专利名称：造纸用成形织物的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及织造织物，并特别涉及造纸用织造织物。
背景技术：
在普通长网造纸机造纸过程中，在织造抄网和/或合成材料的无端带上行程的顶部被喂给纤维素纤维(称为造纸原料)的水悬浮液或水浆料，织造抄网或合成材料无端带在两辊或多辊之间输送。该带通常指的是“成形织物”，它提供了在其上行程的上表面上的造纸表面，作为过滤器而将造纸原料中的纤维素纤维从水介质中分开，从而形成湿纸幅。只在重力作用下，或者借助设置在该织物上行程的下表面上(即“机器侧”)的一个或多个吸水箱，使水介质通过成形织物的网眼口流出，该网眼口称为排水孔。
纸幅在离开成形区后被传送到造纸机的压榨区，其穿过由另外织物覆盖的一对或多对压榨辊的辊隙，通常该另外织物指的是“压榨毛毯”。来自辊的压力去除纸幅中多余水分；常常通过压榨毛毯上具有的“毛层”增强水分的去除力。然后将纸传送到干燥区以进一步去除水分。纸在干燥后，便准备进行二次处理和包装。
通常，通过两种基本织造技术之一将造纸用织物制成循环带。在第一种技术中，通过平织造法平织出织物，通过多种公知连接方法中任何一种来使其端部连接以形成无端带，如将端部拆开然后再织造在一起(一般称为捻接)，或在每端上缝纫一针缝突舌(pin-seamable flap)或特殊折回，接着将它们再织造成针缝环(loop)。在平织造的造纸用织物中，经纱在机器方向延伸，纬纱在机器横向延伸。在第二种技术中，织物直接通过无端织造方法织造成连续带形式。在无端织造方法中，经纱在机器横向延伸，纬纱在机器方向延伸。这里使用的术语“机器方向”(MD)和“机器横向”(CMD)分别指与造纸机上的造纸用织物行程方向成直线排列的方向和平行于织物表面并横向于运动方向的方向。上述两种织造方法在本领域是公知的，这里使用的术语“无端带”指由上述任何一种方法制成的带。
在造纸中有效的薄片和纤维支撑及没有网痕一般是需要考虑的重要事项，特别是对于造纸机的成形部，在该成形部处最初形成湿纸幅。在优质纸等级的成形中，网痕是特别重要的问题，它是影响纸张性质的主要因素，如纸痕、孔隙度、“透光性”和针孔等。网痕通常是单个纤维素纤维在纸网中定向使得该纤维的端部位于成形织物的单根纱线或单纱之间的间隙内。这一问题通常通过提供具有共面的渗透性织物结构来解决，它使纸纤维连接该织物相邻纱线而不是穿透纱线之间的间隙。这里使用的“共面”表示限定出纸成形表面的上端基本位于相同高度，使得在该水平面呈现基本“平的”表面。因此，在优质印刷、碳化、纸烟、电容器中采用的优质纸等级和类似等级优质纸通常在非常优质织造的或细网眼成形织物上形成。
通常，这样的优质织造织物包括至少一些较小直径机器方向或机器横向纱线。但是遗憾的是，这样的纱线比较脆弱，导致织物的表面寿命较短。此外，较小纱线的使用还对织物的机械稳定性有不良影响(特别是在抗纬斜、收缩倾向和硬挺性方面)，它消极地影响了使用寿命和织物的性能。
为了解决这些与优质织造有关的问题，已经设计出多层成形织物，使在纸成形表面上具有细网眼纱线以便于纸成形并在机器接触侧上具有粗网眼纱线以提供强度和耐久性。例如已经设计出这样的织物，该织物采用一组与两组机器横向纱线交织的机器方向纱线以形成具有优质纸成形表面的织物和更耐久的机器侧面。这些织物形成了一种织物部分，通常称为“双层”织物。类似地，已经设计出这样的织物，该织物包括两组机器方向纱线和两组机器横向纱线，它们构成细网眼纸侧织物层和另外的较粗的机器侧织物层。在这些作为被称为“三层”织物的一类织物组成部分的织物中，两织物层通常通过另外的缝合纱线接合在一起。当与单层织物相比双层和三层织物包括附加组纱线时，这些织物与单层织物相比具有较大的“厚度”(即比单层织物厚)。Thompson的US4423755中公开了所说的双层织物，Osterberg的US4501303、Vohringer的US5152326、Ward的US5437315中公开了所说的三层织物。
Ward的US5967195中公开了一种特别理想的三层织物类型。所述的该织物包括在相邻顶部CMD纱线之间的缝合纱线对，它们与织物的顶部和底部MD纱线交织。它们这样交织以便“完成”顶部MD和顶部CMD纱线的织造花纹的“织造”。这样的造纸表面能提供良好纤维支撑、排水和抗层间磨损性。Seabrook等的US5826627中公开了可选择的这种类型的织物。但是，这些织物的对水输送和纤维输送有不良影响的厚度较大，因而增强了这两种性能。
上述内容说明使造纸成形织物具有平衡特性是理想的，这些特性对于造纸很重要，包括较薄厚度、用于排水的低孔隙率和良好的纤维支撑性等。这样的具有三层结构的成形织物是特别理想的。
发明内容
