CN102459731A - 超回弹性织物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于工业织物如造纸机网毯和工程织物中的结构。所述结构以各种图案包含轴向和径向弹性的中空构件以及相对无弹性的纱线。所述结构既在外加法向载荷下具有高度的可压缩性，又在移除该载荷后具有优异的回复性(回弹性或弹回)。

Description

超回弹性织物
相关申请的交叉引用
本申请是2008年12月29日提交的美国申请号12/345,466的部分连续申请，申请12/345,466要求2007年12月28日提交的美国临时专利申请序列号61/017,484的优先权，所述申请的整个内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及用在工业织物如造纸机网毯和工程织物中的结构。更具体而言，所述结构以各种图案包含可在厚度或径向上压缩并在长度或轴向上回弹的中空弹性构件以及相对无弹性的功能性纱线。这样的结构既在外加法向载荷下具有高度的可压缩性，又在移除所述载荷后具有优异的回复性(回弹性或弹回)。
背景技术
工业织物指连续环形式的环形结构，例如用作成形织物、压榨织物或干燥织物(造纸机网毯或PMC)以及加工带如用在造纸机上的靴形压榨带、轧光(calendar)带或传送带。工业织物还指用在纺织品整理工艺中的织物。工业织物还包括要求高度的可压缩性和回弹性的其他无端带。
虽然本文中的讨论总体上主要涉及造纸过程，但认为本发明的应用并不限于此。
关于这一点，举例来说，在造纸工艺过程中，纤维素纤维网通过将纤维浆料，即纤维素纤维的水分散体，沉积到造纸机成形部的移动成形织物上而形成。大量的水通过成形织物从该浆料中排出，在该成形织物的表面上留下纤维素纤维网。
新形成的纤维素纤维网从成形部行进到包含一系列压榨压区的压榨部。纤维素纤维网穿过由压榨织物支撑的压榨压区，或者，通常从两个这样的压榨织物之间穿过。在压榨压区中，纤维素纤维网经受压缩力，所述压缩力将水从中挤出，并使网中的纤维素纤维相互粘连，以将所述纤维素纤维网变成纸页。所述水被一个或更多个压榨织物接收，并且理想的是不返回到纸页上。
纸页最后行进到干燥部，所述干燥部包括至少一个系列的用蒸汽进行内部加热的可旋转烘缸或烘筒。通过干燥织物引导新形成的纸页沿蛇形轨迹依次绕过该系列缸中的每个缸，所述干燥织物使纸页紧紧靠在所述缸的表面。加热的缸通过蒸发将纸页的水含量降低至期望的水平。
应该理解，造纸机上的成形、压榨和干燥织物全都采取环形环的方式，并以传输带的方式起作用。还应该理解，造纸是以相当大的速度进行的连续过程。换言之，纤维浆料在成形部中被连续沉积到成形织物上，而新生产的纸页在从干燥部出来后被连续卷绕到辊上。
构成上述织物的重要部分的基底织物呈许多不同的形式。举例来说，可以使用一层或更多层纵向(MD)和横向(CD)纱线将基底织物织成环形或者平织并随后变成具有织造接缝的环状形式。这种织物也可以采用也是由MD纱线形成的销接缝以允许安装到造纸机上。此外，所述基底织物可以通过以下方式层合而成：将一基底织物放置于由另一基底织物所形成的环形环内，并通过本领域技术人员已知的各种方式将它们连接起来或层合到一起，例如穿过这两个基底织物针织短纤维毛层以将其彼此连接。
在造纸机网毯(PMC)中，特别是用在造纸机压榨部中的压榨织物中，该织物具有一个或更多个由纱线形成的“基底结构”以及通常至少针织进纸张接触面中的短纤维毛层。压榨织物具有初始厚度、质量以及随之产生的空隙容积(基于该质量和厚度计算出来的容积)，空隙容积等同于水处理能力。压榨织物还具有可测量的接触面积。
由于在穿过一个或更多个压榨压区时压榨织物经受法向载荷(垂直于使用中的织物平面)，因而织物也具有压缩的空隙容积和表面接触面积。虽然进行了多种尝试以改变可压缩性程度，但压榨织物随着时间的推移和数百万次的压区循环而逐渐变薄。最终，由于各种原因，诸如水处理能力不足、印痕或压力波动，而必须将其移除。当其达到其使用寿命终点时，必须将其移除并更换新的织物。
新的织物也经历其中密度不理想以及水处理低于最佳的间断期。因此，理想的压榨织物是从开始使用直到从造纸机上移除为止都具有接近恒定或稳态性能(例如水处理能力)的织物。
人们已进行多种尝试以影响压榨织物性能，尤其是可压缩性和回弹性。一种尝试是向结构中引入“弹性”纱线。其一个实例见于PCT申请WO 2004/072368 A1中。但这种方法具有缺点。可压缩性仅得益于纱线的弹性部分(在全厚度(through thickness)方向上)并因此限于此。虽然可使用较粗的纱线，但性能最终将向降低回归。此外，粗纱线较重，并且可能导致令人讨厌的纸张印痕。如果纱线是皮/芯类型，则会一直存在皮与芯脱层的危险。最终，可压缩性程度限于纱线直径的一些部分的最大值。
