CN101133205A - 具有成对接结经纱的双层成形织物 - Google Patents

Abstract

一种可用于造纸机成形部的造纸织物，具有与纵向(MD)纱组交织的第一和第二层横向(CD)纱。每组具有四对MD纱，且每一对包括第一MD纱和第二MD纱。第一和第二MD纱分别穿过第一和第二层CD纱并与第一和第二层CD纱编织。在MD上，每对MD纱有效地在第一层中产生四梭口形态并在第二层中产生二梭口形态。每对MD纱沿CD移动，使得4对MD纱组合有效地在第一层中在CD上产生四梭口形态。

Description

具有成对接结经纱的双层成形织物

技术领域

本发明涉及造纸领域。更具体地，本发明涉及用于造纸机成形部的成形织物。

背景技术

在造纸过程中，通过将纤维浆料(即，纤维素纤维的水分散体)沉积到造纸机成形部中的移动成形织物上而形成纤维素纤维网。大量水从浆料穿过成形织物而排出，从而在成形织物表面上留下纤维素纤维网。

新形成的纤维素纤维网由成形部前进至压榨部，所述压榨部包括一系列压榨压区。纤维素纤维网通过由压榨织物支撑的压榨压区，或在通常情况下在两个这样的压榨织物之间通过。在压榨压区中，纤维素纤维网受到将水从中挤出的压缩力，并且该压缩力使网中的纤维互相粘附，从而使纤维素纤维网变成纸张。水分被压榨织物接收，理想的是水不再回到该纸张中。

应该理解的是，成形、压榨和干燥器织物在造纸机上均采取无端环(endless loop)的形式，并以输送带方式运行。还应该理解的是，造纸是在相当快的速度下进行的连续过程。也就是说，纤维浆料不断沉积到成形部中的成形织物上，而新制成的纸张在离开干燥器部后连续卷绕在辊上。

压榨织物还参与纸张表面的光泽加工(finishing)。亦即，压榨织物设计成具有光滑表面和均匀的回弹结构，使得纸张在通过压榨压区的过程中被赋予光滑无痕的表面。

压榨织物接收从压榨压区中的湿纸榨出的大量水分。为了实现此功能，从字面上理解，压榨织物内必须存在空间(通常称为“空隙容积”)以供水分通过；并且在整个使用寿命中，织物必须有充分的渗水性。最后，在纸张离开压榨压区时，压榨织物必须能够防止从湿纸接收的水分返回和再湿润该纸张。

最后，纸张前进到干燥器部，所述干燥器部包括至少一组可旋转的干燥鼓或滚筒，其内部通过蒸汽加热。干燥织物引导新形成的纸张沿蛇线轨迹顺序环绕干燥鼓组中的每一个干燥鼓，使纸张紧贴在干燥鼓表面上。加热的干燥鼓通过蒸发使纸张的含水量降到所需水平。

本领域技术人员应该理解，织物通过编织形成并具有在经向或纵向(machine direction)(MD)以及纬向或横向(cross-machine direction)(CD)上重复的编织图案。机织织物采取许多不同的形式。例如，它们可被织成环形的，或平织并随后利用接缝形成环形形式。还应该理解，所得的织物必须外观均匀，亦即在编织图案中不存在突变，使得不在所形成的纸张中产生所不希望的特征。由于编织图案的重复特性，因而常见的织物缺陷是织物中特征性的斜纹图案。此外，赋予所形成的纸的任何图案标记都将影响纸张的特征。

本发明可以具体涉及在成形部中使用的成形织物。成形织物在纸张制造过程中起到关键作用。如上所述，其作用之一是使正在制造的纸制品成形并将其传送到压榨部。

但是，成形织物还需要解决除水和纸张成形的问题。亦即，成形织物设计成允许水通过(即，控制排水速率)，而同时阻止纤维和其它固体与水一起通过。如果排水发生得太快或太慢，就会损害纸张质量和机器效率。为了控制排水，必须适当地设计成形织物内的排水空间，其通常被称为空隙容积。

现有的成形织物以多种形式制造，其形式设计为满足在其上为所制造的纸型安装成形织物的造纸机的需求。成形织物通常包含由单丝织成的底布并且可以是单层或多层的。纱通常由例如聚酰胺和聚酯树脂的几种合成聚合树脂中的任意一种挤出，所述树脂为造纸机织物领域的普通技术人员为此目的而使用。

