CN1809666A - 可机上缝合造纸织物 - Google Patents

Abstract

一种多层可机上缝合压榨织物，其具有位于接缝环圈上方的单层或双层组织，接缝环圈处经纱端没有与CD纱进行正常织造。CD纱织入接缝环圈上方的单层或双层，为织物提供与织物其它区域特性基本相似的接缝区域，包括厚度及透水性。从而，该压榨织物为经常导致纸痕的接缝区域不均匀问题提供解决方案。

Description

可机上缝合造纸织物

技术领域

本发明涉及造纸领域。具体地说，本发明涉及可机上缝合织物，用于造纸机压榨部。

背景技术

造纸过程中，在造纸机成形部，通过将纤维浆沉积到移动的成形织物上形成纤维素纤维网，纤维浆也就是纤维素纤维的水分散体。浆体中大量的水通过成形织物排出，而纤维素纤维网则留在成形织物的表面上。

刚形成的纤维素纤维网从成形部进入压榨部，压榨部包括一系列压榨压区。纤维素纤维网被压榨织物支撑，或者通常情况下位于两层这样的压榨织物之间，穿过压榨压区。在压榨压区中，纤维素纤维网受到压缩力的作用，该压缩力将水从网中挤出，并使网中的纤维素纤维彼此粘附，使得纤维素纤维网转变为纸幅。水由该一层压榨织物或多层压榨织物所吸收，并且理想的情况是不回到纸幅中去。

纸幅最终进入干燥部，干燥部包括至少一个可转动的干燥转鼓系列或烘筒系列，这些转鼓或烘筒由蒸汽在内部进行加热。干燥织物将纸幅紧贴在转鼓的表面，并引导刚形成的纸幅以弯曲路径依次绕行该系列中的每个转鼓。加热的转鼓通过蒸发作用将纸幅的含水量降低到所需水平。

应该了解的是，成形织物、压榨织物及干燥织物在造纸机上都采取无端环(endless loop)的形式，并且都起到传送带的作用。应该进一步了解的是，纸张生产是一种以相当快的速度进行的连续过程。也就是说，在成形部，纤维浆连续地沉积到成形织物上，而刚生产出的纸张在离开干燥部后就被连续地缠绕到辊筒上。

本发明主要涉及用于压榨部的织物，通称为压榨织物，但本发明也可应用于成形部及干燥部使用的织物，以及用作经聚合物涂覆的造纸处理带的基底，例如，举例来说，长压区压榨带。

压榨织物在造纸过程中起关键性作用。如前文所提到的，其一项功能是支撑并载运所制造的纸品通过压榨压区。

压榨织物也参与了纸幅表面的整饰过程。就是说，将压榨织物设计成具有光滑表面以及均匀回弹性的结构，使得在穿过压榨压区的过程中，赋予纸张光滑无痕的表面。

或许最为重要的是，在压榨压区，压榨织物吸收从湿纸中榨出的大量水。为了实现这种功能，在压榨织物中必须确实具有一定的空间用于走水，这个空间通常称为空隙容积，以及织物在其整个有效使用期必须具有适当的对水的渗透性。最后，在纸离开压榨压区时，压榨织物必须能够避免从湿纸中吸收的水又返回纸中而将其回湿。

现有压榨织物采用广泛、多样的形式设计来制造，以满足造纸机需要，根据制造的纸张的等级，将织物安装在造纸机上。通常，织物包括针刺有精细非织造纤维材料的织造基底织物。基底织物可由单丝纱线、捻合单丝纱线、复丝纱线或捻合复丝纱线织成，并且可是单层的、多层的或层合的。纱线通常由在纸机织物技术领域中的普通技术人员为此目的而使用的几种合成聚合树脂中的任一种挤出而成，例如聚酰胺及聚酯树脂。

