Produkten, wie zuvor festgestellt, fortgesetzt.
Eine weitere kommerziell signifikante Verbesserung wurde an den zuvor genannten Papierbahnen durch das im US-Patent 4,529.480, Trokhan, erteilt am 16. Juli 1985, beschriebene Verfahren gemacht. Die Verbesserung inkludierte das Nutzen eines Papiermaschinenbandes (als ein "Ablenkbauteil" bezeichnet), welches aus einem porösen gewebten Bauteil bestand, welcher von einem erhärteten licht empfindlichen Harzfachwerk umgeben war. Das Harzfachwerk war mit einer Vielzahl diskreter isolierter Kanäle, welche als "Ablenkleitungen" bekannt waren, versehen. Das Verfahren, bei welchem dieser Ablenkbauteil verwendet wurde, bedingte, unter anderen Schritten, das Verbinden einer embryonalen Bahn aus Papiermacherfasern mit der oberen Oberfläche des Ablenkbauteils und Aufbringen eines Vakuums oder einer anderen Fluiddruckdifferenz auf die Bahn von der Rückseite (maschinenberührenden Seite) des Ablenkbauteils. Das Papiermaschinenband, welches in diesem Verfahren verwendet wurde, wurde als ein "Ablenkbauteil" bezeichnet, weil die Papierfasern in die Ablenkkanäle abgelenkt und in die Ablenkkanäle des hartgewordenen Harzfachwerks nach dem Aufbringen der Fluiddruckdifferenz umgeordnet werden sollten. Der Ablenkbauteil wurde gemäß dem Verfahren hergestellt, welches im US-Patent 4,514.345, Johnson et al., erteilt am 30. April 1985, beschrieben ist. Dieses Verfahren inkludierte folgende Schritte: 1) Beschichten des porösen gewebten Elements mit einem lichtempfindlichen Harz; 2) Kontrollieren der Dicke des lichtempfindlichen Harzes auf einen vorgewählten Wert; 3) Exponieren des Harzes an ein Licht mit einer aktivierenden Wellenlänge durch eine Maske mit lichtundurchlässigen und transparenten Bereichen; und 4) Entfernen des ungehärteten Harzes. Durch Nutzen des zuvor erwähnten verbesserten Papierherstellungsverfahrens war es schließlich möglich, Papier mit bestimmten gewünschten vorher ausgewählten Charakteristika zu schaffen. Das unter Verwendung des in der US-PS 4,529.480 geoffenbarten Verfahrens hergestellte Papier ist dadurch gekennzeichnet, daß es zwei physikalisch unterschiedliche Bereiche, welche über seine Oberfläche verteilt sind, aufweist; wobei einer ein Bereich von kontinuierlichem Netzwerk ist, welcher eine relativ hohe Dichte und hohe innewohnende Festigkeit aufweist, der andere ein Bereich ist, welcher aus einer Mehrzahl von Wölbungen besteht, welche relativ geringe Dichten und relativ geringe innewohnende Festigkeiten (im Vergleich zum Netzwerkbereich) aufweisen, welche komplett vom Netzwerkbereich umschlossen sind.
Das durch das zuvor erwähnte Verfahren hergestellte Papier war als ein Ergebnis verschiedener Faktoren tatsächlich fester, weicher und absorbierender als das Papier, welches durch die früheren Verfahren erzeugt worden ist. Die Festigkeit des erzeugten Papiers war als ein Resultat der relativ hohen innewohnenden Festigkeit, welche durch den Netzwerkbereich beigestellt war, gesteigert. Die Weichheit des erzeugten Papiers war als ein Resultat des Vorsehens der Mehrzahl von Wölbungen von niedriger Dichte über die Oberfläche des Papiers erhöht. Die Absorptionsfähigkeit des Papiers war zufolge der Tatsache, daß das Papier eine allgemein geringere Dichte aufwies, erhöht, wogegen die Absorptionsgeschwindigkeit angehoben war, weil das Netzwerk imstande war, absorbierte Flüssigkeiten zu den absorbierenden Wölbungen in einer geordneten Art zu verteilen.
Obwohl das zuvor erwähnte verbesserte Verfahren einigermaßen gut arbeitete, hat man herausgefunden, daß das hartgewordene lichtempfindliche polymere Harz, welches im Papiermaschinenband enthalten war, sich mit der Zeit schnell abbaut, was zu einem vorzeitigen Versagen der Bänder führt. Der hauptsächliche Abbau-Mechanismus für diese Ablenkbauteile (Papiermaschinenbänder) ist Oxidation des Photopolymerharzes. Um dies abzusenken, ist es erforderlich, oxidationsinhibierende Chemikalien, wie zum Beispiel gehinderte Phenole mit hohem Molekulargewicht, dem flüssigen Photopolymerharz vor dem abschließenden Polymerisieren durch Licht einer aktivierenden Wellenlänge (z. B. UV-Licht) beizugeben. Jedoch gibt es einen oberen Limit für die Menge an diesen Chemikalien, welche in dem flüssigen Harz eingeschlossen werden kann, aus drei Gründen: (a) diese Chemikalien haben eine negative Auswirkung auf die Photogeschwindigkeit (Reaktionsgeschwindigkeit) des Harzes, (b) Löslichkeitsbeschränkungen der Chemikalien im Harz und (c) die Harzstruktur wird durch Verschieben des Polymers geschwächt. Während des Laufens an einer Papiermaschine werden diese Materialien verbraucht und/oder entfernt, wenn sie gegen Oxidation schützen. Wenn der Antioxidationsmittel-Gehalt herabgesetzt oder beseitigt ist, wird das Harz für Degradation anfällig und das Band ist bald zerstört. Demnach besteht ein Erfordernis für ein Verfahren zum Ersetzen der chemischen Verbindungen, welche während des Papierherstellungsarbeitsvorgangs vom Band abgereichert werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der nutzbaren Lebensdauer des Bandes durch das kontinuierliche Aufbringen von chemischen Verbindungen auf die festes polymeres Harz enthaltenden Bänder während des Papierherstellungsverfahrens. Insbesondere durch Beigabe geeigneter oxidationsinhibierender Chemikalien an das Band während des Papierherstellungsverfahrens kann die Lebensdauer des Bandes verlängert werden. Diese Technik überwindet die gegenwärtige Begrenzung für die Menge an Antioxidantien, welche dem unpolymerisierten flüssigen Harz beigegeben werden kann. Sie wirkt ebenso gegen Abreicherung von Antioxidantium im Harz während normaler Papierherstellungsverfahren.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, ein Verfahren zum Verlängern des Funktionslebens von Papiermaschinenbändern, welche ein festes polymeres lichtempfindliches Harz enthalten, durch das kontinuierliche Aufbringen einer wirksamen Menge einer chemischen Verbindung auf das Papiermaschinenband während des Papierherstellungsverfahrens beizustellen
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum kontinuierlichen Aufbringen von geringen Pegeln von oxidationsinhibierenden Chemikalien auf die papierberührende Oberfläche dieser harzenthaltenden Papiermaschi nenbänder während ihres Gebrauches beizustellen; wodurch das Harz gegen Oxidation geschützt wird.
Diese und andere Ziele werden unter Verwendung der vorliegenden Erfindung erhalten, wie aus der folgenden Offenbarung ersichtlich sein wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung umreißt ein Verfahren zum Verbessern der Bandlebensdauer von Papiermaschinenbändern, welche feste lichtempfindliche polymere Harze enthalten; und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Papier unter Verwendung dieser Arten von Papiermaschinenbändern. Allgemein ergibt sich die Verbesserung in der Bandlebensdauer aus dem kontinuierlichen Aufbringen einer wirksamen Menge einer chemischen Verbindung (chemischer Verbindungen) auf das Band während des Papierherstellungsverfahrens. Vorzugsweise sind die chemischen Verbindungen Antioxidantien, welche Oxidation der polymeren Harze und die sich ergebenden abbauenden Effekte verhindern oder verzögern können.
Das Papiermaschinenband besteht, in seiner bevorzugten Form, aus zwei Hauptbestandteilen: (1) einem festen polymeren Harzfachwerk, welches durch Aussetzen eines flüssigen lichtempfindlichen Harzes an Licht einer aktivierenden Wellenlänge verfestigt worden ist und welches eine erste Oberfläche zum Berühren der Faserbahnen, welche entwässert werden sollen, und eine zweite Oberfläche gegenüberliegend der ersten Oberfläche zum Berühren der entwässernden Vorrichtung, welche in dem Entwässerungsarbeitsgang verwendet wird, aufweist; und (2) einer verstärkenden Struktur mit Zwischenräumen darin, welche ein poröser gewebter Bauteil sein kann, zum Verstärken des Harzfachwerks, welche zwischen der ersten Oberfläche des Fachwerks und mindestens einem Abschnitt der zweiten Oberfläche des Fachwerks positioniert ist. Vorzugsweise hat das Harzfachwerk eine Mehrzahl von Ableitungen darin zum Lenken von Wasser von der ersten Oberfläche durch das Harzfachwerk zur zweiten Oberfläche.
Geeignete lichtempfindliche Harze können leicht aus den vielen im Handel Verfügbaren ausgewählt werden. Beispiele lichtempfindlicher polymerer Harze inkludieren: Urethanacrylate (z. B. methacryliertes Urethan), Styrolbutadien- Copolymere, Acrylester, Epoxyacrylate, acrylierte aromatische Urethane und acrylierte Polybutadiene. Besonders bevorzugte flüssige lichtempfindliche Harze sind in der Merigraph-Reihe von methacrylierten Urethanharzen inkludiert, welche von Hercules Incorporated, Wilmington, Delaware, hergestellt werden. Ein äußerst bevorzugtes Harz ist Merigraph-Harz EPD 1616B.
Beim bevorzugten Verfahren zum Ausführen der vorliegenden Erfindung werden Antioxidantien kontinuierlich auf die Papiermaschinenbänder während des Papierherstellungsvorgangs aufgebracht, um die Papiermaschinenbänder vom Oxidieren zu schützen und die Lebensdauer des Papiermaschinenbandes zu erhöhen.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß Antioxidantien vom Papiermaschinenband absorbiert werden, wenn sie auf das Band, während es im Gebrauch ist, aufgebracht werden. Dies ist unerwartet, weil die Papiermaschinenbänder mit hoher Geschwindigkeit einen kompletten Umlauf in annähernd drei Sekunden ausführen, wobei die Bänder durch Reinigungsduschen und über fluidentfernende Vakuumboxen bei jedem Umlauf durchgehen. Demnach haben in der Regel die oxidationsinhibierenden Chemikalien weniger als drei Sekunden Zeit, um vom Harz absorbiert zu werden oder um an der Oberfläche des Harzes angeheftet zu werden (bevor sie durch die Reinigungsduschen weggespült und/oder durch die Vakuumboxen entfernt werden) und machen das Band widerstandsfähiger gegenüber Oxidation. Geeignete Antioxidantien können leicht von vielen kommerziell erhältlichen ausgewählt werden. Die bevorzugten Antioxidantien sind Primärantioxidantien, wie z. B. gehinderte Phenole, welche imstande sind, freie Radikale abzufangen und oxidative Kettenreaktionen zu unterbinden. Eine detailliertere Beschreibung der Arten von Antioxidantien, welche zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, ist hierin nachstehend angegeben.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Herstellung von Papier unter Verwendung der Papiermaschinenbänder der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren zum Herstellen einer Papierbahn gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt:
(a) Beistellen einer wässerigen Dispersion von Papierfasern;
(b) Bilden einer embryonalen Bahn aus Papierfasern aus der wässerigen Dispersion an einem porösen Bauteil;
(c) Berühren der embryonalen Bahn mit einem Papiermaschinenband, welches ein Fachwerk mit einer papierberührenden ersten Oberfläche, einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche und Ableitungen, welche sich von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche erstrecken; und eine verstärkende Struktur zum Verstärken des Fachwerks umfaßt, welche zwischen der ersten Oberfläche des Fachwerks und mindestens einem Abschnitt der zweiten Oberfläche des Fachwerks positioniert ist, wobei die verstärkende Struktur einen verstärkenden Bestandteil mit Zwischenräumen darin aufweist;
(d) Ablenken mindestens eines Teils der Papierfasern in der embryonalen Bahn in die Ableitungen und Entfernen von Wasser von der embryonalen Bahn durch die Ableitungen und Umordnen der Papierfasern, um eine Zwischenbahn unter derartigen Bedingungen zu bilden, daß das genannte Ablenken nicht später als das Einleiten des genannten Wasserentfernens initiiert wird;
(e) Vortrocknen der Zwischenbahn in Verbindung mit dem Papiermaschinenband auf eine Konsistenz von etwa 25% bis etwa 98%, um eine vorgetrocknete Bahn aus Papierfasern zu bilden.
In Verbindung mit dem zuvor beschriebenen Papierherstellungsverfahren wird eine wirksame Menge einer chemischen Verbindung, vorzugsweise einer Emulsion, welche ein aufgelöstes oxidationsinhibierendes Chemikalium enthält, kontinuierlich auf das Band während des Papierherstellungsverfahrens aufgebracht. Dieses Verfahren des kontinuierlichen Beigebens von chemischen Verbindungen den Papiermaschinenbändern, während sie in Gebrauch sind, wird detailliert hierin nachstehend beschrieben werden.
Alle Prozentangaben, Verhältnisse und Proportionen hierin beziehen sich auf das Gewicht, wenn nicht anders angegeben ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer kontinuierlichen Papierherstellungsmaschine, welche das Verfahrens der vorliegenden Erfindung des Beigebens von Chemikalien an ein Papiermaschinenband illustriert.
Fig. 1A ist eine vereinfachte schematische Darstellung eines Querschnitts, welche die teilweise geformte embryonale Bahn aus Papierfasern zeigt, vor deren Ablenkung in eine Leitung des Papiermaschinenbandes.
Fig. 1B ist eine vereinfachte Darstellung im Querschnitt des Abschnitts der in Fig. 1A gezeigten embryonalen Bahn, nachdem die Fasern der embryonalen Bahn in eine der Leitungen des Papiermaschinenbandes abgelenkt worden sind.
Fig. 1C ist eine vereinfachte Draufsicht auf einen Abschnitt einer Papierbahn, welche durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist.
Fig. 1D ist eine Teilansicht, in Maschinenrichtung, der in Fig. 1C gezeigten Papierbahn, vorgenommen entlang der Linie 1D-1D.
Fig. 1E ist eine Teilansicht, quer zur Maschinenrichtung, des Abschnitts der in Fig. 1C gezeigten Papierbahn, vorgenommen entlang der Linie 1E-1E.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Papiermaschinenbandes, gezeigt ohne die verstärkende Struktur.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des Abschnitts des Papiermaschinenbandes, welches in Fig. 2 gezeigt ist, vorgenommen entlang den Linien 3-3.
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf ein komplett zusammengestelltes Ausführungsbeispiel des Papiermaschinenbandes.
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels des in Fig. 4 gezeigten Papiermaschinenbandes, entlang der Linie 5-5, in welcher die rückseitige Oberfläche mit einer Textur von einer positiven Natur versehen ist.
Fig. 6 ist eine vergrößerte schematische Darstellung einer bevorzugten Geometrie einer Ableitungsöffnung.
Fig. 7 ist eine Draufsicht, welche eine bevorzugte gewebte mehrschichtige verstärkende Struktur zeigt, welche im Papiermaschinenband verwendet werden kann.
Fig. 8 ist eine auseinandergezogene Schnittansicht entlang der Linie 8-8 von Fig. 7.
Fig. 9 ist eine Endschnittansicht der gewebten verstärkenden Struktur von Fig. 7.
Fig. 10 ist eine Schnittansicht, entlang der Linie 10-10 von Fig. 7.
Fig. 11 ist eine Schnittansicht, entlang der Linie 11-11 von Fig. 7.
Fig. 12 ist eine Schnittansicht, entlang der. Linie 12-12 von Fig. 7.
Fig. 13 ist eine schematische Darstellung der grundlegenden Vorrichtung zum Herstellen des Papiermaschinenbandes, welches bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Während diese Beschreibung mit Ansprüchen abschließt, welche das, was die Erfindung bildend erachtet wird, besonders hervorheben und unterscheidend beanspruchen, wird angenommen, daß die Erfindung leichter durch Verfolgen der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Kombination mit dem Studium der beigeschlossenen Zeichnungen und der beigegebenen Beispiele verstanden werden kann.
Die Beschreibung ist in vier Abschnitte unterteilt:
(1) detaillierte Beschreibung des Papierherstellungsverfahrens und des kontinuierlichen Aufbringens chemischer Verbindungen auf das Papiermaschinenband der vorliegenden Erfindung;
(2) Beschreibung von Papierbahnen, welche unter Verwendung des Papierherstellungsverfahrens erzeugt worden sind;
(3) Beschreibung bevorzugter Papiermaschinenbänder;
(4j Beschreibung von Verfahren, welche zur Herstellung der bevorzugten Papiermaschinenbänder verwendet werden.

