多轴向织物及其制造方法
【专利说明】多轴向织物及其制造方法
[0001 ] 本申请是申请日为2006年4月20日、申请号为200680018948.3、发明名称为“具有减少的干涉图案的多轴向织物”之申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及用于造纸机的多层多轴向织物的改进。
【背景技术】
[0003]在造纸工艺过程中，纤维素纤维网通过将纤维浆料，即纤维素纤维的水分散体沉积到造纸机成形部的移动成形织物上而形成。大量的水通过成形织物从该浆料中排出，在该成形织物的表面留下纤维素纤维网。
[0004]新形成的纤维素纤维网从成形部行进到包含一系列压榨压区的压榨部。纤维素纤维网穿过压榨织物支撑的压榨压区，或通常是两个这种压榨织物之间的压榨压区。在压榨压区中，纤维素纤维网经受压缩力，所述压缩力将水从中挤出，并使网中的纤维素纤维相互粘连，以将所述纤维素纤维网变成纸页。所述水被一个或多个压榨织物接收，并且理想的是不返回到纸页上。
[0005]纸页最后行进到干燥部，所述干燥部包含至少一个系列的用蒸汽进行内部加热的可旋转烘缸或烘筒。通过干燥织物引导新形成的纸页沿蛇形轨迹依次绕过该系列缸中的每个缸，所述干燥织物使纸页紧紧靠在所述缸的表面。加热的缸将纸页的水含量通过蒸发降低至期望的水平。
[0006]应该理解，造纸机上的成形、压榨和干燥织物全都采取环形环的方式，并以传输带的方式起作用。还应该理解，造纸是以相当大的速度进行的连续过程。换言之，纤维浆料在成形部中被连续沉积到成形织物上，而新生产的纸页在从干燥部出来后被连续缠绕到辊上。
[0007]本发明主要涉及用于压榨部的织物，一般称为压榨织物，但是其也可应用于成形和干燥部中所用的织物以及用作例如长压区压榨带的聚合物涂层纸工业加工带的底布的织物。
[0008]在造纸过程中，压榨织物起关键作用。如上所示，其功能之一为支撑和运送通过压榨压区生产的纸制品。
[0009]压榨织物也参与纸页表面的整饰。也就是说，压榨织物被设计为具有光滑表面和均匀的弹性结构，使得纸页在穿过压区的过程中获得光滑无印痕的表面。
[0010]也许最重要的是，压榨织物吸收从压区的湿纸中提取的大量水。为了实现这个功能，在严格的意义上，压榨织物内必须具有通常称为空隙容积的接纳水的空间，并且该织物在其整个使用寿命期间必须具有足够的透水性。最后，压榨织物必须能够防止从湿纸中吸收的水从压榨压区出来时返回到纸上并将纸重新弄湿。
[0011]现在的压榨织物以设计为满足造纸机要求的多种形式使用，它们根据所要制造的纸种而安装到所述造纸机上。一般地，它们包括其中穿插精细非织造纤维材料棉絮的织造底布。该底布可由单丝、合股单丝、复丝或合股复丝的纱线织成，并且可以是单层、多层或层合的。纱线通常由造纸机贵重器材领域内的技术人员将用于此目的的诸如聚酰胺和聚酯树脂的几种合成聚合物树脂中的任一种挤出而成。
[0012]织造织物采取许多不同的形式。例如，它们可以是环形织造的，或者常规织造并随后变成具有接缝的环状形式。作为替代方案，它们可以通过通常称为改进的环形织造的工艺生产，其中底布的玮向边缘利用其纵向(MD)纱线提供接缝环。在这个过程中，MD纱线在织物的玮向边缘之间连续反复织造，并在每个边缘处掉头形成接缝环。在安装到造纸机上的过程中，以这种方式生产的底布置为环状形式，并因此被称为可机上缝合织物。为将这种织物置为环状形式，将两个玮向边缘缝合在一起。为促进缝合，现在许多织物在织物两端的横向边缘具有接缝环。这些接缝环自身通常通过织物的纵向(MD)纱线形成。该接缝通常通过将压榨织物的两端放在一起，使织物两端处的接缝环相互交叉，和引导所谓的销或枢轴穿过由相互交叉的接缝环所限定的通道以将织物的两端锁在一起而形成。
[0013]此外，织造底布可以通过将一个底布放入由另一个底布形成的接缝环内，并且通过使短纤维棉絮穿过两个底布将其彼此连接而层合。一个或两个织造底布可以是可机上缝合的类型。
[0014]无论如何，织造底布是环形环的形式，或可以缝合成这种形式，具有沿其纵向测量的特定长度和沿其横向测量的特定宽度。因为造纸机的构造差别很大，所以要求造纸机贵重器材的生产商将压榨织物和其它造纸机贵重器材制造成与其客户的造纸机内特定位置相配合所需要的尺寸。不用说，这种要求使得难于实现流水线的生产工艺，因为每个压榨织物通常必须定制。
