四层缝合压榨织物 【发明领域】
本发明涉及造纸技术领域。更具体而言，本发明涉及机上可缝合的各种造纸用织物，如用于造纸机压榨部的机上可缝合压榨织物。现有技术描述
在造纸处理期间，通过沉积纤维浆液，即是，纤维素纤维的水分散液，沉积到造纸机的成形部的移动成形织物上，就形成纤维幅料。在这个处理期间大量的水就通过成形织物从浆液中排出，留下纤维幅料在成形织物的表面上。
新形成的纤维幅料从成形部送到压榨部，压榨部包括一系列压榨区。这个纤维幅料通过由压榨织物支持的压榨区，或者通常情况下，通过两个压榨织物之间。在压榨区中，纤维幅料受到压缩力，能从纤维幅料中榨出水分，并且在纤维幅料中使纤维彼此粘结，就将纤维幅料变成纸页。理想状况是，水由压榨织物或织物组吸收，而不会返回到纤维幅料中。
纤维幅料，现在是纸页，最后送到干燥部，干燥部包括至少一系列可旋转的干燥鼓或滚筒，其由蒸汽在内部加热。纸页本身是由干燥织物支持直接在蜿蜒路径上顺次绕过系列鼓中的每一个鼓，该干燥织物支持纤维幅料很近地抵靠在干燥鼓的表面上。加热的鼓通过蒸发将纸页中的水分含量降低至所需的水平。
应看到的是，成形、压榨、干燥织物，所有织物都是采用在造纸机上的无端环圈的形式，并且是以传送带功能的方式出现。还应看到地是，造纸是以相当的速度进行的连续的过程。这就是说，纤维浆液是连续沉积到成形部的成形织物上的，同时当其从干燥部排出后，新制成的纸页是连续卷绕到纸辊上的。
目前，具体参照压榨织物，同时，应该称压榨织物是仅仅以无端的形式提供的。这是因为新形成的纸页是非常容易受影响的，会因为压榨织物或织物组上的任何不均匀性，使纸页在经过压榨区时留下痕迹。一种无端的、无接缝织物，如由公知的无端织造方法制成的织物，是在纵向(机器方向)和横向(横跨机器方向)两个方向上都有均匀的结构的。接缝，如在安装到造纸机上期间，可用来将压榨织物封闭成为无端的形式，表示压榨织物的均匀结构上的不连续性。用接缝，然后，就会极大增加纸页在压榨区留下痕迹的可能性。
因此，任何可用的机上缝合压榨织物的缝合区域通常必须是承受载荷的，即是说，在压榨区或多个压榨区压力下，象压榨织物的其余部分一样，并且必须是有如压榨织物的其余部分相同的对水和空气的渗透性，为了最小化，如果不能整体上避免的话，由接缝区域制成的纸品上的痕迹。
尽管考虑到由这些需求体现出的技术障碍，还是保持了高的要求改进机上缝合压榨织物，为了能比较容易和安全地安装到压榨部上。最后，这些障碍就由改进的压榨织物所克服，这些压榨织物具有由织物的两个端部的十字交叉边缘上提供缝合圈来形成的接缝。这些缝合圈它们本身是由织物的机器方向(MD)纱线形成的。接缝是由将压榨织物的两个端部放置在一起、通过在织物的一个端部与织物的另一个端部交织缝合圈而形成的，并且通过将所述的销或销钉直接穿过由交叉缝合圈形成的通道而将织物的两个端部锁定在一起而形成的。不用说，将机上缝合压榨织物安装到造纸机上比将无端压榨织物安装到造纸机上要容易，并且所用的时间要少多了。
这里有几个生产压榨织物的方法，其能用这类接缝在造纸机上连接成无端形式。一个方法是平纹织造压榨织物，在这种情况下，经纱是机器方向(MD)纱线。为在这个方法中形成缝合圈，经纱端部是在平行于经纱的方向上织造一段距离返回到织物本身中。另一个技术是，更优选是，无端织造的改进的形式，通常是用来制成织物的无端环圈。在改进的无端织造中，纬纱，或填充纱线在织物的一个边缘上通过围绕一个用于形成环圈的销子正被织造而形成环圈的通道中、横跨所述环圈前后连续织造。作为纬纱或填充纱线，最后变成压榨织物的MD纱线是连续的，由这种方式获得的缝合圈很结实，并且有这类缝合圈的接缝有更大的承载能力，比由织造经纱端部回到平纹组织织物的端部中制成的任何接缝的承载力都大。还是在另一方法中，织物是无端织造的，并且因此获得的织物的无端环圈是扁平的，并且呈在扁平环圈的两个宽度方向端部上彼此连接的两层织物形式。一个或多个宽度方向纱线然后被从两个宽度方向端部的每一个上移走，来制成一由自由端界定的短间隙，即，在每个端部长度方向纱线的新的未织造部分。当两个宽度方向端部如上所述被带到一起时，这些长度方向纱线的未织造部分然后被用作缝合圈。
