專利名稱：具有成對接結(jié)經(jīng)紗的雙層成形織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造紙領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及用于造紙機成形部的 成形織物。
背景技術(shù)：
在造紙過程中，通過將纖維漿料(即，纖維素纖維的水分散體)沉積 到造紙機成形部中的移動成形織物上而形成纖維素纖維網(wǎng)。大量水從漿 料穿過成形織物而排出，從而在成形織物表面上留下纖維素纖維網(wǎng)。新形成的纖維素纖維網(wǎng)由成形部前進至壓榨部，所述壓榨部包括一 系列壓榨壓區(qū)。纖維素纖維網(wǎng)通過由壓榨織物支撐的壓榨壓區(qū)，或在通 常情況下在兩個這樣的壓榨織物之間通過。在壓榨壓區(qū)中，纖維素纖維網(wǎng)受到將水從中擠出的壓縮力，并且該壓縮力使網(wǎng)中的纖維互相粘附， 從而使纖維素纖維網(wǎng)變成紙張。水分被壓榨織物接收，理想的是水不再 回到該紙張中。應該理解的是，成形、壓榨和干燥器織物在造紙機上均采取無端環(huán)(endless loop)的形式，并以輸送帶方式運行。還應該理解的是，造紙是 在相當快的速度下進行的連續(xù)過程。也就是說，纖維漿料不斷沉積到成 形部中的成形織物上，而新制成的紙張在離開干燥器部后連續(xù)巻繞在輥 上。壓榨織物還參與紙張表面的光澤加工(finishing)。亦即，壓榨織物 設計成具有光滑表面和均勻的回彈結(jié)構(gòu)，使得紙張在通過壓榨壓區(qū)的過 程中被賦予光滑無痕的表面。壓榨織物接收從壓榨壓區(qū)中的濕紙榨出的大量水分。為了實現(xiàn)此功 能，從字面上理解，壓榨織物內(nèi)必須存在空間(通常稱為"空隙容積") 以供水分通過；并且在整個使用壽命中，織物必須有充分的滲水性。最 后，在紙張離開壓榨壓區(qū)時，壓榨織物必須能夠防止從濕紙接收的水分 返回和再濕潤該紙張。
最后，紙張前進到干燥器部，所述干燥器部包括至少一組可旋轉(zhuǎn)的 干燥鼓或滾筒，其內(nèi)部通過蒸汽加熱。干燥織物引導新形成的紙張沿蛇 線軌跡順序環(huán)繞干燥鼓組中的每一個干燥鼓，使紙張緊貼在干燥鼓表面 上。加熱的干燥鼓通過蒸發(fā)使紙張的含水量降到所需水平。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，織物通過編織形成并具有在經(jīng)向或縱向(machine direction)(MD)以及絆向或橫向(cross國machine direction)(CD) 上重復的編織圖案。機織織物采取許多不同的形式。例如，它們可被織 成環(huán)形的，或平織并隨后利用接縫形成環(huán)形形式。還應該理解，所得的 織物必須外觀均勻，亦即在編織圖案中不存在突變，使得不在所形成的 紙張中產(chǎn)生所不希望的特征。由于編織圖案的重復特性，因而常見的織 物缺陷是織物中特征性的斜紋圖案。此外，賦予所形成的紙的任何圖案 標記都將影響紙張的特征。本發(fā)明可以具體涉及在成形部中使用的成形織物。成形織物在紙張 制造過程中起到關(guān)鍵作用。如上所述，其作用之一是使正在制造的紙制 品成形并將其傳送到壓榨部。但是，成形織物還需要解決除水和紙張成形的問題。亦即，成形織 物設計成允許水通過(即，控制排水速率)，而同時阻止纖維和其它固體 與水一起通過。如果排水發(fā)生得太快或太慢，就會損害紙張質(zhì)量和機器 效率。為了控制排水，必須適當?shù)卦O計成形織物內(nèi)的排水空間，其通常 被稱為空隙容積?，F(xiàn)有的成形織物以多種形式制造，其形式設計為滿足在其上為所制 造的紙型安裝成形織物的造紙機的需求。成形織物通常包含由單絲織成 的底布并且可以是單層或多層的。紗通常由例如聚酰胺和聚酯樹脂的幾 種合成聚合樹脂中的任意一種擠出，所述樹脂為造紙機織物領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員為此目的而使用。對于許多產(chǎn)品而言，當用于其預期目的時，尤其是當纖維狀纖維素 產(chǎn)品為面紙或衛(wèi)生紙、紙毛巾、衛(wèi)生棉或尿布時，吸收性、強度、軟度和美觀的特性是重要的。為在紙張上產(chǎn)生松厚度、橫向拉伸強度、吸收性和軟度，通常將織 物構(gòu)造成上表面表現(xiàn)出起伏變化(topographical variation)。這些起伏變