另一实例为美国专利申请2007/0163741 A1，其引入了连结到缝合压榨织物背面的可压缩皮/芯纱线的排列。该文献教导了所述皮是弹性体的并可提供振动阻尼效应。该文献还教导，所述纱线芯单独可为200-2000旦尼尔，直径总尺寸为0.30-1.2mm。由于其重量和潜在的印痕可能性，这样的纱线尺寸在使用中可能受到限制。
再一实例在美国专利4,350,731中披露，其教导使用包覆纱线来制成可压缩的压榨织物结构。同样，可压缩性程度和回复性程度仅得益于弹性体的包覆皮层。
此类结构的另一实例在GB 2 197 886中披露。该专利公开了可压缩纱线，所述可压缩纱线以一定的方式与功能性(拉伸)承载纱线交替以在外加法向载荷下提供不具有“结子”而具有长的织造浮线的致密准单层基底结构从而提供准非交叉基底构造。
又一实例在授予Hood的美国专利号5,087,327中公开，其涉及一种用于造纸机织物中的复合纱线。所述复合纱线包含可溶性芯，所述芯由不可溶的单丝层所围绕。
又一实例在美国专利号5,597,450中公开，其涉及一种在横向上含有中空热塑性单丝的造纸机干燥织物。
再一实例在美国公开号2002/0100572中公开，其涉及一种造纸织物，所述造纸织物具有梁构造纱线，当交织时，其将抵抗侧向、垂直和扭转变形。所述纱线的横截面为非圆形，例如I-梁、H-梁和箱形梁。
再一实例为美国专利4,781,967中所披露的结构。这样的结构被限定为相对不可压缩，因为堆叠的纱线排列相对于任何其他层不压缩也不移动。换句话说，当存在垂直于所述结构的平面的外加载荷时，除任何永久性的纱线变形外，厚度将几乎不变。如果采用弹性体(在纱线厚度方向上)作为整层中的纱线，则所述结构的可压缩性将限于该纱线直径的一些部分。
又一实例在美国专利4,555,440中披露。同样，该结构被认为不可压缩，因为当施加或移除法向载荷时全厚度几乎不变。
向织物中引入“弹性”(在厚度或径向上)纱线在一定程度上影响这些织物结构在法向载荷被移除时的回弹性或弹回。但同样，使用这些纱线，可压缩性和弹回至多限于纱线直径的一些部分。
如上所述，由于此有限的回弹性，当是新的压榨织物时，该压榨织物具有比理想所需相对更高的空隙容积以处理水。一段时间后，其将被压紧并达到最佳性能水平。但由于其回弹性有限，因而其将继续被压紧，而最终需要移除和更换。
发明内容
因此，本发明的一个主要目的是提供一种比现有技术的那些显著更可被压缩和更具回弹性并且在其整个寿命过程中保持其可压缩性和回弹性的基底结构。
关于这一点，本发明提供了一种基底支撑结构，其以数种类型的图案结合了具有优异的可压缩性和回弹性的中空弹性构件与相对无弹性的功能性纱线，以用作PMC、工业加工带、纺织品整理带以及需要高度的可压缩性和回弹性的其他带中的基底支撑结构的至少一层。
所讨论的所有实施方案都需要在其厚度或径向和长度或轴向上限定为弹性的中空构件。中空弹性构件可具有适于应用的任何形式并且可为例如单根单丝、合股的单丝或复丝、不同材料的包覆构件、多组分构件、针织构件、加捻构件或编织构件。中空弹性构件可部分地由弹性材料构成，例如其中一个组分为弹性材料的多组分构件，或者中空弹性构件可完全由弹性材料构成。中空弹性构件可具有圆形或非圆形的横截面形状。非圆形横截面形状可包括但不限于正方形、矩形、三角形、椭圆形、梯形、多边形和叶形。中空弹性构件可具有一个或更多个沿其长度或轴向延伸的孔，并且所述孔自身可具有圆形或包括正方形、矩形、三角形、椭圆形、梯形、多边形和叶形在内的非圆形横截面形状，并可具有任何适合的尺寸。好的弹性材料的实例包括但不限于聚合物如聚氨酯、橡胶或Invista以商标Lycra
Figure BDA0000129787680000041
出售的那些或Lubrizol以商标Estane
Figure BDA0000129787680000042
出售的那些。
