CN100415986C - 分层压榨织物 - Google Patents

Abstract

一种用于造纸机压榨部的分层压榨织物(10)，其包括无端环形式的底布(30)。通过针刺，将第一短纤维毛层材料(40)与底布的外侧相连接。细织物(44)覆盖了第一短纤维毛层材料，以及通过针刺，将第二短纤维毛层材料(50)与所述细织物相连接。组成第二短纤维材料的纤维较细，就是说其具有比组成第一纤维材料的纤维更小的直径或旦数。细织物能够防止第一短纤维毛层材料的较粗纤维从其针刺穿过而与第二短纤维毛层材料的较细纤维混合。

Description

分层压榨织物

技术领域

本发明涉及造纸技术。更具体地说，本发明涉及用于造纸机压榨部的压榨织物。

背景技术

在造纸过程中，在造纸机成形部，通过将纤维浆即纤维素纤维的水分散体沉积到移动的成形织物上形成纤维素纤维网。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通过压榨压区，或者通常情况下位于两层这样的压榨织物之间通过压榨压区。在压榨压区内，纤维素纤维网受到压缩力将水从其中挤出，并使网内的纤维素纤维彼此粘附，使得纤维素纤维网转变为纸幅。水由一层压榨织物或多层压榨织物所吸收，并且理想的情况下不再返回到纸幅。

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转筒系列，这些转鼓和转筒由蒸汽在内部进行加热。干燥织物引导刚形成的纸幅按照弯曲路径(蛇形路线)相继地绕行每个该系列内的转鼓，干燥织物使纸幅紧紧地贴在转鼓的表面。加热的转鼓通过蒸发作用降低纸幅的含水量至所需的水平。

应该了解的是，成形、压榨及干燥织物都在造纸机上采取无端环的形式，并且都起到传送带的作用。应该进一步了解的是，纸张生产是一个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，而刚生产出的纸幅在离开干燥部后就被连续地缠绕到滚筒上。

本发明具体涉及在压榨部使用的压榨织物。在纸张生产过程中，压榨织物起到很关键的作用。其功能之一，如上所示，是支撑并运送生产出的纸产品通过压榨压区。

压榨织物还参与了纸幅表面的整饰过程。为此，将压榨织物设计成具有光滑的表面以及均匀回弹性的结构，使得纸张在通过压榨压区的过程中被赋予了光滑无痕的表面。

也许最重要的是，压榨织物在压榨压区吸收了从湿纸幅中榨出的大量水。为了实现这种功能，在压榨织物内确实必须具有通常称为空隙容积的空间用于走水，并且织物在其整个有效使用期必须具有对水及空气的足够渗透性。最后，压榨织物必须能够防止从湿纸幅中吸收的水返回到纸张并防止纸张在离开压榨压区时又回湿。

现代压榨织物被制造成专门用于满足造纸机需要的广泛、多样的类型，它们安装在造纸机上用于生产不同等级的纸张。通常，它们包括一种针刺入精细的无纺纤维材料毛层的机织底布。底布可用单丝、捻合单丝、复丝或捻合复丝的纱线机织而成，并且可是单层的、多层的或层叠的。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合成聚合树脂，例如聚酰胺及聚酯树脂中的任何一种挤出而成。

机织底布本身具有不同的形式。例如，其可织成环形、或者先平织然后用机织接缝将其转变为闭合的形式。或者，可通过公知的经过改进的环形织造工艺来制造，其中底布的横向边缘设有使用其机器方向(MD)纱线的接缝环。在这种工艺中，MD纱线在织物的横向边缘之间往返进行连续机织，在每一边缘处折返并形成接缝环。以这种方式生产的底布在造纸机的安装过程中被放为环状形式，以及由于此原因这种底布称为机上接缝织物。为了把这种织物放置为环状形式，需要把两个横向边缘对到一起，两个边缘上的接缝环互相交叉，然后用接缝针或销线穿入相互交叉的接缝环形成的通道中。

