用于造纸机干燥部的穿透干燥织物及其制造方法

本发明涉及造纸装置，特别是涉及通过造纸机选定部位传递 纸浆形成的纸幅所用的改进的织物。

在穿透干燥的薄页纸产品如搽面纸，浴巾纸和毛巾纸的制造 中，总是需要改善最终产品的性能。尽管总是着手于改善柔软度， 但是在考虑到可看出如产品的耐久性和韧性时，伸长率也是一个 重要的性能。当伸长率增加时，薄页纸能更容易地吸收拉应力而 不断裂。纵向约15％的改进的柔韧性(MD伸长率)可通过例如起 皱容易地达到，但由于薄页纸制造方法的性质，形成地横向伸长 率(CD伸长率)通常限制在约8％或更低。

因此，需要增加穿透干燥薄页纸产品的柔韧性和CD伸长 率，与此同时，保持或改善薄页纸的其它希望的性能。

在本申请中，我们所用的术语“经纱”和“纬纱”指的是在织机 上织造的织物的纱线，其中经纱在通过造纸装置织物运行的方向 (MD)延伸，而纬纱横跨造纸机的宽度(CD)延伸。本领域技术熟 练人员将会发现：可以织造该织物，以致使经纱在横向延伸，而纬 纱在纵向延伸。把纬纱看作为MD经纱，经纱看作为CD纬纱，根 据本发明也可以使用这种织物。    

经纱和纬纱可以是圆的、扁平的或带状的，或这些形状的结 合。“扁平”纱取决于它们的制造方法可以是矩形的或椭圆形的； 为了区别于“带状”纱，其宽/高比值为1-2.5。“带状”纱的宽/高 比值为2.5或更大。非圆形可由扁平片材挤压或切割而得到。

本发明的织物有一与织物机器侧邻接的承载层，和在织物纸 浆侧上的三维浮雕层。承载层和浮雕层间的接合处被称为“次平 面”。该次平面是由承载层中最低CD节的顶端确定的。织物浆侧 上的浮雕能有效的在由该织物携带的浆幅上产生一反象压痕。

浮雕层的最高点确定一顶平面。由形成MD压节的“压痕”经 纱部分形成该浮雕层的顶部分，压节的顶端确定浮雕层的顶平 面。浮雕层的剩余部分在次平面之上。最高CD节的顶端确定中 间平面，它可以与次平面重合，但常常稍高出次平面一点。中间平 面必须在顶平面以下一有限的距离，该距离被称作“平面差”。

织物的透气度确定了空气、湿气或水穿过该织物以使由该织 物携带的纸幅达到希望的水含量的该织物的能力。该透气度是经 纱密度(百分经纱覆盖率)和织物中经纬纱的取向和间隙确定的。 “经纱密度”被定义为每英寸宽织物的经纱总数乘以经纱直径(英 寸)乘以100。

业已发现，一定的穿透干燥织物能赋予最终产品以显著改善 的CD伸长率，与此同时也提供高的松厚度、快速吸水速率和高 吸水能力。这些织物的特征在于，具有突在干燥织物中间平面上 面的多重“重叠的”伸长经纱MD节(当沿横向观察时是重叠的)。 当薄页纸在织物上干燥时，这些突起的节赋予该薄页纸以相应的 压痕。纸页中形成的压痕的高度、取向和排列提供了松厚度、横向 伸长率、增加的吸水能力和增加的吸水速率。所有这些性能是如 搽面纸、浴巾纸和毛巾纸或类似产品所希望的。

因此，一方面，本发明涉及改善的穿透干燥织物，该织物在每 平英寸具有约5-300个经纱节，更具体地说具有约10-150个 经纱节，最好具有约10-50个经纱节，这些节至少突出30％的压 痕经纱直径，对于实际的条件而言，必须在织物中间平面以上 0.005英寸，该织物宏观地重排该纸幅，以使之与穿透干燥织物的 表面一致。

用于本发明的干燥织物的特征在于，具有由高长经节或纵向 浮经支配的顶层。在中间层之上的顶层中没有纬(横向)节)。平面 差为压痕经纱直径的约30-150％，最好是约70-110％。经纱直 径为约0.005-0.05英寸，更具体地说为约0.005-0.035英寸， 最好为约0.010-0.020英寸。经节的长度是由经纱跨越的纬纱 数目确定的。纬纱数为2-15，通常为3-11，最好为约3-7。纬纱 的支数为10至100。例如，当纬纱支数为40根纬纱/英寸时，浮经 可短至0.05英寸，长至0.425英寸。