化通常被測量為紗線之間的平面差(plane difference),例如，平面差通 常被測量為磨損側(cè)表面的平面上的兩相鄰絆(橫向)紗之間的高度差或成 形表面上的MD節(jié)(knuckle)和CD節(jié)之間的高度差。當制造棉紙、餐巾 紙和毛巾紙時，松厚度、橫向拉伸強度、吸收性和軟度是特別重要的特 性。因此，棉紙成形織物優(yōu)選在成形側(cè)表現(xiàn)出平面差。成形織物的設計還包括所需的纖維支撐和織物穩(wěn)定性之間的折衷。 細網(wǎng)眼織物可以提供所需的紙張表面和纖維支撐特性，但是這樣的設計 可能缺乏所需的穩(wěn)定性，導致織物壽命縮短。相反，粗網(wǎng)眼織物提供穩(wěn) 定性和長壽命，但代價是纖維支撐和作標記的能力。為了使設計的得失 權(quán)衡最小化和使支撐和穩(wěn)定性最優(yōu)化，開發(fā)了多層織物。例如，在雙層 和三層織物中，為紙張和纖維支撐設計成形側(cè)，同時為穩(wěn)定性、空隙容 積和耐磨性i更計磨損側(cè)。雙層織物通常用于造紙工業(yè)。典型的雙層織物包括一組成形綿紗和 與一組經(jīng)紗交織的一組磨損綽紗。通常，每根綽紗編織相同的形態(tài) (contour)圖案，僅僅是相對于相鄰經(jīng)紗移動n根綿紗。在多根這樣移動 的經(jīng)紗之后，形態(tài)圖案移動一個完整循環(huán)并重復圖案(即，完整的圖案 重復)。典型地，雙層織物由7、 8、 14、或16根經(jīng)紗組成。圖l是成形 側(cè)的示意圖，示出常規(guī)雙層織物的表面編織圖案.圖l所示的織物每隔 8根經(jīng)紗重復一次。換句話說，第8根經(jīng)紗之后的下一經(jīng)紗(9，未示出) 將重復經(jīng)紗l的形態(tài)圖案，反之亦然。該圖案繼續(xù)重復(在CD上)穿過 織物。許多雙層織物引入"成對經(jīng)紗"的概念，其中兩才艮經(jīng)紗一起作用(即作 為一對)，以在織物的上表面上有效地編織完整的形態(tài)。描述具有成對 MD紗的織物的參考文件包括U.S.專利4，605，585("Johansson"專利)， 該專利涉及雙層織物，其中當一根經(jīng)紗沉到磨損側(cè)層時，成對經(jīng)紗中的 另一根經(jīng)紗就占據(jù)其在成形層的位置；U.S.專利4，501，303("Osterberg" 專利)，其中經(jīng)紗對是頂層的必要部分，但是在底層上用作接結(jié)紗；U.S. 專利5,152,326 ("Vmiringer"專利)，其中成對經(jīng)紗是垂直堆疊的并4吏頂 層和底層稱為整體；和U.S.專利5,865,219 ("Lee，，專利)，其中經(jīng)紗對在 頂層和底層中產(chǎn)生平紋圖案。多層織物例如雙層或三層織物可能具有不可接受的耐內(nèi)磨損能力 和/或織物在使用過程中可能變松(即，紗線可能從其圖案中的原始位置 滑動)。本發(fā)明提供克服這些缺點的織物。 發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明是一種成形織物，盡管其可以用于造紙機的成形、壓 榨和干燥部。本發(fā)明優(yōu)選為一種具有使用成對經(jīng)紗組形成的雙層織造結(jié)構(gòu)的成 形織物。為了解決在所需的纖維支撐和織物穩(wěn)定性之間的折衷問題，每 根經(jīng)紗起到使層接結(jié)的作用，由此消除對額外的接結(jié)紗的需求。此外，在MD (縱向)上，每對經(jīng)紗在成形層中產(chǎn)生四梭口圖案并且在磨損層 中產(chǎn)生平紋圖案。