一种机内可接缝的造纸织物 【技术领域】
本发明涉及造纸工艺。更具体地说，本发明涉及机内可接缝(on-machine-seamable)造纸织物，例如用于造纸机的压制部分处的机内可接缝压榨合成衬网(press fabric)。
背景技术
在造纸过程中，通过将纤维浆即纤维的水悬浮液布置到造纸机的形成部分中的一个运动的成型织物上而形成纤维网。在该过程中，将大量的水通过该成型织物而从纤维浆中排出，并将纤维网遗留在所述成型织物的表面上。
新形成的纤维网从所述成型部分前进至一个压制部分，该压制部分包括多个压钳。纤维网穿过由一个压榨合成衬网支撑或在很多情况下在两个压榨合成衬网之间支撑的压钳。在压钳中，纤维卷承受压力的作用而从其中挤出水分，从而将纤维网中的纤维与另外纤维网中的纤维相粘连而将纤维网变为纸张。理想的情况为：所挤出的水由压制织物或压榨合成衬网所接收而不再回复至纤维网中。
纤维网最终前进至一个干燥部分，该干燥部分包括至少一系列的可转动干燥鼓或干燥筒，这些干燥鼓或干燥筒由蒸气从内部加热。纤维网或新形成的纸张由一种干燥织物顺次引入围绕每个干燥鼓的弯曲路径中，该干燥织物将纤维网紧贴在干燥鼓的表面上。被加热的干燥鼓通过蒸发的形式将纤维网中的水分降至所需的水平。
应认识到：所述的成型、压榨合成衬网或干网均采取在造纸机上的环带形式且以传送器的方式起作用。还应认识到：造纸是以极高的速度进行的一种连续过程。也就是说，纤维浆不断地被放置到成型部分中的成型结构上，而新制作的纸张在从干燥部分中出来之后就不断卷绕到辊子上。
此时，特别提到压榨合成衬网，应认识到：在某一时间时，压榨合成衬网只是以环带的形式供应。这是因为新形成的纸张特别易于受到压榨合成衬网的不均匀压制而由压钳造成印痕。而连续的无接缝织物例如通过已知的连续编织技术制作的织物在其纵向(加工方向)和横向(横向加工方向)中均具有均匀的结构。一个接缝，例如在压榨合成衬网安装到造纸机的过程中将压榨合成衬网封闭为环带形式所用的接缝就代表压榨合成衬网的均匀结构中的不连续性。这样，利用这样一个接缝就极大地增加了在压钳中对纸张产生印痕的可能性。
简单地说，在工作的机内可接缝加工或称为
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的接缝区中，压榨合成衬网必须在负荷下运行，即在压钳的压力下运行，就像压榨合成衬网的其他部分一样，为防止制造的纸张由接缝区产生印痕，该接缝区和压榨合成衬网的其余部分必须具有相同渗水性和透气性。
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是Albany International Corp(Albany国际公司)的一个注册商标。
尽管这些要求会遇到特别大的技术障碍，但人们仍非常希望开发一种机内可接缝压榨合成衬网，这是因为这种压榨合成衬网可非常简单且安全地安装到一个压制部分上。最终，利用开发的压榨合成衬网就可克服上述的障碍，所述压榨合成衬网具有由在织物两端的交叉边缘上布置的接缝环形成的接缝。这些接缝环本身是由所述织物的纵向(MD)线形成的。通过将压榨合成衬网的两端放置在一起、使压榨合成衬网两端处的接缝环相互交叉且将一个所谓的枢销或枢轴(pintle)穿过由相互交叉的接缝环限定的通道而将织物的两端锁在一起，从而形成一个接缝。与将一个环带式压制结构安装到造纸机上相比，将机内可接缝压榨合成衬网安装到造纸机上会更容易且消耗的时间更少，这是自不必说的。
