專利名稱：具有三角形緯紗的空氣穿透干燥織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造紙技術(shù)。具體地說，本發(fā)明涉及用于制造散裝棉
紙和紙巾以及制造非織造物品和織物的空氣穿透干燥(TAD)織物。
背景技術(shù)：
在當(dāng)代工業(yè)化社會中，例如面巾紙、衛(wèi)生紙和紙巾等柔軟吸收型一次性紙制品是現(xiàn)代生活的普遍用品。雖然存在許多方法來制造這種制品，但概括地說，這種制品的制造是從在造紙機(jī)的成形部中形成纖維素纖維網(wǎng)開始的.。通過在成形部中將纖維漿料，即纖維素纖維的水分散體沉積到移動的成形織物上來形成纖維素纖維網(wǎng)。大量水穿過成形織物從槳料排出，從而將纖維素纖維網(wǎng)留在成形織物的表面上。
然后，借助于由真空或抽氣帶動的氣流將纖維素纖維網(wǎng)轉(zhuǎn)移到空氣穿透干燥(TAD)織物或帶上，這使纖維素纖維網(wǎng)偏斜并且強(qiáng)迫纖維素纖維網(wǎng)至少部分地順從于TAD織物或帶的表面構(gòu)形。在轉(zhuǎn)移點(diǎn)的下游，由TAD織物或帶傳送的纖維素纖維網(wǎng)穿過空氣穿透干燥機(jī)，在該干燥機(jī)中熱氣流吹向纖維素纖維網(wǎng)，穿過TAD織物或帶并將纖維素纖維網(wǎng)干燥到所需程度。最后，在空氣穿透干燥機(jī)的下游，可以將纖維素纖維網(wǎng)附著到楊克烘缸(Yankee dryer)的表面上并由TAD織物或帶的表面將纖維素纖維網(wǎng)壓印到楊克烘缸的表面上，以進(jìn)行進(jìn)一步和完全的干燥。然后，用刮刀刀片從楊克烘缸的表面上移除完全干燥的纖維素纖維網(wǎng)，這使纖維素纖維網(wǎng)縮短或起皺并且增加纖維素纖維網(wǎng)的松密度(bulk)。然后，將縮短的纖維素纖維網(wǎng)纏繞到輥筒上以供后續(xù)處理，包括包裝成適于裝運(yùn)和被消費(fèi)者購買的形式。
如上所述，存在多種方法來制造散裝棉紙制品，并且應(yīng)該理解，以上描述為一些方法所共有的普遍步驟的概述。例如，不總是需要使
4用楊克烘缸，在給定情況下，可能不需要縮短步驟，或者可以在將纖
維素纖維網(wǎng)縮短之前采用諸如"濕法起皺(wetcreping)"等其它方法。
應(yīng)該理解，TAD織物可以在造紙機(jī)中采取環(huán)形圈帶的形式并且以傳送帶的方式起作用。應(yīng)該進(jìn)一步理解，紙張制造是以相當(dāng)高的速度進(jìn)行的連續(xù)處理。也就是說，在成形部中將纖維漿料連續(xù)地沉積到成形織物上，并將新制造的紙張在干燥后連續(xù)地纏繞到輥筒上。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，通過編織來制作織物，并獲得在經(jīng)線方向或機(jī)器縱向(machine direction, MD)、以及緯線方向或機(jī)器橫向(cross-machine direction, CD)上都進(jìn)行重復(fù)的編織圖案?？椩炜椢锊捎迷S多不同的形式。例如，它們可以是環(huán)形的編織物，或是平坦的編織物并隨后采用縫合線形成為環(huán)形形式。還將理解，所得織物必須在外觀上一致；即，不會在編織圖案中存在突然變化以至于形成
的紙張具有不期望的特性。此外，壓印到所形成的棉紙上的任意圖案標(biāo)記將影響紙張的特性。
現(xiàn)代造紙織物制造成多種類型，這些類型設(shè)計為滿足造紙織物所安裝的造紙機(jī)對所制造的紙張等級的要求。通常，造紙織物包括由單纖維絲編織的底基織物并且可以是單層的或多層的。通常由諸如聚酰胺和聚酯樹脂等幾種合成聚合物樹脂中的任意一種來擠出紗線，上述樹脂是造紙機(jī)織物領(lǐng)域的普通技術(shù)人員為了該擠出目的而釆用的。