[0015]为满足更快速有效地生产具有各种长度和宽度的压榨织物的需要，近年来压榨织物使用授予RexfeIt等的普通美国专利N0.5，360,656( ‘656专利)中公开的螺旋缠绕技术生产，其中的教导在此通过引用并入本文。
[0016]该‘656专利示出一种压榨织物，其包含具有穿插到其中的一层或多层短纤维材料的底布。该底布包含由宽度小于底布宽度的螺旋缠绕的织造织物条构成的至少一层。该底布在经向或纵向上是环形的。螺旋缠绕条的长度方向上的丝线与压榨织物的纵向形成角度。织造织物条可以在比通常用于生产造纸机贵重器材的织机更窄的织机上常规织造而成。
[0017]该底布包含多个相对较窄的织造织物条螺旋缠绕并接合的捻。该织物条由纵向纱线(经纱)和横向纱线(玮纱)织成。螺旋缠绕的织物条的相邻捻可以彼此紧靠，并且这样产生的螺旋连续的接缝可以通过缝合、缝编、熔融、熔接(例如超声熔接)或胶合来封闭。作为替代方案，邻接螺旋捻的相邻纵向边缘部分可以重叠布置，只要该边缘具有减小的厚度以便不会使重叠区的厚度增加。作为又一替代方案，纵向纱线之间的间隔可以在所述条的边缘处增加，使得邻接螺旋捻重叠布置时重叠区域中的纵向丝线之间可以具有不变的间隔。
[0018]多轴向压榨织物可由两个或多个单独的底布构成，其中纱线沿至少四个不同的方向分布。尽管现有技术中的标准压榨织物具有三个轴向:一个沿纵向(MD)、一个沿横向(CD)，一个沿穿过织物厚度的z向，但是多轴向压榨织物不仅具有这三个轴向，而且在其一个或多个螺旋缠绕层内还具有由纱线体系的方向所限定的另外至少两个轴。而且，在多轴向压榨织物的z向上具有多个流程。因此，多轴向压榨织物具有至少五个轴向。由于其多轴向结构，与具有纱线体系相互平行的底布层的织物相比，具有多于一层的多轴向压榨织物对于造纸过程中压榨压区的压缩引起的集聚(nesting)和/或瘪缩具有更好的抵抗性。
[0019]两个单独的底布相互堆叠的事实意味着织物是“层合的”并且每层可以设计用于不同的功能性。此外，单独的底布或层通常以技术人员熟知的方式连在一起，根据用途，该方式包括如前所述的将棉絮穿插到其间。
[0020]如上所述，压榨织物的形态有助于提高纸页的质量。平面形态为接触纸页和降低压榨振动提供均匀的压榨表面。因此，已经努力在压榨织物上制造更为光滑的接触面。但是表面光滑度会受到形成织物的织造方式的限制。交织纱线的交织点在织物的表面上形成结。这些结在z向上会比织物的其它区域更厚。因此，织物的表面可以具有以不同厚度的局部区域或织物厚度变化为特征的非平面形态，其可以在压榨操作期间产生纸页印痕。织物厚度变化甚至会对棉絮层产生不利的影响，导致不均匀的棉絮磨损、压缩和印痕。
[0021]层合的压榨织物，尤其是多轴向织物，可能具有这种厚度变化。特别地，在具有相同织物组织图的两层的多轴向织物的特定情况下，局部的厚度变化可能会增强。因此，存在对具有降低的厚度变化的多轴向压榨织物的需要，以在操作期间改善压力的分布并减少纸页的印痕。
【发明内容】
[0022]本发明提供一种用于造纸机的多层织物，其具有改善的压榨均匀性和减少的纸页印痕。
[0023]在一个实施方案中，本发明提供用于造纸机上的由两个或多个基础组织或层形成的多层织物，其可以包含由材料的多轴向条形成的一层或多层，或与其结合的织物的层。在第一实施方案中，该织物包含至少一个具有多个以预定方式交织的纵向(MD)纱线和横向(⑶)纱线的层，使MD纱线之间的距离变化和/或⑶纱线之间的距离也变化，使得组成织物的层之间的干涉图案或波纹效应(Moire Effect)减少。
[0024]在第二实施方案中，本发明提供与造纸机一起使用的多层织物，其包含以例如Yook的美国专利N0.5，939，176(‘176专利)所述方式形成的上织造层、下织造层，不过还有置于其间的非织造层，以产生空隙容积、保持织物的疏松和减少或消除所述织造层之间的干涉图案。
[0025]在第三实施方案中，本发明提供与造纸机一起使用的多层织物，其可以例如通过‘656或‘176专利中描述的方式形成，包含上织造层和下织造层，其中所述上层的内部和所述下层的内部被展平或热乳以减小其上结的高度，从而使其间的集聚(nesting)最小化，并由此减少或消除局部的厚度变化和/或所述织造层间的干涉图案。