本发明目的在于提供具有这些期望特性的三层造纸用织物。该三层成形织物包括一组机器方向顶部纱线；一组与该机器方向顶部纱线交织以形成顶部织物层的机器横向顶部纱线；一组机器方向底部纱线；一组与该机器方向底部纱线交织以形成底部织物层的机器横向底部纱线；以及多根与该顶部和底部织物层交织的缝合纱线。一对第一和第二缝合纱线位于相邻的机器横向顶部纱线对之间；每对的第一和第二缝合纱线与机器方向顶部和底部纱线交织，使得当该第一缝合纱线的纤维支撑部与所述机器方向顶部纱线交织时，该第二缝合纱线的接合部位于该机器方向顶部纱线下面，并使得该第二缝合纱线的纤维支撑部与该机器方向顶部纱线交织时，该第一缝合纱线的接合部位于所述机器方向顶部纱线下面。该第一和第二缝合纱线在其穿过过渡机器方向顶部纱线下面时彼此交叉，并且该第一和第二缝合纱线的每个所述接合部穿过至少一个该机器方向底部纱线。该机器方向顶部纱线、该机器横向顶部纱线和所述缝合纱线的所述纤维支撑部交织以构成平纹组织表面。该机器方向顶部纱线具有第一直径，该机器方向底部纱线具有第二直径，并且该机器横向顶部纱线具有第三直径，该第一直径和第二直径之比在大约0.75和0.95之间，该第一直径和第三直径之比在大约0.8和1.1之间。在该结构中，织物纱线可以交织，并且顶部和底部织物可以相互缠结和嵌套，使得三层织物的厚度和孔隙率小，而提供给造纸原料的纤维支撑就较多。因此该织物可以具有三层设计中的理想特性组合。
在某些优选实施例中，缝合纱线对位于每个相邻机器横向顶部纱线对之间。而且，在有些实施例中，上机器横向底部纱线的数量相同，在另一些实施例中，(a)机器横向顶部纱线和缝合纱线对和(b)机器横向底部纱线的数量是相同的。
而且最好机器方向顶部纱线的直径大约在0.12和0.14mm之间，机器方向底部纱线的直径大约在0.15和0.18mm之间，机器横向顶部纱线直径在0.11和0.13mm之间。
本领域的普通技术人员通过阅读优选实施例的附图和详细说明可以理解本发明的目的，这些优选实施例仅用于图示说明本发明。
附图简要说明作为本说明书组成部分的附图与说明书一起公开了本发明的实施例，其作用是解释本发明的原理。附图包括
图1是本发明三层造纸成形织物的俯视图；图2是图1中的底层织物的俯视图；图3是显示织物底层结构的本发明三层造纸成形织物另一实施例的俯视图；图4是显示织物底层结构的本发明三层造纸成形织物另一实施例的俯视图；图5是本发明造纸用织物的另一实施例的俯视图；图6是图5所示织物的底层的俯视图；图7是本发明三层造纸成形织物的另一实施例的俯视图；图8是图7所示织物底层的俯视图；图9是显示织物底层结构的本发明三层造纸成形织物另一实施例的俯视图；图10是本发明三层造纸成形织物另一实施例的俯视图；和图11是图10所示织物底层的俯视图。
本发明详述现在将参照显示本发明实施例的附图来详细说明本发明。但是可以以许多不同方式实施本发明而并不限于这里公开的实施例；给出这些实施例的目的是使本领域的技术人员完全理解本发明的范围。相同标号表示相同部件。为清楚起见将一部分组成和层的尺寸和厚度进行了放大。
如上所述，本发明的三层造纸成形织物采用细上表面纱线作为MD纱线、CMD纱线和缝合纱线。在一些织物实施例中使用这些纱线使这些实施例提供理想性能和/或组合性能。例如，一些实施例可以降低孔隙率，从而提高操作中的排水。其他实施例最好降低厚度(特别是与其他三层织物相比)，这有助于减少水和纤维输送，因而提高运行效率和机器清洁度。此外，还可以提高这些织物的纤维支撑系数(“FSI”，由Robert L.Beran提出的方法；见Tappi Journal，1979，Vol 62，No.4“成形织物的评价和选择(The Evaluation and Selection ofForming Fabrics)”，对FSI计算的解释)而超过其他三层织物的支撑系数。在一些优选实施例中，降低孔隙率和厚度并提高纤维支撑系数可以使这些实施例非常需要，特别是在高级纸张应用中。
在本文采用的实施例中，顶部MD纱线的直径一般在0.12至0.14mm之间，顶部CMD纱线的直径在0.11至0.13mm之间，以及底部MD纱线的直径一般在0.15至0.18mm之间。这些纱线可以织成三层织物，使得顶部MD和底部MD纱线的直径比(“顶部MD/底部MD比”)在大约0.75至0.95之间，以及顶部MD纱线和顶部CMD纱线直径之比(“顶部MD/顶部CMD比”)在大约0.8至1.1之间。在有些三层织造花纹中，具有符合保持上述比率的顶部MD纱线、底部MD纱线和顶部CMD纱线的三层织物可以实现上述类型的优良性能和组合的方式交织和相互缠结。特别是，可以生产采用具有上述比率的纱线的织物，该织物具有低厚度(按照0.90mm至0.75mm的顺序)，孔隙率在大约34和42mm3/cm2之间，FSI在大约150和200之间或更高。优选的顶部MD/底部MD比在大约0.75和0.90之间，最好在大约0.75和0.85之间。优选的顶部MD/顶部CMD比在大约0.90和1.10之间，最好在大约0.90和1.05之间。
下面说明采用这些纱线直径比率的本发明优选实施例。
图1和2显示了20综三层成形织物20，其中所示的为织物20的单个重复单元。如图1所示，织物20的重复单元包括顶层21和底层81。顶层21包括10根顶部MD纱线22-40和10根顶部CMD纱线42-78。这些纱线交织，使得每根顶部CMD纱线以交替方式由顶部MD纱线的上面和下面穿过，并使每根顶部CMD纱线由相同顶部MD纱线的上面和下面穿过。例如，顶部CMD纱线42由顶部MD纱线22下面、由顶部MD纱线24上面、由顶部MD纱线26下面、由顶部MD纱线28上面穿过，依次类推，直到其由顶部MD纱线40上面穿过。类似地，顶部CMD纱线46由顶部MD纱线22下面、顶部MD纱线24上面、顶部MD纱线26下面、顶部MD纱线28上面穿过，依次类推，直到其由顶部MD纱线40上面穿过。
