TWI417190B - 具有成對的經紗接結紗線之雙層構形織物 - Google Patents

Description

具有成對的經紗接結紗線之雙層構形織物 發明領域

本發明係有關一種造紙技術。詳言之，本發明係有關一種用於一造紙機械之構形區段的構形織物。

發明背景

於造紙製程期間，一纖維素纖維網係藉於一製紙機械之構形區段中之一移動構形織物上，沈積一纖維漿液(即，纖維素纖維之水性分散液)而形成。大量的水係經構形織物而自漿液排除，而留下纖維素纖維網於該構形織物的表面上。

剛形成之纖維素纖維網係自構形區段行進至一加壓區段，該加壓區段包括一系列之加壓鉗口。該纖維素纖維網係通過該加壓鉗口(由一加壓織物所支撐，或於某些例子，其係位於二加壓織物之間)。於加壓鉗口中，纖維素纖維網係遭受壓縮力量，而將水份自纖維素纖維網中擠出，且將纖維網中之纖維素纖維附著至另一纖維素纖維，以將纖維素纖維網變成一紙張。水份係由加壓織物或織物所接受，且理想上係不回到紙張。

必須了解的是，該構形、加壓與乾燥織物於製紙機械上皆呈環狀圈的形式，且呈輸送帶之功用。再者，必須了解的是，該製紙方法係為一連續製程，其在一高速下行進。也就是說，於構形區段中，纖維漿液係連續地沈積於構形織物上，同時，剛製成之紙張係在離開乾燥區段後，被連續地捲繞成捲狀物。

加壓織物亦參與紙張表面的後處理。換言之，加壓織物係設計以具有平坦表面與均勻的彈性結構，故在通過加壓鉗口期間，賦予該紙張一平坦且無痕跡的表面。

加壓織物係接受由加壓鉗口中之溼紙張榨出之大量的水。為符合此功能，於構形織物中必須有一字意上所稱之空間，一般稱為空隙容積，以用於排水，且該織物於其整個使用壽命期間必須具有適當的水的滲透性。最後，加壓織物必須可避免自溼紙張接收之水於離開加壓鉗口時回到紙張並溼化紙張。

紙張最後係行進至一乾燥區段，該乾燥區段包括至少一組可轉動之乾燥輥或乾燥筒，其等係藉蒸汽而內部加熱。剛形成之紙張係藉一乾燥織物(其使紙張緊密靠近輥的表面)，而在一系列之輥中，以一圍繞其之彎曲路徑連續前進。該加熱之輥係藉蒸發作用，而將紙張的水含量降低至理想的程度。

熟於此技者將了解，織物係藉梭織而產生，且具有一編織圖樣(其係於經紗或機械方向(MD)與緯紗或垂直機械方向(CD)二者之方向上重複)。梭織織物係呈很多不同的形式。舉例言之，其可為梭織環形、或單層梭織且而後以一接縫方式而成環狀形狀。亦可了解的是，所得織物表面必須平滑，換言之，於編織圖樣中不具有會造成構形紙張中之不理想特性的不連續變化存在。由於編織圖樣的重複性質，一常見的織物缺失係為織物中之特有的斜紋圖案。此外，任何賦予至構形織物的圖案痕跡將影響紙張的特性。

本發明特別有關於使用於構形區段中之構形織物。構形織物於製紙方法中係扮演重要的角色。如前述，其功能之一係在形成紙張產物，且將製造之紙張產物輸送至加壓區段。

然而，構形織物亦需著重水份的排除與紙張形成之議題。換言之，構形織物係設計以允許水份通過(即，控制排水速度)，同時，避免纖維及其他固體與水份一起通過。若排水發生的太快或太慢，則面臨紙張品質與機械效率的問題。為控制排水，構形織物中之用於排除水份的空間(一般係指空隙容積)必須被適當地設計。