机织物本身具有不同的形式。例如，其可织成环形，或者先平织然后用接缝将其转变为环状形式。或者，其可通过公知的经过改进的环形织造工艺来制造，其中基底织物的横向边缘设有使用其机器方向(MD)纱线所形成的接缝环圈。在这种工艺中，MD纱线在织物的横向边缘之间连续地来回交织，在各边缘处折返并形成接缝环圈。以这种方式生产的基底织物，在安装于造纸机时放置成环状形式，并因此被称为可机上缝合织物。为了将这样的织物置成环状形式，将两个横向边缘缝合到一起。为了辅助缝合，多种现有织物在织物两端的横向边缘具有接缝环圈。接缝环圈本身经常由织物的机器方向(MD)纱制成。通常，通过将压榨织物的两端拉到一起，使织物两端的接缝环圈指状交叉，然后用所谓的针或销线穿入指状交叉的接缝环圈所形成的通道中，来将织物两端锁定在一起，形成接缝。

此外，织造基底织物可通过下述方式层合而成：将一或多层基底织物放置于由另一无端环形式的基底织物之上，然后针刺短纤维毛层穿透这些基底织物，以将其彼此连接。任一织造基底织物可为可机上缝合类型。

无论哪种方法，织造基底织物都呈无端环的形式，或者可缝合成此种形式，其在纵向环绕测量时具有规定长度，而在横向跨越测量时具有规定宽度。因为造纸机的结构变化很多，因此纸机织物制造商必须将压榨织物和其它纸机织物做成所需要的尺寸，以配合客户所用造纸机中的具体位置。毋庸多说，因为每一织物必须特别地按定单制作，因此这个需求使生产流程很难流水化。

现代造纸机的织物宽度可为5到33英尺以上，长度可为40到400英尺以上，重量则可为约100磅左右到3,000磅以上。这些织物会磨损并需要更换。织物更换通常包括停机、拆下磨损的织物、准备安装织物以及安装新织物。虽然许多织物是环状的，但当前造纸机压榨部使用的织物中约有半数是可机上缝合形式。此类织物的安装包括将织物本体牵引至造纸机并将该织物的首尾端相连以形成环状带。

接缝通常为经缝合织物的关键部分，原因在于纸张品质均匀、留痕少以及织物的绝佳运转能力都要求接缝的各项性质尽可能与织物的其余部分相似，例如厚度、结构、强度、透过性等。重要地，任何可使用的织物的接缝区域要在负载下工作，并具有与织物其余部分相同的透水性及透气性，因而以避免制造的纸品因接缝区域而周期性出现留痕。尽管此种接缝的要求存在很大技术难度，但因可缝合织物安装时较为容易且安全，所以仍然高度期望研发出可缝合织物。

例如，在造纸机压榨部中改变使用非可缝合压榨织物，通常要求悬臂梁式机器设计以及可活动的辊轮，以使织物通过机器侧边滑动入位，而可机上缝合织物则可经由机器端部送入。这样，使用可缝合压榨织物的一项优点是织物更换程序简化，从而使停机时间缩短，因此机器产能增高。在新近制造的机器，压榨部的构造简化，这意味着当要安装新压榨部时成本下降。此外，压榨部可制作得更紧凑，并且环绕压榨部需要的空间可明显缩小。

通常，可机上缝合压榨织物的制造包括将短纤毛层(亦即，毡)附加于织造基底的一侧或两侧。织造基底优选由至少两层相互交织的机器方向(MD)纱及横机器方向(CD)纱组成。在织物被缝合成为无端环形式的同时，可籍所谓针刺法(纤维锁定法)进行毛层的附加。一旦已经附加预定量的短纤毛层，将成环针或扣针从接缝取出，使织物放置为平坦形式，以供运输，最终安装于造纸机。此时在接缝附近的短纤毛层必须经切割，以完全分开压榨织物两端。通常，短纤毛层的切割方式为：当压榨织物再度被缝合成为环状形式时，使短纤毛层可形成位于接缝环圈上方的襟翼。藉此方式，用目测观察，接缝区域与压榨织物的纸幅支持侧的其余部分相似。此类型压榨织物教示于Lilja等人共同转让的美国专利4,601,785，该专利以引用方式并入本文。

