CN1082112C - 织物 - Google Patents

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Abstract

一种多层织物，该多层织物的纸侧表面纬纱与下层表面纬纱比率大于1，其中所有纸侧表面纬纱都与经纱以相同的方式交织。纸侧表面纬纱与相邻的纸侧表面纬纱间歇地加强，并具有一个平均侧向弯曲率值，该值大于1.62，使得织物的空气透气率在1/2英寸水压下小于275c.f.m。

Description

织物
本发明涉及一些织物，这些织物尤其适用于造纸机用织物，特别理想地用于造纸机的成形部位，但是并不局限于这种使用。
原先的合成成形织物采用一套经纱系统和一套纬纱系统。然而这些通常所说的单层织物有变窄和延伸的趋势，因而会影响到纸的生产率和机器性能。通常所说的多层织物就应运而生，它可以克服单层织物的较差的尺寸稳定性。在以上那些多层造纸机用织物中，被称为双层织物的多层织物已经成为最普通的成形织物。双层织物采用一套经纱系统与两套不同的纬纱系统交织而成。经纱系统具有比现有技术的单层织物具有的经纱系统更多的经纱材料，以利于织物的尺寸稳定性。
除了提高了织物的稳定性以外，两层织物还提供了其它优于单层织物的优点。这些优点均来源於两套分开的纬纱系统。
受磨损一侧的纬纱系统保护了承受载荷的经纱，这种保护是通过产生较长的“浮线”(floats)与造纸机的脱水元件相接触而实现的。另外，因为受磨损一侧的纬纱永远不出现在纸侧，因而可以采用相对较粗的纱线，从而提供大量的材料来承受磨损。通过此种方式，可以获得提高的织物寿命而又不会带来网印缺陷。
纸侧的纬纱系统与经纱交织在一起而形成一个表面，用于纸幅的成形、脱水和释放。因为这些纬纱不出现在织物受磨损一侧，因而可以采用相对较细的纬纱来减少网印的产生。从而可以提高造纸性能。
其后，采用交织花纹的单层织物被制造出来，其同样也能够提高织物的尺寸稳定性。例如，US 4518644中教导通过采用如下的方式而获得相对稳定的单层织物，即使得：“经纱和/或纬纱在织物的平面内改变它们在织物中的行进路线”。所产生的侧向弯曲给原先的织物纱线的三维方向，即机器方向，机器方向的横向和竖直向，增加了一个明显的“斜纹”(diagonal)外观。侧向弯曲具有足够的尺寸使得相邻的纱线间歇性地接触从而获得一个加强效果。
通过这种方式能够提高单层织物的稳定性。然而，由于这种结构的织物仍然仅仅具有一个经纬纱系统，它不可能同时获得造纸和抗磨损性能的提高，而这两种性能的提高在双层结构织物中是具有的。
另外，US 4518644具有名确的目的，即获得一种一种单层织物，其具有最大的厚度，最大的内部容量和最小的开口面积(从垂直面上看)。现在已经得知，前两种性能有助于在织物体内留住水份。
在Gap Former machine中，织物对水份的滞留性能极不理想。这种机器以相对较高的速度运转，具有比较短的脱水部位，该脱水部位用于在此将纸幅中的水份脱去。因而这种机器趋于制造不理想的高水份含量的纸层。由于物孔隙中滞留水份会将纸幅再一次弄湿，上述问题将变得更加严重。基於这一考虑，用于现代造纸机中的织物的理想结构应具有相对较薄的厚度和较低的孔隙体积。
在US 4518644中描述的单层结构织物也保持了一个高的渗透性，该渗透性标明了对於细屑和填充物的保持来说，织物的相对敞开性能和约束性能。
后来人们需要纸张具有一些性能，例如，改进了的打印性能。人们意识到能够满足要求的纸可以通过采用双层织物而获得，所述双层织物其增加了的纸侧与受磨损一侧的纬纱比为2∶1。由此，EP0085363考虑在织物的纸侧增加一套“浮线”纬纱来提高织物的阻挡性能和造纸性能。
