CN1823196A - 用于造纸织物的具沟槽多孔层 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于造纸织物的具沟槽多孔层。沟槽(8)用以扩散多孔层(6)表面的流动，以减小越过该层的压力降，并因此减少细末的移动。以这种方式，避免了与细末相关联的亮/暗图案，并提高所得到纸张的质量。

Description

用于造纸织物的具沟槽多孔层
技术领域
本发明涉及造纸业。更特别地，本发明涉及用于造纸机压榨部的压榨织物。
背景技术
造纸首先要处理木材。木材主要由纤维素和木质素这两种主要物质组成；这两种物质都是有机物，即其分子以碳原子链或环为中心建立。纤维素出现于植物细胞壁上，是用于造纸的纤维材料。木质素是庞大而复杂的分子，作为粘合剂把纤维素纤维保持在一起，并增强细胞壁，使木材具有机械强度。为了将木材转变成适于造纸的纸浆，就必须将纤维素纤维从木质素中脱除。
造纸过程中，在造纸机成形部，通过将纤维浆沉积到移动的成形织物上形成纤维素纤维网，纤维浆也就是纤维素纤维的水分散体。浆体中大量的水通过成形织物排出，而纤维素纤维网则留在成形织物的表面上。
刚形成的纤维素纤维网从成形部进入压榨部，压榨部包括一系列压榨压区。纤维素纤维网被压榨织物支撑，或者通常情况下位于两层这样的压榨织物之间，穿过压榨压区。在压榨压区中，纤维素纤维网受到压缩力的作用，该压缩力将水从网中挤出，并使网中的纤维素纤维彼此粘附，使得纤维素纤维网转变为纸幅。水由该一层压榨织物或多层压榨织物所吸收，并且理想的情况是不回到纸幅中去。
纸幅最终进入干燥部，干燥部包括至少一个可转动的干燥转鼓系列或烘筒系列，这些转鼓或烘筒由蒸汽在内部进行加热。干燥织物将纸幅紧贴在转鼓的表面，并引导刚形成的纸幅以弯曲路径依次绕行该系列中的每个转鼓。加热的转鼓通过蒸发作用将纸幅的含水量降低到所需水平。
应该了解的是，成形织物、压榨织物及干燥织物在造纸机上都采取无端环(endless loop)的形式，并且都起到传送带的作用。应该进一步了解的是，纸张生产是一种以相当快的速度进行的连续过程。也就是说，在成形部，纤维浆连续地沉积到成形织物上，而刚生产出的纸张在离开干燥部后就被连续地卷绕到辊筒上。
本发明主要涉及用于压榨部的织物。压榨织物在造纸过程中起关键性作用。如前文所提到的，其一项功能是支撑并载运所制造的纸品通过压榨压区。
压榨织物也参与了纸幅表面的整饰过程。就是说，将压榨织物设计成具有光滑表面以及均匀回弹性的结构，使得在穿过压榨压区的过程中，赋予纸张光滑无痕的表面。
或许最为重要的是，在压榨压区，压榨织物吸收从湿纸中榨出的大量水。为了实现这种功能，在压榨织物中必须确实具有一定的空间用于走水，这个空间通常称为空隙容积，以及织物在其整个有效使用期必须具有适当的对水的渗透性。最后，在纸离开压榨压区时，压榨织物必须能够避免从湿纸中吸收的水又返回纸中而将其回湿。
现有压榨织物采用广泛、多样的形式设计来制造，以满足造纸机需要，根据制造的纸张的等级，将织物安装在造纸机上。通常，织物包括针刺有精细非织造纤维材料的织造基底织物。基底织物可由单丝纱线、捻合单丝纱线、复丝纱线或捻合复丝纱线织成，并且可是单层的、多层的或层合的。纱线通常由在造纸织物技术领域中的普通技术人员为此目的而使用的几种合成聚合树脂中的任一种挤出而成，例如聚酰胺及聚酯树脂。
织造基底织物本身具有不同的形式。例如，其可织成环形，或者先平织然后用接缝将其转变为环状形式。或者，其可通过公知的经过改进的环形织造工艺来制造，其中基底织物的横向边缘设有使用其机器方向(MD)纱线所形成的接缝环圈。在这种工艺中，MD纱线在织物的横向边缘之间连续地来回交织，在各边缘处折返并形成接缝环圈。以这种方式生产的基底织物，在安装于造纸机时放置成环状形式，并因此被称为机上可缝合织物。为了将这样的织物置成环状形式，通过将两横向边缘拉到一起，使两边缘的接缝环圈彼此指状交叉，然后用针或销线穿入指状交叉的接缝环圈所形成的通道中。
此外，该压榨织物由数层形成。例如：该织物可包括层叠在一起的织造基底和中间层。一种此类织物为Albany InternationalApertechTM压榨织物，其包括织造基底织物和聚合物层。该ApertechTM织物的聚合物层为多孔的，并在图1中说明。图1为聚合物层纸幅侧的平面图，其中该聚合物层一律标示为附图标号2，而孔洞则为附图标号4。如图中所示，表面2为平坦的，且孔洞横越该表面均匀地分布。
本发明主要涉及在造纸织物的多孔层中进行改良，例如用于ApertechTM织物的层。
