用于控制循环发泡流体的温度的方法和系统与流程

背景技术：

1、许多薄纸产品如面巾纸、卫生纸、纸巾、工业擦拭物等是根据湿法成网工艺生产的。湿法成网幅材是通过将纸浆纤维的水性悬浮液沉积到成形织物上，并且随后去除新形成幅材中的水而制成的。

2、为了改善薄纸幅材的各种特性，还已根据泡沫形成工艺来形成幅材。在泡沫形成工艺期间，形成发泡纤维悬浮液，并且将该发泡纤维悬浮液铺展到移动的多孔传送带上，以用于生产初期幅材。泡沫形成幅材可以展现出在松厚度、拉伸、厚度和/或吸收性方面的改进。

3、除了薄纸幅材以外，泡沫形成可用于制造所有不同类型的幅材和产品。例如，相对较长的纤维和合成纤维可以使用泡沫形成工艺结合到幅材中。因此，泡沫形成工艺可以比许多湿法成网工艺更通用。事实上，泡沫形成工艺可以用于生产所有不同类型的非织造幅材，包括主要由具有较低松厚度特性的合成纤维制成的幅材。

4、在泡沫形成工艺期间，发泡纤维悬浮液通常通过将水和发泡剂与纤维配料组合来生产。发泡剂例如可以是表面活性剂。将水、发泡剂和纤维混合在一起并搅拌以产生泡沫。为了防止泡沫在形成幅材之前降解，可以连续地共混或搅拌发泡纤维悬浮液。然而，连续地搅拌发泡纤维悬浮液可以导致发泡纤维悬浮液温度升高。随时间推移，温度会升高并积聚，这可能会影响生产幅材的能力。

5、鉴于上述情况，目前需要一种用于在泡沫形成工艺期间控制泡沫温度的方法和系统。

技术实现思路

1、一般来说，本公开涉及一种用于在泡沫形成工艺期间控制温度的方法和系统。泡沫形成工艺可以用于生产各种不同的产品和制品，包括幅材。例如，泡沫形成工艺可以用于生产所有不同类型的非织造幅材、薄纸幅材等。本公开的方法和系统涉及维持含有在发泡悬浮液中的纤维配料具有均匀和优异的泡沫性质，同时还控制泡沫的温度。以这种方式，本公开的方法和系统可以用于生产具有最佳性质的幅材。

2、在一个实施方案中，例如，本公开涉及一种用于生产幅材的方法。该方法包括：形成发泡纤维悬浮液；以及将发泡纤维悬浮液的至少一部分沉积到成形表面上以用于生产幅材。根据本公开，发泡纤维悬浮液的至少一部分被进送通过再循环回路，以便将纤维悬浮液维持在发泡状态。当流过再循环回路时，本公开的方法还包括主动冷却发泡纤维悬浮液的步骤。例如，在一个方面，发泡纤维悬浮液在流过再循环回路时可以维持低于预设温度。例如，预设温度可以低于约55℃，诸如低于约50℃，诸如低于约45℃，诸如低于约40℃，诸如低于约35℃，诸如低于约30℃。

3、在一个实施方案中，发泡纤维悬浮液通过被进送通过热交换器来主动冷却。例如，热交换器可以是壳管式热交换器，其中发泡悬浮液流过热交换器中的至少一个管并且被冷却流体诸如水围绕。冷却流体可以以与发泡纤维悬浮液的流动方向相反的方向或与发泡纤维悬浮液的流动方向相同的方向流过热交换器。在该方法期间，发泡纤维悬浮液可以冷却至少3℃，诸如至少5℃，诸如至少约8℃。

4、发泡纤维悬浮液可以包含纤维素纤维、合成纤维和它们的混合物。在一个方面，发泡纤维悬浮液仅含有纸浆纤维，诸如软木纤维。在替代实施方案中，发泡纤维悬浮液可以包含纸浆纤维和聚合物合成纤维(诸如聚酯纤维或聚烯烃纤维)的混合物。在又一个实施方案中，发泡纤维悬浮液可以含有仅合成聚合物纤维。

5、发泡纤维悬浮液可以通过将纤维配料与水和发泡剂(诸如表面活性剂)组合而形成。表面活性剂可以包括十二烷基硫酸钠、月桂基硫酸铵、脂肪酸胺、氧化胺、脂肪酸季化合物、烷基多糖苷、月桂基硫酸盐或它们的混合物。

6、在一个实施方案中，再循环回路可以与混合罐连通。混合罐可以被构造成接纳水、表面活性剂和纤维配料，以便形成发泡纤维悬浮液。混合罐可以与幅材形成工艺连通以用于将发泡纤维悬浮液进送到成形表面。当发泡纤维悬浮液被进送到成形表面时，水、表面活性剂和纤维配料可以被进送到混合罐以用于将发泡纤维悬浮液维持在罐内的期望体积水平。发泡纤维悬浮液可以含有至少20体积％的空气。例如，发泡纤维悬浮液可以含有至少约25体积％，诸如至少约30体积％，诸如至少约35体积％的空气。