此外，通过将至少一层底布放到由另一层底布形成的无端环中就可将机织底布层叠，然后将短纤维毛层针刺入这些底布，使它们彼此结合。机织底布之一或两者可为机上接缝的类型。这就是公知的具有复合基底支撑结构的层叠压榨织物。

在任何情况下，机织底布呈无端环的形式，或者缝合成具有特定长度及特定宽度的形式，该特定长度绕其纵向测量，该特定宽度跨过其横向测量。由于造纸机的构造变化很大，要求纸机织物的制造商以适合他们的顾客造纸机中特定位置所要求的尺寸生产压榨织物、及其他纸机织物。不用说，由于每个压榨织物通常都必须按订单制造，这种要求使得生产过程难于流水化。

响应这种更快更有效地生产具有各种长度及宽度的压榨织物的需要，近年来曾使用螺旋技术来生产压榨织物，该螺旋技术在共同转让给Rexflet等人的美国专利No.5,360,656中进行了披露，其所教导的内容以引用方式并入本文。

美国专利No.5,360,656所示出的压榨织物包括底布，该底布具有一层或多层针刺进其中的短纤维材料。该底布包括至少一层由机织物螺旋缠绕带构成的层，该螺旋缠绕带具有小于底布宽度的宽度。底布在纵向、或机器方向上是环形的。螺旋缠绕带的纵向螺纹与压榨织物的纵向成一定角度。机织物带可在比通常用于生产纸机织物的织布机窄的织布机上平织而成。

底布包括多个较窄的机织物带螺旋地缠绕并连接的捻圈。该织物带由纵向纱(经纱)及横向纱(纬纱)机织而成。螺旋缠绕织物带的相邻捻圈可彼此邻靠，并且这样产生的螺旋形连续接缝可通过缝纫、缝合、熔融或焊接来进行闭合。或者，邻接螺旋捻圈的相邻纵向边缘部分可重叠排列，只要该边缘具有减薄的厚度，以致不在重叠区域引起厚度的增加。另外，纵向纱之间的间隔可在带的边缘处增加，所以，当邻接螺旋捻圈被重叠排列时，在重叠区域内的纵向螺纹之间的间隔可不变。

在任何情况下，都得到了无端环形式的机织底布，其具有内表面、纵向(机器)方向及横向(横机器)方向。然后，将机织底布的横向边缘修边，以使其平行于底布的纵向(机器)方向。机织底布的机器方向及螺旋形连续接缝之间角度可较小，即通常小于10°。同理，机织物带的纵向纱(经纱)与机织底布的纵向(机器)方向形成相同的较小角度。类似地，垂直于纵向纱(经纱)的机织物带的横向纱(纬纱)与机织底布的横向(横机器)方向形成相同较小的角度。简而言之，机织物带的纵向纱(经纱)或横向纱(纬纱)都不与机织底布的纵向(机器)或横向(横机器)方向一致。

在美国专利No.5,360,656所示的方法中，将机织物带缠绕在两个平行滚筒上以装配成机织底布。应该认识到，通过将机织物带的较窄部分螺旋地缠绕在两个平行滚筒上，可提供多种宽度及长度的环形底布，特定环形底布的长度由机织物带的每个螺旋捻圈的长度确定，而宽度由机织物带螺旋捻圈的数量确定。从而可避免如现有情况那样，必须按订单机织具有特定长度及宽度的完整底布。而是可用窄至20英寸(0.5米)的织布机来制造机织物带，但为了切合实际起见，优选采用宽度从40-60英寸(1.0-1.5米)的传统织布机。

