CN1854390A

CN1854390A - 具有高水平纤维支撑性的稳定的成形织物

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Publication number: CN1854390A
Application number: CNA2006100765314A
Authority: CN
Inventors: 里塔·汉森
Original assignee: Albany International Corp
Current assignee: Albany International Corp
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2026-04-28
Also published as: TW200702167A; CA2544791C; KR101262015B1; EP1717365A2; EP1717365B1; RU2397280C2; RU2006109782A; BRPI0601701A; CN1854390B; KR20060113395A; BRPI0601701B1; NZ546819A; TWI376307B; US7059361B1; JP4869767B2; JP2006307415A; EP1717365A3; CA2544791A1; ZA200602760B; AU2006201298A1

Abstract

一种造纸织物，具有第一层和第二层机器方向(MD)纱线，该MD纱线与交替的第一和第二横机器方向(CD)纱线系统交织。第一系统由第一和第二CD纱线组成，而第二系统由第三、第四和第五CD纱线组成。第一和第二CD纱线形成接结纱线对，结合起来与第一层中各MD纱线交织并在第一层和第二层之间穿越。第四CD纱线与第一层中的各MD纱线交织。第五CD纱线与第二层中的至少一根MD纱线交织。第三CD纱线位于第四和第五CD纱线之间。第三、第四和第五CD纱线垂直堆叠。

Description

具有高水平纤维支撑性的稳定的成形织物

技术领域

本发明涉及造纸技术。更具体地说，本发明涉及用于造纸机成形部的成形织物。

背景技术

在造纸过程中，在造纸机成形部，通过将纤维浆即纤维素纤维的水分散体沉积到移动的成形织物上，形成纤维素纤维网。浆体中大量的水分通过成形织物排出，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而通过压榨压区。在压榨压区中，纤维素纤维网受到压缩力的作用，该压缩力将网中的水分挤出，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。水分由一层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，干燥部至少包括一个可转动的干燥转鼓系列或转筒系列，这些转鼓或转筒由蒸汽从内部进行加热。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使纸幅的含水量降低到所需水平。

应该了解的是，成形、压榨及干燥织物在造纸机上都采用无端环(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。

织造织物采取许多不同的形式。例如，它们可被织成环形、或者先平织然后用接缝将其转变为环状形式。

本发明具体涉及在成形部使用的成形织物。在纸张生产过程中，成形织物发挥关键作用。如上所示，其功能之一是形成所生产的纸产品，并将其运送至压榨部。

然而，成形织物还需要处理水分排除及纸幅成形效果的问题。即，把成形织物设计成允许水分穿过(即控制排水速率)，同时防止纤维及其它固体随水分穿过。如果排水发生得太快或太慢，则纸幅质量及造纸机效率都会受到影响。为了控制排水，成形织物中用于排水的空间必须经过合理设计，该空间通常称为空隙容积。

现有成形织物采用各种各样的设计形式制造，以满足造纸机所需，根据所制纸幅的等级，织物安装于造纸机。通常，织物包括由单丝纱线、捻合单丝纱线、复丝纱线或捻合复丝纱线织成的底布，并且可为单层或多层。纱线通常由在造纸织物技术领域中的普通技术人员为制造纸织物而使用的几种合成聚合物树脂中的任何一种挤出而成，例如聚酰胺及聚酯树脂。

本领域内的技术人员所了解的是：织物为织造而成，且具有一种组织图案，该组织图案于经纱或机器方向(MD)及纬纱或横机器方向(CD)都进行重复。还应当了解的是：所得织物的外观必须是均匀的；即在组织图案中，不存在会使成形纸幅中产生痕迹的骤然变化。

成形织物的设计还要兼顾所需的纤维支撑性及织物稳定性。细网眼织物可提供所需的纸幅表面及纤维支撑性，但这种设计会缺乏所需的稳定性，造成织物使用寿命较短。相反，粗网眼织物牺牲了纤维支撑性并且可能会留下痕迹，但提供了稳定性及较长的使用寿命。为了使设计损失最小化并且达到最佳的支撑性及稳定性，人们开发了多层织物。例如，在双层及三层织物中，设计成形面用于提供支撑性，而磨面则为了稳定性而设计。

此外，三层设计可以使织物成形面独立于磨面而织成。因为这种独立性，三层设计可以提供高水平的纤维支撑性和最佳的内部空隙容积。因此，在排水方面，三层设计比单层和双层设计具有明显的改进。