仍然参照图1，顶层21还包括20根缝合纱线，以成对方式44a、44b-80a、80b表示的部分。这些缝合纱线用于将顶层21和底层81接结在一起。缝合纱线成对设置在相邻上底部CMD纱线之间；在每根缝合纱线对下面没有底部CMD纱线，使得存在供缝合纱线缝合的空隙。例如，缝合纱线44a和44b设置在顶部CMD纱线42和46之间。(下面作详细说明的)缝合纱线的纤维支撑部与顶部MD纱线交织以与顶部CMD纱线一起构成顶层21中的平织花纹。应该指出的是，当上底部织物层21、81连接时，顶部CMD纱线基本直接设置在底部CMD纱线之上，使得在相邻底部CMD纱线之间形成缝合纱线的上述空隙。
现在参照图2，织物20的重复单元还包括底层81。重复单元包括与10根底部CMD纱线102-120交织的10根底部MD纱线82-100。每根底部MD和CMD纱线基本直接位于相应顶部MD或CMD纱线之下。底部MD纱线与底部CMD纱线以一种方式交织，其中每根底部MD纱线由4根相邻底部CMD纱线上面、紧接着的一根底部CMD纱线下面、紧接着的4根相邻底部CMD纱线上面和紧接着的一根底部CMD纱线下面穿过。例如，底部MD纱线88经过底部CMD纱线102、104、106、108上面、底部CMD纱线110下面、底部CMD纱线112、114、116、118上面以及底部CMD纱线120下面。其他底部MD纱线采用相同的“上4/下1/上4/下1”织造花纹，但是每根底部MD纱线在其织造顺序中与其相邻最近的底部MD纱线偏移三根底部CMD纱线。因此，底部MD纱线90(靠近底部CMD纱线88)经过顶部CMD纱线102、104上面、底部CMD纱线106下面、底部CMD纱线108、110、112、114下面、底部CMD纱线116上面和底部CMD纱线118、120上面。这样，穿过底部CMD纱线116下面的由底部MD纱线90构成的底部MD“结(knuckle)”从穿过底部CMD纱线110下面的由底部MD纱线88构成的底部“结”偏移三根下纱线。而且，缝合纱线44a、44b-80a、80b(下面将予以详细说明)的接合部设置在每个相邻底部CMD纱线对之间。
如图1和2所示，相应的缝合纱线对44a、44b-80a、80b与顶部MD纱线和底部MD纱线以下述方式交织。即重复单元的每根缝合纱线可以分成两部分与顶部MD纱线交织的纤维支撑部和与底部MD纱线交织的接合部。它们在“过渡的”顶部MD纱线处分离，在该“过渡”顶部MD纱线下面一对缝合纱线中的一根与该对缝合纱线中的另一根交叉。每对缝合纱线彼此相互交织，使得该对纱线中一根纱线的纤维支撑部位于该对纱线中另一根的接合部之上。在所示的实施例中，每对的缝合纱线的纤维支撑部a(例，44a，48a，52a)以交替方式与5根顶部MD纱线(交替穿过三根顶部MD纱线上面和两根顶部MD纱线下面)交织，该对缝合纱线的其他纱线(由“b”表示)穿过两根顶部MD纱线上面，同时穿过位于这两个MD纱线之间的顶部MD纱线下面。在其纤维支撑部，每个缝合纱线经过顶部CMD纱线从下面经过的顶部MD纱线的上面，并且经过每根顶部CMD纱线从上面经过的顶部MD纱线的下面。以这种方式，缝合纱线和顶部CMD构成具有在造纸表面(即顶层21)(如图1所示)上的顶部MD纱线的平织花纹。在其接合部，每根缝合纱线经过重复单元中的一根底部MD纱线下面，使得由织物20底层81上的缝合纱线对形成“4上/1下”的花纹(见图2)。在Ward的US5967195中详细公开了该结构，其公开在这里整个引入作为参考。
参照图1和2，靠近并处于上或底部CMD纱线对置侧的缝合纱线对与上或底部MD纱线交织，使得缝合纱线对之间偏移两根MD纱线。例如，缝合纱线44a由顶部MD纱线30、34和38上面和底部MD纱线84下面穿过。紧接着的一根“a”缝合纱线，缝合纱线48a，由顶部MD纱线34、38和22上面(使顶部MD纱线22成为对置侧上的连续花纹)和由底部MD纱线88下面穿过。这样，缝合纱线44a从缝合纱线48a偏移两根顶部底部MD纱线。对于其他的缝合纱线遵循相同的两MD纱线偏移。
由图1和2所示，缝合纱线与上底部MD纱线交织成“反面纬纱(reversedpicks)”。Ward的US5967195中详细公开了这一概念，这里不需要进一步说明。本领域的技术人员会理解，尽管示出的反面纬纱结构是优选的结构，但是本发明还可以采用非反面纬纱织物。
表1中给出了织物20的纱线尺寸。
表1
采用这些尺寸，顶部MD/底部MD之比是0.764，顶部MD/顶部CMD之比是1.00。已经给出了用这些纱线尺寸和比率交织的织物20，其孔隙率为42.7mm3/cm2、厚度为0.69mm和纤维支承系数为193。因此，与现有的三层织物相比，本实施例可以提供改进的孔隙率、厚度和织物支承。
图3给出了本发明的其他20综三层织物的实施例20’。织物20’包括在织造花纹上与图1所示实施例相同的顶层。织物20’的底层120b包括与20根底部CMD纱线131-150交织的10根底部MD纱线82’-100’。织物20’还包括与顶部和底部织物层交织的10对缝合纱线44a’、44b’-80a’、80b’。
