专利名称：造纸织物的制作方法
技术领域：
本发明涉及造纸织物(paper machine fabric)，包括至少两个机器方向的纱线系统(yarn system)。该纱线系统利用一根连接纱线(binding yarn)、多根连接纱线或一对连接纱线连接在一起。
纸张的基础结构和多数属性主要在造纸机的形成段确定。在纸张制造中，纸浆从网前箱(head box)喷到造纸织物上，该纸浆通常含有大约99％的水，其余的是纤维和可能的填料和添加剂。在成形段中，包含在纸浆中的大多数水都通过造纸织物去除。纸幅的一个性质是固体含量。成形段之后的固体含量指的是总纸张重量中纤维和填料的比例。固体含量表示为百分比。例如，样本的重量为500克，干样本的重量为100克，在这种情况下样本含有400克的水，因此固体含量为20％。由于在成形段中去除水分比在挤压段和干燥段去除水分能效更高，所以目标是在成形段之后固体含量将尽可能高。由于高的固体含量，造纸机的运行性能得到改进，并且断裂的数量减少。压榨毛毯的寿命也由于水量较少而变长。成形段之后的高固体含量通常通过薄的织物获得。造纸机的运行速度已经提高并且在将来将进一步提高，因此造纸织物所要求的属性，如水分去除能力、稳定性、清洁运行和无喷洒将明显增强。
在该领域中，双层造纸织物结构，即双层成形织物是已知的。这些结构包括一个经线系统和两个纬线系统。双层造纸织物的技术在例如美国专利4 041 989中进行了描述。通常，由于它们因一个经线系统而较薄，所以已经用这种双层成形织物获得了最高的固体含量。尤其是，在晒图纸的情况下，双层成形织物的经线较薄。在双层成形织物中，经线非常靠近或者甚至略微重叠，从而横向纱线的数量较少，并且将不会有足够多的造纸纤维支承点。这导致了例如斑纹和较低的保持力。保持力指的是保留在成形织物上的造纸纤维和填料与供料物质的数量百分比。例如，如果所有造纸纤维和填料都保留在造纸织物上，则保持力为100％，如果一半造纸纤维和填料保留在造纸织物上，则保持力为50％。
在双层成形织物中，单经线系统导致造纸织物较低的斜稳定性。高的斜稳定性意味着横跨机器方向和机器方向的纱将在交叉点处彼此良好地锁定，并且所成形的织物是稳定的。
在该领域中，这种造纸织物也是已知的，其中连接纸侧层和机器侧层的连接纱也参与形成纸侧层。这种结构称为SSB结构。SSB结构的技术在例如美国专利4 501 303，5 967 195和5 826 627中进行了描述。在这些结构中，通过两个经线系统获得良好的斜稳定性，但是另一方面，该结构因底部纬线而变得较厚并且纸张的固体含量降低。
本发明的目的是提供这种造纸织物，利用该造纸织物可以消除现有技术的缺点。这已经通过本发明所述造纸织物实现。该造纸织物包括至少两个机器方向的纱线系统。该纱线系统利用一根连接纱、多根连接纱或数对连接纱连接在一起。本发明的特征在于，机器侧层只由机器侧经线系统的底部经线和连接纱线系统的连接纱线形成。
本发明所述结构的优点是纸的厚度低，这有助于在成形段中获得良好的固体含量。由于该结构不使用常规底部经线，而机器侧由经线系统和连接纱线系统组成，所以可以将造纸织物制作得较薄。
在顶部成形织物转到返回循环的点处可能在造纸机中发生喷洒。在最糟糕的情况下，该喷洒导致纸幅质量的下降。较薄结构的优点是较小的空闲体积，在造纸机中空闲体积意味着成形织物只载有少量的水分，并且较少喷洒。由于在该结构中没有底部纬线，所以机器方向经线路径形成在该结构中的机器侧上。在这些经线路径之间，保留有几乎未中断的水分去除通道。通过这种机侧结构，造纸机的真空的水分去除效果可以有效地传递到纸幅，并且获得良好的固体含量。较薄的结构也有助于纸幅的裁边。裁边喷射器易于将纤维推过薄的织物，从而裁边更可能成功，并且减少了断裂。
