專利名稱:造紙用成形織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明通常涉及織造織物,并特別涉及造紙用織造織物。
背景技術(shù):
在普通長網(wǎng)造紙機造紙過程中,在織造抄網(wǎng)和/或合成材料的無端帶上行程的頂部被喂給纖維素纖維(稱為造紙原料)的水懸浮液或水漿料,織造抄網(wǎng)或合成材料無端帶在兩輥或多輥之間輸送。該帶通常指的是“成形織物”,它提供了在其上行程的上表面上的造紙表面,作為過濾器而將造紙原料中的纖維素纖維從水介質(zhì)中分開,從而形成濕紙幅。只在重力作用下,或者借助設(shè)置在該織物上行程的下表面上(即“機器側(cè)”)的一個或多個吸水箱,使水介質(zhì)通過成形織物的網(wǎng)眼口流出,該網(wǎng)眼口稱為排水孔。
紙幅在離開成形區(qū)后被傳送到造紙機的壓榨區(qū),其穿過由另外織物覆蓋的一對或多對壓榨輥的輥隙,通常該另外織物指的是“壓榨毛毯”。來自輥的壓力去除紙幅中多余水分;常常通過壓榨毛毯上具有的“毛層”增強水分的去除力。然后將紙傳送到干燥區(qū)以進一步去除水分。紙在干燥后,便準(zhǔn)備進行二次處理和包裝。
通常,通過兩種基本織造技術(shù)之一將造紙用織物制成循環(huán)帶。在第一種技術(shù)中,通過平織造法平織出織物,通過多種公知連接方法中任何一種來使其端部連接以形成無端帶,如將端部拆開然后再織造在一起(一般稱為捻接),或在每端上縫紉一針縫突舌(pin-seamable flap)或特殊折回,接著將它們再織造成針縫環(huán)(loop)。在平織造的造紙用織物中,經(jīng)紗在機器方向延伸,緯紗在機器橫向延伸。在第二種技術(shù)中,織物直接通過無端織造方法織造成連續(xù)帶形式。在無端織造方法中,經(jīng)紗在機器橫向延伸,緯紗在機器方向延伸。這里使用的術(shù)語“機器方向”(MD)和“機器橫向”(CMD)分別指與造紙機上的造紙用織物行程方向成直線排列的方向和平行于織物表面并橫向于運動方向的方向。上述兩種織造方法在本領(lǐng)域是公知的,這里使用的術(shù)語“無端帶”指由上述任何一種方法制成的帶。
在造紙中有效的薄片和纖維支撐及沒有網(wǎng)痕一般是需要考慮的重要事項,特別是對于造紙機的成形部,在該成形部處最初形成濕紙幅。在優(yōu)質(zhì)紙等級的成形中,網(wǎng)痕是特別重要的問題,它是影響紙張性質(zhì)的主要因素,如紙痕、孔隙度、“透光性”和針孔等。網(wǎng)痕通常是單個纖維素纖維在紙網(wǎng)中定向使得該纖維的端部位于成形織物的單根紗線或單紗之間的間隙內(nèi)。這一問題通常通過提供具有共面的滲透性織物結(jié)構(gòu)來解決,它使紙纖維連接該織物相鄰紗線而不是穿透紗線之間的間隙。這里使用的“共面”表示限定出紙成形表面的上端基本位于相同高度,使得在該水平面呈現(xiàn)基本“平的”表面。因此,在優(yōu)質(zhì)印刷、碳化、紙煙、電容器中采用的優(yōu)質(zhì)紙等級和類似等級優(yōu)質(zhì)紙通常在非常優(yōu)質(zhì)織造的或細(xì)網(wǎng)眼成形織物上形成。
通常,這樣的優(yōu)質(zhì)織造織物包括至少一些較小直徑機器方向或機器橫向紗線。但是遺憾的是,這樣的紗線比較脆弱,導(dǎo)致織物的表面壽命較短。此外,較小紗線的使用還對織物的機械穩(wěn)定性有不良影響(特別是在抗緯斜、收縮傾向和硬挺性方面),它消極地影響了使用壽命和織物的性能。
為了解決這些與優(yōu)質(zhì)織造有關(guān)的問題,已經(jīng)設(shè)計出多層成形織物,使在紙成形表面上具有細(xì)網(wǎng)眼紗線以便于紙成形并在機器接觸側(cè)上具有粗網(wǎng)眼紗線以提供強度和耐久性。例如已經(jīng)設(shè)計出這樣的織物,該織物采用一組與兩組機器橫向紗線交織的機器方向紗線以形成具有優(yōu)質(zhì)紙成形表面的織物和更耐久的機器側(cè)面。這些織物形成了一種織物部分,通常稱為“雙層”織物。類似地,已經(jīng)設(shè)計出這樣的織物,該織物包括兩組機器方向紗線和兩組機器橫向紗線,它們構(gòu)成細(xì)網(wǎng)眼紙側(cè)織物層和另外的較粗的機器側(cè)織物層。在這些作為被稱為“三層”織物的一類織物組成部分的織物中,兩織物層通常通過另外的縫合紗線接合在一起。當(dāng)與單層織物相比雙層和三層織物包括附加組紗線時,這些織物與單層織物相比具有較大的“厚度”(即比單層織物厚)。Thompson的US4423755中公開了所說的雙層織物,Osterberg的US4501303、Vohringer的US5152326、Ward的US5437315中公開了所說的三層織物。
Ward的US5967195中公開了一種特別理想的三層織物類型。所述的該織物包括在相鄰頂部CMD紗線之間的縫合紗線對,它們與織物的頂部和底部MD紗線交織。它們這樣交織以便“完成”頂部MD和頂部CMD紗線的織造花紋的“織造”。這樣的造紙表面能提供良好纖維支撐、排水和抗層間磨損性。Seabrook等的US5826627中公開了可選擇的這種類型的織物。但是,這些織物的對水輸送和纖維輸送有不良影響的厚度較大,因而增強了這兩種性能。