对于许多产品而言，当用于其预期目的时，尤其是当纤维状纤维素产品为面纸或卫生纸、纸毛巾、卫生棉或尿布时，吸收性、强度、软度和美观的特性是重要的。

为在纸张上产生松厚度、横向拉伸强度、吸收性和软度，通常将织物构造成上表面表现出起伏变化(topographical variation)。这些起伏变化通常被测量为纱线之间的平面差(plane difference)。例如，平面差通常被测量为磨损侧表面的平面上的两相邻纬(横向)纱之间的高度差或成形表面上的MD节(knuckle)和CD节之间的高度差。当制造棉纸、餐巾纸和毛巾纸时，松厚度、横向拉伸强度、吸收性和软度是特别重要的特性。因此，棉纸成形织物优选在成形侧表现出平面差。

成形织物的设计还包括所需的纤维支撑和织物稳定性之间的折衷。细网眼织物可以提供所需的纸张表面和纤维支撑特性，但是这样的设计可能缺乏所需的稳定性，导致织物寿命缩短。相反，粗网眼织物提供稳定性和长寿命，但代价是纤维支撑和作标记的能力。为了使设计的得失权衡最小化和使支撑和稳定性最优化，开发了多层织物。例如，在双层和三层织物中，为纸张和纤维支撑设计成形侧，同时为稳定性、空隙容积和耐磨性设计磨损侧。

双层织物通常用于造纸工业。典型的双层织物包括一组成形纬纱和与一组经纱交织的一组磨损纬纱。通常，每根纬纱编织相同的形态(contour)图案，仅仅是相对于相邻经纱移动n根纬纱。在多根这样移动的经纱之后，形态图案移动一个完整循环并重复图案(即，完整的图案重复)。典型地，双层织物由7、8、14、或16根经纱组成。图1是成形侧的示意图，示出常规双层织物的表面编织图案。图1所示的织物每隔8根经纱重复一次。换句话说，第8根经纱之后的下一经纱(9，未示出)将重复经纱1的形态图案，反之亦然。该图案继续重复(在CD上)穿过织物。

许多双层织物引入“成对经纱”的概念，其中两根经纱一起作用(即作为一对)，以在织物的上表面上有效地编织完整的形态。描述具有成对MD纱的织物的参考文件包括U.S.专利4,605,585(“Johansson”专利)，该专利涉及双层织物，其中当一根经纱沉到磨损侧层时，成对经纱中的另一根经纱就占据其在成形层的位置；U.S.专利4,501,303(“sterberg”专利)，其中经纱对是顶层的必要部分，但是在底层上用作接结纱；U.S.专利5,152,326(“Vhrínger”专利)，其中成对经纱是垂直堆叠的并使顶层和底层称为整体；和U.S.专利5,865,219(“Lee”专利)，其中经纱对在顶层和底层中产生平纹图案。

多层织物例如双层或三层织物可能具有不可接受的耐内磨损能力和/或织物在使用过程中可能变松(即，纱线可能从其图案中的原始位置滑动)。本发明提供克服这些缺点的织物。

发明内容

因此，本发明是一种成形织物，尽管其可以用于造纸机的成形、压榨和干燥部。

本发明优选为一种具有使用成对经纱组形成的双层织造结构的成形织物。为了解决在所需的纤维支撑和织物稳定性之间的折衷问题，每根经纱起到使层接结的作用，由此消除对额外的接结纱的需求。此外，在MD(纵向)上，每对经纱在成形层中产生四梭口图案并且在磨损层中产生平纹图案。在CD(横向)上，经纱对在成形层中组合实现四梭口图案并在磨损层中形成平行形态图案。这个结构赋予双层织物以三层织物特征。

在一个优选实施方案中，织物具有与MD纱组交织的第一和第二层CD纱。每组具有四对MD纱，并且每一对包括第一MD纱和第二MD纱。第一和第二MD纱各自在第一和第二层CD纱之间穿过并与第一和第二层CD纱编织。第一MD纱接结第二层中的单根CD纱。在MD上，每对MD纱有效地在第一层中产生四梭口形态并在第二层中产生二梭口形态。每对MD纱沿CD移动，使得4对CD纱组合以有效地在第一层中沿CD产生四梭口形态。在第二层中，两对MD纱组合以有效地在第二层中沿MD产生平行的二梭口形态。