本发明的所述结构在机器方向是柔性的，这有助于可装载刀片在较新的成形结构中的有效功能，从而更加有效地去除水分，改进纸张的成形。此处，纸张成形指的是纸张的纸张重量的小规模变化。当纸张重量的变化较大时，成形较差，并且当纸张重量变化较小时，成形良好。
在造纸机中，水分去除元件定位在横跨机器方向上，换句话说，它们平行于成形段中当前使用的造纸织物的纬线系统。通过当前造纸织物，底部纬线与水分去除元件碰撞，并且在造纸织物中可能发生底部纬线移动。在本发明所述结构中，主要是造纸织物的底部经线与水分去除元件接触，从而不发生碰撞，并且减小了造纸机的载荷。
在本发明所述结构中，具有开放的机器侧，这意味着在结构的纸侧上有大量横跨机器方向的纱线，以及造纸织物的透气性充分畅通。很容易保持这种结构清洁，并且造纸纤维具有良好的纤维支承。于是，纸张的保持力得到改进，斑纹减少。双经线系统和纸侧上的大量交叉点使得造纸织物稳定，并具有良好的斜稳定性。
本发明所述造纸织物包括至少两个机器方向的纱线系统，例如顶部经线系统和底部经线系统。另外，该结构总是包括将所述经线系统连接在一起的连接纱系统。本发明所述结构不使用常规底部纬线，但是机器侧由经线系统和连接纱系统组成。在本发明所述的某些结构中，另外还使用顶部纬线系统。连接纱系统可以包含一根连接纱、多根连接纱或一对连接纱。一根或多根连接纱总是连接到一根以上的底部经线上。在本发明的所述结构中，一根连接纱和一个顶部纬线起到纸侧的纬线的作用。在该结构中，纸侧形成使得连接纱连接到顶部经线上，并且顶部纬线设置成在所述连接纱交织成机侧上的底部经线的点处填满通过上述连接纱在纸侧上形成的纱线路经。
在本发明的第二结构中，只有像纸侧的纬线那样的连接纱。连接纱设置得使两根连接纱并排编织形成纸侧上的连续纬线路径。
本发明所述的第三连接纱结构依次包括并排编织的两个连接纱，该连接纱形成连续的纬线路径，同时形成纸侧上的一对连接纱。另外，在这些对编织纱之间编织有一根或多根顶部纬线。
本发明所述一个结构使用类似于芬兰专利公开110131中所使用的连接纱技术方案。该公开的结构包括替代纱，该替代纱两侧都设置有连接纱编织，并且替代纱设置成在上述两个连接纱与机器侧交织的点处填充由上述两个连接纱形成的这两个纱线路径。
现在将参照所附附图中所示的实施例对本发明进行更详细的描述，其中附
图1a和1b示出了本发明所述造纸织物的剖视图；附图2a和2b示出了本发明所述第二造纸织物的剖视图；附图3a和3b示出了本发明所述第三造纸织物的剖视图；附图4a至4d示出了机器侧上连接纱的不同连接方式。
附图1a和1b示出了本发明所述造纸织物的实施例，它包括顶部经线系统和底部经线系统。而且，该结构包括将顶部经线系统和底部经线系统连接在一起的连接纱系统。
在附图1a和1b中，形成纸侧的层用附图标记1表示，形成机器侧的层用附图标记2表示。在附图1a和1b中，顶部经线用附图标记3表示。底部经线在附图1a和1b中用附图标记4表示。形成纸侧的层1和形成机器侧的层2用连接纱系统连接在一起。连接纱用附图标记5和6表示。在该结构的编织花样循环中，连接纱5和6设置得使两个连接纱织物在纸侧上并排形成连续的纬线路径。
附图1a示出了连接纱5的连接。连接纱5在纸侧表面上连接到顶部经线3上，形成层编织的一部分，在此之后，连接纱5下移到机器侧层上，并连接到底部经线4上，形成层编织的一部分，并同时将纸侧层和机器侧层连接在一起。连接纱5与底部经线4的连接如下发生在一个底部经线下面，上面一个，下面一个，上面一个，下面一个。附图1b相对应地示出，连接纱6的连接。连接纱6在纸侧表面上连接到顶部经线3上，形成层编织的一部分，在此之后连接纱6下移到机器侧层上，并连接到底部经线4上，形成层编织的一部分，并同时将纸侧层和机器侧层连接到一起。连接纱6与底部经线4的连接如下发生在一个底部经线下面，上面一个，下面一个。附图1a和1b的连接纱5和6在纸侧上形成连续的纬线路径，并同时形成一对连接纱。纬线的编织为平纹编织。在编织花纹循环中，这对连接纱根据步骤的选择数量进行重复。
