CN1989295A - 用于输送皮带及压榨织物应用的半渗透织物 - Google Patents

Abstract

一种纸机织物(110)，通过将若干层(120、130、140、150)以预定方式排列而形成，其中至少一层(140)包括织造、针织或编织的材料，并且具有第一熔点温度，以及，其中各其余层(120、130、150)具有的熔点温度高于该第一熔点温度；并且将所述若干层加热到至少等于所述第一熔点温度并且低于各其余层熔点温度的温度，使得所述至少一层熔融，而其余层不会熔融。

Description

用于输送皮带及压榨织物应用的半渗透织物

技术领域

本发明涉及造纸技术。更具体地，本发明涉及用于输送皮带及压榨织物应用的纸机织物。

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。

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毛层的织造底布。底布可由单丝纱线、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。

机织物本身具有许多不同的形式。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，其中底布的横向边缘设有使用其机器方向(MD)纱线所形成的缝合环圈。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缝合环圈。以这种方式生产的底布，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，将两横向边缘拉到一起，使边缘处的缝合环圈指状交叉，然后用所谓的针或销线穿入指状交叉的缝合环圈所形成的通道中。

此外，织造底布可通过下述方式层叠而成：将一底布放置于由另一底布形成的无端环内，然后针刺短纤维毛层穿透这些底布，以将其彼此连接。织造底布之一或两者可为可机上缝合类型。

无论哪种方法，织造底布都呈无端环的形式，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。显然，因为每一织物必须特别地按定单制作，此需求使生产流程很难流水化。

为了以各种长度和宽度更快更有效率地生产压榨织物，近年来使用Rexfelt等发明人共同转让的美国专利5,360,656中披露的螺旋缠绕技术制造压榨织物，其内容在此以引用方式并入本文。

美国专利5,360,656示出一种压榨织物，其包含针刺有一层或多层短纤维材料的底布。该底布包含至少一个由螺旋缠绕的织造织物条带所组成的层，该织物条带的宽度小于底布的宽度。此底布在纵向或机器方向上是环状的。螺旋缠绕条带长度方向上的纱线与该压榨织物的纵向形成一角度。织造织物条带可以在比常规用于制造纸机织物的织机更窄的织机上平织而成。

该底布包含多个螺旋缠绕并接合的相对窄织造物条带捻圈。该织物条带由纵向(经)及横向(纬)纱织造而成。螺旋缠绕织物条带的相邻捻圈可相互抵邻，如此形成的螺旋连续接缝可通过缝纫、缝合、熔接、焊接(例如超声波)或胶合的方法来封闭。或者，相邻螺旋捻圈的邻接纵向边缘部分也可重迭方式布置，只要边缘具有减薄的厚度从而不会增加重迭区域的厚度即可。此外，可在条带边缘处增加纵向纱之间的间隔，从而，当相邻的螺旋捻圈被重迭布置时，在重迭区域中的纵向线之间的间隔可不变。

此外，输送皮带涉及造纸机的部分之间或部分的组件(例如压榨部中各压榨机)之间纸张的输送。输送皮带可设计成承载纸张穿过造纸机的部分，并使纸张脱水。

如上所述，所有纸机织物的主要功能在于去除纸张的水分。进一步，诸如光滑的表面以及均一性等的特征是纸机织物所考虑到的重要因素。纸机织物的表面构造对纸张产品的质量有影响。因此努力制造更光滑的纸张接触表面。不过，纸机织物的表面光滑度或压力均一性受限于针刺毛层下方的织造图案以及纤维丝物理性能所得到的几何形状。在织造织物(或针织物)内，光滑度本质上受限于在交错纱线的交叉点上形成的结节。如此，需要具有优异光滑度特性与均一性的织物。

