专利名称：经纱三重线复合成形织物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在造纸机中使用的编织成形织物。本发明的成形织物主要包括至少两层或两组纬纱，一层纬纱在织物的纸侧层中，其它层纬纱在机侧层中，它们通过一组经纱而被保持在一起，所述一组经纱是以三个一组的形式编织的经纱或三重线。因此，尽管本发明的织物在外观上包括至少两个层，但是它们不是分离的而是相互连接的编织结构，并且不能被分为两个分离的独立编织结构。
背景技术：
已知的复合成形织物包括两个基本分离的编织结构，每个结构包括自身的经纱和纬纱组，并且每个结构被编织为一个被选择而可使该层的特性最优化的图案。除了其它性能，纸侧层应具有在开始纸幅上形成最小的织物网痕和从开始纸幅上适宜排出液体的性能。机侧层应当具有强度和耐久度，以便提供出一种获得成形织物尺寸稳定性的措施，以使织物的拉伸和收缩变形最小化，并且具有足够的刚度以减少在织物边缘的卷曲。很多这种类型的织物已经在现有技术中被描述，并处于工业应用之中。
现有复合成形织物的两个层借助于附加粘结纱或者内含粘结纱被相互连接在一起。附加粘结纱主要用于将两个层结合在一起，而内含粘结纱即被用作纸侧层的结构，也被用于将复合成形织物的纸侧层和机侧层结合在一起。粘结纱的路径被这样布置，即能够使所选择的纱经过织物的两个层，于是将它们连接成为一个单个地复合织物。
在这些复合的织物中，附加粘结纱一般优选位于内含粘结纱的上方，因为它们被认为可以减少在复合织物的纸侧层的不连续性。最近，已经提出了单个的和成对的内含粘结经纱和粘结纬纱的布置方案。可是，已经发现内含粘结纬纱会使在机器垂直方向的网孔的均匀性发生变化。已经发现在内部具有内含粘结纬纱的复合织物在放置到造纸机中收到拉伸负载时可能会产生横向的收缩。另外，已经发现这些内含粘结纬纱容易产生内部和外部的磨损，而导致织物的破坏性的层离的后果。另外，由于必须要将附加的纬纱编织到织物结构中以成形织物的必要性，以及将纸侧层和机侧层连接在一起的必要性，使这些织物的造价昂贵。
最近又提出以二重线或三重线的形式使用内含粘结纬纱，以便至少克服上述的部分缺点。上述两种类型的织物被Vhringer描述于US 5,152,326(二重线)；被Stone等描述于US 6,240,973(三重线)中；以及被Johnson等描述于US 6,202,705(三重线)中。
二重线的使用具有这样的优点，即两个粘结纬纱可以在纸侧层中的完整纬纱路径中的顺序连续的区段之中合为一体，以及可以更加灵活地选择上述二重线的每个纱线与机侧层纬纱的交织的位置。于是可以在一定程度上使纸侧表面最优化，例如减少开始纸幅上的网痕，以及主要通过增加在出现破坏性故障(通常因层离而引起)之前被磨损的材料的量来提高织物的机侧层的耐磨性。在这些织物中使用了成对的粘结经纱，每个纸侧层和机侧层都具有分离的经纱系统，其中之一完成纸侧层的编织，其它的完成了机侧层的编织。
在随后的关于本发明的讨论中，可以理解的是，在诸如“2×2”等标记中，第一个数字是指编织图案所需要的梭口数，而第二个数字是指在重复的图案中的纬纱数量。于是2×2是指需要两个梭口，并且在重复的图案中具有两个纬纱。
如Stone等以及Johnson等所公开，使用经纱三重线可以获得简化织物结构的优点，这是因为，织物可以仅由三组纱线编织一组纸侧层纬纱、一组机侧层纬纱以及同时用于形成所述两层结构的单一一组经纱。利用经纱三重线，以使三重纱中的每个纱线单独地与纸侧层纬纱顺序交织，并且使三重纱中的每个纱线成对地与机侧层纬纱顺序交织，可以编织出具有可被接受的制纸性能的织物。成对的经纱在与机侧层纬纱交织时将导致这些纬纱向外向着织物的机器侧表面鼓出一定程度。着提供了一个耐磨平面，其增大了织物耐磨可能性，从而可以延长织物寿命。
利用与机侧层纬纱成对编织的三重线可以提供出这样的成形织物，即同现有技术中的可比织物相比，其纸侧层目数均匀性在机器垂直方向更不容易出现变化，更不容易在纸侧表面上出现凹坑，并且更好地抵抗横向收缩。可以利用单一的经纱束来编织一些所述经纱三重线织物，这是因为所有纱线随从于基本相同的路径，所述路径在织构中具有相等的路径长度。