本质上，三层织物是由两块通过接结纱线结合在一起的织物(即成形层织物和磨面层织物)所组成的。接结纱线对于织物的整体性来说是极为重要的。三层织物的一个问题是两层之间发生相对滑移，使织物随着时间而破损。此外，接结纱线会破坏成形层的结构，从而产生纸痕。

此外，多层织物还需要具有更强的横机器方向稳定性及硬挺性，从而防止横机器方向收缩、改善纸幅成形及外观，同时可能延长使用寿命。

本发明是一种三层织物，该织物为表面均匀性、纸幅纤维支撑性及织物稳定性的问题提供了解决方法。

发明内容

因此，本发明织物提供一种三层成形织物，尽管如此，本发明织物也可应用于造纸机的成形部、压榨部和干燥部。

根据本发明的优选实施例是一种具有第一层和第二层机器方向(MD)纱线的造纸织物，该MD纱线与交替的第一和第二横机器方向(CD)纱线系统交织。第一系统由第一和第二CD纱线组成，而第二系统由第三、第四和第五CD纱线组成。第一和第二CD纱线形成接结纱线对，结合起来与第一层中各MD纱线交织并在第一层和第二层之间穿越。第四CD纱线与第一层中的各MD纱线交织。第五CD纱线与第二层中的至少一根MD纱线交织。第三CD纱线位于第四和第五CD纱线之间。第三、第四和第五CD纱线垂直堆叠。

本发明的其他方面包括：织物可以是三层成形织物；在该方案中，第一层是成形层，而第二层是磨面层。织物的纬纱比可以是2∶1；或者是本技术领域所公知的任何其他纬纱比。至少部分MD纱线和CD纱线可以是单丝纱线。接结纱线对可以织成反向纬纱结构(reversepick configuration)或顺向纬纱结构(straight pick configuration)。接结纱线对还可以织成纸幅支撑接结纱(SSB)序列。第二CD纱线系统可形成三层堆叠纬纱(TSS)结构。部分第五CD纱线可在第二层的外表面上形成长浮纱(即跑纱)。第三CD纱线的材料及/或直径可以不同于第四和第五CD纱线。第三CD纱线可位于第一层和第二层之间，或者第三CD纱线可与第二层中的一根或多根MD纱线结合在一起。

本发明将参照附图进行详细描述，具体说明如下。

附图说明

参照如下描述和附图，可以更完整地理解本发明，其中：

图1A是CD剖面图，示出根据本发明教导的三层织物实例的接结纱线的轮廓；

图1B是CD剖面图，示出第二CD纱线系统的TSS(三层堆叠纬纱)结构，在图1A所示的三层织物实例中，该CD纱线系统与接结纱线对相互交替；

图2是图1A和图1B所示三层织物实例的MD剖面图；

图3是CD剖面图，示出根据本发明教导的三层织物另一实例的第二CD纱线系统的交替结构；

图4示出：在图1A、1B及图2所示织物实例中，a)沿接结纱线对的CD剖面图，b)沿TSS结构的CD剖面图，以及c)成形面图；以及

图5示出：在图3所示织物实例中，a)沿接结纱线对的CD剖面图，b)沿TSS结构的CD剖面图，以及c)成形面图。

具体实施方式

本发明涉及可用于造纸加工的织物，例如三层织物。这种三层织物可包括第一(上)层和第二(下)层，其中第一层和第二层分别具有MD纱线系统和与之交织的CD纱线系统。第一层可以是纸面层或成形层，在造纸过程中，纤维素纸/纤维浆沉积于其上，而第二层可以是与造纸机接触的机器面层或磨面层。用若干缝合纱线或接结纱线可把第一层和第二层保持在一起。这种缝合纱线可以是若干的CD及/或MD纱线。例如，可以使用若干CD纱线对，其中各纱线对的两根纱线彼此相邻并并行工作。一对这种CD纱线可以是第一层和第二层中的任一层或两层的组织图案的组成部分或非组成部分，并且还可以把两层结合在一起。

一类三层织物使用纸幅支撑接结纱(SSB)系统，其中接结纱线是支撑该织物的结构体的一部分。这种SSB织物通常使用成形层自身所具有的接结纱线对。通常，接结纱线结合起来，在织物成形面上形成平纹组织图案。SSB织物表现出良好的表面均匀特性。