现有技术包括在纸机织物内的熔融非织造材料，诸如纤维毛层材料或纺粘材料层。纤维在针刺毛层内的位置与布置并不均一，无法预知并且各织物之间无法重复。如果使用“可熔融”材料的薄膜，因为薄膜通常会在热源的方向流动，因而效果与上述情况类似。总之，该流动倾向于非均匀性流动，加上这些现有技术的薄膜或“外皮(sheath)”对遮挡压力分布几乎起不到作用，这种压力分布不均匀归因于组成压榨织物支撑结构的底布。

例如，美国专利4,565,735为一种造纸机条带，具有针刺到织造底布的一或两侧上的压缩毛层。该毛层由至少两种纤维的混合物形成。第一种的量很少，并且熔点低于毛层及底布其余部分。该条带加热至此低熔点之上的温度，并且第一纤维熔融，使其余部分接合到一起，并且与底布接合。虽然在纤维至纤维接合方面已经有一些局部改善，不过对于改善表面光滑度或底布遮蔽方面则几乎没有改善。

美国专利4,830,915为造纸机湿压榨带，具有多层非织造毛层纤维，其间交替置有聚合物网眼织物。网眼层的熔点低于毛层的熔点。这些层可通过针刺、缝纫、加热或这些方式的组合来固定。优选地，各网眼层为非织造网。在成形期间，可将条带加热至聚合物网眼织物的软化温度以上。然而，并未示出条带已经加热至聚合物网眼织物的熔点。结果，不会提供光滑度及/或压力均一性。

DE29706427U1涉及造纸机内使用的弹性带。该带的至少一侧具有不渗透层，并且具有回弹性可压缩能力，包括纤维结构体，特征在于通过使带一侧上纤维结构体的纤维熔融来形成不渗透层。纤维层或非织造垫构造体包括热塑性可变形线或热熔粘合线的预定部分。如之前所提及，纤维在非织造垫内的位置与布置并不均一，无法预知并且各织物之间无法重复。还披露了由所谓的双组分线形成的织造层。这些线都放置在可熔聚合物的外皮内。在热影响下，上述外皮熔融，而线本身则不受影响。如此制造的熔融材料负责用于粘合连接。热塑性可变形线不能提供优异的光滑度特性，这是因为只有外皮熔融并且熔融之后还留下芯。

此外，美国专利5,298,124(转让给Albany InternationalCorporation)说明一种输送皮带，该专利的教导内容以引用方式并入本文。该输送皮带可具有这样一种表面几何形状，特征在于对压力敏感、可复原的粗糙程度，这样，当在压榨压区被压缩时，粗糙程度就会降低，从而在输送皮带与纸张之间形成连续的薄水膜，让纸张在离开压榨压区时粘在输送皮带上。在离开压区之后恢复原来的粗糙程度时，可藉由少量真空或吸引力的协助，使纸张离开输送皮带到达可渗透织物，诸如干燥织物。

美国专利5,298,124所披露的纸张输送皮带可包括具有纸张侧以及背面的增强基底，并且可在纸张侧上具有聚合物涂层，该聚合物涂层包括具有至少一种聚合物链节的平衡分布。该平衡分布采用聚合物基体的形式，可包括疏水性与亲水性聚合物链节。该聚合物涂层也可包括特定填料。该增强基底设计成防止输送皮带的纵向与横向变形，并且可为织造织物，此外，其可为环状，或可在安装于造纸机上时缝合以封闭成环状。该增强基底可具有通过针刺附加到背面的一或多个纤维毛层。纤维毛层，也可称为针刺网，附加至增强基底的背面，从而对制造加工期间聚合物涂料从纸张侧浸入增强基底进行控制。在造纸机上输送皮带的使用寿命内，针刺网保护增强基底的承载纱线避免磨损。

发明内容

本发明直接涉及具有至少一个织造、针织或编织层的输送皮带或压榨织物，上述层的熔点温度低于其余层。然后将织物加热至这样的温度，在该温度下，可熔融层熔融，而技术上保留结构体中其余部分不变。这种层具有可以预测可熔融材料位置与布置的优点。