图7为剖视图，显然，该图并未按照比例绘制，而为常规多层压榨织物1的放大图，如美国专利4,601,785所教导内容，示出位于接缝区域上方的毛层材料襟翼。压榨织物1典型具有织造织物底层7。通过在织物末端设置环圈8及9，以本领域技术人员已知的方式，环圈排列成为相互啮合关系，并利用扣针线或连接器10插入环圈8、9来锁定入位，织物形成环状形式。然后在底层7顶上，籍针刺操作附加上毛层11及底毛层12。如在机器中织物行进方向所见，在接缝环圈8、9后方，上毛层11以附图指示的方式切割，在横过接缝并略微越过接缝本身的区域中，上毛层11的一小块11a松散开。应理解的是，对于也具有底毛层12的织物而言，必须在底毛层进行相应的切割操作。随后拆除扣针线10，将织物摊开呈平坦形式。

然后，以与干燥部中干燥织物相同的方式，藉此方式制备的压榨织物被载运环绕压榨部的辊轮，结果，不再需要经由造纸机侧边来安装压榨织物。当压榨织物已经输送通过其在压榨部的行进路径时，用扣针线或连结器使环圈再度接合。藉此方式，压榨织物的安装更快，机器停止时间短，安装工作显然较为容易。

但使用此类型压榨织物存在一问题，即，必须从接缝环圈去除部分短纤毛层，以便于之后扣针从该通道通过。此种毛层材料的去除改变了接缝区域相对于压榨织物其余部分的透气性及透水性。此种透水性差异、或流动阻力差异足以造成纸张的留痕。此外，在接缝区域，毛层纤维对底层的固定作用减弱。

曾经尝试数种办法来解决此项问题。例如在Elkins共同转让的美国专利6,194,331中，使用多层基底织物，其中压榨织物的内基底层及外基底层具有错开的接缝，各接缝包括额外的流阻材料。当然，此种办法要求使用需要接合到一起的两组分开的接缝环圈。

另一种办法是制造多层压榨织物，其中底层经缝合，而顶层的MD纱在接缝上方连续，并大致上构成接缝襟翼的一部分。但CD纱通常无法织入此种顶层的接缝区域。这样，难以制造一种具有性质与织物本体相同的接缝区域的织物。

如此，尽管进行过这些努力，但仍然需要一种可机上缝合压榨织物，其具有与织物其余部分均一的接缝区域，以避免在制造的纸品上产生纸痕。本发明使用另一种办法来解决此项问题。

发明内容

本发明为一种多层可机上缝合压榨织物，在接缝环圈上方具有单层或双层组织(weave)，在接缝环圈处，经纱的末端不是通常织造。本发明为经常导致纸痕的压榨织物接缝区域不均匀问题提供解决之道。

因此本发明的目的是克服可机上缝合压榨织物的前述问题。

本发明为一种用于造纸机压榨部的可机上缝合织物。该织物具有多层织物基底，其中各层包含交织的机器方向(MD)纱及横机器方向(CD)纱。多层织物基底包括：至少一个顶层，具有MD纱及CD纱二者遍布其中；以及至少一个接缝层，位于顶层下方，该接缝层具有用于在造纸机上缝合织物的接缝环圈。接缝环圈允许织物可机上缝合。短纤毛层附加于多层织物基底的至少顶层。缝合时，短纤毛层及顶层使织物接缝环圈上方的接缝区域的特性与织物其余部分基本上相似。此种基本上相似的特性包括织物的厚度及透水性，如此减少来自接缝区域的留痕。

本发明的其它方面包括，织物优选为具有单顶层组织的三层织物，或织物为具有双顶层组织的四层织物。或可为三层组织，其中顶上两层MD纱形成接缝环圈。接缝环圈可由至少一个接缝层的MD纱形成。可经由贯穿短纤毛层及顶层切开的襟翼，而容易接近接缝环圈。藉指状交叉接缝环圈并在其中插入扣针，将织物缝合成为无端环。在顶层接缝区域上方的CD纱可为结构纱(textured yarn)，有时称作周向变形纱(在接缝区域与环圈交织的纱，例如参见美国专利5,476,123及5,531,251)，选择该纱以向织物接缝区域提供所需特性。短纤毛层可籍针刺而附加于顶层。第二短纤毛层可附加于织物基底的接缝层。至少部分纱可为聚酰胺纱、聚酯纱、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纱或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纱中的一种。任一纱可具有圆形截面形状、矩形截面形状或非圆截面形状。