現今之構形織物係呈相當多種型式而形成，以設計符合造紙機械的需求，各種型式之構形織物係依欲製造之紙張等級而被設置於造紙機械上。一般而言，其包含一基礎織物，該基礎織物係由單纖紗編織而成，且可為單層或多層。紗線典型上係由熟於造紙機械衣物技術者已知之適用於此目的之多種合成聚合樹脂(諸如，聚醯胺與聚酯樹脂)的任一者加壓而成。

當使用至所欲目的時，吸收度、強度、柔軟性、與美觀之特性對很多物品而言係很重要，特別是當纖維之纖維素產物係為面紙或如廁用紙、紙巾、衛生棉或尿布。

為於紙張中產生大量交叉方向之張力、吸收性、與柔軟性，一織物一般將被構建以於頂表面展現構形變化。此等構形變化一般係以單紗間之平面差異而量測。舉例言之，一平面差異典型上係以磨損側表面中之二相鄰緯紗(橫向)單紗間之高度差異而量測，或以構形表面之MD接合紗與CD接合紗間之高度差異而量測。當生產面紙、衛生棉與紙巾時，大量交叉方向之張力、吸收性、與柔軟性係為相當重要之特徵。因此，面紙形成織物較佳係於構形側展現平面差異。

構形織物之設計進一步涉及理想纖維支撐與織物穩定性間之妥協。一微細網狀織物可提供理想的紙張表面與纖維支撐特性，但此一設計可能缺乏理想的穩定性，而造成短的織物壽命。反之，一粗網狀的織物可能提供穩定性與長的壽命，但有纖維支撐與可能之痕跡的損失。為減少設計抵換且使支撐與穩定性二者最適化，係發展多層織物。舉例言之，於二層與三層織物中，構形側係設計以用於紙張及纖維支撐，而磨損側係設計以用於穩定性、空隙容積與磨損抗性。

雙層織物一般係使用於紙張工業中。一典型之雙層織物包含一組構形緯紗(緯紗)與一組磨損緯紗，其等係藉一組經紗而互織。各經紗一般係編織成相同結構圖案，與其之相鄰經紗紗線僅滑距n條緯紗(緯紗)。於多數之此種滑移經紗紗線後，結構圖案係已滑移一完整的循環，且重複該圖案(即，一完整之圖案重複)。典型上，雙層織物係由7、8、14或16條經紗紗線所構成。第1圖係為概要之構形側圖式，其說明一傳統雙層織物之表面編織圖樣。第1圖所示之織物係每8條經紗紗線重複一次。換言之，經紗1之結構圖案係在大於經紗數目8之下一經紗(即，數目9，未顯示)重複，反之亦然。此圖案係連續重複(於CD方向)，而穿越織物。

很多雙層織物係併入一"成對經紗"的觀念，其中二經紗係一起作用(即，作為一對)，以於織物之頂表面中有效編織一完整的結構。該描述具成對MD紗織物之參考資料包括美國專利4,605,585("Johansson"專利，其有關一種雙層織物，其中，當一經紗浸漬至磨損側層時，該對紗線之另一經紗紗線係取代其於構形之層之位置)、美國專利4,501,303("Osterberg"專利，其中經紗對係為頂表面之一組成部份，但作為底表面之接結紗線)、美國專利5,152,326("Vohringer"專利，其中成對經紗紗線係垂直堆疊，且為頂層與底層所必須者)、以及美國專利5,865,219("Lee"專利，其中經紗紗線對係在頂層與底層中產生一無花紋編織圖樣)。

多層織物(諸如，雙層或三層織物)對於內部磨損具有不可接受的抗性且/或於使用期間編織可能鬆散(即，紗線可能自其之圖案中之原來位置滑動)。本發明係提供一種織物，其可解決此等缺點。