因此，本发明为一种纸机织物，以及形成纸机织物的方法，包括下述步骤：以预定方式布置若干层，其中至少一层包括织造、针织或编织材料，具有第一熔点温度，以及，其中各其余层的熔点温度都高于该第一熔点温度；以及，将若干层加热到这样的温度，该温度至少等于第一熔点温度并且低于各其余层的熔点温度，使得上述至少一层熔融而其余层不会熔融。

附图说明

下面结合附图进行详细说明(以实例的方式但不构成对本发明的限制)，其中相同的附图标号表示相同的部件与部分，其中：

图1是纸机织物的剖视图，该纸机织物根据本发明由具有一个可熔融织造、针织或编织层的若干层构成；

图2是纸机织物第一可替换具体实施例的剖视图，该纸机织物根据本发明由具有两个可熔融织造、针织或编织层的若干层构成；

图3是纸机织物第二可替换具体实施例的剖视图，该纸机织物根据本发明由具有两个可熔融织造、针织或编织层的若干层构成；

图4是纸机织物第三可替换具体实施例的剖视图，该纸机织物根据本发明由具有两个个可熔融织造、针织或编织层的若干层构成；

以及

图5是纸机织物第四可替换具体实施例的剖视图，该纸机织物根据本发明由具有两个可熔融织造、针织或编织层的若干层构成；

图6是纸机织物第五可替换具体实施例的剖视图，该纸机织物根据本发明由具有两个可熔融织造、针织或编织层的若干层构成。

具体实施方式

本发明适用于造纸机压榨部以及其它部分内的织物，以及用于其它工业设备内用的织物，包括但不受限于输送皮带织物、最终压榨织物、纸巾拾取织物以及上光织物。

所发明的纸机织物牵涉到环状、连续织物的生产，这种织物本身为环状或包括接缝，该接缝可让产品以类似方式安装成为缝合压榨织物，此为工业界所知。此织物可包括承载层，即底布。

承载层可为任一种用作造纸机布料基底的结构，诸如织造物、非织造物、编织物或针织物、聚合树脂材料的挤出片材、挤出网眼织物、或螺旋连接织物。也可由这些材料之一制成的带子，以多个捻圈螺旋缠绕的方式，形成该承载层，每一捻圈都由连续接缝与相邻的捻圈接合。

该承载层也可为包括两个或多个底布的层叠结构，各底布都可为上述结构体之一。在承载层层叠之处，组成底布之一可为机器上可缝合织物，这样，皮带可在安装于造纸机上时缝合成环状形式。

该承载层可进一步用短纤维材料毛层进行针刺。一或多层短纤维毛层材料可针刺入该承载层，并且网材可部分或完全延伸穿越。短纤维毛层材料网也可形成覆盖承载层表面的层。

针刺入该承载层的短纤维毛层材料可为本领域技术人员所使用的任何合成聚合树脂，诸如聚酰胺。

该承载层可由纱线织造而成或其他方式组合而成，纱线包括造纸机布料以及工业处理织物的制造中所使用的任何种类纱线。换言之，该承载层可包括单丝、捻合单丝、复丝、捻合复丝、或本领域技术人员所使用的任何合成聚合树脂短纤维纺出的纱。

纸机织物中至少一层包括可熔融层，该可熔融层为织造、针织或编织的，并且具有的熔点温度低于纸机织物内其余层的熔点温度。该可熔融层可由纱线织造而成、编织而成或其他方式组合而成，纱线包括造纸机布料的制造中所使用的任何种类纱线。换言之，该可熔融层包括这样的材料，该材料具有的熔点温度比结构体其余各层熔点温度低，因此称为“低熔点材料”。例如，该可熔融层可由下列材料的纱线制成：聚乙烯、聚丙烯、低熔点聚酰胺、聚氨酯、聚烯烃或其它本领域技术人员所使用的材料。该可熔融层可包括100％低熔点材料，或低熔点材料与其它熔点温度较高材料的组合。例如，具有100％低熔点材料的可熔融层可用于纸张输送带。不过，也存在不需要完全熔融例如以获得所需多孔性(渗透性)的应用。因此，可熔融层可包括少于100％的低熔点材料。亦即，该可熔融层可包括不可熔融材料。进一步，织造、针织或编织材料可为单层织造组织或适用于此目的的多层结构体。

