專利名稱：高纖維支撐物內(nèi)在經(jīng)紗連接的復合成形織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于纖維狀纖維素頁片的形成和過濾的工業(yè)編織織物，特別是涉及造 紙成形織物，其提供高纖維支撐和改善的排水性能。更具體地，本發(fā)明涉及內(nèi)在經(jīng)紗連接的 復合成形織物，其中紙側(cè)表面的所有經(jīng)紗包含內(nèi)在粘合紗線對，所述內(nèi)在粘合紗線對被布 置為使紙和機器側(cè)織物結(jié)構(gòu)粘合在一起，并且其中所述機器側(cè)經(jīng)紗的數(shù)量和在所述頁片側(cè) 中經(jīng)紗通道的有效數(shù)量的比是至少1.5 1。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及通常旨在用于頁片形成中的過濾的扁平工業(yè)編織織物。然而，本發(fā)明 在造紙成形織物上具有特殊的用途，并且將在下面涉及這些織物時主要論述，盡管其同樣 適用于很多工業(yè)過濾用途上，其中纖維支撐、織物排水率和空間穩(wěn)定性是重要標準。在以下的論述中，下面短語和對應的縮寫具有下列所賦予它們的意思中心平面通過織物中心、平行于織物的紙側(cè)(PQ和機器側(cè)(MQ的假想平面。在 編織織物中，這個平面部分由交織的經(jīng)紗和緯紗占據(jù)?？怪行钠矫嫘?CPR)在中心平面區(qū)域內(nèi)流體通過織物的阻力。阻力的量和中心 平面被經(jīng)紗和緯紗占據(jù)的程度成比例。織物的CPR值參照織物中開放面積的量來計算，且 表示為平面的總面積的百分數(shù)。和具有相對高的CPR值(即用于排水的開放面積更大)的 織物相比，具有相對小的CPR值(即用于排水的開放面積更少)的織物將對流體流動提供 更大的阻力。復合織物包含至少兩層經(jīng)紗和/或緯紗的成形織物，其中形成織物的一個表面 (典型為紙側(cè))的至少一組經(jīng)紗和/或緯紗也是相對表面的一部分，并且起到使兩層粘合到 一起以形成復合織物的作用(例子是^^虹0吐et al,US 5, 826, 627) 0橫交機器方向(CD)與機器方向垂直并在織物層平面中的方向。排水面積適于流體排水并且未被紗線占據(jù)的織物的紙側(cè)表面的開放面積的量， 其表示為整個紙側(cè)表面積的百分數(shù)。纖維支撐指數(shù)(FSI)由適于制成造紙纖維的成形織物的紙側(cè)表面提供的點的數(shù) 量的測量值；FS I 使用 Rober t Beran 在 TAPPI J. Vo 1. 62，No. 4 (1979 年 4 月)ρ· 42 中描 述的方法計算，并且將在下面進一步討論。浮線是指該部分的組分紗線，其在一段重復的織物編織中在一組其他紗線的上 面或下面穿過，而不與它們交織；涉及術(shù)語浮線長度是指浮線的長度，其表示為其上穿過組 分紗線的紙或機器側(cè)層紗線的數(shù)量。幀開口 在成形織物的紙側(cè)表面上的交織的經(jīng)紗和緯紗之間的基本上長方形的開 口區(qū)域。涉及術(shù)語幀長是指該開口的機器方向長度。幀數(shù)是幀開口數(shù)量/紙側(cè)表面上的單 位面積。內(nèi)在粘合紗線對兩根紗線，其根據(jù)相同的表觀圖案在一個織物表面中編織，使 得一個按照順序在選擇的編織通道中在該表面上替換另一個，以有效地形成單獨結(jié)合的通5道。每對成員形成織物的一個表面結(jié)構(gòu)的一部分，而且還在該表面下面通過，以在相對表面 的層中圍繞至少一個紗線形成結(jié)，從而將兩層粘合在一起。內(nèi)在粘合紗線對的成員可以是 經(jīng)紗或緯紗；在本發(fā)明中，它們?yōu)榻?jīng)紗。脫圈(Knocking):在紙側(cè)或機器側(cè)的織物中的緯紗數(shù)/單位機器方向長度。結(jié)(knuckle)編織織物中的節(jié)點，其中由于編織過程，在第一方向的至少一個紗 線在橫交方向的紗線周圍穿過和部分包裹。機器方向(MD)平行于網(wǎng)移動的方向通過造紙機器的方向。機器側(cè)(MQ :和紙側(cè)相對并且接觸造紙機器的固定元件的織物的平坦表面。網(wǎng)格在PS或MS中的經(jīng)紗數(shù)/單位⑶寬度的織物。