美国专利No.5,360,656还示出了由具有两层的底布构成的压榨织物，每一层底布由机织物的螺旋缠绕带构成。这两层都采取无端环的形式，一层在另一层所形成的无端环的内。优选的是，在一层内机织物螺旋缠绕带缠绕的方向与另一层内机织物带的相反。换句话说，更具体地，在一层内的螺旋缠绕带限定右手螺旋，而另一层内的限定左手螺旋。在这样两层的层叠底布中，两层的每一层内的机织物带的纵向纱(经纱)与机织底布的纵向(机器)方向形成较小的角度，以及在一层内的机织物带的纵向纱(经纱)与在另一层内的机织物带的纵向纱(经纱)形成一定角度。类似地，两层的每一层内的机织物带的横向纱(纬纱)与机织底布的横向(横机器)方向形成较小的角度，以及在一层内的机织物带的横向纱(纬纱)与在另一层内的机织物带的横向纱(纬纱)形成一定角度。简而言之，在任一层内的机织物带的纵向纱(经纱)或横向纱(纬纱)都不与底布的纵向(机器)或横向(横机器)方向一致。此外，在任一层内的机织物带的纵向纱(经纱)或横向纱(纬纱)都不与在另一层内的一致。

结果，美国专利No.5,360,656中所示的底布没有限定的机器或横机器方向纱线。而是，纱线系统位于与机器方向和横机器方向成斜角的方向上。具有这种底布的压榨织物可被称为多轴压榨织物。现有技术的标准压榨织物具有三个轴：一个在机器方向(MD)，一个在横机器方向(CD)，还有一个在穿过织物厚度的Z方向，而多轴压榨织物除了具有这三个轴外，还具有至少两条由在其螺旋缠绕层或多个层中纱线系统的方向限定的轴。此外，在多轴压榨织物的Z方向上有多条流动路径。因而，多轴压榨织物至少具有五个轴。与具有纱线系统彼此平行的底布层的压榨织物相比，由于其多轴结构，在造纸过程中在压榨压区受到压榨时，具有一层以上的多轴压榨织物对重叠集中(nesting)及/或塌陷具有较高的抵抗力。

现在转向在现代压榨织物生产中针刺进该底布的细的、无纺纤维材料，很多这样的压榨织物制成具有所谓的分层毛层结构。

分层毛层结构包括多个毛层(batt layer)，每个毛层由不同旦数的纤维组成。通常，首先将一或多个由较粗纤维组成的纤维毛层材料层针刺进底布。然后，将由一或多个较细纤维组成的纤维毛层材料层施加于较粗纤维层上。结果，由于较粗纤维在毛层内部，使压榨织物具有对空气及水的较高渗透性，以及由于较细纤维在毛层表面，使压榨织物具有高度压力均匀性的光滑压榨表面。

优选地，针刺过程中使用的倒刺针刺入表面不给压榨织物的压榨表面留下针道、空间或孔。为了从压榨织物表面除去针道，普遍从另一侧进行针刺，从而针使毛层纤维从压榨织物内部到外面，以充满针道，并且使压榨织物的表面变光滑。然而其带来这样的问题，由于压榨织物具有分层毛层结构，这种反向针刺使较粗纤维从压榨织物内部来到表面。由于较粗纤维被带至表面，使另外由精细表面层获得的平滑压力分布受到影响，以及使得很难提供没有针道的分层压榨织物。

本发明提供了针对这种现有技术中存在问题的解决方案。

发明内容

因此，本发明是一种和现有技术中类似的、包括底布的分层压榨织物，其为具有外侧和内侧的无端环形式。第一短纤维毛层材料与所述底布的外侧相连接。所述第一短纤维毛层材料由许多第一短纤维组成。

将细织物放置在位于所述底布外侧的所述第一短纤维毛层材料上，以及第二短纤维毛层材料与所述细织物相连接。所述第二短纤维毛层材料由许多较细第二短纤维组成，即该第二短纤维的直径或旦数比所述许多第一短纤维的小。

所述第一短纤维毛层材料一般通过针刺与所述底布的外侧相连接。与此类似，所述第二短纤维毛层材料一般以相同方式与所述细织物相连接。在针刺过程结束时，一些针道会不可避免地留在所述第二短纤维毛层材料的表面上。通过从所述底布的内侧进行针刺，可减少所述针道的数量及尺寸。就本发明来说，具有开口的所述细织物能够防止包括许多第一短纤维的较粗纤维向上转移到所述压榨织物的纸张接触面，该开口在任何维度上都不大于0.50mm。

