CN101405444A

CN101405444A - 单层造纸器织物

Info

Publication number: CN101405444A
Application number: CNA2007800103129A
Authority: CN
Inventors: R·贝瑞特; R·帕特尔
Original assignee: AstenJohnson Inc
Current assignee: AstenJohnson Inc
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2027-01-30
Also published as: US7360560B2; EP2004891A4; EP2004891A1; WO2008016389A8; CN101405444B; WO2008016389A1; EP2004891B1; US20070175534A1

Abstract

一种单层造纸器织物，其包括机器方向(MD)的经纱，所述经纱与横交机器方向(CD)的纬纱相互交织成重复的编织图案，所述编织图案在织机中需要N个梭道，其中N是至少为4的整数。各经纱沿着一路径，所述路径在纸侧表面中在每一重复中包括四个部分。在第一和第三部分的每一个中，所述经纱与三根连续的纬纱相互交织以形成双经结，在所述第二和第四部分中，所述经纱形成具有不同浮线长度的第一和第二MD浮线，所述第一和第二MD浮线中的至少一个跨过至少N条连续的纬纱。所述织物提供高的透气性，并且增加表面接触面积、稳定性和接缝强度，并且特别适于用作用于纸品或薄纺织品和毛巾制品的形成织物和透气干燥器织物。

Description

单层造纸器织物

技术领域

本发明涉及造纸器(papermakers)织物，特别地所涉及的造纸器织物包含根据编织图案而编织的单层的相互交织的、经和纬纱，所述编织图案在图案的每一重复(repeat)对于个经纱提供了两种不同的经纱浮线长度，每段经纱浮线在织物的机器方向(MD)被双经结(double warpknuckle)上从下一经纱浮线分隔开。所述在与所述织物表面连接而传送的纸幅上的针对由MD定向图案的新编织图案提供了改进的超过单层设计和高织物透气性的现有技术的接缝强度(seam strength)，且无结构稳定性的不当损失。本发明的新织物根据织物图案而编织，所述织物图案可以按照N×2N或N×4N设计为特征，其中N为织机的梭道(shed)的数量及在4到12或更大的范围内。在一个实施例中，使用具有大致方形或矩形的横截面形状的经纱增加了织物与页的接触面积，而不需表面磨砂或类似的磨平处理。在另一个实施例中，所述经纱可以按成对的并列接触的方式排列，以便进一步增加与所传送的纸张的表面接触面积。本发明的织物尤其适合于透气干燥和纸品或薄纱织品(tissue)形成场合。

背景技术

通过纺织品预期最终用途，制定了针对于造纸器织物的适合编织图案的选择。例如，形成织物(其用于支持和排除造纸机器的形成区中的初始的纸幅)能够被构造为单层的相互交织的经和纬纱，或其可包含两个或更多的这样的层，结合在一起形成多层或复合织物；其它设计是已知的及适当地使用。包括多于一层纱的织物结构使所述织物设计者为适合所述纸张的要求的纸侧表面而选择编织方式，能够选择所述机器侧层(side layer)来使织物的能力最大化而抵抗在所述织物和机器部件间的接触其它破坏力。然而，存在很多应用，其中针对于不用的原因，单层织物相对于多层结构更为优选。

单层织物尤其适用于纸品或薄纱织品和毛巾产品的透气干燥(TAD)，这是因为所述TAD工艺的更高操作成本能够被更高的生成速率和提高的体积、吸收率和柔性的纸张特质所抵消。所述TAD工艺的效率能够通过具有高透气性的单层织物的使用而显著地提高。TAD织物通过纸幅时需要足够的开放的空间来使空气透过，以便促进有效地干燥。织物也应该在其侧纸表面具有很大的接触区域来成功地从所述TAD传送纸张到随后的干燥部件，例如Yankee圆柱。为了本目的的织物(其传递机器方向(MD)定向的纸张内图案)一般优选跨过一般在横交机器方向(CD)定向的图案，这是因为其为所述纸张提供了平滑的感觉，其是消费者导向的所需产品，例如纱织品、毛巾和相似的吸收产品。由MD定向的纸张图案将需要更长的由MD定向纱“浮线”或在织物上的区域，在其上所述由MD定向的纱不会被所述CD纱所跨过。提供长由MD定向的浮线的织物编织图案一般也将提供比非定向的图案更好的透气性。

