造纸机网毯及其制造方法与流程

1.本发明涉及一种造纸机网毯，其包括具有上侧、下侧、两个侧边缘和两个侧边缘之间的可用区域的衬底，其中，所述可用区域包括多个穿过通道，所述穿过通道延伸穿过衬底并且将所述上侧与下侧连接，其中，所述穿过通道是非圆柱形的并且具有这样横截面区域，当沿衬底的厚度方向从上侧到衬底的位于上侧和下侧之间的中间区域时，所述横截面区域变小，并且其中，所述多个穿过通道中的至少一个穿过通道的上边缘直接接触所述多个穿过通道中的至少一个另外的相邻的穿过通道的上边缘。本发明的另一方面涉及一种制造这种造纸机网毯的方法。


背景技术：

2.在本发明的意义上，术语“造纸机网毯”(英文缩写为“pmc”)是指用于在设计用于连续生产和/或整理纤维网、例如纸、纸巾或纸板材料的机器中运输初生的或已成形的纤维网的任何种类的旋转网毯。由于历史原因，pmc有时也称为网、毡或织物。尤其地，pmc根据其在相应机器中的预期用途可以是成形网或干燥织物或压榨毛毯。此外，在本发明的意义上，术语pmc 还可以指用于湿法和/或干法生产纤维无纺布的任何种类的网毯。
3.本发明意义上的术语“衬底”是指某种由塑料制成的箔材料。衬底本身通常不透水，因此需要穿过通道来获得所需的渗透性，例如用于对初生纤维网进行脱水或进一步干燥已成形的纤维网。衬底可以以整体方式形成或者包括可以共同挤出或单独生产并随后层压在一起的若干层。在例如通过激光焊接将衬底的纵向端部彼此接合以获得某种环形带之后，穿孔的衬底可能已经代表最终产品，例如成形网。对于其他应用，可能需要进一步的步骤来生产最终的pmc，例如将纤维永久连接到其上以形成压毡。此外，衬底可以包括可以嵌入其中的增强结构，例如纱线。在将衬底的纵向端部相互连接后，衬底的“上侧”应为径向外侧，有时也称为“纸侧”，而衬底的“下侧”应为径向内侧，有时也称为“机器侧”。值得注意的是，代替接合衬底的纵向端部以产生pmc，宽度小于最终pmc的宽度的衬底条可以例如围绕彼此间隔开的两个圆柱体螺旋缠绕，其中，条带的侧边缘相互连接或相互重叠的边缘区域相互连接。
4.由尤其通过使用激光被穿孔的衬底生产pmc的想法在现有技术中已经知道很长时间并且分别例如在1980年代和1990年代的专利文献 us4541895a和us 5,837,102中被描述，其内容通过引用并入本文。图1说明了根据us 5,837,102通过激光钻孔对衬底进行穿孔的过程。图1仅示出用于生产pmc成形织物的衬底20
‘
的一部分。衬底20’具有第一表面22’和相对的、在该图中未示出的第二表面。即使第一表面22’可以被压印，它也可以被认为基本上是平面并且平行于第二表面。使用来自连接到控制器的激光器的激光束lb对衬底20
‘
进行穿孔，以便在衬底20
‘
中钻出多个离散的穿过通道30
‘
。穿过通道30
‘
将第一表面22’的侧面与衬底20
‘
的相对的第二表面的侧面连接。穿过通道30
‘
沿衬底20
‘
的厚度方向td延伸，即垂直于第一表面22’和第二表面。
5.在本发明的意义上，术语“可用区域”是指pmc的实际上用于生产和/或整理纤维网
的区域。可用区域可以跨越pmc的整个宽度，即可以从其一个侧边缘到达其另一侧边缘。备选地，可用区域可以仅指位于两个侧边缘之间并且与两个侧边缘间隔开的区域。在后一种情况下，pmc在可用区域之外可以具有与可用区域相比的另一种配置、例如渗透性和厚度。
6.本发明意义上的穿过通道的横截面区域是指穿过通道的用与衬底的厚度方向垂直的平面切开穿过通道而得到的区域或者说面积。
7.在本发明的意义上，术语“非圆柱形”是指存在穿过通道的至少两个不同的横截面区域。例如，在大致为圆锥形的非圆柱形穿过通道的情况下，在垂直于衬底的厚度方向的第一平面处截取的横截面区域可以大致呈圆形，该圆形具有第一半径，而在垂直于衬底的厚度方向的第二平面处截取的另一横截面区域也可以大致呈圆形，但该圆形具有不同于第一半径的第二半径。
8.另一种造纸机网毯例如由专利文献us 4,446,187 a和de 10 2010 040 089a1的公开已知，其内容通过引用并入本文。图2、图3a、图3b和图3c 基于us 4,446,187 a的公开内容。
9.图2示出在张力下放置在两个滚筒r之间的衬底20
‘
。衬底20
‘
具有径向外部的第一表面22’和相对的如在图3a、图3b和图3c中可见的径向内部的第二表面24’。第一表面22’和第二表面24’是平面的并且彼此平行。厚度方向td垂直于第一表面22’和第二表面24’定向。衬底20
‘
还包括第一侧边缘26
‘
和第二侧边缘28