底部MD纱线82’-100’以与图1所示织物20相同的“4上/1下”的顺序与底部CMD纱线131-150交织；但是，织物20’中的底部CMD纱线是织物20的两倍，使得底部CMD纱线呈现在每对缝合纱线之下。在本实施例中，缝合纱线对44a’、44b’-80a’、80b’以与织物20相同的花纹与顶部MD纱线和底部MD纱线交织；但是在织物20’中，每对缝合纱线当穿过底部MD纱线下面时彼此分离，使该对缝合纱线中的一根纱线从位于该对纱线下面的底部CMD纱线一侧穿过，而缝合纱线中的另一根缝合纱线在底部CMD纱线的另一侧上穿过。例如，当缝合纱线44a’由最靠近底部CMD纱线的底部CMD纱线133侧面穿过时，它由底部MD纱线84’下面穿过。相反，当缝合纱线44b’(与缝合纱线44a’配对)由最靠近底部CMD纱线132的底部CMD纱线133侧面穿过时，它由底部MD纱线94’下面穿过。以该方式，缝合纱线44a’、44b’可以保持其处于顶部织物层上的顶部CMD纱线42、46之间的中心位置。
表2中给出了所示织物20’的纱线尺寸。
表2
图4中示出了20综三层成形织物(通常由130表示)的另一实施例。织物130的顶层与图1和2中的织物20的顶层相同，但是底层130b不同之处在于底部CMD纱线是成对的。
织物130的底部织物层的重复单元包括与一组底层CMD纱线151-170交织的一组底部MD纱线82”-100”。如图4所示，包括一组底层CMD纱线151-170的纱线成对地与一组底层MD纱线82”-100”交织。包括一对纱线的每根纱线在织物梭口织造一起，因此形成每个这些成对底部织物层CMD纱线(如151/152对)的纱线在织物中具有相同织造花纹。通过“在相同梭口中织造”，意味着纱线彼此靠近地进行织造并具有关于其织造所使用的MD纱线的相同织造花纹。这里需指出的是，除非上下文需要，否则“成对的底部织物层CMD纱线”的标记指的是由在相同梭口中织造的两根纱线构成的单纱线。因此，如果成对底部织物层CMD纱线被处理成单根纱线，则具有以1×4斜纹图案织造的成对底部织物层CMD纱线的织物指的是以1×4斜纹图案织造的织物。
在图4中，底层MD纱线82”-100”与包括一组底层CMD纱线151-170的成对纱线以1×4斜形花纹交织，表示纱线对151/152-169/170中的每对纱线由一个底部MD纱线上面、紧接着4个底部MD纱线下面、紧接着一个底部MD纱线上面和紧接着4个底部MD纱线下面穿过。例如，底部CMD纱线对151/152由底部MD纱线82”上面、底部MD纱线84”-90”下面、底部MD纱线92”上面和底部MD纱线94”-100”下面穿过。其他成对的底部织物层CMD纱线具有相同的“1上/4下”织造花纹，但是对于相邻成对底层CMD纱线该花纹偏移两根底层MD纱线。因此，例如成对底部织物层CMD纱线153/154由底部MD纱线86”和96”之上穿过，而相邻成对底部织物层CMD纱线135/136由底部MD纱线90”和100”上面穿过。
顶部织物层(图1所示)和底部织物层130b(图4所示)与10个缝合纱线对44a”、44b”-80a”、80b”交织在一起。这些缝合纱线对成对位于该组顶层CMD纱线22-40的相邻纱线之间。例如，缝合纱线对44a”、44b”位于顶部CMD纱线42和46之间以及成对底部织物层CMD纱线151/152和153/154之间。由于具有图1和2所示的织物，缝合纱线与顶部MD纱线和底部MD纱线交织以将顶部织物层21’和底部织物层30’结合在一起。缝合纱线44a”、44b”-80a”、80b”以反向纬纱结构织造，但是还可以以非反向纬纱结构织造该实施例。
表3中给出了所示织物130的纱线尺寸。
表3
图5和6示出了本发明另一实施例20综多层成形织物200，其中显示了织物的单重复单元。织物200的重复单元包括10根顶部MD纱线211-220、10根底部MD纱线221-230、10根底部CMD纱线231-240和缝合纱线对241a、241b至250a、250b。
首先参照图6，显示了织物200底层200b的重复单元。底层MD纱线221-230与底部CMD纱线231-240以类似于图1-4所示织物的斜花纹交织，使每个底部CMD纱线由一根底部MD纱线上面、4根底部MD纱线下面穿过，然后重复该“1上/4下”的花纹。例如，底部CMD纱线231由底部MD纱线221上面、底部MD222-225纱线下面、底部MD纱线226上面和底部MD纱线227-230下面穿过。其他底部CMD纱线形成“1上/4下”的织造花纹，但是每根CMD纱线从其最近底部CMD纱线偏移两根底部MD纱线。因此，底部CMD纱线232由底部MD纱线221和222下面、底部MD223纱线上面、底部MD纱线224-227下面、底部MD纱线228上面和底部MD纱线229和230下面穿过。这样，底部MD纱线223穿过底部CMD纱线232形成的“结”从底部MD纱线221穿过底部CMD纱线231形成的“结”偏移两个底部MD纱线。