然而，所述已知的单层TAD织物具有一些显著的缺点，其减少其对于特定TAD环境的适应性。第一，与所用单层织物类似，其表现出确保足够的接缝强度的困难来防止灾难性的接缝失败。第二，单层织物不具有双层或多层织物的机械强度以积极易于变薄、变形和褶皱，这些不是所需的。第三，所述TAD织物的纸张侧表面经常需要磨砂或预处理以便使其成为单面的和使与纸张接触面积最大来确保从所述TAD区的成功的传送，如上所述。

现有技术的讨论

向形成的纸幅传递图案的TAD织物和其它造纸器织物是公知的。例如，见Sanford等US 3,301,746、Lee US 3,603,354、Ayers US 3,905,863、Gisbourne US 4,182,381、Trokhan的两项US 4,191,609和US 4,239,065、KeUy等US 4,281,688、Thompson US 4,423,755、Kositzke US 4,909,284、Tate等三项US 4,989,648、US 4,995,428和US 4,998,569、Durkin等US5,013,330和US 5,151,316、Tate等US 5,158,116、Ramasubramanian等US 5,211,815、Ostermayer等US 5,456,293和US 5,542,455。其它是公知的。

还已知提供了在单层织物上机器侧表面上的在横交机器方向(CD)方向上的更长的浮线，来增加其表面的耐磨性，例如Khan US 4,161,195。还已知在机器侧表面上通过使用不同大小的两套CD纱提供了更长的CD浮线，以及为形成具有非单面表面的在至侧表面中提供了更长的机器方向(MD)，例如Gulya等US 5,806,569。进一步，Ichihiro在JP 2005-213685中公开了在所述纸侧表面中具有更长CD浮线的编织图案，跨过四根MD纱，来提供对于纸张的非一致性。

从Kositzke US 4,142,557、Buchanan等US 4,290,209、Harwood US4,438,788、Johnson US 4,815,499和Lee US 5,103,874以及其它可知，在造纸器织物的制造中使用矩形、方形或大致扁平的纱。从例如Josef US5,713,398和EP 837 179中还可知，在造纸器织物的制造中将成对的经纱作为一体使用。从Friedberg等US 3,573,164和Rudt US 4,426,795中可知，通过，研磨(abrade)相互交织的纱的经结来增加织物表面与纸张的接触面积。更近期的Patel US 2006/0003655公开了单层TAD织物，其使用扁平纱和/或纬纱来提供织物，该织物具有与纸张在20％到30％间的接触面积，而不需磨砂或研磨所述织物表面。

从Barrett US 5,544,678可知使用了N×2N编织设计(其中N是织机中的梭道的数量)来提供有利的图案以为复合形成的织物的机器侧层以适合最终使用要求。对于本发明的织物，存在两个独立的织物层(纸侧层和机器侧层)，其编织于不同的编织图案及通过粘合纱连接在一起。所述机器侧层能够根据多样的N×2N设计而编织来克服经纱成对(twinning)、操作中织物侧循轨(lateral tracking)、纸张标记和接缝强度的问题。不存在如下的启示：使用已公开的单层结构中N×2N图案而非分离的纸侧层来提供所需的至侧表面特质，及通过粘合纱连接于所述机器侧层。

已经发现某些N×2N、N×4N和其它相关的编织图案能够用于单层织物的设计，来提供在织物的一个表面内的长MD浮线，当操作时所述织物优选地连接所述纸张，在该操作中对于每个MD纱所述浮线在长度上是不同的，至少浮线中的一根跨过至少四根浮线，以及所述两根不同的浮线对于每根MD纱是通过双经结而分离的，在所述双经结中所述纱与一组三根连续的(consecutive)CD纱相互交织。所述两根不同的MD浮线长度提供纸张的体积的增大，所述经纱与所选的纬纱相互交织，当在相比于相似的已有技术织物的造纸器上使用时，这样所形成的织物提供了显著减少的侧漂移(drift)和改进的织物的侧水平循轨。所述长MD浮线也提供了跨过平的编织设计的连接区域中增加，所述被期望提供对纸幅的增加的支持，尤其在TAD工艺中。所述编织图案进一步提供相对长的由CD定向的在织物的机器侧表面上的纬纱浮线以便进一步提高使用寿命。另外，为所述纸侧表面高轮廓提供，本发明的所述织物尤其适合于用作纱织品和相关产品的形成织物(forming fabric)或用作TAD工艺中的干燥织物。