1. Das Verfahren zum Herstellen von Papier und Beigeben von chemischen Verbindungen an das Band

Eine detaillierte Beschreibung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zum Verbessern der Lebensdauer von Papiermaschinenbändern, welche feste lichtempfindliche polymere Harze enthalten, und des Verfahrens zum Herstellen von Papier unter Verwendung dieser Arten von harzbeschichteten Bändern ist nachstehend beigestellt, obwohl es gedacht ist, daß andere Verfahren ebenso verwendet werden können. Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen von Papier unter Verwendung des mit lichtempfindlichem Harz beschichteten Papiermaschinenbandes der vorliegenden Erfindung ist im Detail im US-Patent 4,528.239 mit dem Titel "Ablenkbauteil", welches an Paul D. Trokhan am 9. Juli 1985 erteilt worden ist, und im US-Patent 4,529.480 mit dem Titel "Tissuepapier", welches an Paul D. Trokhan am 16. Juli 1985 erteilt worden ist, erörtert, wobei ebenso beide hierin durch Referenz aufgenommen sind.
Das gesamte Papierherstellungsverfahren, einschließlich des Verfahrens dieser Erfindung zum Chemisch-Behandeln der harzbeschichteten Bänder, umfaßt eine Anzahl von Schritten oder Arbeitsgängen, welche in einer Zeitfolge, wie nachstehend festgehalten, erfolgen. Es soll jedoch verstanden werden, daß die nachstehend beschriebenen Schritte gedacht sind, den Leser beim Verständnis des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zu unterstützen, und daß die vorliegende Erfindung nicht auf Verfahren mit lediglich einer bestimmten Anzahl oder Anordnung von Schritten beschränkt ist. Jeder Schritt wird im Detail in den folgenden Kapiteln unter bezug auf Fig. 1 beschrieben.
Fig. 1 ist eine vereinfachte, schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer kontinuierlich arbeitenden Papiermaschine, welche beim Ausführen der vorliegenden Erfindung nutzbar ist. Die in Fig. 1 illustrierte besondere Papiermaschine ist eine Fourdriniersieb-Maschine, welche in Konfiguration und in der Anordnung ihrer Bänder allgemein ähnlich der Papiermaschine ist, welche im US-Patent 3,301.746, erteilt an Sanford und Sisson am 31. Jänner 1967, geoffenbart ist, welche hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Es ist ebenso gedacht, daß eine Papiermaschine mit Doppelsieb, die in Fig. 1 der US-PS 4,102.737, Patent erteilt an Morton am 25. Juli 1978, (welche Patentschrift ebenso hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist) illustriert ist, zur Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden könnte.

Erster Schritt

Der erste Schritt beim Ausführen des Papierherstellungsverfahrens ist das Beistellen einer wässerigen Dispersion von Papierfasern 14. Nützliche Papierfasern inkludieren jene Fasern auf Zellulosebasis, welche üblicherweise als Zellstoff- Fasern bekannt sind. Fasern, welche von Weichhölzern (Gymnospermen oder Nadelbäumen) und Harthölzern (Angiospermen oder Laubbäumen) stammen, sind zur Verwendung in dieser Erfindung gedacht. Die besondere Spezies von Baum, von welchem die Fasern stammen, ist unwesentlich.
Fasern auf Zellulosebasis von diversen natürlichen Quellen können ebenso verwendet werden, einschließlich Baumwoll-Linter-Fasern, Fasern von Espartogras, Bagasse, Hanf, Torfmoos und Flachs. Rezyklierte zellulosehältige faserige Materialien (z. B. Zellstoff-Fasern) können verwendet werden und sind gedacht, um innerhalb des Rahmens dieser Erfindung zu liegen. Zusätzlich können synthetische Fasern, wie zum Beispiel Rayon, Polyethylen- und Polypropylenfasern ebenso in Kombination mit natürlichen Fasern auf Zellulosebasis verwendet werden. Eine exemplarische Polyethylenfaser, welche verwendet werden kann, ist PulpexTM, welche von Hercules Inc. (Wilmington, Delaware) erhältlich ist.
Die Zellstoff-Fasern können durch jedes annehmbare Holzaufschlußverfahren aus dem heimischen Holz erzeugt werden. Chemische Verfahren wie Sulfit-, Sulfat- (einschließlich Kraft-) und Soda-Verfahren sind geeignet. Mechanische Verfahren, wie zum Beispiel thermomechanische (oder Asplund-) Verfahren, sind ebenso geeignet. Zusätzlich können die vielfältigsten halbchemischen und chemi-mechanischen Verfahren verwendet werden. Gebleichte sowie ungebleichte Fasern sind zur Verwendung gedacht. Wenn die Papierbahn dieser Erfindung zur Verwendung in absorbierenden Produkten, wie zum Beispiel Papierhandtüchern, gedacht ist, sind gebleichte Kraft-Zellstoff-Fasern aus nördlichem Weichholz bevorzugt.
Um die wässerige Dispersion aus Papierfasern herzustellen, kann jede Anlage, welche in der Fachwelt zum Dispergieren von Fasern üblicherweise verwendet wird, verwendet werden. Eine wässerige Dispersion von Fasern 14 zur Papiererzeugung wird in einer Anlage, welche nicht gezeigt ist, hergestellt und einem Stoffauflaufkasten 13 zugeführt, welcher von jedem geeigneten Design ist. Vom Stoffauflaufkasten 13 wird die wässerige Dispersion von Fasern 14 zur Papiererzeugung auf einer formgebenden Oberfläche oder einem formgebenden Band, welches in der Regel ein Fourdrinier-Sieb ist, wie es als 15 gezeigt ist, zum Ausführen des zweiten Schrittes des Papierherstellungsverfahrens zugeführt. Das Fourdrinier-Sieb 15 wird durch eine Brustwalze 16 und eine Mehrzahl von Umlenkwalzen, welche 17 und 17a bezeichnet sind, getragen. Das Fourdrinier-Sieb 15 wird in der Richtung, welche durch den Richtungspfeil A angegeben ist, durch ein konventionelles Antriebsmittel, welches in Fig. 1 nicht gezeigt ist, herumgeführt. Wahlweise Hilfseinrichtungen und Vorrichtungen, welche üblicherweise mit Papierherstellungsmaschinen und mit Fourdrinier-Sieben verbunden sind, einschließlich formgebenden Platten, Streichleisten, Vakuumboxen, Zugspannungswalzen, Tragwalzen, Siebreinigungsduschen und dergleichen, sind ebenso in Fig. 1 nicht gezeigt.
Normalerweise werden die Fasern in der wässerigen Dispersion am Ende des ersten Schrittes bei einer Konsistenz bei etwa 0,1 bis etwa 0,3% dispergiert.
Zusätzlich zu Papierherstellungsfasern kann die wässerige Dispersion zahlreiche Additive, welche bei der Papierherstellung üblich sind, inkludieren. Die Liste möglicher Additive, welche in Spalte 4, Zeilen 24-59 der US-PS 4,529.480, erteilt am 16. Juli 1985, enthalten sind, ist hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
Wenn in dieser Beschreibung verwendet, wird der Feuchtigkeitsgehalt von zahlreichen Dispersionen, Bahnen und dergleichen mit Ausdrücken von Prozent- Konsistenz ausgedrückt. Prozent-Konsistenz wird definiert als das 100-fache des Quotienten, welcher erhalten wird, wenn das Gewicht der trockenen Faser in dem in Erörterung stehenden System durch das Gesamtgewicht des Systems dividiert wird. Wenn hierin verwendet, ist Fasergewicht immer auf der Basis von knochentrockenen Fasern ausgedrückt.

Zweiter Schritt

Der zweite Schritt im Papierherstellungsverfahren ist das Bilden einer embryonalen Bahn 18 aus Fasern zur Papierfabrikation an einer porösen Oberfläche (wie zum Beispiel dem Fourdrinier-Sieb 15) aus der wässerigen Dispersion 14, welche im ersten Schritt zugeführt worden ist.
Wie in dieser Beschreibung verwendet, ist eine embryonale Bahn 18 die Faserbahn, welche während des Durchlaufens des Papierherstellungsverfahrens einer Umordnung am Papiermaschinenband 10, wie nachstehend beschrieben ist, unterworfen wird.
Die embryonale Bahn 18 wird aus der wässerigen Dispersion von Papierfasern 14 durch Ablegen jener Dispersion auf eine poröse Oberfläche und Entfernen eines Anteils des wässerigen Dispergiermediums durch Techniken, welche den Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt sind, gebildet. Vakuumboxen, formende Platten, Streichleisten und dergleichen sind beim wirksamen Wasserentfernen nützlich. Die Fasern in der embryonalen Bahn 18 haben normalerweise eine relativ große Wassermenge mit ihnen verbunden, wobei Konsistenzen im Bereich von etwa 5% bis etwa 25% üblich sind. Normalerweise ist eine embryonale Bahn 18 zu schwach um imstande zu sein, um ohne die Unterstützung eines äußeren Elementes, wie zum Beispiel eines Fourdrinier-Siebes 15, zu bestehen. Ungeachtet der Technik, mit welcher eine embryonale Bahn 18 gebildet wird, muß sie zu dem Zeitpunkt, zu welchem sie einer Umordnung am Papiermaschinenband 10 unterworfen ist, durch Bindungen zusammmengehalten werden, welche schwach genug sind, um ein Umordnen der Fasern unter der Wirkung der Kräfte, welche hierin nachstehend beschrieben sind, zu gestatten.
Jede der zahlreichen den Fachleuten auf dem Gebiet der Papierherstellung bekannten Techniken kann verwendet werden, um die embryonale Bahn zu bilden. Das präzise Verfahren, mit welchem die embryonale Bahn 18 gebildet wird, ist unwesentlich für die Ausführung dieser Erfindung, solange als die embryonale Bahn 18 die Eigenschaften, welche zuvor erörtert worden sind, besitzt. Aus einem praktischen Grund sind kontinuierliche Papierherstellungsverfahren bevorzugt, wenn auch mengenweises Verfahren, wie zum Beispiel Handschöpf- Herstellungsverfahren, verwendet werden kann. Verfahren, welche sich zum Ausführen dieses Schritts eignen, sind in vielen Literaturstellen, wie zum Beispiel im US-Patent 3,301.746, erteilt an Sanford und Sisson am 31. Jänner 1974, und im US-Patent 3,994.771, erteilt an Morgan und Rich am 30. November 1976, beschrieben, wobei beide hierin durch Referenz aufgenommen sind.
Nachdem die embryonale Bahn 18 gebildet worden ist, bewegt sie sich mit dem Fourdrinier-Sieb 15 um die Umlenkwalze 17 und wird in die Nähe eines zweiten Papiermaschinenbandes, des Papiermaschinenbandes 10, gebracht.