‘
。在该示例中，衬底20
‘
的可用区域在衬底20
‘
的宽度方向wd上从第一侧边缘26
‘
延伸到第二侧边缘28
‘
。在该可用区域中，衬底20
‘
被激光打孔，该激光将多个离散的穿过通道30
‘
钻入衬底20
‘
中。如图2所示，激光器首先在第一排中制造靠近第一侧边缘26
‘
的穿过通道30
‘
并且继续移动横穿衬底20
‘
到达同一排的末端处的靠近第二侧边缘28的穿过通道30
‘
。此后，激光器移动一行以便在下一行中制造靠近第一侧边缘26
‘
的另外的穿过通道30
‘
。
10.图3a、图3b和图3c示出穿过通道30
‘
的不同的可能配置。在图3a中，穿过通道是圆柱形的，该圆柱形在沿着衬底20
‘
的厚度方向td的任何位置处具有相同的横截面区域。在图3b中，穿过通道30
‘
是锥形的，其中穿过通道30
‘
的靠近第一表面22’的横截面区域大于穿过通道30
‘
的靠近第二表面 24’的横截面区域。在图3c中，穿过通道30
‘
既不是圆柱形也不是锥形。而是，该穿过通道类似于双曲线体，该双曲线体具有像在前面两例中那样也总是呈圆形的横截面区域，但当在厚度方向td上从第一表面22’到中间区域 mr时，该圆形的半径首先减小，该中间区域位于第一表面22’与第二表面 24’之间，并且当进一步从衬底20
‘
的中间区域mr到第二表面24’时，该圆形的半径重新增大。
11.纤维保留、渗透性和标记程度是pmc的特征参数，考虑到要在pmc上生产和/或整理的纤维网的质量，这些特征参数是重要的。
12.根据权利要求1的前序部分的造纸机网毯由申请人之前提交的文件 ep3348708a1和ep3561176a1的公开内容已知并且其内容通过引用并入本文。在这些文件中，建议将相邻的穿过通道放置得彼此如此接近，使得这些穿过通道的上边缘直接相互接触。穿孔优选地彼此“相交”或“重叠”，从而使衬底的上表面的形貌类似于“鸡蛋盒”的形貌。使用这样的pmc可以实现良好的渗透性，同时在纸侧上具有高的开口面积比。当pmc用作成形织物时，这对于初生纸幅的良好质量结果尤其重要。
13.然而，文献ep3348708 a1和ep3561176 a1中公开的造纸机网毯虽然在其纸侧上具
有大的开口面积，但其与初生纸幅的纤维的接触点数量有限。因此，特别是如果初生纤维网包含较短的纤维，则这些纤维可能在脱水过程中被吸入逐渐变细的穿过通道中，从而导致穿过通道被堵塞。结果是，当通道被堵塞时，脱水能力降低，从而导致纤维网出现不希望的标记。


技术实现要素：

14.因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种与已知的造纸机网毯相比具有改进的特性的造纸机网毯，从而能够制造非常高质量的纤维网。
15.该技术问题通过根据独立权利要求1的特征的造纸机网毯以及通过根据独立权利要求14的特征的制造该造纸机网毯的方法来解决。本发明的有利的实施例是从属权利要求的技术方案。
16.因此，根据本发明提供一种最初所述和根据权利要求1的前序部分所述的造纸机网毯，其中，两个相邻的穿过通道的上边缘具有至少三个、优选正好三个公共局部最高点或者说最大值，这些公共局部最高点包括两个外部的公共局部最高点和位于两个外部的公共局部最高点之间的一个中间的公共局部最高点。
17.在本发明的意义上，术语“相邻的”可以由术语“邻近的”代替，这意味着在两个相邻或邻近的穿过通道之间没有设置其它的穿过通道。此外，在本发明的意义上，术语穿过通道的“上边缘”是指穿过通道的在衬底的上侧上的边缘。该边缘本身可以被定义为这样的闭合线，在该闭合线处，穿过通道的侧壁终结。参照图1至图3c中所示的现有技术的前述示例，上边缘可以容易地识别并且总是完全被第一表面22’包围。具体而言，在这些示例中，上边缘总是位于衬底20
‘
的第一表面22’的平面内的圆形线。相反地，根据在 ep3348708a1和ep3561176a1中公开的实施例，穿过通道的上边缘不位于平面内。在这些实施例中的一些中，上边缘部分地被衬底的仍然存在的第一表面的部分包围或限定，并且部分地被至少一个相邻的穿过通道的侧壁包围或限定。特别是当pmc用作成形织物时，衬底的仍然存在的第一表面的部分可能促成在pmc上形成的初生纸幅的标记。初生纸幅平坦地放在这些部分上并且因此与初生纸幅“悬挂”在通道开口上方的其它部分相比，脱水更难。
18.此外，在这些实施例中，两个相邻的穿过通道的上边缘仅具有两个公共局部最高点用作初生纤维网的纤维的“支撑点”。因此，这些支撑点之间的距离很长，并且如果初生纤维网的纤维太短，这些纤维就不能“悬挂”在这些部分之间。而是，纤维被吸入将被堵塞的穿过通道中。