现在存在几种制造压榨合成衬网的方法，利用这样一个接缝可将压榨合成衬网在造纸机上结合为连续的形式。一种方法是平编织所述织物，其中的经线是所述压榨合成衬网的纵向(MD)线。为形成接缝环，将经线端部在与经线平行的方向中向后编织进织物本体内一段距离。另一种更优选的技术是环带编织的一种变更形式，该技术通常用于制造一种织物环带。在变更的环带编织技术中，沿着织机二前后连续编织纬线或称为填充线，并将一个环形成枢轴穿过在被编织织物的一个边缘上形成一个环的通道中。当纬线或称为填充线是连续的情况下，在这种方式中得到的接缝环的硬度大于将经线端向后编织入平编织织物的端部中所得到的接缝环的硬度，所述纬线最终变为压榨合成衬网中的MD线。
通常情况下，在机内可接缝压榨合成衬网的纵向和横向中均利用单独的单纤维线(single monofilament strands)。单纤维线的相应硬度可保证它具有必需的良好接缝环形成性能。但是，试验显示出：单独的单纤维线难于编织且对于同时进行的多种压制来说其在纵向中的弹性不足。在试验中经常观察到拉断和接缝崩断现象。
由单独的单纤维线编织的底布(base fabrics)的大孔隙、较硬且不可压缩的结构产生了另一个难点。对于一些造纸中的应用来说，这种不可压缩性不是一个问题，并且甚至是一种非常理想的情况。但是，对于具有较差辅助织物脱水性能的情况或对印痕敏感的纸张的生产来说，则需要较软且更易压缩的底布。
通过将多纤维线或合股多纤维线编织在一起而取代单独的单纤维线则可得到更易压缩的底布。但是，这些类型的线不具有所需的硬度以在闭合接缝时而在环结合的过程中形成良好的环或保持接缝区的整体性。此外，由于这些类型的线是卷绕的，因此，由这些类型的线形成的环就易于围绕环的平面中的轴线进行转动。在这种转动即已知的辅助螺旋效应发生时，则会使环远离形成接缝所需的理想定向，所述的定向为：即所述环的平面与另一个环的平面相平行且对准纵向，并与底布的平面相垂直，这样，所述环本身就与底布的宽度方向相对准。如果可能的话，在所述环离开该理想定向的情况下，则会在接缝闭合过程中使压榨合成衬网的每一端处的环难于相互适当交叉而难于将一个枢轴穿过由相互交叉的环所限定的通道。
为克服上述的这些困难，在现有技术中通过使形成环的MD线象单纤维线一样起作用而进行了多种尝试。通过下面的内容可明确，由单纤维线形成的环不能解决定向和对准问题。在美国专利U.S.No.5,005,610中，造纸机机内可接缝织物中的MD线具有一种复杂的结构，该结构包括编织的单纤维线股。被编织的线形成接缝环而可阻止变形，这是因为接缝环与卷绕相平衡，由所述的单纤维线形成的接缝环不易受到“辅助螺旋效应”的影响而相对于一个优选的定向进行转动。
在美国专利U.S.No.5,204,150中，造纸机机内可接缝织物中的MD线是从一种树脂中挤制出的合股线/卷绕线，在织物的热定形过程中，所述树脂部分熔化而产生具有类似单纤维线特征的MD线。即使由于MD线卷绕和合股而不能平衡，但由MD线的单个端部部分熔化而引起的软化也可阻止所述环相对于优选的定向进行的转动。
最后，在美国专利U.S.No.5,391,419中，造纸机机内可接缝织物中的MD线是具有涂层的合股线/卷绕线，所述涂层可使所述的MD线具有类似单纤维线的一种结构。该涂层可为永久性的、半永久性的或可溶解的。即使所述的线没有被平衡，但所述的涂层也可阻止环进行转动。