Dritter Schritt

Der dritte Schritt im Papierherstellungsverfahren ist das Zuordnen der embryonalen Bahn 18 dem Papiermaschinenband 10, auf welches oft in den früheren Patentschriften, welche zuvor erwähnt wurden, wegen dessen Funktion als der "Ablenkbauteil" Bezug genommen wurde. Der Zweck dieses dritten Schrittes ist es, die embryonale Bahn 18 in Kontakt mit dem Papiermaschinenband 10 zu bringen, an welchem sie darauffolgend abgelenkt, umgeordnet und weiter entwässert wird. Die Eigenschaften des Papiermaschinenbandes 10 sind detaillierter im folgenden Abschnitt dieser Beschreibung beschrieben. An diesem Punkt soll jedoch festgestellt werden, daß das Papiermaschinenband 10 eine Mehrzahl von Ableitungen, in welche die Fasern der embryonalen Bahn 18 abgelenkt und umgeordnet werden, aufweist.
Beim in Fig. 1 illustrierten Ausführungsbeispiel bewegt sich das Papiermaschinenband 10 der vorliegenden Erfindung in der Richtung, welche durch den Richtungspfeil B angegeben ist. Das Papiermaschinenband 10 geht rund um die Papiermaschinenbandumlenkwalzen, welche mit 19a und 19b bezeichnet sind, um die Präge-Quetschwalze 20, die Papiermaschinenbandumlenkwalzen 19c, 19d, 19e und 19f und die Emulsionsverteilungswalze 21 (welche aus einem Emulsionsbad 23 eine Emulsion 22 auf das Papiermaschinenband 10 verteilt). Zwischen den Papiermaschinenbandumlenkwalzen 19c und 19d und ebenso zwischen den Papiermaschinenbandumlenkwalzen 19d und 19e sind Bandreinigungsduschen 102 bzw. 102a. Der Zweck der Bandreinigungsduschen 102 und 102a ist es, das Papiermaschinenband 10 von beliebigen Papiermacherfasern, Klebstoffen, Festigkeitsadditiven und dergleichen zu reinigen, welche nach dem abschließenden Schritt im Papierherstellungsverfahren an dem herauskommenden Abschnitt des Papiermaschinenbandes 10 haftend verbleiben. Die Schleife, in welcher das Papiermaschinenband 10 der vorliegenden Erfindung sich herumbewegt, inkludiert ebenso ein Mittel zum Aufbringen einer Fluiddruckdifferenz auf die Papierbahn, welches beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Vakuum-Pick-up-Schuh 24a und eine Vakuumbox, wie zum Beispiel eine Vakuumbox 24 mit vielen Schlitzen, umfaßt. Verbunden mit dem Papiermaschinenband 10 der vorliegenden Erfindung, ebenso in Fig. 1 nicht gezeigt, sind zahlreiche zusätzliche Stützwalzen, Umlenkwalzen, Reinigungsvorrichtungen, Antriebsmittel und dergleichen, welche üblicherweise bei Papiermaschinen verwendet werden und den Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt sind.
Die embryonale Bahn 18 wird mit dem Papiermaschinenband 10 der vorliegenden Erfindung durch das Fourdrinier-Sieb 15 in Kontakt gebracht, wenn das Fourdrinier-Sieb 15 nahe zum Papiermaschinenband 10 der vorliegenden Erfindung in der Nähe des Vakuum-Pick-up-Schuhs 24a gebracht ist.
In Verbindung mit dem dritten Schritt wird das Verfahren der vorliegenden Erfindung, nämlich das kontinuierliche Aufbringen einer wirksamen Menge einer chemischen Verbindung auf das Band während des Papierherstellungsvorgangs, erörtert werden. Obwohl es zu verstehen ist, daß dieses Verfahren des Aufbringens chemischer Verbindungen, um die Lebensdauer zu verlängern, unabhängig ist von irgendeinem bestimmten Schritt im Papierherstellungsverfahren; ist es der Einfachheit halber lediglich in Verbindung mit dem dritten Schritt erörtert. Tatsächlich können die chemischen Verbindungen auf das Papiermaschinenband an irgendeinem Punkt während des Papierherstellungsvorgangs aufgebracht werden, obwohl es bevorzugt ist, daß die Chemikalien der papierberührenden Oberfläche des Bandes an einem bestimmten Punkt in der Umdrehung des Bandes beigegeben werden, bei welchem das Band nicht eine Papierbahn trägt. Dies wird normalerweise sein, nachdem die vorgetrocknete Papierbahn 27 vom Papiermaschinenband 10 auf die Oberfläche der Yankee-Trocknertrommel 28 übertragen worden ist und das Band durch Reinigungsduschen 102 und 102a durchgegangen ist, aber bevor das Band zur Berührung mit einer weiteren embryonalen Bahn 18 zurückgekehrt ist [z. B. in der Nachbarschaft der Emulsionsverteilungswalze 21].
Wenn hierhin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "wirksame Menge von chemischer Verbindung" auf eine Menge der chemischen Verbindung, welche die Geschwindigkeit, bei welcher das lichtempfindliche polymere Harz sich mit der Zeit abbaut, verringern wird. Das heißt, eine wirksame Menge der chemischen Verbindung ist die Menge der bestimmten Verbindung, welche imstande sein wird, um die nutzbare Lebensdauer des polymeren harzbeschichteten Papiermaschinenbandes im Vergleich zu einem Papiermaschinenband, welches nicht mit der chemischen Verbindung behandelt worden ist, zu verlängern. Selbstverständlich wird die wirksame Menge der chemischen Verbindung in einem großen Ausmaß von der bestimmten verwendeten Verbindung abhängen und von den Verfahrensbedingungen, welchen das Papiermaschinenband ausgesetzt ist.
Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "kontinuierliches Aufbringen" auf die Beigabe der chemischen Verbindungen der harzbeschichteten Papiermaschinenbandoberfläche an einem Punkt(en) während jeder Umdrehung des Bandes. Vorzugsweise werden die chemischen Verbindungen einheitlich auf die obere Bandoberfläche aufgebracht, sodaß im wesentlichen die gesamte papierberührende Oberfläche des Bandes aus der chemischen Behandlung Vorteile zieht.
Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "chemische Verbindung" auf jedes Chemikalium, welches, wenn es auf das mit polymerem Harz beschichtete Papiermaschinenband kontinuierlich aufgebracht ist, die nutzbare Lebensdauer des Bandes verlängern wird. Beispiele von Arten von chemischen Verbindungen, welche zur Verwendung im Verfahren der vorliegenden Erfindung geeignet sind, inkludieren Antioxidantien (welche detaillierter nachstehend erörtert werden), Reduktionsmittel, Chelatbildner, Konservierungsmittel, Ablösemittel, Ultraviolettlicht- Stabilisatoren und Plastifizierungsmittel. Reduktionsmittel sind chemische Verbindungen, welche leichter oxidieren werden als Verbindungen in den Polymerharzen (z. B. Ether-Verbindungen). Diese inkludieren, beispielsweise, Sulfitionen, Mercaptane und Zinnchloride. Chelatbildner sind chemische Verbindungen wie zum Beispiel EDTA, welche Oxidationskatalysatoren (z. B. Übergangsmetalle) komplexieren. Konservierungsmittel sind chemische Verbindungen, welche das Wachsen von Mikroorganismen, welche polymere Harze schädigen können, verhindern oder verzögern. Diese inkludieren beispielsweise Fungizide und keimtötende Mittel. Ablösemittel sind chemische Verbindungen, welche die Oberflächenenergie des mit polymerem Harz beschichteten Bandes modifizieren, urri Fremdstoffe am Kleben an der Bandoberfläche abzuhalten und wirksamen Transfer der Bahn vom Band auf den Trockner zu gestatten. Beispiele von üblichen Ablösemitteln inkludieren Öle (Kohlenwasserstoffe oder Silikone), Fluorkunstharze und Wachse. Ultraviolettlicht- Stabilisatoren sind chemische Verbindungen wie zum Beispiel 2- hydroxyphenylbenzotriazol, welche die mit polymerem Harz beschichteten Bänder von Lichtdegradation schützen. Plastifizierungsmittel sind chemische Verbindungen, welche die Flexibilität der Papiermaschinenbänder verbessern. Diese inkludieren beispielsweise Glycerin, Di-2-ethylhexyl-phthalat und Dipropylenglycoldibenzoat. Die vorige Liste von chemischen Verbindungen ist lediglich für Beispielszwecke und sie ist nicht gedacht, um erschöpfend zu sein. Andere Arten von chemischen Verbindungen, welche den Fachleuten auf dem Gebiet der Polymeren oder Papierherstellung bekannt sind, daß sie zum Verlängern der Lebensdauer von mit polymerem Harz beschichteten Papiermaschinenbändern imstande sind, sind gedacht, um innerhalb des Rahmen dieser Erfindung zu liegen.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zum Ausführen der vorliegenden Erfindung werden die chemischen Verbindungen aus geeigneten Antioxidantien ausgewählt. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Antioxidantien" auf organische Verbindungen, welche bei geringen Konzentrationen eingebaut werden können, um Oxidation des erhärteten Harzfachwerks der Papiermaschinenbänder und die sich ergebenden Abbau-Effekte zu verhindern oder zu verzögern. Degradation ist ein sequentieller Prozeß, welcher eine Einleitungs-, eine Fortsetzungs- und eine Endphase enthält. Die Formation von freien Radikalen leitet Poly meroxidation ein. Faktoren, welche zur Erzeugung freier Radikaler beitragen, inkludieren das Vorhandensein von reaktiven Peroxiden oder Ketonen während der Polymerisation sowie von chemischen/zellulosehältigen Fremdkörpern, welche sich an der Bandoberfläche während des Papierherstellungsvorganges aufbauen. Dies gekoppelt mit der thermischen und mechanischen Belastung, welche vom Band während des Papierherstellungsverfahrens durchgemacht wird, führt schlußendlich zum Versagen des Bandes durch Oxidation. Um gegen Oxidation zu schützen, sollte die Antioxidantium-Konzentration im gehärteten Harzfachwerk bei etwa 0,001 Gew-% bis etwa 5,0 Gew-% (basierend auf dem Gewicht des Harzfachwerks), vorzugsweise von etwa 0,05 Gew-% bis etwa 1,5 Gew-%, beibehalten werden. Selbstverständlich wird die optimale Konzentration von dem bestimmten verwendeten Antioxidantium und von den Verfahrensbedingungen, welchen das Band ausgesetzt ist, abhängen.
Es gibt zwei Arten von Antioxidantien, nämlich Primärantioxidantien und Sekundärantioxidantien. Primärantioxidantien, wie zum Beispiel gehinderte Phenole und Sekundäramine, binden freie Radikale und unterbrechen oxidative Kettenreaktionen. Oxidation von polymeren Harzen bedingt häufig die Bildung eines Hydroperoxid-Zwischenprodukts. Wenn das metastabile Hydroperoxid sich zersetzt, kann es das Polymerrückgrat aufbrechen und mehr freie Radikale erzeugen. Sekundärantioxidantien, zum Beispiel Phosphate, Phosphite oder Schwefelenthaltende Verbindungen (wie Thioester), und Sekundärsulfide, diffundieren sicher die Hydroperoxid-Zwischenprodukte zu stabilen Nebenprodukten (z. B. Alkoholen). Dies verhindert, daß die Peroxide sich zu freien Radikalen zersetzen und das polymere Harz oxidieren. Die Kombination der zwei Arten von Antioxidantien kann einen Synergieeffekt erzeugen.
Die bevorzugten Antioxidantienarten für die vorliegende Erfindung sind die Primärantioxidantien, wobei die gehinderten Phenole am bevorzugtesten sind. Gehinderte Phenole reinigen freie Radikale durch den Transfer des labilen Wasserstoffs von der Hydroxylgruppe. Gehindertes-Phenol-Antioxidantien sind in einer breiten Vielfalt von Molekulargewichten und Preisen erhältlich. Gehinderte Phenole mit höherem Molekulargewicht ergeben üblicherweise größere Langzeitstabilität mit korrespondierend höheren Preisen. Umgekehrt ergeben gehinderte Phenole mit geringerem Molekuargewicht geringere Langzeitstabilität zufolge ihrer höheren Flüchtigkeit, obwohl einige dieser Antioxidantien mit geringerem Molekulargewicht den Vorteil aufweisen, daß sie FDA-Akzeptanz aufweisen. Beispiele kommerziell erhältlicher geeigneter gehinderter Phenole zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung inkludieren: Tetrakis [Methylen (3,5-di-tert-butyl-4- hydroxyhydrocinnamat)] Methan-Irganox 1010, welches von Ciba Geigy auf den Markt gebracht wird, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol (BHT), 1, 3, 5-Tris (4-tert-butyl- 3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-1, 3, 5-triazin-2, 4, 6-(1 H, 3H, 5H)-Trion - Cyanox 1790, welches von der American Cyanamid Company auf den Markt gebracht wird und 2,2'-Methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol) - Cyanox 2246, welches von der American Cyanamid Company auf den Markt gebracht wird. Mischungen Gehinderter Phenol-Antioxidantien können bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Referenzen, welche mehr Information über Gehinderte Phenol-Antioxidantien enthalten, inkludieren: Johnson "Antioxidantien-Synthesen und -Applikationen", Seiten 3-58 (1975), und Capolupo and Chucta, "Antioxidantien", Modern Plastics Enzyklopedia, Seiten 127-128 (1988), wobei beide hierin durch Referenz aufgenommen sind.
Eine weitere Art von Primärantioxidantium, welches bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, sind die Sekundäramine. Sekundäramine reinigen Radikale über den Transfer eines Wasserstoffs von der -NH-Gruppe und sind gehinderten Phenolen wegen der Hochtemperaturstabilisierung überlegen. Jedoch tendieren Amine zu Beflecken und zu Entfärben und können lediglich verwendet werden, wo dunklere Farben toleriert werden können oder maskiert sind. Weiters haben Amine beschränkte FDA-Akzeptanz. Ein Beispiel eines Sekundäramin-Antioxidantiums ist (4,4'-bis(a,a-dimethylbenzyl)-Diphenylamin - Naugard 445 von Uniroyal Inc. Sekundäramin-Antioxidantien sind detaillierter bei Johnson "Antioxidantiensynthesen und -applikationen", Seiten 60-79 (1975), beschrieben, welches hierin durch Referenz aufgenommen ist. Mischungen von Sekundäraminen und gehinderten Phenolen können verwendet werden, um das Papiermaschinenband gegen Oxidation zu schützen.
Sekundärantioxidantien zersetzen Peroxide zu stabilen Nebenprodukten (z. B. Alkoholen). Sie sind erachtet, daß sie kostenwirksam sind, weil sie für einen Teil des teureren Primärantioxidantiums/der teureren Primärantioxidantien substituiert werden können und äquivalente Leistung erbringen. Ein Nachteil jedoch ist ihre Neigung zu Hydrolyse. Bevorzugte Arten von Sekundärantioxidantien zur Verwendung in der vorliegenden Erfindungen sind Phosphite, Thioester und Mischungen derselben. Beispiele von kommerziell erhältlichen Phosphiten inkludieren Tris(mono-nonylphenyl)phosphit - Naugard P, welches von Uniroyal, Inc. auf den Markt gebracht wird, und Tris(2,4-di-tert-butylphenyl) phosphit - Naugard 524, welches ebenso von Uniroyal, Inc. auf den Markt gebracht wird. Ein Beispiel eines kommerziell erhältlichen Thioesters ist Dilaurylthiodipropionat - Cyanox LDTP, welches von American Cyanamid auf den Markt gebracht wird. Eine detailliertere Beschreibung von Sekundärantioxidantium-Verbindungen, einschließlich Phosphiten und Thioestern, ist bei Johnson "Antioxidantiensynthesen und -applikationen", Seiten 106-147 (1975), welches durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist, erläutert.
Kombinationen von Primärantioxidantien und Sekundärantioxidantien sind zur Verwendung hierin besonders bevorzugt. Am bevorzugtesten sind Kombinationen von gehinderten Phenolen und Thioestern.
Die chemischen Verbindungen (z. B. Antioxidantien) werden vorzugsweise auf das mit polymerem Harz beschichtete Papiermaschinenband in einer wässerigen Lösung, Emulsion oder Suspension aufgebracht. Die chemischen Verbindungen können ebenso in einer Lösung, welche ein geeignetes nicht-wässeriges Lösungsmittel, in welchem die Verbindungen mischbar sind, enthält, aufgebracht werden; obwohl eine Emulsion, welche die chemischen Verbindungen enthält, zur Verwendung bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist. Vorzugsweise werden die chemischen Verbindungen einheitlich auf die Oberseite der mit Harz beschichteten Bänder aufgebracht, sodaß im wesentlichen die gesamte papierberührende Oberfläche von der chemischen Behandlung Nutzen zieht.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß die chemischen Verbindungen (z. B. Antioxidantien) wirksam sind, wenn sie auf das Papiermaschinenband während des papierherstellenden Vorgangs aufgebracht werden. Dies ist besonders unerwartet, weil sich die Bänder bei hohen Geschwindigkeiten, in der Regel etwa 2500 Umdrehungen pro Minute, bewegen, was sich auf eine komplette Umdrehung jede drei Sekunden übertragen läßt. Weiters bewegen sich bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Bänder bei jeder Umdrehung durch Bandreinigungsduschen 102 und 102a und über fluidentfernende Vakuumboxen 24a und 24. Demnach haben die chemischen Verbindungen einen sehr kurzen Zeitraum (d. h. in der Regel weniger als drei Sekunden) zur Verfügung, um vom Harz absorbiert zu werden oder um eine Schutzoberflächenbeschichtung zu bilden und die nutzbare Lebensdauer des Bandes zu verlängern.
Jede Anwendungstechnik, welche in der Fachwelt bekannt ist, welche die chemischen Verbindungen bei der gewünschten Geschwindigkeit auf das Papierherstellungsband 10 gleichmäßig verteilt, kann genutzt werden. Diese Applikationstechniken von kontinuierlichem Aufbringen der chemischen Verbindungen auf das Band inkludieren Transferwalzenbeschichtung, Besprühen und Tiefdruck. Transferwalzenbeschichtung hat sich als ökonomisch und geeignet herausgestellt, um die Quantität und Verteilung der Verbindungen genau zu kontrollieren, wie es am bevorzugtesten ist. Jede Art von zylindrischer Verteilungs- oder Beschichtungswalze, welche üblicherweise bei Papiermaschinen verwendet wird, kann verwendet werden. Eine Anlage, welche zum Aufsprühen chemischer Verbindungen auf Papiermaschinenbänder geeignet ist, inkludiert äußere Mixluft-atomisierende Düsen, wie zum Beispiel die 2-mm-Düse, welche von V. LB. Systems, Inc., Tucker, Georgia, erhältlich ist. Anlagen, welche zum Drucken von Lösungen oder Emulsionen, wel che aufgelöste chemische Verbindungen enthalten, auf die Papiermaschinenbänder geeignet sind, inkludieren Rotogravure-Drucker.
Ein besonders bevorzugtes Verfahren zum kontinuierlichen Aufbringen chemischer Verbindungen auf das Papiermaschinenband ist via eine Emulsionsverteilungswalze 21 und ein Emulsionsbad 23, wie es in Fig. 1 illustriert ist. Bei diesem bevorzugten Verfahren ist die chemische Verbindung in mindestens einer Phase einer Emulsion 22, welche aus drei Primärverbindungen, nämlich Wasser, Öl und einem Tensid besteht, gelöst, obwohl es daran gedacht ist, daß andere oder zusätzliche geeignete Verbindungen verwendet werden könnten. Die Emulsion 22, welche die gelösten chemischen Verbindungen (z. B. Antioxidantien) enthält, wird auf das Papiermaschinenband 10 über die zuvor erwähnte Emulsionsverteilungswalze 23 aufgebracht. Die Emulsion 22 kann ebenso auf das Papiermaschinenband 10 durch Reinigungsduschen 102 und 102a aufgebracht werden.
Ein Beispiel einer besonders bevorzugten Emulsionszusammensetzung enthält Wasser, ein Hochgeschwindigkeits-Turbinenöl, welches als "Regal Oil" bekannt ist, Dimethyl-Distearyl-Ammoniumchlorid, Cetylalkohol und ein Antioxidantium von gehinderten Phenolen, welches als "Cyanox 1790" bekannt ist und von American Cyanamid auf den Markt gebracht wird. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Regal Oil" auf die Verbindung, welche aus annähernd 87% gesättigten Kohlenwasserstoffen und annähernd 12,6% aromatischen Kohlenwasserstoffen mit Spuren von Additiven besteht, hergestellt als Produkt Nummer R & O 68 Code 702 von der Texaco Oil Company aus Houston, Texas. Der Zweck des "Regal Oils" in der zuvor beschriebenen Zusammensetzung ist es, als eine "Ablöseemulsion" zu dienen. Mit "Ablöseemulsion" ist gemeint, daß sie eine Beschichtung am Papiermaschinenband 10 beistellt, sodaß das geformte Papier von demselben freikommt (oder nicht daran klebt), nachdem die Schritte der vorliegenden Erfindung auf die Papierbahn ausgeführt worden sind.
Dimethyldistearylammoniumchlorid wird unter der Handelsbezeichnung AROSURF TA 100 von der Sherex Chemical Company, Inc. aus Rolling Meadows, Illinois, verkauft. Hiernach wird Dimethyldistearylammoniumchlorid wegen der Einfachheit als AROSURF bezeichnet werden. AROSURF wird in der Emulsion äls ein Tensid verwendet, um die Ölpartikel (z. B. Regal-Oil) im Wasser zu emulgieren oder zu stabilisieren. Wenn hierin bezug genommen, bezieht sich der Ausdruck "Tensid" auf ein oberflächenwirksames Mittel, wobei ein Anteil davon hydrophil ist und ein weiterer Anteil davon hydrophob ist, welches zur Zwischenfläche zwischen einer hydrophilen Substanz und einer hyrophoben Substanz wandert, um die zwei Substanzen zu stabilisieren.
Wenn hierin verwendet, bezieht sich "Cetylalkohol" auf einen linearen C&sub1;&sub6;- Fettalkohol. Cetylalkohol wird von The Procter & Gamble Company aus Cincinnati, Ohio, hergestellt. Cetylalkohol, wie AROSURF, wird als ein Tensid in der Emulsion verwendet, welche in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung genutzt wird.
Die relativen Prozentangaben der Zusammensetzung der Emulsion sind in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel derselben in der folgenden Tabelle erläutert:
* N/A - Bestandteil wird in fester Form zugesetzt.