附图2a和2b示出了本发明所述造纸织物的第二实施例，它包括顶部经线系统和底部经线系统。而且，该结构包括将顶部经线系统和底部经线系统连接在一起的连接纱系统。该结构还包括顶部纬线系统。
在附图2a和2b中，形成纸侧的层用附图标记1表示，形成机器侧的层用附图标记2表示。在附图2a和2b中，顶部经线用附图标记3表示。底部经线用附图标记4表示。形成纸侧的层1和形成机器侧的层2用连接纱系统连接在一起。连接纱用附图标记7表示。该结构还包括顶部纬线系统。顶部纬线用附图标记8表示。该结构的编织花样循环交替包括连接纱7和顶部纬线8。于是，纸侧形成使得顶部纬线8设置成在纸侧上在连接纱7连接到机器侧上的点处补充由连接纱7形成的纱线路径。
附图2a示出了连接纱7的连接。附图2b相应地示出了顶部纬纱8的连接。连接纱7连接到纸侧表面上的顶部经线3，形成层编织的一部分，连接纱7在此之后下移到机器侧层上，并连接到底部经线4上，形成层编织的一部分，并同时将纸侧层和机器侧层连接在一起。连接纱7与底部经线4的连接如下发生在一个底部经线下面，上面一个，下面一个，上面一个，下面一个。在编织花样循环中，连接纱7和顶部纬线8根据步骤的所选数量重复。
附图3a至3d示出了本发明所述造纸织物的第三实施例，它包括顶部经线系统和底部经线系统。而且，该结构包括将顶部经线系统和底部经线系统连接在一起的连接纱系统。该结构还包括顶部纬线系统。
在附图3a至3d中，形成纸侧的层用附图标记1表示，形成机器侧的层用附图标记2表示。顶部经线在附图3a至3d中用附图标记3表示。底部经线在附图3a和3d中用附图标记4表示。形成纸侧的层1和形成机器侧的层2用连接纱系统连接在一起。在附图3a和3b中，连接纱用附图标记9和10表示。附图3c和3b的顶部纬线用附图标记11和12表示。在该结构的编织花样循环中，连接纱9和10设置使得，两个连接纱编织并排在纸侧上形成连续纬线路径，并同时形成一对连接纱。在本实施例中，两个顶部纬线11和12也编织在这些对连接纱之间。
附图3a示出了连接纱9的连接。连接纱9在纸侧的表面上连接到顶部经线3，形成层编制的一部分，连接纱9在此之后下移到机器侧层上，并连接到顶部经线4上，形成层编织的一部分，并同时将纸侧层和机器侧层连接在一起。连接纱9连接到顶部经线4如下发生在一个顶部经线下面，上面一个，下面一个，上面一个，下面一个。
对应地，附图3b示出了连接纱10的连接。连接纱10在纸侧的表面上连接到顶部经线3上，形成层编织的一部分，连接纱10在此之后下移到机器侧层上并连接到顶部经线4上，形成层编织的一部分，并同时将纸侧层和机器侧层连接在一起。连接纱10连接到底部经线4如下发生在一个底部经线下面，上面一个，下面一个。附图3a和3b的连接纱9和10在纸侧上形成连续的纬线路径。平面编织起到纬线路径的编织的作用。
附图3c示出了顶部经线11的连接，附图3d示出了顶部纬线12的连接。顶部纬线11和12连接形成平面编织，并以这种方式，它们继续由一对连接纱在纸侧表面上形成编织。在编织花样循环中，这对连接纱根据步骤的所选数量进行重复。
附图1至3的结构的一个特征在于，一根连接纱、数根连接纱或一对连接纱在连接纱将纸侧层和机器侧层连接在一起的点处连接到一个以上的底部经线上。
本发明所述的造纸织物也能够实现使得该结构包括几个连接纱和0根、1根或更多根顶部纬线和替代纬线。替代纬线在其两个侧面上都设置有连接纱编织，并且替代纬线设置成在上述连接纱与机器侧交织的点处填满由上述连接纱形成的两个纱线路径。当连接纱连接到纸侧表面上的顶部经线上时，替代纬线可以设置成在层1和2之间移动。
