多軸向織物及其制造方法
【專利說明】多軸向織物及其制造方法
[0001 ] 本申請是申請日為2006年4月20日、申請?zhí)枮?00680018948.3、發(fā)明名稱為“具有減少的干涉圖案的多軸向織物”之申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于造紙機(jī)的多層多軸向織物的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0003]在造紙工藝過程中，纖維素纖維網(wǎng)通過將纖維漿料，即纖維素纖維的水分散體沉積到造紙機(jī)成形部的移動成形織物上而形成。大量的水通過成形織物從該漿料中排出，在該成形織物的表面留下纖維素纖維網(wǎng)。
[0004]新形成的纖維素纖維網(wǎng)從成形部行進(jìn)到包含一系列壓榨壓區(qū)的壓榨部。纖維素纖維網(wǎng)穿過壓榨織物支撐的壓榨壓區(qū)，或通常是兩個這種壓榨織物之間的壓榨壓區(qū)。在壓榨壓區(qū)中，纖維素纖維網(wǎng)經(jīng)受壓縮力，所述壓縮力將水從中擠出，并使網(wǎng)中的纖維素纖維相互粘連，以將所述纖維素纖維網(wǎng)變成紙頁。所述水被一個或多個壓榨織物接收，并且理想的是不返回到紙頁上。
[0005]紙頁最后行進(jìn)到干燥部，所述干燥部包含至少一個系列的用蒸汽進(jìn)行內(nèi)部加熱的可旋轉(zhuǎn)烘缸或烘筒。通過干燥織物引導(dǎo)新形成的紙頁沿蛇形軌跡依次繞過該系列缸中的每個缸，所述干燥織物使紙頁緊緊靠在所述缸的表面。加熱的缸將紙頁的水含量通過蒸發(fā)降低至期望的水平。
[0006]應(yīng)該理解，造紙機(jī)上的成形、壓榨和干燥織物全都采取環(huán)形環(huán)的方式，并以傳輸帶的方式起作用。還應(yīng)該理解，造紙是以相當(dāng)大的速度進(jìn)行的連續(xù)過程。換言之，纖維漿料在成形部中被連續(xù)沉積到成形織物上，而新生產(chǎn)的紙頁在從干燥部出來后被連續(xù)纏繞到輥上。
[0007]本發(fā)明主要涉及用于壓榨部的織物，一般稱為壓榨織物，但是其也可應(yīng)用于成形和干燥部中所用的織物以及用作例如長壓區(qū)壓榨帶的聚合物涂層紙工業(yè)加工帶的底布的織物。
[0008]在造紙過程中，壓榨織物起關(guān)鍵作用。如上所示，其功能之一為支撐和運(yùn)送通過壓榨壓區(qū)生產(chǎn)的紙制品。
[0009]壓榨織物也參與紙頁表面的整飾。也就是說，壓榨織物被設(shè)計為具有光滑表面和均勻的彈性結(jié)構(gòu)，使得紙頁在穿過壓區(qū)的過程中獲得光滑無印痕的表面。
[0010]也許最重要的是，壓榨織物吸收從壓區(qū)的濕紙中提取的大量水。為了實(shí)現(xiàn)這個功能，在嚴(yán)格的意義上，壓榨織物內(nèi)必須具有通常稱為空隙容積的接納水的空間，并且該織物在其整個使用壽命期間必須具有足夠的透水性。最后，壓榨織物必須能夠防止從濕紙中吸收的水從壓榨壓區(qū)出來時返回到紙上并將紙重新弄濕。
[0011]現(xiàn)在的壓榨織物以設(shè)計為滿足造紙機(jī)要求的多種形式使用，它們根據(jù)所要制造的紙種而安裝到所述造紙機(jī)上。一般地，它們包括其中穿插精細(xì)非織造纖維材料棉絮的織造底布。該底布可由單絲、合股單絲、復(fù)絲或合股復(fù)絲的紗線織成，并且可以是單層、多層或?qū)雍系?。紗線通常由造紙機(jī)貴重器材領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將用于此目的的諸如聚酰胺和聚酯樹脂的幾種合成聚合物樹脂中的任一種擠出而成。