Vierter Schritt

Der vierte Schritt im Papierherstellungsverfahren ist das Ablenken der Fasern in der embryonalen Bahn 18 in die Ableitungen 36 des Papiermaschinenbandes 10 und Entfernen von Wasser von der embryonalen Bahn 18, z. B. durch Aufbringen von Fluiddifferenzdruck auf die embryonale Bahn, um eine Zwischenbahn 25 aus Papierfasern zu bilden. Ein bevorzugtes Verfahren des Aufbringens von Fluiddifferenzdruck ist durch Aussetzen der embryonalen Bahn 18 an ein Vakuum auf eine derartige Weise, daß die Bahn dem Vakuum durch Ableitungen 36 ausgesetzt ist, z. B. durch Aufbringen eines Vakuums auf ein Papiermaschinenband 10 an der Seite, welche als die Unterseite 12 bezeichnet ist. In Fig. 1 ist dieses bevorzugte Verfahren durch den Gebrauch eines Vakuum-Pick-up-Schuhs 24a und einer Vakuumbox 24 mit mehreren Schlitzen illustriert. Gegebenenfalls kann auf die embryonale Bahn 18 in der Nähe des Pick-up-Schuhs 24a oder der Vakuumbox 24 durch das Fourdrinier-Sieb 15 Positivdruck in der Form von Luft oder Dampfdruck aufgebracht werden. Konventionelle Mittel für diese wahlweise Druckapplikation sind in Fig. 1 nicht gezeigt.
Die Ablenkung der Fasern in die Ableitungen 36 ist in den Fig. 1A und 1B illustriert. Fig. 1A ist eine vereinfachte Darstellung eines Querschnitts eines Abschnitts eines Papiermaschinenbandes 10 und einer embryonalen Bahn 18, nachdem die embryonale Bahn 18 mit dem Papiermaschinenband 10 verbunden worden ist, aber vor dem Ablenken der Fasern in die Ableitungen 36 durch das Aufbringen eines Fluiddifferenzdrucks. Wie in Fig. 1A zu sehen, ist die embroyonale Bahn 18 noch in Kontakt mit dem Fourdrinier-Sieb 15. In Fig. 1 A ist ledig lich eine Ableitung 36 gezeigt; die embryonale Bahn 18 ist mit der Netzwerk- Oberfläche 34a der ersten Seite des Papiermaschinenbandes 10 verbunden. Die Netzwerk-Oberfläche 34a der ersten Seite wird detaillierter im Abschnitt dieser Beschreibung, welcher das Papiermaschinenband behandelt, beschrieben werden.
Fig. 1 B ist, wie Fig. 1A, eine vereinfachte Querschnittsansicht eines Abschnitts des Papiermaschinenbandes 10. Diese Ansicht illustriert jedoch die embryonale Bahn 18, nachdem ihre Fasern durch die Applikation eines Fluiddifferenzdrucks in die Ableitung 36 abgelenkt worden sind. Es soll bemerkt werden, daß ein wesentlicher Anteil der Fasern in der embryonalen Bahn 18 und, demnach die embryonale Bahn 18 selbst, unterhalb der Netzwerkoberfläche 34a der ersten Seite und in die Ableitung 36 versetzt worden ist, um eine Zwischenbahn 25 zu bilden. Ein Umordnen der Fasern in der embryonalen Bahn 18 (nicht gezeigt) tritt während des Ablenkens ein und Wasser wird durch die Ableitung 36 entfernt, wie detaillierter nachstehend erörtert werden wird.
Es soll festgestellt werden, daß entweder zu dem Zeitpunkt, zu dem die Fasern in die Ableitungen abgelenkt werden, oder nach einem derartigen Ablenken Wasserentfernen von der embryonalen Bahn 18 und durch die Ableitungen beginnt. Wasserentfernen tritt beispielsweise unter der Wirkung von unterschiedlichem Fluiddruck ein. Es ist jedoch wesentlich, daß es vor allem kein Wasserentfernen von der embryonalen Bahn 18 vor dem Ablenken der Fasern in die Ableitungen 36 gibt. Als eine Unterstützung beim Erzielen dieses Zustandes sind die Ableitungen 36 eine von der anderen relativ isoliert. Diese Isolierung, oder Unterteilungenbildung, der Ableitungen 36 ist von Bedeutung um sicherzustellen, daß die Kraft, welche die Ablenkung verursacht, wie zum Beispiel ein aufgebrachtes Vakuum, relativ plötzlich und in ausreichender Menge aufgebracht wird, um ein Ablenken der Fasern zu veranlassen.
Bei der in Fig. 1 illustrierten Maschine tritt Wasserentfernen anfänglich am Pick-up-Schuh 24a und an der Vakuumbox auf. Weil die Ableitungen durch die Dicke des Papiermaschinenbandes 10 offen sind, geht von der embryonalen Bahn 18 abgezogenes Wasser durch die Ableitungen durch und aus dem System, wie zum Beispiel unter dem Einfluß des Vakuums, welches auf die Unterseite des Papiermaschinenbandes 10 aufgebracht worden ist. Wasserentfernen setzt sich fort, bis die Konsistenz der Bahn, welche mit der Ableitung 36 verbunden ist, von etwa 20% auf etwa 35% angehoben ist.
Nach der Applikation von Vakuumdruck befindet sich die embryonale Bahn 18 in einem Zustand, in welchem sie dem Vakuumdruck unterworfen worden ist, aber nicht vollständig entwässert worden ist, wobei sie nun als die "Zwischenbahn 25" bezeichnet ist.

Fünfter Schritt

Der fünfte Schritt im Papierherstellungsverfahren ist das Trocknen der Zwischenbahn 25, um die Papierbahn dieser Erfindung zu bilden. Jedes geeignete Mittel, welches auf dem Gebiet der Papierherstellung üblicherweise bekannt ist, kann verwendet werden, um die Zwischenbahn 25 zu trocknen. Beispielsweise sind Gebläsetrockner und Yankee-Trockner, allein oder in Kombination, zufriedenstellend.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Trocknen der Zwischenbahn 25 ist in Fig. 1 illustriert. Nach dem Verlassen der Nachbarschaft der Vakuumbox 24 geht die Zwischenbahn 25, welche mit dem Papiermaschinenband 10 verbunden ist, rund um die Umlenkwalze 19a des Papiermaschinenbandes 10 und bewegt sich in der Richtung, welche durch den Richtungspfeil B angegeben ist. Die Zwischenbahn 25 geht als erstes durch gegebenenfalls einen Vortrockner 26. Dieser Vortrockner 26 kann ein konventioneller Durchblasetrockner (Heißlufttrockner), welcher den Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt ist, sein.
Die Quantität von im Vortrockner 26 entferntem Wasser ist so kontrolliert, daß die vorgetrocknete Bahn 27, welche den Vortrockner 26 verläßt, eine Konsistenz von etwa 30% bis etwa 98% aufweist. Die vorgetrocknete Bahn 27, welche noch mit dem Papiermaschinenband 10 verbunden ist, geht rund um die Umlenkwalze 19b des Papiermaschinenbandes 10 und bewegt sich zum Bereich der Druck- Quetschwalze 20.
Wenn die vorgetrocknete Bahn 27 durch den Walzenspalt, welcher zwischen der Präge-Quetschwalze 20 und der Yankee-Trocknertrommel 28 gebildet ist, durchgeht, wird das Netzwerkmuster, welches an der oberen Oberflächenebene des Papiermaschinenbandes 10 (welche hiernach detaillierter beschrieben werden wird) gebildet ist, in die vorgetrocknete Bahn 27 eingedrückt, um eine geprägte Bahn 29 zu bilden. Die geprägte Bahn 29 wird daraufhin an der Oberfläche der Yankee- Trocknertrommel 28 angeheftet, wo sie auf eine Konsistenz von mindestens etwa 95% getrocknet wird.
Der Abschnitt des Bandes 10, welcher die Bahn getragen hat, geht rund um die Umlenkwalzen 19c, 19d, 19e und 19f des Papiermaschinenbandes 10 und durch die Reinigungsduschen 102 und 102a, welche dazwischen angeordnet sind, wo er gereinigt wird. Von den Duschen bewegt sich der Abschnitt des Bandes auf die Emulsionswalze 21; wo er vor dem Berühren einer weiteren embryonalen Bahn 18 eine weitere Applikation von Emulsion 22 aufnimmt.

Sechster Schritt

Der sechste Schritt im Papierherstellungsverfahren ist das Verkürzen der getrockneten Bahn (geprägte Bahn 29). Dieser sechste Schritt ist ein wahlweiser, aber äußerst bevorzugter Schritt.
Wenn hierin verwendet, bezieht sich Verkürzen auf die Reduktion in der Länge einer trockenen Papierbahn, was eintritt, wenn Energie auf die trockene Bahn auf eine derartige Weise aufgebracht wird, daß die Länge der Bahn reduziert wird und die Fasern in der Bahn mit einer begleitenden Unterbrechung von Faser- an-Faser-Bindungen umgeordnet werden. Verkürzen kann auf viele von verschiedenen gut bekannten Arten ausgeführt werden. Das üblichste, und bevorzugte, Verfahren ist Kreppen.
Beim kreppenden Arbeitsgang wird die getrocknete Bahn 29 an eine Oberfläche angeheftet und dann von jener Oberfläche mit einer Abstreifklinge 30 entfernt. Üblicherweise funktioniert die Oberfläche, an welcher die Bahn haftet, ebenso als eine Trocknungsoberfläche und ist in der Regel die Oberfläche eines Yankee- Trockners. Solch eine Anordnung ist in Fig. 1 illustriert.
Das Haften der geprägten Bahn 29 an der Oberfläche der Yankee- Trocknertrommel 28 wird durch die Verwendung eines kreppenden Klebstoffs erleichtert. Typische kreppende Klebstoffe inkludieren jene, welche auf Polyvinylalkohol basieren. Spezifische Beispiele geeigneter Klebstoffe sind im US-Patent 3,926.716, erteilt an Bates am 16. Dezember 1975, gezeigt. Der Klebstoff wird entweder auf die vorgetrocknete Bahn 27 unmittelbar vor deren Durchgang durch den hierin zuvor beschriebenen Walzenspalt oder bevorzugter auf die Oberfläche der Yankee-Trocknertrommel 28 vor dem Punkt, an welchem die Bahn gegen die Oberfläche der Yankee-Trocknertrommel 28 durch die Präge-Quetschwalze 20 gepreßt wird, aufgebracht. (Kein Mittel für Leimapplikation ist in Fig. 1 angegeben; jede Technik, wie zum Beispiel Sprühen, was den Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt ist, kann verwendet werden). Im allgemeinen werden lediglich die nichtabgelenkten Abschnitte der Bahn, welche mit der oberen Oberflächenebene 11 des Papiermaschinenbandes 10 verbunden worden sind, direkt an die Oberfläche der Yankee-Trocknertrommel 28 zum Haften gebracht. Die Papierbahn, welche an der Oberfläche der Yankee-Trocknertrommel 28 haftet und auf mindestens etwa 95% Konsistenz getrocknet ist, wird von der Oberfläche durch die Abstreifklinge 30 entfernt (i. e. gekreppt). Energie wird dann auf die Bahn aufgebracht und die Bahn wird verkürzt. Das exakte Muster der Netzwerkoberfläche und deren Ausrichtung in bezug auf die Abstreifklinge 30 wird zum Großteil das Ausmaß und den Charakter des Kreppens, welches der Bahn verliehen wird, diktieren.
Die Papierbahn 31, welche das Produkt dieses Verfahrens ist, kann gegebenenfalls kalandriert werden und wird entweder wiederaufgewickelt (mit oder ohne Aufrollen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit) oder wird geschnitten und alles durch Mittel, welche in Fig. 1 nicht illustriert sind, aufeinandergestapelt. Die Papierbahn 31 ist dann gebrauchsfertig.

2. Das verbesserte Papier

Die verbesserte Papierbahn, welche oft im Handel als eine Tissuepapierbahn bekannt ist, wird durch das zuvor beschriebene Verfahren hergestellt. Wie in den Fig. 1C und 1D zu sehen, ist die verbesserte Papierbahn 31 charakterisiert, indem sie zwei unterschiedliche Bereiche aufweist.
Der erste ist ein Netzwerkbereich 100, welcher kontinuierlich ist·und welcher ein vorgewähltes Muster bildet. Er ist ein "Netzwerkbereich" genannt, weil er ein System von Linien von im wesentlichen einheitlichen physikalischen Eigenschaften umfaßt, welche sich schneiden, verweben und kreuzen wie das Gewebe eines Netzes. Es ist als "kontinuierlich" beschrieben, weil die Linien des Netzwerkbereichs im wesentlichen ununterbrochen über die Oberfläche der Bahn sind. (Selbstverständlich ist gerade wegen seiner Natur Papier niemals vollständig einheitlich, zum Beispiel in einem mikroskopischen Maßstab. Die Linien von im wesentlichen einheitlichen Eigenschaften sind einheitlich in einem praktischen Sinn und, analog, ununterbrochen in einem praktischen Sinn.) Der Netzwerkbereich ist als ein vorgewähltes Muster bildend beschrieben, weil die Linien eine spezifische Gestalt (oder Gestalten) in einem sich wiederholenden (als entgegengesetzt zu zufällig) Muster definieren (oder konturieren).
Fig. 1C illustriert eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer verbesserten Papierbahn 31. Der Netzwerkbereich 100 ist illustriert, wie er modifizierte Rauten definiert, obwohl es zu verstehen ist, daß andere vorgewählte Muster in dieser Erfindung nützlich sind. Fig. 1D ist eine Querschnittsansicht einer Papierbahn 31, vorgenommen entlang der Linie 1D-1D von Fig. 1C.
Der zweite Bereich der verbesserten Tissuepapierbahn umfaßt eine Mehrzahl von Wölbungen 101, welche über die Gesamtheit des Netzwerkbereichs 100 verteilt sind. Wie aus Fig. 1C zu sehen ist, sind die Wölbungen über den Netzwerkbereich 100 verteilt und im wesentlichen ist jede vom Netzwerkbereich 100 umgeben. Die Gestalt der Wölbungen (in der Ebene der Papierbahn) ist durch den Netzwerkbereich 100 definiert. Fig. 1D illustriert den Grund, weshalb der zweite Bereich der Papierbahn als eine Mehrzahl von "Wölbungen" benannt ist. Wölbungen 101 scheinen, sich von der Ebene, welche durch den Netzwerkbereich 100 gebildet ist, gegen einen imaginären Betrachter, welcher in der Richtung vom Pfeil Z 1 blickt, zu erstrecken (vorzuspringen). Von einem imaginären Betrachter, welcher in der Richtung, welche durch den Pfeil 22 in Fig. 1D angegeben ist, blickt, gesehen, umfaßt der zweite Bereich bogenförmige Ausnehmungen oder Grübchen. Der zweite Bereich der Papierbahn ist demnach wegen der Einfachheit als eine Mehrzahl von "Wölbungen" bezeichnet.
Fig. 1E ist eine Querschnittsansicht der Papierbahn 31, genommen entlang den Linien 1E-1E von Fig. 1C (ein Maschinenrichtungsabschnitt). Fig. 1E illustriert die Grate 104, welche in der Papierbahn 31 durch den kreppenden Arbeitsgang gebildet worden sind. Die Papierstruktur, welche die Wölbungen 101 bildet, kann intakt sein; oder, wie in Fig. 1D zu sehen, kann sie ebenso mit einem oder mehreren Löchern oder Öffnungen, wie zum Beispiel dem Loch 103, versehen sein, welche sich im wesentlichen durch die Struktur der Papierbahn 31 erstrecken.
Bei einem Ausführungsbeispiel des verbesserten Papiers sind das Flächengewicht der Wölbungen 101 und der Netzwerkbereich 100 im wesentlichen gleich, aber die Dichte (Gewicht pro Volumseinheit) des Netzwerkbereichs 100 ist im Vergleich zur Dichte der Wölbungen 101 hoch.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel weist das verbesserte Papier ein relativ geringes Netzwerk-100-Flächengewicht im Vergleich zu den Flächengewichten der Wölbungen 101 auf. Es soll gesagt werden, daß das Fasergewicht in jeder gegebenen Fläche, welche auf die Ebene der Papierbahn 31 des Netzwerkbereichs 100 projiziert ist, geringer ist als das Fasergewicht in einer äquivalenten projizierten Fläche, welche in den Wölbungen 101 genommen ist. Weiters ist die Dichte (Gewicht pro Volumseinheit) des Netzwerkbereichs 100 hoch in bezug zur Dichte der Wölbungen 101.
Bevorzugte Papierbahnen dieser Erfindung haben eine Vorrichtungs-(oder Masse oder Menge) -Dichte von etwa 0,020 bis etwa 0,150 Gramm pro Kubikzentimeter, am bevorzugtesten von etwa 0,040 bis etwa 0,100 g/cm³. Die Dichte des Netzwerkbereichs 100 ist vorzugsweise von etwa 0,200 bis etwa 0,800 g/cm³, am bevorzugtesten von etwa 0,500 bis etwa 0,600 g/cm³. Die mittlere Dichte der Wölbungen 101 ist vorzugsweise von etwa 0,040 bis etwa 0,150 g/cm³, am bevorzugtesten von etwa 0,060 bis etwa 0,100 g/cm³. Das gesamte bevorzugte Flächengewicht der Papierbahn ist von etwa 9 bis etwa 95 Gramm pro Quadratmeter. In Anbetracht der Anzahl von Fasern, welche unter einer Flächeneinheit, welche auf den unter Erwägung gezogenen Abschnitt der Bahn projiziert wird, liegen, ist das Verhältnis des Flächengewichts des Netzwerkbereichs zum mittleren Flächengewicht der Wölbungen etwa 0,8 bis etwa 1,0.
Die Papierbahn dieser Erfindung kann in vielen Applikationen verwendet werden, wo weiche absorbierende Tissuepapierbahnen erforderlich sind. Eine besonders vorteilhafte Verwendung der Papierbahn dieser Erfindung ist in Papiertuch-Produkten. Beispielsweise können, wie durch das US-Patent 3,414.459 gelehrt ist, welches an Wells am 3. Dezember 1968 erteilt worden ist und welches hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, zwei Papierbahnen dieser Erfindung in Fläche-an-Fläche-Beziehung klebend aneinander fixiert werden, um zweilagige Papiertücher zu bilden.