第一实施方案采用的结构的最简单形式如下所述。作为最上层的层(1)为平行的功能性纱线的排列。功能性纱线可包括本领域普通技术人员已知的任何类型的纱线。例如，如果其取向为纵向或运行方向，则其可为拉伸承载纱线。其同样可根据本领域技术人员已知的特定应用所需而具有任意尺寸、形状、材料或形式。对于压榨织物结构，聚酰胺会是期望的聚合物选择。下一层(2)是取向为与纱线层(1)正交或成90度的构件的平行排列。这些是所需的中空弹性构件。第三层(3)也是功能性纱线的平行排列，这些功能性纱线位于层(2)的相反侧并取向为与层(2)正交。但层(3)中的纱线布置为使各根层(3)纱线与两根相邻的层(1)纱线之间的间隔对齐。换句话说，这种设计可被归为“非交叉”一类，因为MD和CD上的纱线和构件不相互交织，而是彼此正交堆叠并位于单独的平面中。这些排列以一定的方式保持在一起。例如，可将其连到纤维层上，如前面提到的美国专利4,781,967中所披露的，该专利的全部内容通过引用并入本文中，或者可通过使用本领域技术人员已知的胶、粘合剂或热熔合/焊接方法将一层中的纱线/构件与相邻层中的纱线/构件在其接触的点处连接。
注意，纱线体系(1)和(3)可以彼此相同或者其可以在材料、形式、形状等方面不同。仅要求层(3)中的纱线间隔开以适配在层(1)的相邻纱线之间即可，或反之亦然。
还应注意，层(1)和(3)的纱线数量之间不必为一比一的关系，层(3)中的纱线数量可以仅为层(1)中的纱线数量的几分之一，或反之亦然。例如，层(3)可仅含层(1)的纱线的一半，使得在使用中时层(3)的纱线之间有间隔，从而产生附加的空隙容积/水处理能力/除水能力。另一实施方案与上述相同，但具有可与层(2)中的中空弹性构件交替的织造接结纱。接结纱可改为在MD上，或者在MD和CD二者上。然后可通过本领域技术人员已知的方法向该结构的至少纸张接触侧上施加毛层。
因此，本文中描述的是一种可压缩的回弹性工业织物，所述织物包含多个基本平行的横向(CD)纱线/构件和多个基本平行的纵向(MD)纱线/构件。任何数量的这些纱线/构件(CD和MD中任一或二者上)可包括轴向和径向弹性材料。但是除接结纱外，一个层的所有构件必须都是上述中空弹性构件，所述接结纱可与该层中的中空弹性构件交替。例如，在MD/CD/MD构造中，所有CD构件必须都是中空弹性构件，有或没有交替的接结纱均可。织物可包含：在CD或MD方向上延伸的平行的功能性纱线的第一层；在第一层的一侧上的平行构件的第二层，第二层的构件在不同于第一层的CD或MD方向上延伸并包含具有优异的可压缩性和回弹性的中空弹性构件；和相对于第一层位于第二层的相反侧上并与第一层中的那些在相同的方向上延伸的平行的功能性纱线的第三层。第三层的平行纱线排列成使其嵌套在第一层的平行纱线之间产生的间隔之间。织物可包含接结纱体系。在可压缩的回弹性织物中，第三层中纱线的数量可少于第一层中纱线的数量。第二层的中空弹性构件也可与第一和第三层的那些正交。在织物中，第二层的中空弹性构件可与第一和第三层的构件成小于90度的角，例如成45度角。
织物还可包含与第二层在相同方向上的平行的中空弹性构件的第四层，所述中空弹性构件包含中空弹性材料；以及与第一层在相同方向上的平行的功能性纱线的第五层，其中第五层的功能性纱线在全厚度方向上排列在与第一层的功能性纱线相同的竖直平面中。
在另一实施方案中，织物可包括层合结构。例如，织物可包含其间具有中空弹性构件层/排列的两个独立织造的织物层。作为另一实例，织物包含在层合物的两个织造层之间织造的接结纱体系。在另一实施方案中，织物的接结纱体系和中空弹性构件可在相同的方向上，例如CD上，并且可彼此交替。在这样的实施方案中，中空弹性构件的层可在双层构造内部。
回弹性可压缩织物可形成为或引入到任何数量的成品织物中，包括：造纸机网毯，例如成形织物、压榨织物、干燥织物、通透式干燥织物、靴形压榨带基底、轧光带基底或传送带基底；工程织物基底；或用于通过工艺如气流成网、熔喷、纺粘和水刺生产非织造物中的织物；或工业加工带如纺织品整理带或需要高度的可压缩性和回弹性的其他带。当所述织物为干燥织物的基底时，干燥织物可包括织物的背面或非纸张接触侧，所述背面包括倾斜的部件。
在另一实施方案中，织物为可压缩的回弹性工业织物，其中所述织物包含：纵向(MD)和/或横向(CD)上的多根功能性纱线的一个或更多个层，和散布在所述多根功能性纱线的一个或更多个层之间的多个中空弹性(轴向和径向上)构件的一个或更多个层。交织任何数量的MD纱线和CD纱线以形成织造织物。所述织物还可包括多根接结纱。此外，所述织物可包括2-8-梭口图案。可压缩的回弹性织物可被织成平织织物、环形织物和机上可接缝织物中的任何一种。在一个实施方案中，织物可包括层合结构。例如，织物可包含其间具有本发明的可压缩的回弹性织物的两个织造层。作为另一实例，织物可包含在层合物的层之间织造的接结纱。在另一实施方案中，织物的接结纱和中空弹性构件可在相同的方向上，例如CD上。接结纱可改为在MD方向上，或者MD和CD二者上。在这样的实施方案中，中空弹性构件的层可在双层构造内部。中空弹性构件优选比接结纱粗(大)。此外，织物可在CD和MD上包含中空弹性构件，其中接结纱比中空弹性构件小。