[0012]織造織物采取許多不同的形式。例如，它們可以是環(huán)形織造的，或者常規(guī)織造并隨后變成具有接縫的環(huán)狀形式。作為替代方案，它們可以通過通常稱為改進(jìn)的環(huán)形織造的工藝生產(chǎn)，其中底布的瑋向邊緣利用其縱向(MD)紗線提供接縫環(huán)。在這個過程中，MD紗線在織物的瑋向邊緣之間連續(xù)反復(fù)織造，并在每個邊緣處掉頭形成接縫環(huán)。在安裝到造紙機(jī)上的過程中，以這種方式生產(chǎn)的底布置為環(huán)狀形式，并因此被稱為可機(jī)上縫合織物。為將這種織物置為環(huán)狀形式，將兩個瑋向邊緣縫合在一起。為促進(jìn)縫合，現(xiàn)在許多織物在織物兩端的橫向邊緣具有接縫環(huán)。這些接縫環(huán)自身通常通過織物的縱向(MD)紗線形成。該接縫通常通過將壓榨織物的兩端放在一起，使織物兩端處的接縫環(huán)相互交叉，和引導(dǎo)所謂的銷或樞軸穿過由相互交叉的接縫環(huán)所限定的通道以將織物的兩端鎖在一起而形成。
[0013]此外，織造底布可以通過將一個底布放入由另一個底布形成的接縫環(huán)內(nèi)，并且通過使短纖維棉絮穿過兩個底布將其彼此連接而層合。一個或兩個織造底布可以是可機(jī)上縫合的類型。
[0014]無論如何，織造底布是環(huán)形環(huán)的形式，或可以縫合成這種形式，具有沿其縱向測量的特定長度和沿其橫向測量的特定寬度。因?yàn)樵旒垯C(jī)的構(gòu)造差別很大，所以要求造紙機(jī)貴重器材的生產(chǎn)商將壓榨織物和其它造紙機(jī)貴重器材制造成與其客戶的造紙機(jī)內(nèi)特定位置相配合所需要的尺寸。不用說，這種要求使得難于實(shí)現(xiàn)流水線的生產(chǎn)工藝，因?yàn)槊總€壓榨織物通常必須定制。
[0015]為滿足更快速有效地生產(chǎn)具有各種長度和寬度的壓榨織物的需要，近年來壓榨織物使用授予RexfeIt等的普通美國專利N0.5，360,656( ‘656專利)中公開的螺旋纏繞技術(shù)生產(chǎn)，其中的教導(dǎo)在此通過引用并入本文。
[0016]該‘656專利示出一種壓榨織物，其包含具有穿插到其中的一層或多層短纖維材料的底布。該底布包含由寬度小于底布寬度的螺旋纏繞的織造織物條構(gòu)成的至少一層。該底布在經(jīng)向或縱向上是環(huán)形的。螺旋纏繞條的長度方向上的絲線與壓榨織物的縱向形成角度?？椩炜椢飾l可以在比通常用于生產(chǎn)造紙機(jī)貴重器材的織機(jī)更窄的織機(jī)上常規(guī)織造而成。
[0017]該底布包含多個相對較窄的織造織物條螺旋纏繞并接合的捻。該織物條由縱向紗線(經(jīng)紗)和橫向紗線(瑋紗)織成。螺旋纏繞的織物條的相鄰捻可以彼此緊靠，并且這樣產(chǎn)生的螺旋連續(xù)的接縫可以通過縫合、縫編、熔融、熔接(例如超聲熔接)或膠合來封閉。作為替代方案，鄰接螺旋捻的相鄰縱向邊緣部分可以重疊布置，只要該邊緣具有減小的厚度以便不會使重疊區(qū)的厚度增加。作為又一替代方案，縱向紗線之間的間隔可以在所述條的邊緣處增加，使得鄰接螺旋捻重疊布置時重疊區(qū)域中的縱向絲線之間可以具有不變的間隔。