在EP 0085363中所述的那套浮线纬纱其直径实际上比与之交替设置的那套平行的纸侧的主体纬纱的直径要小。最好，浮线纬纱的直经为平行交织纬纱的50～70％。
主体纬纱与经纱相互交织在一起，而与主体纬纱相反，浮线纬纱不与经纱发生交织。由于织物纸侧的两套纬纱在弯曲花纹和纬纱直径方面的差别，当这两套纬纱采用相同性能材料时，它们在织物纸侧表面就不可能获得大致相同的高度。
作为一个理想的造纸机织物，它应当具有一个好的造纸表面，该好的造纸表面具有许多规则分布的支撑点。为了给纤维层或纸层提供主要的有效支撑，这些支撑点必须具有相同的高度。因此，在EP0085363中所描述的结构中必须采用热收缩性能截然不同的材料，以使得位于织物纸侧的两套纬纱在这一侧表面上大体处于相同的高度。
根据EP 0085363而形成的结构的另外一个缺点就是它们的相对不稳定性。这种结构的相对不稳定是由于以下原因；“浮线”纬纱采用较细的直径，在两层结构中，该层“浮线”纬纱一般占有整个纬纱层的三分之一，并且该层“浮线”纬纱不与经纱交织。
因而，这种结构包含有比较少数量的纱线交织点，由此使得相邻的经纱相对较容易改变其位置。这种剪切运动的表现就是，在非线磨损或不规则磨损的造纸机上，这种织物结构会明显的变窄。
织物的变窄会导致经纱排列密度的改变，而这种经纱排列密度的改变又会引起在整个织物宽度上的不均匀的排水。这种织物也易于在机器方向上波动。这种波动尤其在Gap Former机上会产生问题，这种机器采用封闭的成形区域，易于在机器方向上形成带“条纹”的纸。因而，一种理想的成形织物应具有高的抗剪切扭曲的结构。
US 4739803中公开了一种两层织物，其纬纱比率为2∶1，其中所有的纬纱都与经纱进行交织，因而抗剪切性能被加强了。然而，与先前的那种纬纱比为2∶1的带有浮线纬纱的织物一样，这里公开的两层织物在其纸侧交替着两套纬纱。第一套纬纱被支持在一个弯曲的凹部，而第二套纬纱被支持在象剪刀一样的经纱之间。因此，在织物的纸侧就产生了两套支撑点。这样获得的两套支撑点具有不同的高度。
为了减轻如US 4739803中所述织物的纸侧的支撑点的高度差异，从而优化对纸层的支撑，两套纸浆一侧的纬纱被须具有不同的直径和/或采用不同的材料和/或不同的热收缩性能。因而，必须严格控制原材料和生产过程，以获得理想的织物。
正如以上所述，为了减小纸层的重新被弄湿，需要避免织物高的孔隙含量和大的织物的厚度。然而，到目前为止所描述的现有技术的双层织物都保持了相对较高的孔隙含量和厚度。
尽管在US 4739803中描述的织物结构中至少在一些纸侧的纬纱上具有了一定程度的侧向弯曲，但其中没有提到纬纱加强作用。
另外所述过的两个现有技术织物保持了高的渗透性。
织物的透气性能够表明纸浆一侧的敞开性。一个高度敞开的织物表面能引起过度的纤维渗透，从而引起织物排水通道的堵塞。由此会产生不理想的相糙的纸张表面。
另外，由于这种结果会紧接着减小织物的脱水效率。
很容易理解，织物的高的透气性也具有同样高的纤维束起始脱水性。由于存在于纤维束里的细屑被洗出来了，因此快速的起始脱水率将导致对细屑保持性能的降低。另外，在织物表面会产生致密的纤维层；由于此致密的纤维层的存在，清除剩下的水份将变得很困难。
通过减小织物纸侧表面的敞开性，该敞开性可以由较低的织物渗透性来表明，能够降低起始高脱水率。受控的纸浆起始脱水率使得能够在整个成形部位更有效地使用所有的脱水元件，从而保证脱水更加均匀的进行。
减慢了的脱水过程促进了脱水元件对纤维的“加工”，从而获得良好的纸幅成形。当高透气性的单层织物被现在的双层结构织物替代时，便能够观察到这种现象。
然而，即便是现有技术的双层结构织物，也被认为具有一个不需要的高的渗透性。