参照以下附图，将对本发明进行更详细的说明。

附图说明

图1为本发明分层压榨织物的示意性透视图；

图2为另一实施例的相同视图；以及

图3为沿图1中3-3线截取的剖视图。

具体实施方式

现在参照这些附图，图1为本发明压榨织物10的示意性透视图。压榨织物10为机上接缝的类型，并且当其两个端部12、14在接缝16处彼此连接时就成为无端环的形式。

在可替代的实施例中，如图2中的示意性透视图所示，压榨织物20没有接缝并且为无端环的形式。

图3为沿图1中3-3线截取的剖视图。压榨织物10包括底布30。通常来说，底布30可为用在纸机织物生产中的各种机织的、无纺的、MD或CD取向纱的无纺排列、针织的或编织的纱线结构，例如由聚合树脂材料挤出的单丝、捻合单丝及/或复丝纱线。为达此目的，可使用下列树脂族中的材料：聚酰胺、聚酯、聚氨酯、芳香族聚酰胺及聚烯烃。

底布30或者由网眼织物组成，例如在共同转让给Johnson的美国专利No.4,427,734中所披露的织物，其所教导的内容以引用方式并入本文。此外，底布30可通过螺旋缠绕机织的、无纺的、针织的、编织的带或网眼材料，依照共同转让给Rexflet等人的美国专利No.5,360,656中所示的方法制得，该专利所教导的内容以引用方式并入本文。因此该底布30可由螺旋缠绕带构成，其中每个螺旋捻圈都通过连续接缝与另一个连接，使得该底布30在纵向上为环形。

该底布30可为环状的，或如图3所示，为机上接缝的。如图所示的，底布30由单丝纱线织成两层或二重织造。机器方向纱线32形成接缝环34，该机器方向纱线32为机上接缝的底布30中的纬纱，该接缝环34相互交叉形成了通道，将销线36穿过该通道，以将底布30连接形成环状形式。横机器方向纱线38为在底布30机织过程中的经纱，与机器方向纱线32相似，为了说明的目的而图示为单丝纱线。

一层或多层短纤维毛层材料40施加于底布30的外侧，并且也可施加于内侧，以及通过针刺，使其组成纤维进入底布30。实施此连接，从而在该底布30的外侧上，及可选地，在内侧上留下一层短纤维毛层材料40。

然后，将细织物44放置在位于底布30外侧的短纤维毛层材料40上。该细织物44可为机织的或无纺的，以及可为环形机织、平织或螺旋到短纤维毛层材料40上。如图3所示，如所示的平纹组织，该细织物44为具有机器方向纱线46及横机器方向纱线48的单层组织(single layer weave)，这两种纱线都可为单丝纱线。但是，单丝纱线之外的纱线也可用在细织物44的机织中。纱线46、48及由细织物44的机织结构形成的网眼比底布30的细。

更通常地，类似于底布30，细织物44可为用在纸机织物生产中的各种机织的、无纺的、MD或CD取向纱的无纺排列、针织的或编织的纱线结构，例如由聚合树脂材料挤出的单丝、捻合单丝及/或复丝纱线。为达此目的，可使用下列树脂族中的材料：聚酰胺、聚酯、聚氨酯、芳香族聚酰胺及聚烯烃。

细织物44或者可由网眼织物组成，例如在共同转让给Johnson的美国专利No.4,427,734中所披露的，其所教导的内容以引用方式并入本文。此外，该细织物44可通过螺旋缠绕机织的、无纺的、针织的、编织的带或网眼材料，依照共同转让给Rexflet等人的美国专利No.5,360,656中所示的方法制得，该专利所教导的内容以引用方式并入本文。因此细织物44可由螺旋缠绕带构成，其中每个螺旋捻圈都通过连续接缝与另一个连接，使得该细织物44在纵向上为环形。

