多层成形织物 【发明背景】
本发明涉及造纸机用织物，特别是造纸机成形区段用的织物。
在传统的造纸过程中，称为“纸坯”的纸浆或纸纤维悬浮液被送到一条移动的无端成形带上游的顶部，随着成形带移动。成形带提供成纸表面，其作用如一过滤器；将纸纤维从水介质中分离出来使它形成一条湿的纸带。在形成纸带时，成形带用作一个过滤元件将水介质从纸纤维中分离出来，通过其筛孔或称疏水孔将水介质排掉，并利用位在织物排水侧的真空装置或类似物促使其排放。
在离开成形介质后，多少能独立的纸带被转移到机械的加压区段并放置在一承压毛毡上，移动通过由多个互相配合的压力辊形成的一系列的加压辊隙，从而去除较多的含水量，这些压力辊还用来使纸带密实。
随后，纸带被转移到干燥区段，在该区段它环绕一系列加热的、一般为圆筒形地滚筒移动并与这些滚筒保持热传递的联系，以便去除更多的含水量。
多少年来，造纸业曾力求改进成形织物，不仅涉及其运行寿命，而且还涉及在其上生产出来的纸张的质量。三层织物就是为此目的而被引入的。三层织物具有两个通常为截然不同的表面。顶表面为一完整的织物结构，它是专门为造纸时达到尽可能最佳的纸张质量和机械效率而设计的。而与它完全分开的底面织物则是专门为力学的稳定性和织物的寿命而设计的。研制三层织物是为了要消除在单层或双层成形织物中所存在的折衷办法，使造纸业能够尽可能最佳地以较少的费用生产出质量上乘的纸张，而不牺牲造纸机用织物所需的耐摩特性。
本行业公知的参考资料告诉我们这些所谓的三层织物在经线方向和在纬线方向设有另外的接结纱线。但两个织物层用接结经线互联会有这样的缺点，由于在织造时经线具有张力，因此接结经线会影响纸张侧的结构。另外，当三层织物被平整地织造并用织缝使它成为无端时，接结经线在最终的幅面内是在纵长方向上延伸的。由于织物在加热区带热固定时被拉长，使经线再度受到高的工作张力。由于下层的纬线显著地较粗且较硬，致使接结纱线的张力几乎专门地影响到上层的细线。这样，接结经线便会在接结点上牵拉细纬纱使它深入到织物内，从而会在平整的表面上造成扭曲。
因此，三层织物在实际上都是用接结纬线接结在一起的。但这个解决办法不够理想，因为采用接结纬纱，各织物层之间的相互相对移动是不受限制的。因此这些三层织物的分层将成为问题，这将减少织物的寿命。
发明目的
因此，本发明的一个目的是要为造纸机提供一种新颖的三层织物。
本发明另一个目的是要提供一种三层织物，其中各织物层是用另外的接结经线连结在一起的。
本发明又一个目的是要提供这样一种织物，它在作为造纸机用织物时具有提高的稳定性，因而有较长的使用寿命。
本发明还有一个目的是要提供一种新颖的造纸机用三层织物，它对各织物层之间的连结具有改进的安排。
本发明的再一个目的是要提供这样一种造纸机用的织物，它具有优越的成纸表面、良好的使用寿命和耐摩能力及良好的排水性能。
在结合附图阅读下面的本发明的详细说明后当可对本发明的这些和其他一些目的有更清楚的了解
附图的简要说明
图1为按照本发明的具有另外的接结经线的织物在纬线方向看去的剖视图；
图2为图1所示织物在经线方向看去的剖视图；
图3为本发明的具有另外的接结纬线的另一个实施例在纬线方向看去的剖视图；
图4为图3所示织物在经线方向看去的剖视图；
图5为本发明的具有另外的接结经线和接结纬线的另一个实施例在纬线方向看去的剖视图；
图6为图5所示织物在经线方向看去的剖视图；
图7包括图7A-7H示出本发明的采用另外的接结经线的织物的另一个实施例中经向纱线的八个不同的位置；
图8为图7中织物在纬线方向看去的视图；
图9示出图7和图8中织物的顶层的成纸表面及两个织物层的交接表面之间的关系。