另外，在临近的MD纱上，所述双经结部分(segment)的优选地被偏置(displace)至少一根CD纱，为本发明的织物提供更好的稳定性，以及特别提供提高的接缝强度来防止所述灾难性的在现有技术单层织物中已知的接缝失效。

已经进一步发现通过使用在所述编织接缝区域中的成对的经纱将在不同位置终止，能够获得接缝强度方面的另一个有利的增加。对于已知的单层织物，一般需要减少或避免对于经纱端的粘合的必要性。

进一步地讲，已经发现方形或大致矩形的轮廓的经纱的使用能够在所述织物结合区提供有利的增加，而不必需要磨砂或其它织物的表面处理，其尤其适用于TAD应用，与已知的TAD织物相比，还进一步提供了接缝区域中的额外的强度。

发明内容

因此，本发明寻求提供一种单层造纸器织物，所述单层造纸器织物具有纸侧表面和机器侧表面，并且包括机器方向(MD)的经纱，所述经纱与横交机器方向(CD)的纬纱相互交织成重复的编织图案，所述编织图案在织机中需要N个梭道(shed)，其中N是至少为4的整数，并且其中所述经纱沿着所述纸侧表面中的路径，在每一重复中对于各经纱包括第一、第二、第三和第四部分，其中：

(i)在所述第一和第三部分的每一个中，所述经纱与第一和第二组的纬纱相互交织，所述第一和第二组的纬纱在相应的第一和第二相互交织位置处各自包括三根连续的纬纱，以形成双经结；以及

(ii)在所述第二和第四部分的每一个中，所述经纱形成具有不同浮线长度的第一和第二MD浮线，其中所述MD浮线中的至少一个跨过至少N条连续的纬纱。

优选地，所述重复的编织图案选自N×2N图案和N×4N图案，而N选自4、5、6、8、10、12、16、20和24。

优选地，对于各经纱，所述相互交织位置在各自包括至少一纬纱的偏置区域处偏离各临近经纱上的相互交织位置。

可选地，对于各经纱，所述第一和第二MD浮线各自跨过至少N条连续的纬纱。

可选地，所有的所述经纱能够编织成对，其中，对的每一成员与对的另一成员一样与相同的纬纱交织。

优选地，所述经纱具有沿所述CD的、选自大致圆形、大致椭圆形、大致矩形和大致方形的横截面轮廓，以及如果所述经纱包括对，优选地所述横截面轮廓是大致方形。

优选地，所述纬纱的纬纱横截面面积至少等于所述经纱的经纱横截面面积，更优选地，所述纬纱横截面面积超出所述经纱横截面面积，超出的范围在0％和15％之间，最优选地，超出的范围在10％和15％之间。

优选地，所述织物的透气性在每分钟450立方英尺至每分钟1200立方英尺的范围内，以及，所述织物的网目在每英寸20纱至每英寸70纱之间的范围内。

优选地，所述织物是形成织物。

附图说明

图1是本发明的织物的第一实施方式的编织图；

图2和3是图1的第一实施方式的变例的编织图；

图4是本发明的织物的第二实施方式的编织图；

图5是图4的实施方式的变例的编织图；

图6是本发明的织物的第三实施方式的编织图；

图7是根据图2所示图案编织的织物的纸侧表面的照片；

图8是根据图2所示图案编织的织物的机器侧表面的照片；

图9示出图2、7和8的织物的经纱的经线形式(warp profile)；

图10示出图2、7和8的织物的纬纱的纬线形式(weft profile)；

图11示出图6的织物的纬纱的纬线形式。

在此使用的术语“结”是指织物中的位置，在该位置处，第一纱(诸如经纱)与第二纱(诸如纬纱)相互交织并且被其绕着弯曲，其中第二纱定向为大致正交于第一纱。由于在第一纱经过第二纱时由第一纱形成的尖锐的弯曲或卷曲，在弯曲位置处形成“结(knuckle)”，所述弯曲位置通常趋于突出于织物表面。相关术语“双经结”用于描述经纱通过经过一根纬纱下方、下一纬纱上方以及再下一纬纱上方(低于1、高于1、低于1，以形成整体图案重复内的平编织部)而与三根连续的(consecutive)纬纱相互交织的路径。在本发明的织物中，各经纱在整体织物编织图案内形成两个双经结。