在美国专利U.S.No.5,913,339中披露了一种提高接缝环的均匀度和稳定性的另一种方法，该方法适用于不管是何种形式的MD线。该专利显示了一种造纸机机内可接缝织物，该织物具有与多条横向加工CD线相互编织在一起的第一和第二层纵向(MD)线。该织物通过一种变更的环带编织样式编织成，其中，接缝环是由MD线在织物端部的第一和第二层之间相互交错时形成的。在一个平衡的编织物中，附加的CD线与最后的CD线和接缝环之间的织物每一端处的MD层相互编织在一起，平衡的编织物就使接缝环垂直和水平对准。更具体地说，附加的CD线校正由编织样式而不是由线本身的特征所引起的接缝环的任何定线不准度。
保持接缝环的均匀度、对准性和适当的定向是很重要的，对机内可接缝压榨合成衬网提出的更重要的技术挑战是这样产生的：即人们要求接缝和区域与和其直接相邻的压榨合成衬网的其他部分或称为压榨合成衬网的本体具有相同的渗透性和可压缩性。与这种技术挑战相关联的是使由接缝区造成的纸张的印痕最小的问题，应认识到：机内可接缝压榨合成衬网的制造包括将一个人造棉棉胎(staple fiberbatt)附加到织物的一侧或两侧上。所述的附加可通过一种被称为针刺(纤维锁定)的工艺或通过水合(hydroentangling)工艺来实现，同时，机内可接缝的底布是环带形式。一旦将所需量的人造棉棉胎附加到织物上，就将形成所述环所用的销子或枢轴除去以将压榨合成衬网置为平坦或开口的形式以进行输送及最终安装到造纸机上。此时，必需在接缝的附近区域中剪切人造棉棉胎以使压榨合成衬网的两端完全相互分离。典型的情况为：以一种方式剪切人造棉棉胎，而在接缝环上形成一个翼片，在将织物安装到造纸机上的过程中，再将织物重新结合为环带形式。为此原因，压榨合成衬网的两端经常被称为“翼片端”，和“非翼片端”，所述“翼片端”具有人造棉材料的翼片，该翼片延伸超过接缝环，而“非翼片端”具有与接缝环相邻的一个间隙，当将织物结合为环带形式时，织物另一端上的翼片即配合入所述的间隙中。应认识到：当将织物安装到造纸机上时，它是这样定向的，即“翼片”端引导“非翼片端”穿过压钳或多个压钳而阻止翼片的快速磨损。
在压榨合成衬网的另一侧即所谓的“卷轴”侧，可从接缝环上将一些人造棉棉胎除去以易于使一个枢轴的随后通过由接缝环形成的通道。将通常为少量的人造棉棉胎除去使接缝区比压榨合成衬网的本体稍微更易于使空气和水渗透过。渗透性或流动阻力的差异虽然可能比较轻微，但在一些情况下，这足以在纸张上产生印痕。
上面已叙述了解决该问题的几种方法。一种方法是在造纸机上将压榨合成衬网形成为环带形式时利用具有枢轴的填充线。在另一种方法中，压榨合成衬网包括两种机内可接缝的底布，一种底布配合在由另一种底布形成的环带内，在针刺处理过程中，所述的两种底布相互层置。内、外底布的接缝区彼此相互稍微偏离，这样，每个底布的接缝区就与另一个底布的非接缝区相一致。一旦将所需量的人造棉棉胎附加到层置底布的内表面/外表面上，就将每个机内可接缝底布的形成所述环所用的销子或枢轴除去以将机内可接缝压榨合成衬网置为平坦形式以进行输送及最终安装到造纸机上。此时，必须在所述的两个机内可接缝底布中的外底布的接缝附近区域中剪切人造棉棉胎以使压榨合成衬网的两端完全相互分离。如上所述，在将压榨合成衬网重新结合为环带形式时，以一种方式剪切人造棉棉胎，而在接缝环上形成一个翼片。也可从所述的内、外机内可接缝底布上除去一些人造棉棉胎以易于使枢轴穿过所述的通道。
在授予Rydin的美国专利U.S.No.5,476,123和5,531,251披露的另一种方法中，将一条或多条额外的CD线编织到机内可接缝压榨合成衬网的底布至少一端的接缝环中。所述的额外线或线只编织到织物一侧上的接缝环部分中，所述的一侧最好为纸张支撑侧。所述的额外CD线在接缝环处形成为底布的CD线系统的一个延伸部而使接缝区更接近底布的其余部分，这样，可更好地将人造棉棉胎附加到接缝区上，从而将由接缝区对纸张产生印痕的可能性降至最小。