然而，现已发现，利用经纱三重线编织的复合成形织物仍然容易在纸侧层的制纸表面上出现凹坑。看起来其原因在于，随着经纱从织物的一个表面移至另一个，例如从纸侧层表面移至机侧层表面，它们将导致纸侧层纬纱的本应规则的间隔出现一定的不均匀性。这会使成形织物的纸侧层中的排放开口的形状和框架长度均产生变化，从而导致织物的排放性能发生变化。这些变化会在被制造的纸制品中产生不可接受级别的痕迹(所谓的网痕)。
现已发现，通过使一组经纱三重线中的每个纱线与一个机侧层纬纱交织，这一级别的变化可以至少得到减轻。在采取这一步骤后，经纱三重线中的每个纱线可以在编织图案中随从于相同的路径，从而提供出更均匀的交织点位置。结果，纸侧层的表面特性被提高，这反过来又使得纸制品具有更均匀的织构。
此外，我们发现，通过仔细选择本发明的织物所用的经纱材料，可以编织出具有高纸侧表面开口面积比率的织物，其具有足够的排放面积，以快速将萌生片材快速排放到织物结构的中央平面中，而又不会降低织物的重要机械特性，特别是弹性模量。在织物的中央平面和和机侧层中，纱线密度较高，流体排放会略微受阻，因此为机器成形区的支撑箔和叶片产生压力脉冲提供了机会，以使成形中的益处最大化。
我们发现，在本发明的织物中，可以用直径相对较小的高弹性模量纱线替代传统的直径相对较大的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纱线来用作经纱，以提供出等同的机械特性。因此，可以使用这些小直径的纱线来提供出这样的织物，即在纸侧表面中以低经纱密度提供出相对高的纸侧层排放面积。这反过来又导致能够在纸侧表面中使用比普通情况下数量更多的机器垂直方向纱线，从而提高织物成形性。这些额外的纬纱反过来又会提高整体织物刚度和稳定性，这对于获得可靠的使用寿命(运行能力)而言是必需的。
因此，本发明的织物同采用直径较大经纱的可比织物相比能够更快速地将液体从片材排出，同时能够对叠层中的制纸纤维提供更强的支撑，以提高整体成形性能。使用这些高弹性模量的纱线还能够提高织物的抵抗力，以防止它们在高压喷淋例如在使用时清洗它们时受损。此外，由于机侧层织构和用于在编织后处理织物的热定形条件，这些小直径、高弹性模量的经纱将在一定程度上凹陷到织物的机侧表面中。在热定形后，织物的机器侧纬纱趋向于鼓出或向外皱曲，以形成耐磨平面，以防止经纱在使用中被磨损。这一特点有助于进一步提高这些织物的使用寿命。
发明内容
本发明的第一宽广方面请求保护一种具有纸侧层和机侧层的复合成形织物，包括(i)第一组纸侧层纬纱，(ii)第二组机侧层纬纱，它们大于所述纸侧层纬纱，和(iii)一组经纱三重线，它们用于构成所述纸侧层和机侧层的结构，所述三组纱按照一种重复图案被编织在一起，其中(a)所述经纱三重线中的每个纱线分别与所述纸侧层纬纱织合，以顺序占据纸侧层中的单一完整经纱路径中的各个区段；(b)所述顺序排列的区段作为所述重复图案的一部分重复出现；(c)所述完整经纱路径中的每个区段分别通过至少一个纸侧层纬纱而与下一区段分隔；(d)所述经纱三重线中的每个纱线在所述重复图案中至少一次单独地与单一的机侧层纬纱交织；(e)在织物的重复图案中，所述经纱三重线中的相邻纱线的交织点之间的机侧层纬纱的数量是恒定的；(f)在织物的重复图案中，所述经纱三重线中的每个纱线沿所述路径延伸的长度是恒定的。
在本发明的一个优选实施例中，被编织出来且处在热定形之前的织物的经纱填充率为100％至125％。
在本发明的成形织物中，所述经纱和纬纱均采用热塑性单丝。
在第一个实施例中，所述第一和第二组纬纱以及所述经纱均为相同热塑性材料的单丝。优选地，所述经纱以及所述第一和第二组纬纱均为聚对苯二甲酸乙二酯单丝。
在第二个实施例中，所述第一组纬纱、所述第二组纬纱和所述经纱不都是相同热塑性材料的单丝。
在第三个实施例中，所述第一组纬纱至少包括第一和第二亚组纬纱，每个所述亚组纬纱包括不同热塑性材料的单丝。
在第四个实施例中，所述第二组纬纱至少包括第三和第四亚组纬纱，每个所述亚组纬纱包括不同热塑性材料的单丝。
在第五个实施例中，所述经纱是热塑性单丝，它们的弹性模量高于构成机侧层纬纱的热塑性单丝。优选地，所述经纱和机侧层纬纱的弹性模量之比为大约4∶3。