交织的回弹性可压缩织物可形成为或引入到任何数量的成品织物中，包括：造纸机网毯，例如成形织物、压榨织物、干燥织物、通透式干燥织物、靴形压榨带基底、轧光带基底或传送带基底；工程织物基底；或用于通过工艺如气流成网、熔喷、纺粘和水刺生产非织造物中的织物；或工业加工带如纺织品整理带或需要高度的可压缩性和回弹性的其他带。当所述织物为干燥织物的基底时，干燥织物可包括织物的背面或非纸张接触侧，所述背面包括倾斜的部件。
附图说明
因而通过本发明将实现其目的和优点，应当结合附图进行说明，在附图中：
图1为结合本发明的教导的织物的顶视图；
图2为图1中所示织物处于未压缩状态的侧视图；
图3为图1中所示织物处于压缩状态的侧视图；
图4A-B分别为本发明的织物的另一实施方案的侧视图和剖面图；
图5为根据本发明的又一实施方案的干燥织物；
图6为本发明的另一实施方案的顶视图；
图7示意另一实施方案，示出了包含中空弹性材料的多组分卷绕构件，用于具有2层构造的织物；
图8A示出了层合织物的一个实施方案；
图8B示出了织造的“非交叉”基底织物；
图9示出了包含CD接结纱的5-层可压缩回弹性织物；
图10示意了织物的另一实施方案；
图11A-11E示出了织物实施方案的另一交织变型；和
图12示出了本发明的中空弹性构件的不同横截面。
发明详述
首先，虽然讨论的是压榨织物，但如上所述，本发明还可应用于其他类型的织物或带，包括成形织物、干燥织物、通透式干燥织物、靴形压榨带、轧光带或传送带；工程织物；或用于通过工艺如气流成网、熔喷、纺粘和水刺生产非织造物中的织物；或工业加工带如纺织品整理带或需要高度的可压缩性和回弹性的其他带。
本文中讨论的所有实施方案都需要在其厚度或径向和长度或轴向上限定为弹性的中空构件。所述中空弹性构件可具有适于应用的任何形式，并且可为例如单根单丝、合股的单丝或复丝、不同材料的包覆构件、多组分构件、针织构件、加捻构件或编织构件。中空弹性构件可部分地由弹性材料构成，例如其中一个组分为弹性材料的多组分构件，或者所述中空弹性构件可完全由弹性材料构成。中空弹性构件可具有圆形或非圆形的横截面形状。非圆形横截面形状可包括但不限于正方形、矩形、三角形、椭圆形、梯形、多边形和叶形。中空弹性构件可具有一个或更多个沿其长度或轴向延伸的孔，并且所述孔自身可具有圆形或包括正方形、矩形、三角形、椭圆形、梯形、多边形和叶形在内的非圆形横截面形状，并可具有任何适合的尺寸。图12中示出了中空弹性构件的横截面形状的一些非限制性实例。应指出，本发明的中空弹性构件比具有相同外径但无任何沿其长度或轴向延伸的孔的弹性构件重量轻并且更可压缩(在厚度方向上)。一些好的弹性材料的实例包括但不限于聚合物如聚氨酯、橡胶或Invista以商标Lycra
Figure BDA0000129787680000081
出售的那些或Lubrizol以商标Estane
Figure BDA0000129787680000082
出售的那些。
现在更具体地参照附图。例如，图1中示出了压榨织物基底结构10，压榨织物基底结构10具有由取向为纵向或延伸方向的功能性纱线14的平行排列组成的第一或顶(1)层12。其可具有适于目的的任何尺寸、形状、材料或形式。这一点适用于本文中提及的所有纱线。
提供的中空弹性构件18的第二或中间(2)层16取向为与第一层12正交或成90度。中空弹性构件18具有前述弹性特征。
由功能性纱线22组成的第三或底(3)层20以与层16正交的平行排列的形式提供。层20中的纱线22布置或排列在顶(1)层12中的纱线14之间的间隔内。
相邻层的纱线/构件可如前所述以适于目的的多种方式连接。可用本领域已知的技术向顶(纸张侧)表面和/或底表面施加毛层(未示出)。
随着压榨织物进入造纸机上的压榨压区而被施加压缩载荷时，中空弹性构件18将伸展，从而使得纱线14和22可朝着彼此移动并“嵌套”在彼此之间，实际几乎在同一平面中，如图3中所示。在该点处，层16中的中空弹性构件18适形于该嵌套并且绕顶层12和底层20中的纱线14、22弯曲且变平。随着织物离开压区而移除载荷，由于构件18的弹性行为，其将使纱线层12和20彼此相背移开或“弹回”，从而使织物回复其所需的厚度和松散性(openness)，如图2中所示。因此，在法向未压缩状态下总厚度为纱线14的厚度加纱线22的厚度加中空弹性构件18的厚度的织物可压缩和回弹到几乎完整的纱线厚度，即在压缩状态下失去的厚度为中空弹性构件18的一些部分，织物可几乎与纱线14或22的较粗直径一样薄。