19.发明人的贡献是发现可以通过提供某种“附加支撑点”来解决该问题，该“附加支撑点”由从现有技术的实施例已知的两个外部公共局部最高点之间的中间公共局部最高点形成。通过附加支撑点可以更好地防止纤维进入穿过通道并且降低堵塞的风险。因此也可以避免标记。
20.术语“公共局部最高点”优选是指衬底的上侧上的形貌的点，该点类似于顶点或山峰并且上侧的表面从该点沿所有方向均下降。
21.优选地，所述至少三个公共局部最高点都位于平行于衬底的厚度方向的第一截平面内，其中，所述第一截平面可以与所述两个相邻的穿过通道的中心轴线等距。
22.此外优选的是，中间的局部最高点位于第二截平面中，该第二截平面包括所述两
个相邻的穿过通道的中心轴线。换言之，中间的公共局部最高点正好居中地位于这两个相邻的穿过通道之间。中间的公共局部最高点也可以正好居中地位于两个外部的公共局部最高点之间。
23.为了避免造纸机网毯的纸侧上的开口面积减少，优选的是中间的局部最高点的高度低于两个外部的公共局部最高点中的任何一个的高度。
24.在本发明的优选实施例中，平行于衬底的厚度方向的第三截平面包括两个外部的公共局部最高点之一并且包括所述两个相邻的穿过通道中的至少一个的中心轴线或与所述两个相邻的穿过通道中的至少一个的中心轴线相交，该第三截平面限定与这两个相邻的穿过通道中的至少一个的侧壁的相交线，其中，该相交线包括凸形的第一部分、凹形的第二部分和当沿衬底的厚度方向从至少一个公共局部最高点朝衬底的中间区域行进时又呈凸形的第三部分。
25.发明人的贡献是发现，通过提供某种“销状结构”可以进一步减少标记问题，这种“销状结构”形成相邻的穿过通道的边缘的公共局部最高点并且作为初生纸幅的某种纤维支撑点起作用。通过这种“销状结构”，在初生纸幅和 pmc之间仅存在非常小的接触面积，并且pmc允许初生纸幅在其整个表面上基本上均等地脱水。
26.相交线的三个部分，即凸形的第一部分、凹形的第二部分和当沿衬底的厚度方向从至少一个公共局部最高点朝衬底的中间区域行进时又呈凸形的第三部分优选地彼此直接连接。换言之，第一部分在第一拐点处优选直接连接到第二部分，并且第二部分在第二拐点处直接连接到第三部分。
27.优选地，以上对相交线的三个部分的描述不仅适用于由第三截平面定义的相交线，还适用于由平行于衬底的厚度方向并且包括两个外部公共局部最高点之一的任何截平面所定义的所有相交线，无论该截平面是否还包括或相交于两个相邻的穿过通道中的至少一个的中心轴线。换言之，在此建议，通过将衬底与平行于衬底的厚度方向并且包括两个外部公共局部最高点之一的截平面相交来定义的相交线包括凸形的第一部分、凹形的第二部分和当沿衬底的厚度方向从至少一个公共局部最高点朝衬底的中间区域行进时再次呈凸形的第三部分。
28.此外，在此建议，位于相交线的第一部分和第二部分之间的第一拐点和优选地还有位于相交线的第二部分和第三部分之间的第二拐点位于衬底的至少一个局部最高点附近，即在上四分之一处、优选在上五分之一处、更优选在上六分之一处。换言之，“销状结构”的尺寸或高度与衬底在其厚度方向上的整体尺寸或高度相比优选相当小。“销状结构”的目的不是例如提高衬底的抗拉强度，而是为初生的纤维网提供某种纤维支撑点，以便允许pmc的基本上在初生纤维网的整个表面上的良好脱水。因此，“销状结构”不需要或者甚至不应该具有大的尺寸或高度。
29.在本发明的一个优选实施例中，所述衬底的可用区域中的穿过通道的至少90％、优选全部具有上边缘，该上边缘直接接触衬底的可用区域中的所述多个穿过通道的至少一个另外的相邻的穿过通道、优选所有另外的相邻的穿过通道的上边缘，其中，这些直接相邻的穿过通道中的至少12％的穿过通道的上边缘具有至少三个、优选正好三个公共局部最高点，这些公共局部最高点包括两个外部的公共局部最高点和位于两个外部的公共局部最高点之间的一个中间的公共局部最高点。
30.此外有利的是，在衬底的可用区域中，衬底的上侧上的小于5％、优选 0％的表面是平坦的并且基本上垂直于衬底的厚度方向。换言之，优选的是，衬底的在穿孔过程之前存在的原始第一表面的几乎没有任何部分在穿孔过程之后留下。这可能不适用于可用区域之外的边缘区域，该边缘区域可以是未穿孔的或者可以具有较低密度的穿孔。
31.与第一表面相比，相对于衬底的第二表面，有利的是，在衬底的下侧的表面的70％和90％之间，优选75％和85％之间，并且更优选约80％是平坦的并且基本上垂直于衬底的厚度方向。如果穿过通道的横截面区域在衬底的下侧上与衬底的上侧相比较小，则可以实现这样的结果。例如，穿过通道可以基本上呈漏斗形并且向衬底的下侧逐渐变细。