發明概要

因此，本發明係有關一種構形織物，雖然發現其可應用於一紙張機械之構形、加壓與乾燥區段。

本發明較佳係為一具有雙層編織結構之構形織物，其藉使用多組成對經紗紗線而形成。為著重理想纖維支撐與織物穩定性間之妥協，各經紗紗線係用以接結各層，藉此排除多餘接結紗線的需求。再者，於MD中，各成對紗線係於成形層產生一四－梭道圖案，且於磨損層產生一無花紋編織圖樣。於CD中，成對紗線係結合以於成形層完成四－梭道圖案，且於磨損層形成平行的結構圖案。此結構係賦予雙層織物一種三層織物的特性。

於一較佳具體實施例中，織物具有第一與第二層CD紗線，其等係與多組MD紗線互織。各組MD紗線具有四對MD紗線，各對包含一第一MD紗線與一第二MD紗線。該第一與第二MD紗線各交錯於該第一層與該第二層之CD紗線之間，且與第一層與第二層之CD紗線互織。第一MD紗線係接結第二層中之單一CD紗線。於MD中，各對係有效於第一層中產生一四－梭道結構，且於第二層中產生二－梭道結構。各對係在CD中滑移，以使得4對MD紗線結合，以於第一層之CD中產生一四－梭道結構。於第二層中，二對MD紗線係結合，以於第二層之MD中產生平行之二－梭道結構。

織物較佳係為一雙層構形織物，其中該第一層係為該織物之一構形側，且該第二層係為織物之一磨損側，該第一與第二層係藉多組MD紗線而接結在一起。於第一層中，各對紗線較佳係與下一對紗線滑移距離9條CD紗線。此織物可適用於生產面紙、衛生棉與紙巾。

本發明之另一態樣包括第二層中之CD紗線與第一層中之CD紗線的直徑不同。至少部份之MD紗線與CD紗線可為單纖紗紗線，且可為聚醯胺紗線或聚酯紗線之一。織物可於16通絲梭織機上編織。至少部份之MD紗線與CD紗線具有圓形橫截面形狀、方形橫截面形狀與一非環形橫截面形狀之一。

將參考下列圖式而詳細描述本發明，該等圖式係如下。

圖式簡單說明

為完整了解本發明，將參考下列說明與附隨圖式，其中：第1圖係為說明一傳統雙層織物之表面編織圖樣的概要構形側圖式；第2圖係為說明依據本發明之一教示方式編織而成之一織物之表面編織圖樣的概要構形側圖式；第3圖係為概要磨損側圖式，其說明依據本發明之一教示方式編織而成之一織物之表面編織圖樣；以及第4圖係為在垂直機械方向(CD)之一組4個概要橫截面圖式，其顯示第2與3圖所示之織物之例示性之經紗的結構圖案。

較佳實施例之詳細說明

本發明較佳係為一雙層構形織物，其係由第一與第二層之垂直機械方向(CD)(即，緯紗紗線)與多組成對機械方向(MD，即，經紗紗線)互織編織而成。然而，與習知之成對經紗織物(其中各對係形成一完整圖案)不同，本發明係將複數對結合而成一組，以完成該構形與磨損層圖案。舉例言之，一單一對之經紗紗線可結合以於一織物之構形層之MD中編織一四－梭道圖案。但，此對紗線本身並無需於CD中產生一四－梭道圖案。於本發明中，四條交錯安排成對之經紗紗線可視為一組，以有效於CD中產生該四－梭道圖案。於此方式下，該組成對經紗紗線可用以於MD與CD中構形一完整之四－梭道圖案。

本發明之優點包括一雙層構形織物，其具有與三層織物相似之外表及特徵。本發明係排除MD或CD中之較小直徑之接結紗線(其可過早磨損且允許織物層的分離)的需求。此外，CD接結緯紗並不需被插入至織物中，藉此排除20－25%之總緯紗的需要。由於所有的經紗紗線亦作為接結紗線，一用於MD接結紗線之第三經紗織軸係不需要。本發明可在任何雙織軸梭織機上編織，該雙織軸梭織機可運行標準的雙層，具有八或十六梭道設計，且配備有十六個綜框(其等係適當地穿入其中，且每筘齒穿筘有二或四個端)。本織物的雙層結構亦展現優於三層設計之改良的接縫強度。