3. Das Papiermaschinenband

Wie zuvor erläutert, ist es erwünscht, ein verbessertes Papier mit den zuvor erwähnten gewünschten Charakteristika zu erzeugen. Um ein derartiges Papier zu erzeugen, ist es erforderlich, im Papierherstellungsverfahren ein Papiermaschinenband 10 mit bestimmten Eigenschaften zu benutzen, welches die gewünschten Charakteristika der Papierbahn übertragen wird. Wünschenswerte Eigenschaften des Papiermaschinenbandes 10 sind nachstehend beschrieben.
Eine detaillierte Beschreibung eines Papiermaschinenbandes ohne die hierin geoffenbarten Verbesserungen ist im US-Patent 4,528.239 mit dem Titel "Ablenkbauteil", welches an Paul D. Trokhan am 9. Juli 1985 erteilt worden ist, erläutert, obwohl andere Strukturen ebenso verwendet werden können, um das verbesserte Papier herzustellen. Für eine ausführliche Erörterung des Papiermaschinenbands gemäß dem Stand der Technik wird insbesondere auf Spalte 6, Zeile 20, bis Spalte 10, Zeile 60, inklusive, des Trokhan-Patents hingewiesen.
Wie zuvor festgestellt, nimmt bei dem in Fig. 1 illustrierten Ausführungsbeispiel das Papiermaschinenband, das Papiermaschinenband 10 die Form eines Endlosbandes an. Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Papiermaschinenbandes 10, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, in der Form eines Endlosbandes ist, kann die vorliegende Erfindung in zahlreiche andere Formen eingebaut werden, welche beispielsweise stationäre Platten zur Verwendung beim Herstellen von handgeschöpften Blättern oder bei rotierenden Trommeln zur Verwendung mit anderen Arten von kontinuierlichen Verfahren eingebaut werden. Ungeachtet der physikalischen Form, welche das Papiermaschinenband 10 einnimmt, hat es im allgemeinen bestimmte physikalische Eigenschaften.
Das Papiermaschinenband 10 hat allgemein zwei gegenüberliegende Oberflächen, welche hierin als die papierberührende Oberfläche 11 und die maschinenberührende Oberfläche 12 bezeichnet werden. Die papierberührende Oberfläche 11 wird hierin und in den hierin aufgenommenen Referenzen ebenso als die "obere Oberfläche", die "Oberseite", die "Arbeitsoberfläche", die "embryonale-Bahnberührende Oberfläche", die "Papierseite" oder die "Vorderseite" bezeichnet, weil sie die Oberfläche des Papiermaschinenbandes 10 ist, welche die Papierbahn berührt, welche entwässert und wiederangeordnet werden soll. Die gegenüberliegende Oberfläche (i. e. die maschinenberührende Oberfläche 12) ist ebenso hierin und in den hierin durch Referenz aufgenommenen Patenten als die "untere Oberfläche", die "Unterseite", die "maschinenberührende Seite" oder einfach die "Rückseite" des Papiermaschinenbandes 10 bezeichnet, weil sie die Oberfläche ist, welche sich über die papierherstellende Anlage, wie zum Beispiel die Papiermaschinenbandumlenkwalzen 19a, 19b, 19c und die Vakuumbox 24, welche in Papierherstellungsverfahren verwendet werden, bewegt und sich in Kontakt damit befindet. Es soll verstanden werden, daß, obwohl die papierberührende Oberfläche des Papiermaschinenbandes oft als die obere Oberfläche des Bandes bezeichnet ist, die Ausrichtung der papierberührenden Oberfläche so sein kann, daß sie auf dem Rückweg in der Papierherstellungsanlage abwärts gewandt ist, weil sie sich in der Konfiguration eines Endlosbandes befindet. Ähnlich soll verstanden werden, daß, obwohl die maschi nenberührende Oberfläche des Papiermaschinenbandes oft als die Unterseite des Bandes bezeichnet ist, die Ausrichtung der papierberührenden Oberfläche so sein kann, daß sie auf dem Rückweg in der Papierherstellungsanlage aufwärts gewandt ist.
Das Papiermaschinenband 10 besteht allgemein aus zwei Hauptelementen: einem festen polymeren Harzfachwerk 32 und einer verstärkenden Struktur 33, wobei beide in Fig. 4 als erstes zusammen zu sehen sind. Das Harzfachwerk 32 hat eine erste Oberfläche 34 zum Berühren der zu entwässernden Faserbahnen und eine zweite Oberfläche 35, gegenüberliegend der ersten Oberfläche 34, zum Berühren der entwässernden Einrichtung, welche im entwässernden Arbeitsgang verwendet wird (z. B. Vakuumbox 24 und Papiermaschinenbandumlenkwalzen 19a, 19b, 19c) und Ableitungen 36, welche sich zwischen der ersten Oberfläche 34 und der zweiten Oberfläche 35 zum Kanalisieren von Wasser von den Faserbahnen, welche an der ersten Oberfläche 34 aufruhen, zur zweiten Oberfläche 35 erstrecken und um Zonen beizustellen, in welche die Fasern der Faserbahn abgelenkt und umgeordnet werden können. Die verstärkende Struktur 33 ist zwischen der ersten Oberfläche 34 des Fachwerks 32 und mindestens einem Abschnitt der zweiten Oberfläche 35 des Fachwerks 32 des Papiermaschinenbandes 10 positioniert.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die verstärkende Struktur 33 Zwischenräume 39 darin auf. Die Abschnitte der verstärkenden Struktur 33, ausgenommen die Zwischenräume 39 (d. h. der feste Abschnitt), sind hierin vorzugsweise als ein verstärkender Struktur-Bestandteil 40 oder einfach als ein verstärkender Bestandteil bezeichnet. Die verstärkende Struktur weist eine projizierte offene Fläche, welche durch die Projektion der durch die Zwischenräume definierten Flächen definiert ist, und eine projizierte Fläche des verstärkenden Bestandteils, welche durch die Projektion des verstärkenden Bestandteils definiert ist, auf.
Weiters weist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die zweite Oberfläche 35 des Fachwerks 32 des Papiermaschinenbandes 10 Durchgänge 37 darin auf, welche Oberflächentextur-Unregelmäßigkeiten, allgemein mit 38 bezeichnet, beistellen (als erstes in Fig. 5 zu sehen), welche von den Ableitungen 36 unterschiedlich sind. Die Durchgänge ergeben eine unregelmäßige Oberfläche, welche Vakuumdruck von der entwässernden Anlage, zum Beispiel der Vakuumbox 24, gestattet, mindestens teilweise über die maschinenberührende Seite 12 des Papiermaschinenbandes 10 auszutreten. Die Oberflächentextur-Unregelmäßigkeiten 38 ergeben eine unregelmäßige Oberfläche zum Berühren der Vorrichtung, welche im Papierherstellungsarbeitsgang verwendet wird.
Die erste Oberfläche 34 des Fachwerks 32 und die papierberührende Oberfläche 11 des Papiermaschinenbandes 10 sind allgemein ein und dieselben Elemente. Dies wird üblicherweise in den meisten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung der Fall sein, weil die verstärkende Struktur 33 zwischen der ersten Oberfläche des Fachwerks 34 und mindestens einem Abschnitt der zweiten Oberfläche 35 des Fachwerks 32 (d. h. die erste Oberfläche des Fachwerks 32 bedeckt im allgemeinen eine Seite der verstärkenden Struktur 33) positioniert ist. Die zweite Oberfläche 35 des Fachwerks 32 des Papiermaschinengewebes 10 und die maschinenberührende Oberfläche 12 des Papiermaschinenbandes 10 sind jedoch nicht notwendigerweise ein und dieselben Elemente. Wie zuvor festgestellt, ist die verstärkende Struktur 33 zwischen der ersten Oberfläche 34 und mindestens einem Abschnitt der zweiten Oberfläche 35 des Fachwerks 32. Demnach kann entweder die zweite Oberfläche 35 komplett die verstärkende Struktur 33 bedecken oder lediglich ein Abschnitt der zweiten Oberfläche 35 wird die verstärkende Struktur 33 bedecken. Im ersteren Fall werden die zweite Oberfläche 35 des Fachwerks 32 und die maschinenberührende Oberfläche 12 des Papiermaschinenbandes 10 dieselben sein. Im letzteren Fall wird die maschinenberührende Oberfläche 12 des Papiermaschinenbandes 10 zum Teil aus der zweiten Oberfläche 35 des Fachwerks 32 und zum Teil aus dem exponierten Abschnitt der verstärkenden Struktur 33 bestehen.
In der folgenden Beschreibung werden die Eigenschaften des Fachwerks 32 des Papiermaschinenbandes 10 und der Ableitungen 36, welche durch das Fachwerk 32 durchgehen, als erstes überprüft und dann werden die Eigenschaften der verstärkenden Struktur 33 und alternative Variationen der verstärkenden Struktur 33 überprüft. Die Gesamteigenschaften des Fachwerks, und insbesondere der ersten Oberfläche 34 desselben, sind am besten in Fig. 2 zu sehen. In Fig. 2 wird als erstes festgestellt, daß beim Papierherstellen Richtungen normalerweise in bezug zur Maschinenrichtung (MD) oder in der Richtung quer zur Maschine (CD) festgehalten sind. Die Maschinenrichtung bezieht sich auf jene Richtung, welche parallel zum Fluß der Papierbahn durch die Anlage ist. Die Richtung quer zur Maschine ist die Richtung lotrecht zur Maschinenrichtung. Diese Richtungen sind in Fig. 2 und in einigen der anderen Zeichnungsfiguren durch Pfeile angegeben.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die erste Oberfläche 34 des Harzfachwerks 32, gesehen ohne die verstärkende Struktur 33, um die Erörterung der Eigenschaften des Harzfachwerks 32 zu vereinfachen. Obwohl ein Papiermaschinenband ohne eine derartige verstärkende Struktur erzeugt werden kann, umfaßt das üblichste Papiermaschinenband zur Verwendung im Papierherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung wegen der Stabilität eine gewisse Art an verstärkender Struktur. Wie hiernach detaillierter erörtert werden wird, ist das bevorzugte Material zur Verwendung beim Bilden des Harzfachwerks 32 ein flüssiges lichtempfindliches Harz, welches durch Exponieren an ein Licht einer aktivierenden Wellenlänge (z. B. UV-Licht) festgemacht werden kann. Durch Kontrollieren des Aussetzens des lichtempfindlichen Harzes an das Licht einer aktivierenden Wellenlänge können die re sultierenden Eigenschaften des Fachwerks aus festem Polymerharz manipuliert werden.
Der Abschnitt des Fachwerks 32, welcher an der oberen Oberfläche des Papiermaschinenbandes 10 exponiert ist und welcher den festen Abschnitt der ersten Oberfläche 34 des Fachwerks 32 umfaßt, erinnert im Aussehen an ein Netz und wird als die "Oberseiten-Netzwerkoberfläche" bezeichnet werden. Der Abschnitt des Fachwerks 32, welcher andererseits an der Rückseite des Papiermaschinenbandes 10 exponiert ist, wird als die "Rückseiten-Netzwerkoberfläche" bezeichnet werden. Wie in den Fig. 2 und 4 zu sehen, ist die Oberseiten-Netzwerkoberfläche 34a makroskopisch monoplan, gemustert und kontinuierlich. Die Definitionen der Ausdrücke, welche zuvor zur Beschreibung der Oberseiten-Netzwerkoberfläche verwendet wurden (d. h. "makroskopisch monoplan, gemustert und kontinuierlich"j, sind dieselben, wie sie in den US-PSen 4,514.345, 4,528.239, 4,529.480 und 4,637.859 verwendet worden sind. Demnach ist mit "makroskopisch monoplan" gemeint, daß, wenn ein Abschnitt der papierberührenden Seite des Papiermaschinenbandes 10 zu einer planen Konfiguration angeordnet ist, die Netzwerkoberfläche im wesentlichen in einer Ebene ist. Sie wird als "im wesentlichen" monoplan bezeichnet, um die Tatsache festzuhalten, daß Abweichungen von der absoluten Planarität tolerierbar, aber nicht bevorzugt sind, solange als die Abweichungen nicht wesentlich genug sind, um die Leistung des am Papiermaschinenband erzeugten Produkts nachteilig zu beeinträchtigen. Die Netzwerkoberfläche wird als "kontinuierlich" bezeichnet, weil die durch die Netzwerkoberfläche gebildeten Linien mindestens ein im wesentlichen ungebrochenes netzartiges Muster bilden müssen. Das Muster wird als "im wesentlichen" kontinuierlich bezeichnet, um die Tatsache festzuhalten, daß Unterbrechungen im Muster tolerierbar, aber nicht bevorzugt sind, solange als die Unterbrechungen nicht wesentlich genug sind, um die Leistung des am Papiermaschinenband erzeugten Produkts nachteilig zu beeinträchtigen.
In der in Fig. 2 gezeigten Darstellung ist zu sehen, daß die papierberührende Oberfläche 11 des Papiermaschinenbandes 10 eine Mehrzahl von Ableitungen 36 darin enthält, welche durch das Fachwerk 32 zur zweiten Oberfläche 35 durchgehen. Jede Ableitung 36 definiert bestimmte Elemente, welche inkludieren: einen Kanalabschnitt oder ein Loch, allgemein mit 41 bezeichnet; eine Mündung oder Ableitungsöffnung, wie zum Beispiel die erste Ableitungsöffnung 42, welche entlang der ersten Oberfläche 34 des Fachwerks 32 gebildet ist; eine Mündung oder Ableitungsöffnung, wie zum Beispiel die zweite Ableitungsöffnung 43, welche entlang der zweiten Oberfläche 35 des Fachwerks 32 gebildet ist; und Ableitungswandungen, allgemein mit 44 bezeichnet, welche die Dimensionen der Ableitungen im inneren Abschnitt des Fachwerks definieren (d. h. der Abschnitt, welcher zwischen der ersten Oberfläche 34 und der zweiten Oberfläche 35 liegt).
Während die Öffnungen der Ableitungen 36 von Zufallsgestalt und in Zufallsverteilung sein können, weisen sie vorzugsweise eine einheitliche Gestalt auf und sind in einem sich wiederholenden vorgewählten Muster verteilt. Ausführbare Gestalten inkludieren Kreise, Ovale und Polygone mit sechs oder weniger Seiten. Es gibt kein Erfordernis, daß die Öffnungen der Ableitungen regelmäßige Polygone sind oder daß die Seiten der Öffnungen gerade sind; Öffnungen mit gekrümmten Seiten, wie zum Beispiel dreibogige Figuren, können verwendet werden. Obwohl es eine unbegrenzte Vielfalt möglicher Geometrien für die Netzwerkoberfläche und die Öffnungen der Ableitungen gibt, können bestimmte breite Richtlinien zum Auswählen einer bestimmten Geometrie festgestellt werden. Ohne durch eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß regelmäßig geformte und regelmäßig organisierte Ableitungen beim Steuern der physikalischen Eigenschaften der fertiggestellten Papierbahn wesentlich sind. Je zufälliger die Organisation und je komplexer die Geometrie der Ableitungen ist, umso größer ist deren Effekt auf die Aussehensattribute einer Bahn. Die maximal mögliche Staffelung der Ableitungen tendiert, isotrope Papierbahnen zu erzeugen (d. h. Papierbahnen, welche Eigenschaften mit den gleichen Werten, gemessen entlang allen Achsen in allen Richtungen, aufweisen). Wenn anisotrope Papierbahnen erwünscht sind, sollte der Staffelungsgrad der Ableitungen reduziert werden.
Die Gestalt und die Anordnung der in Fig. 2 gezeigten Ableitungen 36 sind in einer wesentlich bevorzugten Form. Die Gestalt und die Anordnung der Ableitungsöffungen, welche in Fig. 2 gezeigt sind, sind hierin als ein "lineares Idaho"- Muster bezeichnet. Insbesondere sind die bevorzugte Form und Anordnung von Ableitungsöffnungen hierin als ein "300-lineares-Idaho mit 35% Höckerfläche"- Muster bezeichnet. Die erste Zahl der vorigen Bezeichnung stellt die Anzahl von Ableitungen pro Quadratinch, welche im Fachwerk vorhanden ist, dar. Die zweite Zahl (i. e. 35% Höckerfläche) bezieht sich auf die projizierte Fläche der oberseitigen Netzwerkoberfläche. Der Name "lineares Idaho" basiert auf der Tatsache, daß der Querschnitt von Ableitungen, von welchem dieses Muster stammt, ursprünglich an die Gestalt eines Kartoffels erinnert. Die Wandungen der Ableitungen an vier Seiten sind jedoch durch allgemein gerade Linien gebildet, wobei so das Muster eher als ein "lineares" Idaho denn einfach als ein Idaho-Muster bezeichnet ist. Wie in Fig. 2 zu sehen, ist die Gestalt der Ableitungen im Querschnitt grob in der Form von modifizierten Parallelogrammen. Die Gestalt der Ableitungen ist als an modifizierte Parallelogramme erinnernd beschrieben, weil in dieser Draufsicht jede Ableitung vier Seiten aufweist, bei welchen jedes Paar gegenüberliegender Seiten parallel ist, wobei der Winkel zwischen benachbarten Seiten nicht rechtwinkelig ist und die Ecken, welche zwischen benachbarten Seiten gebildet sind, abgerundet sind.