本發(fā)明至少部分地涉及應(yīng)用于散裝棉紙制造機(jī)的空氣穿透干燥
機(jī)上的TAD織物或帶，但是除此之外也具有其它應(yīng)用。然而，本發(fā)明主要涉及TAD織物。
這種織物還可以應(yīng)用于散裝棉紙或紙巾制造機(jī)的成形部以形成這樣的纖維素纖維網(wǎng)在基重(basis weight)相對較高的連續(xù)底子中具有基重相對較低的不連續(xù)區(qū)域。利用例如水力纏結(jié)法(hydroentanglement)等處理，這種織物還可以用于制造這樣的非織造物品和織物不連續(xù)區(qū)域的纖維密度小于相鄰區(qū)域的纖維密度，從而使非織造物品的表面構(gòu)形是改變的。
對于用于預(yù)期目的的許多制品而言，尤其在纖維狀纖維素制品
5是面巾紙或衛(wèi)生紙、紙巾、衛(wèi)生巾或尿布時，吸收能力、強(qiáng)度、柔軟性和美學(xué)外觀等特性是重要的。
在制造棉紙、餐巾紙和手巾紙時，松密度、橫向張力、吸收能力和柔軟性是尤其重要的特性。為了制造具有這些特性的紙張制品，織物通常構(gòu)造成上表面具有表面構(gòu)形變化。通常，這些表面構(gòu)形變化以織物表面上的股線之間的平面差異來度量。例如，平面差異通常用如下參數(shù)來度量升高的緯紗或經(jīng)紗股線之間的高度差異，或者在織
物表面所在的平面中MD結(jié)(knuckle)與CD結(jié)之間的高度差異。通常，織物表面將具有袋結(jié)構(gòu)(pocket)，在該情況下平面差異以袋結(jié)構(gòu)深度來度量。
此外，工業(yè)織物的干燥能力對于其在諸如TAD等處理中的應(yīng)用是至關(guān)重要的。典型地，造紙工業(yè)中用于制造紙巾的標(biāo)準(zhǔn)TAD織物設(shè)計是5梭道、3x2編織圖案。該設(shè)計表現(xiàn)出更高的紙張厚度和吸收能力，這允許紙張基重更小。通常用于衛(wèi)生紙產(chǎn)品的其它設(shè)計是5梭道、4xl編織圖案，已經(jīng)證實(shí)這種設(shè)計產(chǎn)生較高的紙張柔軟性。這兩種設(shè)計已經(jīng)證明在熱且潮濕的TAD環(huán)境下紙張是耐用的并且具有較好的紙張?zhí)匦?。織物設(shè)計者認(rèn)識到由編織圖案形成的袋結(jié)構(gòu)深度也是重要的，從而嘗試了多層較厚織物。然而，這些多層設(shè)計具有一些嚴(yán)重的缺點(diǎn)，例如因為織物通常包含更多水，因而織物的含水量較高，這會造成干燥時間更長。用于以TAD處理來制造低密度高厚度棉紙網(wǎng)的主要機(jī)理是織物的袋結(jié)構(gòu)深度。因此，棉紙網(wǎng)的厚度是由織物的袋結(jié)構(gòu)深度來指示的。對于上述設(shè)計的深入研究表明，經(jīng)紗和緯紗都是產(chǎn)生袋結(jié)構(gòu)深度的主要原因，因而會限制紙張厚度。具體地說，在單層設(shè)計中，與經(jīng)紗相比，緯紗表現(xiàn)出對袋結(jié)構(gòu)深度具有更好的控制。因此，注意到將緯紗的輪廓改變?yōu)槿切位虼笾氯切螜M截面而不是傳統(tǒng)圓形紗線將導(dǎo)致袋結(jié)構(gòu)深度增加，從而使紙張厚度更大并獲得其它所需紙張?zhí)匦浴?br> 本發(fā)明提供對于形成紙巾和相關(guān)制品具有良好特性的改善的TAD織物。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及TAD織物，但是可以應(yīng)用于造紙機(jī)的成形部、擠壓部和干燥部。因此，本發(fā)明是造紙機(jī)的織物，其包括與多根緯紗交織的多根經(jīng)紗。