发明内容
本发明的发明者认识到，在某些具有多孔层的造纸织物应用中，该多孔层的孔洞图案会复制到纸张上。发明者更进一步认识到，这种痕迹是由纸幅中具有相对高密度木质素的细末集合造成的。更具体地，纸幅中的孔洞图案复制是由于流经该孔洞的流体流动集中，引起细末和其相关联的木质素的移动，从而引起纸幅中亮/暗对比区的增加。
考虑到在特定应用中造纸织物多孔层所造成的缺点，本发明的目的是在多孔层的表面扩散流动，从而减小越过该层的压力降，并且因此减少流经该孔洞的流动集合和之后在纸幅上细末的移动。为实现此目的，提供具有沟槽的多孔层。该沟槽用以扩散流动，并且减少细末的移动，因此，避免相关联的细末亮/暗图案，并且改善得到纸张的质量。
附图说明
下列的详细说明以举例方式提供，并非用于使本发明受限于此，下文中结合附图将更好地理解这些说明，图中相同的附图标号代表相同的组件或部分，其中：
图1为平面图，表示相关技术造纸织物的多孔层；
图2为平面图，表示根据本发明一个实施例的多孔层；
图3为平面图，表示根据本发明另一实施例的多孔层；
图4为平面图，表示根据本发明又一实施例的多孔层；以及
图5为剖视图，表示根据本发明的多孔层。
具体实施方式
下文将叙述本发明造纸压榨织物的较佳实施例。然而，应注意的是，本发明适用于造纸机其它区段所使用的织物，也适用于那些用于其它工业设备的织物，其中越过织物表面的流动扩散改良织物的性能。本发明可适用的其它织物形态的部分例子包括造纸机成形织物、造纸机干燥织物、空气穿透干燥织物和纸浆形成织物。本发明所适用的织物形态的另一例子为工程用织物，例如，用于制造在湿法成网、干法成网、熔喷和/或纺粘法过程中的非织造织品的织物。
图2为根据本发明的多孔层的截面平面图。如图2中可看到的，该层包括多个槽脊区10、多个沟槽区8以及多个孔洞6。沟槽区位于槽脊区所在平面之下的一平面。该层的剖视图如图5所示。
参照图5，可看到沟槽区的平面位于该层的顶部表面24之下距离“t”处。沟槽区的平面限定沟槽深度。如图中可见，沟槽深度等于层总厚度“T”的大约四分之一，其中总厚度限定为从顶部表面至底部表面26的距离，其中顶部表面形成槽脊平面。为了清楚表达，在图5中只示出3个孔洞28。
应注意的是，沟槽深度并不限定于约为总厚度的四分之一，而是可依据用于形成该层的材料和完成后的层所需性质而变化。还应注意的是，虽然该沟槽描述为具有一致的深度，可替代实施例包含不同深度的沟槽，其中沟槽区并非都位于平行于表面平面的单个平面上。即，在可替代实施例中，沟槽区不是位于一个平面内，也不是位于不平行于顶部表面平面或底部表面平面中任一平面的平面内。而且，可改变槽脊区的高度，使层的顶部表面具有不平坦的构造，且槽脊区不再位于单个平面。更进一步应注意的是，在图2实施例中，部分孔洞局部位于沟槽中，并且局部位于槽脊中。还可形成这样的层，使得每一孔洞不是完全位于沟槽中就是完全位于槽脊中，没有孔洞存在为越过槽脊/沟槽交界面。在任一种情形中，可在形成沟槽之前或之后，形成孔洞。
也可想象的是，沟槽可在机器方向处于一定角度。此外，在网状图案中，可存在两组彼此形成一定角度的沟槽。
图3为根据本发明另一实施例多孔层的截面平面图。如从图3可看到的，所有孔洞12限制在沟槽区14中，并且没有孔洞位于任何槽脊区16。在图3实施例中，除了关于孔洞布置变化之外，所有关于图2实施例所进行讨论中的变化皆适用。
图4为依据本发明又一实施例多孔层的截面平面图。如从图3可见，所有孔洞18都形成于槽脊区22，并且没有孔洞位于任何沟槽区20。除了关于孔洞布置变化之外，关于图2实施例所进行讨论的所有变化皆适用于图4实施例。
不管实施例，优选将本发明具沟槽多孔层与其它层结合，以实现造纸机压榨织物。例如，本发明的具沟槽多孔层可替代ApertechTM织物的多孔层，从而构成“具沟槽的ApertechTM”。
在任一实施例中，本发明使造纸织物多孔层表面上的流动扩散。这种流动的扩散减小越过该层的压力降，并且因此减少细末的移动，这可以减少/避免因这种移动而使纸张具有的亮/暗图案。
对本领域普通技术人员来说，根据本文披露内容，可容易地进行修改，但不会使经修改的本发明脱离所附权利要求限定的范围。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种用于造纸织物的层，其包含：
多个槽脊区；
多个沟槽区；以及
多个孔洞。
2.根据权利要求1所述的层，其中所述沟槽区位于一平面内。
3.根据权利要求1所述的层，其中所述槽脊区位于一平面内。
