專利名稱：包括具有成形面緯紗對的三層垂直堆疊緯紗的織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造紙業(yè)。更具體地說，本發(fā)明是用于造紙機(jī)成形部的成形織物。
背景技術(shù)：
在造紙過程中，在造紙機(jī)成形部，通過將纖維漿沉積到移動的成形織物上形成纖維素纖維網(wǎng)，纖維漿也就是纖維素纖維的水分散體。漿體中大量的水通過成形織物排出，而纖維素纖維網(wǎng)則留在成形織物的表面。
剛形成的纖維素纖維網(wǎng)從成形部進(jìn)入壓榨部，壓榨部包括一系列壓榨壓區(qū)。纖維素纖維網(wǎng)被壓榨織物支撐，或者通常情況下位于兩層這樣的壓榨織物之間，穿過壓榨壓區(qū)。在壓榨壓區(qū)中，纖維素纖維網(wǎng)受到壓縮力的作用，該壓縮力將網(wǎng)中的水?dāng)D出，并使網(wǎng)中的纖維素纖維彼此粘附，使得纖維素纖維網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榧埛Ｋ梢粚訅赫タ椢锘蚨鄬訅赫タ椢锼?，并且理想的情況是不回到紙幅中去。
紙幅最終進(jìn)入干燥部，干燥部至少包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動干燥轉(zhuǎn)鼓系列或可轉(zhuǎn)動干燥轉(zhuǎn)筒系列，這些轉(zhuǎn)鼓或轉(zhuǎn)筒由蒸汽在內(nèi)部進(jìn)行加熱。干燥織物引導(dǎo)剛形成的紙幅以彎曲路徑依次繞行該系列中的每個(gè)轉(zhuǎn)鼓，干燥織物將紙幅緊緊地貼在轉(zhuǎn)鼓的表面。加熱的轉(zhuǎn)鼓通過蒸發(fā)作用使紙幅的含水量降至所需水平。
應(yīng)該了解的是，成形、壓榨及干燥織物都在造紙機(jī)上采用無端環(huán)(endless loop)的形式，并且都起到傳送帶的作用。應(yīng)該進(jìn)一步了解的是，紙張生產(chǎn)是一種以相當(dāng)快的速度進(jìn)行的連續(xù)過程。也就是說，在成形部，纖維漿連續(xù)地沉積到成形織物上，而剛生產(chǎn)出的紙幅在離開干燥部后就被連續(xù)地卷繞到輥筒上。
對多種供用于所需用途的產(chǎn)品而言，特別是當(dāng)纖維素纖維制品是面巾紙或衛(wèi)生紙、紙巾、衛(wèi)生巾及紙尿褲時(shí)，吸收性能以及強(qiáng)度、柔軟度及美觀特性是重要的。
這些產(chǎn)品可使用多種加工方法來制造。常規(guī)造紙機(jī)包括將纖維素纖維懸浮液輸送至成形織物之上或夾于兩個(gè)成形織物之間的運(yùn)送操作。然后將此部分脫水薄片移送至壓榨織物，該壓榨織物在將該薄片移送至大型楊克式烘缸(Yankee dryer)時(shí)，使該薄片進(jìn)一步脫水。當(dāng)完全干燥的薄片從烘缸表面移除時(shí)，可以有縐褶或無縐褶，其被卷繞到輥筒上，以供更進(jìn)一步加工。
一種可替代的加工方法使用空氣穿透干燥(TAD)單元，該單元以另一種織造織物來取代上述壓榨織物，該織造織物將紙幅從成形織物運(yùn)送至空氣穿透干燥織物。用此織造織物將紙幅運(yùn)送到空氣穿透干燥(TAD)滾筒，在該滾筒處，吹送熱空氣穿透濕的纖維素紙幅，同時(shí)干燥紙幅，并提高紙幅的松厚度及柔軟度。
織造織物采取許多不同的形式。例如，它們可被織成環(huán)形、或者先平織然后用接縫將其轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合的形式。
本發(fā)明具體涉及在成形部使用的成形織物。在紙張生產(chǎn)過程中，成形織物起到關(guān)鍵的作用。如上所示，其功能之一是形成并運(yùn)送生產(chǎn)的紙產(chǎn)品至壓榨部。
然而，成形織物還需要考慮除水處理及紙幅形成效果問題。即，成形織物被設(shè)計(jì)來讓水穿過(即控制排水速率)，而同時(shí)防止纖維及其它固體隨水穿過。如果排水發(fā)生得過快或過慢，紙片品質(zhì)及機(jī)器效率都會受影響。為了控制排水，因此成形織物中用于排水的空間必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，該空間通常稱為空隙容積。
當(dāng)前的成形織物采用廣泛、多樣的形式設(shè)計(jì)來制造，以滿足造紙機(jī)需要，根據(jù)制造的紙張的等級，將其安裝在造紙機(jī)上。通常，成形織物包括底布，底布由單絲紗線、捻合單絲紗線、復(fù)絲紗線或捻合復(fù)絲紗線織成，并且可以是單層或多層。紗線通常由在造紙機(jī)布料技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員為此目的而使用的幾種合成聚合樹脂中的任意一種擠出而成，例如聚酰胺樹脂及聚酯樹脂。