32.根据本发明的一实施例，当沿衬底的厚度方向从衬底的上侧到下侧时，所述衬底的可用区域中的所述多个穿过通道中的至少一个穿过通道、优选所有穿过通道的横截面区域可以连续减小。
33.根据本发明的备选实施例，当沿衬底的厚度方向从衬底的位于上侧和下侧之间的中间区域到衬底的下侧时，所述衬底的可用区域中的所述多个穿过通道中的至少一个穿过通道、优选所有穿过通道的横截面区域又连续增大。通过这样的配置，相应的穿过通道类似于图3c中所示的穿过通道，并且pmc 的脱水能力可以通过使用喷嘴的效果来增强。
34.还可以在同一衬底中具有根据前述两个实施例的穿过通道的混合物。
35.本发明的另一有利特征涉及如下方面，即，当沿衬底的厚度方向从上侧到下侧时，所述多个穿过通道中的至少一个穿过通道、优选地所有穿过通道的横截面区域的形状可以改变。
36.有利地，所述横截面区域的形状在穿过通道的上部区域中比在穿过通道的下部区域中基本上更椭圆。在数学中，椭圆是平面中的围绕两个焦点的一条曲线，使得到这两个焦点的距离之和对于曲线上的每个点都是恒定的。因此，它是圆的推广，圆是两个焦点都在同一位置的特殊类型的椭圆。椭圆的形状(“拉长”程度)由椭圆的偏心率表示，对于椭圆而言，偏心率可以是从0(圆的极限情况)到任意接近但小于1的数字。因此，“横截面区域在穿过通道的上部区域中比在穿过通道的下部区域中基本上更椭圆”是指横截面区域的形状由于穿过通道的上部区域中的大致椭圆形的横截面区域的偏心率大于穿过通道的下部区域中的大致椭圆形的横截面区域的偏心率而变化，其中，下部区域中的横截面区域的偏心率可以为0(对应于圆形)。因此，偏心率的值可以沿厚度方向连续减小。
37.当然，术语“椭圆形”和“圆形”在使用时考虑到穿过通道的横截面区域不必以严格的数学方式来理解，而是允许一些例如由于制造公差而产生的偏差。因此，术语“椭圆形”可以更确切地理解为“卵形”，如现有技术wo 91/02642a1和wo 2010/088283 a1中所描述的。
38.考虑参照图3a、3b和3c描述的穿过通道30
‘
，穿过通道30
‘
的横截面区域的基本形状总是相同的，即圆形。然而，业已证明有利的是(下面会更详细解释原因)，穿过通道30
‘
的横截面区域沿着衬底的厚度方向变化，尤其衬底的上侧附近的横截面区域比在衬底的下侧中更呈椭圆。如果通过激光钻出穿过通道，则这种形式的穿过通道可以例如通过在激光器从一个穿过通道前进到一排中的下一个相邻的穿过通道时不关闭激光器或者至少不完全关闭激光器来实现。例如，脉冲co2激光器可以在两个脉冲之间处于某种预燃运行模式中。通过调整预燃模式强度可以控制穿过通道的形状。应用该方法可以实现，在沿激光器的前进方向的两个相邻穿过通道之间的第一点处与在沿与该前进方向垂直的方向的两个相邻
穿过通道之间的第二点处相比，穿过通道的上边缘在衬底的原始第一表面下方更深。本发明的中间公共局部最高点优选地位于第二点而不是第一点处。
39.通过本发明的上述方面可以以有益的方式赋予衬底以各向异性的特性。例如，在此建议，穿过通道的上部区域中的横截面区域的形状具有沿机器横向延伸的第一尺寸和沿机器方向延伸的第二尺寸，其中，第一尺寸小于第二尺寸。通过穿过通道的这种配置，衬底以及最终的造纸机网毯可以在机器方向上承受比机器横向更高的应力，其中，作用在造纸机网毯上的沿机器方向的应力实际上通常比沿机器横向高得多。本领域技术人员清楚，术语“机器方向”是指pmc的纵向，即当pmc安装在相应机器中时纤维网或纤维无纺布的运输方向，而术语“机器横向”是指在pmc平面内的垂直于机器方向的方向。
40.在备选实施例中建议，穿过通道的上部区域中的横截面区域的形状具有沿机器横向延伸的第一尺寸和沿机器方向延伸的第二尺寸，其中，第一尺寸大于第二尺寸。如果要增强在造纸机网毯、特别是成形织物上的纤维保持力，则这种形式的穿过通道特别有利。
41.第一尺寸和第二尺寸优选彼此相差相应的较小尺寸的至少5％、更优选至少10％、甚至更优选至少15％。
42.优选地，在衬底的下侧上，横截面区域的形状基本上为圆形。
43.为了增加衬底的可用区域中的穿过通道的密度，从而提高造纸机网毯的脱水能力，建议衬底的可用区域中的所有穿过通道中的至少90％以非方格图案布置。将穿过通道布置呈方格图案意味着穿过通道像经典棋盘的区域一样均匀分布在pmc的可用区域中。与此相反，布置成非方格图案意味着穿过通道不同地分布。