在GB 2245006A中说明了一种两层的，八综片织造花纹循环结构的织物，该种织物具有的纬纱比为2∶1，其中所有的纸侧纬纱认相同的方式与经纱相交织。
该发明的发明目的是获得一种稳定的结构。这个目的的达到是采用了一个短的织造花纹循环，使得经纱必须“当其在织物的上下表面之间纤维时，以一个较尖锐的角度上升和下降”。因而GB2245006A不同于本发明，本发明是通过相邻纬纱之间的相互加强作用来获得出色的抗剪切性能。
正如所有其它的现有技术的织物一样，可获得一种高渗透性的织物。事实上该渗透性被描述为“与现有技术的方案相比具有极高的渗透性”。
已经得知，为了获得良好的造纸性能，织物纸侧的纬纱密度必须使得织物获得一个至少为500c.f.m的空气透气性。就这一点来说，GB2245006A中所述的织物与本申请人所发明的织物也是截然不同的。
具有相对敞开的表面的高透气性结陶这种观点与本发明的观点完全相反。
本申请人发现，被经纱束缚的位於纸侧的相邻纬纱之间的间歇地的相互加强能理想地优化织物稳定性；减小了织物的敞开性(由低的空气透气性表示)，由此减小了脱水速率，随之而来在纸张的光滑性上有所改进，并减小两方面的副作用(sidedness)；提供另外的纱线区域以提供对纸层的支持；减小织物的孔隙含量以减小纸层被重新弄湿。
术语“加强”被用来说明相邻纬纱之间的紧密贴近。间歇地加强指这样一个事实，即纬纱仅仅是在“加强点”处相互加强，也就是在织物的下述区域存在有加强，这些区域中经纬纱的交织作用力将相邻纬纱牵拉到一起相互接触。
在本发明中，间歇地纬纱加强通常位于织物的每个加强点上，所述的加强点位于织物中两个相邻的纬纱被一个经纱束缚的地方。在下文中将参照附图1对加强点进行更详细描述，图1所示为本发明的一个最佳实施例的纸侧。
间歇的加强并不说明下述的情形，在这中情形中多根相邻的纬纱在其长度上任何一点上都没有加强存在。
在本发明的某些实施方案中，根据生产条件的不同，织物可能保含一些区域，在这些区域中一定数量的相邻纸侧的纬纱在其长度方向上没有加强存在或者加强并不是在其任何一个潜在的加强点上存在。
因此，本发明试图提供一种多层织物，该种织物的纸侧纬纱与下层纬纱的比率超过1∶1(或1∶1∶1等)，其中所有的纸侧的纬纱具有相同的经纱交织花纹，所有的纸侧的纬纱呈现出一定程度的侧向弯曲，使得相邻的纸浆一侧的纬纱产生相互间歇的接触和加强，因此获得高抗剪切的结构。
本发明的另外一个目的就是提供一种具有相对比较紧密的纸侧表面的织物结构，这一性能由低的渗透性值表示出来，由于此种结构可以有效地减透性值表示出来，由于此种结构可以有效地减缓起始脱水率从而增强了对纸浆中细屑和填充物的阻挡作用，也因此减小了两方面的副作用，这两个副作用会在织物纸侧的细屑被冲洗通过到织物另一侧时产生。
本发明的另外一个目的就是提供一种具有相对较薄织物厚度和较低的孔隙含量的织物结构，从而减小织物中水的滞留，由此也就减小了低的重新被弄湿。
本发明还有一个发明目的就是提供一种具有良好的造纸表面的织物结构，其中纸侧的所有纬纱以相同的方式被束缚在织物中，从而所述的每根纬纱都提供了大体相同高度的纸层支撑点。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种多层织物，这种多层织物中纸侧的纬纱与下层表面的纬纱比率大于1，其中所有纸侧表面的纬纱都以相同的方式与经纱交织，并且所述纸侧表面的纬纱都与相邻的纸侧表面的纬纱间歇地起加强作用，从而具有一个平均的侧向弯曲率为1.62或大于1.62，这样的织物其特征在于该织物的空气透气部在1/2英寸水压下小于275c.f.m。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种多层织物，该多层织物在纸侧表面的纬纱与下层表面之间的纬纱比率大于1，其中所有纸侧表面的纬纱都与经纱以相同的方式交织，并且至少所述纸侧表面纬纱总数量的一半与相邻的纸侧表面纬纱间歇地起加强作用，从而具有一个平均的侧向弯曲率，其值为1.62或大于1.62，这样的织物其特征在于，织物的空气透气率在1/2英寸水压下水于275c.f.m。