上述內(nèi)容說明使造紙成形織物具有平衡特性是理想的,這些特性對于造紙很重要,包括較薄厚度、用于排水的低孔隙率和良好的纖維支撐性等。這樣的具有三層結(jié)構(gòu)的成形織物是特別理想的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供具有這些期望特性的三層造紙用織物。該三層成形織物包括一組機器方向頂部紗線;一組與該機器方向頂部紗線交織以形成頂部織物層的機器橫向頂部紗線;一組機器方向底部紗線;一組與該機器方向底部紗線交織以形成底部織物層的機器橫向底部紗線;以及多根與該頂部和底部織物層交織的縫合紗線。一對第一和第二縫合紗線位于相鄰的機器橫向頂部紗線對之間;每對的第一和第二縫合紗線與機器方向頂部和底部紗線交織,使得當(dāng)該第一縫合紗線的纖維支撐部與所述機器方向頂部紗線交織時,該第二縫合紗線的接合部位于該機器方向頂部紗線下面,并使得該第二縫合紗線的纖維支撐部與該機器方向頂部紗線交織時,該第一縫合紗線的接合部位于所述機器方向頂部紗線下面。該第一和第二縫合紗線在其穿過過渡機器方向頂部紗線下面時彼此交叉,并且該第一和第二縫合紗線的每個所述接合部穿過至少一個該機器方向底部紗線。該機器方向頂部紗線、該機器橫向頂部紗線和所述縫合紗線的所述纖維支撐部交織以構(gòu)成平紋組織表面。該機器方向頂部紗線具有第一直徑,該機器方向底部紗線具有第二直徑,并且該機器橫向頂部紗線具有第三直徑,該第一直徑和第二直徑之比在大約0.75和0.95之間,該第一直徑和第三直徑之比在大約0.8和1.1之間。在該結(jié)構(gòu)中,織物紗線可以交織,并且頂部和底部織物可以相互纏結(jié)和嵌套,使得三層織物的厚度和孔隙率小,而提供給造紙原料的纖維支撐就較多。因此該織物可以具有三層設(shè)計中的理想特性組合。
在某些優(yōu)選實施例中,縫合紗線對位于每個相鄰機器橫向頂部紗線對之間。而且,在有些實施例中,上機器橫向底部紗線的數(shù)量相同,在另一些實施例中,(a)機器橫向頂部紗線和縫合紗線對和(b)機器橫向底部紗線的數(shù)量是相同的。
而且最好機器方向頂部紗線的直徑大約在0.12和0.14mm之間,機器方向底部紗線的直徑大約在0.15和0.18mm之間,機器橫向頂部紗線直徑在0.11和0.13mm之間。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通過閱讀優(yōu)選實施例的附圖和詳細(xì)說明可以理解本發(fā)明的目的,這些優(yōu)選實施例僅用于圖示說明本發(fā)明。
附圖簡要說明作為本說明書組成部分的附圖與說明書一起公開了本發(fā)明的實施例,其作用是解釋本發(fā)明的原理。附圖包括
圖1是本發(fā)明三層造紙成形織物的俯視圖;圖2是圖1中的底層織物的俯視圖;圖3是顯示織物底層結(jié)構(gòu)的本發(fā)明三層造紙成形織物另一實施例的俯視圖;圖4是顯示織物底層結(jié)構(gòu)的本發(fā)明三層造紙成形織物另一實施例的俯視圖;圖5是本發(fā)明造紙用織物的另一實施例的俯視圖;圖6是圖5所示織物的底層的俯視圖;圖7是本發(fā)明三層造紙成形織物的另一實施例的俯視圖;圖8是圖7所示織物底層的俯視圖;圖9是顯示織物底層結(jié)構(gòu)的本發(fā)明三層造紙成形織物另一實施例的俯視圖;圖10是本發(fā)明三層造紙成形織物另一實施例的俯視圖;和圖11是圖10所示織物底層的俯視圖。
本發(fā)明詳述現(xiàn)在將參照顯示本發(fā)明實施例的附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。但是可以以許多不同方式實施本發(fā)明而并不限于這里公開的實施例;給出這些實施例的目的是使本領(lǐng)域的技術(shù)人員完全理解本發(fā)明的范圍。相同標(biāo)號表示相同部件。為清楚起見將一部分組成和層的尺寸和厚度進行了放大。
如上所述,本發(fā)明的三層造紙成形織物采用細(xì)上表面紗線作為MD紗線、CMD紗線和縫合紗線。在一些織物實施例中使用這些紗線使這些實施例提供理想性能和/或組合性能。例如,一些實施例可以降低孔隙率,從而提高操作中的排水。其他實施例最好降低厚度(特別是與其他三層織物相比),這有助于減少水和纖維輸送,因而提高運行效率和機器清潔度。此外,還可以提高這些織物的纖維支撐系數(shù)(“FSI”,由Robert L.Beran提出的方法;見Tappi Journal,1979,Vol 62,No.4“成形織物的評價和選擇(The Evaluation and Selection ofForming Fabrics)”,對FSI計算的解釋)而超過其他三層織物的支撐系數(shù)。在一些優(yōu)選實施例中,降低孔隙率和厚度并提高纖維支撐系數(shù)可以使這些實施例非常需要,特別是在高級紙張應(yīng)用中。
在本文采用的實施例中,頂部MD紗線的直徑一般在0.12至0.14mm之間,頂部CMD紗線的直徑在0.11至0.13mm之間,以及底部MD紗線的直徑一般在0.15至0.18mm之間。這些紗線可以織成三層織物,使得頂部MD和底部MD紗線的直徑比(“頂部MD/底部MD比”)在大約0.75至0.95之間,以及頂部MD紗線和頂部CMD紗線直徑之比(“頂部MD/頂部CMD比”)在大約0.8至1.1之間。在有些三層織造花紋中,具有符合保持上述比率的頂部MD紗線、底部MD紗線和頂部CMD紗線的三層織物可以實現(xiàn)上述類型的優(yōu)良性能和組合的方式交織和相互纏結(jié)。特別是,可以生產(chǎn)采用具有上述比率的紗線的織物,該織物具有低厚度(按照0.90mm至0.75mm的順序),孔隙率在大約34和42mm3/cm2之間,F(xiàn)SI在大約150和200之間或更高。優(yōu)選的頂部MD/底部MD比在大約0.75和0.90之間,最好在大約0.75和0.85之間。優(yōu)選的頂部MD/頂部CMD比在大約0.90和1.10之間,最好在大約0.90和1.05之間。
下面說明采用這些紗線直徑比率的本發(fā)明優(yōu)選實施例。