另一类三层织物被称为三层堆叠纬纱(TSS)织物。TSS织物合并了三层垂直堆叠的CD纱线(即纬纱)。三层堆叠纬纱增加了织物的松厚度，并提高了空隙容积。已有数个密切相关的专利涵盖了TSS设计；例如美国专利4,379,735、美国专利4,941,514、美国专利5,164,249、美国专利5,169,709及美国专利5,366,798。虽然所有这些专利都描述了TSS织物，但没有一个能获得令人满意的表面均匀性。本发明结合了SSB织物和TSS织物的有利特性。

根据本发明织物的一个实例是三层成形织物，由成形层和磨面层的MD纱线与两个交替的CD纱线(纬纱)系统交织而构成。在第一系统中，一对纬纱以SSB序列把织物各层结合在一起。该接结纱线对中的纬纱还结合起来，在成形层表面中形成平纹组织图案。在第二系统中，三根纬纱垂直堆叠，并垂直于各层，以形成TSS结构。三根纬纱中的一根位于其他两根纬纱之间。以此方式，使本织物兼有SSB和TSS织物两者的特性。

图1A是CD剖面图，示出根据本发明教导的三层织物实例的第一CD纱线系统接结纱线的轮廓，该三层织物具有成形层的MD纱线104和磨面层的MD纱线105。成形层MD纱线通过一对该层自身所具有的CD接结纱线101、102交织成SSB序列，接结纱线结合起来形成平纹组织图案。该图案为成形层提供了均匀的表面和结构稳定性。如图所示，接结纱线对在成形层内，但与磨面层简单结合。

接结纱线对与第二CD纱线系统交替编织MD纱线。图1B是CD剖面图，示出图1A所示三层织物实例的第二CD纱线系统的TSS结构。该第二系统由第三CD纱线103、第四CD纱线106和第五CD纱线107组成，第三CD纱线103位于两层之间，第四CD纱线106与成形层的MD纱线104织成平纹组织图案，第五CD纱线107与磨面层的MD纱线105交织。在此实例中，第三CD纱线103与任一层的MD纱线都不交织，但是如下所述，本发明并不受此限制。第五CD纱线107可在织物外表面上形成长浮纱(即，跑纱)。虽然由此图看不出来，但这三根CD纱线103、106和107垂直堆叠(垂直于水平示出的层)，以形成TSS结构。

图2是图1A和图1B所示三层织物实例的MD剖面图。MD纱线204仅在成形层交织并提供平纹组织图案。同样地，MD纱线205仅在磨面层交织。如图2所示，第一系统的CD纱线201和202形成接结纱线对，垂直堆叠的第二系统CD纱线203、206和207提供TSS结构，第一系统和第二系统相互交替，以提供2∶1的纬纱比。在此，纬纱比定义为成形层CD纱线总数与成形层接结纱线对数目之比。重要的是，本实施例仅仅是一个织物实例，而本发明不局限于此。

图3是CD剖面图，示出根据本发明教导的三层织物另一实例的第二CD纱线系统的交替结构。对该织物来说，第二系统由第三CD纱线303、第四CD纱线306和第五CD纱线307组成，第三CD纱线303与磨面层结合(但不是构成磨面层必要的)，第四CD纱线306与成形层的MD纱线304织成平纹组织图案，第五CD纱线307与磨面层的MD纱线305交织。把第三CD纱线303以此方式缝合到底层有助于防止该纱线滑动而离开其在织物图案的TSS结构中的位置。要指出的是，第三CD纱线303一直保持位于第四和第五CD纱线之间，从而保持TSS结构。

本发明的另一个方面包括：织物可以是三层成形织物；在该情况下，第一层是织物成形层，而第二层是织物磨面层。通过增加更多的第一或第二系统CD纱线、或单独的CD纱线，织物可具有2∶1的纬纱比，或者具有本技术领域所公知的任何其他纬纱比。接结纱线对可以织成反向纬纱结构或顺向纬纱结构。接结纱线对还可以织成纸幅支撑接结纱(SSB)序列。第二CD纱线系统可以形成三层堆叠纬纱(TSS)结构。部分第五CD纱线可在第二层的外表面上形成长浮纱。第三CD纱线的材料及/或直径可以不同于第四和第CD纱线。第三CD纱线可位于第一层和第二层之间，或者第三CD纱线可与第二层中的一根或多根MD纱线结合在一起。要指出的是，这些实例仅为本发明的代表性实例，而不是用于限制本发明。