成形織物設(shè)計(jì)還包括兼顧所需要的纖維支撐性與織物穩(wěn)定性。細(xì)網(wǎng)孔織物可提供所需的紙張表面和纖維支撐性，但此種設(shè)計(jì)缺乏所需的穩(wěn)定性，造成織物使用壽命短。比較而言，粗網(wǎng)孔織物在犧牲纖維支撐性并可能產(chǎn)生印痕的情況下，提供織物穩(wěn)定性并延長使用壽命。為了最小化設(shè)計(jì)折衷、并達(dá)到最佳的支撐性及穩(wěn)定性，因此研發(fā)出多層織物。例如，在雙層及三層織物中，成形面被設(shè)計(jì)用來提供支撐性，而磨面為了穩(wěn)定性而設(shè)計(jì)。
本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員了解的是織物為織成的，且具有一種織造圖案，該織造圖案于經(jīng)紗或機(jī)器方向(MD)及緯紗或橫機(jī)器方向(CD)都進(jìn)行重復(fù)。還應(yīng)當(dāng)理解的是所制織物的外觀必須是均勻的；即在織造圖案中，不存在造成成形紙張中產(chǎn)生痕跡的驟然變化。由于織造圖案的重復(fù)特性，因此常見的織物缺陷是在織物中的特性斜線。這條斜線以不同的程度顯現(xiàn)在紙張上。通過使用新的織造圖案及直徑較小的單纖維絲，可遮掩此斜線痕跡，但無法完全消除。理論上說，成形織物的隨機(jī)表面會獲得可能不具有斜線痕跡的紙幅。然而，幾乎不可能制造出真正隨機(jī)的表面來避免圖案中導(dǎo)致紙痕的驟然變化，而且在定義上，任何一種圖案最終都須重復(fù)。
美國專利5,025,839示出一種分散表面圖案的嘗試。該專利示出一種標(biāo)準(zhǔn)雙層織物，其中縱向(MD)紗線交織產(chǎn)生一種鋸齒狀效果。然而，如美國專利5,857,498所指出的，通過該5,025,839專利教導(dǎo)的圖案得到的成對緯紗(shute，weft)織物無法產(chǎn)生理想的排水性能。
此外，已有數(shù)件密切相關(guān)的專利涵蓋三層堆疊緯紗(TSS)設(shè)計(jì)，例如JP6-4953、美國專利4,379,735、美國專利4,941,514、美國專利5,164,249、美國專利5,169,709以及美國專利5,366,798。然而這些專利所述的三層堆疊緯紗(TSS)織物沒有一個(gè)具有不均勻表面，而不均勻表面被認(rèn)為是特別適合用于制造紙巾。
此外，需要多層織物具有更強(qiáng)的橫向穩(wěn)定性及硬挺性，從而防止橫向收縮，改善紙幅成形及外觀，同時(shí)可能延長使用壽命。
本發(fā)明是一種具有頂層成對緯紗及附加中間緯紗層的成形織物。本發(fā)明可解決排水、紙幅纖維支撐性及織物穩(wěn)定性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是一種成形織物，盡管其可應(yīng)用于造紙機(jī)的成形部、壓榨部及干燥部。
本發(fā)明是具有所需不均勻表面的織物。為了解決紙片成形問題并產(chǎn)生所需不均勻表面，本發(fā)明將頂層或成形面緯紗兩兩成對分組。從而可在成對的緯紗之間產(chǎn)生較小的開放間距，而在相鄰緯紗對之間產(chǎn)生較大的間距。因此，本發(fā)明在相鄰緯紗之間具有不均等的間距，而現(xiàn)有技術(shù)的織物則在每一根相鄰成形面緯紗之間具有均等的間距。
為了提供更強(qiáng)的橫向硬挺性及穩(wěn)定性，本發(fā)明在織物中間層使用第三組緯紗，從而提供更好的橫向穩(wěn)定性。
本發(fā)明織物是一種成形織物，該織物具有頂層橫向(CD)緯紗、中間層橫向(CD)緯紗、以及底層橫向(CD)緯紗，以及具有與該頂層橫向(CD)緯紗、中間層橫向(CD)緯紗及底層橫向(CD)緯紗交織的縱向(MD)經(jīng)紗系統(tǒng)。頂層的橫向(CD)緯紗被兩兩成對分組，從而使頂層緯紗之間產(chǎn)生不均等的間距。位于中間層的橫向(CD)緯紗提供附加的橫向(CD)穩(wěn)定性。各頂層對中的一根橫向(CD)緯紗與中間層及底層橫向(CD)緯紗垂直堆疊。從而，各頂層對中的另一根橫向(CD)緯紗則與被堆疊的中間層及底層橫向(CD)緯紗垂直地錯(cuò)開。此堆疊排列提高了織物的排水性能。排水性的提高使織物經(jīng)緯密度大幅增加，從而改善纖維支撐性。
織物頂面成對緯紗(shute，weft)增加了制成的面巾紙橫向(CD)拉伸強(qiáng)度。此橫向(CD)拉伸強(qiáng)度的增強(qiáng)可使該過程實(shí)現(xiàn)其他變化，從而改善紙幅成形、柔軟度及吸水性。