根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种多层织物，该织物纸侧表面的纬纱与下层表面纬纱之间的比率大于1，其中，所有的纸侧表面的纬纱都与经纱以相同的方式交织，并且所说的纸侧表面的纬纱具有一个平均侧向弯曲率，其值为1.62或大于1.62，并且相邻的纸侧表面纬纱弯曲量要在一个距离之内，该距离等于纸浆一侧表面纬纱名义直径的1/4，这样获得的织物其特征在于，在1/2英寸的水压下的空气透气率小于275c.f.m。
根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种多层织物，该多层织物纸侧表面纬纱与下层表面纬纱之间比率大于1，其中，所有纸侧表面纬纱与经纱认同样的方式交织作用，并且所有相邻的纸侧纬纱至少在一半可起作用的加强点上间歇地起加强作用，从而使平均弯曲率值为1.62或大于1.62，这样获得的织物其特征在于其空气透气率在1/2英寸水压下小于275c.f.m。
最好所有纸侧表面纬纱都间歇地加强。然而，用于制造这些织物的织机。组织花纹，及其所采用的材料可以以如下方式配合，即生产出的织物并不是每一对相邻的纬纱都间歇地起加强作用或者生产出的织物的相邻的纬纱并不是在每一个潜在的加强点上都起加强作用。
在本发明的一个最佳实施例中，所有纸侧表面纬纱具有大体相同的直径。
最好所有纸侧表面纬纱由大体相同的聚合物材料制成。
所有纸侧表面纬纱最好具有大体相同的热收缩率。
在本发明的一个最佳实施例中，所有的经纱和纬纱均为聚合物单丝。
为了增强本发明某些性能而又不引起其它性能的不可接受的降低，纸侧表面纬纱的一部分可以采用一种材料，例如，非常耐污染的材料。
最好，相邻或者间隔的纸侧纬纱由不同的聚合物材料制得。
本领域普通技术人员能够理解，织物一纸纤维之间的界面能够影响织物的脱水性能。本发明提供了一种良好的造纸表面，使得纸幅成形发生在织物表面的较高位置，从而保持织物的孔隙，有利于水的流通。因此，采用本发明的织物，既能持续地具有高抗剪切性能，同时还能获得理想的纸层脱水性能，既使本发明织物具有相对较低孔隙含量时亦是如此。
为了便于彻底地理解本发明，下面将参照附图描述本发明一个具体的实施例，其中：
图1表示了本发明一织物纸侧表面的组织花纹；
图2表示了图1中织物的经向剖面图。
参照附图，纬纱21被经纱1；6；9和14束缚。类似地，纬纱22被经纱1；4；9和12束缚。因此，纬纱21和22将会在它们的由经纱1和9束缚而形成的接合处形成加强结构。由经纱1和纬纱21及22所形成的区域可被称作一个加强点。纬纱21和22的下个加强点发生在经纱9处。相反地，纬纱21和22将会被作用相互远离分开从而形成侧向弯曲，而在经纱6和14(作用于纬纱21)和经纱4和12(作用于纬纱22)相应的束缚作用下与纬纱36和23形成加强点。这样，就获得了本发明纸侧表面的纬纱之间的间歇加强。
表1提供了本发明一个双层织物结构与根据EP 0085363制造的相同网格和纱线值的两层结构织物的对比数据和测量值。在这种情况下，两种织物的织造花纹循环都以16根经纱为基础。当然，应当理解本发明的织物并不局限于16综片花纹循环，这仅仅出於便于说明的原因而采用的。
表1中描述的两种值构都采用了纸侧表面与受磨损一侧表面经纱比为2∶1。在表1中，两种织物结构的磨损一侧纬纱采用聚酯和聚酰胺交替共聚物单丝，而所有纸侧表面纬纱和经纱都采用聚酯单丝。