4.根据权利要求1所述的层，其中所述沟槽区位于一平面内，以及，所述槽脊区位于一平面内。
5.根据权利要求4所述的层，其中所述沟槽区的所述平面与所述槽脊区的所述平面为平行的。
6.根据权利要求1所述的层，包括一系列的沟槽区，其中一些所述沟槽区以相对于机器方向大于0度的角度放置。
7.根据权利要求1所述的层，其中所述沟槽区系列为网状图案。
8.根据权利要求1所述的层，其中所述孔洞分散遍及所述槽脊区及所述沟槽区两者，以及，其中一或更多所述孔洞横越槽脊区与沟槽区的界面。
9.根据权利要求1所述的层，其中所述孔洞仅在所述沟槽区中。
10.根据权利要求1所述的层，其中所述孔洞仅在所述槽脊区中。
11.一种用于造纸织物的层的形成方法，包括以下步骤：
在基材中形成多个沟槽，以形成具有多个槽脊区及多个沟槽区的改质基材；以及
将所述改质基材进行穿孔，以在所述改质基材内形成多个孔洞。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述沟槽区位于一平面内。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述槽脊区位于一平面内。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述沟槽区位于一平面内，以及，所述槽脊区位于一平面内。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述沟槽区的所述平面与所述槽脊区的所述平面为平行的。
16.根据权利要求11所述的方法，包括一系列的沟槽区，其中一些所述沟槽区以相对于机器方向大于0度的角度放置。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述沟槽区系列为网状图案。
18.根据权利要求11所述的方法，其中所述孔洞分散遍及所述槽脊区及所述沟槽区两者，以及，其中一或多个所述孔洞横越槽脊区与沟槽区的界面。
19.根据权利要求11所述的方法，其中所述孔洞仅在所述沟槽区中。
20.根据权利要求11所述的方法，其中所述孔洞仅在所述槽脊区中。
21.一种用于造纸织物的层，通过下列步骤形成，即，在基材内产生多个沟槽，以形成具有多个槽脊区及多个沟槽区的改质基材，并且将所述改质基材进行穿孔，以在所述改质基材内形成多个孔洞。
22.根据权利要求21所述的层，其中所述沟槽区位于一平面内。
23.根据权利要求21所述的层，其中所述槽脊区位于一平面内。
24.根据权利要求21所述的层，其中所述沟槽区位于一平面内，以及，所述槽脊区位于一平面内。
25.根据权利要求24所述的层，其中所述沟槽区的所述平面与所述槽脊区的所述平面为平行的。
26.根据权利要求21所述的层，包括一系列的沟槽区，其中一些所述沟槽区以相对于机器方向大于0度的角度放置。
27.根据权利要求26所述的层，其中所述沟槽区系列为网状图案。
28.根据权利要求21所述的层，其中所述孔洞分散遍及所述槽脊区及所述沟槽区两者，以及，其中一或更多所述孔洞横越槽脊区与沟槽区的界面。
29.根据权利要求21所述的层，其中所述孔洞仅在所述沟槽区中。
30.根据权利要求21所述的层，其中所述孔洞仅在所述槽脊区中。
31.一种造纸机压榨织物，其包括一层，所述层具有：
多个槽脊区；
多个沟槽区；以及
多个孔洞。
32.根据权利要求31所述的压榨织物，其中所述沟槽区位于一平面内。
33.根据权利要求31所述的压榨织物，其中所述槽脊区位于一平面内。
34.根据权利要求31所述的压榨织物，其中所述沟槽区位于一平面内，以及，所述槽脊区位于一平面内。
35.根据权利要求34所述的压榨织物，其中所述沟槽区的所述平面与所述槽脊区的所述平面为平行的。
36.根据权利要求31所述的压榨织物，包括一系列的沟槽区，其中一些所述沟槽区以相对于机器方向大于0度的角度放置。
37.根据权利要求36所述的压榨织物，其中所述沟槽区系列为网状图案。
38.根据权利要求31所述的压榨织物，其中所述孔洞分散遍及所述槽脊区及所述沟槽区两者，以及，其中一或更多所述孔洞横越槽脊区及沟槽区的界面。
39.根据权利要求31所述的压榨织物，其中所述孔洞仅在所述沟槽区中。
40.根据权利要求31所述的压榨织物，其中所述孔洞仅在所述槽脊区中。

Claims (40)

1.一种用于造纸织物的层，其包含：
多个槽脊区；
多个沟槽区；以及
多个孔洞。
2.根据权利要求1所述的层，其中所述沟槽区位于一平面内。