参照图5，织物200的顶层200a由顶部MD纱线和缝合纱线对的纤维支撑部构成。如图5所示，缝合纱线的纤维支撑部和顶部MD纱线结合以构成平织造上表面。可以通过图5理解缝合纱线和上底部MD纱线的交织。
象图1-4所示的织物，织物200重复单元的每根缝合纱线可以再分为两部分与顶部MD纱线交织的纤维支撑部和与底部MD纱线交织的接合部。这些纱线在“过渡的(transitional)”顶部MD纱线处分离，在该顶部MD纱线下面，每对缝合纱线中的一根穿过该对纱线中的另一根。每对缝合纱线彼此交织，使得该对纱线的一根的支撑部位于该对纱线的另一根的接合部。每对缝合纱线的纤维支撑部表示为“a”(如241a、242a、243a)，它们以交替方式与5根顶部MD纱线(交替穿过三根顶部MD纱线上面和两根顶部MD纱线下面)交织，缝合纱线对的另一根(表示为“b”)穿过两根顶部MD纱线上面，同时穿过位于这两根MD纱线之间的顶部MD纱线下面。在其纤维支撑部中，每根缝合纱线从顶部MD纱线上经过，相邻对的缝合纱线的纤维支撑部从该顶部MD纱线下面经过，然后该每根缝合纱线从顶部MD纱线的下面，相邻对的缝合纱线的纤维支撑部从该顶部MD纱线的上面经过。以此方式，缝合纱线构成具有顶部MD纱线的平织造花纹(见图5)。
在其接合部，每根缝合纱线穿过重复单元中的一根底部MD纱线下面。每根缝合纱线穿过位于由相邻底部MD纱线构成的两结子之间的底部MD纱线下面，该底部MD纱线在夹着该缝合纱线的底部CMD纱线之上。缝合纱线对的组合接合部形成织物10下表面上的“4上/1下”的花纹(见图6)。
通过缝合纱线249a、249b与上底部MD纱线交织来说明交织缝合纱线的织造花纹。在其纤维支撑部，缝合纱线249a穿过顶部MD纱线211、213和215上面和顶部MD纱线212和214下面。然后它穿过过渡顶部MD纱线216下面和底部MD纱线226上面。在其接合部，缝合纱线249a在顶部MD纱线217至219下面穿过，同时在底部MD纱线227和229上面和底部MD纱线228下面穿过以缝合底层织物200。缝合纱线249a接着在顶部过渡MD纱线220和底部MD纱线230之间穿过。将缝合纱线249b进行交织，使其接合部位于缝合纱线249a的接合部之下；缝合纱线249b穿过顶部MD纱线211至215下面，同时穿过底部MD纱线221、222、224、225上面和底部MD纱线223下面。在其纤维支撑部，缝合纱线249b穿过顶部MD纱线217上面、顶部MD纱线218下面和顶部MD纱线219上面，并且穿过过渡顶部MD纱线220下面以使通过缝合纱线249a形成的连续的交替织造。
如图5和6所示，其他缝合纱线对遵循缝合纱线249a、249b彼此的上述相同花纹，相邻的缝合纱线对偏移三根MD纱线。例如，缝合纱线241a穿过顶部MD纱线215、217和219上面和底部MD纱线232下面。缝合纱线242a穿过顶部MD纱线212、214和216上面和底部MD纱线239下面。这样，缝合纱线242a从缝合纱线243a偏移三根上底部MD纱线。相同的三根MD纱线偏移接着用于其他缝合纱线的交织。
在图5和6中还可以看到，缝合纱线对与上底部MD纱线交织，使得每个“a”纱线(穿过三根顶部MD纱线的缝合纱线)位于两根“b”纱线(穿过两根顶部MD纱线上面的缝合纱线)之间，每根“b”纱线位于两根“a”纱线之间。这种布置由缝合纱线对241a、241b、242a、242b的抽验得以证明。如图5和6所示，缝合纱线241b位于缝合纱线241a和242a之间，缝合纱线242a位于缝合纱线241b和242b之间。Ward的US5881764中详细描述了这一结构的性能优点，在此本文结合其公开的全部内容。
本领域的技术人员还会理解，可以构成其中将缝合纱线分成纤维支撑部和接合部的其他平织造花纹。例如，织物可以包括顶层，其中一对中的每根缝合纱线在其纤维支撑部穿过两根、三根、四根或更多根顶部MD纱线上面。该缝合纱线可以穿过不同数量的顶部MD纱线上面，或者可以穿过相同数量的顶部MD纱线上面。当然，在该缝合纱线接合部中的底部结位置的适当调整应该随上表面的缝合纱线花纹变化而进行。
表4中给出了所示织物200的纱线尺寸。
表4
现在参照图7和8，显示了另一三层织物300的实施例。三层织物300包括顶层300a和底层300b。顶层300a包括与十根顶部CMD纱线311-320交织的十根顶部MD纱线301-310，以及五对缝合纱线321a、321b-325a、325b。顶部CMD纱线和缝合纱线是这样布置的，即，一对缝合纱线遵循在一个重复图案中每隔两根顶部CMD纱线；例如，顶层300a依次包括顶部CMD纱线311、顶部CMD纱线312、缝合纱线对321a、321b、顶部CMD纱线313、顶部CMD纱线314、缝合纱线对322a、322b等等。尽管用缝合纱线对仅代替每个第三根顶部CMD纱线，但是顶部CMD纱线和缝合纱线的纤维支撑部与顶部MD纱线交织以与图1中所示和上述的织物20的相同的方式形成平织造表面。