本發明之一較佳具體實施例將顯示於第2－4圖，其中織物係在構形層產生一四－梭道圖案，且於磨損層產生一無花紋編織圖樣。

第2圖係為說明依據本發明之一較佳具體實施例之表面編織圖樣的概要構形側圖式。於第2圖中，經紗紗線1－8係在MD中編織，水平橫越該圖式。構形層CD紗線(即，緯紗線或緯紗)係垂直行進於圖中。經紗紗線可視為成對(1－2、3－4、5－6、7－8)，且各對係於MD中有效形成一四－梭道圖案。舉例言之，經紗紗線1係編織於緯紗紗線8、14、20、26與32上方，而成對經紗紗線2係編織於緯紗紗線2上。經紗紗線1與經紗紗線2係一起編織於每第四的緯紗上。當該對被視是一單一單位時，其產生四－梭道經紗結構圖案。各對經紗紗線係藉9條構形層之CD紗線而自下一對滑移(交錯)。於CD中，四對(經紗紗線1－8)係一起產生一四－梭道緯紗結構圖案。此緯紗結構一般係稱為3＋1圖案，其意為一構形緯紗紗線在向下通過一經紗紗線前，先向上穿過三經紗紗線。詳言之，經紗紗線1－2、3－4、5－6與7－8係形成成對，其結合以有效產生一單一"連續"結構圖案。舉例言之，雖然緯紗8係往下穿過經紗紗線1且往上穿過經紗紗線2－8，但因經紗係成對，其等同於往下通過一對而往上通過3對，以於CD中形成一四－梭道圖案。於此方式中，四對成對紗線對於於MD與CD中完成四－梭道圖案而言是必須的。織物圖案係在8條經紗後重複。

第3圖係為概要磨損側圖式，其顯示第2圖所示之織物之表面編織圖樣。經紗紗線1－8係與各圖中者相同，但因由織物之另一側觀查，所以呈現相反順序。磨損層CD紗線1、4、7、...具有較大的直徑，且與構形層CD紗線2、5、8、...垂直堆疊。構形層CD紗線3,6,9,...係置於磨損層CD紗線(以緯紗1與4間之虛線紗線表示)之間，為清楚起見，所以不顯示。成對經紗紗線1與2係與磨損側緯紗紗線結合，以形成二－梭道(無花紋編織)圖案。詳言之，經紗紗線1僅通過緯紗紗線1上方；而經紗紗線2係通過緯紗紗線7、13、19、25與31上方。於此方式下，經紗紗線1與2係有效結合，以產生二－梭道(即，無花紋編織)之經紗結構圖案。經紗紗線3與4係以相同方式一起作用，即，一起穿過緯紗紗線1、7、13、19、25與31。此二對紗線(總共四條經紗紗線)係提供形成二連續且平行結構之效果。經紗紗線對5－6與7－8藉一緯紗而滑移，即，其等通過緯紗紗線1、7、13、19、25與31下方，而通過緯紗紗線4、10、16、22、28與34上方。

第4圖係為在垂直機械方向(CD)之一組4個概要橫截面圖式，其顯示第2與3圖所示之織物之經紗紗線1－4的例示性經紗結構圖案。舉例言之，經紗紗線1(401)在穿越至構形層且編織於CD紗線8、14、20、26與32(每第四條CD紗線)之前，係於磨損層中與CD紗線1結合。經紗紗線1係與經紗紗線2(402)成對，該經紗紗線2(402)在穿越至磨損層且與其他CD紗線編織之前，係於構形層中與CD紗線2結合。如所示，經紗紗線1與2係於構形層中，以每第四CD紗線結合而編織(即，四－梭道圖案)，且於磨損層中，以每第二CD紗線結合而編織(即，二－梭道或無花紋編織圖樣)。經紗紗線3(403)與4(404)係結合以產生相似圖案，但已藉9條構形層CD紗線而滑移至右方。注意，於各對中僅一經紗紗線整合至磨損層。各對中之另一經紗紗線係主要於構形層編織，且簡單地與磨損層中之一緯紗紗線結合。