附图1至3所述结构是本发明所述造纸织物的例子。顶部经线与底部经线的一个优选比例是1∶1。在这些结构中，顶部经线比底部经线薄，并且它们对齐。附图4a至4d示出了机器侧上连接纱的不同连接方式，经线比例和经线厚度。在附图4a至4d中，顶部经线用附图标记3表示。底部经线在附图4a至4d中用附图标记4表示。连接纱用附图标记13表示。在附图4a中，连接纱13与底部经线4的连接如下发生在一个底部经线下面，上面一个，下面一个。在附图4a中，顶部经线与底部经线的比例为1∶1，并且顶部经线比底部经线更厚。在附图4b中，连接纱13与底部经线4的连接如下发生在一个底部经线下面，上面一个，下面一个，上面一个，下面一个。在附图4b中，顶部经线与底部经线的比例为1∶2，并且顶部经线比底部经线更厚。在附图4c中，连接纱13与底部经线4的连接在两根底部经线下发生。在附图4c中，顶部经线与底部经线的比例为2∶1，顶部经纱比底部经线更薄。在附图4d中连接纱13与底部经线4的连接按照下述方式发生在一根底部经线下面，上面三个，下面一个。在附图4d中，顶部经线与底部经线的比例为1∶1，顶部经线比底部经线更薄，并且经线在彼此交错的位置处。
下表示出了附图3a至3d所述优选结构、双层形成织物和SSB结构的比较。该表的造纸织物适合于在造纸机中相同位置处运行。
该表表明，本发明所述结构明显比其他结构要薄，并且也具有较小的空闲体积。这种结构不会带有水分，这意味着减少了纸幅的二次加水。当在造纸机中起到顶部成形织物的作用时，这种结构在转到返回循环时不会将水分喷洒到纸幅上。大多数造纸机具有高真空箱(highvacuum box)，作为在纸幅移动到挤压段之前的最后的水分去除元件。高真空箱对固体含量的影响是非常重要的。造纸织物越薄，吸水箱的功能越有效。由于裁边喷射器易于推动纤维，从而也减少断裂，所以纸幅的裁边更有可能成功通过较薄的结构。裁边也易于具有足够的固体含量。
MD抗弯刚度表示机器方向的造纸织物的刚性。本发明所述结构具有比SSB结构更低的抗弯刚度。由于其更柔性的结构，所以本发明所述造纸机织物比水分去除元件更好，从而提高了固体含量和成形。
造纸织物的坚固性通过斜稳定性进行测量。移动百分比越低，成形织物越坚固。本发明所述结构的斜稳定性在比较中是最低的，换句话说是最坚固的，这有助于获得统一的纸张轮廓。另外，坚固的造纸织物在造纸机中直线运行，将不存在导向问题。
首先最好的纤维支承和机械保持力用SSB结构获得。SP计数，也就是纤维的支承点数量表示造纸织物对纸幅的支承能力。本发明所述结构具有比SSB结构大27％的SP计数，换句话说本发明所述结构提供优良的纤维支承和机械保持力，这意味着节省化学药品。
较新颖的间隙成形器技术方案包括所谓的可装载刀片，其任务是在纸幅中引起紊流，从而改进成形。为了使可装载刀片的成形改进效果最优化，必须向可装载刀片区域提供足够的水分，这可以通过具有致密表面的结构来进行，该致密表面抑制初始水分的集中去除，该结构通常是间隙成形器。
上述实施例不是限制本发明的，但是本发明可以在权利要求的范围内完全自由修改。于是，非常明确的是，无论是本发明所述造纸织物还是其必须的细节都不需要像附图中所示的那么准确，而且其它类型的技术方案也是可行的。
可以非常自由地形成单独的层，换句话说可以使得纱线系统的数量改变；必须的是至少具有两个经线系统，即顶部和底部经线系统。
在上述实施例中，连接纬线和在某些结构中顶部纬线在纸侧表面上形成例如平面编织。其他编织也可以代替它使用，例如缎面织法或斜纹织法。顶部纬线的连接可以与连接纱的连接类似或不同。连接纱的编织也可以在本发明的基本思想范围内自由改变。