这些性质很重要，因为其将影响：载荷下压力分布的均匀性以及总的接触面积；由于织物容易压缩至所需的压区空隙容积，因而能够快速启动；由于结构起到阻尼“弹簧”的作用，因而有振动阻尼效果；在后中部压区除水的膨胀阶段的过程中，厚度的快速回复可有助于使回湿最小化。
需要指出的是，在使用中的织物中，层12和20的构件排列既可取向为MD方向又可取向为CD方向，并且层16的中空弹性构件排列也是如此。还需要指出的是，虽然在一些附图中功能性纱线14、22示意为具有正方形横截面，但其可以具有适于目的的任何尺寸、形状、材料或形式。
在与上面相似的另一实施方案中，纱线层12和20具有与上面相同的位置和相对取向/间隔，但中空弹性构件层16取向为与层12和20成小于90度的角，优选成45度角。
另一实施方案采用与上面相似的原理，但所述结构用共同待决的美国申请号11/893,874中教导的工艺来制造，该申请的整个内容通过引用并入本文中。在该实施方案中，根据’874申请中公开的方法产生功能性(例如拉伸承载的)MD纱线的全长度、全宽度排列。将CD方向上的另一所需中空弹性构件层连接到此排列。这些CD中空弹性构件可与MD纱线正交或成小于90度的角。然后当根据所述申请中的方法折叠织物时，纱线层12和20形成为将两个中空弹性构件层18包夹在中间，这两个层18一个在另一个上面垂直堆叠或彼此成锐角交叉。折叠后MD纱线的间隔必须布置成允许纱线“嵌套”，如前面的实施方案中所述。当用作压榨织物时，可向至少一个表面连接额外的毛层纤维以进一步加固该结构。
在另一实施方案中，与前面提到的美国专利4,555,440中的教导相似地织造一种结构，该专利的整个内容通过引用并入本文中。在本申请中，出于示意的目的，图1仅示出了在一个方向上的两个纱线层12和20以及在另一正交方向上的一个中空弹性构件层16。通过用接结纱24如图1中所示织造，使所述结构保持在一起。但应指出，层12、16和20不彼此织造，而是仅以正交方向一个堆叠在另一个之上。还应指出，织入的接结纱既可在MD方向上，又可在CD方向上，并且可与中空弹性构件18平行地延伸为例如与中空弹性构件18交替，或与中空弹性构件18正交。纱线层12和20为功能性纱线。如果其为MD纱线，则其中一层或两层可以是拉伸承载纱线。它们的形状、形式、材料等可以彼此相同或不同。层16具有中空弹性构件。同样，纱线14和22相对于彼此的间隔必须这样以允许“嵌套”。接结纱24可仅起到接结纱的作用，或者还可以用作功能性纱线，这样可例如积极地影响CD织物稳定性。如在上面的其他实施方案中一样，当用作例如压榨织物时，可向至少一个表面施加毛层。取决于应用，也可向所述结构层合多孔或无孔膜而不是毛层。所述结构可在任一或两个表面上具有涂层，并且涂层也可部分地或完全地封装或浸渍整个结构。
当垂直于织物平面施加载荷时，纱线层12和20将朝向彼此移动并“嵌套”，从而允许将基底织物几乎压缩至完全的纱线直径。更重要的是，随着载荷的移除，中空弹性构件18将“弹回”，使得纱线层12和20彼此相背移开，并且使得织物恢复其最初的形状和厚度。
此外，可以有超过两个功能性MD纱线层和超过一个CD纱线层，如图4A中所示。例如，具有三个MD纱线层时，三个纱线层中的两个必须相对于彼此间隔开以允许嵌套。例如，顶层和中间层可取向为使中间层中的纱线适配在顶层的两根相邻纱线之间的间隔中并且底层中的纱线与顶层或中间层以垂直取向堆叠。此外，两个CD层均可包含中空弹性构件，或者仅一个层可以包含中空弹性构件而另一个层可以是功能性纱线层以有助于CD稳定性或提供载荷下较高程度的空隙容积。同样，顶层、中间层和底层中的纱线的形式、材料、形状等可以彼此相同或不同。
“非交叉”织造结构的另一变型示于图4B中，在其中，基底基材10示意为包含在大致平行的平面中的五个层，每个层包含多个平行纱线/构件。第一、第三和第五层(即层12、20和28)的纱线取向为例如纵向，而第二和第四层(即层16和26)的中空弹性构件取向为例如横向。如图中所示，第三层20中的MD功能性纱线22以上述方式间隔开以使其落在第一层12和第五层28的纱线14之间，从而实现上述“嵌套”。第二层16和第四层26包含中空弹性构件18。接结纱24布置在例如CD方向上，但其也可布置在MD方向上。虽然本文中描述的一些实施方案具有取向为纵向的第一、第三和第五层并且第二和第四层的中空弹性构件取向为横向，但这些层可互换地使用，只要有至少一个拉伸承载纱线的MD层来为使用中的结构提供足够的强度和耐拉伸性即可。举例来说，第一和第五层可以取向为横向，而第二和第四层的中空弹性构件与第三层的功能性纱线可一起取向为纵向。与之类似，接结纱24可根据需要布置在CD方向或MD方向或二者上。
