CN101730766A - 造纸机 - Google Patents

Abstract

一种具有成形织物(10)的造纸机，该成形织物具有纸侧多根纬纱(14)和经纱(12)，它们交织形成一个接触纸幅的层(16)。多根纬纱(20)和经纱(18)交织以形成成形织物的机器侧层(22)。多根经接结纱(28)与纸侧和机器侧纱交缠以形成多层的成形织物。为了维持所述织物的宽度稳定性，机器侧层中的纬纱直径大于经纱的直径。该织物的特征在于高渗透性、高空隙容积和高Beran的纤维支撑指数。

Description

造纸机

技术领域

本发明涉及用在诸如造纸的网幅成形设备和非织造网幅成形设备中的织物，更具体地说，本发明涉及网幅成形设备或造纸机中的成形织物。

背景技术

纸通过将由纤维素纤维浆、水和适当的添加剂构成的造纸配料传送到造纸机成形部的成形织物上或两个成形织物之间来生产。接着，纸体穿过造纸机的压榨部，最终经过干燥部。在标准薄页纸制造机的情况下，纸幅从压榨织物传递到扬克烘缸滚筒，然后起皱。

织物性能的重要部分就是排水和纤维保持能力。目前，在这些应用中采用了三层织造结构，因为它们具有高脱水能力、精细的成形表面、以及程度高的宽度稳定性。与穿透干燥(TAD)有关的新型薄纸制造技术对成形织物提出了日益增长的要求。Voith Paper公司以ATMOS商品名提供的、并较完整描述于国际局专利申请公开说明书WO 2005/075736A3中的另一干燥方法，对织物提出了甚至更高的要求。在这个系统中，纤维网幅被承载在辊筒的局部弧段周围并暴露于真空中以将水从纤维网幅中除去。

当前的三层织造成形织物是机器横向上结合的，这构成对这类应用场合中所需的高排水性以及纸体成形所需的极精细的成形表面的阻碍。换句话说，纸体成形要求良好的积聚堵塞、具有均匀的定量分布和最小化的气泡。

由此，本领域中需要提供一种宽度稳定性、排水性和纤维支撑各项性能均提高的成形织物。

此外，由于纸成形技术对不断增大的速度的要求，也需要针对这些参数有不断提高的能力和稳定性。

发明内容

一方面，本发明涉及一种用于干燥纸或纤维网幅的造纸机。该造纸机具有至少一个使纸或纤维网幅的含水量减少的工位。成形织物携带纸或纤维网幅至少到达该工位。成形织物具有交织的多根纸侧纬纱和经纱以形成接触纸或纤维网幅的织物。多根机器侧纬纱和经纱交织形成成形织物的机器侧层。多根接结纱与多根纸侧和机器侧纱线交缠形成多层的成形织物。为了维持织物的稳定性，机器侧层中的纬纱的直径大于经纱的直径。