Die relevanten Dimensionen dieses Musters sind am besten in Fig. 6 zu sehen. In Fig. 6 stellen die Bezugsbuchstaben "a" die Maschinenrichtungs-(MD)- Länge oder einfach die "Länge" einer Öffnung, wie illustriert, "b" die Länge der Öffnung, gemessen quer zur Maschinenrichtung (CD) oder die "Breite" der Öffnung, "c" die Beabstandung zwischen zwei benachbarten Öffnungen in einer Richtung zwischen MD und CD, "d" die CD-Beabstandung zwischen benachbarten Öffnungen und "e" die MD-Beabstandung zwischen benachbarten Öffnungen dar. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel, zur Verwendung mit Papiereinträgen aus nördlichem-Weichholz-Kraft, ist "a" 1,6892 mm, ist "b" 1,2379 mm, ist "c" 0,28153 mm, ist "d" 0,92055 mm und ist "e" 0,30500 mm. Ein Papiermaschinenband 10, welches in dieser Geometrie konstruiert ist, hat eine offene Fläche des Oberseitennetzwerks von etwa 65%. Diese Dimensionen können zur Verwendung mit anderen Einträgen proportional variiert werden.
Unter Rückverweis auf Fig. 2, und weiters auf Fig. 3, ist zu sehen, daß die Wandungen 44, welche die Innenseite der Ableitungen bilden, von der oberen Oberfläche 34 des Fachwerks 32 zur unteren Oberfläche 35 einwärts spitz zulaufen. Das Spitzzulaufen der Wandungen wird (wie in dem Abschnitt dieser Beschreibung, welcher das Verfahren zum Herstellen des Papiermaschinenbandes 10 behandelt, zu sehen sein wird) durch Richten des Lichtes, welches verwendet wird, um das lichtempfindliche Harz zu härten, gesteuert. Idealerweise laufen die Wandungen so spitz zu, daß die Oberflächenzone des Netzwerks annähernd 35% der gesamten projizierten Oberflächenzone der oberen Oberfläche des Papiermaschinenbandes und 65% der gesamten projizierten Oberflächenzone (vor dem Texturieren der Rückseite, wie weiters hierin nachstehend beschrieben werden wird) der unteren Oberfläche des Papiermaschinenbandes 10 ist. Der Grund, daß die Wandungen der Ableitungen spitz zulaufen, um ein derartiges 35/65-Verhältnis zu ergeben, ist, daß im Bereich nahe der Rückseite des Papiermaschinenbandes 10 eine größere Menge an Harz erforderlich ist, um dasselbe ausreichend an der verstärkenden Struktur 33 mechanisch zu binden. Wie in den Figuren zu sehen und wie nachstehend detaillierter erörtert werden wird, ist beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die verstärkende Struktur näher zur Rückseite als zur Oberseite des Papiermaschinenbandes angeordnet. Ein Grund, daß die verstärkende Struktur 33 näher zur Rückseite des Papiermaschinenbandes 10 ist, ist, daß der Abschnitt des Harznetzwerks, welcher über der verstärkenden Struktur 33 (hierin nachstehend "die Überlagerungsschichte") liegt, erforderlich ist, um die Ableitungen des gewünschten Musters und von der gewünschten Tiefe zu bilden, sodaß dieselben ihrem Zweck des Beistellens einer Zone, in welche die Fasern in der Papierbahn abgelenkt werden können, sodaß diese umgeordnet werden können, adäquat dienen können.
Wenn gesagt wird, daß die verstärkende Struktur 33 näher zur Rückseite des Papiermaschinenbandes angeordnet ist, können die bestimmten involvierten Dimensionen variieren. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel des Papiermaschinenbandes 10 weist das typische gewebte Element mit gestapelten Kettfadenlitzen eine Dicke von zwischen 10 und 37 mil auf. Die Dicke der Harzüberlagerungsschichte (d. h. der Abschnitt des Harznetzwerks, welcher über dem Niveau der Oberseite der verstärkenden Struktur liegt) ist in der Regel zwischen 1 und 30 mil. Dies bildet ein Papiermaschinenband 10 mit einer Dicke zwischen annähernd 11 und 67 mil.
Die Öffnungen oder Kanäle, welche durch die Ableitungen gebildet sind, erstrecken sich durch die gesamte Dicke des Papiermaschinenbandes 10 und ergeben die notwendigen kontinuierlichen Durchgänge, welche dessen zwei Oberflächen, wie zuvor erwähnt, verbinden. Wie in den Fig. 2 bis 5 illustriert, sind Ableitungen 36 gezeigt, die diskret sind, mit Ausnahme an der Unterseite (wie hierin nachstehend erörtert werden wird), wo Rückseiten-Texturierung vorhanden ist. Das heißt, sie haben eine finite Gestalt, welche von dem Muster abhängt, welches für das im Fachwerk ausgebildete Netzwerk ausgewählt ist, und sind voneinander getrennt. Mit anderen Worten ausgedrückt sind die Ableitungen von der Netzwerkoberfläche diskret perimetrisch umschlossen. Diese Trennung ist besonders offensichtlich in der Draufsicht (Fig. 2). Sie sind ebenso gezeigt, daß sie isoliert sind dadurch, daß es keine Verbindung im Körper des Papiermaschinenbandes 10 zwischen einer Ableitung und einer anderen gibt. Diese Isolierung voneinander ist besonders in der Querschnittsansicht (Fig. 3) evident. Demnach ist ein Transfer von Material (z. B. Wasser, welches von der Papierbahn entfernt wird) von einer Ableitung zur anderen nicht möglich, wenn nicht der Transfer außerhalb des Körpers des Papiermaschinengewebes oder, wie hierin nachstehend zu sehen ist, entlang der Rückseite des Papiermaschinenbandes bewirkt wird.
Die Fig. 4 und 5 sind analog den Fig. 2 und 3, illustrieren aber das praktikablere, und bevorzugtere, Papiermaschinenband 10, welches eine verstärkende Struktur 33 inkludiert, um das Fachwerk 32 zu verstärken. Fig. 4 illustriert in einer Draufsicht einen Abschnitt eines Papiermaschinenbandes 10. Fig. 5 illustriert eine Ansicht eines Querschnitts jenes Abschnitts des in Fig. 4 gezeigten Papiermaschinenbandes 10, wie er entlang der Linie 5-5 vorgenommen wurde. Die verstärkende Struktur 33 ist in den Fig. 4 und 5 als ein Monofilament-gewebtes Element für Zwecke der Vereinfachung beim Illustrieren desselben gezeigt. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Verwendung eines Monofilament-gewebten Elements als die verstärkende Struktur 33 ausgeführt werden kann, ist ein mehrschichtiges gewebtes Element (mehr als ein Satz von Fäden, welche in entweder der Maschinenrichtung oder quer zur Maschinenrichtung laufen) bevorzugt. Die Fig. 4 und 5 illustrieren allgemein, daß, wenn die verstärkende Struktur ein gewebtes Element umfaßt, die strukturellen Bestandteile 40a verstärkende Kettfadenlitzen in Maschinenrichtung, allgemein mit 53 bezeichnet, und verstärkende Schußfadenlitzen quer zur Maschinenrichtung, allgemein mit 54 bezeichnet, umfassen. Wie gezeigt, sind verstärkende Litzen 53 und 54 rund und sind als ein Quadratwebe-Band beigestellt, um welches das Fachwerk 32 aufgebaut worden ist. Jede annehmbare Filamentgröße und -gestalt in jeder geeigneten Webe können verwendet werden, solange als während des Bahnbearbeitens Strömung durch die Ableitungen nicht signifikant behindert wird und solange als die Integrität des Papiermaschinenbandes 10 als ein Ganzes beibehalten wird. Obwohl das Konstruktionsmaterial des Filaments nicht wesentlich ist, ist Polyester bevorzugt. Andere geeignete Materialien, aus welchen die Filamente konstruiert sein können, inkludieren Polypropylen, Nylon und beliebige andere Materialien, welche zur Verwendung in Papiermaschinengeweben bekannt sind.
Während beim gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Struktur ein poröses gewebtes Element ist, kann die Struktur eine Anzahl unterschiedlicher Formen annehmen. Sie kann ein nicht-gewebtes Element, ein Band oder eine Platte (aus Metall oder Kunststoff hergestellt) mit einer Reihe von Löchern, welche in es gestanzt oder gebohrt sind, sein, vorausgesetzt, es ist imstande, das Harzfachwerk adäquat zu verstärken, und vorausgesetzt, es hat geeignete projizierte offene Flächen, um der Vakuumentwässerungsvorrichtung zu gestatten, ihren Zweck adäquat auszuüben; und vorausgesetzt, es gestattet Wasser, welches von der Papierbahn entfernt worden ist, durch seine Zwischenräume durchzugehen.
Beim Beschreiben der Eigenschaften des in den Fig. 4 und 5 gezeigten porösen Elements wurden verschiedene Fachausdrücke verwendet. Es ist zu sehen, daß die strukturellen Bestandteile 40a der verstärkenden Struktur 33 allgemein als Garne, Litzen, Filamente, Fasern oder Fäden bezeichnet sind, wenn die verstärkende Struktur 33 ein gewebtes Element umfaßt. Es soll verstanden werden, daß die Ausdrücke Garne, Litzen, Filamente, Fasern und Fäden synonym sind. Weiters sind einige der Garne, welche die verstärkende Struktur 33 umfassen, als Kettfäden 53 bezeichnet worden und andere sind als Schußfäden 54 bezeichnet worden. Wenn hierin verwendet, wird sich der Ausdruck "Kettfaden" auf Garne beziehen, welche allgemein in der Maschinenrichtung ausgerichtet sind, wenn das Papiermaschinenband 10 in einer Papiermaschine installiert ist. Wenn hierin verwendet, wird sich der Ausdruck "Schußfaden" auf Garne beziehen, welche allgemein quer zur Maschinenrichtung ausgerichtet sind, wenn das Papiermaschinenband 10 in einer Papiermaschine installiert ist.
Während, wie zuvor erwähnt ist, ein Monofilament-gewebtes Element als die verstärkende Struktur 33 bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist ein mehrschichtiges gewebtes Element bevorzugt. Am bevorzugtesten sind jene mehrschichtigen Gewebe, welche mehrfache Kettfäden, oder Maschinenrichtungslitzen, aufweisen, weil, als ein Resultat des wiederholten Weges des Papiermaschinenbandes über die Walzen in der Maschinenrichtung, das Band zufolge des Endlosweges und der Hitze, welche durch die Trocknungsmechanismen, welche in Papierherstellungsverfahren verwendet werden, transferiert wird, unter beträchtliche Belastung in der Maschinenrichtung gelangt. Derartige Hitze und Belastung geben dem Papiermaschinenband 10 eine Tendenz zum Strecken. Wenn sich das Papiermaschinenband 10 aus der Form strecken sollte, wird seine Fähigkeit, seiner beabsichtigten Funktion zu dienen, zum Punkt von Unbrauchbarkeit herabgesetzt.
Die bevorzugte verstärkende Struktur 33 ist ein mehrschichtiges gewebtes Band, welches durch Kettfadenlitzen charakterisiert ist, welche allgemein vertikal direkt übereinandergestapelt sind. Die vertikal gestapelten Kettfadengarne ergeben für das Band angehobene Stabilität in der Maschinen- oder Fertigungsrichtung, während sie zur gleichen Zeit nicht die projizierte offene Fläche des Bandes, welche erforderlich ist, um demselben zu gestatten, um in Durchblasetrocknungs- Papierherstellungsverfahren verwendet zu werden, herabsetzen.
Die Fig. 7 bis 12 illustrieren ein derartiges bevorzugtes mehrschichtiges Band, welches zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Die in den Fig. 7 bis 12 illustrierte verstärkende Struktur 33 ist eine äußerst durchlässige gewebte mehrschichtige verstärkende Struktur zur Verwendung in einem Papiermaschinengewebe oder an sich als ein Papiermaschinengewebe, welches in der Maschinenrichtung erhöhte Gewebestabilität aufweist. Wie in den Fig. 8 und 9 am besten zu sehen ist, inkludiert dieses bevorzugte Gewebe eine Papiertragseite 51 und eine walzenberührende Seite 52, was die Bewegung als ein Endlosband in der Maschinenrichtung ermöglicht.
Das in den Fig. 7 bis 12 illustrierte Gewebe umfaßt eine erste Kettfadenschichte C von ersten lasttragenden Kettfadengarnen, welche über das Gewebe als 53a, 53b, 53c und 53d wiederholt numeriert sind, und eine zweite Schichte D aus zweiten lasttragenden Kettfadengarnen, welche über das Gewebe als 53e, 53f, 53g und 53h wiederholt numeriert sind, welche sich an der walzenberührenden Seite 52 des Gewebes in der Maschinenrichtung erstrecken. Wie am besten in den Fig. 9 bis 12 zu sehen ist, definieren die einzelnen Garne in der ersten Kettfadenschichte C und in der zweiten Kettfadenschichte D gestapelte Kettfadengarnpaare E, F, G und H, welche in einer allgemein vertikal gestapelten aufeinandergelegten Position eines über das andere arrangiert sind. Spezifischer ist zu sehen, daß: Kettfa dengarne 53a und 53e ein gestapeltes Kettfadengarnpaar E definieren; Kettfadengarne 53b und 53f ein gestapeltes Kettfadenpaar F definieren; Kettfadengarne 53c und 53g ein gestapeltes Kettfadenpaar G definieren; und Kettfadengarne 53d und 53h ein gestapeltes Kettfadenpaar H definieren. Die benachbarten gestapelten Kettfadengarnpaare sind voneinander in einer Richtung quer zur Maschine beabstandet, um eine gewünschte offene Gewebezone zu ergeben. Ein kettfadenausgleichendes Schußfadengarn, 53a in Fig. 9, 54b in Fig. 10, 54c in Fig. 11 und 54d in Fig. 12, ist mit den ersten und zweiten Kettfadenschichten verwoben, um die jeweiligen einzelnen Kettfadengarne in der ersten und zweiten Kettfadengarnschichte in gestapelten Paaren zu binden. Diese kettfadenausgleichenden Schußfadengarne sind auch wiederholt über das Gewebe numeriert. Das kettfadenausgleichende Schußfadengarn ist in einem Kettfadenausgleichswebmuster mit den gestapelten Paaren von Kettfadengarnen verwoben, was die Kettfadengarne gestapelt übereinander und in allgemein vertikaler Ausrichtung im Webmuster hält. Das derart gebildete Gewebe hat erhöhte Gewebestabilität in der Maschinenrichtung und einen hohen Grad an Offenheit und Durchlässigkeit.
Zusätzlich definieren die Garne und die Webhöcker der verstärkenden Struktur 33 verschiedene Ebenen, welche beim Beschreiben der Stelle und der Eigenschaften der Oberflächentextur-Unregelmäßigkeiten 38 an der zweiten Oberfläche 35 des Fachwerks 32 von Interesse sein werden. Die Oberflächentextur- Unregelmäßigkeiten 38 (oder Rückseitentextur), welche beim bevorzugten Ausführungsbeispiel des Papiermaschinenbandes 10 vorhanden sind, sind zuerst in Fig. 5 illustriert. Mit "Rückseitentextur" ist gemeint, daß diese Abschnitte von variierender Höhe in der zweiten Oberfläche 12 des Papiermaschinenbandes 10 sind, welche von den Ableitungen unterschiedlich sind und welche an Stellen sind, wo sie entweder nicht notwendigerweise davon abhängen oder wo sie von der Stelle des Körpers der verstärkenden Struktur 33 unabhängig sind. Mit "nicht notwendigerweise abhängig" ist gemeint, daß die Stelle der Rückseitentexturierung nicht notwendigerweise auf irgendeine Art mit der Stelle der verstärkenden Struktur 33 assoziiert ist.
Die Oberflächentextur-Unregelmäßigkeiten 38 bestehen aus dem gleichen Material wie das Fachwerk 32, wobei so die Oberflächentextur beliebige Unregelmäßigkeiten, Diskontinuitäten oder Unterbrechungen im harzartigen Material, welches das zweite Oberflächennetzwerk 35a bildet, oder beliebige Abschnitte der rückseitigen Netzwerkoberfläche, wo Harz entfernt worden ist, sein kann.