层12、16、20、26和28不是交织的，如图4A中所示。而是使用了一根或多根较细的线或接结纱24将这些层竖直地接结在一起。例如，可以使用两根线24′和24″来将中心或中间层的纱线与顶层和底层分别接结。这种类型的构造确保这些层的各根纱线不会横向移位。接结纱24′和24″可从一排到另一排交替，各排在例如横向上延伸。
根据本发明的另一实施方案，可采用所有上述结构来制造材料的螺旋卷绕条带，如美国专利5,360,656中所披露，该专利的整个内容通过引用并入本文中。
所有上述结构可以制成为在纵向上为环形的。其也可具有接缝以便具有机上接缝能力。美国专利号4,979,543中教导了一种在“非交叉”结构中制造这样的接缝的方法，该专利的整个内容通过引用并入本文中。
同样需要指出的是，中空弹性构件的层可以用在MD层或CD层中或MD层和CD层二者中，只要有至少一个拉伸承载纱线的MD层来为使用中的结构提供足够的强度和耐拉伸性即可。
而且，压缩/回弹性的程度由如下因素控制：所需弹性构件的弹性，弹性构件的层数，各个弹性构件层中的弹性构件的尺寸、形状和数量，当然还有结构自身的整体性(totality)。本发明的结构还可以是层合物的一部分，其上连接其他纱线排列或基底织物。
此外，在干燥织物的情况下，附图中所示的三层实施方案可能特别有利，原因在于随着织物结构绕辊(例如烘缸)穿过，干燥织物中的纱线将至少部分地嵌套，从而增大纸张与烘缸表面的接触面积并因此改善传热。这是由于随着干燥织物绕辊穿行时MD张力的暂时增大而不是由于任何垂直于织物的外加载荷所致。根据另一实施方案，本发明涉及一种干燥织物的支撑层，其中本发明的织物形成干燥织物的纸张侧部件，例如图5中所示。在该织物中，“倾斜的”或背面为织物的非纸张接触侧。该侧“切断(chop up)”干燥部袋区中的层流并引起“竖向流”，减少轴向(朝向侧面)或CD方向的空气流，并有助于质量传递。在这样的布置中，支撑织物在烘缸上压缩，从而增大纸张与烘缸的接触面积并因此改善传热。因此，本实施方案形成改进的干燥织物，所述织物具有针对传热的促进和优化而巧妙设计的纸张侧以及针对质量传递的促进和优化而巧妙设计的背面。所述结构可以是一体式织造结构、层合物或二者的组合。
在又一实施方案中，织物可以是织造的，织物的层可各自通过混合不同的织样循环或梭口图案来形成。作为背景，在平织中，经纱或MD纱线穿过综片，织样图案通过升高和降低每一根经向纱线的综片位置、随后将纬线或纬纱插入因升高或降低经纱或MD纱线所产生的梭口中而产生。织样图案循环之前相交的纱线数量称为梭口。基于这种认识，平纹织样在织机上采用例如两个梭口来改变经纱位置并因此可被称为两梭口织样图案。相应地，本发明的织物可用2、4、6或8梭口织样图案等进行构造。
图6示出了例如具有0.35mm MD纱线的2-梭口织样图案；该图示出了中空弹性体纱线18和接结纱24的两种不同密度。为了用中空弹性构件18织造例如5-层织物的2-梭口表面，可使用16综(harness)(16/4＝4，4/2＝2梭口)图案。在一个示例性设计中，顶层图案可以是用于织物的可机上接缝版本的成圈纱线的2-梭口。可机上接缝织物可用美国专利号3,815,645中公开的方法形成，该专利的整个内容通过引用并入本文中。2-梭口中成圈纱线的纬纱数可与例如4-梭口图案中相同以保持线圈强度。在另一实例中，2-层4/8-梭口织样可以用4股Lycra
Figure BDA0000129787680000121
或Estane
Figure BDA0000129787680000122
中空弹性构件作为纬线。或者，根据一个实施方案，本发明的织物可被织造为环形或无缝的，因为MD方向上铺设的功能性纱线可以连续方式插入作为纬线或纬纱，而中空弹性构件和接结纱的一个或更多个层可以包括织物的经纱。
示意织物的其他实施方案的图7中示出了用于具有2层构造的织物的多组分卷绕的中空弹性构件，所述中空弹性构件包含弹性材料16。图8中示出了织物的层合结构的实施方案。图8A示出了一种基底织物，其中中空弹性构件18和功能性纱线14、22层合在两个织物之间。
图8B示出了织造的“非交叉”基底。该基底显示出中空弹性构件18和功能性纱线14、22以及接结纱24。本发明还涵盖其他实施方案，其中中空弹性构件可以是针织构件而不是合股/加捻构件。