在優(yōu)選實(shí)施例中，頂層橫向(CD)紗線形成織物的成形面，而底層橫向(CD)紗線則形成織物的磨面。該織物優(yōu)選以每一根頂層橫向(CD)緯紗越過至少2根但不超過15根相鄰縱向(MD)紗線來進(jìn)行織造。此外，縱向(MD)紗線系統(tǒng)可包括至少2根交替的紗線，該交替的紗線以縱向(MD)錯(cuò)開的方式織造同一圖案。
本發(fā)明在其它方面包括頂層緯紗之間的不均等間距具有位于1∶1.5至1∶20之間的間距比例。
現(xiàn)將參照下述附圖來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。


為了更好地理解本發(fā)明，下面參照附圖進(jìn)行描述，其中圖1是示意圖，其示出根據(jù)a)現(xiàn)有技術(shù)成形織物與b)本發(fā)明成形織物的頂層(或成形面)中緯紗(weft/shute)間距；圖2是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)所織織物的成形面頂視圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的織物圖案中兩根縱向(MD)紗線的示意剖視圖；以及圖4示出根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)所織織物的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是示意圖，其示出現(xiàn)有技術(shù)織物與本發(fā)明織物的頂層(或成形面)中緯紗(weft/shute)間距的對比。圖中每一條垂直的帶代表一根成形面緯紗。圖1a示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的緯紗間距，圖1b示出根據(jù)本發(fā)明的緯紗間距。注意在圖1a中，間隙1的間距110與間隙2的間距100大致相等。然而，在圖1b中，緯紗呈不等距間隙。由于緯紗A與B之間的間距不等于緯紗B與C之間的間距；因此將緯紗A與B標(biāo)記為成雙或成對緯紗130。由于不等間距有助于促進(jìn)排水及掩飾斜線紙痕，因此認(rèn)為成雙或成對是有利的。
根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)制造出成形織物樣品。測量該成形織物樣品顯示其成形面緯紗120具有0.165mm的橫截面直徑，成對緯紗130之間的間隙1的間距140只有0.076mm，而鄰接的兩對之間的間隙2的間距150則為0.114mm。相反的，測量典型的現(xiàn)有技術(shù)成形織物則顯示其成形面緯紗120通常具有0.165mm的橫截面直徑，而緯紗之間的間距則大約為0.27mm。因此，如圖1b所指出的，第1對緯紗A與B之間的間隙或間距，只有緯紗B與C之間間距尺寸的一半。因此，根據(jù)本發(fā)明的織物樣品具有1∶2的間距比例。本發(fā)明的一個(gè)目的是涵蓋位于1∶1.5至1∶20之間的間距比例范圍。
圖2是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的織物成形面的頂視圖。在圖2中，頂層/成形面緯紗對220相互隔開，一起形成成雙的緯紗對。每一對的一根橫向(CD)緯紗200垂直堆疊在中間層及底層橫向(CD)緯紗之上。每一對的另一根橫向(CD)緯紗210沒有堆疊。這些成雙的緯紗對以多種各對緯紗間的距離間隔開來。中間層緯紗位于頂層/成形面緯紗之下的平面，并垂直堆疊于磨面緯紗之上。這些中間層緯紗提供橫向穩(wěn)定性，并避免織物橫向(CD)收縮。
圖3是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的織物圖案的剖視示意圖。圖3a及3b示出具有2根交替的縱向(MD)紗線的織造圖案，此2根縱向(MD)紗線共同織造同一圖案，但在縱向(MD)上錯(cuò)開。如圖3所示，該中間層緯紗直接堆疊于底層(磨面)緯紗之上，而頂層(成形面)成對緯紗交替排列在垂直堆疊的位置和水平偏移于堆疊的中間層及磨面緯紗的位置。這種成形、中間及磨面緯紗彼此特定的位置關(guān)系有助于促進(jìn)排水及減少斜線紙痕；此二者皆有利于造紙機(jī)應(yīng)用。
圖3所示的織造圖案僅為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。在此實(shí)施例中，成形織物以8-梭口2.5層的織造圖案來織造，其中每一根頂層橫向(CD)緯紗越過至少2根但不超過15根相鄰的縱向(MD)紗線。