如果细织物44为环状的，可将其以套筒(sleeve)或软套(sock)方式放置在短纤维毛层材料40上。此外，当细织物44为环状的、或依照美国专利No.5,360,656所教导的内容螺旋缠绕在短纤维毛层材料40上时，以及在图3中图示的底布30为机上接缝的，如本领域普通技术人员公知的，最后需要在接缝环34及销线36形成的接缝周围横切细织物44，使压榨织物10能够安装在纸机上。

在任何情况下，细织物44得名是由于其组成纱线及/或网眼材料比底布30的细(尺寸或直径更小，更薄或具有更小旦数)，以及其网眼比底布30的细。作为一个实例，该细织物44可具有开口，该开口在任何维度上都不大于0.50mm。

最后，将一层或多层短纤维毛层材料50施加于细织物44的外侧，以及通过针刺使其组成纤维进入细织物44之中并与其缠在一起。实施此连接，从而在细织物44外侧上留下一层短纤维毛层材料50。

短纤维毛层材料40及短纤维毛层材料50可包括在纸机织物生产中使用的任何聚合树脂短纤维，但优选为聚酰胺树脂。组成短纤维毛层材料50的短纤维具有比短纤维毛层40的短纤维更小的横截面尺寸或直径或旦数。例如，短纤维毛层材料50的短纤维可为6旦，而短纤维毛层材料40的短纤维可为24旦。

与现有技术中的分层压榨织物成对比，通过细织物44，短纤维毛层材料50的较细纤维与短纤维毛层材料40的较粗纤维隔离。在短纤维毛层材料50的针刺期间，细织物44限制短纤维毛层材料50的较细纤维透入短纤维毛层材料40及底布30中的量。

此外，在短纤维毛层材料50连接到压榨织物10的正面后，当压榨织物背面被针刺时，细织物44的较细网眼防止短纤维毛层材料40的较粗短纤维被送至短纤维毛层材料50中。

在现有技术的分层压榨织物中，针刺后较细纤维部分可有多达75％的较细纤维，而较粗纤维部分可有多达75％的较粗纤维，每部分中剩余的25％为通过针刺进入其中的相对类别。在较细及较粗纤维部分之间的界面处有中间区域，该较细及较粗纤维在此处混合。本发明可消除或显著减少这种混合。结果，在该压榨织物10的正面，有少许或没有短纤维毛层材料40的较粗纤维。

另外，在最低限度地阻止水流的同时，细织物44向压榨织物10提供了附加的抗压紧性能。

本发明分层压榨织物10的优点之一是其具有优良的光滑特性，这是由表面毛层均匀的层产生的。在压榨压区内，这种表面层赋予与其接触的湿纸幅更加光滑的表面。

与现有技术的压榨织物相比，由于在纸幅离开压榨压区后，较细正面毛层的均匀层允许少量水返回到其中，本发明分层压榨织物10能够将回湿现象减至最小。在纸幅离开压区后，压榨表面的相同均匀性能够最大化纸幅干燥度。此外，由于较细、均匀、光滑的正面毛层没有针道，从而在接近压榨压区时，降低了压榨织物10使纸幅起泡的倾向，并降低了纸幅的留痕。

当然，该细织物44需要足够“细”，以不能在穿过其上针刺的短纤维毛层材料50时，在纸幅上留痕迹，以及在针刺过程中防止较粗短纤维毛层材料40和较细短纤维毛层材料50混合。此外，该细织物44可足够“细”，以阻止纤维50从其穿过，以及具有足够的结构完整性以经受住针刺处理。

另外，细织物44可是机织的或针织的结构，该结构使用直径在0.04mm至0.50mm范围内的纱线(经纱及纬纱)制得。这种纱线可具有相同的或不同的直径或旦数。此外，该纱线可由聚酰胺、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚烯烃、以及其他本领域的普通技术人员为此目的而通常使用的聚合树脂挤出而成。

作为一个实例，细织物44可由0.25mm的聚酰胺经纱及0.25mm的聚酰胺纬纱机织而成，并且每厘米具有十八(18)条各纱线。这种织物可具有开口，该开口约为0.30mm×0.30mm，以及该开口充分小，以防止较粗毛层纤维从压榨织物的内侧针刺穿过。