在另一实施方案中，图9示出了包含CD接结纱24的5-层可压缩回弹性织物。包含在CD方向上延伸的中空弹性构件18的构件层16布置在第一纱线层12和第三纱线层20之间。包含中空弹性构件18的第四层26的构件布置为使其与第二层16的平行中空弹性构件在竖直平面中处于交替的间隔中。第五层28的纱线14处于与第一层12的纱线14相同的竖直平面中。如图中所示，各根CD接结纱24交替地在第一和第五层中三根平行纱线的上方和下方织造，并在MD方向上间隔开以便由第一层12和第五层28的各根纱线14产生长浮线。如图所示，中空弹性构件在双层织造构造内，其可采用16综进行环形织造或采用8综进行平织。根据该实施方案织造的织物可使用单根或单丝经纱或4股/加捻型经纱。还可以使用两种不同尺寸的经纱/构件：包括中空弹性构件18的较粗(较大)经纱，和用于接结纱24的较小经纱。图9中所示织物还可用两个单独的经轴形成；例如，包括中空弹性构件18的较粗经纱在一个经轴上，而包括接结纱24的较小经纱在另一经轴上。但如果不需要两个经轴，则可使较小的接结纱与中空弹性经纱构件在同一经轴上交替。
织造必须允许中空弹性构件伸展和压缩，并且基底在法向载荷下压缩，然后在移除载荷后“弹回”。
图10示意了另一实施方案。如其中所示，每两个循环，第一层12中的纱线14的四个末端织在中空弹性构件18的层16、20、26上方，并转换成两层接结纱，并且每两个循环，纱线14的四个末端织在层16、20、26下方并且转换成两层接结纱。每层不必由中空弹性构件构成。但织物结构应包括至少一个中空弹性构件的层以便具有所需的“弹回”性能。
图11A-11E中示出了织物实施方案的其他变型，构造的织物具有或多或少的MD卷曲织样并在内部层中具有中空弹性构件。图中示出了中空弹性构件18的三个层12、16、20：顶层12和底层20在CD上延伸，而中间层16的长度方向排列在MD上。成圈或接结纱24(对于机上可接缝的)行进或织造穿过所示结构，其中在最上面的表面上，纱线24在顶部CD层12的中空弹性构件18中的两个上方延伸，然后向下穿以在成排列的中空弹性构件的底层20中的单个CD中空弹性构件18下方成环，并从这里再次向上穿。如图所示，接结纱24形成为具有卷曲30，从而在织物的表面上产生长浮线并在织物的机器侧或非纸张接触侧上产生小结子。但是，中空弹性构件的织样和铺设必须使中空弹性构件在基底织物被施加法向载荷时压缩并且在移除该载荷后基底织物将“弹回”。
鉴于本文中的公开，本发明的变型对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的，但这样的变型不超出所附权利要求的范围之外。

Claims (41)

1.一种可压缩的回弹性工业织物，其中所述织物包含：
多根基本平行的横向(CD)纱线；
多根基本平行的纵向(MD)纱线；和
在CD和或/MD上的多个基本平行的中空弹性构件；
其中所述中空弹性构件在其厚度或径向以及长度或轴向上是弹性的。
2.根据权利要求1所述的织物，其中所述织物包含：
在CD或MD方向上延伸的所述平行纱线的第一层；
在所述第一层的一侧上的所述中空弹性构件的第二层，所述第二层的中空弹性构件在不同于所述第一层的CD或MD方向上延伸；和
相对于所述第一层位于所述第二层的相反侧上并且与所述第一层的那些平行纱线在相同的方向上延伸的所述平行纱线的第三层，
其中所述第三层的所述平行纱线排列成使其嵌套在所述第一层的平行纱线之间所产生的间隔之间。
3.根据权利要求2所述的织物，其中所述织物还包含：
接结纱体系，其中所述接结纱将所述第一层、第二层和第三层接结在一起。
4.根据权利要求2所述的织物，其中所述第三层中的纱线数量少于所述第一层中的纱线数量。
5.根据权利要求2所述的织物，其中所述第二层的所述中空弹性构件与所述第一层和第三层的那些正交。
6.根据权利要求2所述的织物，其中所述第二层的所述中空弹性构件与所述第一层和第三层成小于90度的角。
7.根据权利要求6所述的织物，其中所述中空弹性构件在45度的角度上。
8.根据权利要求1所述的织物，其中所述织物包含：
在与所述第二层相同方向上的平行的中空弹性构件的第四层；和
在与所述第一层相同方向上的平行纱线的第五层，其中所述第五层的纱线在全厚度方向上排列在与所述第一层相同的竖直平面中。
9.根据权利要求1所述的织物，其中所述中空弹性构件选自：单丝、复丝、合股的单丝或复丝、不同材料的包覆构件、针织构件、加捻构件、多组分构件和编织构件。
10.根据权利要求1所述的织物，其中所述中空弹性构件选自：聚氨酯、橡胶、Lycra
Figure FDA0000129787670000021
和Estane
Figure FDA0000129787670000022
11.根据权利要求1所述的织物，其中所述中空弹性构件选自具有不同几何形状构造的横截面的构件。