4. Verfahren zum Herstellen des Papiermaschinenbandes

Wie zuvor angegeben, kann das Papiermaschinenband 10 eine Vielfalt von Formen annehmen. Während das Konstruktionsverfahren des Papiermaschinenbandes 10 unwesentlich ist, solange als es die zuvor erwähnten Ei genschaften aufweist, sind die folgenden Verfahren als brauchbar herausgefunden worden. Eine detaillierte Beschreibung des Verfahrens zum Herstellen des Papiermaschinenbandes 10 ohne die Verbesserungen, welche hierin geoffenbart sind, ist im US-Patent 4,514.345 mit dem Titel "Verfahren zur Herstellung eines porösen Bauteils", welches an Johnson et al. am 30. Apri 1985 erteilt worden ist, geoffenbart. Ein Verfahren zum Herstellen des Papiermaschinenbandes 10 ist nachstehend beschrieben.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, welche bei der Ausführung dieser Erfindung zur Konstruktion des Papiermaschinenbandes 10 der vorliegenden Erfindung in der Form eines Endlosbandes verwendet werden kann, ist in schematischem Umriß in Fig. 13 gezeigt. Um eine Gesamtansicht der gesamten Vorrichtung zum Konstruieren eines Papiermaschinenbandes in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zu zeigen, wurde Fig. 13 bis zu einem gewissen Ausmaß im Hinblick auf einige der Details des Verfahrens vereinfacht. Das in Fig. 13 gezeigte Gesamtverfahren bedingt allgemein ein Beschichten der verstärkenden Struktur 33 mit einem lichtempfindlichen Harz 70, wenn die verstärkende Struktur 33 sich über eine formgebende Einheit oder einen Tisch 71 bewegt, welcher von einer Unterlagsfolie 76 bedeckt ist, welche (unter anderem) die Arbeitsoberfläche 72 der formgebenden Einheit 71 vorn Verunreinigtwerden mit Harz abhält; Kontrollieren der Dicke des lichtempfindlichen Harzes 70 auf einen vorgewählten Wert; Exponieren des Harzes 70 an ein Licht mit einer aktivierenden Wellenlänge (von einer Lichtquelle 73) durch eine Maske 74, welche lichtundurchlässige 74a und transparente Bereiche 74b aufweist; und Entfernen des ungehärteten Harzes 75.
In Fig. 13 weist die formgebende Einheit 71 eine Arbeitsoberfläche 72 auf und ist angegeben, daß sie ein kreisförmiges Element ist; sie ist vorzugsweise eine Trommel. Der Durchmesser der Trommel und deren Länge werden nach Bedarf ausgewählt. Deren Durchmesser sollte groß genug sein, sodaß die Unterlagsfolie 76 und die verstärkende Struktur 33 während der Fertigung nicht ungebührlich gekrümmt werden. Sie muß ebenso groß genug im Durchmesser sein, sodaß es ausreichend Weglänge um ihre Oberfläche gibt, sodaß die erforderlichen Schritte ausgeführt werden können, wenn die Trommel rotiert. Die Länge der Trommel ist gemäß der Breite des Papiermaschinenbandes 10, welches konstruiert werden soll, ausgewählt. Die formgebende Einheit 71 wird durch ein nicht illustriertes Antriebsmittel rotiert. Gegebenenfalls und vorzugsweise absorbiert die Arbeitsoberfläche 72 Licht der aktivierenden Wellenlänge.
Wie zuvor festgestellt, ist die formgebende Einheit 71 von einer Unterlagsfolie 76 bedeckt, welche verhindert, daß die Arbeitsoberfläche 72 der formgebenden Einheit 71 mit Harz verunreinigt wird. Ein weiterer Zweck der Unterlagsfolie 76 ist es, das Entfernen des teilweise fertiggestellten Papiermaschinenbandes 10 von der formgebenden Einheit zu erleichtern. Allgemein kann die Unterlagsfolie jedes flexible, glatte, plane Material, wie zum Beispiel Polyethylen- oder Polyesterfolienware, sein. Vorzugsweise ist die Unterlagsfolie aus Polypropylen hergestellt und ist 0,01 bis etwa 0,1 Millimeter (mm) dick. Vorzugsweise absorbiert die Unterlagsfolie 76 ebenso Licht der aktivierenden Wellenlänge.
Bei der in Fig. 13 gezeigten Vorrichtung wird die Unterlagsfolie 76 in das System von der Unterlagsfolien-Vorratsrolle 77 eingeführt, indem sie abgerollt und veranlaßt wird, sich in der durch den Richtungspfeil D 2 angegebenen Richtung vorwärtszubewegen. Nach dem Abrollen berührt die Unterlagsfolie 76 die Arbeitsoberfläche 72 der formgebenden Einheit 71; und ist vorübergehend gegen die Arbeitsoberfläche 72 (mittels nachstehend erörterter Mittel) eingespannt. Die Unterlagsfolie 76 bewegt sich dann mit der formgebenden Einheit 71, wenn die formgebende Einheit 71 rotiert. Die Unterlagsfolie 76 wird eventuell von der Arbeitsoberfläche 72 getrennt; und bewegt sich zur Unterlagsfolie-Aufnahmewalze, wo sie wieder aufgerollt wird. Beim Ausführungsbeispiel des in Fig. 13 illustrierten Verfahrens ist die Unterlagsfolie für einen Einmalgebrauch, nach welchem sie entsorgt wird, entworfen. Bei einer alternativen Anordnung nimmt die Unterlagsfolie die Form eines Endlosbandes an, welches sich um eine Reihe von Umlenkwalzen bewegt, wo es, wenn passend, gereinigt und wiederverwendet wird. Erforderliche Antriebsmittel, Führungsrollen und dergleichen sind in Fig. 13 nicht illustriert.
Vorzugsweise ist die formgebende Einheit 71 mit einem Mittel zum Gewährleisten, daß die Unterlagsfolie 76 in engem Kontakt mit der Arbeitsoberfläche 72 gehalten wird, versehen. Die Unterlagsfolie 76 kann, beispielsweise, klebend an der Arbeitsoberfläche 72 fixiert sein oder die formgebende Einheit 71 kann mit einem Mittel zum Fixieren der Unterlagsfolie 76 an der Arbeitsoberfläche 72 durch den Einfluß eines Vakuums, welches durch eine Mehrzahl von eng beabstandeten kleinen Öffnungen, welche über die Arbeitsoberfläche 72 der formgebenden Einheit 71 verteilt sind, versehen sein. Vorzugsweise ist die Unterlagsfolie 76 gegen die Arbeitsoberfläche 72 durch ein konventionelles Zugspannungsmittel, welches in Fig. 13 nicht gezeigt ist, gehalten.
Der zweite Schritt des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist das Beistellen einer verstärkenden Struktur zum Einbau in das Papiermaschinenband. Wie zuvor festgestellt, ist die verstärkende Struktur 33 das Material, um welches das Papiermaschinenband 10 aufgebaut ist. Die in den Fig. 7 bis 12 gezeigte bevorzugte verstärkende Struktur 33 ist ein gewebtes, mehrschichtiges Textilerzeugnis, welches durch Kettfadenlitzen charakterisiert ist, welche vertikal direkt übereinander gestapelt sind. Die vertikal gestapelten Kettfadengarne ergeben für das Gewebe in der Maschinen- oder Fertigungsrichtung erhöhte Stabilität, während sie zur gleichen Zeit nicht die projizierte offene Zone des Gewebes, welche erforderlich ist, um demselben zu gestatten, um im Durchblasetrocknungs-Papierherstellungsverfahren verwendet zu werden, reduzieren.
Weil das Papiermaschinenband 10, das durch die in Fig. 13 illustrierte Vorrichtung konstruiert wird, in der Form eines Endlosbandes ist, sollte die verstärkende Struktur 33 ebenso ein Endlosband sein. Wie illustriert, bewegt sich die verstärkende Struktur 33 in der Richtung, welche durch den Richtungspfeil D 1 angegeben ist, um die Umlenkwalze 78a auf, über und um die formgebende Einheit 71 und um die Umlenkwalzen 78b und 78c. Andere Führungsrollen, Umlenkwalzen, Antriebsmittel, Stützrollen und dergleichen sind in Fig. 13 nicht gezeigt.
Der dritte Schritt des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist das Anordnen der verstärkenden Struktur 33 an der Arbeitsoberfläche 72 der formgebenden Einheit 71 (oder insbesondere im Fall des illustrierten Ausführungsbeispiels, das Vorwärtsbewegen der verstärkenden Struktur 33 über die Arbeitsoberfläche 72 der formgebenden Einheit 71). Wie zuvor festgestellt, wird vorzugsweise eine Unterlagsfolie 76 verwendet, um die Arbeitsoberfläche 72 der formgebenden Einheit 71 frei von Harz 70 zu halten. In diesem Fall wird der dritte Schritt das Anordnen der verstärkenden Struktur 33 benachbart zur Unterlagsfolie auf eine derartige Weise bedingen, daß die Unterlagsfolie 76 zwischen die verstärkende Struktur 33 und die formgebende Einheit 71 zu liegen kommt.
Das für das Papiermaschinenband 10 erwünschte spezifische Design wird die exakte Art, in welcher die verstärkende Struktur 33 in bezug auf entweder die Arbeitsoberfläche 72, die formgebende Einheit 71 oder die Unterlagsfolie 76 positioniert wird, bestimmen. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die verstärkende Struktur 33 in direkter berührender Beziehung mit der Unterlagsfolie 76 angeordnet. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die verstärkende Struktur 33 in einem gewissen finiten Abstand von der Unterlagsfolie 76 durch jedes geeignete Mittel beabstandet werden. Eine Situation, in welcher die verstärkende Struktur 33 von der Arbeitsoberfläche 72 der formgebenden Einheit 71 (oder wenn eine Unterlagsfolie verwendet wird, von der Unterlagsfolie 76) weg beabstandet ist, tritt ein, wie hierin nachstehend zu sehen sein wird, wenn lichtempfindliches flüssiges Harz 70 auf die Rückseite 52 der verstärkenden Struktur 33 aufgebracht wird.
Der dritte Schritt im Verfahren ist die Applikation einer Beschichtung aus flüssigem lichtempfindlichen Harz 70 auf die verstärkende Struktur 33. Jede Technik, mit welcher das flüssige Material auf die verstärkende Struktur 33 aufgebracht werden kann, ist geeignet. Beim bevorzugten Verfahren wird jedoch das flüssige lichtempfindliche Harz auf die verstärkende Struktur 33 in zwei Schritten aufgebracht. Der erste Schritt, in welchem Harz aufgebracht wird, ist an der Stelle, welche durch einen Extrusionsverteilerkopf 79 angegeben ist. Das Aufbringen von Harz durch den Extrusionsverteilerkopf 79 wird in Verbindung mit dem Aufbringen von Harz in einem zweiten Schritt durch eine Düse 80 verwendet. Beim ersten Schritt wird der Extrusionsverteilerkopf 79 verwendet, um die Zwischenräume der verstärkenden Struktur 33 von der Rückseite zu füllen. Dies gestattet einer geeigneten Menge an lichtempfindlichem Harz, daß sie an der Rückseite der verstärkenden Struktur 33 haftet, sodaß dieselbe an der Rückseite in den Schritten, welche nachfolgend beschrieben werden, mit einer Textur versehen werden kann. Es ist erforderlich, daß flüssiges lichtempfindliches Harz 70 gleichmäßig über die Breite der verstärkenden Struktur 33 aufgebracht wird und daß die erforderliche Quantität an Material sich durch die Zwischenräume 39 und in alles verfügbare Hohlraumvolumen der verstärkenden Struktur 33 durcharbeitet, wie das Design des Papiermaschinenbandes 10 es erfordert.
Zum Beschichten der verstärkenden Struktur 33 können geeignete lichtempfindliche Harze leicht aus den vielen kommerziell Erhältlichen ausgewählt werden. Lichtempfindliche Harze, welche verwendet werden können, sind Materialien, üblicherweise Polymere, welche unter dem Einfluß von Strahlung, üblicherweise Ultraviolett (UV)-Licht, härten oder vernetzen. Beispiele lichtempfindlicher polymerer Harze inkludieren: acrylierte Urethane (z. B. methacryliertes Urethan), Styrolbutadiencopolymere, Acrylester, Epoxyacrylate, acrylierte aromatische Urethane, acrylierte Polybutadiene und methacrylierte Urethane. Literaturstellen, welche eine komplettere Offenbarung geeigneter flüssiger lichtempfindlicher Harze enthalten, inkludieren Green et al., "Fotovernetzbare Harzsysteme", J. Macro-Sci. Revs. Macro Chem. C21 (2), 187-273 (1981-82); Bayer, "Ein Überblick über Ultraviolett- Härtungstechnologie", Tappi Paper Synthetics Conf. Proc., Sept. 25-27, 1978, Seiten 167-172; und Schmidle, "Ultraviolett-härtbare flexible Beschichtungen", J. of Coated Fabrics, 8, 10-20 (Juli 1978). Alle vorher genannthen drei Literaturstellen sind hierin durch Referenz aufgenommen. Besonders bevorzugte lichtempfindliche Harze sind in der Merigraph-Serie methacrylierter Urethanharze, welche von Hercules Incorporated, Wilmington, Delaware, hergestellt werden, inkludiert. Ein sehr bevorzugtes methacryliertes Harz ist Merigraph-Harz EPD 1616B.
Beim bevorzugten Verfahren des Ausführens der vorliegenden Erfindung werden dem Harz Antioxidantien beigegeben, um das fertiggestellte Papiermaschinenband 10 vor dem Oxidieren zu schützen und die Lebensdauer des Papiermaschinenbandes zu erhöhen. Beliebige geeignete Antioxidantien können dem Harz beigegeben werden. Die bevorzugten Antioxidationsmittel sind Cyanox 1790, welches von American Cyanamid aus Wayne, New Jersey 07470, erhältlich ist, und Irganox 1010, welches von Ciba Geigy aus Ardsley, New York 10502, hergestellt wird. Beim bevorzugten Verfahren zum Herstellen des Papiermaschinenbandes 10 werden beide Antioxidantien dem Harz zugegeben. Die Antioxidantien werden in den folgenden jeweiligen Mengen zugegeben, Cyanox 1790 zu 1/10 von 1% und Irganox 1010 zu 4/10 von 1%. Beide Antioxidantien werden zugegeben, sodaß das Papiermaschinenband 10 vor verschiedenen unterschiedlichen Spezies von oxidierenden Wirkstoffen geschützt ist.
Der nächste Schritt (i. e., der fünfte Schritt) im Verfahren ist das Kontrollieren der Dicke der Beschichtung auf einen vorgewählten Wert. Der vorgewählte Wert entspricht der Dicke, welche für das Papiermaschinenband 10 erwünscht ist. Diese Dicke ergibt sich ebenso selbstverständlich aus dem erwarteten Gebrauch des Papiermaschinenbandes. Wenn das Papiermaschinenband 10 in dem hiernach beschriebenen Papierherstellungsverfahren verwendet werden soll, ist es bevorzugt, daß die Dicke von 0,01 mm bis etwa 3,0 mm ist. Andere Applikationen können selbstverständlich dickere Papiermaschinengewebe erfordern, welche 3 Zentimeter dick oder dicker sein können. Beliebige geeignete Mittel zum Steuern der Dicke können verwendet werden. In Fig. 13 illustriert ist die Verwendung einer Quetschwalze 81, welche ebenso als eine Maskenführungswalze dient. Der Zwischenraum zwischen der Quetschwalze 81 und der formgebenden Einheit 71 kann mechanisch durch konventionelle Mittel, welche nicht gezeigt sind, gesteuert werden. Die Quetschwalze 81, in Verbindung mit der Maske 74 und der Maskenführungswalze 82, tendiert, die Oberfläche des flüssigen lichtempfindlichen Harzes 70 zu glätten und dessen Dicke zu steuern.
Der sechste Schritt im Verfahren umfaßt das Positionieren einer Maske 74 in berührender Beziehung mit dem flüssigen lichtempfindlichen Harz 70. Der Zweck der Maske 74 ist es, bestimmte Zonen des flüssigen lichtempfindlichen Harzes vom Aussetzen an Licht abzuschirmen. Selbstverständlich, wenn bestimmte Zonen abgeschirmt sind, ergibt sich, daß bestimmte Zonen nicht abgeschirmt sind und daß das flüssige lichtempfindliche Harz 70 in jenen unabgeschirmten Zonen später aktivierendem Licht ausgesetzt sein wird und gehärtet werden wird. Die schattierten Bereiche umfassen normalerweise das vorgewählte Muster, welches durch die Ableitungen 36 im gehärteten Harzfachwerk 32 gebildet ist.
Die Maske 74 kann jedes geeignete Material sein, welches mit licht- undurchlässigen Bereichen 74a und transparenten Bereichen 74b versehen ist. Ein Material in der Natur einer flexiblen fotografischen Folie ist geeignet. Die flexible Folie kann Polyester, Polyethylen oder zellulosehältig oder jedes andere geeignete Material sein. Die lichtundurchlässigen Bereiche 74a können auf die Maske 74 durch jedes geeignete Mittel, wie zum Beispiel durch Foto- oder Tiefdruck-, Flexografie- oder Rotationssiebdruck, aufgebracht sein. Die Maske 74 kann eine Endlosschleife sein oder sie kann von einer Vorratsrolle zugeführt werden und die Anlage zu einer Aufnahmerolle queren, wobei keines davon in der Illustration gezeigt ist. Die Maske 74 bewegt sich in der Richtung, welche durch den Richtungspfeil D3 angegeben ist, wendet unter der Quetschwalze 81, wo sie in Kontakt mit der Oberfläche aus flüssigem lichtempfindlichen Harz 70 gebracht wird, und bewegt sich dann zur Maskenführungswalze 82, in deren Nachbarschaft sie vom Kontakt mit dem Harz weggenommen wird. Bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel treten die Steuerung der Dicke des Harzes und das Positionieren der Maske simultan ein.
Der siebente Schritt des Verfahrens umfaßt das Aussetzen des flüssigen lichtempfindlichen Harzes an Licht einer aktivierenden Wellenlänge durch die Maske, wodurch ein Härten des Harzes in jenen Regionen induziert wird, welche sich in Übereinstimmung mit den transparenten Bereichen 74b der Maske befinden. Beim in Fig. 13 illustrierten Ausführungsbeispiel bilden die Unterlagsfolie 76, die verstärkende Struktur 33, das flüssige lichtempfindliche Harz 70 und die Maske 74 alle zusammen eine Einheit, welche sich von der Quetschwalze 81 in die Nähe der Maskenführungswalze 82 gemeinsam vorwärtsbewegen. Zwischen der Quetschwalze 81 und der Maskenführungswalze 82, an einer Stelle positioniert, wo die Unterlagsfolie 76 und die verstärkende Struktur 33 noch an die formgebende Einheit 71 anliegend sind, wird das flüssige lichtempfindliche Harz 70 Licht einer aktivierenden Wellenlänge ausgesetzt, welches von einer Belichtungslampe 73 gespeist wird. Die Belichtungslampe 73 ist im allgemeinen ausgewählt, um eine Belichtung hauptsächlich innerhalb der Wellenlänge beizustellen, welche ein Härten des flüssigen lichtempfindlichen Harzes 70 veranlaßt. Jene Wellenlänge ist ein Merkmal des flüssigen lichtempfindlichen Harzes 70. Jede geeignete Belichtungsquelle, wie zum Beispiel Quecksilberlichtbogen, pulsierendes Xenon, elektrodenlose und fluoreszierende Lampen, kann verwendet werden. Wie zuvor beschrieben, wird, wenn das flüssige lichtempfindliche Harz 70 Licht der geeigneten Wellenlänge ausgesetzt ist, in den exponierten Abschnitten des Harzes 70 Härten induziert. Härten ist allgemein manifestiert durch eine Verfestigung des Harzes in den exponierten Zonen. Umgekehrt bleiben die unexponierten Bereiche fluid.
Die Intensität der Belichtung und deren Dauer hängen von dem Grad des Härtens ab, welcher in den exponierten Zonen erforderlich ist. Die Absolutwerte der Belichtungsintensität und Zeit hängen von der chemischen Natur des Harzes, dessen Fotocharakteristika, der Dicke der Harzbeschichtung und dem ausgewählten Muster ab. Weiters können die Intensität der Belichtung und der Auftreffwinkel des Lichtes einen wesentlichen Effekt auf das Vorhandensein oder das Fehlen von Spitzzulaufen in den Wandungen des vorgewählten Musters der Ableitungen 36 haben.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der Auftreffwinkel des Lichtes gerichtet, um das lichtempfindliche Harz in den gewünschten Zonen besser zu härten und um den gewünschten Zuspitzungswinkel in den Wandungen des fertiggestellten Papiermaschinengewebes zu erhalten. Andere Mittel zum Steuern der Richtung und Intensität der härtenden Strahlung inkludieren Mittel, welche Brechungseinrichtungen (i. e. Linsen) und reflektierende Einrichtungen (i. e. Spiegel) verwenden. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet einen Subtraktions-Collimator (i. e. ein Winkelverteilungsfilter oder einen Collimator, welcher Ultraviolettlichtstrahlen in anderen als jenen erwünschten Richtungen filtert oder blockiert). Jede geeignete Vorrichtung kann als ein Subtraktions-Collimator verwendet werden. Eine dunkel gefärbte, vorzugsweise schwarze, Metalleinrichtung, welche in der Gestalt einer Reihe von Kanälen ausgebildet ist, durch welche in der gewünschten Richtung gelenktes Licht durchgehen kann, ist bevorzugt. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Collimator von derartigen Dimensionen, daß er Licht so transmittiert, daß das Harznetzwerk, wenn es gehärtet ist, eine projizierte Oberflächenzone von 35% an der Oberseite des Papiermaschinenbandes und von 65% an der Rückseite aufweist.
Der achte und letzte Schritt im Verfahren ist das Entfernen von im wesentlichen allem ungehärteten flüssigen lichtempfindlichen Harz von der verstärkenden Struktur 33. Mit anderen Worten, das Harz, welches vom Aussetzen an Licht abgeschirmt worden ist, wird vom System entfernt.
Beim in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiel werden an einem Punkt in der Nähe der Maskenführungswalze 82 die Maske 74 und die Unterlagsfolie 76 physikalisch von dem Verbundstoff, welcher aus verstärkender Struktur 33 und dem nun teilweise gehärteten Harz 70a besteht, getrennt. Der Verbundstoff aus verstärkender Struktur 33 und teilweise gehärtetem Harz 70a bewegt sich in die Nähe des ersten Harzentfernungsschuhs 83a. Ein Vakuum wird beim ersten Harzentfernungsschuh 83a auf eine Oberfläche des Verbundstoffs aufgebracht, sodaß eine wesentliche Menge des flüssigen (ungehärteten) lichtempfindlichen Harzes vom Verbundstoff entfernt wird.
Wenn sich der Verbundstoff weiterbewegt, wird er in die Nähe einer Harzwaschdusche 84 und Harzwaschstation-Ableitung 85 gebracht, an welchem Punkt der Verbundstoff gründlich mit Wasser oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit gewaschen wird, um im wesentlichen alles verbleibende flüssige (ungehärtete) lichtempfindliche Harz 75a zu entfernen, welches vom System durch die Harzwaschstation-Ableitung 85 abgegeben wird. Beim zweiten Harzentfernungsschuh 83b wird jede restliche Waschflüssigkeit und flüssiges Harz vom Verbundstoff durch das Aufbringen von Vakuum entfernt. An diesem Punkt umfaßt nun der Verbundstoff im wesentlichen die verstärkende Struktur 33 und das damit verbundene Fachwerk 32 und stellt das Papiermaschinenband 10 dar, welches das Produkt dieses Verfahrens ist. Gegebenenfalls, und vorzugsweise, kann es, wie in Fig. 13 gezeigt, ein zweites Aussetzen des Harzes an aktivierendes Licht geben, um so das Härten des Harzes zu vervollständigen und um die Härte und Dauerhaftigkeit des gehärteten Harzfachwerks zu erhöhen.
Das Verfahren setzt sich fort bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die gesamte Länge der verstärkenden Struktur 33 behandelt worden ist und zum Papiermaschinenband 10 umgearbeitet worden ist.
Sollte es erwünscht sein, einen Bauteil mit unterschiedlichen Mustern, welche übereinandergelegt sind, oder mit Mustern unterschiedlicher Dicken zu konstruieren, kann der Bauteil mehrfachen Durchgängen durch das Verfahren unterworfen werden. Mehrfache Durchgänge durch das zuvor beschriebene Verfahren können ebenso verwendet werden; um Papiermaschinengewebe von relativ großer Dicke zu konstruieren.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Bilden eines verbesserten Papiermaschinenbandes 10 mit einer texturierten Rückseite bedingt den Gebrauch eines gewebten Elements (oder nicht-gewebten Elements), welches aus Fäden mit unterschiedlichen Transmissionseigenschaften für Ultraviolettlicht konstruiert ist. Dieses Verfahren wird als "Differenz-Transmissionsgießen" bezug genommen. Beim Differenz-Transmissionsgießen ist das poröse gewebte Element auf eine derartige Weise konstruiert, daß die Fäden obenauf am durchlässigen gewebten Element ultraviolettes Licht in einem hohen Grad transmittieren, während die Fäden an der Unter- oder Rückseite nicht transmittieren, sondern anstelle dessen Ultraviolettlicht absorbieren. Dies veranlaßt das Ultraviolettlicht, durch das lichtempfindliche Harznetzwerk mit Ausnahme in dem Abschnitt des Netzwerks, welcher unter den unteren Fäden liegt, transmittiert zu werden. Als ein Ergebnis ist das lichtempfindliche Harz, welches unter den unteren Fäden liegt, nicht gehärtet und kann während des abschließenden zuvor erläuterten Schrittes entfernt werden, wobei eine Reihe von Vertiefungen in der Rückseite des Papiermaschinenbandes 10 unter den absorbierenden Fäden zurückgelassen wird.
Es wird angenommen, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Beigeben von Chemikalien einem mit Harz beschichteten Papiermaschinenband während des Papierherstellungverfahrens, um die nutzbare Lebensdauer des Bandes zu verlängern, aus der vorhergehenden detaillierten Beschreibung verstanden werden wird. Jedoch wird es offensichtlich sein, daß verschiedene Abänderungen in der Form, Konstruktion und Anordnung der Teile desselben ausgeführt werden können, ohne vom Geist und Rahmen der Erfindung abzuweichen und ohne alle von dessen Materialvorteilen zu opfern, wobei die hierin zuvor beschriebene Form lediglich ein bevorzugtes oder exemplarisches Ausführungsbeispiel davon ist.
Auf dem Wege der Illustration, und nicht auf dem Weg der Beschränkung, wird das folgende Beispiel präsentiert.