相关的术语“浮线”是指第一纱在上方(或下方)经过多根第二纱而不与之相互交织的位置，相关术语“浮线长度”是指第一纱在上方(或下方)经过的第二纱的数量。

具体实施方式

参见图1，其中示出本发明的第一宽泛实施方式的编织图。织物1包括经纱100——在图的项部处横向编号为纱1至4，经纱100与纬纱200相互交织，纬纱200在图的左侧向下编号为纱1至16。在此图中，以及在图2至6中，暗的方框表示经纱100与纬纱相互交织(通过在纬纱下方经过或在机器侧经过)的点，空白的方框表示经纱100在这车表面上浮于纬纱200上的点。该织物编织为N×4N图案，其中N表示织机中梭道的数量，在此实施方式中，N是4，即该图案的一个重复包括四根经纱与16根纬纱相互交织。由于这是单层织物，所以所述图页示意性地表示从织物1的纸侧表面10(在图7中更加清楚地示出)看到的情况。

能够看到，各经纱100的路径是相同的，尽管各连续经纱100的相互交织点从在前的经纱100偏离开。从而，对于图1中的经纱，在第一部分101中，经纱100与纬纱1和3相互交织，以形成双结。

在第二部分102内，经纱1浮于四根纬纱200(即纬纱4至7)上方，接着在第三部分内，经纱1与纬纱8和10相互交织而形成第二双结，在第四部分内，经纱1浮于六根纬纱200(即纬纱11至16)上方。对于纬纱2、3和4中的每一根，路径是相同的；在它们相应的第一部分101内，经纱2与纬纱5和7相互交织，经纱3与纬纱9和11相互交织，经纱4与纬纱13和15相互交织。本发明织物的临近经纱上的双结彼此之间由偏置区域分隔开，所述偏置区域例如在图1中示出为第一和第二偏置区域96、98，各包括一根纬纱。这样，在经纱在纬纱3处在其第一部分101内的最后相互交织之后，第一偏置区域96包括纬纱4——在经纱2在纬纱5处在其第一部分101内的第一相互交织之前。类似地，在经纱1在其第三部分103内的最后相互交织之后，有一个纬纱第二偏置区域98，包括纬纱11——在经纱2在纬纱12处在其第三部分的第一相互交织之前。

现在参见图2，其中示出第一实施方式的变例。该织物编织也是N×4N图案，其中N是5。经纱100在图的顶部处横向编号为纱1至5，纬纱200在图的左侧向下编号为纱1至20。每根经纱100沿着与图1的经纱类似的路径，但是对于第二和第四部分102、104的浮线分别跨过六根和八根纬纱。在该实施方式中，第一和第二偏置区域96和98是不相等的，分别包括两根和四根纬纱200。例如，在经纱1在其第一部分101内最后的相互交织之后，在纬纱3处，第一偏置区域96包括纬纱4和5；然而，在经纱1在其第三部分103内最后的相互交织之后，在纬纱12处，第二偏置区域96包括纬纱13、14、15和16。如在图1所示的实施方式中，对于各经纱100，在第二部分内的长纸侧浮线与第四部分内的长纸侧浮线不等长。

在图2的实施方式中各经纱100的路径能够在图9中看出，图9示出沿着MD在织物1的横截面内的路径。这样，将纸侧表面10看作织物的上侧以及将机械侧表面看作下侧，经纱100n在其第一部分101内经过纬纱1下方、纬纱2上方、纬纱3下方以形成第一双结。在其第二部分102内，经纱110n浮跨纬纱4至9。在其第三部分103内，经纱100n在其第一部分101内经过纬纱10下方、纬纱11上方、纬纱12下方以形成第二双结；以及在其第四部分104内，其浮跨纬纱13至20，接着其下一第一部分101与下一重复的纬纱1连接。