织物优选为双层成形织物，其中第一层为织物的成形侧，第二层为织物的磨损侧，并且第一层和第二次通过MD纱组接结在一起。每对MD纱优选在第一层中相对于下一对移动9根CD纱。织物可适于制造棉纸、餐巾纸和毛巾纸。

本发明的其它方面包括第二层中的CD纱的直径可以与第一层中的CD纱的直径不同。至少部分MD纱和CD纱可以为单纱并且可以是聚酰胺纱或聚酯纱中的一种。织物可以在16综纺织机上编织。至少部分MD纱和CD纱具有圆形截面形状、矩形截面形状和非圆形截面形状之一。

现在将频繁参照下述附图更完整详细地描述本发明。

附图说明

为了更全面地理解本发明，将参照以下描述和附图，其中：

图1是成形侧的示意图，示出常规双层织物的表面编织图案；

图2是成形侧的示意图，示出根据本发明教导编织的织物的表面编织图案；

图3是磨损侧的示意图，示出根据本发明教导编织的织物的表面编织图案；和

图4是横向(CD)的一组4根示意性截面图，示出图2和3中所示织物的示例性经纱形态图案。

具体实施方式

本发明优选是双层成形织物，其由与多组成对纵向(MD)经纱交织的第一层和第二层横向(CD)纬纱编织。但是，与每对形成完整图案的现有技术的成对经纱织物不同，本发明将多对经纱组成一组，以实现成形层和磨损层图案。例如，单对经纱可以组合以在织物的成形层中沿MD编织四梭口图案。但是，该对经纱本身不必在CD上产生四梭口图案。在本发明中，交错的四对经纱可以被看作一组，以有效地在CD上产生四梭口图案。通过这种方式，一组成对经纱可以用于在MD和CD上均形成完整的四梭口图案。

本发明的优点包括具有类似于三层织物外观和特征的双层构造织物。本发明在MD或CD上都不需要较小直径的接结纱，该接结纱可能过早地磨坏并使织物层分离。此外，不需要将CD接结纬纱插入到织物中，由此减少20～25％的所需总纬纱(pick)。由于所有经纱还用作接结纱，所以不需要用于MD接结纱的第三经纱轴(warp beam)。本发明的织物可以在任何能运行标准双层、八或十六梭口设计的双轴织布机上编织，所述织布机配备有每个筘齿适当地装入并配有两个或四个端的十六综框。与现有的三层设计相比，本发明织物的双层结构还表现出改进的接缝强度。

本发明的一个优选实施方案如图2～4所示，其中织物在成形层中产生四梭口图案并且在磨损层中产生平纹图案。

图2是成形侧的示意图，示出本发明一个优选实施方案的表面编织图案。在图2中，经纱1～8在MD上编织，水平横贯该图。成形层CD纱(即，纬纱或纬线)在图上垂直通过。经纱可视作是成对的(1～2、3～4、5～6、7～8)，并且每一对在MD上有效地形成四梭口图案。例如，经纱1编织在纬纱8、14、20、26、和32上，而与之成对的经纱2编织在纬纱2上。总体而言，经纱1和经纱2编织在每隔三根纬纱的纬纱上。当成对经纱被视作单个单元时，其产生四梭口经形态图案。每对经纱相对于下一对移动(交错)9根成形层CD纱。在CD上，四对(经纱1～8)共同产生四梭口纬形态图案。该纬形态通常称为3+1图案，是指成形纬纱在穿过一根经纱下方之前在三根经纱上穿过。更具体地，经纱1～2、3～4、5～6、和7～8形成对，所述对组合以有效地产生单个“完整的”形态图案。例如，虽然纬纱8在经纱1下和在经纱2～8上穿过，但是由于经纱是成对的，因此这相当于在一对下方和三对上方穿过，从而在CD上形成四梭口图案。通过这种方式，需要四个这样的对以在MD和CD上均完成四梭口图案。织物图案在8根经纱后重复。