在CD (橫向)上，經(jīng)紗對在成形層中組合實現(xiàn)四梭 口圖案并在磨損層中形成平行形態(tài)圖案。這個結(jié)構(gòu)賦予雙層織物以三層 織物特征。在一個優(yōu)選實施方案中，織物具有與MD紗組交織的第一和第二層 CD紗。每組具有四對MD紗，并且每一對包括第一MD紗和第二MD 紗。第一和第二MD紗各自在第一和第二層CD紗之間穿過并與第一和 第二層CD紗編織。第一 MD紗接結(jié)第二層中的單才艮CD紗。在MD上， 每對MD紗有效地在第一層中產(chǎn)生四梭口形態(tài)并在第二層中產(chǎn)生二梭 口形態(tài)。每對MD紗沿CD移動，4吏得4對CD紗組合以有效地在第一 層中沿CD產(chǎn)生四梭口形態(tài)。在第二層中，兩對MD紗組合以有效地在 第二層中沿MD產(chǎn)生平行的二梭口形態(tài)?？椢飪?yōu)選為雙層成形織物，其中第一層為織物的成形側(cè)，第二層為 織物的磨損側(cè)，并且第一層和第二次通過MD紗組接結(jié)在一起。每對 MD紗優(yōu)選在第一層中相對于下一對移動9根CD紗?？椢锟蛇m于制造 棉紙、餐巾紙和毛巾紙。本發(fā)明的其它方面包括第二層中的CD紗的直徑可以與第一層中的 CD紗的直徑不同。至少部分MD紗和CD紗可以為單紗并且可以是聚 酰胺紗或聚酯紗中的一種。織物可以在16綜紡織機上編織。至少部分 MD紗和CD紗具有圓形截面形狀、矩形截面形狀和非圓形截面形狀之現(xiàn)在將頻繁參照下述附圖更完整詳細地描述本發(fā)明。


為了更全面地理解本發(fā)明，將參照以下描述和附圖，其中 圖l是成形側(cè)的示意圖，示出常規(guī)雙層織物的表面編織圖案； 圖2是成形側(cè)的示意圖，示出根據(jù)本發(fā)明教導編織的織物的表面編 織圖案；圖3是磨損側(cè)的示意圖，示出根據(jù)本發(fā)明教導編織的織物的表面編 織圖案；和圖4是橫向(CD)的一組4根示意性截面圖，示出圖2和3中所 示織物的示例性經(jīng)紗形態(tài)圖案。具體實施方式

本發(fā)明優(yōu)選是雙層成形織物，其由與多組成對縱向(MD)經(jīng)紗交織的 第一層和第二層橫向(CD)綿紗編織。但是，與每對形成完整圖案的現(xiàn)有 技術(shù)的成對經(jīng)紗織物不同，本發(fā)明將多對經(jīng)紗組成一組，以實現(xiàn)成形層 和磨損層圖案。例如，單對經(jīng)紗可以組合以在織物的成形層中沿MD編 織四梭口圖案。但是，該對經(jīng)紗本身不必在CD上產(chǎn)生四梭口圖案。在 本發(fā)明中，交錯的四對經(jīng)紗可以被看作一組，以有效地在CD上產(chǎn)生四 梭口圖案。通過這種方式， 一組成對經(jīng)紗可以用于在MD和CD上均形 成完整的四梭口圖案。本發(fā)明的優(yōu)點包括具有類似于三層織物外觀和特征的雙層構(gòu)造織 物。本發(fā)明在MD或CD上都不需要較小直徑的接結(jié)紗，該接結(jié)紗可能 過早地磨壞并使織物層分離。此外，不需要將CD接結(jié)綽紗插入到織物 中，由此減少20 25。/。的所需總絆紗(pick)。由于所有經(jīng)紗還用作接結(jié) 紗，所以不需要用于MD接結(jié)紗的第三經(jīng)紗軸(warp beam)。本發(fā)明 的織物可以在任何能運行標準雙層、八或十六梭口設計的雙軸織布機上 編織，所述織布機配備有每個轉(zhuǎn)齒適當?shù)匮b入并配有兩個或四個端的十 六綜框。與現(xiàn)有的三層設計相比，本發(fā)明織物的雙層結(jié)構(gòu)還表現(xiàn)出改進 的接縫強度。本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案如圖2~4所示，其中織物在成形層中 產(chǎn)生四梭口圖案并且在磨損層中產(chǎn)生平紋圖案。圖2是成形側(cè)的示意圖，示出本發(fā)明一個優(yōu)選實施方案的表面編織 圖案。在圖2中，經(jīng)紗1 8在MD上編織，水平橫貫該圖。成形層CD