现在参见图10，能够看到图2的实施方式的各纬纱200n的路径。纬纱200n经过经纱1上方，漂浮于纬纱2至5下方，以及在下一重复中经过经纱1的上方。该纬纱漂浮有助于帮助保护经纱2使之免于由于与造纸机器的各固定摩擦面接触而磨损，从而有助于延长织物的磨损期限。

一并参见图10和11，能够容易的看见：在织物1的纸侧表面10中，所有经纱100在其第二和第四部分中分别具有长的MD浮线，而在织物1的机器侧表面11中，所有纬纱200具有长CD浮线202——具有浮线长度4。

参见图3，该图示出第一实施方式的进一步变例，该变例包括N×4N图案，其中N是6。经纱100在图的顶部处横向编号为纱1至6，纬纱200在图的左侧向下编号为纱1至24。每个第二部分102的浮线长度为六，每个第四部分的浮线长度为十二，且第一和第二偏置区域96和98是相等的，各包括两根纬纱200。

图4示出本发明的第二宽泛实施方式，该实施方式包括N×2N编织图案，其中N是12。经纱100在图的顶部处横向编号为纱1至12，纬纱200在图的左侧向下编号为纱1至24。能够看到，第二部分102的和第四部分104再次是不等的，各第二部分102的浮线长度为二，每个第四部分104的浮线长度为十六。还可以看到，各经纱上的第一和第三部分101、103由两根纬纱(例如与经纱1相关的纬纱4和5)分隔，从而，在此图案中没有第一偏置区域96。然而，各偏置区域98包括两根纬纱200。例如，与经纱1相关，在纬纱8处的第三部分103的最后相互交织之后，偏置区域98包括纬纱9和10，以及经与经纱2相关，偏置区域98包括纬纱19和20。

图5示出本发明的第二实施方式的变例，该变例包括N×2N编织图案，其中N是16。经纱100在图的顶部处横向编号为纱1至16，纬纱200在图的左侧向下编号为纱1至32。与在前面说明的实施方式一样，在经纱1上在纬纱1至3和12至14处，第一和第三部分101和103包括双经结。第二部分102包括跨八根纬纱200的浮线，不等于第四部分104，第四部分104包括跨十八根纬纱200的浮线。第一和第二偏置区域96、98各包括三根纬纱200。

在图1、2和3的各编织图案中，在各重复中，各纬纱200在机械侧表面12中具有两段浮线，这两段浮线具有相同的浮线长度，而在图4和5的编织图案中，在各重复中，各纬纱200在机器侧表面中具有两段不等长的浮线。

参见图6，其示出本发明的第三实施方式，该实施方式包括N×2N图案，其中N是10。十根经纱100在图的顶部处横向编号为纱1a至5b，纬纱200在图的左侧向下编号为纱1至20。然而，所述十根经纱100包括五对，在每对中两个成员标记为“a”和“b”纱，沿着相同的路径，彼此无偏置。例如，对于经纱1a和1b，第一部分101包括与纬纱1和3的相互交织，第二部分102在纸侧浮于六根纬纱200(即纬纱4至9)上方，第三部分103包括与纬纱12和12的相互交织，第二部分102在纸侧浮于八根纬纱200(即纬纱13至20)上方。还可以看到，在各对的各“b”纱之间以及临近下一对的“a”纱，第一和第二偏置区域96和98分别包括两根和四根纬纱200。

现在参见图11，能够看出图6的实施方式的各纬纱200的路径。纬纱1经过经纱1a和1b的上方，浮于经纱2a、2b、3a、3b、4a、4b、5a、5b的下方，以及在下一重复中经过经纱1a和1b的上方。在该实施方式中，经纱100示出为具有基本上矩形的横截面，已经发现，这对于使用成对的经纱100的本发明织物中是有利的。

图7是示出本发明的编织成图2的图案的织物1的纸侧表面10的照片。能够看到，经纱100的长纸侧MD浮线在第二部分102和第四部分104中具有不等的浮线长度，以及能够看到相对于接续经纱100的第一部分101和第三部分103的偏置。