现在参照图8，底层300b包括与十根底部CMD纱线341-350交织的十根底部MD纱线331-340。底部MD纱线关于底部CMD纱线的织造花纹是这样的，即，每根底部CMD纱线遵循一关于底部MD纱线的1上/1下/1上/1下”的花纹。例如，底部CMD纱线346穿过底部MD纱线331上面、底部MD纱线332下面、底部MD纱线333上面和底部MD纱线334-340下面。相邻底部CMD纱线彼此偏离三根底部MD纱线；这样，靠近底部CMD纱线346的底部CMD纱线347穿过底部MD纱线334和336上面，其每一限与上面穿过底部CMD纱线346的底部MD纱线331、334相距三根底部CMD纱线。该花纹中底部CMD纱线构成由底部MD纱线形成的两底侧结之间的底侧结，该花纹具有在共同转让和未审结的于2000年5月26日申请的序列号为09/579,549的美国专利申请中描述的性能优点，其公开在这里整个引入作为参考。
当底层300b与顶层300a相连，每根底部CMD纱线基本直接位于相应顶部CMD纱线的下面。没有基本直接位于缝合纱线对下面的底部CMD纱线，由此形成缝合纱线可以编制在底部CMD纱线下面的空间。
表5给出了所示织物300的纱线尺寸。
表5
图9中给出了本发明另一20综织物300’的实施例。顶层织物300’与图7中所示的顶层织物300相同。织物300’的底层300b’与图3所示的织物20’的底层非常相似，包括缝合纱线下面的底部CMD纱线，使得在重复单元中十根底部MD纱线331’-340’与15根底部CMD纱线351-365以1×4斜花纹交织。缝合纱线321a、3211-325a、325b以上述织物300的方式交织在顶层中。在底层300b’中，缝合纱线与一根底部MD纱线交织，但是穿过位于该对纱线下面的底部CMD纱线的相对侧(这一关系与图3所示织物20’的上述关系相同)。作为示例，缝合纱线321a’穿过底部MD纱线338’下面，同时穿过靠近底部CMD纱线342的底部CMD纱线343侧面，缝合纱线321b’穿过靠近底部CMD纱线344的底部MD纱线333’下面。
表6中给出了所示织物300’的纱线尺寸。
表6
图10和11给出了本发明另一实施例16综三层织物400。织物400包括顶部织物层401和底部织物层451。顶部织物层401包括与12根顶部CMD纱线420-448和四对缝合纱线426a、426b-450a、450b交织的八根顶部MD纱线402-416。顶部MD纱线和顶部CMD纱线以平织造花纹交织，使缝合纱线位于三根相邻顶部CMD纱线组之间并且与顶部MD纱线以平织造花纹交织。上面公开了通过顶部MD纱线、顶部CMD纱线和缝合纱线的结合在顶层上形成平织造表面的方式，本文由此结合Osterberg的US4501113和Ward的US5967195中公开的全部内容。
底部织物层451(图10)包括与16根CMD纱线460-475交织的8根底部MD纱线452-459。底部织物层451的织造花纹使每根底部MD纱线穿过三根相邻下CMD纱线上面、一根底部CMD纱线下面、三根相邻底部CMD纱线上面和另一根下CMD纱线下面。相邻底部MD纱线彼此偏移三根底部CMD纱线。例如，底部MD纱线452穿过底部CMD纱线460、464、468和472下面，同时相邻底部MD纱线453穿过底部CMD纱线463、467、471和475。
应该指出的是，每个缝合纱线对的每根纱线穿过一根底部MD纱线作为重复单元的部分。例如，缝合纱线426a、426b分别穿过下MD纱线455、459下面。紧接着的一个缝合纱线对穿过偏移两根底部MD纱线的底部MD纱线下面，这样缝合纱线434a、434b分别穿过底部MD纱线453、457下面。还应该指出的是，在所示的优选实施例中，有与底部CMD纱线相同数量的顶部CMD纱线(为了进行计算假设每个缝合纱线对用作一根顶部CMD纱线)，每个底部CMD纱线位于相应顶部CMD纱线或缝合纱线下面。结果，当缝合纱线对的纱线与底部MD纱线交织时，必须占据两相邻底部CMD纱线之间的空间。例如，结接纱线426a、426b位于底部CMD纱线463之上，但是当这些结接纱线分别与下纱线408和416交织时，它们占据底部CMD纱线462和463之间的空间。另外，底层451可以省略每个第四根CMD纱线，使得在缝合纱线下面没有CMD纱线，其结果是，缝合纱线占据省略底部CMD纱线所留出的空间。
表7中给出了所示织物400的纱线尺寸。
表7
上述实施例为本发明所包括的三层成形织物。本领域的技术人员会理解本发明的三层织物还可以织造成不同于这里所示的结构。例如，本发明的织物可以包含在重复单元中的不同数量纱线。在20综(图1至9的实施例)或16综(图10和11的实施例)上编出所示的实施例。当然，基于所示织造花纹的原理还可以在编织于18、28或30综上的其它三层织物中实现。
此外，本发明的三层织物所采用的织造花纹可以不同于这里所示的花纹。例如，底层织物的结构可以具有不同于所示的结构。例如，可以在24综上织造三层织物，其中底部织物层包括12根底部MD纱线和12根底部CMD纱线。在这样的织物中，通过示例的方式，每根底部CMD纱线可以采用关于底部CMD纱线的“6上/1下/4上/1下”的花纹，相邻MD纱线彼此偏移5根CMD纱线。Ward的US5967195中公开了这样的底层示例。作为底层具有不同重复花纹的三层织物的另一个示例，三层织物可以在20综上织造，其中底部织物层包括10根底部MD纱线和10根底部CMD纱线，使每根底部CMD纱线具有关于底部CMD纱线的“5上/1下/3上/1下”花纹，并使相邻MD纱线彼此偏移4根CMD纱线。本领域的技术人员会明白有适于与本发明三层织物一起使用的多种其他底层结构，包括上述共同转让和未审结的申请号为09/579,549的美国专利申请中示出的那些结构。