当与下垫的承载层相结合时，在浮雕层中的这些高长压节产 生具有接缝皱褶衲缝效应的反象的三维构形的浮雕。这些经节在 横向有一定的间距，以在次平面上面的浮雕层的压节之间产生凹 地。当用该织物来干燥薄页纸的湿纸幅时，该薄页纸幅将被织物 的浮雕压印，并显示出衲缝状的外观，所述的外观有呈现类似接 缝的这些高经节的压痕，和呈现类似皱褶区域的凹地的图象。这 些纵向节能以一定的图案进行排列，这些图案如菱形状的或更自 由状态的花纹图案，如对视觉愉快的蝴蝶形或鱼形图案。

就织物的制造而言，据信，至今所有市售的织物都致力于或 者是同平面表面(就是经纬节的顶端在同一高度)、或者是纬节高 于经节。在后者的场合，在快干步骤中经纱通常被拉直并往下拉 入织物体内，以增加抗伸长，并在高温如干法造纸过程中使用时 消除织物的卷曲。结果，纬节朝织物的表面弹起。常常打磨表面以 获得同平面的表面。相反，由于其独特的织造结构，甚至在快干 后，本发明织物的经节仍维持在织物中间/平面的上面。

在根据本发明制得的织物的各种实施方案中，承载层中的基 础织物可以是任何网眼或织纹的。形成高顶平面浮经的压经可以 是单股的、或多股的。多股的直径可以是相同或不同的，以产生浮 雕效应。纵向股的横截面可是圆的或是非圆的(如椭圆的、扁平 的、矩形的或带状的)。这些经纱可由聚合材料或金属材料或这两 种材料的结合制得。

与生产高压经节有关的经纱数在织机上每英寸为约5-100。 承载层中的经纱数也可以为5-100/英寸。

对于本发明的织物而言，经纱覆盖率大于65％，最好为约 70％-100％。经纱覆盖率不仅包括压痕经纱而且也包括承载 经纱。当经纱密度增加时，在纸机操作条件下，每股经纱承受更小 的负荷。因而，在织物快干步骤中，承载经纱不需拉直至相同的程 度，以取得伸长率和机械稳定性。这将有助于维持高长压经节的 皱缩。

图1为包括有根据本发明制造末起皱薄页纸的织物的造纸 机的图示工艺流程图。

图2为根据本发明制得的穿透干燥织物的平面图。

图3为沿图2所示的织物的线3-3切取的横截面图。

图4为沿图2所示的织物的线4-4切取的纵截面图。

图5为根据本发明制得的另一织物的平面图。

图6为图5所示织物的纵截面图。

图7为根据本发明制得的另一织物的平面图。

图8为图7所示织物的放大的纵截面图，用以图示说明该织 物的顶平面，中间平面和次平面。

图9为根据本发明制得的另一织物的平面图。

图10为图9所示织物的纵截面图。

图11为沿图9所示织物的线11-11截取的横截面图。

图12和13为包括有本发明另外织物的平面图。

图14-16为类似于图3的横截面图，用以显示包括有根据 本发明制得的非圆经纱的另外的织物。

图17是改性的标准长网织机的示意图，所谓的改性是将控 制额外经纱体系的经纱进行“刺绣”压经部分的提花装置引入到 另外的常规造纸机织物中。

参考图1，显示的是一双网成形装置，该装置有将造纸纤维的 水悬浮液液流喷射或沉积在成形织物12上的多层造纸网前箱 10。该纸页随后被传送至织物13，该织物在该过程的下游当该纸 幅部分脱水至约10％(干重)浓度时，用作支撑和携带该新形成的 湿纸幅。在该湿纸幅由该成形织物支撑的同时，另外的湿纸幅的 脱水可通过如真空吸水而进行。

然后，将该湿纸幅从成形织物传递至引纸织物17上，该引纸 织物17的运行速度比成形织物的速度慢以赋予该纸幅以增加的 伸长率。进行吻合传递以避免压缩该湿纸幅，最好是借助真空导 向板18。引纸织物可以是图2-16所述的具有高经节的织物或可 以是基本上同平顶面的织物，如Asten 934,937,939和959或 Albany 94M。如果说引纸织物具有在此所述的高压经节，那么它 可用来赋予一些与穿透干燥织物一样的性能，并且当与也具有 高、细长压经节的穿透干燥织物相结合时，能增强该作用。当具有 高、细长压经节的引纸织物用来取得希望的CD伸长率性能时， 它给不是必须使用的不同的穿透干燥织物如具有装饰织造图案 的织物提供柔韧性，以提供另外得不到的附加的希望的性能。