然后可用预定方式排列这些层，只要至少一层包括熔点温度明显低于其余层熔点温度的材料即可。此可熔融纤维层可为结构体的任何层，例如承载层上方或下方的层，或针刺毛层结构体内任何位置的层，包括直接位于纤维毛层顶层下方或其间任何层下方。此外，该可熔融层也可直接置于织物的任何表面上。

可通过针刺、层叠或其它本领域技术人员所使用的方法，结合这些层。

然后，将所得结构体暴露于可使该可熔融层熔融的温度下，同时技术上保留结构体的其余层不变，即，使该其余层在处理过后不会受损或熔融。亦即，将这些层加热到至少等于第一熔点温度并且低于其余各层熔点温度的温度，使得该至少一个可熔融层熔融而结构体的其余层不会熔融。所得到的产品提供具有优异光滑度及/或压力均一性的可渗透织物。因为该可熔融层为织造、针织或编织的，所以相较于非织造纤维材料，该可熔融材料均匀并且可预期地分布在所得结构体内。进一步，与非织造纤维可熔融材料不同，织造、针织或编织可熔融材料提供精确的可熔融材料已知位置。同样，若有需要，可制造不可渗透的结构体。进一步，该可熔融材料即使在“熔融”之后也维持一定程度的完整性，这一点与现有技术织物不同。

因此，本发明的织物可为可渗透的或不渗透的。进一步，由于织造、针织或编织可熔融层“遮挡”在该承载层内固有的不均匀，所以本发明的织物可具有改善的压力均一性。

现在更具体地参照附图，图1说明示于剖视图中的纸机织物(110)。本发明的优点在于可应用于多种纸机织物，包括但不受限于输送皮带、最终压榨织物、纸巾拾取织物以及上光织物，具有用于造纸工业中多种不同应用的灵活特性范围。

在图1所示的实例中，纸机织物(110)由承载层(120)、针刺纤维毛层(130)和(150)以及可熔融的织造、编织或针织层(140)所构成。在此实例中，可熔融层(140)包括具有第一熔点温度的织造、针织或编织材料。此外，承载层(120)、针刺纤维毛层(130)和(150)均由熔点温度高于可熔融层(140)熔点温度的材料构成。在排列这些层之后，可用本领域技术人员所用的任何一种方法使其结合，诸如针刺或层叠。在层结合在一起之后，将该结构体加热到第一熔点温度。

图2说明显示在剖视图中的纸机织物(210)。纸机织物(210)由承载层(220)、针刺纤维毛层(230)和(250)以及可熔融的织造、编织或针织层(240)和(260)构成。可熔融层(240)和(260)包括织造、针织或编织的材料，并且每一层的熔点温度都低于承载层(220)和针刺纤维毛层(230)和(250)中各层的熔点温度。如上所述，将这些层排列、结合在一起然后加热。

图3说明显示在剖视图中的纸机织物(310)。纸机织物(310)由承载层(320)、针刺纤维毛层(330)、纱线层(370)(可为织造、非织造或螺旋缠绕)、非织造层(350)以及可熔融的织造、编织或针织层(340)和(360)构成。在本实例中，纱线层(370)也可为螺旋缠绕的，并且可包括或不包括非织造材料。可熔融层(340)和(360)包括织造、针织或编织的材料，并且每一层的熔点温度都低于承载层(320)、针刺纤维毛层(330)、纱线层(370)和非织造层(350)中各层的熔点温度。如上所述，将这些层排列、层叠然后加热。