紙側(cè)(PS)其上形成網(wǎng)的織物的平坦表面(也稱為頁片支撐表面)。平織其中經(jīng)線和緯線按順序在一個紗線上和一個紗線下穿過的編織圖案。單獨結(jié)合的通道按照下列方式在織物表面(通常是PS)上由內(nèi)在粘合紗線對的 交織形成的連續(xù)通道，該方式為使得所述對的紗線彼此交替以在PS和MS層中依次出現(xiàn)，從 而一起完成選擇的編織圖案。三層織物具有兩個分開的層成形織物，所述層包括三種不同尺寸的緯紗-紙側(cè) 層的小型紗線、機器側(cè)層的大型紗線和粘合紗線，其通常尺寸微細，在層之間交織以將它們聯(lián)合。經(jīng)線在紡織機里松卷裝置經(jīng)軸的紗線，在平坦織織物中沿機器方向或織物長度 取向。經(jīng)紗通道比織物的紙側(cè)上單獨結(jié)合的通道的數(shù)量和織物的機器側(cè)上單獨經(jīng)紗的 數(shù)量的比。在本發(fā)明的織物中，對于每兩個單獨結(jié)合的通道，至少有三個經(jīng)紗(1.5 1的 比)。緯線填充或“緯(shute)，，紗插過平坦的編織織物的寬度，并且與經(jīng)紗交織。在現(xiàn)代造紙工藝中，例如在雙線間隔或混合成形分段中發(fā)現(xiàn)的，包含約99%的水 和造紙固體的高水性原料從流漿箱片噴射到移動的成形織物上。原料噴射液撞擊織物 多次撞擊，并形成鞋體(shoe)，此后被第二織物夾置并通過多個織物支撐元件(包括槳和 箔)傳遞，以攪拌原料，并在最終紙制產(chǎn)品中提供良好的頁片成形。在排水主要沿機器方向 (MD)對齊之前，為了使造紙纖維的分布和取向隨機化，在離開流漿箱并接近成形織物時該 攪拌是必要的，這已經(jīng)通過測量而建立。還提供攪拌以避免纖維作為絮狀物在紙頁中聚集。為了打印等應用，表現(xiàn)勻稱的紙張成形的紙制產(chǎn)品通常是優(yōu)選的，因為它們具有 更均勻的吸墨性能和其他性能，例如MD/CD(機器方向與橫交機器方向)的拉伸強度的比。 當紙頁形成是均勻時，紙制產(chǎn)品的其他期望的物理性能也增強。初期紙幅從纖維和水的比 為約25/75的成形分段遞送至擠壓分段，在擠壓分段中通過機械方式進一步將水除去。紙 幅經(jīng)過幾道擠壓輥在一些列擠壓織物上傳送，在擠壓輥中一部分水通過壓力被除到織物 中。當離開擠壓分段時，某種程度上，固體的紙頁包含約45%的纖維和55%的水。然后它 們被傳送到干燥器分段，其中在紙頁暴露于熱源時，剩下的水通過蒸發(fā)方式除去，例如被以 盤卷方式傳輸通過大量烘干滾筒，同時一系列干燥器織物支撐。當它們離開干燥器分段以 被卷繞成卷時，紙頁包含約97-99%的造紙纖維和約1-3%的水。成形織物的目的是允許造紙原料中的水通過織物的開口排掉，同時保留纖維素纖6維在紙側(cè)(PQ表面上以固化和形成初期紙頁，其將傳送到下游擠壓分段以進一步除去水。 旨在用于打印紙、新聞紙和類似級別紙的原始造紙纖維的纖維長度通常在約1-3毫米的級 別，這取決于它們的來源(即軟木或硬木)。目前更多量的纖維來自于循環(huán)來源，其中新聞 紙、硬板紙和類似紙制產(chǎn)品再漿化，并且這樣獲得的纖維和一定量原始纖維混合或直接提 供給造紙工序。再漿化過程往往破碎纖維并縮短它們。隨著循環(huán)原料的日益使用，同時一 起使用填料，由于成形織物的PS中的幀開口的大小，更加難于在織物的PS上支撐和保留縮 短的纖維。如上所述，該問題由于下列事實而變的困難在原料噴射液撞擊成形織物時，造 紙纖維往往主要MD取向。取決于織物設(shè)計，織物中的幀開口可能是正方形(例如設(shè)計上/ 下的平織)或它們可能是長方形的，并且開口的長側(cè)沿MD或CD取向。本領(lǐng)域熟知，和具有 MD取向的長方形開口的織物相比，編織以提供平織PS表面的成形織物或具有沿CD取向的 長方形開口的成形織物將為纖維提供更好的支撐。 由 Robert Beran (TAPP I J. ,Vol. 62, no. 4 (April 1979)，pp. 39-44)實驗證實，由 成形織物紗線提供的⑶取向的纖維支撐對于期望的造紙比MD支撐更重要。Beran纖維支 撐指數(shù)(FSI)公式，其由他的實驗結(jié)果發(fā)展來的，給定CD紗線支撐與MD紗線支撐的權(quán)重為 2 1來優(yōu)化紙的性能。該經(jīng)驗關(guān)系式已經(jīng)被成功使用到造紙工業(yè)好多年，其如下所示