发明概述
本发明提供的是对造纸机的成形区段适用的三层织物。该三层织物包括：一个具有至少一组经线和至少一组纬线交织的顶织物层；一个具有至少两组纬线和至少一组经线的底织物层，所说两组纬线分别形成底织物层的顶层和底层；及至少一根接结纱线(粘合纱)，它与顶织物层和底织物层交织并连结。顶织物层最好为一平纹组织，而底织物层最好为一半双层的组织。而且，在一个较优的实施例中，在底织物层内的两组纬纱通常被叠置在一起，如同顶织物层和底织物层中的经线和纬线叠置在一起那样。
接结纱线最好为接结经线，但也可为接结纬线。另外，该织物可同时具有接结经线和接结纬线。在交织顶织物层和底织物层时，接结纱线只与底织物层上层的纬线或经线接合。这样，接结纱线在受到正常的摩耗和磨损时就被底织物层的纬线保护着，从而可增长织物寿命。在采用接结经线时织物寿命还可增长因为在使用时在各织物层和接结纱线之间的摩阻力已被减小。
接结纱线可用任何重复的花样与各织物层的经线或纬线绑结。但在一个较优的实施例中，接结经线是与顶织物层上的每一个第八根纬线接合和在底织物层的顶层上的每一个第八根纬线接合。在另一个实施例中，接结纬线是与顶织物层中每一个第四根经线接合和底织物层中每一个第四根经线接合发明的详细说明
本发明的织物为一三层织物，包括一个顶织物层和一个底织物层，它们之间用另外的接结纱线以特殊的方式连结着。
为了说明本发明的目的，我们把制造本发明的织物时纱线移动的路径定义为“经向”或“纬向”。一般地说，在一平纹组织的织物中，经线在经向上移动，纬线在纬向上移动。但当织物被织造成为无端的环形时，经线却在纬向上移动而纬线却在经向上移动。本行业的技术人员当可知道该区别并能容易地领会本发明的想法，而在注意到上述区别的情况下生产出按照这些想法的织物。
在本发明的织物中所采用的纱线将随最终成纸织物所需的性能及对在该织物所形成的纸张的要求而定。例如，纱线可用多丝纱线、单丝纱线、加捻多丝或单丝纱线、短纤纱线或以上纱线的任何一种组合。采用本发明的想法，根据所需织物的性能，选定一种纱线的种类应该是本行业的从业人员应该具备的技能。
本发明的织物所可选用的纱线种类可以是那些普通用在成纸织物上的种类。纱线可以是棉的、羊毛的、聚丙烯的、聚酯的、芳族聚酰胺的或尼龙的。本行业的技术人员可根据最终织物的特殊用途来选定纱线用的材料。
将两个织物层连结在一起的接结纱线可与顶织物层及/或底织物层的纱线具有相同的直径。在一较优的实施例中，接结纱线具有比制造织物层用的纱线较小的直径。典型的接结纱线常为聚丙烯或尼龙的单丝或多丝纱线。
顶织物层的设计是要使它呈现最佳的成纸表面，但在较优的实施例中，这个织物层为一平纹组织。平纹组织之所以较优是因为它比其他大多数织物组织具有较高的纤维支承指数和较大的排水能力。采用所提供的支承和排水系统，形成的纸带可得到较好的纤维分布。平纹组织的花纹并可为造纸提供最佳的双向弯曲条件。
而本发明的底织物层为半双层组织，它具有两个纬线系统。在顶织物层中的纱线可与底织物层中的纱线具有相同的大小和种类，或者前者可具有较小的直径，这要看最终造纸机用织物的目的而定。在本发明的较优的实施例中，平纹组织的顶织物层和半双层的底织物层的组合可提供通过纬线三个系统的“倾斜的”排水沟道。另外，由于经线的低密度和纬线系统的位置，半双层织物具有良好的排水性。
在与这些织物层结合时，本发明的接结纱线最好在经向上移动，这样来接结顶织物层和底织物层的纬线。在经向上接结具有显著的优点，因为成纸织物的移动方向和通常在造纸机中施加在成形织物上的力都是在纵长方向的。因此，采用经线作为接结线可减少通常在接结纬线上发现的应力。