在表1中的两种织物结构的纸侧纬纱的侧向弯曲在一个完整花纹循环上测量的，并且被计算出平均侧向弯曲。侧向弯曲率等于平均侧向弯曲(mm)/名义纱线直径(mm)，它被用来去除侧向弯曲值中直径的影响。因而所获得的值被表示为“侧向弯曲(LC)率”。
从表1中可看出，本发明的LC率比现有技术结构的Lc率(1.96V 1.62)大约高出20％。纸侧表面纬纱的加强也存在于本发明中。本发明的多种织物已被制造出来——所有织物的LC率都超过1.62。同样，所有织物都具有纸侧纬纱加强。
织物的抗剪切性能采用W.Kufferath(Das Papier，第33卷，第6册，第258页)所述的方法进行测量。即：将一个织物条的一头夹到一个固定夹子上，而由另外一个夹子在其平面上横向拉动。以mm为单位测出位移量，并且通常被表子为样品长度的百分率。该值越大，则织物在造纸机工抗扭曲和抗受窄性能越低。
在表1中，现有技术的织物其抗剪切值为100。而本发明织物所具有的相应值为24。因而，与现有技术相比，本发明的织物所具有的抗剪切扭曲性能是前者的四倍。
除了有利于提高本发明织物的抗剪切性能外，高的LC率也表明了纸侧表面纬纱的间歇的斜向排列，该种斜向排列使得织物大幅度增加了纬纱对纸层的支持面积。
另外，在表1中所述的本发明的实施例，其与现有技术织物相比，纸幅的支持点多了近38％。这种现象的产生主要由于，与包含相同纬纱数/cm的现有技术织物的纸侧表面相比较，本发明织物的纸侧表面的经/纬纱交织点是其两倍。
在表1中，本发明所呈现的厚度值和孔隙含量值显著地低于现有技术织物的这两项值(大约分别低14％和24％)。
在表1中，本发明织物的渗透率值比现有技术渗爱率值的一半还少，该值的测定是在0.5英寸压差下在Fasier Air Permeometer上测量的。
在表2中，对本发明第三实施例的织物与相同网格和纱线值现有技术织物作了比较。如表1中一样，两种织物的完整花纹循环为10根经纱。
在表2中列出了关于织物的侧向弯曲率，本发明织物的弯曲率比现有技术织物的弯曲率大大约17％(1.76V.1.50)(表1中大约大20％)。
在有2中，列出了关于织物的抗剪切性能，本发明织物为相应现有技术织物的两倍(表1中，发明织物为相应现有技术织物的四倍)。
在表2中列出了关于织物的纸幅支持点，主要由于增加了的经/纬纱交织点，本发明织物的纸幅支持点比相应现有技术多了近35％。(表1中发明织物比相应现有技术织物多了近38％)。
在表2中列出了两织物的厚度和孔隙含量，本发明分别相应地减少了近15％和28％。(表1中发明织物分别相应地减少了近14％和24％)。
在表2中列出了关于两织物的渗透液，本发明织物与现有技术织物相比，其空气透气性减少了近61％，(表1中发明织物比相应现有技术织物少了近53％)。
应当理解，本发明上述的实施例仅仅是以举例说明的方式进行描述。对其可以作出许多改变和变化。
表1
   现有技术     本发明
     经纱数/cm     36.6     36.3
     纬纱数/cm总数纸侧表面受磨损一侧表面纬纱比率(P∶W) 32.121.410.72∶1 33.622.411.22∶1
    经纱直径(mm)     0.30     0.30
    纬纱直径(mm)纸侧表面磨损一侧表面 0.30/0.200.40/0.40 0.25/0.250.40/0.40
   平均侧向屈曲率     1.62     1.96
     抗剪切性能     100     24
    支撑点(/cm2)     147     203
 交织点/经纱/花纹循环     (4/48)0.083     (4/24)0.167