图3是磨损侧的示意图，示出图2所示织物的表面编织图案。在各个图中，经纱1～8是相同的，但是由于是看织物的另一侧，所以显示为逆序的。磨损层CD纱1、4、7...的直径较大并与成形层CD纱2、5、8...垂直堆叠。成形层CD纱3、6、9...间隔在磨损层CD纱之间(如纬纱1和4之间的虚线纱所示)，但是为清楚起见没有示出。成对的经纱1和2与磨损侧纬纱组合以形成二梭口(平纹)图案。具体地，经纱1仅在纬纱1上方穿过，而经纱2在纬纱7、13、19、25、和31上方穿过。通过这种方式，经纱1和2有效地组合产生二梭口(即平纹)经形态图案。经纱3和4以相同方式合作，即它们共同在纬纱1、7、13、19、25、和31上方穿过。这两对(总共四根经纱)提供形成两个完整且平行的形态的作用。经纱对5～6和7～8每隔一根纬纱变换，即它们在纬纱1、7、13、19、25、和31的下方穿过并且在纬纱4、10、16、22、28、和34上方穿过。

图4是横向(CD)上的一组4根的示意性截面图，示出图2和3中所示织物的经纱1～4的示例性经形态图案。例如，经纱1(401)在横穿成形层和编织在CD纱8、14、20、26、和32(每隔3根CD纱)上方之前，与磨损层中的CD纱1接结。经纱1和经纱2(402)成对，经纱2在横穿磨损层和与每隔一根CD纱编织之前，与成形层中的CD纱2接结。如图所示，经纱1和经纱2组合，在成形层中每隔三根CD纱编织(即，四梭口图案)且在磨损层中每隔一根CD纱编织(即，二梭口或平纹图案)。经纱3(403)和4(404)组合产生类似的图案，但是向右侧移动了9根成形层CD纱。注意在每对中仅有一根经纱对磨损层是主要的。每对中的另一根经纱主要在成形层中编织并简单地与磨损层中的一根纬纱接结。

根据本发明的织物优选只包含单纱，优选聚酯、尼龙、聚酰胺、或其它聚合物的单纱。如本领域普通技术人员所确定的，对于任意纱线可以使用聚合物的任意组合。CD和MD纱可以具有一个或多个不同直径的圆形截面形状。例如，成形层纬纱的直径可以与磨损层纬纱的直径不同。典型地，成形层纬纱直径为0.11～0.15mm，而磨损层纬纱直径为0.17～0.30mm。经纱直径通常为0.10～0.15mm。但是，可以使用直径的任意组合，这些示例性的直径不应该被解释为以任何方式限制本发明。此外，除了圆形截面形状之外，一个或多个纱可以具有其它截面形状，例如矩形截面形状或非圆形截面形状。

对以上方案进行变化对本领域技术人员而言是显而易见的，但是不会改变本发明以致超出本发明的范围。所附权利要求应该被解释为涵盖这样的情况。

Claims (10)

1.一种造纸织物，包括：

第一层和第二层横向(CD)纱；

纵向(MD)纱组，其中每组具有四对纵向纱，且每一对包括第一纵向纱和第二纵向纱；

其中所述第一纵向纱和第二纵向纱分别穿过所述第一和第二层横向纱并与所述第一和第二层横向纱编织；所述第一纵向纱接结所述第二层中的单根横向纱；

其中在纵向上，每对纵向纱有效地在所述第一层中产生四梭口形态和在所述第二层中产生二梭口形态；

其中每对纵向纱在横向上移动，使得4对纵向纱组合以有效地在所述第一层中在横向上产生四梭口形态；

其中2对纵向纱组合以有效地在所述第二层中在纵向上产生平行的二梭口形态。

2.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述第一层为所述织物的成形侧，并且所述第二层为所述织物的磨损侧。

3.根据权利要求1所述的造纸织物，其中在所述第一层中，每对纵向纱相对于下一对纵向纱移动9根横向纱。

4.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述第二层中的横向纱的直径与所述第一层中的横向纱的直径不同。

5.根据权利要求1所述的造纸织物，其中至少部分纵向纱和横向纱为单纱。

6.根据权利要求1所述的造纸织物，其中至少部分纵向纱和横向纱为聚酰胺纱或聚酯纱中的一种。

7.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述织物在16综纺织机上编织。

8.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述织物为双层织物。

9.根据权利要求1所述的织物，其中至少部分纵向纱和横向纱具有圆形截面形状、矩形截面形状和非圆形截面形状中的一种。

10.根据权利要求1所述的织物，其中所述织物是用于制造棉纸、餐巾纸和毛巾纸的成形织物。

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