3.根据权利要求1所述的层，其中所述槽脊区位于一平面内。
4.根据权利要求1所述的层，其中所述沟槽区位于一平面内，以及，所述槽脊区位于一平面内。
5.根据权利要求4所述的层，其中所述沟槽区的所述平面与所述槽脊区的所述平面为平行的。
6.根据权利要求1所述的层，包括一系列的沟槽区，其中一些所述沟槽区以相对于机器方向大于0度的角度放置。
7.根据权利要求1所述的层，其中所述沟槽区系列为网状图案。
8.根据权利要求1所述的层，其中所述孔洞分散遍及所述槽脊区及所述沟槽区两者，以及，其中一或更多所述孔洞横越槽脊区与沟槽区的界面。
9.根据权利要求1所述的层，其中所述孔洞仅在所述沟槽区中。
10.根据权利要求1所述的层，其中所述孔洞仅在所述槽脊区中。
11.一种用于造纸织物的层的形成方法，包括以下步骤：
在基材中形成多个沟槽，以形成具有多个槽脊区及多个沟槽区的改质基材；以及
将所述改质基材进行穿孔，以在所述改质基材内形成多个孔洞。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述沟槽区位于一平面内。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述槽脊区位于一平面内。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述沟槽区位于一平面内，以及，所述槽脊区位于一平面内。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述沟槽区的所述平面与所述槽脊区的所述平面为平行的。
16.根据权利要求11所述的方法，包括一系列的沟槽区，其中一些所述沟槽区以相对于机器方向大于0度的角度放置。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述沟槽区系列为网状图案。
18.根据权利要求11所述的方法，其中所述孔洞分散遍及所述槽脊区及所述沟槽区两者，以及，其中一或多个所述孔洞横越槽脊区与沟槽区的界面。
19.根据权利要求11所述的方法，其中所述孔洞仅在所述沟槽区中。
20.根据权利要求11所述的方法，其中所述孔洞仅在所述槽脊区中。
21.一种用于造纸织物的层，通过下列步骤形成，即，在基材内产生多个沟槽，以形成具有多个槽脊区及多个沟槽区的改质基材，并且将所述改质基材进行穿孔，以在所述改质基材内形成多个孔洞。
22.根据权利要求21所述的层，其中所述沟槽区位于一平面内。
23.根据权利要求21所述的层，其中所述槽脊区位于一平面内。
24.根据权利要求21所述的层，其中所述沟槽区位于一平面内，以及，所述槽脊区位于一平面内。
25.根据权利要求24所述的层，其中所述沟槽区的所述平面与所述槽脊区的所述平面为平行的。
26.根据权利要求21所述的层，包括一系列的沟槽区，其中一些所述沟槽区以相对于机器方向大于0度的角度放置。
27.根据权利要求26所述的层，其中所述沟槽区系列为网状图案。
28.根据权利要求21所述的层，其中所述孔洞分散遍及所述槽脊区及所述沟槽区两者，以及，其中一或更多所述孔洞横越槽脊区与沟槽区的界面。
29.根据权利要求21所述的层，其中所述孔洞仅在所述沟槽区中。
30.根据权利要求21所述的层，其中所述孔洞仅在所述槽脊区中。
31.一种造纸机压榨织物，其包括一层，所述层具有：
多个槽脊区；
多个沟槽区；以及
多个孔洞。
32.根据权利要求31所述的压榨织物，其中所述沟槽区位于一平面内。
33.根据权利要求31所述的压榨织物，其中所述槽脊区位于一平面内。
34.根据权利要求31所述的压榨织物，其中所述沟槽区位于一平面内，以及，所述槽脊区位于一平面内。
35.根据权利要求34所述的压榨织物，其中所述沟槽区的所述平面与所述槽脊区的所述平面为平行的。
36.根据权利要求31所述的层，包括一系列的沟槽区，其中一些所述沟槽区以相对于机器方向大于0度的角度放置。
37.根据权利要求36所述的层，其中所述沟槽区系列为网状图案。
38.根据权利要求31所述的压榨织物，其中所述孔洞分散遍及所述槽脊区及所述沟槽区两者，以及，其中一或更多所述孔洞横越槽脊区及沟槽区的界面。
39.根据权利要求31所述的压榨织物，其中所述孔洞仅在所述沟槽区中。
40.根据权利要求25所述的压榨织物，其中所述孔洞仅在所述槽脊区中。
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