优选地，在所述第一组纬纱、所述第二组纬纱和所述经纱中，每组纱中的所有纱线具有相同的尺寸。
优选地，所述第一组和第二组纬纱是聚对苯二甲酸乙二酯单丝。
优选地，所述第二组纬纱是选自下面一组的纱线聚对苯二甲酸乙二酯单丝，聚对苯二甲酸乙二酯与热塑性聚氨酯的混合材料单丝，聚酰胺单丝，以及它们的混合物。更优选地，在所述第二组纬纱中，所述第三亚组纬纱包括聚对苯二甲酸乙二酯与热塑性聚氨酯的混合材料单丝；所述第四亚组纬纱是选自下面一组的纱线聚对苯二甲酸乙二酯单丝，聚酰胺单丝，以及它们的混合物；所述第三亚组纬纱占所述第二组机侧层纬纱中的至少50％。
优选地，所述经纱选自下面一组聚对苯二甲酸乙二酯单丝，聚萘二甲酸乙二醇单丝，以及它们的混合物。
优选地，所述经纱选自下面一组聚萘二甲酸乙二醇单丝，聚对苯二甲酸乙二酯单丝，以及聚萘二甲酸乙二醇单丝与聚对苯二甲酸乙二酯单丝的混合物。
优选地，所述聚酰胺单丝选自下面一组聚酰胺-6单丝和聚酰胺-6/6单丝。
在本发明的另一个优选实施例中，热定形后的织物具有这样的开口面积比率，即在通过标准试验程序测量时，开口面积比率为至少35％；织物的经纱填充率为100％至110％；在通过标准试验程序测量时，在织物两侧的压差为127 Pa的情况下，织物的透气度通常为小于大约10,500m3/m2/小时至最低为大约3,500m3/m2/小时。ASTM D 737-96是一种用于检验织物透气度的适宜试验程序。纸侧层开口面积是用CPPA Data Sheet G-18中描述的方法、利用织物层的俯视图来确定的。
本发明的一个要求是，每个经纱包括经纱三重线，三重线中的每个纱线占据纸侧表面编织图案中的完整经纱路径的一部分，所述纸侧表面编织图案在织物的编织图案中重复出现。在成形织物的整体编织图案中，经纱三重线中的每个纱线分别单独地穿入机侧层中，以与至少一个机侧层纬纱交织，从而形成单一的耦合织物。交织位置是由三重线中的每个纱线单独与机侧层纬纱交织形成的结点，从而在织物的编织图案的一个重复部分中，三重线中的所有纱线均至少与机侧层纬纱交织一次。编织图案的重复部分中的交织点数量取决于纸侧层和机侧层选择的相应编织图案所需的梭口组合。交织点的位置被选择，以使它们在机侧层中规则地间隔，其中交织点之间具有相同数量的机侧层纬纱。
在本发明的优选实施例中，经纱单丝纱线和机侧层纬纱单丝纱线由不同的热塑性材料制成。例如，编织成形织物中常用的聚对苯二甲酸乙二酯可以提供出弹性模量为大约1,400kg/m2至大约1,550kg/m2的单丝，而聚萘二甲酸乙二醇可以提供出弹性模量为大约2,000kg/m2的单丝。已发现弹性模量之比为大约4∶3特别有益。
表1中所示的热塑性纱线材料的组合被发现是适合的。
表1
表1注释PET聚对苯二甲酸乙二酯。
PEN聚萘二甲酸乙二醇。
PEN/TPU聚对苯二甲酸乙二酯与热塑性聚氨酯的改性材料(见Bhatt等的专利文献)。
PA6聚酰胺-6。
在表1中，如果指出了两种纱线的混合，例如组合方式D中所示的，则优选两种纱线交替使用。
在使用具有不同弹性模量的纱线之间的组合时，现已发现，弹性模量相对较高的经纱可以被编织到织物结构中，以向机侧层纬纱施加足够大的皱曲，从而使它们从机侧层平面向外鼓出。通过仔细选择编织后的热定形条件，施加在机侧层纬纱上的皱曲可以增强，所述皱曲用于使经纱凹陷到织物结构中，并因此而保护经纱不被磨损。这一步骤还使得三重线中的每个纱线或多或少地随从于织物织构中的相同路径，这有助于减小纸侧层目数的变化，从而降低织物出现网痕的任何趋势。
因此，显然可以看出，在本发明的织物中，纬纱可以向着造纸机成形区中支撑着成形织物的各种结构鼓出。这样，就在成形织物的机器侧产生了一个耐磨平面。如果机侧层纬纱包含相对高耐磨性单丝，例如Bhatt等在US 5,169,171和US 5,502,120中公开的聚对苯二甲酸乙二酯-热塑性聚氨酯材料的单丝，或是聚酰胺例如聚酰胺-6和聚酰胺-6/6的单丝，则同没有编织这些机侧层纬纱的可比织物相比，织物将具有更高的耐磨性和更长的使用寿命。
尽管本发明的织物可以在第一组纬纱、第二组纬纱和经纱这些组的每一组纱线中分别使用不同的热塑性单丝，但优选使所有纱线均具有相同的尺寸。还优选的是，为了获得尽可能均匀的制纸表面，经纱和用在纸侧层中的第一组纬纱应当具有基本上相同的尺寸。