为了生产确定等级的纸，比如挂面纸板和瓦楞纸芯层，就需要压榨织物有高的可空容积和高的水处理能力。多层压榨织物，如Cunnane的美国专利US4865083和US4887648所公开的，是对这类申请有用的。
这些专利由相关的申请产生，并给出形成压榨织物的接缝的方法，压榨织物有至少四个机器方向层。在公开的方法中，织造基底织物，在机器方式上至少有四层，在要被连接到一起的两个端部的每一个上设有缝合圈。缝合圈最后至少是两层。即是说，织物的两个端部上，从至少四层中的一层来的机器方向(MD)纱线形成一缝合圈，并且在至少四层的另一层再次进入织物，相同的两层在每个端部被如此相关，因此完成这两层。剩下的层以类似的方式用或不用缝合圈来完成。通过变更在缝合圈被完成的层的选择，能改变接缝的几何形状。
本发明也是多层压榨织物，但是，在被安装到造纸机上期间，被设计成以无端形式缝合，比美国专利US4865083和US4887648所公开的更容易。本发明概述
因此，本发明是造纸机的压榨部的机上缝合压榨织物。压榨织物包括第一机器方向(MD)纱线系统，第二机器方向(MD)纱线系统，和至少一个横跨机器方向(CD)纱线的系统。CD纱线与第一和第二MD纱线系统交织来形成整体织造多层结构的，并且呈具有长度和宽度，两个长度方向边缘和两个宽度方向边缘的矩形形状。第一和第二MD纱线沿两个宽度方向边缘的每一边缘分别形成第一和第二缝合圈。第一和第二缝合圈可以是在压榨织物的厚度方向上彼此分开的不同的两行。
第一缝合螺线由第一销钉连接到压榨织物的两个宽度方向边缘的一个边缘上的至少第一和第二缝合圈中的一个上。同样，第二缝合螺线由第二销钉连接到压榨织物的两个宽度方向边缘的另一个边缘上的至少第一和第二缝合圈中的一个上。
机上缝合压榨织物在安装到造纸机的压榨部上的过程中，被以无端形式连接；具体是通过交叉第一和第二缝合螺线的线圈，并且通过直接将第三销钉穿过由交叉线圈限定的通道来连接。
在随后通常所参照的附图下，本发明现在将会更详细地描述。附图简述
图1是本发明的机上缝合压榨织物的透视图；
图2是沿图1中线2-2作的横截面示意图；
图3是沿图1中线3-3作的横截面示意图；
图4a到图4c是类似于图3的示意图，是如图3所示本发明的另一些实施示例；和
图5a到图5c是本发明的另一些实施示例示意图。优选实施例的详细描述
现在具体谈图，图1是机上缝合压榨织物10的透视图。压榨织物10一旦其两个端部12、14在接缝16处彼此连接，就是无端环圈的方式。
图2是沿图1中线2-2看压榨织物10的横截面示意图。这样，横截面取横向或横跨机器方向，显示其从侧面看横跨机器方向(CD)纱线，和横截面上其机器方向(MD)纱线。
如图中所示，机上缝合压榨织物10是包括四层20、22、24、26 MD纱线的四层结构整体织造结构。压榨织物10按照如上所述改进的无端织造工艺来织造，并且有第一MD纱线32系统和第二MD纱线34系统。第一MD纱线32形成图2的顶上两层20、22，而第二MD纱线34形成底部两层24和26。第一MD纱线32和第二MD纱线34在织造工艺中是纬纱，在下面将会看到，其在机上缝合压榨织物10的两个宽度方向边缘形成缝合圈。
第一MD纱线32系统和第二MD纱线34系统至少与一个CD纱线36系统交织，CD纱线在织造工艺中是经纱。应该理解的是图中所示的织造图案仅仅是用于这个目的的众多方式中的一个示例。