然后，在真空引纸辊20或真空引纸板的帮助下，将该纸幅从 引纸织物传递至穿透干燥织物19。所谓的真空引纸即在纸幅的一 侧使用负压，或代之以在纸幅的另一侧使用正压从而将纸幅吹至 穿透干燥织物上。该穿透干燥织物能以与相应的引纸织物相同或 不同的运行速度进行运行。如果希望的话，该穿透干燥织物能以 较低的速度运行，以进一步增强MD伸长率。优选在真空的帮助 下进行引纸，以保证纸页的变形与穿透干燥织物一致，从而产生 希望的松厚度、柔韧性、CD伸长率和外观。

正如下文将更详细描述的那样，根据本发明的穿透干燥织物 有一面对纸机的承载层和一面对纸幅的在顶面上的改进的浮雕 层。    

在由穿透干燥织物支撑期间，该纸幅将被穿透干燥器21最 终干燥至约94％或更大的浓度，然后传递至传递织物22。使用传 递织物22和不是必须的传递织物25，将该干燥的原纸23送至纸 轴24。可以使用不是必须的加压转向辊26，以促进该纸幅从传递 织物22至织物25的转移。对比适合的传递织物是Albany International 84M或94M和Asten 959或937，所有这些基本上 都是有精细花纹的同平面的织物。尽管没有示出，但也可使用纸 轴压光或随后的机外压光，从而改善原纸的平滑度和柔软度。

根据本发明的穿透干燥织物具有支撑浆幅23的顶面和面对 穿透干燥器21的底面。与底面相邻处，该织物具有一使织物成一 整体的承载层，与此同时，当该织物通过纸机穿透干燥部时，该承 载层还提供足以维持织物完整性的强度，以及足以使穿透干燥空 气能流过织物和由织物携带的浆幅的孔。织物的顶面有一主要由 细长经节组成的浮雕层，所述的经节突在中间平面和次平面的上 面。压经节是通过压纱的暴露部分形成的，该压纱在纵向沿织物 的顶面进行纺丝，并且压节的两端联锁在承载层内。经节在织物 的横向有一间距，因此，在压纱部分之间和在各层间的次平面的 上面，浮雕层显示出一凹地。

图2-4示意说明了根据本发明的方法制得的穿透干燥织物 的第一实施方案，其中通过将额外经纱体系加至简单的1×1基 础设计而获得高压经节。该额外经纱体系可“刺绣”到任何基础织 物结构上。该基础织物为承载层，并且在次平面，它用来限定浮雕 层。最简单形式的基础织物可能是平织纹1×1。当然，任何其它的 单层，双层，三层或多层结构也可用作基础织物。

参考这些图的穿透干燥织物，由参考标号40标明。在由虚线 41表示的次平面的下面，该织物40包含有由承载经纱44与纬纱 43以1×1平织的平织织物结构组成的承载层42。在次平面的上 面，通常由参考号45表示的浮雕层是由压纱部分46形成的，所 述的压纱被刺绣入承载层42的平纹组织中。在本例子中，每个压 痕部分46均是由额外经纱体系中的单根经纱形成，该体系被混 纺以便被刺绣入承载层中。由额外经纱体系的每根经纱提供的节 46以相近的顺序与纵向对准，并且如图2所示，该体系的经纱在 织物40的宽度上有一定的间距。该额外经纱体系产生一主要由 MD节和次平面41处承载层的顶面组成的三维构形的浮雕层。 在该织物结构中，中间平面与次平面重合。经节46和承载层42 的织物结构之间的关系产生为压纱直径30-150％、优选约 70-100％的平面差。在图3的说明中，该平面差约为纱46直径的 的90％。如上所述，经纱直径可为0.005-约0.05英寸。例如，如 果经纱直径为0.012英寸，那么平面差可以为0.010英寸。对于 外圆形的纱而言，当纱线在织物中取向时，它的直径为纱线的垂 直尺寸；纱线通常用其最宽的尺寸与次平面平行地进行取向。

在织物40中，织造平纹组织的承载层，以致使承载纬纱和承 载经纱42和43的最高点是同平面的，并与次平面重合，而且将额 外经纱体系的纱46设置在承载层的经纱44之间。