在本发明的织物中，纸侧层和机侧层中均不包含只与纸侧层纬纱或机侧层纬纱交织的传统经纱。在本发明的织物中，纸侧层中的第一组纬纱和机侧层中的第二组纬纱在整体编织重复图案中被单一的一组经纱三重线保持在一起，因此所述经纱三重线同时实现了结构整体性和所述两个层的性能。
纸侧表面完整经纱路径中的被经纱三重线中的每个纱线占据的区段的长度，以及每个编织图案重复部分中的区段数量，均可以在大范围内选择。例如，在下面将要详细描述的织物中，织物使用具有六个区段的编织图案，其中在重复的编织图案中被三重线的每个纱线所占据的路径基本上是相同的。在纸侧层中的完整经纱路径中每个区段在成形织物编织图案的每个完整的重复之中一般将出现超过一次，例如至少两次。
优选地，纸侧层的纸侧表面完整经纱路径中的每个区段均通过1、2或3个纸侧层纬纱而与相邻区段分隔。优选地，在纸侧层的纸侧表面中的完整经纱路径中的每个区段与一个相邻区段被一个纸侧层纬纱分隔开。优选地，在纸侧层的纸侧表面中的完整经纱路径中的每个区段与一个相邻区段被两个纸侧层纬纱分隔开。
优选地，在纸侧层编织图案中，总区段长度或占据完整经纱路径的经纱三重线中的每个纱线所占据的长度保持相同。
由于经纱三重线中的每个纱线在编织图案中占据的路径基本相同，而且经纱与机侧层纬纱之间的交织点被规则地间隔，因此，本发明的复合成形织物通常可以利用单一的经纱束来编织。
优选地，所述纸侧层的织构选自下面一组2×2织构，3×3织构，3×6织构，以及4×8织构。更优选地，所述纸侧层的织构选自下面一组平纹2×2织构，3×3织构，以及4×4织构。优选地，所述机侧层的织构选自下面一组3×3织构，4×4织构，4×8织构，5×5织构，6×6织构，以及6×12织构。更优选地，所述机侧层的织构选自下面一组3×3斜纹织构，6梭口断斜纹，以及Barrett在US 5,544,678中公开的N×2N结构。最优选地，机侧层的织构是9×9斜纹织构。
优选地，所述纸侧层纬纱与机侧层纬纱之比选自下面一组1∶1，2∶1，3∶2，5∶3，以及3∶1。更优选地，所述比值为2∶1。
由于本发明的织物的独特结构，因此不能限定纸侧层经纱与机侧层经纱之间的比率。在一个时刻三重线中只有一个纱线出现在纸侧层中，并且在一个时刻三重线中只有一个纱线出现在机侧层中于是该织物表现出具有1∶1的经纱比率，但是这在这些织物的范围中没有意义。
在本发明的织物中，纸侧层结构和机侧层结构的选择必须遵循两个准则首先，在每个重复的纸侧层编织结构中，每个经纱三重线组的每个纱线必须交织在纸侧层中以顺序占据完整经纱路径的区段，第二，在机侧层中每个三重线的每个纱线至少与一个纬纱编织在一起，和每个三重线的纱线成对地与一个单独的机侧层纬纱编织在一起。这可以通过确保表达为Q/P和Q/M的比值总是为一个整数来实现，其中Q是梭口的总数，P是编织纸侧层结构所需的梭口数，M是编织机侧层结构所需的梭口数。例如，如果P＝2，M＝9，则Q＝18，因此Q/P＝9，Q/M＝2。
在一个最简单的实施例中，本发明的织物将根据需要装备有至少六个梭口的织布机的编织图案进行编织。这将包容用于纸侧层和机侧层的平纹编织图案，并且将要求该图案的三次重复以便容纳三重线的三个纱线。可是，这个简单的实施例通常不是优选的，因为所生产的织物的机侧层的抗磨损性能不能满足大多数的应用情况。
在本发明优选的实施例中，一个2×2平纹编织或者一个3×3斜纹编织被用于一个纸侧层，而一个6-梭口斜纹、6-梭口破斜纹或者N×2N的织构被用于机侧层。2×2平纹与6×6斜纹的组合将要求18梭口6×6斜纹将要求18梭口，2×2平纹将要求6梭口，于是上述比值分别是1和3。
表2中概括了一些可能的纸侧层和机侧层编织图案的组合，以及每个组合的梭口要求。
表2
在表2的表头中，“PSL”表示纸侧层梭口数P，“MSL”表示机侧层梭口数M，“总梭口数”表示编织织物所需的最小梭口数Q，Q/P、Q/M分别是总梭口数除以纸侧层所需的梭口数的比值的整数值以及总梭口数除以机侧层所需的梭口数的比值的整数值。