圖1和2顯示了20綜三層成形織物20,其中所示的為織物20的單個重復(fù)單元。如圖1所示,織物20的重復(fù)單元包括頂層21和底層81。頂層21包括10根頂部MD紗線22-40和10根頂部CMD紗線42-78。這些紗線交織,使得每根頂部CMD紗線以交替方式由頂部MD紗線的上面和下面穿過,并使每根頂部CMD紗線由相同頂部MD紗線的上面和下面穿過。例如,頂部CMD紗線42由頂部MD紗線22下面、由頂部MD紗線24上面、由頂部MD紗線26下面、由頂部MD紗線28上面穿過,依次類推,直到其由頂部MD紗線40上面穿過。類似地,頂部CMD紗線46由頂部MD紗線22下面、頂部MD紗線24上面、頂部MD紗線26下面、頂部MD紗線28上面穿過,依次類推,直到其由頂部MD紗線40上面穿過。
仍然參照圖1,頂層21還包括20根縫合紗線,以成對方式44a、44b-80a、80b表示的部分。這些縫合紗線用于將頂層21和底層81接結(jié)在一起??p合紗線成對設(shè)置在相鄰上底部CMD紗線之間;在每根縫合紗線對下面沒有底部CMD紗線,使得存在供縫合紗線縫合的空隙。例如,縫合紗線44a和44b設(shè)置在頂部CMD紗線42和46之間。(下面作詳細(xì)說明的)縫合紗線的纖維支撐部與頂部MD紗線交織以與頂部CMD紗線一起構(gòu)成頂層21中的平織花紋。應(yīng)該指出的是,當(dāng)上底部織物層21、81連接時,頂部CMD紗線基本直接設(shè)置在底部CMD紗線之上,使得在相鄰底部CMD紗線之間形成縫合紗線的上述空隙。
現(xiàn)在參照圖2,織物20的重復(fù)單元還包括底層81。重復(fù)單元包括與10根底部CMD紗線102-120交織的10根底部MD紗線82-100。每根底部MD和CMD紗線基本直接位于相應(yīng)頂部MD或CMD紗線之下。底部MD紗線與底部CMD紗線以一種方式交織,其中每根底部MD紗線由4根相鄰底部CMD紗線上面、緊接著的一根底部CMD紗線下面、緊接著的4根相鄰底部CMD紗線上面和緊接著的一根底部CMD紗線下面穿過。例如,底部MD紗線88經(jīng)過底部CMD紗線102、104、106、108上面、底部CMD紗線110下面、底部CMD紗線112、114、116、118上面以及底部CMD紗線120下面。其他底部MD紗線采用相同的“上4/下1/上4/下1”織造花紋,但是每根底部MD紗線在其織造順序中與其相鄰最近的底部MD紗線偏移三根底部CMD紗線。因此,底部MD紗線90(靠近底部CMD紗線88)經(jīng)過頂部CMD紗線102、104上面、底部CMD紗線106下面、底部CMD紗線108、110、112、114下面、底部CMD紗線116上面和底部CMD紗線118、120上面。這樣,穿過底部CMD紗線116下面的由底部MD紗線90構(gòu)成的底部MD“結(jié)(knuckle)”從穿過底部CMD紗線110下面的由底部MD紗線88構(gòu)成的底部“結(jié)”偏移三根下紗線。而且,縫合紗線44a、44b-80a、80b(下面將予以詳細(xì)說明)的接合部設(shè)置在每個相鄰底部CMD紗線對之間。
如圖1和2所示,相應(yīng)的縫合紗線對44a、44b-80a、80b與頂部MD紗線和底部MD紗線以下述方式交織。即重復(fù)單元的每根縫合紗線可以分成兩部分與頂部MD紗線交織的纖維支撐部和與底部MD紗線交織的接合部。它們在“過渡的”頂部MD紗線處分離,在該“過渡”頂部MD紗線下面一對縫合紗線中的一根與該對縫合紗線中的另一根交叉。每對縫合紗線彼此相互交織,使得該對紗線中一根紗線的纖維支撐部位于該對紗線中另一根的接合部之上。在所示的實施例中,每對的縫合紗線的纖維支撐部a(例,44a,48a,52a)以交替方式與5根頂部MD紗線(交替穿過三根頂部MD紗線上面和兩根頂部MD紗線下面)交織,該對縫合紗線的其他紗線(由“b”表示)穿過兩根頂部MD紗線上面,同時穿過位于這兩個MD紗線之間的頂部MD紗線下面。在其纖維支撐部,每個縫合紗線經(jīng)過頂部CMD紗線從下面經(jīng)過的頂部MD紗線的上面,并且經(jīng)過每根頂部CMD紗線從上面經(jīng)過的頂部MD紗線的下面。以這種方式,縫合紗線和頂部CMD構(gòu)成具有在造紙表面(即頂層21)(如圖1所示)上的頂部MD紗線的平織花紋。在其接合部,每根縫合紗線經(jīng)過重復(fù)單元中的一根底部MD紗線下面,使得由織物20底層81上的縫合紗線對形成“4上/1下”的花紋(見圖2)。在Ward的US5967195中詳細(xì)公開了該結(jié)構(gòu),其公開在這里整個引入作為參考。
參照圖1和2,靠近并處于上或底部CMD紗線對置側(cè)的縫合紗線對與上或底部MD紗線交織,使得縫合紗線對之間偏移兩根MD紗線。例如,縫合紗線44a由頂部MD紗線30、34和38上面和底部MD紗線84下面穿過。緊接著的一根“a”縫合紗線,縫合紗線48a,由頂部MD紗線34、38和22上面(使頂部MD紗線22成為對置側(cè)上的連續(xù)花紋)和由底部MD紗線88下面穿過。這樣,縫合紗線44a從縫合紗線48a偏移兩根頂部底部MD紗線。對于其他的縫合紗線遵循相同的兩MD紗線偏移。
由圖1和2所示,縫合紗線與上底部MD紗線交織成“反面緯紗(reversedpicks)”。Ward的US5967195中詳細(xì)公開了這一概念,這里不需要進一步說明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解,盡管示出的反面緯紗結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的結(jié)構(gòu),但是本發(fā)明還可以采用非反面緯紗織物。
表1中給出了織物20的紗線尺寸。
表1
采用這些尺寸,頂部MD/底部MD之比是0.764,頂部MD/頂部CMD之比是1.00。已經(jīng)給出了用這些紗線尺寸和比率交織的織物20,其孔隙率為42.7mm3/cm2、厚度為0.69mm和纖維支承系數(shù)為193。因此,與現(xiàn)有的三層織物相比,本實施例可以提供改進的孔隙率、厚度和織物支承。