图4说明显示在剖视图中的纸机织物(410)。纸机织物(410)由下述层构成：承载层(420)；层(430)、层(450)和层(470)，这些层可为非织造、纺粘或纤维毛层；以及可熔融层(440)和(460)。在本实例中，承载层(420)为经编针织物。可熔融层(440)和(460)包括织造、针织或编织的材料，并且其熔点温度低于承载层(420)以及层(430)、层(450)和层(470)中各层的熔点温度。如上所述，将这些层排列、结合在一起然后加热。

图5说明显示在剖视图中的纸机织物(510)。纸机织物(510)由下述层构成：承载层(520)；层(530)和层(550)，这些层可为非织造或纤维毛层；以及可熔融层(540)和(560)。在本实例中，承载层(520)可由螺旋缠绕材料带制成。可熔融层(540)和(560)包括织造或编织的材料，并且其熔点温度低于承载层(520)和层(530)和(550)中各层的熔点温度。如上所述，将这些层排列、结合在一起然后加热。

图6说明显示在剖视图中的纸机织物(610)。纸机织物(610)由承载层(620)、层(630)(可为非织造或纤维毛层)以及可熔融层(640)所构成。可熔融层(640)包括织造、针织或编织的材料，并且其熔点温度低于承载层(620)和层(630)中各层的熔点温度。如上所述，将这些层排列、结合在一起然后加热。

对于本领域普通技术人员来说，可以容易地对上述实施方案进行多种修改和改进，这些改动均在所附权利要求范围内。

Claims (18)

1.一种形成纸机织物的方法，包括下列步骤：

以预定方式排列若干层，其中至少一层包括织造、针织或编织的材料，并且具有第一熔点温度，以及，其中各其余层的熔点温度都高于所述第一熔点温度；及

将所述若干层加热到这样的温度，至少等于所述第一熔点温度并且低于每一所述其余层的所述熔点温度，使得所述至少一层熔融而其余层不会熔融。

2.根据权利要求1所述的纸机织物形成方法，其中第一层包含承载层。

3.根据权利要求2所述的纸机织物形成方法，其中第二层包含纤维毛层。

4.根据权利要求3所述的纸机织物形成方法，其中所述纤维毛层针刺入所述承载层，并至少部分延伸穿越其间。

5.根据权利要求2所述的纸机织物形成方法，其中所述承载层为织造、非织造、针织、编织、螺旋连结或螺旋缠绕的材料带。

6.根据权利要求1所述的纸机织物形成方法，其中所述材料选自由聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚氨酯以及聚烯烃组成的组。

7.根据权利要求1所述的纸机织物形成方法，其中所述纸机织物为压榨织物。

8.根据权利要求1所述的纸机织物形成方法，其中所述纸机织物为输送皮带。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一层为环状织造、平织或螺旋缠绕的材料带。

10.一种纸机织物，包括许多以预定方式排列的层，其中至少一层包括织造、针织或编织的材料，并且具有第一熔点温度，以及，其中各其余层具有的熔点温度高于所述第一熔点温度；以及，在加热到至少等于所述第一熔点温度并且低于各其余层的所述熔点温度的温度时，所述至少一层会熔融而其余层不会熔融。

11.根据权利要求10所述的纸机织物，其中第一层包含承载层。

12.根据权利要求11所述的纸机织物，其中第二层包含纤维毛层。

13.根据权利要求12所述的纸机织物，其中所述纤维毛层针刺入所述承载层，并至少部分延伸穿越其间。

14.根据权利要求11所述的纸机织物，其中所述承载层为织造、非织造、针织、编织、螺旋连结或螺旋缠绕的材料带。

15.根据权利要求10所述的纸机织物，其中所述材料选自由聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚氨酯以及聚烯烃组成的组。

16.根据权利要求10所述的纸机织物，其中所述纸机织物为压榨织物。

17.根据权利要求10所述的纸机织物，其中所述纸机织物为输送皮带。

18.根据权利要求10所述的纸机织物，其中所述至少一层为环状织造、平织或螺旋缠绕的材料带。