图5和图6图解说明了本发明范围内的织物40的改进。改 进的织物50具有由虚线51表示的次平面，在该平面51下面是 承载层52，在该平面51上面是浮雕层55。在本穿透干燥织物的 实施方案中，浮雕层55的三维图案与前述实施方案的浮雕层45 的图案十分相象，它由一系列在织物纵向排列并在织物横向有一 间距的经节54′组成。在织物50中，通过将纬纱53和经纱54通 常以平纹组织的交织而形成该承载层。

在承载层的织造中，某些纬节可以突在次平面上面。通过从 承载层52抽出的、从经纱54′得到的经纱部分形成浮雕层55。在 浮雕层55中的压纱部分54′选自包括经纱54的经纱体系。在本 例的经纱体系中，经纱包括经纱54和54′，在每四根经纱的头三根 经纱为承载层52的组成。然而，第四根经纱54′由沿织物纵向在 次平面51上面在浮雕层中延伸的浮经组成。借助将压纱54′的每 个浮经的两端在纬纱53下面通入承载层52而将压纱54′编织入 承载层52中。

在织物50中，经纱54＇代替了其中之一的基础经纱54＇。当将 该织物用作穿透干燥织物时，在次平面51处承载层的参差不齐 的顶面将给予纸幅的皱褶区域并不是由图2-4所示的织物40 的浮雕层产生的多少有点不同的结构。在两者的情况下，由于经 节浮跨七根纬纱并以相近的顺序排列，因此，在经节中由凹地提 供的接缝外观基本上是相同的。

图7和图8图解说明了本发明的另一实施方案，在本发明的 该实施方案中，穿透干燥织物60有以虚线61表示的次平面和以 68表示的中间平面。在次平面61下面，承载层62包含有由纬纱 63和经纱64编织的织物。次平面61由在承载层62中以参考号 63-L表示的最低纬节的突起处确定。中间平面68由以参考号 63-H表示的最高纬节的突起处确定。在这两个附图中，沿图7的 顶端顺序地对经纱64计数，而且这些数已用首标64-表示于图 8中。如图所示，偶数经纱按照1×1平纹组织织造。在奇数经纱 中，每隔三根经纱即经纱1,5和9等用1×7的构形进行织造，这 将提供出浮跨七根纬纱延伸的在浮雕层中的经节。余下的奇数经 纱即3,7,11等用3×1的构形织造，这提供了在三根纬纱下面的 纵向浮经。这种织造布置还导致了与特征为图2-4织物的、在次 平面CD和MD节同平面布置不一致，并在承载层的顶面中产生 了很大的变动。

在本实施方案中，有些MD和CD节的顶点落在中间平面68 和次平面61之间。这种织物构形提供了在浮雕层中压经节的较小 的突变阶式升高。在本实施方案中的平面差即经纱64-1,64-5, 64-9等的最高点和中间平面间的距离约等于90-110％的在浮 雕层中形成三维效应的这些经纱的压纱部分的厚度。就图7的经 纱图案而言，还应注意的是，纬纱63浮跨许多横向的经纱。然而， 这些横向浮经被限制在中间平面下面的基体内，并且并不穿透浮 雕层延伸，从而达到织物60的顶面。因此，与织物40和50一样， 织物60提供了一种织物结构，它没有突至织物顶面的横向节。在 每个实施方案中由浮雕层提供的三维浮雕主要由细长的和升高 的压经节组成，这些经节在次平面上面平行排列，并在这些经节 间提供了凹地。在每种场合，凹地贯穿织物的全长沿纵向延伸，并 由在次平面处的承载层的上表面勾画出凹地的底面。

本发明的并不局限于具有这种特征的浮雕层的织物，然而复 杂的图案如圣诞树、鱼、蝴蝶可通过引入更复杂的节的排列而得 到。如图17所示，借助使用提花装置和标准的长网织机，甚至可 以取得更复杂的图案。利用控制额外经纱体系的提花装置，可以 取得不影响由承载层得到的织物的完整性的图案。甚至没有辅助 的提花装置，可在多综的织机中产生更复杂的织纹图案。可在 最多达24个综的织机上得到如鞭菱形，十字形或鱼形的图案。