本發(fā)明不限于此圖案，實(shí)際上本發(fā)明涵蓋多種織造圖案。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)所織織物的剖視圖。該織物具有頂層(成形面)成對緯紗402及404。注意緯紗對中兩根緯紗之間的間距顯著小于兩個(gè)緯紗對之間的間距。如圖4以垂直線400所示，每一對緯紗的一根頂層緯紗402與中間層及磨面層垂直堆疊。因此，每一對緯紗的另一根頂層緯紗404沒有堆疊。
根據(jù)本發(fā)明的織物優(yōu)選包括僅由單纖維紗線構(gòu)成。特別地，橫向(CD)紗線可以是聚酯單絲及/或部分可以是聚酯紗或聚酰胺紗。橫向(CD)及縱向(MD)紗線可為具有一種直徑或多種不同直徑的圓形橫截面形狀。此外，除了圓形橫截面形狀之外，一根或多根紗線可具有其他橫截面形狀，例如矩形橫截面形狀或非圓形橫截面形狀。
對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以容易地對上述實(shí)施方案進(jìn)行多種修改和改進(jìn)，或應(yīng)用于其它領(lǐng)域，而不偏離本發(fā)明的目的、精神和范圍。所有這些改動均在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種造紙織物，包括頂層橫向(CD)緯紗、中間層橫向(CD)緯紗、以及底層橫向(CD)緯紗；交織該頂層橫向(CD)緯紗、中間層橫向(CD)緯紗及底層橫向(CD)緯紗的縱向(MD)紗線系統(tǒng)；其中該位于頂層的橫向(CD)緯紗被兩兩成對分組，從而使頂層緯紗之間產(chǎn)生不均等的間距；其中該位于中間層的橫向(CD)緯紗提供附加的橫向(CD)穩(wěn)定性；以及各頂層對中的一根橫向(CD)緯紗與中間層及底層橫向(CD)緯紗垂直堆疊；各項(xiàng)層對中的另一根橫向(CD)緯紗則與被堆疊的中間層及底層橫向(CD)緯紗垂直地錯(cuò)開，從而增加織物的排水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙織物，其中所述頂層橫向(CD)緯紗形成所述織物的成形面，以及所述底層橫向(CD)緯紗形成所述織物的磨面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙織物，其中所述頂層緯紗之間的不均等間距具有位于1∶1.5至1∶20之間的間距比例。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙織物，其中所述縱向(MD)紗線系統(tǒng)包括至少2根交替的紗線，所述交替的紗線以縱向(MD)錯(cuò)開的方式織造同一圖案。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙織物，其中所述縱向(MD)紗線以及所述橫向(CD)紗線是單絲紗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙織物，其中所述織物為成形織物、壓榨織物、干燥織物或工業(yè)型織物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙織物，其中至少部分所述縱向(MD)經(jīng)紗是聚酰胺紗或聚酯紗中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙織物，其中至少部分所述橫向(CD)緯紗是聚酰胺紗或聚酯紗中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙織物，其中所述縱向(MD)經(jīng)紗與所述橫向(CD)緯紗具有圓形橫截面形狀、矩形橫截面形狀或非圓形橫截面形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種造紙織物，可用于造紙機(jī)成形部，該織物具有3層橫向(CD)緯紗。成形層緯紗被兩兩成對分組。頂層成對緯紗使成形(頂)層具有不均等的間距。這種間距賦予紙幅支撐表面具有所需的不均勻性，從而減少織物斜線的問題。各對中的一根頂層緯紗與中間層及底層緯紗垂直堆疊。各對中的另一根頂層緯紗則沒有進(jìn)行堆疊。這種排列增加了織物的排水性能。中間層緯紗可提供更好的橫向(CD)穩(wěn)定性。
文檔編號D21F1/00GK1714195SQ200380103641
公開日2005年12月28日 申請日期2003年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月21日
發(fā)明者大衛(wèi)·S·羅伍吉維, 杰佛瑞·J·柯里諾恩, 約翰·拉馮德 申請人:阿爾巴尼國際公司