44.根据另一方面，本发明还涉及一种制造前述造纸机网毯的方法，该方法包括以下步骤：提供具有第一表面和第二表面的衬底，其中，第一表面和第二表面优选地是平面的并且彼此平行；并且通过使用激光器在衬底的可用区域中形成多个非圆柱形的穿孔；其中，彼此相邻的多个穿孔中的至少一些、优选地全部形成在如此近的距离处，使得它们部分地彼此重叠，其中，在形成多个非圆柱形的穿孔的过程中，如此控制激光器，使得重叠的穿孔的上边缘具有至少三个、优选正好三个公共局部最高点，这些公共局部最高点包括两个外部的公共局部最高点和位于两个外部的公共局部最高点之间的一个中间的公共局部最高点。
45.发明人发现，在通过激光对衬底进行穿孔的过程中，通过相应地调整激光器的功率、脉冲长度和激光焦点的位置可以相对容易地创建“附加支撑点”。这样就可以使被激光蒸发的部分材料再次凝结，从而形成附加支撑点、即中间的公共局部最高点，并且优选地也形成用于两个外部的公共局部最高点“销状结构”。
46.在本发明的意义上，术语“穿孔”是指在衬底中形成的孔的形式，忽略可能部分重叠的相邻穿孔。而术语“穿过通道”是指最终钻孔的衬底中的通道的几何形式。由于根据本发明相邻穿孔可以相互重叠的事实，特别是考虑到穿孔的上边缘，穿孔的形式可以不同于穿过通道的形式。
47.根据本发明的一个实施例建议，当所有的穿孔已经形成到衬底的可用区域中时，第一表面和第二表面中的至少一个在可用区域中已消失至少80％、优选100％。结果是，最终钻孔的衬底没有或几乎没有任何平的并且彼此平行的相对的表面部分。
48.优选地，在将穿孔形成到衬底中的步骤期间，将冷空气被吹到衬底上。冷空气抑制衬底材料的过热和损坏，当激光器从两个穿孔中的第一穿孔前进到第二穿孔时，这对于两
个相邻穿孔之间的材料区域尤其重要。可以使用 co2冷却泡沫代替冷空气。
附图说明
49.以下将结合一些不按真实比例的示意图来解释本发明，其中：图1示出根据us 5,837,102通过激光钻孔对衬底进行穿孔的过程；图2示出基于us 4,446,187 a在张力下放置在两个滚筒r之间的衬底 20
‘
；图3a、图3b和图3c示出基于us 4,446,187 a的穿过通道30
‘
的不同的可能配置；
50.图4示出包括第一类型的单个穿孔的衬底的剖面图；
51.图4a示出图4中的穿孔的放大图；
52.图5示出包括第二类型的单个穿孔的衬底的剖面图；
53.图5a示出图5中的穿孔的放大图；
54.图6示出沿图4中的a-a线和b-b线以及图5中的c-c线剖切得到的剖面图；
55.图7示出沿图5中的d-d线剖切得到的剖面图；
56.图8示出包括多个第一类型穿孔的衬底的剖面图；
57.图9示出包括多个第二类型穿孔的衬底的剖面图；
58.图10示出沿图8的e-e线、f-f线和图9中的g-g线剖切得到的剖面图；
59.图11示出沿图9中的h-h线剖切得到的剖面图；
60.图12示出与图10的剖面图类似的剖面图，但具有第三类型的穿孔；
61.图13示出类似于图8中示出的衬底的剖面图，但穿孔以非方格图案布置；
62.图14示出类似于图9中示出的衬底的剖面图，但穿孔以非方格图案布置；
63.图15示出包括多个第四类型穿孔的衬底的剖面图；
64.图16还示出包括多个第四类型穿孔的衬底的剖面图；
65.图17示出沿图15中的j-j线和k-k线剖切得到的剖面图；
66.图17a示出图17中的“销状结构”的放大图；
67.图18示出沿图16中的线l-l剖切得到的剖面图；
68.图18a示出图18中的“销状结构”的放大图；
69.图19示出与图16基本上相同的示图；
70.图20示出沿图19中的m-m线剖切得到的剖面图；和
71.图20a示出图20的局部的放大图。
具体实施方式
72.图4示出衬底20的剖面或者说部分，该剖面由用短划线画出的正方形表示。衬底20包括第一表面22和相对的第二表面24(参见图6)，其中第一表面22和第二表面24基本上是平面的并且彼此平行。
73.第一类型的单个穿孔31设置在衬底20的剖面的中心。图6示出沿图4 的线a-a或线b-b剖切穿孔31得到的剖面图。从图4和图6可以看出，穿孔31沿穿孔31的中心轴线ca在衬底的厚度方向td上延伸穿过衬底20，中心轴线ca在图6中用短划线表示。因此，穿孔31连接衬底20的第一表面22与第二表面24。穿孔31大致呈漏斗状，该漏斗具有沿厚度方向td从第一表面22到第二表面24连续变小的横截面区域。穿孔31的横截面区域是通过用垂直于衬底20
的厚度方向td定向的平面切割穿孔31而获得的。在本实施例中，无论横截面区域位于衬底的哪个高度，穿孔31的横截面区域的形状始终为圆形。