圖3給出了本發(fā)明的其他20綜三層織物的實施例20’??椢?0’包括在織造花紋上與圖1所示實施例相同的頂層。織物20’的底層120b包括與20根底部CMD紗線131-150交織的10根底部MD紗線82’-100’。織物20’還包括與頂部和底部織物層交織的10對縫合紗線44a’、44b’-80a’、80b’。
底部MD紗線82’-100’以與圖1所示織物20相同的“4上/1下”的順序與底部CMD紗線131-150交織;但是,織物20’中的底部CMD紗線是織物20的兩倍,使得底部CMD紗線呈現(xiàn)在每對縫合紗線之下。在本實施例中,縫合紗線對44a’、44b’-80a’、80b’以與織物20相同的花紋與頂部MD紗線和底部MD紗線交織;但是在織物20’中,每對縫合紗線當(dāng)穿過底部MD紗線下面時彼此分離,使該對縫合紗線中的一根紗線從位于該對紗線下面的底部CMD紗線一側(cè)穿過,而縫合紗線中的另一根縫合紗線在底部CMD紗線的另一側(cè)上穿過。例如,當(dāng)縫合紗線44a’由最靠近底部CMD紗線的底部CMD紗線133側(cè)面穿過時,它由底部MD紗線84’下面穿過。相反,當(dāng)縫合紗線44b’(與縫合紗線44a’配對)由最靠近底部CMD紗線132的底部CMD紗線133側(cè)面穿過時,它由底部MD紗線94’下面穿過。以該方式,縫合紗線44a’、44b’可以保持其處于頂部織物層上的頂部CMD紗線42、46之間的中心位置。
表2中給出了所示織物20’的紗線尺寸。
表2
圖4中示出了20綜三層成形織物(通常由130表示)的另一實施例。織物130的頂層與圖1和2中的織物20的頂層相同,但是底層130b不同之處在于底部CMD紗線是成對的。
織物130的底部織物層的重復(fù)單元包括與一組底層CMD紗線151-170交織的一組底部MD紗線82”-100”。如圖4所示,包括一組底層CMD紗線151-170的紗線成對地與一組底層MD紗線82”-100”交織。包括一對紗線的每根紗線在織物梭口織造一起,因此形成每個這些成對底部織物層CMD紗線(如151/152對)的紗線在織物中具有相同織造花紋。通過“在相同梭口中織造”,意味著紗線彼此靠近地進行織造并具有關(guān)于其織造所使用的MD紗線的相同織造花紋。這里需指出的是,除非上下文需要,否則“成對的底部織物層CMD紗線”的標(biāo)記指的是由在相同梭口中織造的兩根紗線構(gòu)成的單紗線。因此,如果成對底部織物層CMD紗線被處理成單根紗線,則具有以1×4斜紋圖案織造的成對底部織物層CMD紗線的織物指的是以1×4斜紋圖案織造的織物。
在圖4中,底層MD紗線82”-100”與包括一組底層CMD紗線151-170的成對紗線以1×4斜形花紋交織,表示紗線對151/152-169/170中的每對紗線由一個底部MD紗線上面、緊接著4個底部MD紗線下面、緊接著一個底部MD紗線上面和緊接著4個底部MD紗線下面穿過。例如,底部CMD紗線對151/152由底部MD紗線82”上面、底部MD紗線84”-90”下面、底部MD紗線92”上面和底部MD紗線94”-100”下面穿過。其他成對的底部織物層CMD紗線具有相同的“1上/4下”織造花紋,但是對于相鄰成對底層CMD紗線該花紋偏移兩根底層MD紗線。因此,例如成對底部織物層CMD紗線153/154由底部MD紗線86”和96”之上穿過,而相鄰成對底部織物層CMD紗線135/136由底部MD紗線90”和100”上面穿過。
頂部織物層(圖1所示)和底部織物層130b(圖4所示)與10個縫合紗線對44a”、44b”-80a”、80b”交織在一起。這些縫合紗線對成對位于該組頂層CMD紗線22-40的相鄰紗線之間。例如,縫合紗線對44a”、44b”位于頂部CMD紗線42和46之間以及成對底部織物層CMD紗線151/152和153/154之間。由于具有圖1和2所示的織物,縫合紗線與頂部MD紗線和底部MD紗線交織以將頂部織物層21’和底部織物層30’結(jié)合在一起??p合紗線44a”、44b”-80a”、80b”以反向緯紗結(jié)構(gòu)織造,但是還可以以非反向緯紗結(jié)構(gòu)織造該實施例。
表3中給出了所示織物130的紗線尺寸。
表3
圖5和6示出了本發(fā)明另一實施例20綜多層成形織物200,其中顯示了織物的單重復(fù)單元。織物200的重復(fù)單元包括10根頂部MD紗線211-220、10根底部MD紗線221-230、10根底部CMD紗線231-240和縫合紗線對241a、241b至250a、250b。
首先參照圖6,顯示了織物200底層200b的重復(fù)單元。底層MD紗線221-230與底部CMD紗線231-240以類似于圖1-4所示織物的斜花紋交織,使每個底部CMD紗線由一根底部MD紗線上面、4根底部MD紗線下面穿過,然后重復(fù)該“1上/4下”的花紋。例如,底部CMD紗線231由底部MD紗線221上面、底部MD222-225紗線下面、底部MD紗線226上面和底部MD紗線227-230下面穿過。其他底部CMD紗線形成“1上/4下”的織造花紋,但是每根CMD紗線從其最近底部CMD紗線偏移兩根底部MD紗線。因此,底部CMD紗線232由底部MD紗線221和222下面、底部MD223紗線上面、底部MD紗線224-227下面、底部MD紗線228上面和底部MD紗線229和230下面穿過。這樣,底部MD紗線223穿過底部CMD紗線232形成的“結(jié)”從底部MD紗線221穿過底部CMD紗線231形成的“結(jié)”偏移兩個底部MD紗線。