本發(fā)明優(yōu)選地涉及TAD織物，其包括與多根緯紗交織來產(chǎn)生紙張側(cè)表面圖案的多根經(jīng)紗，上述圖案的特征在于對于相同網(wǎng)孔數(shù)目，袋結(jié)構(gòu)的深度和體積更大。在根據(jù)本發(fā)明的織物中，緯紗具有三角形橫截面或大致三角形橫截面并且定向成使緯紗的平坦表面面向織物的機(jī)器側(cè)表面。在經(jīng)紗從三角形緯紗的上方和下方穿過時在緯紗與經(jīng)紗交織的點(diǎn)上TAD織物中的袋結(jié)構(gòu)深度和體積增加。
因此，本發(fā)明的目的在于增加工業(yè)織物的袋結(jié)構(gòu)深度和袋結(jié)構(gòu)體積，以便在TAD或其它紙張成形類型處理中改善例如紙張厚度、松密度和吸收能力等紙張?zhí)匦?，該處理利用TAD或結(jié)構(gòu)化織物而將圖案壓印到紙張上。
本發(fā)明的另一個目的在于增加織物的透氣性并且由此增加操作效率。
本發(fā)明的另一個目的在于改善紙張干燥速率并且由此減少能量消耗。
本發(fā)明的另一個目的在于改善織物的易凈化性。下面，多次參考以下附圖以更詳細(xì)的細(xì)節(jié)描述本發(fā)明。


參考以下描述和附圖，以便更完整地理解本發(fā)明，其中
圖1A示出紙張側(cè)視圖和表面深度圖，該圖突出顯示本發(fā)明的優(yōu)
選實(shí)施例的紙張側(cè)表面上的相對袋結(jié)構(gòu)尺寸；
圖1B和圖1C示出結(jié)合了本發(fā)明的教導(dǎo)的織物的剖視圖1D示出標(biāo)準(zhǔn)TAD織物的剖視圖；以及圖2示出紗線的"房屋"形剖視圖。
具體實(shí)施例方式
7本發(fā)明優(yōu)選地是在織物的紙張側(cè)表面上具有改善的袋結(jié)構(gòu)深度
和袋結(jié)構(gòu)體積的TAD織物。袋結(jié)構(gòu)尺寸是編織圖案、網(wǎng)孔數(shù)目和圖案所用的紗線的函數(shù)。袋結(jié)構(gòu)尺寸可以用MD/CD尺寸和/或袋結(jié)構(gòu)深度來表征。袋結(jié)構(gòu)由從所使用的編織圖案所產(chǎn)生的織物表面的基準(zhǔn)平面上升高的諱紗和經(jīng)紗來形成/限定。袋結(jié)構(gòu)尺寸和深度影響諸如吸收能力等所得紙張?zhí)匦浴?br> 圖1A示出紙張側(cè)視圖和表面深度圖，該圖突出顯示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的紙張側(cè)表面上的相對袋結(jié)構(gòu)尺寸?？梢允褂镁哂腥切螜M截面的緯紗20來形成根據(jù)本實(shí)施例的如圖1A所示的織物50。雖然我們提到緯紗具有三角形橫截面，但是實(shí)際上其橫截面可以是如圖1B所示的形狀。由圖可以看出，緯紗20具有帶稍微修圓邊緣22的某程度上的或大致的三角形橫截面。雖然圖示為具有邊24的等邊三角形，但是適用于本目的的其它三角形形狀也可以提供所需結(jié)果。在圖1A中，所示三角形諱紗20水平地延伸，而經(jīng)紗10豎直地延伸。緯紗20可以在織物50中定向為使三角形的平坦表面或邊24面向織物50的機(jī)器側(cè)而三角形的尖角側(cè)面向織物50的紙張或表面?zhèn)?，在?jīng)紗10從三角形緯紗20的上方和下方穿過時緯紗與經(jīng)紗10交織的點(diǎn)處，產(chǎn)生深度增加的袋結(jié)構(gòu)。圖1C還示出用于根據(jù)該實(shí)施例織物圖案的經(jīng)紗IO的輪廓。注意到，經(jīng)紗IO示為具有圓形橫截面。適用于該目的的其它形狀的橫截面也是可行的。由該輪廓可以看出，織物50具有更深的袋結(jié)構(gòu)30、 40，這相應(yīng)地突出顯示在織物50的紙張側(cè)表面?？梢杂^察到，在織物50的紙張側(cè)表面上指示的升高的緯紗20和升高的經(jīng)紗10在它們相互交織的點(diǎn)上或者在經(jīng)紗從三角形緯紗20的上方和下方穿過時緯紗與經(jīng)紗交織的點(diǎn)上形成袋結(jié)構(gòu)30、 40，從而使得袋結(jié)構(gòu)深度增加。