此外，本发明的三层织物还可不同于所示的那些结构的包括顶层结构。例如可以使用在其上表面中使用12根顶部MD纱线、6根顶部CMD纱线和6个缝合纱线对的24综织物。上述Ward的US5967195中公开了这样的织物示例。对本领域技术人员来说显而易见有其他示例。最好顶面采用“完成”织物上表面的“织造”的缝合纱线，使顶部CMD纱线和缝合纱线对的纤维支撑部具有相同织造花纹以构成一体的造纸表面，最好织物的顶面采用缝合纱线和顶部CMD纱线构成平织造表面。
此外，本领域的技术人员会理解本发明的织物在重复单元中具有不同数量的上底部CMD纱线；例如可以有底部CMD纱线的1.5倍、两倍或三倍顶部CMD纱线，如在图3和9所示的织物中，可以有相等数量的顶部和底部CMD纱线(假设将缝合纱线对看作一根顶部CMD纱线)。在本实施例中，有相同数量的顶部和底部CMD纱线，使得缝合纱线对位于底部CMD纱线上面，最好一对缝合纱线编织在支撑的底部CMD纱线的相对侧。
在本发明织物中采用的纱线结构可以根据最终造纸用织物所要求的特性而变化。例如，纱线可以为复丝、单丝纱、加捻的复丝或单丝纱、细纱或其任何组合。而且，包括本发明织物中所采用纱线的材料可以是造纸用织物中通常使用的那些材料。例如纱线可以由聚丙烯、聚酯、芳族聚酰胺、尼龙或类似物构成。本领域的技术人员应该根据最终织物的特殊应用选择纱线材料。特别是，最好选择由聚酯或尼龙构成的圆单丝纱线。
上述实施例以图示说明的方式公开了本发明，但本发明不限于此。本发明由下面的权利要求限定，其中包括该权利要求的等同物。
权利要求
1.一种三层造纸用织物，包括一组机器方向顶部纱线；一组与所述机器方向顶部纱线交织以形成顶部织物层的机器横向顶部纱线；一组机器方向底部纱线；一组与所述机器方向底部纱线交织以形成底部织物层的机器横向底部纱线；多根与所述顶部和底部织物层交织的缝合纱线；其中一对第一和第二缝合纱线位于相邻的机器横向顶部纱线对之间，每对的所述第一和第二缝合纱线与所述机器方向顶部和底部纱线交织，使得当所述第一缝合纱线的纤维支撑部与所述机器方向顶部纱线交织，所述第二缝合纱线的接合部位于所述机器方向顶部纱线下面，并使得所述第二缝合纱线的纤维支撑部与所述机器方向顶部纱线交织，所述第一缝合纱线的接合部位于所述机器方向顶部纱线下面，并使得所述第一和第二缝合纱线在其穿过过渡机器方向顶部纱线下面时彼此交叉，并使得所述第一和第二缝合纱线的每个所述接合部穿过至少一个所述机器方向底部纱线；其中所述机器方向顶部纱线、所述机器横向顶部纱线和所述缝合纱线的所述纤维支撑部交织以构成平织造表面；以及其中所述机器方向顶部纱线具有第一直径，所述机器方向底部纱线具有第二直径，并且所述机器横向顶部纱线具有第三直径，所述第一直径和第二直径之比在大约0.75和0.95之间，所述第一直径和第三直径之比在大约0.8和1.1之间。
2.如权利要求1所述的三层织物，其中所述第一缝合纱线的所述纤维支撑部穿过第一数量的所述机器方向顶部纱线的上面，所述第二缝合纱线的所述纤维支撑部穿过第二数量的所述机器方向纱线的上面，并且所述第一数量不同于所述第二数量。
3.如权利要求1所述的三层织物，其中构成普通机器横向底部纱线下面的机器方向结的所述机器方向底部纱线对彼此由一根机器方向底部纱线隔开。
4.如权利要求1所述的三层织物，其中所述机器方向底部纱线和机器横向底部纱线以斜纹交织。
5.如权利要求1所述的三层织物，其中一个所述缝合纱线对位于每相邻机器方向顶部纱线对之间。
6.如权利要求1所述的三层织物，其中所述重复单元包括等数量机器横向顶部纱线和机器横向底部纱线。
7.如权利要求1所述的三层织物，其中所述重复单元包括等数量的a机器横向顶部纱线和缝合纱线对以及b机器横向底部纱线。
8.如权利要求7所述的三层织物，其中每个所述缝合纱线对位于机器横向底部纱线上面。
9.如权利要求8所述的三层织物，其中在设有第一缝合纱线的机器横向底部纱线一侧上，每对的第一缝合纱线与机器方向底部纱线交织，以及在设有第二缝合纱线的机器横向底部纱线相对侧上，该对的第二缝合纱线与机器方向底部纱线交织。
10.如权利要求1所述的三层织物，其中所述织物的孔隙率在大约34mm3/cm2和42mm3/cm2之间。
11.如权利要求1所述的三层织物，其中所述织物的纤维支撑系数在大约150和200之间。
12.如权利要求1所述的三层织物，其中所述织物的厚度在大约0.60mm和0.75之间。
13.如权利要求1所述的三层织物，其中所述重复单元包括8至12根机器方向顶部纱线和8至12根机器方向底部纱线。