參照圖5,織物200的頂層200a由頂部MD紗線和縫合紗線對的纖維支撐部構(gòu)成。如圖5所示,縫合紗線的纖維支撐部和頂部MD紗線結(jié)合以構(gòu)成平織造上表面??梢酝ㄟ^圖5理解縫合紗線和上底部MD紗線的交織。
象圖1-4所示的織物,織物200重復(fù)單元的每根縫合紗線可以再分為兩部分與頂部MD紗線交織的纖維支撐部和與底部MD紗線交織的接合部。這些紗線在“過渡的(transitional)”頂部MD紗線處分離,在該頂部MD紗線下面,每對縫合紗線中的一根穿過該對紗線中的另一根。每對縫合紗線彼此交織,使得該對紗線的一根的支撐部位于該對紗線的另一根的接合部。每對縫合紗線的纖維支撐部表示為“a”(如241a、242a、243a),它們以交替方式與5根頂部MD紗線(交替穿過三根頂部MD紗線上面和兩根頂部MD紗線下面)交織,縫合紗線對的另一根(表示為“b”)穿過兩根頂部MD紗線上面,同時穿過位于這兩根MD紗線之間的頂部MD紗線下面。在其纖維支撐部中,每根縫合紗線從頂部MD紗線上經(jīng)過,相鄰對的縫合紗線的纖維支撐部從該頂部MD紗線下面經(jīng)過,然后該每根縫合紗線從頂部MD紗線的下面,相鄰對的縫合紗線的纖維支撐部從該頂部MD紗線的上面經(jīng)過。以此方式,縫合紗線構(gòu)成具有頂部MD紗線的平織造花紋(見圖5)。
在其接合部,每根縫合紗線穿過重復(fù)單元中的一根底部MD紗線下面。每根縫合紗線穿過位于由相鄰底部MD紗線構(gòu)成的兩結(jié)子之間的底部MD紗線下面,該底部MD紗線在夾著該縫合紗線的底部CMD紗線之上??p合紗線對的組合接合部形成織物10下表面上的“4上/1下”的花紋(見圖6)。
通過縫合紗線249a、249b與上底部MD紗線交織來說明交織縫合紗線的織造花紋。在其纖維支撐部,縫合紗線249a穿過頂部MD紗線211、213和215上面和頂部MD紗線212和214下面。然后它穿過過渡頂部MD紗線216下面和底部MD紗線226上面。在其接合部,縫合紗線249a在頂部MD紗線217至219下面穿過,同時在底部MD紗線227和229上面和底部MD紗線228下面穿過以縫合底層織物200??p合紗線249a接著在頂部過渡MD紗線220和底部MD紗線230之間穿過。將縫合紗線249b進行交織,使其接合部位于縫合紗線249a的接合部之下;縫合紗線249b穿過頂部MD紗線211至215下面,同時穿過底部MD紗線221、222、224、225上面和底部MD紗線223下面。在其纖維支撐部,縫合紗線249b穿過頂部MD紗線217上面、頂部MD紗線218下面和頂部MD紗線219上面,并且穿過過渡頂部MD紗線220下面以使通過縫合紗線249a形成的連續(xù)的交替織造。
如圖5和6所示,其他縫合紗線對遵循縫合紗線249a、249b彼此的上述相同花紋,相鄰的縫合紗線對偏移三根MD紗線。例如,縫合紗線241a穿過頂部MD紗線215、217和219上面和底部MD紗線232下面??p合紗線242a穿過頂部MD紗線212、214和216上面和底部MD紗線239下面。這樣,縫合紗線242a從縫合紗線243a偏移三根上底部MD紗線。相同的三根MD紗線偏移接著用于其他縫合紗線的交織。
在圖5和6中還可以看到,縫合紗線對與上底部MD紗線交織,使得每個“a”紗線(穿過三根頂部MD紗線的縫合紗線)位于兩根“b”紗線(穿過兩根頂部MD紗線上面的縫合紗線)之間,每根“b”紗線位于兩根“a”紗線之間。這種布置由縫合紗線對241a、241b、242a、242b的抽驗得以證明。如圖5和6所示,縫合紗線241b位于縫合紗線241a和242a之間,縫合紗線242a位于縫合紗線241b和242b之間。Ward的US5881764中詳細(xì)描述了這一結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)點,在此本文結(jié)合其公開的全部內(nèi)容。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員還會理解,可以構(gòu)成其中將縫合紗線分成纖維支撐部和接合部的其他平織造花紋。例如,織物可以包括頂層,其中一對中的每根縫合紗線在其纖維支撐部穿過兩根、三根、四根或更多根頂部MD紗線上面。該縫合紗線可以穿過不同數(shù)量的頂部MD紗線上面,或者可以穿過相同數(shù)量的頂部MD紗線上面。當(dāng)然,在該縫合紗線接合部中的底部結(jié)位置的適當(dāng)調(diào)整應(yīng)該隨上表面的縫合紗線花紋變化而進行。
表4中給出了所示織物200的紗線尺寸。
表4
現(xiàn)在參照圖7和8,顯示了另一三層織物300的實施例。三層織物300包括頂層300a和底層300b。頂層300a包括與十根頂部CMD紗線311-320交織的十根頂部MD紗線301-310,以及五對縫合紗線321a、321b-325a、325b。頂部CMD紗線和縫合紗線是這樣布置的,即,一對縫合紗線遵循在一個重復(fù)圖案中每隔兩根頂部CMD紗線;例如,頂層300a依次包括頂部CMD紗線311、頂部CMD紗線312、縫合紗線對321a、321b、頂部CMD紗線313、頂部CMD紗線314、縫合紗線對322a、322b等等。盡管用縫合紗線對僅代替每個第三根頂部CMD紗線,但是頂部CMD紗線和縫合紗線的纖維支撐部與頂部MD紗線交織以與圖1中所示和上述的織物20的相同的方式形成平織造表面。