所有上述技术方案使用圆直径的纱线。纱线或部分纱线也可以是例如所谓的异型纱线，其横截面不是圆形，例如是扁平的或椭圆的或其他形状。纱线也可以是空心的，在这种情况下它们可以在织物中扁平，这使得结构比以前更薄。所使用的纱线材料通常是聚酯或聚酰胺，但也可能是PEN(聚乙烯萘酯)、PPS(聚苯硫醚)或不同的双组份纱线。然而，本发明不利用任何方式限制成上述例子，但是可以应用不同纱线。纱线属性的选择可以影响织物属性，从而获得例如比以前更薄的结构，或者甚至纸侧表面等。
权利要求
1.造纸织物，它包括至少两个机器方向的纱线系统，即由顶部经线(3)形成的纱线系统和由底部经线(4)形成的纱线系统，它们设置形成造纸织物的纸侧层(1)和机器侧层(2)，该机器方向的纱线系统利用由连接纱形成的连接纱系统连接在一起，其特征在于，机器侧层(2)只由机器侧经线系统的底部经线(4)和连接纱系统的连接纱(5，6；7；9，10；13)形成，并且连接纱系统的一个连接纱(7，13)、数个连接纱(5，6)或一对连接纱(9，10)在连接纱(5，6；7；9，10；13)将纸侧和机器侧层(1，2)连接在一起的点处在至少两个非相邻的底部经线(4)下面的机器侧上移动。
2.如权利要求1所述的造纸织物，其特征在于，至少一个顶部纬线(8)在相邻的连接纱(7)之间编织。
3.如权利要求1所述的造纸织物，其特征在于，至少一个顶部纬纱(8)在每个相邻的连接纱(7)之间编织，从而顶部纬纱(8)设置成在连接纱连接到机器侧上的点处添加到由连接纱(7)形成的纸侧上的纱线路径上。
4.如权利要求1所述的造纸织物，其特征在于，连接纱(5，6)形成使得两个并排编织的连接纱(5，6)在纸侧上形成连续的纬线路径。
5.如权利要求1所述的造纸织物，其特征在于，这对连接纱包括两个并排编织的连接纱(9，10)，该连接纱在纸侧上形成连续的纬线路径，并且一个或多个顶部纬线(11，12)在相邻对的连接纱之间编织。
6.如权利要求1所述的造纸织物，其特征在于，该结构包括0根、1根或多根顶部纬线和替代纬线，从而连接纱编织在替代纬线的两侧上，并且替代纬线设置成在所述连接纱交织到机器侧上的点处填充由所述连接纱形成的两个纬线路径。
7.如前述权利要求中任意一项所述的造纸织物，其特征在于，形成机器侧的层(2)的机器方向纱线(4)的数量大于或小于形成纸侧的层(1)的机器方向纱线(3)的数量。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的造纸织物，其特征在于，形成机器侧的层(2)的机器方向纱线(4)的数量等于形成纸侧的层(1)的机器方向纱线(3)的数量。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的造纸织物，其特征在于，形成机器侧的层(2)的机器方向纱线(4)的直径小于或大于形成纸侧的层(1)的机器方向纱线(3)的直径。
10.如权利要求1至8中任意一项所述的造纸织物，其特征在于，形成机器侧的层(2)的机器方向纱线(4)的直径等于形成纸侧的层(1)的机器方向纱线(3)的直径。
11.如权利要求1至10中任意一项所述的造纸织物，其特征在于，造纸织物的纱线中的一个、几个或所有的横截面不为圆形。
12.如权利要求1至11中任意一项所述的造纸织物，其特征在于，造纸织物的一个、几个或所有纱线为空心的。
全文摘要
本发明涉及造纸织物，它包括至少两个机器方向的纱线系统(3，4)，该纱线系统利用连接纱线系统(5)连接在一起。机器侧的层由经线系统(4)和连接纱线系统(3)组成。该连接纱线系统包括一个连接纱(5)、多个连接纱或一对连接纱。连接纱(5)、多个连接纱或这对连接纱在连接纱(5)将顶部经线和底部经线连接在一起的点处连接到一个以上的底部经线(4)上。
文档编号D21F1/10GK1816661SQ200480017259
公开日2006年8月9日 申请日期2004年6月29日 优先权日2003年6月30日
发明者S·泰帕莱, T·图尔佩宁, T·劳蒂奥, P·科特莱宁 申请人:坦菲尔特公开有限公司