由于构成纸侧层经纱的所有经纱三重线被用于成对地与机侧层的纬纱相互编织，因此这个编织图案提高了织物的模数，使织物更加耐变形和拉伸，同时减少了横向的收缩和织物层离的趋势。
本发明的织物与现有技术的织物的一个重要的差别是总的经纱填充率，它由经纱填充率＝(经纱直径×目数×100)％来确定。经纱填充率可以在热定形之前或之后确定，对于相同的织物，一般在热定形之后的值较大。在所有现有的复合织物中，在热定形之前，在组合的纸侧层和机侧层之中的经纱填充率的总和通常小于95％。而本发明的织物在热定形之前总的经纱填充率优选大于100％。在热定形之后，本发明的织物的总经纱填充率可以大于105％，并且通常是110％或以上。
在本发明的上下文中，下面的特定定义是非常重要的。
术语“完整经纱路径”是指在纸侧层中经纱三重线的路径，它在织物的纸侧表面是可见的，该路径依次被由经纱构成的三重线的每个纱线所占据。该路径随着织物编织图案的重复而沿织物连续延伸。
术语“区段”是指被特定的经纱所占据的完整经纱路径的那部分，相关的术语“区段长度”是指特定的区段的长度，并且可以用纸侧层纬纱的数量来表示，其中经纱三重线的一个纱线与上述纸侧层纬纱织合。
术语“跳线”是指经过其它纱线而不与它们织合的一个纱线；相关的术语“跳线长度”是指跳线的长度，可以用代表经过的纱线数量的数目来表示。
术语“内部跳线”具有类似的含义，指的是在与纸侧层织合或与机侧层交织之后在复合织物的各层之间穿过一小段距离的纱线部分，相关的术语“内部跳线长度”是指在内部跳线两端之间的适当地从纸侧层或机侧层伸出的纱线的数量。
术语“交织”是指经纱三重线中的单一纱线在一个点处围绕着一个机侧层纬纱缠绕以形成单一结点，相关的术语“织合”是指经纱三重线中的单一纱线沿一个轨迹围绕着一个或多个纸侧层纬纱缠绕并且与至少一个纸侧层纬纱形成结合部或跳线。
下面将参照附图描述本发明，在附图中图1是根据本发明的成形织物第一实施例的剖视图，示出了在成形织物编织图案的一个重复部分中的一个经纱三重线的路径；图2示出了第二实施例的与图1类似的剖视图。
在图1和2中的每一个剖视图中，所示切断的纬纱的重复图案从一侧的第一纸侧层纬纱开始至另一侧的最后纸侧层纬纱结束，从1开始计数。箭头A、B、C分别表示图1和2中的纸侧层区段的长度。另外，在图1和2中，一个三重线经纱组中的三个纱线用标记X、Y和Z表示。在图1和2所示的复合成形织物中，相同的图案在从沿着织物的长度所示的截面离开的每个方向中连续重复。编织图案还在织物的整个宽度上连续重复，但是将被横向移动，以便与机侧层纬纱的交织位置不会处于一直与相同纬纱交织的位置。
具体实施例方式
图1是本发明的成形织物的第一优选实施例的剖视图，该截面沿着一个经纱三重线的的延伸线截取。在图1中，织物的纸侧层是2×2平纹织构，机侧层是3×3织构，每个三重线组分别包括分别以单个纱线起作用的三个纱线。
纸侧层中的完整经纱路径包括以下三个区段-三重线纱线Z与纬纱1、3、4、6、7和9织合，其中经过纬纱3、6和9的下方，并且经过其余纬纱的上方；-三重线纱线X与纬纱10、12、13、15、16和18织合，其中经过纬纱12、15和18的下方，并且经过其余纬纱的上方；-三重线纱线Y与纬纱19、21、22、24、25和27织合，其中经过纬纱21、24和27的下方，并且经过其余纬纱的上方。
在所述三个区段中，存在三个机侧层交织点-三重线纱线Z与纬纱20交织；-三重线纱线X与纬纱2交织；-三重线纱线Y与纬纱11交织。
然后，所述三个区段以及伴随的交织点在纬纱28至54中重复出现。
图1的织物在18个梭口中被编织；它也可以在36个梭口中被编织。
于是，可以明显地看出，所述三重线中的所有三个纱线X、Y和Z依次占据了纸侧层中的完整经纱路径的各区段，各区段之间被一个纸侧层纬纱分隔开，并且所有的三个纱线在三个纸侧层纬纱路径区段的长度内单独地与三个规则间隔的机侧层纬纱相互交织。
这种相对简单的织构还展现了本发明的其它几个特征。通过考察纸侧层可以看出，三重线纱线X、Y、Z随从于相同的路径，每个纱线分别相对于其它纱线沿图案偏移。还可以看到，尽管交织点之间的间隔是恒定的，即彼此之间相隔两个机侧层纬纱，但每个所述纱线X、Y、Z在相应交织点两侧的长度并不相同。