BEISPIEL I

Eine Pilotmaßstab-Fourdrinier-Papiermaschine wird bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet. Der Stoffauflaufkasten ist ein Saugbrustrollenformer mit feststehendem Dach. Der Eintrag umfaßt 100% nördliche Weichholzkraft-Zellstoff-Fasern mit etwa 10 kg Kymene TM 557H Nachfestigkeitsadditiv pro 1000 Kilogramm knochentrockene Fasern [Kymene TM 557H wird von Hercules, Inc. aus Wilmington, Delaware, hergestellt). Eine wässerige faserige Aufschlämmung mit einer Faserkonsistenz von etwa 0,15% wird auf das Fourdriniersieb abgegelegt. Ein Entwässern findet durch das Fourdriniersieb statt und wird von einem Deflektor und Vakuumboxen unterstützt. Das Fourdriniersieb ist eine 5-Fach- Satinwebekonfiguration mit 33 Monofilamenten in Maschinenrichtung bzw. 30 Monofilamenten quer zur Maschinenrichtung pro Zentimeter. Die embryonale nasse Bahn wird vom Fourdriniersieb bei einer Faserkonsistenz von etwa 18% am Transferpunkt auf ein zweites Papiermaschinenband transferiert. Das zweite Papiermaschinenband ist ein Endlosband mit der bevorzugten Netzwerkoberfläche und Ablenkleitungen, welche zuvor in Verbindung mit den Fig. 2 und 6 beschrieben worden sind. Das Papiermaschinenband wird um ein poröses gewebtes Element, welches aus Polyester hergestellt ist und 14 (MD) mal 12 (CD) Filamente pro Zentimeter in einem Vier-Fach-Doppelschicht-Design (wie in den Fig. 7 bis 12 illustriert ist) aufweist, gemäß dem im US-Patent 4,514.345 geoffenbarten Verfahren gebildet. Die Filamente sind etwa 0,25 mm im Durchmesser in der Maschinenrichtung und etwa 0,28 mm im Durchmesser quer zur Maschinenrichtung. Das lichtempfindliche Harz, welches im Verfahren verwendet wird, ist Merigraph-Harz EPD 1616B, ein methacryliertes Urethanharz, welches von Hercules, Incorporated, Wilmington, Delaware, auf den Markt gebracht wird. Das Papiermaschinenband ist etwa 1,1 mm dick.
Die embryonale Bahn wird am Papiermaschinenband an der Vakuumentwässerungsbox vorbei, durch Durchblasevortrockner getragen, wonach die Bahn auf einen Yankee-Trockner transferiert wird. Das andere Verfahren und die Maschinenbedingungen sind nachstehend aufgelistet. Die Faserkonsistenz ist etwa 27% nach der Vakuumentwässerungsbox und, durch die Wirkung der Vortrockner, etwa 65% vor dem Transfer auf dem Yankee-Trockner; kreppender Klebstoff, welcher eine 0,25%ige wässerige Lösung von Polyvinylalkohol enthält, wird durch Applikatoren durch Sprühen aufgebracht; die Faserkonsistenz wird angehoben, um auf geschätzte 99% zu sein, vor dem Trockenkreppen der Bahn mit einer Abstreifklinge. Die Abstreifklinge hat einen Neigungswinkel von etwa 24º und ist im Hinblick auf den Yankee-Trockner positioniert, um einen Impaktwinkel von etwa 83º beizustellen; der Yankee-Trockner wird bei etwa 350º F [177ºC) betrieben; der Yankee-Trockner wird bei etwa 800 fpm [Fuß pro Minute] [etwa 244 Meter pro Mi nute] betrieben. Die trockene gekreppte Bahn wird dann zwischen zwei Kalanderwalzen durchgeführt. Die zwei Kalanderwalzen werden bei Walzengewicht gegeneinander eingespannt und bei Oberflächengeschwindigkeiten von 660 fpm (etwa 201 Meter pro Minute) betrieben. Die kalandrierte Bahn wird auf einer Haspel auf gewunden (welche ebenso bei einer Oberflächengeschwindigkeit von 660 fpm betrieben wird) und ist dann für den Gebrauch bereit.
Eine wässerige Lösung, welche eine oxidationsinhibierende Emulsion enthält, wird über eine Emulsionsverteilungswalze auf die papierberührende Oberfläche des Papiermaschinenbandes kontinuierlich aufgebracht, bevor das Papiermaschinenband in Kontakt mit der embryonalen Bahn gelangt (z. B. siehe Stelle der Emulsionsverteilungswalze 23 in Fig. 1). Die wässerige Emulsion, die durch die Verteilungswalze auf den Ablenkbauteil aufgebracht worden ist, enthält fünf Ingredienzien: Wasser, Regal Oil (ein Hochgeschwindigkeits-Turbinenöl, welches von der Texaco Oil Company auf den Markt gebracht wird), AROSURF TA 100 (ein Dimethyl-Distearyl-Ammoniumchlorid-Tensid, welches von der Sherex Chemical Company auf den Markt gebracht wird, Cetylalkohol (ein linearer C&sub1;&sub6;-Fettalkohol, welcher von The Procter & Gamble Company auf den Markt gebracht wird), und Cyanox 1790, ein Primärantioxidantium von der Art gehindertes Phenol von American Cyanamid Company. Die relativen Proportionen der fünf Ingredienzien sind wie folgt: 10 Gew.-% Regal Oil, 1 Gew.-% Arosurf, 0,9 Gew.-% Cetylalkohol, 1,25 Gew.-% des Öls Cyanox 1790 und der Rest Wasser. Beim Herstellen der Emulsion wird das Cyanox 1790 zuerst im Regal Oil durch fünf Minuten langes Erhitzen des Öls auf 165º F aufgelöst. Die Ölphase der Emulsion wird als nächstes mit den zuvor aufgelisteten Tensiden gemischt und schließlich mit Wasser. Die volumetrische Durchflußrate der wässerigen Lösung, welche auf das Papiermaschinenband aufgebracht worden ist, ist etwa 0,50 gal/Stunden-Querrichtungsfuß (etwa 6,21 Liter/Stunden-Meter).
Die wässerige Lösung, welche die antioxidierende Emulsion enthält, wird kontinuierlich auf die papierberührende Oberfläche des Bandes während dessen gesamter Lebensdauer aufgebracht. Dies gewährleistet, daß der Antioxidantiumgehalt des Papiermaschinenbandes ausreichend ist, um das harzenthaltende Papiermaschinenband gegen Oxidation zu schützen. [Etwa eine 0,1%-ige Konzentration von Antioxidantium ist als Optimum bestimmt worden]. Wesentlich ist, daß das Papiermaschinenband als ein Ergebnis dieses Verfahrens eine verbesserte nutzbare Lebensdauer aufweist.

Claims

1. Ein Verfahren zum Verlängern der Lebensdauer von Papiermaschinenbändern, welche ein festes polymeres Harz enthalten, welches Verfahren folgende Schritte umfaßt:

(a) Beistellen eines Papiermaschinenbandes, wobei das genannte Papiermaschinenband ein festes polymeres Harz umfaßt,

dadurch gekennzeichnet, daß

das genannte feste polymere Harz durch Aussetzen eines flüssigen lichtempfindlichen Harzes an Licht einer aktivierenden Wellenlänge fest gemacht worden ist; und

(b) kontinuierliches Aufbringen einer Ablöseemulsion, welche Wasser, Öl, Tensid und eine wirksame Menge einer oxidationsinhibierenden chemischen Verbindung umfaßt, welche imstande ist, die Oxidationsrate des genannten polymeren Harzes zu verhindern oder zu verzögern, auf das genannte Papiermaschinenband, wobei die genannte Ablöseemulsion kontinuierlich auf das genannte Papiermaschinenband aufgebracht wird, während das genannte Band sich nicht in Kontakt mit einer Papierbahn befindet, wobei die genannte oxidationsinhibierende Verbindung aus der Gruppe, welche aus gehinderten Phenolen, sekundären Aminen und Mischungen derselben besteht, ausgewählt ist und wobei das genannte oxidationsinhibierende Chemikalium in der Ölphase der Ablöseemulsion aufgelöst ist.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die oxidationsinhibierende chemische Verbindung ein gehindertes Phenol ist.

3. Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das genannte Papiermaschinenband umfaßt:

ein Fachwerk mit einer Papier-berührenden ersten Oberfläche, einer der genannten ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche und Leitungen, welche sich zwischen der genannten ersten Oberfläche und der genannten zweiten Oberfläche erstrecken, wobei das genannte Fachwerk aus dem genannten festen polymeren Harz besteht; und

eine verstärkende Struktur zum Verstärken des genannten Fachwerks, wobei die genannte verstärkende Struktur zwischen der genannten ersten Oberfläche des genannten Fachwerks und mindestens einem Abschnitt der genannten zweiten Oberfläche des genannten Fachwerks positioniert ist.

4. Das Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem die genannte verstärkende Struktur ein poröses gewebtes Element ist.

5. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 2-4, bei welchem das oxidationsinhibierende Chemikalium auf die Papier-berührende Oberfläche des genannten Papiermaschinenbandes aufgebracht wird.

6. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, bei welchem das genannte feste Polymerharz ein acryliertes Urethan, vorzugsweise ein methacryliertes Urethan, ist.

7. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 2-6, bei welchem das genannte oxidationsinhibierende Chemikalium weiters ein Sekundärantioxidantium umfaßt, welches aus Phosphiten, Thioestern und Mischungen derselben, vorzugsweise Thioestern, ausgewählt ist.