三角形緯紗的這種取向(平坦表面面向機(jī)器側(cè))還將較大地改變在本發(fā)明的背景技術(shù)中討論的兩種5梭道編織設(shè)計的瓶頸輪廓。這意味著，對于給定的網(wǎng)孔數(shù)目，還將增加織物的透氣性。因此，通過保持相同的網(wǎng)孔數(shù)目，根據(jù)本發(fā)明的織物將在熱且潮濕的TAD環(huán)境下保持耐用性，并且使得紙張厚度和吸收能力或柔軟性提高，從而克
8服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
為了進(jìn)行比較，在圖1D中示出以與圖1B所示相同的編織圖案
用具有圓形橫截面的紗線編織的標(biāo)準(zhǔn)TAD織物。將緯紗標(biāo)記為20'而將經(jīng)紗標(biāo)記為10'。如果將在圖ID中形成的袋結(jié)構(gòu)區(qū)域30'和40'與圖IB中的袋結(jié)構(gòu)30和40進(jìn)行比較，則可以看出由于紗線具有大致三角形的橫截面，因此在圖IB中所產(chǎn)生的袋結(jié)構(gòu)較大。這可以由例如圖IB中標(biāo)記為"X"以及圖ID中標(biāo)記為"Y"的位于相鄰紗線之間的開口區(qū)域可以看出。相應(yīng)地，對于具有相同線密度的紗線，在圖1B所示的織物中形成的袋結(jié)構(gòu)較大，從而具有優(yōu)勢。
注意到，可以用例如平紋布、斜紋布、以浮紋緯線或經(jīng)線為主的紙張表面或它們的組合等任意編織圖案來形成根據(jù)本發(fā)明的織物。本發(fā)明的意圖在于涵蓋袋結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀不同、袋結(jié)構(gòu)深度不同并且紗線輪廓不同的其它織物圖案。因此，不應(yīng)該理解為本發(fā)明局限于如上披露的優(yōu)選實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明的織物優(yōu)選地僅包括優(yōu)選地由聚酯、尼龍、聚酰胺或其它聚合物制成的單纖維紗線。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，可以為任意紗線使用聚合物的任意組合。織物的CD紗線可以具有尺寸不同的三角形橫截面紗線，并且可以與具有例如圓形或其它形狀等不同的非三角形橫截面紗線交替地出現(xiàn)。這種交替可以是單根交替、或者成對交替、或者以適用于該目的的方式成偶數(shù)或奇數(shù)的紗線的其它組合交替。相似地，MD紗線可以具有一個或多個不同直徑的圓形橫截面。此外，除了三角形和圓形橫截面形狀，可以期望采用例如圖2所示的"房屋"形紗線60等其它形狀。此外， 一些紗線，包括MD紗線可以具有例如矩形橫截面形狀等其它橫截面形狀、或例如三角形
或大致三角形等非圓橫截面形狀。
對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以在對本發(fā)明的修改不超出本發(fā)明的范圍的情況下容易地對上述內(nèi)容進(jìn)行修改。以下權(quán)利要求書將解釋為涵蓋這些情況。
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權(quán)利要求