现在将参照附图，更详细地说明本发明，附图说明如下。

附图说明

为了更完整地理解本发明，将参照下文说明及附图作说明，附图中：

图1为说明通常接缝区域中常规多层压榨织物的剖视图；

图2为根据本发明教导内容，用于压榨织物的多层织物基底的顶视平面图；

图3为根据本发明教导内容，压榨织物用多层织物基底的示意剖视图，示出：a)在接缝区域上方的单层组织，以及b)在接缝区域上方的双层组织；

图4为根据本发明教导内容，多层织物实例的剖视图；

图5为图4所示织物的顶视图；

图6为图4所示织物的底视图；以及

图7为常规多层压榨织物的剖视图，示出用于接近接缝区域的毛层襟翼。

具体实施方式

图1为说明常规多层压榨织物的接缝区域100的剖视图。如图所示，两个底层的MD端具有接缝环圈，接缝环圈结合在一起形成接缝110，使织物成为无端环形式。注意，包含至少MD纱120及CD纱130的顶层，在接缝110上方的接缝区域100中，不具有交织的CD纱。部分原因在于此区域难以织造CD纱。此外，三层及四层缝合的压榨织物经常具有较为致密的MD顶层，在MD具有较多量的纱。这样，难以制造具有与织物本体性质相同的接缝区域的织物。当织物处在压榨压区的压力下时，此种CD纱的缺乏通常导致此接缝区域厚度减小。此外，此区域提供的毛层固定作用较弱，结果导致襟翼区比织物的其它部分磨损更快，并产生接缝留痕。

换言之，由于在顶层的襟翼/接缝区域中，通常没有CD纱与MD纱织造，所以织物由于紧凑而具有略微不同的厚度，并且透气性及透水性不同。这些特性差异经常导致所制成纸张上的留痕。

本发明为一种多层压榨织物(优选为3层或4层)，在通常未织造经纱的接缝区域之上，该多层压榨织物具有单层组织或双层组织。压榨织物由在织物基底一侧或两侧上针刺有毛层而构成。织造基底优选由至少两层机器方向(MD)纱以及与该MD纱互连的横机器方向(CD)纱系统组成。织造基底的机器方向末端藉本领域已知的接缝接合在一起，针刺毛层的襟翼布置成，在织造基底末端经接合到一起后，该襟翼覆盖接缝区域。

本发明涉及在通常情况下无法织造经纱的接缝襟翼区域织造CD纱。本发明的一项特有优点为，由于在接缝上方的完整的层，对横过接缝区域的织物提供更均匀的特性。

现将参照附图说明本发明的优选实施例。图2为根据本发明所教导内容，压榨织物用多层织物基底的顶视平面图。如图所示，顶层为平织图案，但本发明并非局限于此。较浅色阴影的CD纱200位于基底下层接缝环圈的正上方。注意，这种在常规织物织造过程中没有包括的CD纱200使接缝区域的顶层图案完整。

还应注意，此种织物基底优选的织造方式为：CD纱为经纱，以及MD纱为纬纱。如此，CD纱200表示额外经纱，其与MD纱一起，在接缝区域上方织造单层组织，而现有技术情况下，该接缝区域不能织造经纱端。

图3为根据本发明教导内容，多层织物(可与图2所示相同)的示意剖视图，示出：a)在接缝区域上方的单层组织，以及b)在接缝区域上方的双层组织。如本发明所讨论内容，接缝区域横向延伸到至少接缝300的各侧。注意，在图3A中，较浅色阴影的CD纱200仅与单顶层织造，而通常CD经纱在除接缝区域上方之外的全部三层进行织造。如图所示，图3B为4层织物实例，在接缝环圈顶上有双层组织。注意，本实施例的修改例为在接缝环圈顶上有两个单层组织。另一实施例为在单层组织上方有双层组织，其中，顶上两层MD纱(纬纱)形成接缝环圈。