12.根据权利要求11所述的织物，其中所述中空弹性构件选自：圆形、非圆形、正方形、矩形、三角形、椭圆形、多边形、梯形和叶形。
13.根据权利要求1所述的织物，其中所述中空弹性构件具有一个或更多个沿其长度或轴向延伸的孔。
14.根据权利要求13所述的织物，其中所述一个或更多个孔选自：圆形、非圆形、正方形、矩形、三角形、椭圆形、梯形、多边形和叶形。
15.根据权利要求1所述的织物，其中所述织物包含层合结构。
16.根据权利要求15所述的织物，其中所述织物包含其间具有弹性中空构件层的两个织造层。
17.根据权利要求15所述的织物，其中所述织物包含在所述层合物的层之间织造的接结纱体系。
18.根据权利要求3所述的织物，其中所述接结纱和所述中空弹性构件在相同的方向上。
19.根据权利要求3所述的织物，其中所述中空弹性构件和所述接结纱布置在CD上并且彼此交替。
20.根据权利要求15所述的织物，其中所述中空弹性构件的层在双层构造内。
21.根据权利要求1所述的织物，其中所述织物选自如下织物：
造纸机网毯；
成形织物；
压榨织物；
干燥织物；
通透式干燥织物；
靴形压榨带基底；
轧光带基底；
工程织物基底；
传送带基底；
用于通过工艺如气流成网、熔喷、纺粘和水刺生产非织造物中的带；和工业加工带如纺织品整理带。
22.根据权利要求1所述的织物，其中所述织物为用于干燥织物的层合物基底，由此所述干燥织物还包含：
所述织物的背面或非纸张接触侧，所述背面包括倾斜的部件。
23.一种可压缩的回弹性工业织物，其中所述织物包含：
多根横向(CD)纱线；
多根纵向(MD)纱线；
多个中空弹性构件；
其中任意数量的所述MD纱线、CD纱线和中空弹性构件交织形成织造织物；以及
其中所述中空弹性构件在其厚度或径向以及长度或轴向上是弹性的，并且其中所述中空弹性构件能够伸展和压缩以便所述织物在法向载荷下压缩并在移除所述载荷后弹回。
24.根据权利要求23所述的织物，其中所述织物还包含：
接结纱体系。
25.根据权利要求23所述的织物，其中所述中空弹性构件选自：单丝、复丝、合股的单丝或复丝、包覆构件、针织构件、加捻构件、多组分构件和编织构件。
26.根据权利要求23所述的织物，其中所述中空弹性构件选自：聚氨酯、橡胶、Lycra
Figure FDA0000129787670000031
和Estane
27.根据权利要求23所述的织物，其中所述中空弹性构件选自具有不同几何形状构造的横截面的构件。
28.根据权利要求27所述的织物，其中所述中空弹性构件选自：圆形、非圆形、正方形、矩形、三角形、椭圆形、多边形、梯形和叶形。
29.根据权利要求23所述的织物，其中所述中空弹性构件具有一个或更多个沿其长度或轴向延伸的孔。
30.根据权利要求29所述的织物，其中所述一个或更多个孔选自：圆形、非圆形、正方形、矩形、三角形、椭圆形、梯形、多边形和叶形。
31.根据权利要求23所述的织物，其中所述织物包含2-8-梭口图案。
32.根据权利要求23所述的织物，其中所述织物被结合到选自如下的织物中或形成为选自如下的织物：
平织织物；
环形织物；和
机上可接缝织物。
33.根据权利要求23所述的织物，其中所述织物包含层合结构。
34.根据权利要求33所述的织物，其中所述织物包含其间具有弹性中空构件织物的两个织造层。
35.根据权利要求33所述的织物，其中所述织物包含在所述层合物的层之间织造的接结纱体系。
36.根据权利要求24所述的织物，其中所述接结纱和所述中空弹性构件在相同的方向上。
37.根据权利要求36所述的织物，其中所述中空弹性构件和所述接结纱在CD上并且彼此交替。
38.根据权利要求36所述的织物，其中所述中空弹性构件的层在双层构造内。
39.根据权利要求36所述的织物，其中所述织物包含：
由较粗(较大)经纱构成的所述中空弹性构件；和
由比所述中空弹性构件的经纱小的经纱构成的接结纱。
40.根据权利要求23所述的织物，其中所述织物被结合到选自如下织物的织物中或形成为选自如下织物的织物：
造纸机网毯；
成形织物；
压榨织物；
干燥织物；
通透式干燥织物；
靴形压榨带基底；
轧光带基底；
工程织物基底；
传送带基底；
用于通过工艺如气流成网、熔喷、纺粘和水刺生产非织造物中的带；和
工业加工带如纺织品整理带。
41.根据权利要求23所述的织物，其中所述织物为用于干燥织物的层合物基底，由此所述干燥织物还包含：
所述织物的背面或非纸张接触侧，所述背面包括倾斜的部件。
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