本发明的优点在于提供一种成形织物，这种成形织物具有提高的宽度稳定性，同时允许具有优良的排水和纤维支撑能力。

附图说明

通过参照结合附图的对本发明实施例的下述说明，本发明的上述和其他特征和优点、以及实现所述特征和优点的方式，将变得更加明显，而且更容易理解本发明，附图中：

图1是本发明所用脱水系统的示意图；

图2是体现本发明一种形式的多层织物的透视图；

图3是本发明另一种形式的透视图；和

图4、5和6示出了可将接结纱编织到图2所示织物中的可选方式。

相应的附图标记在整个附图中表示相应的部件。在此所阐述的示例说明了本发明的实施例，并且这些示例不以任何方式构成对本发明范围的限制。

具体实施方式

参照附图，图1示出了脱水系统的示意图，该系统利用了由标记19总体表示的压带机形式的主压力场。纤维材料的网幅W由结构化织物4携带到真空箱5，对于在约-0.2和约-0.8巴之间真空下行进的、公称20克每平方米(gsm)网幅，需要该真空箱实现约15％至约25％之间的固体含量，并且在优选的方式下可以在约-0.4和约-0.6巴之间的水平下工作。真空辊9在约-0.2至约-0.8巴之间的真空水平下工作。优选的是，在约-0.4巴或更高的水平下工作。压带机19包括单片延伸织物31，其能够将压力施加到携带网幅W围绕吸水辊9周围的结构化织物4的非纸体接触侧上。织物31是围绕多个导向辊被引导的连续的或环状循环带，并且特征在于是可渗透的。可选的热风罩11布置在带31范围内且位于真空辊9之上，以便改善脱水。此外，蒸汽喷管(未示出)可位于真空辊9上游的罩11内，以增强脱水过程。真空辊9包括至少一个真空区Z并具有约200mm至约2500mm之间的圆周长度，优选在约800mm和约1800mm之间，更优选在约1200mm和约1600mm之间。真空辊外壳的厚度可优选在约25mm和约75mm之间的范围内。在吸水区Z的区域中穿透织物的平均气流可为约150m³/min每米机器宽度。离开吸引辊9的固体含量根据安装方式不同而在约25％和约55％之间，优选大于约30％，更优选大于约35％，甚至更优选大于约40％。可选的真空吸移箱13可用于确保纸体或网幅W跟随结构化织物4并与脱水织物7分离。应该注意，在第一压力场(即，真空箱5)和主压力场(即，由真空辊9形成的)中的气流的方向彼此相反。该系统还可利用一个或多个喷水单元8和一个或多个吸水箱6。

采用压带机19会使干燥度显著增加。带31应该能够维持高达约80KN/m的带张力的增加，而不被损坏也不损坏网幅质量。张力每增加20KN/m，网幅W就大致有约2％以上的干燥度。

图1所示脱水系统对脱水织物7提出了能保证排水能力增加和纸体成形均匀的高要求。脱水织物7的性能确定了系统的有效性，因为网幅W在进入压带机19时具有足够干燥度能使处理速度提高。

现参照图2，其示出了一成形织物10，该成形织物10具有与纬纱14交织的多根经纱12，以形成纸幅或纤维网幅侧层16。经纱12在顺机器方向(MD)延伸，而纬纱14在横机器方向(CD)延伸。如图2所示，箭头MD指示织物的顺机器方向。换句话说，MD方向是织物的长度，而由适当箭头表示的CD是织物的宽度。当织物为一种带的形式时，织物是连续的。

另一组经纱18和纬纱20彼此交织并形成作为临机器侧22而结束的附加层。临机器侧22通常抵靠传动辊筒或导向辊(为简化本发明的论述而未示出)，以移动带10通过预先规定的路径。交织的纬纱和经纱14和12分别形成临纸侧层24，而纬纱和经纱18和20形成临机器侧层26。层24和26由接结纱28连接，由伸出所示织物10周界的虚线示明。为简化对本发明的理解，只示出一部分接结纱28。如图2所示，接结纱28在经向或MD方向延伸，以将层24和26接结成多层织物。在MD方向上延伸的接结纱28的优点是提高织物10的排水性能。为使织物尽可能薄，MD纱线的细度要小。MD纱线直径小于0.17mm，优选小于0.15mm，优选小于0.13mm。CD纱线直径(至少在临机器侧)为大于0.22mm，以提高宽度稳定性。纱线直径的这种选择的结果是厚度优选小于0.030英寸，以强化通过织物10排水。

构成临纸侧层24和临机器侧层26的纱线是交织的，交织的方式是使织物10的渗透性宽阔地处于约300cfm和约1000cfm之间。优选的范围是约450cfm和约1000cfm之间，但最优选的范围是约525cfm至约700cfm之间，以使排水最多。空隙容积在约40％至约80％之间，优选约60％至80％。最优选的空隙容积是约65％至80％。为了控制织物10的极高脱水率，需要这种高空隙容积。

构成临纸侧层24和临机器侧层26的纱线也交织得使表面开孔面积在约20％至约60％之间，优选的开放面积在约30％至约60％之间。最优选的是约35％至约45％。这种高表面开孔面积是满足极快速脱水要求所需的。