为使由接缝区对纸张造成的印痕最小，本发明还提供了另一种方法，而使接缝加工压榨合成衬网的接缝区的渗透性和可压缩性特征与压榨合成衬网本体的渗透性和可压缩性特征基本一致。该方法也可作为用于保持接缝环的均匀性、对准性和适当定向的一种方法。
【发明内容】
因此，本发明的目的是提供一种具有接缝区的造纸机机内可接缝造纸织物，所述的接缝区与织物的本体具有相似的可压缩性和渗透性特征。该目的可通过本发明提供的机内可接缝造纸织物来实现，所述的接缝加工织物最好以一种变更的环带编织技术而由纵向(MD)线的一个系统和第一横向(CD)线的一个系统来编织成。该造纸织物为具有一定长度和宽度的矩形形状且具有两个横向边缘和两个纵向边缘。MD线的系统中的线与第一CD线的系统中的线以第一种编织样式相互编织而形成织物的本体。
MD线相对于造纸织物的长度而在两个横向边缘之间前后连续延伸以在每个横向边缘处形成多个接缝环。
造纸织物还包括一个第二CD线的系统，所述第二CD线与MD线的系统中的线在一个第一区域中相互编织，所述第一区域是指沿着第一CD线的系统和接缝环之间的造纸织物的两个横向边缘之一的一个区域。第二CD线与MD线以第二种编织样式相互编织，所述的第二种编织样式可与所述的第一种编织样式相同也可不同。第一区域包括两条以上的第二CD线且以下述的至少一种方式与本体相区别：
a)至少一些第二CD线的旦尼尔与第一CD线的旦尼尔不同；
b)至少一些第二CD线之间的间隙与第一CD线之间的间隙不同；
c)第二编织样式与第一编织样式不同。
造纸织物还包括一个第三CD线系统，所述的第三CD线与MD线的系统中的线在一个第二区域中相互编织，所述的第二区域是指沿着第一CD线的系统和接缝环之间的造纸织物的两个横向边缘中的另一个的区域。第三CD线与MD线以第三编织样式相互编织，所述的第三编织样式可与第一编织样式相同或不同。所述第二区域包括两条以上的第三CD线且以下述的至少一种方式与本体相区别：
a)至少一些第三CD线的旦尼尔与第一CD线的旦尼尔不同；
b)至少一些第三CD线之间的间隙与第一CD线之间的间隙不同；
c)第三编织样式与第一编织样式不同。
下面参考附图而将对本发明进行更详细的描述。
【附图说明】
图1所示为本发明的机内可接缝造纸织物的示意性透视图；
图2所示为机内可接缝造纸织物的两端在相互附加在一起之前的示意性透视图；
图3所示为沿图2中的3-3线所作的剖视图；
图4所示为沿图2中的4-4线所作的剖视图；
图5所示为沿图2中的5-5线所作的剖视图。
【具体实施方式】
现在详细地参考附图，图1所示为本发明的机内可接缝造纸织物10的示意性透视图。一旦织物10的两端12、14在接缝16处被相互结合在一起，则织物10就采取环带的形式。
图2所示为造纸机的接缝加工织物10的两端12、14在相互连接在一起之前的示意性透视图。沿着两个端部12、14中的每一个的边缘均横向布置有多个接缝环18。为将织物10的两端12、14相互连接在一起，而采取交互的方式、相互结合或相互交叉的方式将一端12处的接缝环18与另一端14处的接缝环放置在一起。相互交叉的接缝环18限定了一个通道，可将一个销、枢轴或线式条带或部件引过所述通道以将所述端12、14相互固定在一起。