1.一種用于造紙機(jī)的織物，包括多根經(jīng)紗，其與多根緯紗交織以在所述織物的紙張側(cè)表面上產(chǎn)生袋結(jié)構(gòu)；所述緯紗具有大致三角形橫截面；其中，所述緯紗定向成使平坦表面面向所述織物的機(jī)器側(cè)表面；以及在所述緯紗與所述經(jīng)紗交織的點(diǎn)上所述織物中的袋結(jié)構(gòu)深度和體積增加。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，具有:包括多根經(jīng)紗和多根緯紗輪廓的5梭道編織圖案。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其中，所述多根經(jīng)紗和所述多根緯紗中至少一些是聚酰胺紗線或聚酯 紗線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其中， 所述織物是單層空氣穿透干燥(TAD)織物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其中，所述多根經(jīng)紗中至少一些具有圓形橫截面形狀、矩形橫截面形 狀、非圓橫截面形狀或三角形形狀或大致三角形形狀中一者。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的織物，其中， 所述多根緯紗中至少一些具有非三角形橫截面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物，其中，所述三角形緯紗與所述非三角形緯紗交替出現(xiàn)，或成對地交替 出現(xiàn)，或以其它所需方式交替出現(xiàn)。
8. —種形成用于造紙機(jī)的織物的方法，所述方法包括如下步驟 使多根經(jīng)紗與多根緯紗交織以在所述織物的紙張側(cè)表面上產(chǎn)生袋結(jié)構(gòu)；所述緯紗具有大致三角形橫截面；其中，將所述緯紗定向成使平坦表面面向所述織物的機(jī)器側(cè)表面；以及在所述緯紗與所述經(jīng)紗交織的點(diǎn)上所述織物中的袋結(jié)構(gòu)深度和 體積增加。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述織物具有包括多根經(jīng)紗和多根緯紗輪廓的5梭道編織圖案。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述多根經(jīng)紗和所述多根緯紗中至少一些是聚酰胺紗線或聚酯 紗線。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中， 所述織物是單層空氣穿透干燥(TAD)織物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述多根經(jīng)紗中至少一些具有圓形橫截面形狀、矩形橫截面形 狀、非圓橫截面形狀或三角形形狀或大致三角形形狀中一者。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中， 所述多根緯紗中至少一些具有非三角形橫截面。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述三角形緯紗和所述非三角形緯紗交替出現(xiàn)，或成對地交替 出現(xiàn)，或以其它所需方式交替出現(xiàn)。
全文摘要
一種空氣穿透干燥(TAD)織物，其用于在造紙機(jī)上制造紙巾和相關(guān)制品，并包括多根經(jīng)紗，多根經(jīng)紗與多根緯紗交織以在織物的紙張側(cè)表面上產(chǎn)生袋結(jié)構(gòu)。緯紗具有大致三角形橫截面并且定向成使緯紗的平坦表面面向織物的機(jī)器側(cè)表面。在經(jīng)紗從三角形緯紗的上方和下方穿過時，在緯紗與經(jīng)紗交織的點(diǎn)上TAD織物中的袋結(jié)構(gòu)深度和體積增加。
文檔編號D21F1/00GK101558199SQ200780046313
公開日2009年10月14日 申請日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者杰弗里·B·赫爾曼 申請人:阿爾巴尼國際公司