通过考察区段A可以看出，三重线纱线Z在纬纱7和9之间离开纸侧层，并形成位于机侧层纬纱11、14和17上面的内部跳线。在区段B中，三重线纱线Z与机侧层纬纱20交织，并且形成位于机侧层纬纱23和26上面的内部跳线。在区段C中，三重线纱线Z在纸侧层纬纱27和28之间再次进入纸侧层中，并且与纸侧层纬纱28、30、31、33和34织合，然后，三重线纱线Z在纬纱34和36之间离开纸侧层。随着三重线纱线Z与机侧层纬纱47交织，相同的图案被随从。因此，三重线纱线Z在纬纱20和47两侧的跳线长度不同。对于与纬纱2和29交织的三重线纱线X和与纬纱11和38交织的三重线纱线Y来说，也是如此。尽管跳线长度差异不大，但可以不出现图2所示的情况，同时又能够保持交织点之间具有规则的间隔。
在图2中，纸侧层也是2×2织构，其中一个纬纱位于相邻区段之间，同时，机侧层也被编织成同样的3×3织构。
所述三个经纱三重线纱线X、Y和Z在纸侧层中基本上随从于相同的路径，如图1中所描述。接下来，在区段A中三重线纱线X在纸侧层纬纱9和10之间进入纸侧层，与纬纱10、12、13、15和16织合，并且在纸侧层纬纱16和18之间离开纸侧层。三重线纱线Y在纸侧层纬纱18和27随从于相同的路径，三重线纱线Z在纸侧层纬纱27和36之间随从于相同的路径。
在机侧层中，尽管交织点被规则地间隔，其中两个机侧层纬纱位于它们之间，但交织点相对于纸侧层位于不同位置上，以使三重线在交织点两侧的内部跳线长度基本相等。三重线纱线Z的路径显示了这种不同。
在区段A中，三重线纱线Z在纸侧层纬纱7和9之间离开纸侧层，形成位于机侧层纬纱8、11和14上面的内部跳线，并与机侧层纬纱17交织。在区段B中，三重线纱线Z形成位于机侧层纬纱20、23和26上面的内部跳线，并在纸侧层纬纱27和28之间再次进入纸侧层中。因此，可以看出，在三重线纱线Z与机侧层纬纱17和44之间的交织点两侧的内部跳线具有基本相等的长度。三重线中的另外两个纱线也随从于相同的路径，以使三重线纱线Y在纬纱8和35之间具有相同的跳线长度，三重线纱线X在纬纱26和53之间具有相同的跳线长度。
对交织点重新定位可以提供出这样的成形织物，即具有更均匀的排放口位置和更均匀的排放口尺寸。
考察图1和2中的机侧层可以看出，每个所述三重线纱线X、Y和Z的交织点可以借助于暴露在织物机侧的机侧层纬纱跳线而从织物机侧层耐磨平面凹入一定程度，因此可以潜在地延长织物寿命。随着机侧层编织图案中的暴露纬纱跳线长度减小，交织点的凹入程度会减小。因此，通过选择机侧层编织图案，以使位于交织点之间的暴露纬纱的跳线长度增大，可以使这些位置的磨损最小化。从这些图中还显然可以看出，尽管每个三重线中的三个纱线顺序占据了纸侧表面中的完整经纱路径中的各区段，但由于编织图案沿着织物连续延伸并且在纵向和横向均不断开，因此编织图案没有任何缝隙。
通过分别仔细选择经纱和纬纱所用的纱线材料以及织物热定形条件，可以该进对交织点的保护。纱线材料可以被选择，以使经纱三重线比机侧层纬纱相对而言更坚硬，这样，机侧层纬纱比交织点处的经纱三重线具有更大的皱纹。热定形条件可以被选择，以实现下面两个目的(a)更坚硬的经纱承受足够大的张力，以使它们相对笔直；(b)通过选择温度而促进相对于经纱束缚纬纱。
典型的纱线组合以及所需的热定形条件显示于表3中。
表3
其中用于表示热塑性纱线材料的缩写符号与表1中所用的相同。
使用具有相对高弹性模量的经纱的另一个益处是可以使经纱的尺寸最小化。在相同的纱线数量下，可以提供出具有低经纱填充率和高透气性的织物。
如前面所讨论，纸侧层的织构必须“配合”在机侧层的织构上。至少有三点原因导致这一点。
首先，每个经纱三重线纱线与一个机侧层纬纱交织的位置必须与其它三重线纱线之一与纸侧层织合的位置重合。因此，每个层的织构必须确保实现这一点，同时又不会引起纸侧层的纸侧表面过度变形。
第二，纸侧层和机侧层织构应当这样配合，即每个三重线纱线与一个机侧层纬纱交织的位置尽可能远离纸侧层编织图案中被另一三重线纱线占据的区段的端部。这样可以减少因交织的三重线纱线从纸侧层向下进入机侧层而产生的凹坑和其它表面缺陷。