[0018]多軸向壓榨織物可由兩個或多個單獨(dú)的底布構(gòu)成，其中紗線沿至少四個不同的方向分布。盡管現(xiàn)有技術(shù)中的標(biāo)準(zhǔn)壓榨織物具有三個軸向:一個沿縱向(MD)、一個沿橫向(CD)，一個沿穿過織物厚度的z向，但是多軸向壓榨織物不僅具有這三個軸向，而且在其一個或多個螺旋纏繞層內(nèi)還具有由紗線體系的方向所限定的另外至少兩個軸。而且，在多軸向壓榨織物的z向上具有多個流程。因此，多軸向壓榨織物具有至少五個軸向。由于其多軸向結(jié)構(gòu)，與具有紗線體系相互平行的底布層的織物相比，具有多于一層的多軸向壓榨織物對于造紙過程中壓榨壓區(qū)的壓縮引起的集聚(nesting)和/或癟縮具有更好的抵抗性。
[0019]兩個單獨(dú)的底布相互堆疊的事實(shí)意味著織物是“層合的”并且每層可以設(shè)計用于不同的功能性。此外，單獨(dú)的底布或?qū)油ǔＲ约夹g(shù)人員熟知的方式連在一起，根據(jù)用途，該方式包括如前所述的將棉絮穿插到其間。
[0020]如上所述，壓榨織物的形態(tài)有助于提高紙頁的質(zhì)量。平面形態(tài)為接觸紙頁和降低壓榨振動提供均勻的壓榨表面。因此，已經(jīng)努力在壓榨織物上制造更為光滑的接觸面。但是表面光滑度會受到形成織物的織造方式的限制。交織紗線的交織點(diǎn)在織物的表面上形成結(jié)。這些結(jié)在z向上會比織物的其它區(qū)域更厚。因此，織物的表面可以具有以不同厚度的局部區(qū)域或織物厚度變化為特征的非平面形態(tài)，其可以在壓榨操作期間產(chǎn)生紙頁印痕?？椢锖穸茸兓踔?xí)γ扌鯇赢a(chǎn)生不利的影響，導(dǎo)致不均勻的棉絮磨損、壓縮和印痕。
[0021]層合的壓榨織物，尤其是多軸向織物，可能具有這種厚度變化。特別地，在具有相同織物組織圖的兩層的多軸向織物的特定情況下，局部的厚度變化可能會增強(qiáng)。因此，存在對具有降低的厚度變化的多軸向壓榨織物的需要，以在操作期間改善壓力的分布并減少紙頁的印痕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本發(fā)明提供一種用于造紙機(jī)的多層織物，其具有改善的壓榨均勻性和減少的紙頁印痕。
[0023]在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用于造紙機(jī)上的由兩個或多個基礎(chǔ)組織或?qū)有纬傻亩鄬涌椢?，其可以包含由材料的多軸向條形成的一層或多層，或與其結(jié)合的織物的層。在第一實(shí)施方案中，該織物包含至少一個具有多個以預(yù)定方式交織的縱向(MD)紗線和橫向(⑶)紗線的層，使MD紗線之間的距離變化和/或⑶紗線之間的距離也變化，使得組成織物的層之間的干涉圖案或波紋效應(yīng)(Moire Effect)減少。
[0024]在第二實(shí)施方案中，本發(fā)明提供與造紙機(jī)一起使用的多層織物，其包含以例如Yook的美國專利N0.5，939，176(‘176專利)所述方式形成的上織造層、下織造層，不過還有置于其間的非織造層，以產(chǎn)生空隙容積、保持織物的疏松和減少或消除所述織造層之間的干涉圖案。
[0025]在第三實(shí)施方案中，本發(fā)明提供與造紙機(jī)一起使用的多層織物，其可以例如通過‘656或‘176專利中描述的方式形成，包含上織造層和下織造層，其中所述上層的內(nèi)部和所述下層的內(nèi)部被展平或熱乳以減小其上結(jié)的高度，從而使其間的集聚(nesting)最小化，并由此減少或消除局部的厚度變化和/或所述織造層間的干涉圖案。