为了测定织物的性能特征，制备了根据本发明教导的样品织物。

图4示出：在图1A、1B及图2所示织物实例中，a)沿接结纱线对的CD剖面图，b)沿TSS结构的CD剖面图，以及c)成形面图。

图5示出：在图3所示织物实例中，a)沿接结纱线对的CD剖面图，b)沿TSS结构的CD剖面图，以及c)成形面图。图4和图5中的成形面图清楚地示出了第一层的平纹组织表面图案。这种平纹组织图案提供了TSS织物中通常所缺乏的表面均匀性。表1总结了样品织物与参照用三层成形织物部分特性的对比，该参照织物具有成对的接结纱线。要指出的是，样品织物的收缩值较低，表明其结构提供了更好的稳定性。这种稳定性的提高应该是向本织物提供TSS结构所期望的。

表1

要素/数据	样品织物	参照织物
要素/数据	样品织物	参照织物	顶部纬纱直径	0.13	0.13
接结纱线对直径	0.13	0.13	顶部纬纱直径	0.13	0.13
接结纱线对直径	0.13	0.13	第三CD纱线	0.20	N/A
底部纱线直径	0.30	0.30	第三CD纱线	0.20	N/A
底部纱线直径	0.30	0.30	纬纱/cm	100	82
重量(g/m²)	582	506	纬纱/cm	100	82
重量(g/m²)	582	506	结节/mm²	1090	1133
空隙容积	0.55	0.47	结节/mm²	1090	1133
空隙容积	0.55	0.47	透气率(m/s)	1.28	1.41
模量(MN/m)	1.49	1.39	透气率(m/s)	1.28	1.41
模量(MN/m)	1.49	1.39	收缩率(m/MN)	0.078	0.266

根据本发明的织物优选为仅由单丝纱线构成。但是，第三CD纱线的材料及/或直径可以不同于部分其他CD纱线。具体地说，CD纱线可以是聚酯单丝及/或部分CD纱线可以是聚酯和聚酰胺纱线。CD和MD纱线可以具有圆形截面形状，该圆形截面具有相同的直径或多个不同的直径。此外，除了圆形截面形状，一根或多根纱线可以具有其他截面形状，例如矩形截面形状或非圆形截面形状。

本领域技术人员应当明了，对本发明已描述的优选具体实施例可以进行各种改进和变化，而不偏离本发明的精神或范围。因此，本发明包括在所附权利要求及其等同替换范围之内的各种改进和变化。

Claims

1.一种造纸织物，包括：

第一层和第二层MD纱线；

第一CD纱线系统，包括第一CD纱线和第二CD纱线；所述第一CD纱线和所述第二CD纱线形成接结纱线对；

其中所述接结纱线对与所述第一层MD纱线和所述第二层MD纱线以如下方式交织：所述第一CD纱线和所述第二CD纱线结合起来与所述第一层中的各MD纱线交织，并在所述第一层和所述第二层之间穿越；

第二CD纱线系统，包括第三CD纱线、第四CD纱线和第五CD纱线；所述第一系统和所述第二系统交替与所述MD纱线交织；

其中所述第四CD纱线与所述第一层中的各MD纱线交织，且所述第五CD纱线与所述第二层中的至少一根MD纱线交织；

其中所述第三CD纱线位于所述第四CD纱线和所述第五CD纱线之间；以及

其中所述第三CD纱线、所述第四CD纱线和所述第五CD纱线垂直堆叠，垂直于所述第一层和所述第二层。

2.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述织物是三层成形织物。

3.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述第一层是所述织物的成形层，以及，所述第二层是所述织物的磨面层。

4.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述织物具有2∶1的纬纱比。

5.根据权利要求1所述的造纸织物，其中至少部分所述MD纱线和CD纱线是单丝纱线。

6.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述接结纱线对织成反向纬纱结构。

7.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述接结纱线对织成顺向纬纱结构。

8.根据权利要求1所述的造纸织物，其中把所述接结纱线对织成纸幅支撑接结纱(SSB)序列。

9.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述第二CD纱线系统形成三层堆叠纬纱(TSS)结构。

10.根据权利要求1所述的造纸织物，其中至少部分所述第五CD纱线在所述第二层的外表面上形成长浮纱。

11.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述第三CD纱线的材料不同于所述第四CD纱线和所述第五CD纱线。

12.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述第三CD纱线的直径不同于所述第四CD纱线和所述第五CD纱线。

13.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述第三CD纱线位于所述第一层和所述第二层之间。

14.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述第三CD纱线和所述第二层中的至少一根MD纱线结合。

15.根据权利要求1所述的造纸织物，其中所述MD纱线和所述CD纱线具有圆形横截面形状、矩形横截面形状或非圆形横截面形状。