第三，每个三重线纱线与一个机侧层纬纱交织的位置应当从机侧层的耐磨平面尽可能多地向机侧层中凹入，以延长织物的使用寿命。这一点可以通过下面的措施实现，即位于相邻交织点之间的暴露机侧层跳线尽可能长。机侧层纬纱跳线的长度会随着用于编织机侧层图案的梭口数增多而增大。因此，一般希望以需要至少4个梭口、优选至少6个梭口的图案来编织本发明的织物机侧层。
实验验证四个织物样品被如下编织出来-织物样品A根据图1中显示的织构编织出来；-织物样品B、C和D根据图2中显示的织构编织出来；这四个织物样品的细节显示于表4中。
表4
表4注释PS纸侧层。
MS机侧层。
目数经纱×纬纱/cm。
PET、PEN、PA6和PET/TPU见表1。
PET/PA-6PET和PA-6的交替布置纱线。
透气度m3/m2/小时；根据ASTM D 737-96，使用美国马里兰州Gaitherburg的Frazier High Precision Instrument Co.的高压机对热定形织物进行测量，织物两侧的压差为127Pa。
织物弹性模量在CRE型拉伸试验机中以3.6kg/cm至7.1kg/cm的张力获得的应力—应变曲线的斜率。
厚度规格至少5个厚度测量值的平均值。
MS纬纱皱曲度机侧层纬纱结点位于机侧层经纱所在平面上方(负值)或下方(正值)的量。
经纱填充率(经纱直径×目数×100)％；纤维支撑指数根据CPPA Date Sheet G-18提供的关系确定，它表示纸侧层的纸侧表面提供的对堆积在其上的叠层中的制纸纤维的支撑程度。
考察表4可以看出，尽管样品A的弹性模量明显更高，但该织物的厚度也最大，这至少在一部分上是因为其中所用纱线材料而造成的。样品A和D均具有负的MS纬纱皱曲度，这意味着这两种织物在机侧层织构中具有长跳线，因此将会具有良好的耐磨寿命。通过在机侧层纬纱中使用PET/TPU材料，会进一步增加耐磨寿命。
在本发明的织物中所使用的适合的经纱和纬纱的直径的选择将取决于许多因素，包括将要使用织物生产的纸产品的等级，并且这种选择将对织物的透气度产生影响。适合的纱线直径的选择将根据织物的最终使用来确定。
表4显示出本发明的织物具有良好的透气度，即在表4中给出了数据的织物样品中，透气度为10,300至7,890m3/m2/小时。通过适当地选取纸侧层和/或机侧层的纱线直径和目数，还可以进一步减少织物的透气度。通过降低透气度，流体通过纸侧层和机侧层的速率会降低，这将导致成形的改善和减少网痕。通过对在表4中的织物样品的手工产品的实验分析可以确定，与现有的织物相比，网痕减少了，并且提供了改善的印刷特性。
权利要求
1.一种具有纸侧层和机侧层的复合成形织物，包括(i)第一组纸侧层纬纱，(ii)第二组机侧层纬纱，它们大于所述纸侧层纬纱，和(iii)一组经纱三重线，它们用于构成所述纸侧层和机侧层的结构，所述三组纱按照一种重复图案被编织在一起，其中(a)所述经纱三重线中的每个纱线分别与所述纸侧层纬纱织合，以顺序占据纸侧层中的单一完整经纱路径中的各个区段；(b)所述顺序排列的区段作为所述重复图案的一部分重复出现；(c)所述完整经纱路径中的每个区段分别通过至少一个纸侧层纬纱而与下一区段分隔；(d)所述经纱三重线中的每个纱线在所述重复图案中至少一次单独地与单一的机侧层纬纱交织；(e)在织物的重复图案中，所述经纱三重线中的相邻纱线的交织点之间的机侧层纬纱的数量是恒定的；(f)在织物的重复图案中，所述经纱三重线中的每个纱线沿所述路径延伸的长度是恒定的。
2.如权利要求1所述的复合成形织物，其特征在于，被编织出来且处在热定形之前的织物的经纱填充率为100％至125％。
3.如权利要求1所述的复合成形织物，其特征在于，所述经纱和纬纱是热塑性单丝。
4.如权利要求3所述的复合成形织物，其特征在于，所述第一和第二组纬纱以及所述经纱均为相同热塑性材料的单丝。
5.如权利要求4所述的复合成形织物，其特征在于，所述经纱以及所述第一和第二组纬纱均为聚对苯二甲酸乙二酯单丝。
6.如权利要求3所述的复合成形织物，其特征在于，所述第一组纬纱、所述第二组纬纱和所述经纱不都是相同热塑性材料的单丝。
7.如权利要求3所述的复合成形织物，其特征在于，所述第一组纬纱至少包括第一和第二亚组纬纱，每个所述亚组纬纱包括不同热塑性材料的单丝。
8.如权利要求3所述的复合成形织物，其特征在于，所述第二组纬纱至少包括第三和第四亚组纬纱，每个所述亚组纬纱包括不同热塑性材料的单丝。