紗(即，綽紗或綽線)在圖上垂直通過。經(jīng)紗可視作是成對的(1~2、 3~4、 5~6、 7~8)，并且每一對在MD上有效地形成四梭口圖案。例如，經(jīng) 紗1編織在綽紗8、 14、 20、 26、和32上，而與之成對的經(jīng)紗2編織在 煒紗2上。總體而言，經(jīng)紗1和經(jīng)紗2編織在每隔三根綽紗的綽紗上。 當成對經(jīng)紗被視作單個單元時，其產(chǎn)生四梭口經(jīng)形態(tài)圖案。每對經(jīng)紗相 對于下一對移動(交錯)9根成形層CD紗。在CD上，四對(經(jīng)紗1 ~ 8)共同產(chǎn)生四梭口綷形態(tài)圖案。該綽形態(tài)通常稱為3+1圖案，是指成形 綿紗在穿過一根經(jīng)紗下方之前在三根經(jīng)紗上穿過。更具體地，經(jīng)紗1 ~ 2、 3~4、 5~6、和7~8形成對，所述對組合以有效地產(chǎn)生單個"完整的" 形態(tài)圖案。例如，雖然綽紗8在經(jīng)紗1下和在經(jīng)紗2 8上穿過，但是 由于經(jīng)紗是成對的，因此這相當于在一對下方和三對上方穿過，從而在 CD上形成四梭口圖案。通過這種方式，需要四個這樣的對以在MD和 CD上均完成四梭口圖案。織物圖案在8根經(jīng)紗后重復。圖3是磨損側(cè)的示意圖，示出圖2所示織物的表面編織圖案。在各 個圖中，經(jīng)紗1 8是相同的，但是由于是看織物的另一側(cè)，所以顯示 為逆序的。磨損層CD紗1、 4、 7...的直徑較大并與成形層CD紗2、 5、 8...垂直堆疊。成形層CD紗3、 6、 9...間隔在磨損層CD紗之間(如煒紗 l和4之間的虛線紗所示)，但是為清楚起見沒有示出。成對的經(jīng)紗l和 2與磨損側(cè)絆紗組合以形成二梭口(平紋)圖案。具體地，經(jīng)紗1僅在綷 紗1上方穿過，而經(jīng)紗2在綷紗7、 13、 19、 25、和31上方穿過。通過 這種方式，經(jīng)紗1和2有效地組合產(chǎn)生二梭口(即平紋)經(jīng)形態(tài)圖案。經(jīng) 紗3和4以相同方式合作，即它們共同在綽紗1、 7、 13、 19、 25、和 31上方穿過。這兩對(總共四根經(jīng)紗)提供形成兩個完整且平行的形態(tài)的 作用。經(jīng)紗對5~6和7~8每隔一根綽紗變換，即它們在煒紗l、 7、 13、 19、 25、和31的下方穿過并且在綽紗4、 10、 16、 22、 28、和34上方 穿過。圖4是橫向(CD)上的一組4根的示意性截面圖，示出圖2和3中 所示織物的經(jīng)紗1~4的示例性經(jīng)形態(tài)圖案。例如，經(jīng)紗1(401)在橫穿 成形層和編織在CD紗8、 14、 20、 26、和32(每隔3根CD紗)上方之 前，與磨損層中的CD紗1接結(jié)。經(jīng)紗1和經(jīng)紗2(402)成對，經(jīng)紗2在 橫穿磨損層和與每隔一根CD紗編織之前，與成形層中的CD紗2接結(jié)。 如圖所示，經(jīng)紗1和經(jīng)紗2組合，在成形層中每隔三根CD紗編織(即， 四梭口圖案)且在磨損層中每隔一根CD紗編織(即，二梭口或平紋圖案)。
經(jīng)紗3(403)和4(404)組合產(chǎn)生類似的圖案，但是向右側(cè)移動了 9根成形 層CD紗。注意在每對中僅有一根經(jīng)紗對磨損層是主要的。每對中的另 一根經(jīng)紗主要在成形層中編織并簡單地與磨損層中的 一根綿紗接結(jié)。根據(jù)本發(fā)明的織物優(yōu)選只包含單紗，優(yōu)選聚酯、尼龍、聚酰胺、或 其它聚合物的單紗。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所確定的，對于任意紗線可 以使用聚合物的任意組合。CD和MD紗可以具有一個或多個不同直徑 的圓形截面形狀。例如，成形層綽紗的直徑可以與磨損層綷紗的直徑不 同。