另外，由于在较优实施例中底织物层为一半双层组织的织物，在经向上的接结线当与底织物层接结时总是可与其上层一组纬线中的一根纬线接合。这样做时，接结线将与组织纬线交织从而形成一个中间层。当织物在纵长方向受力而工作时，这种纵长接结线通过顶层和半双层底织物层的交织可减少在各层之间的摩擦。另外，由于接结纱线与织物层受到相同的纵长力，在各层和接结纱线之间的摩擦便可减少，从而可防止接结纱线断裂及由此而引起的分层。
另外，半双层底织物层具有两个纬线系统，而半双层底织物层的顶纬线与顶织物层的纬线被交织在一起。这样便可给接结经线提供增强的保护，因为它们可被半双层底织物层的底纬线保护着，不会受到织物通常在纵长方向所会遇到的磨损和摩耗。而纬线能较好地吸收由于接触而引起的摩耗和磨损，因此该造纸机用织物具有较长的使用寿命。
如上所述，即使较好的做法是在经线方向织入接结纱线，但在纬线方向织入接结纱线仍能获得利益。这是因为接结纱线不论是在经线方向还是在纬线方向都被半双层织造的底织物层的底纬线保护着，不会受到通常的磨损摩耗。最后，还可设想使接结纱线在经线和纬线两个方向延伸并分别与顶织物层和底织物层的经线和纬线接结。
在本发明的造纸机用织物中，各个纱线系统都是这样选择的，使它们每一个在造纸机用织物中起到并且最好地起到其作用。例如，面向待形成的纸张的纱线应比其他纱线更精细一些并具有较小的直径。与此相似，面向造纸机机械元件的纱线应比其他纱线更粗糙一些并具有较大的直径。可以想到，本领域的普通技术人员能够选择纱线的尺寸，以优化本发明的构思。
图1和图2所示为本发明的织物的一个实施例。纱线11和12分别为顶织物层13的经向纱线和纬向纱线。标号14和15为底织物层17的纬向纱线，而16则为该层的经向纱线。顶织物层13和底织物层17用另外的经向接结纱线18互相连结。接结纱线18可用任何重复的花纹连结顶织物层13的纬向纱线12和底织物层的上面的纬向纱线14，从而形成一个中间层。但在图1和图2的较优实施例中，接结纱线18是与顶织物层上的每一个第八根纬向纱线12接合并与底织物层17上的每一个第八根上面的纬向纱线14接合。
从图2显然可见，本发明的织造方法所得到的外形可将接结纱线18和底织物层17的大多数承重组织经线16保护起来使它们不向造纸机机械元件暴露，从而不受摩耗和磨损。接结纱线18和结构经线16要在底织物层17的纬纱15完全被磨穿后才向外暴露。
图3和图4所示为本发明的成纸织物的另一个实施例，其中另外的接结纱线与纬线平行而延伸，因此在纬向上移动。本实施例的特征也是一个平纹组织的顶织物层21和一个半双层的底织物层22。顶织物层21由经向纱线23和纬向纱线24交织而成。在底织物层22中，纬向纱线25通常叠置在纬向纱线26的上面，并与经向纱线27交织。另外，接结纱线28在纬向延伸并与顶织物层21的经向纱线23和底织物层22的经向纱线27接合。如同图1和2的实施例，接结纱线28可用任何重复的花纹连结顶织物层21的经向纱线23和底织物层22的上面的经向纱线27，从而形成一个中间层。但最好接结纱线28与顶织物层上的每一个第四根经向纱线23和底织物层上每一个第四根上面的经向纱线27接合。
与图1和2画出的纵长接结纱线结构相比，这种结构可在只有两个而不是三个经线筒的织机上制造。另外，接结纱线28还被半双层底织物层的底纬线保护着。但尽管有这些优点，图1-2所示的含有经向接结纱线的织物还是比较优越因为它对分层具有较强抗力。这主要是由于运行时作用在织物上的力是在纵长方向即在经线方向。当接结纱线只是在纬线方向时便可观察到结构层之间有较多的摩擦，这会使分层加快。