現(xiàn)在參照圖8,底層300b包括與十根底部CMD紗線341-350交織的十根底部MD紗線331-340。底部MD紗線關(guān)于底部CMD紗線的織造花紋是這樣的,即,每根底部CMD紗線遵循一關(guān)于底部MD紗線的1上/1下/1上/1下”的花紋。例如,底部CMD紗線346穿過底部MD紗線331上面、底部MD紗線332下面、底部MD紗線333上面和底部MD紗線334-340下面。相鄰底部CMD紗線彼此偏離三根底部MD紗線;這樣,靠近底部CMD紗線346的底部CMD紗線347穿過底部MD紗線334和336上面,其每一限與上面穿過底部CMD紗線346的底部MD紗線331、334相距三根底部CMD紗線。該花紋中底部CMD紗線構(gòu)成由底部MD紗線形成的兩底側(cè)結(jié)之間的底側(cè)結(jié),該花紋具有在共同轉(zhuǎn)讓和未審結(jié)的于2000年5月26日申請的序列號為09/579,549的美國專利申請中描述的性能優(yōu)點,其公開在這里整個引入作為參考。
當(dāng)?shù)讓?00b與頂層300a相連,每根底部CMD紗線基本直接位于相應(yīng)頂部CMD紗線的下面。沒有基本直接位于縫合紗線對下面的底部CMD紗線,由此形成縫合紗線可以編制在底部CMD紗線下面的空間。
表5給出了所示織物300的紗線尺寸。
表5
圖9中給出了本發(fā)明另一20綜織物300’的實施例。頂層織物300’與圖7中所示的頂層織物300相同??椢?00’的底層300b’與圖3所示的織物20’的底層非常相似,包括縫合紗線下面的底部CMD紗線,使得在重復(fù)單元中十根底部MD紗線331’-340’與15根底部CMD紗線351-365以1×4斜花紋交織??p合紗線321a、3211-325a、325b以上述織物300的方式交織在頂層中。在底層300b’中,縫合紗線與一根底部MD紗線交織,但是穿過位于該對紗線下面的底部CMD紗線的相對側(cè)(這一關(guān)系與圖3所示織物20’的上述關(guān)系相同)。作為示例,縫合紗線321a’穿過底部MD紗線338’下面,同時穿過靠近底部CMD紗線342的底部CMD紗線343側(cè)面,縫合紗線321b’穿過靠近底部CMD紗線344的底部MD紗線333’下面。
表6中給出了所示織物300’的紗線尺寸。
表6
圖10和11給出了本發(fā)明另一實施例16綜三層織物400??椢?00包括頂部織物層401和底部織物層451。頂部織物層401包括與12根頂部CMD紗線420-448和四對縫合紗線426a、426b-450a、450b交織的八根頂部MD紗線402-416。頂部MD紗線和頂部CMD紗線以平織造花紋交織,使縫合紗線位于三根相鄰頂部CMD紗線組之間并且與頂部MD紗線以平織造花紋交織。上面公開了通過頂部MD紗線、頂部CMD紗線和縫合紗線的結(jié)合在頂層上形成平織造表面的方式,本文由此結(jié)合Osterberg的US4501113和Ward的US5967195中公開的全部內(nèi)容。
底部織物層451(圖10)包括與16根CMD紗線460-475交織的8根底部MD紗線452-459。底部織物層451的織造花紋使每根底部MD紗線穿過三根相鄰下CMD紗線上面、一根底部CMD紗線下面、三根相鄰底部CMD紗線上面和另一根下CMD紗線下面。相鄰底部MD紗線彼此偏移三根底部CMD紗線。例如,底部MD紗線452穿過底部CMD紗線460、464、468和472下面,同時相鄰底部MD紗線453穿過底部CMD紗線463、467、471和475。
應(yīng)該指出的是,每個縫合紗線對的每根紗線穿過一根底部MD紗線作為重復(fù)單元的部分。例如,縫合紗線426a、426b分別穿過下MD紗線455、459下面。緊接著的一個縫合紗線對穿過偏移兩根底部MD紗線的底部MD紗線下面,這樣縫合紗線434a、434b分別穿過底部MD紗線453、457下面。還應(yīng)該指出的是,在所示的優(yōu)選實施例中,有與底部CMD紗線相同數(shù)量的頂部CMD紗線(為了進行計算假設(shè)每個縫合紗線對用作一根頂部CMD紗線),每個底部CMD紗線位于相應(yīng)頂部CMD紗線或縫合紗線下面。結(jié)果,當(dāng)縫合紗線對的紗線與底部MD紗線交織時,必須占據(jù)兩相鄰底部CMD紗線之間的空間。例如,結(jié)接紗線426a、426b位于底部CMD紗線463之上,但是當(dāng)這些結(jié)接紗線分別與下紗線408和416交織時,它們占據(jù)底部CMD紗線462和463之間的空間。另外,底層451可以省略每個第四根CMD紗線,使得在縫合紗線下面沒有CMD紗線,其結(jié)果是,縫合紗線占據(jù)省略底部CMD紗線所留出的空間。
表7中給出了所示織物400的紗線尺寸。
表7
上述實施例為本發(fā)明所包括的三層成形織物。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解本發(fā)明的三層織物還可以織造成不同于這里所示的結(jié)構(gòu)。例如,本發(fā)明的織物可以包含在重復(fù)單元中的不同數(shù)量紗線。在20綜(圖1至9的實施例)或16綜(圖10和11的實施例)上編出所示的實施例。當(dāng)然,基于所示織造花紋的原理還可以在編織于18、28或30綜上的其它三層織物中實現(xiàn)。
此外,本發(fā)明的三層織物所采用的織造花紋可以不同于這里所示的花紋。例如,底層織物的結(jié)構(gòu)可以具有不同于所示的結(jié)構(gòu)。例如,可以在24綜上織造三層織物,其中底部織物層包括12根底部MD紗線和12根底部CMD紗線。在這樣的織物中,通過示例的方式,每根底部CMD紗線可以采用關(guān)于底部CMD紗線的“6上/1下/4上/1下”的花紋,相鄰MD紗線彼此偏移5根CMD紗線。Ward的US5967195中公開了這樣的底層示例。作為底層具有不同重復(fù)花紋的三層織物的另一個示例,三層織物可以在20綜上織造,其中底部織物層包括10根底部MD紗線和10根底部CMD紗線,使每根底部CMD紗線具有關(guān)于底部CMD紗線的“5上/1下/3上/1下”花紋,并使相鄰MD紗線彼此偏移4根CMD紗線。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會明白有適于與本發(fā)明三層織物一起使用的多種其他底層結(jié)構(gòu),包括上述共同轉(zhuǎn)讓和未審結(jié)的申請?zhí)枮?9/579,549的美國專利申請中示出的那些結(jié)構(gòu)。