典型地，成形層綽紗直徑為0.11~0.15mm，而磨損層煒紗直徑為 0.17~0.30mm。經(jīng)紗直徑通常為0.10 ~ 0.15mm。但是，可以使用直徑 的任意組合，這些示例性的直徑不應該被解釋為以任何方式限制本發(fā) 明。此外，除了圓形截面形狀之外， 一個或多個紗可以具有其它截面形 狀，例如矩形截面形狀或非圓形截面形狀。對以上方案進行變化對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的，但是不會 改變本發(fā)明以致超出本發(fā)明的范圍。所附權(quán)利要求應該被解釋為涵蓋這樣 的情況。
權(quán)利要求
1.一種造紙織物，包括第一層和第二層橫向(CD)紗；縱向(MD)紗組，其中每組具有四對縱向紗，且每一對包括第一縱向紗和第二縱向紗；其中所述第一縱向紗和第二縱向紗分別穿過所述第一和第二層橫向紗并與所述第一和第二層橫向紗編織；所述第一縱向紗接結(jié)所述第二層中的單根橫向紗；其中在縱向上，每對縱向紗有效地在所述第一層中產(chǎn)生四梭口形態(tài)和在所述第二層中產(chǎn)生二梭口形態(tài)；其中每對縱向紗在橫向上移動，使得4對縱向紗組合以有效地在所述第一層中在橫向上產(chǎn)生四梭口形態(tài)；其中2對縱向紗組合以有效地在所述第二層中在縱向上產(chǎn)生平行的二梭口形態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的造紙織物，其中所述第一層為所述織物的成 形側(cè)，并且所述第二層為所述織物的磨損側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙織物，其中在所述第一層中，每對縱向 紗相對于下一對縱向紗移動9根橫向紗。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的造紙織物，其中所述第二層中的橫向紗的直 徑與所述第一層中的橫向紗的直徑不同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的造紙織物，其中至少部分縱向紗和橫向紗為 單紗。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的造紙織物，其中至少部分縱向紗和橫向紗為 聚酰胺紗或聚酯紗中的一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的造紙織物，其中所述織物在16綜紡織機上 編織。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的造紙織物，其中所述織物為雙層織物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的織物，其中至少部分縱向紗和橫向紗具有圓 形截面形狀、矩形截面形狀和非圓形截面形狀中的一種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的織物，其中所述織物是用于制造棉紙、餐巾 紙和毛巾紙的成形織物。
全文摘要
一種可用于造紙機成形部的造紙織物，具有與縱向(MD)紗組交織的第一和第二層橫向(CD)紗。每組具有四對MD紗，且每一對包括第一MD紗和第二MD紗。第一和第二MD紗分別穿過第一和第二層CD紗并與第一和第二層CD紗編織。在MD上，每對MD紗有效地在第一層中產(chǎn)生四梭口形態(tài)并在第二層中產(chǎn)生二梭口形態(tài)。每對MD紗沿CD移動，使得4對MD紗組合有效地在第一層中在CD上產(chǎn)生四梭口形態(tài)。
文檔編號D21F1/00GK101133205SQ200680006568
公開日2008年2月27日 申請日期2006年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月3日
發(fā)明者布賴恩·馬堯里, 比爾·馬丁 申請人:阿爾巴尼國際公司