第一MD纱线32、第二MD纱线34和CD纱线36可以是用于织造造纸机布的纱线类型中的任何一种。即，合股单丝或合股复丝纱线形式的仅仅单根使用的单丝束的单丝纱线或合股/加捻纱线，均可以用作这些纱线中的任何一种。
另外，包括第一MD纱线32、第二MD纱线34和CD纱线36的长丝是从合成聚合树脂材料，如聚酰胺、聚酯、聚醚酮、聚丙烯、聚芳酰胺、聚烯烃和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂，挤制成的，并且按照纺织工业特别是造纸机布工业所公知的技术结合到纱线中。
图3是沿图1中线3-3剖开的机上缝合压榨织物10的接缝16的横截面示意图。第一MD纱线32在压榨织物10的两个端部12、14形成第一缝合圈42。同样，第二MD纱线34在两个端部12、14形成第二缝合圈44。第一缝合圈42和第二缝合圈44沿压榨织物10的宽度方向边缘形成两行。如图所示，第一缝合圈42相对于第二缝合圈44是垂直堆叠的，但应该理解的是它们也可以彼此在机器方向上纵向偏移。
如前面所述，压榨织物10是按照改进的无端织造工艺整体织造的。第一缝合圈42和第二缝合圈44分别由第一MD纱线32和第二MD纱线34形成，在织造工艺中它们都是纬纱。第一缝合圈42和第二缝合圈44每个都是由单独的圈形成销形成的。在织造工艺结束时，圈形成销(未示出)被移走形成端部开放的织物，端部开放织物具有沿该压榨织物10的宽度方向边缘的上述两行缝合圈，一行是第一缝合圈42和另一行是第二缝合圈44。
按照本发明，缝合螺线52连接该压榨织物10的两个端部12、14中的每一个。该缝合螺线52分别通过销钉62和销钉64在压榨织物10的两个端部的每一端部处连接到两个第一缝合圈42和第二缝合圈44上。缝合螺线52可即时随圈形成销的移走而连接到两个端部12和14上。不论第一MD纱线32或是第二MD纱线34是合股/加捻纱线，由于其形成的缝合圈趋向从理想的需要用于交叉和缝合的几何形状旋转，并且是趋向能容易地变形，这是需要的。作为选择，缝合螺线52可在其处理期间在稍后面的时间，比如，当短纤材料已经针刺进其中，而圈形成销移走并且在两个端部12、14上的缝合圈42、44彼此分开之后，将缝合螺线52连接到在压榨织物10的两个端部12、14上的缝合圈42和44上。
销钉62和销钉64可以是单丝的单束；单丝的多束，彼此未加捻或者合股的，捻在一起的，织造或针织在一起的；或者是用来封闭造纸机布接缝的其他销钉类型中的任意一种。这些销钉62，64可从如用来织造压榨织物10的纱线32、34、36的相同的合成聚合树脂材料挤制而成。
对于缝合螺线52，它们是由聚合树脂材料挤压成的单丝螺线，聚合树脂材料优选是聚酰胺树脂，但是也可以是聚酯、聚醚酮、聚丙烯、聚烯烃或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂。单丝直径可以是，例如0.40mm或0.50mm。在安装压榨织物10到造纸机上期间，单丝缝合螺线52，可容易地彼此交叉并通过直接将销钉66穿过由缝合螺线52的交叉丝圈所确定的通道，而彼此结合在一起。填充纱线(stuffer yarns)可插入到缝合螺线52内，以确保接缝16有类似于织物10的其余部分的渗透特性。
象销钉62和销钉64一样，销钉66可是单丝的单束；彼此未加捻的单丝的多束，或者合股的，捻在一起的，织造或针织在一起的；或者是用来封闭造纸机布接缝的其他柱销钉类型中的任意一种。销钉66可以是另一可选择的形状，即是说，它可以是非圆形的横截面，从而使它能正确地填充交叉缝合螺线52内的容积，以确保接缝16的内径(caliper)和压力均匀性与织物10的主体部分一样。而且，销钉66也可以是从如用来织造压榨织物10的纱线32、34、36的相同的合成聚合树脂材料挤压而成。