權(quán)利要求
1.用于纖維狀纖維素頁片的形成中的過濾的工業(yè)編織織物，該織物具有頁片側(cè)層和機 器側(cè)層，所述頁片側(cè)層具有頁片側(cè)表面，所述機器側(cè)層具有機器側(cè)表面，該織物被編織為全 部重復的編織圖案，并且包含(i)頁片側(cè)層緯紗；( )機器側(cè)層緯紗；(iii)僅包含內(nèi)在粘合紗線對的第一組經(jīng)紗；和(iv)包含機器側(cè)層經(jīng)紗的第二組經(jīng)紗，僅有助于所述機器側(cè)層并僅與所述機器側(cè)緯紗交織，其中，(a)對于各內(nèi)在粘合紗線對，第一和第二成員遵循互補相同通道，其中所述兩個成員彼 此交替以在所述頁片側(cè)層和所述機器側(cè)層依次出現(xiàn)，并且配合以在所述頁片側(cè)層和所述機 器側(cè)層中的每一個中限定單獨結(jié)合的通道；(b)在內(nèi)在粘合紗線對的成員與所述機器側(cè)層緯紗交織以形成結(jié)的各位置處，至少一 個所述機器側(cè)層經(jīng)紗與相同機器側(cè)層緯紗在相同結(jié)中交織；以及(c)機器側(cè)層經(jīng)紗的數(shù)量和所述內(nèi)在粘合紗線對的單獨結(jié)合的通道的數(shù)量的經(jīng)紗通道 的比為至少1.5 1。
2.用于纖維狀纖維素頁片的形成中的過濾的工業(yè)編織織物，該織物具有頁片側(cè)層和機 器側(cè)層，所述頁片側(cè)層具有頁片側(cè)表面，所述機器側(cè)層具有機器側(cè)表面，該織物被編織為全 部重復的編織圖案，并且包含(i)頁片側(cè)層緯紗；( )機器側(cè)層緯紗；(iii)僅包含內(nèi)在粘合紗線對的第一組經(jīng)紗；和(iv)包含機器側(cè)層經(jīng)紗的第二組經(jīng)紗，僅有助于所述機器側(cè)層并僅與所述機器側(cè)緯紗交織，其中，(a)對于各內(nèi)在粘合紗線對，第一和第二成員遵循互補相同通道，其中所述兩個成員彼 此交替以在所述頁片側(cè)層和所述機器側(cè)層依次出現(xiàn)，并且配合以在所述頁片側(cè)層和所述機 器側(cè)層中的每一個中限定單獨結(jié)合的通道，使得在所述機器側(cè)層中，所述對的各成員依照 下列順序和兩個所述機器側(cè)層緯紗交織第一成員在第一交織點處和所述機器側(cè)層經(jīng)紗的 一對相鄰的經(jīng)紗一起，并且第二成員在第二交織點處和所述機器側(cè)層經(jīng)紗的一對相鄰的經(jīng) 紗一起；以及(b)機器側(cè)層經(jīng)紗的數(shù)量和所述內(nèi)在粘合紗線對的單獨結(jié)合的通道的數(shù)量的經(jīng)紗通道 的比為至少1.5 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的織物，其中該織物是造紙織物，所述纖維狀纖維素頁片是 紙頁，所述頁片側(cè)層是具有紙側(cè)表面的紙側(cè)層，并且所述頁片側(cè)緯紗是紙側(cè)緯紗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的織物，其中該織物的依照Beran纖維支撐指數(shù) 計算的纖維支撐指數(shù)是至少100。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的織物，其中該織物的纖維支撐指數(shù)是至少140。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的織物，其中該織物的纖維支撐指數(shù)是至少150。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的織物，其中所述頁片側(cè)表面的排水面積小于 45%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的織物，其中所述排水面積在30%和40%之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的織物，其中所述排水面積在30%和35%之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的織物，其幀數(shù)在3000/平方英寸和6000/平方 