图4至图6示出根据本发明教导内容，制造压榨织物用多层织物基底实例的各种视图，其中该织物没有附加短纤毛层。本实例中，顶层织造成在接缝环圈上具有两根变形CD纱插过。在贯穿顶层切割以形成襟翼时，这种CD纱为要结合的针刺毛层提供更均匀的组织。这种CD纱也可致使接缝区域的压力分布更均匀。图4为在接缝区域中多层织物基底实例剖视图。注意，指状交叉的接缝环圈将下方两层的MD末端连结在一起，附图示出为没有扣针穿过接缝环圈。图5为图4所示织物的顶视图，以及图6为其底视图。本实例织物可供扣针穿入指状交叉的接缝环圈，此时可附加短纤毛层。

若有需要，额外CD纱可插入接缝区域，以制造任何期望的织物性质或要求的厚度。例如，可希望插入另一种纱作为前述周向变形纱，以进一步减少接缝的磨损、留痕及杂音。这种周向变形纱可选择性使用，但应以相同方式穿入或织造来进一步改良接缝产品。也可使用任何可加入额外CD纱的组织图案，包括美国专利6,378,566所教导的组织。就此方面而言，例如，利用改进的环状织造制造的可机上缝合纸机织物包括MD纱及CD纱。如此制造时，MD纱在织物的两个横向边缘连续来回，每次在两个横向边缘之一处形成接缝环圈。在一个横向边缘或者两个横向边缘，与接缝环圈的两侧即顶侧及底侧中的至少一侧交织的是至少两根额外CD纱。额外CD纱与接缝环圈的顶及/或底层交织而形成为纱罗组织(leno weave)，其将接缝环圈维持在相对于纸机织物平面垂直的共同位置，将接缝环圈锁定于预定位置和取向，且其平面垂直于纸机织物的平面。

此外，无论为单层还是双层，预期顶织物接缝区域的组织图案可与顶侧织物主体的组织图案不同，以获得织造额外CD纱的期望效果。此种构想揭示于美国专利6,508,278。就此方面而言，例如，可机上缝合纸机织物通过包括MD纱及第一CD纱的改进环状织造制造。MD纱连续来回织于织物的两个横向边缘之间，每次在两个横向边缘之一处形成接缝环圈。MD纱及第一CD纱以第一组织图案彼此交织。织物也包括第二CD纱系统及第三CD纱系统。以可不同于第一组织图案的第二组织图案，沿织物两个横向边缘之一，介于第一CD纱系统与接缝环圈之间，第二CD纱与MD纱交织。同理，以可与第一组织图案不同的第三组织图案，沿织物两个横向边缘的另一边缘，介于第一CD纱系统与接缝环圈之间，第三CD纱与MD纱交织。第二组织图案及第三组织图案可彼此相同或相异。第二CD纱及第三CD纱可使得接缝区域的压缩性及渗透性与织物的其余部分相似，或可改良在织物两端接缝环圈的稳定性、均一度及方向性。

本发明织物基底可由单丝纱、捻合单丝纱或多丝纱织造而成，该纱优选由聚酯、聚酰胺或其它聚合物例如聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)制成。形成接缝环圈的纱优选为单丝纱，该纱可为单捻或多捻。也可使用多丝纱线及纺纱，但当使用这种纱时，可藉化学处理而使纱具有刚性。可使用本领域普通技术人员熟知的用于任何纱的任意聚合物组合。CD纱及MD纱可具有圆形剖面形状，可有一或多种不同直径。此外，除了圆形截面形状之外，一或多纱可具有其它截面形状，例如矩形截面形状或非圆截面形状。

对本领域普通技术人员来说，可对上述内容进行改变，而不会使改变的本发明脱离本发明的范围。所附权利要求涵盖这些改变情况。

Claims (27)