图8是示出图7的织物的机器侧表面的照片，其中所述织物根据图2中所示的图案编织。能够容易地看出纬纱200的长CD浮线202。

用于本发明的织物的经纱和纬纱的材料和尺寸能够所述织物的意向最终用途而适当地选择。例如，如果所述织物将用在TAD工艺中，所述纱需要具有热稳定性，和抗水解性；纬纱200的横截面面积应该至少等于经纱100的横截面面积。优选地，纬纱200的横截面面积应该超出经纱100横截面面积达0％至15％，更优选地，超出10％至15％。

本发明织物的网目范围也取决于意向的最终用途，优选地在每英寸20纱至每英寸70纱(7.87-27.6纱/cm)之间的范围内。已经发现，本发明的织物的透气性在每分钟450立方英尺和每分钟1200立方英尺之间，接缝强度达到每直线英寸150磅。

已经进一步发现对于本发明织物的经纱100使用大致矩形的纱能够提供达到20％至25％或更高的页接触面积，而不会出现表面打磨或摩擦，这对于TAD织物是特别有利的。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种单层造纸器织物，其具有纸侧表面和机器侧表面，并且包括机器方向(MD)的经纱，所述经纱与横交机器方向(CD)的纬纱相互交织成重复的编织图案，所述编织图案在织机中需要N个梭道，其中N是至少为4的整数，并且其中所述经纱沿着路径延伸，所述路径在所述纸侧表面中在每一重复中对于各经纱包括第一、第二、第三和第四部分，其中

(i)所述第一部分包括第一相互交织位置，所述第三部分包括第二相互交织位置，其中

(A)在所述第一相互交织位置内，所述经纱与第一组的三根连续的纬纱相互交织以形成双经结；以及

(B)在所述第二相互交织位置内，所述经纱与第二组的三根连续纬纱相互交织以形成双经结；以及

(ii)在所述第二和第四部分中，所述经纱形成具有不同浮线长度的第一和第二MD浮线，其中所述MD浮线中的至少一个跨过至少N条连续的纬纱。

2.根据权利要求1所述的单层造纸器织物，其中，所述重复的编织图案选自N×2N图案和N×4N图案。

3.根据权利要求1所述的单层造纸器织物，其中，对于各经纱，所述第一和第二MD浮线各自跨过至少N条连续的纬纱。

4.根据权利要求1所述的单层造纸器织物，其中，N选自4、5、6、8、10、12、16、20和24。

5.根据权利要求1所述的单层造纸器织物，其中，对于各经纱，所述相互交织位置在各自包括至少一根纬纱的偏置区域处偏离各临近经纱上的相互交织位置。

6.根据权利要求1所述的单层造纸器织物，其中，所有的所述经纱包括对，其中，对的每一成员与对的另一成员一样与相同的纬纱交织。

7.根据权利要求6所述的单层造纸器织物，其中，对于每个经纱对，

Claims

(i)在所述第一和第三部分的每一个中，在相应的第一和第二相互交织位置处，所述经纱与第一和第二组的纬纱相互交织以形成双经结，所述第一和第二组的纬纱各自包括三根连续的纬纱；以及

7.根据权利要求6所述的单层造纸器织物，其中，对于每个经纱对，所述相互交织位置从各临近经纱对的经纱上的相互交织位置偏离开至少一根纬纱。

8.根据权利要求1所述的单层造纸器织物，其中，所述经纱具有沿所述CD的、选自大致圆形、大致椭圆形、大致矩形和大致方形的横截面轮廓。

9.根据权利要求8所述的单层造纸器织物，其中，所述横截面轮廓是大致方形。

10.根据权利要求8所述的单层造纸器织物，其中，所述纬纱的纬纱横截面面积至少等于所述经纱的经纱横截面面积。

11.根据权利要求10所述的单层造纸器织物，其中，所述纬纱横截面面积超出所述经纱横截面面积，超出的范围在0％和15％之间。

12.根据权利要求10所述的单层造纸器织物，其中，所述纬纱横截面面积超出所述经纱横截面面积，超出的范围在10％和15％之间。

13.根据权利要求1所述的单层造纸器织物，其中，所述织物的透气性在每分钟450立方英尺至每分钟1200立方英尺的范围内。

14.根据权利要求1所述的单层造纸器织物，其中，所述织物的网目在每英寸20纱至每英寸70纱之间的范围内。

15.根据权利要求1所述的单层造纸器织物，其是透气干燥织物。

16.根据权利要求1所述的单层造纸器织物，其是形成织物。