      厚度(mm)     1.39     1.19
   孔隙含量(cm3/m2)     850     647
     渗透率(cfm)     480     225
表2
   现有技术     本发明
    经纱数/cm     46.1     44.9
    纬纱数/cm总数纸侧表面受磨损一侧表面纬纱比率(P∶W) 45.330.215.12∶1 47.131.415.72∶1
  经纱直径(mm)     0.22     0.22
  纬纱直径(mm)纸侧表面磨损一侧表面 0.25/0.170.35/0.35 0.22/0.220.35/0.35
 平均侧向屈曲率     1.50     1.76
   抗剪切性能     100     48
  支撑点(/cm2)     261     352
交织点/经纱/花纹循环     (4/48)0.083     (4/24)0.167
     厚度(mm)     1.18     1.00
  孔隙含量(cm3/m2)     738     533
    渗透率(cfm)     395     155

Claims (10)

1、一种多层织物，所述多层织物在纸侧表面的纬纱与下层表面纬纱的比率大于1，在该织物中所有纸侧表面的纬纱都以相同的方或与经纱交织，并且该织物中所述纸侧表面的纬纱都与相邻的纸侧表面纬纱间歇地起加强作用，并具有一个平均侧向弯曲率，其值为1.62或大于1.62，使得织物具有这样的特征，其在1/2英寸水压下空气透气率小于275c.f.m。
2、一种多层织物，所述多层织物在纸侧表面的纬纱与下层表面纬纱的比率大于1，在该织物中所有纸侧表面的纬纱都与经纱以相同的方式交织，并且在该织物中至少所述纸侧表面纬纱总数量的一半与相邻的纸侧表面纬纱间歇地起加强作用，并具有一个平均侧向弯曲率；其值为1.62或大于1.62，使得织物具有这样的特征，其在1/2英寸水压下空气透气率小于275c.f.m。
3、一种多层织物，所述多层织物在纸侧表面的纬纱与下层表面纬纱的比率大于1，在该强物中，所有纸侧表面的纬纱都与经纱以相同的方式交织，并且在该织物中，所述纸侧表面的纬纱具有一个平均侧向弯曲率，其值为1.62或大于1.62，并在该织物中相邻的纸侧表面的纬纱弯曲量要在一个距离之内，所述距离等于纸侧表面纬纱名义直径的1/4，使得该织物具有这样的特征，在1/2英寸的水压下其空气透气率小于275c.f.m。
4、一种多层织物，该多层织物纸侧表面纬纱与下层表面纬纱之间比率大于1，在该织物中，所有纸侧表面纬纱与经纱以相同的方式交织，并且在该织物中所有相邻的纸侧表面纬纱在至少一半的可获得的加强点上间歇地起加强作用，从而具有一个平均弯曲率，其值为1.62或大于1.62，使得织物具有这样的特征，其空气透气率在1/2英寸水压下小于275c.f.m。
5、如前述权利要求中任何之一所述的多层织物，其特征在於所有的纸侧表面的纬纱都间歇地被加强。
6、如权利要求1-4中任何之一所述的多层织物，其特征在於，并不是每一对相邻的纬纱都间歇地被加强。
7、如权利要求1到4中任何之一所述的多层织物，其特征在并不是每一对相邻的纬纱被加强。
8、如权利要求1到4中任何之一所述的多层织物，其特征在于，相邻的纬纱并不在每一个潜在的帮衬点上加强。
9、如权利要求1-4中任何之一所述的多层织物，其特征在于，所有纸侧表面的纬纱都采用大体相等的直径。
10、如权利要求1-4中任何之一所述的多层织物，其特征在于，所有的经纱和纬纱都为聚合物单丝。
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