织物还以实现特定水平的Beran纤维支撑指数(FSI)的方式交织。当用于本文时，FSI的定义见1979年4月第62卷第4期TAPPI(纸浆与造纸工业技术协会)中Robert L.Beran的“The Evaluation and Selection of FormingFabrics”，该文在此引用作为参考。所得织物的FSI的范围是约100至约FSI250，较优选的FSI为约125至约250。最优选的FSI为约150至约250。为使纤维留着、纸体成形和过快脱水而纤维支撑不足所致的气泡最小化，需要高FSI值。而这又导致纤维被拉过织物及由此形成的纸体针孔。

图2所示的织物能使纤维网幅成形和脱水的性能显著提高。图2所示的织物10具有MD接结纱28。然而，图3所示的织物30具有CD走向的接结纱。如图3所示，多根经纱32和纬纱34交织形成临纸侧层36。另外的经纱38和纬纱40交织形成临机器侧层42。由伸出织物30所绘周界的虚线表示的多根接结纱44在层36和42之间交织，形成多层织物。为了简化对本发明的理解，只示出接结纱44的一部分。尽管这种配置的渗透性不象图2所示的织物那样高，它也仍然提供了在对纤维网幅脱水方面的显著益处。

图2和3所示的组织是平纹组织，但对本领域技术人员显然的是，也可采用其他形式的组织且也仍可实现本发明的益处。由于CD纱线的优势，在机器上行进的成形织物的宽度稳定性可以实现小于1％的收缩值。织物可由用于纱线的各种各样材料形成，并且可对织物进行处理以提高寿命、稳定性和洁净度。

参照图4，其示出了由临纤维网幅侧织物48和临机器侧织物50形成的成形织物46的剖面。为简化对本发明的理解，这些织物内的经纱和纬纱的复杂组织的详情未予示出。此外，该图和接下来的各图所示的剖面是代表性的，而不是沿织物宽度截取的每个准确剖面。纤维网幅侧织物48由多根交织的纬纱52和经纱54形成，其中只示出一根经纱。机器侧织物50具有一系列交织的纬纱56和经纱58，其中只示出一根经纱。织物50的经纱58在标记62处交叉到织物48的被选纬纱52之上，以将织物48和50交织。这种情况下，经纱58有选择地连接相邻织物的纬纱，起着接结纱的作用。此外，在点62处，织物48的经纱54脱离织物48的编织图案，并用织物50的经纱58代替。对本领域的技术人员应该显然的是，只要适合于具体场合，纬纱形成接结纱的方式可以在织物整个宽度上变化。

图5示出交织接结纱以结合相邻织物的另一种形式。在图5中，纤维网幅侧织物64邻近机器侧织物66。每个织物的纬纱由彼此邻接的数字表示。接结纱68在MD方向上延伸并有选择地从一个织物层经过另一个织物层以形成两个织物层之间的接结。如图5所示，只要适合于接结织物，接结纱68经过相邻织物64中的奇数纬纱之上。织物64上部分的图案显示了经纱58经过第5根纬纱之上，接着经过第3根纬纱之上，然后返回到织物66。图5的下部分显示了织物64和66的另一部分宽度，以显示接结纱68可被交织的又一种方式。

图6示出纤维网幅侧织物70邻近机器侧织物72的另一种变型。经接结纱74在与织物70的纬纱交织时，在经过纬纱之上以前，经接结纱74先经过相邻织物中的等数量纬纱之下。因此，显示出经接结纱具备了交织各种纤维网幅侧织物和机器侧织物以及将两个织物接结在一起的双重功能。

上述结构尽管示例性提供了一种具有将水从纤维网幅侧携带的网幅上去除的优良能力的成形织物。这种优良的持水量使图1的造纸机中增补真空操作的需要减至最小(如果不是消除的话)在需要，这种增补操作会增加整个系统的复杂性和成本。

尽管已经针对至少一个实施例描述了本发明，但本发明还可以在本文公开内容的实质和范围内进行变更。因此，本申请旨在涵盖利用发明总体原理的任何变化、用途或修正。此外，本申请旨在涵盖对本公开内容的任何偏离，只要所述偏离落入本发明所涉及的并且落入所附权利要求书的限制之内的本领域已知的或通常的习惯内。

Claims (29)