例如，图9、10和11图示说明了在次平面71下面为承载层 72、在次平面上面为浮雕层75的穿透干燥织物70。在所示的织纹 结构中，承载层72的经纱74成对排列，以与纬纱73交织。如73′ 所示，进行织造的纬线中每隔四根有一根较大直径的纬纱。层72 的织纹结构和其锁定的压经节突在次平面上面的选定的纬节上， 从而产生一中间平面78。为了得到如图9所示的菱形，成对的经 纱伸出承载层7，如经节74′在浮雕层75内流通，所述经纱74′横 跨次平面处的承载层72的顶面，在织物的纵向延伸。经节74′由 包括在承载层并基本上以所示的对顶十字图案排列的同样的经 纱部分形成。该在浮雕层75顶部的经节图案主要由经节组成，没 有任何横向节的干扰。

在织物70中，可在相同的筘隙内成对的控制经纱74，但希望 以不同的图案操纵每对中各经纱，从而产生希望的效应。应指出 的是，本实施方案的经节横跨五根纬纱延伸，以提供希望的菱形 图案。可以增加经节的长度，以使图案拉长；或减小经节的长度至 两个纬节的长度，以压缩菱形图案。通过使用织物在其上织造的 特殊织机的全提花能力，织物设计者还可以提供出多种有趣的复 杂图案。

在图示说明的这些实施方案中，所有经纱和纬纱基本上有相 同的直径，并且以单丝表示。可用其它的单纱代替一根或多根这 样的纱线。例如，用来形成经节的压纱部分可以是一束相同或不 同直径的单纱，以产生浮雕效应。这些纱线可以是圆的或非圆形 的，如截面的椭圆形的、扁平的、矩形的或带状的。此外，这些单纱 可以由聚合材料或金属材料制得或它们的结合。

图12图示说明了穿透干燥织物80，其中浮雕层提供以组群 集的压经节84′，并在群集的组之间和之内形成凹地。如图所示，经 节84′的长度在3-7根纬纱内变化。如前述的实施方案一样，包 含纬纱83的承载层不同于次平面处的浮雕层，并且纬节的顶部 确定了中间平面，该平面低于浮雕层顶面至少30％的形成经节的 压纱的直径。在图示的织物组织中，该平面在压经节直径的85％ 和100％之间。

图13图示说明了带压纱部分94′的织物90，该压纱部分在 承载层纬纱93和经纱94上面的浮雕层中。这些经节94′组合成 类似鱼的更复杂的图案。

图14图示说明了其中压纱106为扁平纱的织物100，在本例 中扁平纱的截面是椭圆形的，在承载层中的经纱104为带状纱。 在本例的场合，纬纱103为圆形的。图14所示的织物100提供了 降低厚度而不牺牲强度的穿透干燥织物。

图15图示说明了其中提供浮雕层的压纱116为圆形的穿透 干燥织物110。在承载层中，织物包含有与圆形纬纱113交织的扁 平纱114。

图16图示说明了在承载层中包括有与纬纱123交织的扁平 纱124的织物120。在浮雕层中，由扁平经纱126和圆经纱126＇的 结合而形成了经节。正如对技术熟练的织物设计者来说将是显而 易见的，通过将扁平纱、带状纱和圆纱在织物的经纱中组合，可以 得到多种组合。

图17图示说明了具有提花装置的长网织机，该装置用于将 压纱“刺绣”入基础织物结构，从而产生覆盖承载层的浮雕层。

该图说明了将经纱从若干个经纱体系供至织机的后轴150。 如本领域已知的，还可使用辅加的后轴。经纱向前拉伸通过由齿 条、凸轮和/或杆控制的许多综絖151，以在织物的承载层中提供 希望的织纹图案。综絖151的前面，提供了一提花装置152，以控 制不由综絖151控制的另外的经纱。拉伸通过提花综絖的这些经 纱可以由后轴150拉出，或者由在织机后部的粗纱架(末示出)拉 出。经纱穿过被互易地安装在筘座上的筘，以对着154处所示的 织物的织口进行打纬。通过织物的前部、通过胸辊155将织物送 至织物卷取辊156。提花装置152的综絖优选由电控制，从而在生 产出的穿透干燥织物的浮雕层中提供任何希望的织纹图案。提花 控制使得织物浮雕层中的织物图案能无限的选择。该提花装置可 以控制浮雕层的压经，以与由综絖151以任何希望的顺序形成的、 或织机的经纱供应装置允许的承载层联锁。

尽管在此已图示说明并描述了本发明的选择的实施方案，但 并不意味着得将本发明限制在这些实施方案内。在下面权利要求 的范围内，可以进行变更和改进。