图3所示为沿图2中的3-3线而对造纸织物10所作的剖视图。织物10，或更具体地说，图中所示的织物10的本体20被编织为一个8路双层织物(8-shed duplex weave)，虽然应认识到这种织物只是作为一个例子，可利用其他的编织样式来编织织物10以实现本发明，包括除下面提到的形式之外的双层、三重式和其他的多层编织式。织物10的编织样式并不仅限于图3中所示的特殊编织样式。作为压榨合成衬网的底布的织物10，可在其一侧或两侧上针刺有一个或多个人造棉棉胎材料，或者以某些方式来涂覆。另一种情况为：在造纸机的另外一个部分上，即成型部分或干燥部分上可利用织物10，或者，织物10可被用作为涂覆聚合树脂的造纸工业加工带的基底。
织物10最好是通过一种改良的环带编织工艺制成的。在这种情况下，当将下述线相对于安装有织物10的造纸机的方位作为参考时，经线22最终变为织物10的横向(CD)线，纬线24最终成为织物10的纵纵向(MD)线。
经线22和纬线24，即机内可接缝织物10的CD线和MD线可以是本领域的普通技术人员为编织造纸织物所用的任一种线。也就是说，单纤维线即单独应用的单纤维线、多纤维线、合股单纤维或合股多纤维线形式的合股/卷绕线、或由本领域的普通技术人员为编织造纸织物而使用的任何形式的线均可被用作为经线22和纬线24。此外，经线22和纬线24可由本领域的普通技术人员为生产造纸织物所用的线而从常用的聚合树脂材料中挤制出或制造出。
再次参考图2，沿着织物10的横向而在其端部12、14与接缝环18相邻的位置处延伸有区域26，区域26相对于织物10的总体长度来说较短。图4所示为沿着图2中的4-4线所作的剖视图。在区域26中，如图4所示，织物10可被编织为4路双层织物，该4路双层织物除了可弥补区域26和本体20之间的渗透性和压缩性的差异之外，还可将纬线24保持为垂直布置的状态。具体地说，如图4所示，纬线24和经线28以4路双层相互编织。这种编织样式通常用于将线例如纬线24保持为垂直布置状态而产生接缝环18，接缝环18是由纬线24按着所需的匀度、稳定性和与织物的平面相垂直的定向来形成的。
更具体地说，织物10的区域26可以与在织物10的本体20中所用的形式不同的任何编织样式来编织以补偿渗透性和压缩性的差异，如果以相同的形式来编织整个织物10，则可能出现渗透性和压缩性的差异，或者，如果至少一些经线28之间的旦尼尔或间隙与经线22之间的旦尼尔或间隙存在差异，则可利用与织物10的本体20的编织样式相同的形式来编织区域26来达到相同的目的。
此外，再回忆上面对机内可接缝压榨合成衬网的“翼片”端和“非翼片端”区别的讨论内容，人们需要或希望在“翼片”端上以一定的编织样式编织区域26，而在“非翼片”端上以不同的编织样式编织区域26，所用的两种编织样式与织物10的本体20所用的编织样式不同。该内容的目的也是为了弥补两个区域26和本体20之间的渗透性和压缩性中的差异，如果以相同的形式编织整个织物10，则可能出现所述渗透性和压缩性中的差异。此外，在利用与织物10的本体20的编织样式相同的形式编织的区域26中，在至少一些经线28之间的旦尼尔或间隙与织物10的两个区域26中的纬线22的旦尼尔或间隙是不同的以实现同样的目的。
与经线22和纬线24相似，区域26中的经线28也可为前面所述的由本领域的普通技术人员编织造纸织物所用的不同种类的线。
但是，经线(CD)22和经线(CD)28不需要彼此相同。也就是说，经线22可为前面所述的由本领域的普通技术人员编织造纸织物所用的不同种类的线。经线28可为另一种线。此外，经线28可为具有确定形状的线即具有非圆形截面的线，例如具有矩形、卵形或椭圆形截面的线。经线28可由本领域的普通技术人员为生产造纸织物所用的线而从常用的聚合树脂材料中挤制出或制造出。在经线28的生产中应用的聚合树脂材料可与用于生产经线22的聚合树脂材料相同或不同。