7、在一个实施方案中，该方法可以操作成使得发泡纤维悬浮液仅在达到某一冷却启动温度之后才主动冷却。例如，冷却启动温度可以大于约30℃，诸如大于约40℃，诸如大于约45℃，诸如大于约50℃，并且通常小于约60℃。

8、本公开还涉及一种用于形成幅材的系统。该系统包括用于容纳发泡纤维悬浮液的混合罐。混合罐与水供应器、表面活性剂供应器和纤维供应器流体连通以用于接纳并且组合水、表面活性剂和纤维配料。混合罐与幅材形成工艺流体连通，该幅材形成工艺被构造成由发泡纤维悬浮液形成幅材。该系统还包括再循环回路。发泡纤维悬浮液通过再循环回路循环。例如，再循环回路可以使发泡纤维悬浮液从混合罐流动并且返回到混合罐。根据本公开，该系统还包括沿着再循环回路定位的热交换器。热交换器接纳发泡纤维悬浮液流。热交换器还接纳冷却流体以用于冷却发泡纤维悬浮液。在一个实施方案中，热交换器可以是壳管式热交换器，其中发泡纤维悬浮液被进送通过被冷却流体围绕的至少一个管。

9、在一个实施方案中，该系统可以包括温度传感装置和控制器。例如，控制器可以是任何合适的可编程装置，诸如微处理器。温度感测装置可以确定发泡纤维悬浮液的温度并且可以被配置成将温度信息传送给控制器。控制器可以基于从温度传感装置所接收的温度信息来控制通过热交换器的冷却流体的流动，以便将发泡纤维悬浮液的温度维持低于期望温度。例如，该系统可以用于将发泡纤维悬浮液的温度维持低于50℃，诸如低于40℃。

10、本公开的其他特征和方面在下文更详细地讨论。

技术特征：

1.一种用于生产幅材的方法，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其中所述发泡纤维悬浮液通过被进送通过热交换器来冷却。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述热交换器包括位于壳体内部的至少一个管，所述发泡纤维悬浮液被进送通过所述至少一个管，而冷却流体流过所述壳体内的所述至少一个管。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述冷却流体包括水。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述再循环回路内的所述发泡纤维悬浮液维持在小于约55℃，诸如小于约50℃，诸如小于约45℃，诸如小于约40℃，诸如小于约35℃，诸如小于约30℃的温度处。

6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述发泡纤维悬浮液包含纤维素纤维、合成纤维或它们的混合物。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述发泡纤维悬浮液含有与纸浆纤维组合的合成聚合物纤维。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中将流过所述再循环回路的所述发泡纤维悬浮液冷却至少3℃，诸如至少5℃，并且通常小于约20℃。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：监测流过所述再循环回路的所述发泡纤维悬浮液的温度，并且在所述发泡纤维悬浮液升高至冷却启动温度之后启动所述发泡纤维悬浮液的主动冷却。

10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述发泡纤维悬浮液包含与水和表面活性剂组合的纤维。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、月桂基硫酸铵、脂肪酸胺、氧化胺、脂肪酸季化合物、烷基多糖苷或月桂基硫酸盐。

12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述发泡纤维悬浮液在形成所述再循环回路的一部分的混合罐中形成。

13.如权利要求12所述的方法，其中当所述发泡纤维悬浮液的至少一部分沉积到所述成形表面上时，水供应器和表面活性剂供应器将水和表面活性剂与纤维配料一起进送到所述混合罐中，以便在所述方法期间维持所述混合罐内的所述发泡纤维悬浮液的体积。

14.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述发泡纤维悬浮液含有按体积计大于约20％的空气，诸如大于约25％的空气，诸如大于约30％的空气，诸如大于约35％的空气。

15.一种用于形成幅材的系统，包括：

16.如权利要求15所述的系统，其中所述热交换器包括管壳式热交换器，含水纤维悬浮液流过至少一个管，而所述冷却流体流过围绕所述至少一个管的壳体。

17.如权利要求15或16所述的系统，还包括温度感测装置和控制器，所述温度感测装置被配置成确定所述发泡纤维悬浮液的温度并且将温度信息传送给所述控制器，所述控制器被配置成基于所述温度信息来控制冷却流体通过所述热交换器的流动。

18.如权利要求17所述的系统，其中所述控制器包括至少一个微处理器。

19.如权利要求17或18所述的系统，其中所述控制器被配置成将所述发泡纤维悬浮液的所述温度维持低于40℃。

20.如权利要求16所述的系统，其中所述至少一个管的外径为约0.2英寸至约0.8英寸，诸如约0.3英寸至约0.5英寸。

21.如权利要求15至20中任一项所述的系统，其中所述系统包括沿着所述再循环回路并行布置的至少两个热交换器。

技术总结公开了一种用于主动冷却流体，特别是发泡流体的方法和系统。该发泡流体能够包括用于形成幅材的发泡纤维悬浮液。该发泡纤维悬浮液围绕再循环回路进送并且使用热交换器主动冷却。技术研发人员：A·霍代伊受保护的技术使用者：金伯利-克拉克环球有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/8