尽管如此，经向接结纱线可与纬向接结纱线结合来得出一个对分层具有高抗力的极其坚强的织物。图5和6示出具有这种结构的本发明的织物的第三实施例。在这实施例中，在上述组织花纹中另外的接结纱线同时出现在纬向和经向。顶织物层31用另外的接结经线38和另外的接结纬线39连结到底织物层32上。顶织物层由经线33和纬线34按平纹组织花纹交织而成。在底织物层中，纬线35通常叠置在纬线36的上面，它们与经线37交织在一起。接结经线38按预定的花纹与顶织物层上的纬线34和底织物层上的纬线35接合。与此相似，接结纬线与顶织物层31的经线33和底织物层32的经线37接合虽然这种结构就刚度和分层来说具有显著的优点，但这是花费代价得来的，由于采用了大量的接结纱线，带来了排水指数的降低。
图7示出按照本发明的造纸机用织物的第四实施例。图7A-7H示出在织物中经向纱线73、77的八个不同位置。如上所述，造纸机用织物包括一个由经向纱线73和纬向纱线74交织而成的平纹组织的顶层71。底织物层72为一半双层的按8综花纹织造的织物。在本实施例中，底织物层72的纬向纱线75通常叠置在纬向纱线76的上面，两者与经向纱线77交织在一起。另外，顶织物层的纬向纱线通常叠置在底织物层的纬向纱线的上面。图7D和7H示出接结经线78的位置及其如何把顶部和底部织物层71、72连结起来的情况。
图8示出图7中织物从纬线方向看去的情况。从图上可见，顶织物层的经向纱线通常叠置在底织物层的经向纱线之上。当纬向纱线和经向纱线这样叠置时织物呈现良好的排水性能。经向纱线和纬向纱线的叠置还可使制出的织物对压缩力造成的变形具有高度的抗力。这是因为叠置的纱线在承受压缩时被迫互相抵压，而在不叠置的情况下则是互相穿插。这种布置的另一优点是顶织物层的结构在如前所述织入接结经纱时不大受到影响。因此，织物层的顶面可比较光整，较少会在制出的纸张上产生痕迹。
虽然图7和8所示为一完美叠置的织物，但我们也可能将结构的经向纱线和纬向纱线不完美地叠置来得到上述的这些优点。那就是说，在一织物中每一方向的纱线都被叠置，但叠置时每一纱线的中心线并不完全对齐，在这样的织物中也能得到上述这些优点。这样做，特别是在顶织物层的纱线与底织物层的纱线相比较为细小时可能是有利的。
另外，图8清楚地示出用经向接结纱线来连结顶织物层和半双层的底织物层的优点。如图所示，承受载荷的结构的经向纱线77和另外的接结纱线78都被底织物层72的纬向纱线76保护着，因此可在纬向纱线76被磨坏前免被摩耗和磨损。另外，由于接结纱线是在经向织入，它与顶织物层和底织物层受到相同的纵向应力。因此这种结构与采用横向接结纱线的织物相比，在各层和接结纱线之间的摩擦可以减少。但如上结合图5和6所述，也可能在图7和图8所示的实施例中除经向接结纱线外结合采用一条横向接结纱线。
图9为示出造纸织物的顶部成纸表面的图7和图8中所示织物的平面视图。在右下角被切去的区域示出底织物层的交接的顶表面。平纹组织的顶织物层71呈现一个优化的成纸表面并提供良好的纸浆支承以便将纤维从纸浆中保留下来并使形成的纸带容易脱离。接结经线78如上所述可按任何重复花纹与结构纬线接合。另外，任何数目的接结经线都可用来绑结织物层。但在图9所示的一个较优的实施例中是将一根接结经线插置在每一个第四根结构经线旁并绑结在顶部和底部织物层的每一个第八根纬线上。
这里说明的本发明的实施例只是其中的一部分并且只是示例性的而不是限定性的。本行业的行家在得到本说明的启发后显然可在实质上不离开本发明的精神和范围的情况下作出许多其他的实施例。