此外，一个区域26中的经线28也可为与其他区域26中的经线不同的线。另外，经线28的旦尼尔可大于或小于经线22的旦尼尔，或者，其间隙或数量可与经线22的间隙或数量不同，换句话说，经线28的编织密度可与纬线24不同。在这些方面中，一个区域26中的经线28的旦尼尔及其间隙或数量可与另一个区域26中的不同，这根据与对织物10的本体20所需求的渗透和压缩特征相关的对区域26所要求的渗透和压缩特征而定。
另一种情况为：在可被称为“羽化”的一种技术中，区域26中的经线28的旦尼尔可相对于本体20和接缝环18之间的本体20中经线22的旦尼尔增大或减小。在这种情况中，所述的“羽化”可在一个或两个区域26中实现，如果在两个区域中实现，则经线28的旦尼尔可在一个区域26中增大，而在另一个区域26中减小。此外，所述的“羽化”可由成对的经线28来实现，这样，相邻的成对经线28的旦尼尔就增大或减小。或者，所述的“羽化”可通过完全重复由经线28和纬线24相编织的编织样式来实现，这样，经线的旦尼尔在每次重复过程中增大或减小。此外，所述的“羽化”可参照相邻经线28之间的间隙、相邻的成对经线28之间的间隙或完全重复的编织样式之间的间隔来实现。通过所述的完全重复的编 织样式，经线28和纬线24以与经线28的旦尼尔可被改变的编织样式相似的一种方式来编织。“羽化”可被用于逐渐改变穿过所述织物的水的加速率以使接缝处的水压印痕最小。
图5所示为沿图2中的5-5线所作的剖视图。纬线24即织物10中的MD线形成接缝环18。区域26即位于图5中的两条竖直虚线之间的区域包括由4路双层样式的两个重复样式，经线28通过所述的4路双层与纬线24相互编织在一起。但是，通常情况下，区域26包含多于两条经线28的情况也包含在本发明的范围之内，或者，区域26优选包括编织样式的1至8次重复，经线28和纬线24通过所述的编织样式编织在一起。在图5中，与纬线24以4路并列形式编织在一起的经线28将纬线24保持在垂直布置的状态而增进了由纬线24形成的接缝环的均匀度和对准性，并确保接缝环18的定向与织物10的平面相垂直，在将织物10的两端12、14相互结合在一起而将其置于环带形式时，上述的所有特征均有益于所述接缝环之间的相互叉合。在利用“羽化”的地方，经线28之间的旦尼尔或间隙将相对于经线22之间的旦尼尔或间隙而在图5所示的区域26中从左向右逐渐增大或减小，就如在前面所述的那样。
包括有经(CD)线22、纬(MD)线24和经(CD)线28的纤维线是从聚合树脂材料中挤制出被结合入根据纺织工业特别是纸机织物工业中已知的技术制作的线中。所述的聚合树脂材料可为例如：聚酰胺，聚酯，聚醚酮，聚丙烯，POLYARAMID，聚烯烃和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂。
在通过改进的环带编织方式对织物10进行编织的过程中，纬线24沿着整个织机被前后连续编织，在被编织的织物10的一个边缘上形成为环的各个通道中穿过一个环形成的针。在授予Codorniu的美国专利No.3,815,645中披露并要求了多种方案，该专利所披露的技术内容在此作为参考而被结合使用，而在本发明的实际应用中可利用所述的方案而利用改进的环带编织法来编织机内可接缝织物。但是，应认识到：使编织织物10扁平、随后通过使延伸过织物10的端部的经线回转并将回转的后端编织入织物中而形成接缝环均包含在本发明的范围之内。
对上述内容所作的变更对于本领域的普通技术人员来说是明显的，但所述的改进不会超过附加的权利要求所确定的范围。