1.一种用于造纸机压榨部的可机上缝合织物，包括：

多层织物基底，其中各层包含交织的机器方向(MD)纱及横机器方向(CD)纱；所述多层织物基底包括：

至少一个顶层，具有MD纱及CD纱，二者遍布其中；以及

至少一个接缝层，位于所述顶层下方，具有用于在造纸机上缝合织物的接缝环圈，藉此让所述织物成为可机上缝合；以及

短纤毛层，附加于所述多层织物基底的顶层；在缝合时，所述短纤毛层及顶层使得织物在接缝环圈上方的接缝区域所具有的特性与织物其余部分基本上相似。

2.根据权利要求1所述的可机上缝合织物，其中所述基本上相似的特性包括织物的厚度及透水性，因此减少归因于接缝区域的纸痕。

3.根据权利要求1所述的可机上缝合织物，其中所述多层织物基底为具有单顶层组织的三层织物。

4.根据权利要求1所述的可机上缝合织物，其中所述多层织物基底为具有双顶层组织的四层织物。

5.根据权利要求1所述的可机上缝合织物，其中所述接缝环圈由所述至少一个接缝层的MD纱制成。

6.根据权利要求1所述的可机上缝合织物，其中通过使接缝环圈指状交叉，以及在其中插入扣针，而使所述织物缝合成无端环。

7.根据权利要求1所述的可机上缝合织物，其中通过贯穿短纤毛层及顶层切割的襟翼，而使所述接缝环圈容易接近。

8.根据权利要求1所述的可机上缝合织物，其中，选择接缝区域上方的顶层CD纱，以赋予织物接缝区域预定特性。

9.根据权利要求1所述的可机上缝合织物，其中所述短纤毛层藉针刺而附加于顶层。

10.根据权利要求1所述的可机上缝合织物，进一步包含附加于所述织物基底接缝层的第二短纤毛层。

11.根据权利要求1所述的可机上缝合织物，其中至少部分纱为聚酰胺纱、聚酯纱、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纱或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纱。

12.根据权利要求1所述的可机上缝合织物，其中任一纱可具有圆形截面形状、矩形截面形状或非圆截面形状。

13.根据权利要求1所述的可机上缝合织物，包括附加于所述织物底层的短纤毛层。

14.一种用于造纸机压榨部的可机上缝合织物，包括：

多层织物基底，其中各层包含交织的机器方向(MD)纱及横机器方向(CD)纱；所述多层织物基底包括：

至少一个顶层，具有MD纱及CD纱，二者遍布其中织造；

至少一个接缝层，位于所述顶层下方，具有用于在造纸机上缝合织物的接缝环圈，藉此让所述织物成为可机上缝合；以及

其中，在所述至少一个顶层中，至少一根额外CD纱在所述接缝环圈上方织造。

15.根据权利要求14所述的可机上缝合织物，其包括短纤毛层，附加于所述多层织物基底的顶层；缝合时，所述短纤毛层及所述顶层，在接缝环圈上方的接缝区域，可提供织物与该织物其余部分基本上相似的特性。

16.根据权利要求14所述的可机上缝合织物，其中所述基本上相似的特性包括织物的厚度及透水性，因此减少归因于接缝区域的纸痕。

17.根据权利要求14所述的可机上缝合织物，其中所述多层织物基底为具有单顶层组织的三层织物，以及在所述单顶层组织中，只织造所述至少一根额外CD。

18.根据权利要求14所述的可机上缝合织物，其中所述多层织物基底为具有双顶层组织或两个单层组织的四层织物，以及在所述双顶层组织或所述两个单层组织中，只织造所述至少一根额外CD纱。

19.根据权利要求14所述的可机上缝合织物，其中所述接缝环圈由至少一个接缝层的MD纱形成。

20.根据权利要求14所述的可机上缝合织物，其中通过使接缝环圈指状交叉，以及在其中插入扣针，而使所述织物缝合成无端环。

21.根据权利要求14所述的可机上缝合织物，其中可经由贯穿短纤毛层及顶层切割的襟翼，而使所述接缝环圈容易接近。

22.根据权利要求14所述的可机上缝合织物，其中所述至少一根额外CD纱为变形纱，选择所述纱以向织物接缝区域提供预定特性。

23.根据权利要求14所述的可机上缝合织物，其中所述短纤毛层籍针刺而附加于顶层。

24.根据权利要求14所述的可机上缝合织物，进一步包含附加于所述织物基底接缝层的第二短纤毛层。

25.根据权利要求14所述的可机上缝合织物，其中至少部分纱为聚酰胺纱、聚酯纱、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纱或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纱。

26.根据权利要求14所述的可机上缝合织物，其中任一纱可具有圆形截面形状、矩形截面形状或非圆截面形状。

27.根据权利要求14所述的可机上缝合织物，包括附加于所述织物的底层的短纤毛层。

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