此外,本發(fā)明的三層織物還可不同于所示的那些結(jié)構(gòu)的包括頂層結(jié)構(gòu)。例如可以使用在其上表面中使用12根頂部MD紗線、6根頂部CMD紗線和6個縫合紗線對的24綜織物。上述Ward的US5967195中公開了這樣的織物示例。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見有其他示例。最好頂面采用“完成”織物上表面的“織造”的縫合紗線,使頂部CMD紗線和縫合紗線對的纖維支撐部具有相同織造花紋以構(gòu)成一體的造紙表面,最好織物的頂面采用縫合紗線和頂部CMD紗線構(gòu)成平織造表面。
此外,本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解本發(fā)明的織物在重復(fù)單元中具有不同數(shù)量的上底部CMD紗線;例如可以有底部CMD紗線的1.5倍、兩倍或三倍頂部CMD紗線,如在圖3和9所示的織物中,可以有相等數(shù)量的頂部和底部CMD紗線(假設(shè)將縫合紗線對看作一根頂部CMD紗線)。在本實施例中,有相同數(shù)量的頂部和底部CMD紗線,使得縫合紗線對位于底部CMD紗線上面,最好一對縫合紗線編織在支撐的底部CMD紗線的相對側(cè)。
在本發(fā)明織物中采用的紗線結(jié)構(gòu)可以根據(jù)最終造紙用織物所要求的特性而變化。例如,紗線可以為復(fù)絲、單絲紗、加捻的復(fù)絲或單絲紗、細(xì)紗或其任何組合。而且,包括本發(fā)明織物中所采用紗線的材料可以是造紙用織物中通常使用的那些材料。例如紗線可以由聚丙烯、聚酯、芳族聚酰胺、尼龍或類似物構(gòu)成。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)最終織物的特殊應(yīng)用選擇紗線材料。特別是,最好選擇由聚酯或尼龍構(gòu)成的圓單絲紗線。
上述實施例以圖示說明的方式公開了本發(fā)明,但本發(fā)明不限于此。本發(fā)明由下面的權(quán)利要求限定,其中包括該權(quán)利要求的等同物。
權(quán)利要求
1.一種三層造紙用織物,包括一組機器方向頂部紗線;一組與所述機器方向頂部紗線交織以形成頂部織物層的機器橫向頂部紗線;一組機器方向底部紗線;一組與所述機器方向底部紗線交織以形成底部織物層的機器橫向底部紗線;多根與所述頂部和底部織物層交織的縫合紗線;其中一對第一和第二縫合紗線位于相鄰的機器橫向頂部紗線對之間,每對的所述第一和第二縫合紗線與所述機器方向頂部和底部紗線交織,使得當(dāng)所述第一縫合紗線的纖維支撐部與所述機器方向頂部紗線交織,所述第二縫合紗線的接合部位于所述機器方向頂部紗線下面,并使得所述第二縫合紗線的纖維支撐部與所述機器方向頂部紗線交織,所述第一縫合紗線的接合部位于所述機器方向頂部紗線下面,并使得所述第一和第二縫合紗線在其穿過過渡機器方向頂部紗線下面時彼此交叉,并使得所述第一和第二縫合紗線的每個所述接合部穿過至少一個所述機器方向底部紗線;其中所述機器方向頂部紗線、所述機器橫向頂部紗線和所述縫合紗線的所述纖維支撐部交織以構(gòu)成平織造表面;以及其中所述機器方向頂部紗線具有第一直徑,所述機器方向底部紗線具有第二直徑,并且所述機器橫向頂部紗線具有第三直徑,所述第一直徑和第二直徑之比在大約0.75和0.95之間,所述第一直徑和第三直徑之比在大約0.8和1.1之間。
2.如權(quán)利要求1所述的三層織物,其中所述第一縫合紗線的所述纖維支撐部穿過第一數(shù)量的所述機器方向頂部紗線的上面,所述第二縫合紗線的所述纖維支撐部穿過第二數(shù)量的所述機器方向紗線的上面,并且所述第一數(shù)量不同于所述第二數(shù)量。
3.如權(quán)利要求1所述的三層織物,其中構(gòu)成普通機器橫向底部紗線下面的機器方向結(jié)的所述機器方向底部紗線對彼此由一根機器方向底部紗線隔開。
4.如權(quán)利要求1所述的三層織物,其中所述機器方向底部紗線和機器橫向底部紗線以斜紋交織。
5.如權(quán)利要求1所述的三層織物,其中一個所述縫合紗線對位于每相鄰機器方向頂部紗線對之間。
6.如權(quán)利要求1所述的三層織物,其中所述重復(fù)單元包括等數(shù)量機器橫向頂部紗線和機器橫向底部紗線。
7.如權(quán)利要求1所述的三層織物,其中所述重復(fù)單元包括等數(shù)量的a機器橫向頂部紗線和縫合紗線對以及b機器橫向底部紗線。
8.如權(quán)利要求7所述的三層織物,其中每個所述縫合紗線對位于機器橫向底部紗線上面。
9.如權(quán)利要求8所述的三層織物,其中在設(shè)有第一縫合紗線的機器橫向底部紗線一側(cè)上,每對的第一縫合紗線與機器方向底部紗線交織,以及在設(shè)有第二縫合紗線的機器橫向底部紗線相對側(cè)上,該對的第二縫合紗線與機器方向底部紗線交織。
10.如權(quán)利要求1所述的三層織物,其中所述織物的孔隙率在大約34mm3/cm2和42mm3/cm2之間。
11.如權(quán)利要求1所述的三層織物,其中所述織物的纖維支撐系數(shù)在大約150和200之間。
12.如權(quán)利要求1所述的三層織物,其中所述織物的厚度在大約0.60mm和0.75之間。
13.如權(quán)利要求1所述的三層織物,其中所述重復(fù)單元包括8至12根機器方向頂部紗線和8至12根機器方向底部紗線。