9.如权利要求1所述的复合成形织物，其特征在于，所述经纱是热塑性单丝，它们的弹性模量高于构成机侧层纬纱的热塑性单丝。
10.如权利要求9所述的复合成形织物，其特征在于，所述经纱和机侧层纬纱的弹性模量之比为大约4∶3。
11.如权利要求1所述的复合成形织物，其特征在于，在所述第一组纬纱、所述第二组纬纱和所述经纱中，每组纱中的所有纱线具有相同的尺寸。
12.如权利要求3所述的复合成形织物，其特征在于，所述第一组和第二组纬纱是聚对苯二甲酸乙二酯单丝。
13.如权利要求1所述的复合成形织物，其特征在于，所述第二组纬纱是选自下面一组的纱线聚对苯二甲酸乙二酯单丝，聚对苯二甲酸乙二酯与热塑性聚氨酯的混合材料单丝，聚酰胺单丝，以及它们的混合物。
14.如权利要求13所述的复合成形织物，其特征在于，在所述第二组纬纱中，所述第三亚组纬纱包括聚对苯二甲酸乙二酯与热塑性聚氨酯的混合材料单丝；所述第四亚组纬纱是选自下面一组的纱线聚对苯二甲酸乙二酯单丝，聚酰胺单丝，以及它们的混合物；所述第三亚组纬纱占所述第二组机侧层纬纱中的至少50％。
15.如权利要求3所述的复合成形织物，其特征在于，所述经纱选自下面一组聚对苯二甲酸乙二酯单丝，聚萘二甲酸乙二醇单丝，以及它们的混合物。
16.如权利要求13或14所述的复合成形织物，其特征在于，所述聚酰胺单丝选自下面一组聚酰胺-6单丝和聚酰胺-6/6单丝。
17.如权利要求1所述的复合成形织物，其特征在于，在以标准试验程序测量时，在织物两侧的压差为127Pa的情况下，所述织物的透气度为小于大约7,500m3/m2/小时至大约11,000m3/m2/小时。
18.如权利要求1所述的复合成形织物，其特征在于，所述纸侧层的织构选自下面一组2×2织构，3×3织构，3×6织构，以及4×8织构。
19.如权利要求18所述的复合成形织物，其特征在于，所述纸侧层的织构选自下面一组平纹2×2织构，3×3织构，以及4×4织构。
20.如权利要求1所述的复合成形织物，其特征在于，所述机侧层的织构选自下面一组3×3织构，4×4织构，4×8织构，5×5织构，6×6织构，以及6×12织构。
21.如权利要求20所述的复合成形织物，其特征在于，所述机侧层的织构选自下面一组3×3斜纹织构，6梭口断斜纹，以及Barrett在US 5,544,678中公开的N×2N结构。
22.如权利要求1所述的复合成形织物，其特征在于，所述纸侧层纬纱与机侧层纬纱之比选自下面一组1∶1，2∶1，3∶2，5∶3，以及3∶1。
23.如权利要求22所述的复合成形织物，其特征在于，所述纸侧层纬纱与机侧层纬纱之比为大约2∶1。
24.如权利要求1所述的复合成形织物，其特征在于，以Q/P和Q/M表示的比值为整数，其中Q为总梭口数，P为编织纸侧层结构所需的梭口数，M是编织机侧层结构所需的梭口数。
25.如权利要求3所述的复合成形织物，其特征在于，所述经纱的材料为聚萘二甲酸乙二醇，所述第一组纬纱的材料为聚对苯二甲酸乙二酯；在所述第二组纬纱中，所述第三亚组纬纱包括聚对苯二甲酸乙二酯与热塑性聚氨酯的混合材料单丝；所述第四亚组纬纱包括聚酰胺单丝。
26.如权利要求3所述的复合成形织物，其特征在于，所述经纱的材料为聚对苯二甲酸乙二酯，所述第一组纬纱的材料为聚对苯二甲酸乙二酯；在所述第二组纬纱中，所述第三亚组纬纱包括聚对苯二甲酸乙二酯与热塑性聚氨酯的混合材料单丝；所述第四亚组纬纱包括聚酰胺单丝。
全文摘要
一种具有纸侧层和机侧层的成形织物，包括第一组纸侧层纬纱、第二组机侧层纬纱和单一的一组经纱三重线。在织物的编织图案中，经纱三重线中的每个纱线分别与纸侧层纬纱织合，以顺序占据纸侧表面中的单一完整经纱路径中的区段，经纱三重线中的每个纱线与至少一个机侧层纬纱交织。所述完整经纱路径中的每个区段分别通过至少一个纸侧层纬纱而彼此分隔。机侧层交织点被规则地相隔。在热定形后，织物透气度通常为大约7,500至大约10,500m
文档编号D21F1/00GK1610782SQ03801879
公开日2005年4月27日 申请日期2003年7月22日 优先权日2002年8月6日
发明者理查德·斯通 申请人:理查德·斯通