74.穿孔31具有圆形的上边缘34，在该上边缘处，穿孔31的侧壁终结并且平坦的第一表面22开始。如图4a所示，圆形的上边缘34具有直径a。此外，穿孔31具有圆形的下边缘36，在该下边缘处，穿孔31的侧壁终结并且平坦的第二表面24开始。圆形的下边缘36具有直径a，也如图4a所示。上边缘的直径a大于下边缘的直径a。
75.图5示出衬底20的另一种剖面，该剖面也由用短划线画出的正方形表示。衬底20包括第一表面22和第二表面24(参见图7)，其中第一表面22和第二表面24基本上是平面的并且彼此平行。
76.第二类型的单个穿孔32设置在衬底20的剖面的中心。图6示出沿图5 的线c-c剖切穿孔32得到的剖面图，图7示出沿图5的线d-d剖切穿孔32 得到的剖面图。从图5、图6和图7可以看出，穿孔32沿穿孔32的中心轴线ca在衬底的厚度方向td上延伸穿过衬底20，中心轴线ca在图6和图 7中用短划线表示。因此，穿孔32连接衬底20的第一表面22与第二表面 24。穿孔32大致呈漏斗状，该漏斗具有沿厚度方向td从第一表面22到第二表面24连续变小的横截面区域。穿孔32的横截面区域是通过用垂直于衬底20的厚度方向td定向的平面切割穿孔32而获得的。在本实施例中，穿孔32的横截面区域的形状不是恒定的，而是沿着穿孔32的厚度方向td变化。在衬底20的上部区域、即靠近第一表面22的区域中，穿孔32更呈卵形或椭圆形，而在衬底20的下部区域、即靠近第二表面24的区域中，穿孔 32更呈或完全呈圆形。穿孔32的横截面区域的形状优选沿着衬底20的厚度方向td连续变化。
77.因此，穿孔32具有椭圆形的上边缘35，在该上边缘处，穿孔32的侧壁终结并且平坦的第一表面22开始。如图5a所示，椭圆形的上边缘35具有第一直径a和与其正交测量的第二直径b。此外，穿孔32具有圆形的下边缘36，在该下边缘处，穿孔32的侧壁终结并且平坦的第二表面24开始。圆形的下边缘36具有直径a，也如图5a所示。上边缘35的第二直径b大于上边缘35的第一直径a。上边缘35的第一直径a大于下边缘36的直径a。优选地，上边缘35的第二直径b比上边缘35的第一直径a大至少5％、更优选至少10％、甚至更优选至少15％。
78.若干这样的非圆柱形穿孔以如此紧密的关系布置，使得它们在衬底中部分地相互重叠。第一类型的穿孔31和第二类型的穿孔32的这种布置的示例分别在图8和图9中示出。更准确地说，在这些图中示出以方格图案布置的九个对应的穿孔31、32。穿孔31、32分别具有各自的下边缘36。此外，为了清楚起见，还示出穿孔31、32的相应的上边缘34、35，尽管这些上边缘 34、35在最终产品中不再存在。而是，在最终产品中，即在最后被穿孔的衬底20中，形成具有相应的上边缘38的穿过通道30，该上边缘38至少部分地由相邻的穿过通道30的上边缘38限定。如图8和图9所示，在衬底20 在其可用区域ur中被穿孔之后，衬底20的原本存在的平坦或平面的第一表面22已经完全消失。衬底20原本平坦的第一表面22完全消失的原因是，穿孔31、32已经被激光打孔，并且衬底20的已经被激光的能量蒸发的材料至少部分地再次凝结在第一表面22上，从而形成“销状结构”40，这将在下面更详细地解释。结果，对应的穿过通道30的上边缘38不在平面内延伸，而是上边缘38是三维地延伸的闭合线。应注意的是，穿过通道30的上边缘 38可部分地延伸至衬底20的原本平坦的第一表面22下方和/或部分地延伸至衬底20的原本平坦的第一表面22上方。
79.图10和图11分别表示类似于图6和图7所示的视图，但是现在具有几个相邻的穿孔
31、32，这些穿孔31、32在最终产品的衬底20中形成穿过通道30。在图10中示出图8的穿过通道30的上边缘38的位置(参见附图标记 38)，该位置代表上边缘38的绝对最低点。换言之，该上边缘38与衬底20 的原本平坦的第一表面22的距离最大，第一表面22由图10中的点线表示。衬底20的表面在上边缘38的该位置处具有鞍点。
80.在图11中(根据沿图9的线h-h的剖面)示出图9的穿过通道30的上边缘38的位置(参见附图标记38)，该位置代表穿过通道30的上边缘38的绝对最低点。换言之，该上边缘38与衬底20的原本平坦的第一表面22的距离最大，第一表面22也由图11中的点线表示。衬底20的表面在上边缘38 的该位置处具有鞍点。沿图9的线g-g剖切得到的剖面由图10的图表示。在上边缘38的在图10中所示的位置处，上边缘仅具有局部最低点。因此，将两个相邻的穿过通道30彼此分开的沿线g-g的脊比沿图9的线h-h的脊更高。因此，衬底具有各向异性的特性。