14.一種三層造紙用織物,包括一組機器方向頂部紗線;一組與所述機器方向頂部紗線交織以形成頂部織物層的機器橫向頂部紗線;一組機器方向底部紗線;一組與所述機器方向底部紗線交織以形成底部織物層的機器橫向底部紗線;多根與所述頂部和底部織物層交織的縫合紗線;其中一對第一和第二縫合紗線位于相鄰的機器橫向頂部紗線對之間,每對的所述第一和第二縫合紗線與所述機器方向頂部和底部紗線交織,使得當(dāng)所述第一縫合紗線的纖維支撐部與所述機器方向頂部紗線交織,所述第二縫合紗線的接合部位于所述機器方向頂部紗線下面,并使得所述第二縫合紗線的纖維支撐部與所述機器方向頂部紗線交織,所述第一縫合紗線的接合部位于所述機器方向頂部紗線下面,并使得所述第一和第二縫合紗線在其穿過過渡機器方向頂部紗線下面時彼此交叉,并使得所述第一和第二縫合紗線的每個所述接合部穿過至少一個所述機器方向底部紗線的下面;其中所述機器方向頂部紗線、所述機器橫向頂部紗線和所述縫合紗線的所述纖維支撐部交織以構(gòu)成平織造表面;以及其中所述機器方向頂部紗線具有第一直徑,所述機器方向底部紗線具有第二直徑,并且所述機器橫向頂部紗線具有第三直徑,所述第一直徑和第二直徑之比在大約0.75和0.95之間,所述第一直徑和第三直徑之比在大約0.8和1.1之間;以及其中所述織物的孔隙率在大約34mm3/cm2和42mm3/cm2之間、纖維支撐系數(shù)在大約150和200之間、厚度在大約0.60mm和0.75mm之間。
15.如權(quán)利要求14所述的三層織物,其中所述第一縫合紗線的所述纖維支撐部穿過第一數(shù)量的所述機器方向頂部紗線的上面,所述第二縫合紗線的所述纖維支撐部穿過第二數(shù)量的所述機器方向紗線的上面,并且所述第一數(shù)量不同于所述第二數(shù)量。
16.如權(quán)利要求14所述的三層織物,其中構(gòu)成普通機器橫向底部紗線下面的機器方向結(jié)的所述機器方向底部紗線對彼此由一根機器方向底部紗線隔開。
17.如權(quán)利要求14所述的三層織物,其中所述機器方向底部紗線和機器橫向底部紗線以斜紋交織。
18.如權(quán)利要求14所述的三層織物,其中一個所述縫合紗線對位于每相鄰機器方向頂部紗線對之間。
19.如權(quán)利要求14所述的三層織物,其中所述重復(fù)單元包括等數(shù)量的機器橫向頂部紗線和機器橫向底部紗線。
20.如權(quán)利要求14所述的三層織物,其中所述重復(fù)單元包括等數(shù)量的a機器橫向頂部紗線和縫合紗線對以及b機器橫向底部紗線。
21.如權(quán)利要求20所述的三層織物,其中每個所述縫合紗線對位于機器橫向底部紗線上面。
22.如權(quán)利要求21所述的三層織物,其中在設(shè)有第一縫合紗線的機器橫向底部紗線一側(cè)上,每對的第一縫合紗線與機器方向底部紗線交織,以及在設(shè)有第二縫合紗線的機器橫向底部紗線相對側(cè)上,該對的第二縫合紗線與機器方向底部紗線交織。
23.一種三層造紙用織物,包括一組機器方向頂部紗線;一組與所述機器方向頂部紗線交織以形成頂部織物層的機器橫向頂部紗線;一組機器方向底部紗線;一組與所述機器方向底部紗線交織以形成底部織物層的機器橫向底部紗線;多根與所述頂部和底部織物層交織的縫合紗線;其中一對第一和第二縫合紗線位于相鄰的機器橫向頂部紗線對之間,每對的所述第一和第二縫合紗線與所述機器方向頂部和底部紗線交織,使得當(dāng)所述第一縫合紗線的纖維支撐部與所述機器方向頂部紗線交織,所述第二縫合紗線的接合部位于所述機器方向頂部紗線下面,并使得所述第二縫合紗線的纖維支撐部與所述機器方向頂部紗線交織,所述第一縫合紗線的接合部位于所述機器方向頂部紗線下面,并使得所述第一和第二縫合紗線在其穿過過渡機器方向頂部紗線下面時彼此交叉,并使得所述第一和第二縫合紗線的每個所述接合部穿過至少一個所述機器方向底部紗線;其中所述機器方向頂部紗線、所述機器橫向頂部紗線和所述縫合紗線的所述纖維支撐部交織以構(gòu)成平織造表面;以及其中所述機器方向頂部紗線具有第一直徑,所述第一直徑在大約0.12至0.14mm之間,所述機器方向底部紗線具有第二直徑,所述第一直徑在大約0.15至0.18mm之間,并且所述機器橫向頂部紗線具有第三直徑,所述第三直徑在大約0.11至0.13mm之間。
24.如權(quán)利要求23所述的三層織物,其中所述第一直徑和所述第二直徑之比在大約0.75和0.95之間,所述第一直徑和所述第三直徑之比在大約0.8和1.1之間。
25.如權(quán)利要求24所述的三層織物,其中所述織物的孔隙率在大約34mm3/cm2和42mm3/cm2、纖維支撐系數(shù)在大約150和200之間、厚度在大約0.60mm和0.75mm之間。
全文摘要
一種三層成形用織物,包括一組機器方向頂部紗線;一組與所述機器方向頂部紗線交織以形成頂部織物層的機器橫向頂部紗線;一組機器方向底部紗線;一組與機器方向底部紗線交織以形成底部織物層的機器橫向底部紗線;多根與所述頂部和底部織物層交織的縫合紗線;該第一和第二縫合紗線在其穿過過渡機器方向頂部紗線下面時彼此交叉,并且該第一和第二縫合紗線的每個接合部穿過至少一個所述機器方向底部紗線下面。該機器方向頂部紗線、該機器橫向頂部紗線和該縫合紗線的該纖維支撐部交織以構(gòu)成平織組織表面。該機器方向頂部紗線具有第一直徑,該機器方向底部紗線具有第二直徑,并且該機器橫向頂部紗線具有第三直徑,該第一直徑和第二直徑之比在大約0.75和0.95之間,該第一直徑和第三直徑之比在大約0.8和1.1之間。
文檔編號D21F1/10GK1400346SQ02141980
公開日2003年3月5日 申請日期2002年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月21日
發(fā)明者B·H·P·特羅頓 申請人:韋弗艾克斯公司