几层短纤材料68可连接到压榨织物10的每一侧面，并且通过针刺或水缠结(hydroentanglement)法穿过它的结构而缠结到织物内。为了清楚可见，短纤材料68仅在图3中有部分示出。短纤材料68可以包括聚合树脂材料，例如聚酰胺或聚酯的短纤维。
织物的缝合区域的流动阻抗和压力分布的均匀性与织物主体部分的一致性的重要性是公知的。这需要防止湿纸页当其随织物穿过压榨区时被接缝留下痕迹。因为在织物接缝和主体之间存在显著的区别，在每个端部有一组缝合圈的四层整体织造织物会在湿纸页留下痕迹。有两组缝合圈的四层整体织造织物在每个端部不会给湿纸页留下严重痕迹，但是在造纸机上连接成无端形式比在每个端部有单独一组缝合圈更困难。本发明的缝合螺线使得这么做变得容易和快速，因为仅仅需要用一个销钉就能封闭接缝。其螺线空间和均匀性也都比那些织造圈好，对织物结合成无端形式在轻松性和速度上贡献很多。另外，众所周知，任意非单独单丝纱线，既可以是加捻的(缆线的、合股的等)，也可以是未加捻的，相对于相邻缝合圈形成有较弱几何形状的缝合圈，或者相对于其形成更多股的圈。在任一情况下，在纸机上交叉缝合圈形成接缝就变得很困难。如果一组或两组缝合圈都是由非单独单丝型纱线形成的，将织物以适时的方式连接成无端圈的形式很困难，如果不是不可能的话。本发明的缝合螺线允许除了单独单丝的其他纱线用来按照客户需要来定制织物的性质，如脱水性、压缩性和空隙容积性，在织物中的这些特性使得在造纸机上安装织物时就相对容易。
为了进一步降低织物主体和接缝之间的性质的差别，不仅所有三种销钉62、64和66的类型和几何形状可以选择，而且可将填充纱线插入到相互啮合的缝合螺线内。接缝的改进可包括在缝合圈42、44处织入另外的纱线，按照美国专利US5476123和US5531251的教导，其教导在这里被引作参考。而且，缝合圈42、44，缝合螺线52，和由交叉缝合螺线52限定以及由销钉66占据的容积，都能包括阻流材料。例如，阻流材料可以是附加CD纱线，例如，适宜重量和尺寸来提供阻流所需水平的阻流特性的单丝、复丝、卷曲弯形的、织造、针织或短纤纱等。附加CD纱线可有圆形、椭圆形、矩形、叶状的或其他形状的横截面，也可是与功能性CD纱线36相同或不同的类型。可选择地，阻流材料也可是织造或非织造材料或聚合薄膜的带状物，或聚合泡沫或液体树脂，固化后提供所需的额外阻流性。
上述改进对本领域的普通技术人员来说是显然的，但是不会带来超出本发明的所附权利要求的范围的改进。例如，第一缝合圈42和第二缝合圈44可如图3所示，从压榨织物10的宽度方向边缘在长度方向上有相同数量的延伸。可选择的还有，第一缝合圈42和第二缝合圈44可如图4a到4c所示，从所述的宽度方向边缘在长度方向上有不同数量的延伸。在图4a中，缝合圈42在压榨织物10的两个端部都比缝合圈44长。在图4b中，是相反的情形—缝合圈44在压榨织物10的两个端部都比缝合圈42长。在图4c中，缝合圈42在压榨织物10的一个端部比缝合圈44长，而在另一个端部则相反。
可选择的还有，第一MD纱线32可形成图2的顶部和底部纱线20、26，而第二MD纱线34可形成中间两层22、24。在这种情况下，如图5a到图5c所示，沿压榨织物10的宽度方向边缘第一MD纱线32形成第一缝合圈72，而第二MD纱线34形成第二缝合圈74。在图5a中，缝合圈72在压榨织物10的两个端部都比缝合圈74长。在图5b中，缝合圈72和缝合圈74在压榨织物10的两个端部延伸相同数量。最后，在图5c中，缝合圈74在压榨织物10的两个端部都比缝合圈72长。因为在图5a和5c中，缝合圈72和缝合圈74有不等的长度，缝合螺线52可在压榨织物10的每个端部仅仅连接到两个缝合圈72、74中的一个上。
对本领域的普通技术人员其他的改进也是显而易见的。