1.一种用于干燥纤维网幅的造纸机，所述造纸机包括：

至少一个使纤维网幅的含水量减少的工位，所述工位具有携带网幅经过干燥装置的可渗透织物、接触网幅并被引导经过干燥装置的可渗透脱水织物，以及对可渗透织物、网幅和干燥装置上脱水织物加压的装置；

用于携带纤维网幅到所述工位之前位置的成形织物，所述成形织物包括：

交织的多根网幅侧纬纱和经纱，以形成接触纤维网幅的织物；

交织的多根机器侧纬纱和经纱，以形成所述成形织物的机器侧织物；和

多根接结纱，这些接结纱与所述多根网幅侧纱和机器侧纱在预定方向上交缠，形成具有显著渗透性的多层的成形织物。

2.如权利要求1所述的造纸机，其中所述纱以织物的渗透性在约300cfm和1000cfm之间的方式交织。

3.如权利要求1所述的造纸机，其中所述纱以织物的渗透性在约450cfm和约1000cfm之间的方式交织。

4.如权利要求1所述的造纸机，其中所述纱以织物的渗透性在约525cfm和约700cfm之间的方式交织。

5.如权利要求1所述的造纸机，其中所述纱以空隙容积在约40％和约80％之间的方式交织。

6.如权利要求1所述的造纸机，其中所述纱以空隙容积在约60％和约80％之间的方式交织。

7.如权利要求1所述的造纸机，其中所述纱以空隙容积在约65％和约80％之间的方式交织。

8.如权利要求1所述的造纸机，其中所述纱交织，使得所述纸成形织物的表面开孔面积在约20％和约60％之间。

9.如权利要求1所述的造纸机，其中所述纱交织，使得所述纸成形织物的表面开孔面积在约30％和约60％之间。

10.如权利要求1所述的造纸机，其中所述纱交织，使得所述纸成形织物的表面开孔面积在约35％和约45％之间。

11.如权利要求1所述的造纸机，其中所述纱以Beran的纤维支撑指数在约100和约250之间的方式交织。

12.如权利要求1所述的造纸机，其中所述纱以Beran的纤维支撑指数在约125和约250之间的方式交织。

13.如权利要求1所述的造纸机，其中所述纱以Beran的纤维支撑指数在约150和约250之间的方式交织。

14.如权利要求1所述的造纸机，其中为了维持所述织物的宽度稳定性，机器侧纬纱的直径大于经纱的直径。

15.如权利要求14所述的造纸机，其中织物的厚度小于.030英寸。

16.如权利要求14所述的造纸机，其中所述经纱的直径小于0.17mm。

17.如权利要求14所述的造纸机，其中所述经纱的直径小于0.15mm。

18.如权利要求14所述的造纸机，其中所述经纱的直径小于0.13mm。

19.如权利要求14所述的造纸机，其中在邻近所述织物机器侧的层中的纬纱大于0.22mm。

20.如权利要求1所述的造纸机，其中所述接结纱是经纱。

21.如权利要求1所述的造纸机，其中所述接结纱是纬纱。

22.如权利要求20所述的造纸机，其中所述经接结纱与所述织物中的一个织物的纬纱交织，并周期性地经过其他织物的纬纱之上。

23.如权利要求22所述的造纸机，其中在接结经向织物经过所述纬纱之上的点处，所述织物中的另一个织物的经向织物脱离其织物。

24.如权利要求20所述的造纸机，其中所述经接结纱在返回到第一织物之前经过所述织物中的另一个织物的多根纬纱之上。

25.如权利要求24所述的造纸机，其中所述经接结织物经过三根纬纱之上。

26.如权利要求24所述的造纸机，其中所述接结纱经过五根纬纱之上。

27.如权利要求24所述的造纸机，其中所述经接结纱经过另一个织物的四根纬纱之上。

28.如权利要求24所述的造纸机，其中所述接结纱经过选定的纬纱之间的等数量的纬纱之下，而经接结纱经过该选定的纬纱之上。

29.如权利要求24所述的造纸机，其中所述经接结纱经过选定的纬纱之间的不等数量的纬纱之下，而经接结纱经过该选定的纬纱之上。

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