本發明之織物較佳僅包含單纖紗紗線，較佳係為聚酯、耐龍、聚醯胺或其他聚合物之單纖紗紗線。熟於此技者所認定之任何用於紗線之聚合物的任一組合皆可使用。CD與MD紗線可具有圓形橫截面形狀，該圓形橫截面具有一或多個不同直徑。舉例言之，構形層緯紗紗線可具有與磨損層緯紗紗線不同的直徑。典型之構形層緯紗紗線的直徑係在0.11與0.15 mm之間，而磨損層緯紗紗線直徑係在0.17至0.30 mm之間。

經紗紗線的直徑典型上係在0.10與0.15 mm範圍之間。然而，可使用任何直徑的組合，而此例示直徑在各方針皆不可用以解釋限制本發明。再者，除了一圓形橫截面形狀外，一或多條紗線可具有其他橫截面形狀，諸如，一矩形橫截面形狀或一環形－橫截面形狀。

前述的進一步改良對於熟於此技者而言係為明顯，而不會使此一改良的發明超出本發明之範疇外。下列之申請專利範圍應該被解釋以包含此等狀況。

401．．．經紗紗線1

402．．．經紗紗線2

403．．．經紗紗線3

404．．．經紗紗線4

第1圖係為說明一傳統雙層織物之表面編織圖樣的概要構形側圖式；第2圖係為說明依據本發明之一教示方式編織而成之一織物之表面編織圖樣的概要構形側圖式；第3圖係為概要磨損側圖式，其說明依據本發明之一教示方式編織而成之一織物之表面編織圖樣；以及第4圖係為在垂直機械方向(CD)之一組4個概要橫截面圖式，其顯示第2與3圖所示之織物之例示性之經紗的結構圖案。

Claims (10)

1. 一種造紙織物，包含：一第一層與一第二層之垂直機械方向(CD)緯紗；多組機械方向(MD)經紗，其中各該組MD經紗具有四對MD經紗，該各對包含一第一MD經紗與一第二MD經紗；其中該第一MD經紗與第二MD經紗係各交錯於該第一層與該第二層之CD緯紗之間，且與該第一層與該第二層之CD緯紗互織；該第一MD經紗係接結該第二層中之一單一CD緯紗；其中，於該MD中，該各對係有效於該第一層中產生一四-梭道結構，且於該第二層中產生一二-梭道結構；其中，該各對係在CD中滑移，以使得該4對MD經紗結合，以於該第一層之CD中有效產生一四-梭道結構；其中，該2對MD經紗係結合，以於該第二層之該MD中產生一平行之二-梭道結構。
2. 如申請專利範圍第1項之造紙織物，其中該第一層係為該織物之一構形側，且該第二層係為織物之一磨損側。
3. 如申請專利範圍第1項之造紙織物，其中於第一層中，各該對係與該下一對滑移距離9條CD緯紗。
4. 如申請專利範圍第1項之造紙織物，其中該第二層中之CD緯紗係具有不同於該第一層中之CD緯紗的直徑。
5. 如申請專利範圍第1項之造紙織物，其中至少部份之該MD經紗與該CD緯紗為單纖紗紗線。
6. 如申請專利範圍第1項之造紙織物，其中至少部份該MD經紗與該CD緯紗係為聚醯胺紗線或聚酯紗線之一。
7. 如申請專利範圍第1項之造紙織物，其中該織物係在一16通絲梭織機上編織。
8. 如申請專利範圍第1項之造紙織物，其中該織物係為一雙層織物。
9. 如申請專利範圍第1項之造紙織物，其中至少部份該MD經紗與該CD緯紗具有一圓形橫截面形狀、方形橫截面形狀與一非環形橫截面之一。
10. 如申請專利範圍第1項之造紙織物，其中該織物係為一用於製造面紙、衛生棉與紙巾之構形織物。