14.一种三层造纸用织物，包括一组机器方向顶部纱线；一组与所述机器方向顶部纱线交织以形成顶部织物层的机器横向顶部纱线；一组机器方向底部纱线；一组与所述机器方向底部纱线交织以形成底部织物层的机器横向底部纱线；多根与所述顶部和底部织物层交织的缝合纱线；其中一对第一和第二缝合纱线位于相邻的机器横向顶部纱线对之间，每对的所述第一和第二缝合纱线与所述机器方向顶部和底部纱线交织，使得当所述第一缝合纱线的纤维支撑部与所述机器方向顶部纱线交织，所述第二缝合纱线的接合部位于所述机器方向顶部纱线下面，并使得所述第二缝合纱线的纤维支撑部与所述机器方向顶部纱线交织，所述第一缝合纱线的接合部位于所述机器方向顶部纱线下面，并使得所述第一和第二缝合纱线在其穿过过渡机器方向顶部纱线下面时彼此交叉，并使得所述第一和第二缝合纱线的每个所述接合部穿过至少一个所述机器方向底部纱线的下面；其中所述机器方向顶部纱线、所述机器横向顶部纱线和所述缝合纱线的所述纤维支撑部交织以构成平织造表面；以及其中所述机器方向顶部纱线具有第一直径，所述机器方向底部纱线具有第二直径，并且所述机器横向顶部纱线具有第三直径，所述第一直径和第二直径之比在大约0.75和0.95之间，所述第一直径和第三直径之比在大约0.8和1.1之间；以及其中所述织物的孔隙率在大约34mm3/cm2和42mm3/cm2之间、纤维支撑系数在大约150和200之间、厚度在大约0.60mm和0.75mm之间。
15.如权利要求14所述的三层织物，其中所述第一缝合纱线的所述纤维支撑部穿过第一数量的所述机器方向顶部纱线的上面，所述第二缝合纱线的所述纤维支撑部穿过第二数量的所述机器方向纱线的上面，并且所述第一数量不同于所述第二数量。
16.如权利要求14所述的三层织物，其中构成普通机器横向底部纱线下面的机器方向结的所述机器方向底部纱线对彼此由一根机器方向底部纱线隔开。
17.如权利要求14所述的三层织物，其中所述机器方向底部纱线和机器横向底部纱线以斜纹交织。
18.如权利要求14所述的三层织物，其中一个所述缝合纱线对位于每相邻机器方向顶部纱线对之间。
19.如权利要求14所述的三层织物，其中所述重复单元包括等数量的机器横向顶部纱线和机器横向底部纱线。
20.如权利要求14所述的三层织物，其中所述重复单元包括等数量的a机器横向顶部纱线和缝合纱线对以及b机器横向底部纱线。
21.如权利要求20所述的三层织物，其中每个所述缝合纱线对位于机器横向底部纱线上面。
22.如权利要求21所述的三层织物，其中在设有第一缝合纱线的机器横向底部纱线一侧上，每对的第一缝合纱线与机器方向底部纱线交织，以及在设有第二缝合纱线的机器横向底部纱线相对侧上，该对的第二缝合纱线与机器方向底部纱线交织。
23.一种三层造纸用织物，包括一组机器方向顶部纱线；一组与所述机器方向顶部纱线交织以形成顶部织物层的机器横向顶部纱线；一组机器方向底部纱线；一组与所述机器方向底部纱线交织以形成底部织物层的机器横向底部纱线；多根与所述顶部和底部织物层交织的缝合纱线；其中一对第一和第二缝合纱线位于相邻的机器横向顶部纱线对之间，每对的所述第一和第二缝合纱线与所述机器方向顶部和底部纱线交织，使得当所述第一缝合纱线的纤维支撑部与所述机器方向顶部纱线交织，所述第二缝合纱线的接合部位于所述机器方向顶部纱线下面，并使得所述第二缝合纱线的纤维支撑部与所述机器方向顶部纱线交织，所述第一缝合纱线的接合部位于所述机器方向顶部纱线下面，并使得所述第一和第二缝合纱线在其穿过过渡机器方向顶部纱线下面时彼此交叉，并使得所述第一和第二缝合纱线的每个所述接合部穿过至少一个所述机器方向底部纱线；其中所述机器方向顶部纱线、所述机器横向顶部纱线和所述缝合纱线的所述纤维支撑部交织以构成平织造表面；以及其中所述机器方向顶部纱线具有第一直径，所述第一直径在大约0.12至0.14mm之间，所述机器方向底部纱线具有第二直径，所述第一直径在大约0.15至0.18mm之间，并且所述机器横向顶部纱线具有第三直径，所述第三直径在大约0.11至0.13mm之间。
24.如权利要求23所述的三层织物，其中所述第一直径和所述第二直径之比在大约0.75和0.95之间，所述第一直径和所述第三直径之比在大约0.8和1.1之间。
25.如权利要求24所述的三层织物，其中所述织物的孔隙率在大约34mm3/cm2和42mm3/cm2、纤维支撑系数在大约150和200之间、厚度在大约0.60mm和0.75mm之间。
全文摘要
一种三层成形用织物，包括一组机器方向顶部纱线；一组与所述机器方向顶部纱线交织以形成顶部织物层的机器横向顶部纱线；一组机器方向底部纱线；一组与机器方向底部纱线交织以形成底部织物层的机器横向底部纱线；多根与所述顶部和底部织物层交织的缝合纱线；该第一和第二缝合纱线在其穿过过渡机器方向顶部纱线下面时彼此交叉，并且该第一和第二缝合纱线的每个接合部穿过至少一个所述机器方向底部纱线下面。该机器方向顶部纱线、该机器横向顶部纱线和该缝合纱线的该纤维支撑部交织以构成平织组织表面。该机器方向顶部纱线具有第一直径，该机器方向底部纱线具有第二直径，并且该机器横向顶部纱线具有第三直径，该第一直径和第二直径之比在大约0.75和0.95之间，该第一直径和第三直径之比在大约0.8和1.1之间。
文档编号D21F1/10GK1400346SQ02141980
公开日2003年3月5日 申请日期2002年6月20日 优先权日2001年6月21日
发明者B·H·P·特罗顿 申请人:韦弗艾克斯公司