81.可以以有益的方式使用这些各向异性的特性。例如，以如图9、图10 和图11所示的方式穿孔的衬底沿平行于线h-h的方向与平行于线g-g的方向相比更抗压。如果线h-h基本上代表最终造纸机网毯的机器方向，则机器方向上的相对较高的力可以被衬底20吸收，同时衬底20在其上侧上提供相对大的开口面积。备选地，如果线h-h基本上表示最终造纸机网毯的机器横向，则成形部分中的初生纸幅可以更好地粘附到衬底20，因为在衬底20中在沿机器横向延伸的穿过通道30的相邻排之间形成的脊纵比沿机器方向延伸的那些更高。因此，衬底20的特性可以根据造纸机网毯的预期用途或要求进行调整。
82.图12示出类似于图10的横剖面图的剖面图，但具有第三类型的穿孔；该第三类型的穿孔与第一和第二类型的穿孔31、32的不同之处在于第三类型的穿孔的横截面区域，因此相应的由穿孔产生的穿过通道30的横截面区域当沿衬底20的厚度方向td从衬底20的位于上侧和下侧之间的中间区域 mr到衬底20的下侧时又连续增加。在极端情况下，相邻的穿孔不仅可以在衬底20的第一侧22上彼此部分重叠，而且可以在其第二侧24上部分重叠。
83.图13和图14分别示出与图8和9图中所示的相似的衬底20的剖面，不同之处在于穿孔31、32以非方格图案布置。在图8和图9中，每个穿孔 31、32具有八个相邻的其它穿孔31、32，其中，相对于这八个相邻穿孔31、 32中的四个穿孔的距离大于相对于其余四个相邻穿孔31、32的距离。
84.相比之下，在图13和图14所示的示例中，每个穿孔31、32具有六个相邻的其它穿孔31、32，其中，相对于所有这些相邻穿孔31、32的距离基本上相同(例如对应于图8和图9所示实施例的较小距离)。这六个相邻的穿孔31、32围绕位于它们中间的对应的穿孔31、32呈蜂窝状布置。通过这样的布置，可以增加最终衬底20中的穿过通道31的密度以及衬底20上侧上的开口面积。
85.图15和图16分别示出包括多个第四类型穿孔的衬底的剖面图。图15 和图16与图8基本相同，图8示出包括多个第一类型穿孔的衬底的剖面。然而，与第一类型的孔相比，第四类型的孔更长(或衬底具有更大的厚度)，如通过将图17和图18与图10进行比较可以看出的那样。应该注意的是，这种差异对于本发明的效果不是决定性的，尤其当考虑到这些附图无论如何仅代表示意图时。因此，以下对图16至图18a的描述可以同样参考图8所示的实施例。图17表示沿图15的线j-j和k-k的剖面图，并且图18表示沿图16的线l-l的剖面图。在图17和图18中，涉及“销状结构”40的细节通过用短划线画出的圆圈强调，并且该细节分别在图17a
和图18a的放大图中示出。
86.图15中的线j-j和k-k分别表示截平面，也称为第三截平面，该第三截平面平行于衬底20的厚度方向td并且包括两个相邻穿过通道中的至少一个的中心轴线ca，这两个相邻穿过通道的上边缘具有至少一个公共局部最高点42，并且该截平面还包括至少一个局部最高点42。该外部的公共局部最高点42在图17a和图18a中详细示出，并且可以与顶点或山峰相比较，衬底20的上侧的表面从该顶点或山峰沿所有方向均下降。
87.在图17和图17a的剖面图中，衬底20的轮廓包括凸形的第一部分44、凹形的第二部分46和当沿衬底20的厚度方向td从外部的公共局部最高点 42朝衬底20的中间区域mr行进时又呈凸形的第三部分48。在该示例性实施例中，第一部分44在第一拐点50处直接连接到第二部分46，并且第二部分46在第二拐点52处直接连接到第三部分48。在图17和图17a的剖面图中，“销状结构”40具有基本上对称的轮廓。因此，该轮廓不仅包括在图17a 的左侧的而且还包括在该图的右侧的如上所述的第一、第二和第三部分44、 46、48。然而，应当注意的是，如图17和图17a所示的“销状结构”40的轮廓不必须是对称的。例如，轮廓可能以某种方式向一侧变形。