英寸之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的織物，其幀數(shù)在3300/平方英寸和4500/平方英寸之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一項所述的織物，其中所述頁片側(cè)表面包含幀，所述幀在 所述織物的橫交機器方向上的尺寸大于所述機器方向上的尺寸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的織物，其中所述幀在所述機器方向的尺寸小于0.25毫米。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的織物，其中所述幀在所述機器方向的尺寸小于0.2毫米。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的織物，其中所述幀在所述機器方向的尺寸小于0.15毫米。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的織物，其中所述幀在所述機器方向的尺寸小于0.1毫米。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的織物，其中各機器側(cè)層經(jīng)紗具有橫截面積，該 橫截面積基本上等于所述內(nèi)在粘合紗線對的各經(jīng)紗的橫截面積。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的織物，其中各機器側(cè)層經(jīng)紗具有橫截面積，該 橫截面積大于所述內(nèi)在粘合紗線對的各經(jīng)紗的橫截面積。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項所述的織物，其中各機器側(cè)層緯紗具有橫截面積，該 橫截面積大于各頁片側(cè)層緯紗的橫截面積。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項所述的織物，其中所述第一組的經(jīng)紗均具有基本上 圓形的橫截面，并且直徑在0. 08毫米和0. 25毫米之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的織物，其中所述第一組的經(jīng)紗直徑在0.1毫米和0. 13毫米 之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項所述的織物，其中所述第一組經(jīng)紗、所述第二組經(jīng) 紗、所述頁片側(cè)緯紗和所述機器側(cè)緯紗中的任一種的各紗線都具有選自圓形、卵形、橢圓 形、長方形和正方形的橫截面構(gòu)造。
23.根據(jù)權(quán)利要求1至22中任一項所述的織物，其中所述機器側(cè)經(jīng)紗均具有基本上圓 形的橫截面，并且直徑在0. 08毫米和0. 3毫米之間。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項所述的織物，其中所述頁片側(cè)緯紗均具有基本上圓 形的橫截面，并且直徑在0. 08毫米和0. 3毫米之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求1至M中任一項所述的織物，其中所述機器側(cè)緯紗均具有基本上圓 形的橫截面，并且直徑在0. 1毫米和0. 5毫米之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求1至25中任一項所述的織物，其中所述第一組和所述第二組中的任 一種的各經(jīng)紗都是由聚合物構(gòu)成的單絲，該聚合物選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲 酸乙二醇酯、以及聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的共混物。