在另一个实例中，细织物44可由0.19mm的聚乙烯单丝经纱及0.25mm的聚乙烯单丝纬纱机织而成，其密度为每厘米21.4条经纱及每厘米18条纬纱。这种织物可具有约0.28mm×0.30mm的开口。

细织物44或者可由成形薄膜(molded film)挤出而成，以及可为穿孔的或无孔的。在后一种情况下，在针刺过程中将形成穿孔。也可用无纺的或纺粘的材料。

对于本领域技术人员来说，可以容易地对上述方案进行多种修改，而不偏离本发明的目的、精神和范围。所有这些修改均在本发明权利要求范围内。

附图标号一览表

10、20压榨织物        12、14压榨织物的端部

16接缝                30底布

32机器方向纱线        34接缝环

36销线                38横机器方向纱线

40第一短纤维毛层材料  44细织物

46机器方向纱线        48横机器方向纱线

50第二短纤维毛层材料

Claims (11)

1. 一种用于造纸机压榨部的分层压榨织物，所述压榨织物包括：

基底支撑结构，该基底支撑结构为无端环的形式，以及具有外侧和内侧；

第一短纤维毛层材料，其与所述基底支撑结构的所述外侧相连接，所述第一短纤维毛层材料包括许多第一短纤维；

细织物，所述细织物覆盖了位于所述基底支撑结构外侧上的所述第一短纤维毛层材料，其中，所述细织物选自下述织物：机织物、MD或CD取向纱的无纺排列、针织物及编织物；以及

第二短纤维毛层材料，其与所述细织物相连接，所述第二短纤维毛层材料包括许多第二短纤维，所述第二短纤维比所述第一短纤维细，

其中，所述细织物具有尺寸小于0.50mm的开口，充分阻止针刺的第一短纤维和所述第二短纤维从其中穿过，以及充分阻止所述第一短纤维和所述第二短纤维的混合。

2. 根据权利要求1所述的分层压榨织物，其中所述基底支撑结构选自下述织物：机织物、MD或CD取向纱的无纺排列、针织物及编织物。

3. 根据权利要求2所述的分层压榨织物，其中所述基底支撑结构为挤出的网眼织物。

4. 根据权利要求1所述的分层压榨织物，其中所述基底支撑结构为螺旋缠绕为多个捻圈的材料带，每个捻圈都通过连续接缝和与其相邻的捻圈连接，所述基底支撑结构在纵向上是环状的，所述带材料选自：机织物、MD或CD取向纱的无纺排列所形成的织物、针织物、编织物及挤出的网眼织物。

5. 根据权利要求1所述的分层压榨织物，其中所述基底支撑结构为机上接缝织物。

6. 根据权利要求1所述的分层压榨织物，其中所述细织物为挤出的网眼织物。

7. 根据权利要求1所述的分层压榨织物，其中所述细织物为螺旋缠绕为多个捻圈的带材料，每个捻圈都通过连续接缝和与其相邻的捻圈连接，所述细织物在纵向上是环状的，所述带材料选自：机织物、MD或CD取向纱的无纺排列所形成的织物、针织物、编织物及挤出的网眼织物。

8. 根据权利要求1所述的分层压榨织物，其中所述细织物为环形织物。

9. 根据权利要求1所述的分层压榨织物，其中所述第一短纤维具有第一直径，以及所述第二短纤维具有小于所述第一直径的第二直径。

10. 根据权利要求1所述的分层压榨织物，其中所述第一短纤维具有第一横截面尺寸，以及所述第二短纤维具有小于所述第一横截面尺寸的第二横截面尺寸。

11. 根据权利要求1所述的分层压榨织物，其中所述支撑结构由两层或更多层底布构成，该底布选自由机织物、MD或CD取向纱的无纺排列、针织物、编织物、挤出的薄膜网眼结构组成的组。

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