88.图16中的线l-l描述平行于衬底20的厚度方向td的截平面，并且该截平面包括外部公共局部最高点42。然而，与图17和图17a中所示的截平面相比，该截平面既不包括也不相交于所示的任何穿过通道30的中心轴线 ca。如图18和图18a所示，衬底20在该截平面中的轮廓包括凸形的第一部分44*、凹形的第二部分46*和当沿衬底20的厚度方向td从至少一个公共局部最高点42朝衬底20的中间区域mr行进时又呈凸形的第三部分48*。在该示例性实施例中，第一部分44*在第一拐点50*处直接连接到第二部分 46*，并且第二部分46*在第二拐点52*处直接连接到第三部分48*。在图18 和图18a的剖面图中，“销状结构”40也具有基本上对称的轮廓。因此，该轮廓不仅包括在图18a的左侧的而且还包括在该图的右侧的如上所述的第一、第二和第三部分44*、46*、48*。然而，应当注意的是，如图18和图18a 所示的“销状结构”40的轮廓不必须是对称的。例如，轮廓可能以某种方式向一侧变形。优选地，无论选择什么截平面来定义轮廓，衬底在“销状结构”40 的区域中的任何轮廓都包括凸形的第一部分、凹形的第二部分和沿衬底20 的厚度方向td从至少一个公共局部最高点朝衬底20的中间区域mr行进时再次呈凸形的第三部分，只要截平面平行于衬底20的厚度方向td并且包括局部最高点42。
89.在图17、图17a、图18和图18a中，点线表示衬底20的原始的第一表面22。优选地，最终产品中位于该点线上方的材料至少部分是在通过激光钻孔形成穿过通道30的过程中首先被蒸发并且随后再次被冷凝的材料。该材料的一部分是在喷发激光过程中已经熔化并到达衬底顶部的材料。发明人发现，通过相应调整诸如激光功率、脉冲长度、激光焦点位置等参数可以相对容易地在衬底穿孔过程中制造出“销状结构”40。
90.在从现有技术已知的激光钻孔的衬底中，在表示衬底20的原始第一表面22的点线上方没有材料，或者在该线上方有材料，但仅以平滑的小山或脊的形式存在，如在图17a和图18a中由短划线所示的那样。而“销状结构”40 的形成在现有技术中是未知的。
[0091]“销状结构”40是有利的，因为尤其当激光钻孔的衬底用作成形织物时，“销状结构”如期地支撑纤维网，从而为基本上在其整个表面上的纤维网提供非常好的且均等的脱水，因此避免了标记。此外，“销状结构”40可以增强从 pmc的片材释放。
[0092]
图19基本与图16相符。平行于衬底20的厚度方向td的第一截平面在图19中由m-m表示。第一截平面m-m与两个相邻的穿过通道30的中心轴线ca等距。图20示出第一截平面m-m，并且图20a示出该平面m-m的一部分的放大图，如图20中的附图标记40所示。
[0093]
比较图20所示的第一截平面m-m与图18所示的垂直于第一截平面 m-m的截平面l-l，可以看出第一截平面m-m比截平面l-l包括更多的最高点42、42*。更准确地说，在第一截平面m-m中，在两个外部的公共局部最高点42之间另外定位有一个中间的公共局部最高点42*。该中间公共局部最高点42*基本上居中地位于两个外部公共局部最高点42之间(参见图 20a)，并且也基本上居中位于两个相邻的穿过通道30之间(参见图19)。
[0094]
如同在图20a中最佳地可见的那样，中间的公共局部最高点42*具有与两个外部公共局部最高点42不同的高度，比两个外部公共局部最高点42的高度低。此外，在该示例性实施例中，中间公共局部最高点42*不具有销状结构，其与两个外部公共局部最高点42不同。
[0095]
尤其当衬底20用作成形织物时，中间公共局部最高点42*为初生纤维网的纤维提供额外的支撑点。因此，可以更有效地防止这些纤维堵塞彼此相邻的穿过通道30和中间公共局部最高点42*。同时，衬底20的纸侧上的开口面积率保持相当大。所有这些实现了形成在衬底20上的纤维网的良好的成形质量。
[0096]
附图标记列表
[0097]
20
‘
、20衬底
[0098]
22’、22第一表面
[0099]
24’、24第二表面
[0100]
26
‘
第一侧边缘
[0101]
28
‘
第二侧边缘
[0102]
30
‘
、30穿过通道
[0103]
31第一类型的穿孔
[0104]
32第二类型的穿孔
[0105]
34穿孔的圆形上边缘
[0106]
35穿孔的椭圆形上边缘
[0107]
36穿孔的圆形下边缘
[0108]
38穿过通道的上边缘
[0109]
40销状结构
[0110]
42(外部的)公共局部最高点
[0111]
42*中间的公共局部最高点
[0112]
44、44*凸形的第一部分
[0113]
46、46*凹形的第二部分
[0114]
48、48*凸形的第三部分
[0115]
50；50*第一拐点
[0116]
52；52*第二拐点
[0117]
a、b下边缘的直径
[0118]
a、b上边缘的直径
[0119]
ca中心轴线
[0120]
lb激光束
[0121]
mr中间区域
[0122]
r滚筒
[0123]
td厚度方向
[0124]
wd宽度方向