27.根據(jù)權(quán)利要求1至沈中任一項所述的織物，其中所述緯紗是由下列材料構(gòu)成的單 絲，所述材料選自聚酰胺、共聚酰胺、聚酯，所述聚酯選自聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二 甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、以及聚對苯二甲酸乙二醇酯和熱塑性聚氨酯的共 混物。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的織物，其中所述聚酰胺選自聚酰胺_6、聚酰胺6/6、聚酰胺 6/10、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6/12、以及它們的共混物和共聚物。
29.根據(jù)權(quán)利要求1至觀中任一項所述的織物，其中該織物在假想中心平面中在所述 頁片側(cè)層和所述機器側(cè)層之間的排水面積小于40%。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的織物，其中在所述假想中心平面中的排水面積小于30%。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的織物，其中在所述假想中心平面中的排水面積小于20%。
32.根據(jù)權(quán)利要求1至31中任一項所述的織物，編織用兩根經(jīng)軸來進行。
33.根據(jù)權(quán)利要求1至31中任一項所述的織物，編織用三根經(jīng)軸來進行。
34.根據(jù)權(quán)利要求1至31中任一項所述的織物，根據(jù)全部編織圖案的編織需要的梭道 數(shù)選自8、12、16和24。
35.根據(jù)權(quán)利要求1至34中任一項所述的織物，其中所述頁片側(cè)編織設(shè)計選自平織、 2/1斜紋織、2/1緞紋織、3/1斜紋織、3/1緞紋織，并且所述設(shè)計選自2X2、3X3、3X6和 4X8。
36.根據(jù)權(quán)利要求1至34中任一項所述的織物，其中所述MS編織設(shè)計選自平織、斜紋 織和緞紋織。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的織物，其中所述MS編織設(shè)計選自3X 3、4X 4、5 X 5、6 X 6和 6X12設(shè)計。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的織物，其中所述MS編織設(shè)計選自3X3斜紋織、6-梭道破 斜紋織、9X9斜紋織、或N X2N設(shè)計，其中在一個重復的全部編織圖案中N為經(jīng)紗數(shù)量，并 且2N為緯紗數(shù)量。
39.根據(jù)權(quán)利要求1至38中任一項所述的織物，其中由各內(nèi)在粘合紗線對形成的所述 單獨結(jié)合的通道包含由紗線交換點分開的兩個分段，并且在一個重復的全部織物編織圖案 中在各相鄰對的紗線交換點下的MS緯紗的數(shù)量相等。
40.根據(jù)權(quán)利要求1至38中任一項所述的織物，其中由各內(nèi)在粘合紗線對形成的所述 單獨結(jié)合的通道包含由紗線交換點分開的兩個分段，并且在一個重復的全部織物編織圖案 中在各相鄰對的紗線交換點下的MS緯紗的數(shù)量不相等。
全文摘要
用于纖維素頁片形成的編織的過濾織物。經(jīng)紗包含內(nèi)在粘合紗線對和一組專用的機器側(cè)層經(jīng)紗。在各層中，各內(nèi)在粘合紗線對的成員彼此交替以在各層中限定單獨結(jié)合的通道。在成員與機器側(cè)層緯紗交織的任何時候，至少一個機器側(cè)層經(jīng)紗與相同緯紗在相同結(jié)中交織。在一些實施方案中，成員首先和第一機器側(cè)層經(jīng)紗一起、然后和第二機器側(cè)層經(jīng)紗一起在機器側(cè)層中形成結(jié)。機器側(cè)層經(jīng)紗和內(nèi)在粘合紗線對的單獨結(jié)合的通道的經(jīng)紗通道比為至少1.5∶1?？椢锾峁┰鰪姷目怪行钠矫嫘?，從而導致改善的排水和頁片均勻性。
文檔編號D21F1/10GK102057091SQ200980121714
公開日2011年5月11日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月9日
發(fā)明者R·丹比, R·斯通 申請人:阿斯頓約翰遜公司