專(zhuān)利名稱(chēng)：造紙機(jī)覆蓋層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造紙機(jī)覆蓋層，具體地講，但不是排他性地涉及用于造紙機(jī)的加壓部分的織物。
US4743482披露了將保護(hù)性下垂物覆蓋在造紙機(jī)傳送帶的接縫部位的用途，所述保護(hù)性下垂物包括一層縱向纖維，所述纖維是沿傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向延伸的。所述接縫通常是傳送帶最脆弱的部位，而所述纖維傾向于減少所述傳送帶在該部位的磨損，并因此延長(zhǎng)傳送帶的使用壽命。所述纖維只在接縫部位提供，而不延伸到整個(gè)織造織物層的長(zhǎng)度上，以便提供防止轉(zhuǎn)運(yùn)的紙張片材起斑紋的保護(hù)裝置。
US5372876披露了具有添加的流動(dòng)控制層的壓制毛氈，包括用疏水性化學(xué)組合物處理過(guò)的紡粘長(zhǎng)絲尼龍材料。通過(guò)在頂部針刺的毛層將所述層針刺在基礎(chǔ)織物上。這個(gè)發(fā)明的目的僅僅是防止從輥隙中出來(lái)的毛氈發(fā)生再次潮濕。
EP1067238披露了一種壓制織物，包括一個(gè)基礎(chǔ)織物和若干層通過(guò)針刺連接在所述基礎(chǔ)織物上的短纖維材料。所述基礎(chǔ)織物具有至少一個(gè)通過(guò)螺旋卷繞織造織物條組裝的層。所述基礎(chǔ)織物是環(huán)形的，因此，所述織造織物條的紗線的取向不同于使所述基礎(chǔ)織物具有多軸向特征的所述基礎(chǔ)織物的機(jī)器方向和垂直于機(jī)器的方向。就是說(shuō)，在所述若干層中的單一的織造織物條主要是沿相對(duì)所述壓制織物的機(jī)器方向傾斜的方向取向的，更具體地講，它們構(gòu)成一種十字交叉傾斜片材。不過(guò)，由于所述螺旋織物，是由紗線組成的，因此需要特殊的接縫或‘織邊’，以便防止紗線松開(kāi)和從所述結(jié)構(gòu)中滑出。這些措施在使用起來(lái)可能代價(jià)高昂并且花費(fèi)時(shí)間，并且有可能導(dǎo)致局部質(zhì)量、厚度或水流不均勻性。另外，所述織造織物條的邊緣對(duì)它們的拼接方式特別敏感，就是說(shuō)，間隙或重疊有可能導(dǎo)致明顯的壓力波動(dòng)，并因此在使用時(shí)使紙張片材起斑紋。為了減輕后一種缺陷，通常通過(guò)特殊的縫合操作將所述邊緣縫合在一起，這進(jìn)一步增加了成本。
US3928699披露了一種造紙機(jī)覆蓋層，它具有較粗、堅(jiān)固、隨機(jī)排列的不變形的纖維組成的毛層，該毛層設(shè)置在所述基礎(chǔ)織物上，并且由一個(gè)包括較細(xì)纖維的毛層表面層覆蓋。盡管業(yè)已披露了所述纖維是粗纖維，但這些纖維的細(xì)度也只有17分特(44微米)。提供這種‘粗纖維’僅僅是為了增加孔隙體積，以便接收并攜帶通過(guò)壓力輥隙的水。
一般來(lái)說(shuō)，造紙機(jī)是由三個(gè)部分組成的，即成型部分、加壓部分和干燥部分。在每一部分都使用一個(gè)環(huán)形設(shè)計(jì)的織物，以便通過(guò)該造紙機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)連續(xù)的紙張片材。用于每一部分的織物的結(jié)構(gòu)根據(jù)造紙機(jī)的每一部分的作用的不同而不同。用于加壓部分的壓制織物能夠快速吸收并且排出水，同時(shí)支撐新生產(chǎn)的紙張片材，為此，用一種織造支撐織造織物4生產(chǎn)如圖6所示的典型的壓制織物，在它下面是一個(gè)毛層10，在它表面是細(xì)的織造織物表層12，該表層被另一個(gè)毛層(表面毛層)8覆蓋。層10是另一個(gè)毛層或者是通過(guò)表層8針刺的毛層。本發(fā)明所使用的毛層8，10由主要沿垂直于機(jī)器方向的纖維組成，就是說(shuō)這些纖維垂直于所述壓制織物的運(yùn)動(dòng)方向。提供細(xì)的表層織物12是為了降低因?yàn)樗隹椩熘慰椩炜椢?使轉(zhuǎn)運(yùn)的紙張起斑紋的可能性，并因此改變紙張的光滑度。所述細(xì)的表層織物12通常具有2 5根機(jī)器方向紗線/厘米(60根機(jī)器方向紗線/英寸)和12.5根垂直于機(jī)器方向的紗線/厘米(30根垂直于機(jī)器方向紗線/英寸)。所述紗線的直徑通常為0.2毫米(0.008英寸)。不過(guò)，即使是這樣精細(xì)的結(jié)構(gòu)作為表層織物12，這種織物仍然具有疙瘩和空隙，這會(huì)導(dǎo)致所述精細(xì)表層織物對(duì)紙張不均勻加壓，從而可能使所述紙張起斑紋。
本發(fā)明的目的是提供一種造紙機(jī)織物，它能在壓力輥隙中產(chǎn)生改善了的上沖均勻性，導(dǎo)致改善了的片材脫水和改善了的片材光滑度，同時(shí)仍然保持了片材脫水和良好的機(jī)械接縫下垂物完整性所必須的長(zhǎng)期的開(kāi)放和空隙體積。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了造紙機(jī)覆蓋層，包括一個(gè)支撐層和一個(gè)針刺非織造物層，該非織造物層由超粗不連續(xù)纖維組成，位于所述支撐層的片材一側(cè)，所述非織造物層的纖維的方向基本上沿預(yù)期的造紙機(jī)覆蓋層的機(jī)器方向。將所述非織造物層用于取代現(xiàn)有造紙機(jī)覆蓋層上的精細(xì)的表層織物，并且具有提供改善了的降低由支撐層使傳送的紙張起斑紋的可能性。
與沿垂直于機(jī)器方向取向或隨機(jī)取向纖維不同的是，機(jī)器方向取向的優(yōu)點(diǎn)是它能夠增強(qiáng)對(duì)水的控制，即它提供了對(duì)在壓力輥隙中流動(dòng)的水的較低的阻抗。所述沿機(jī)器方向取向的纖維起著引導(dǎo)水離開(kāi)的通道的作用，它與沿垂直機(jī)器方向取向的纖維相反，這種纖維能有效發(fā)揮類(lèi)似于水壩的作用，并因此阻斷水通過(guò)的途徑。
優(yōu)選具有至少兩個(gè)這樣的超粗非織造物層，每一層的纖維取向相對(duì)所述覆蓋層的預(yù)期的機(jī)器方向略微傾斜，并且具有至少一個(gè)雙軸層。該至少一個(gè)雙軸結(jié)構(gòu)使得所述超粗層使織造表層織物或其他紗線具有相同的厚度和抗壓縮能力，但是具有良好的壓力均勻性和較低的水流阻抗。由此提供了在造紙機(jī)覆蓋層的整個(gè)使用壽命期間具有較高的片材質(zhì)量的凈結(jié)果。
所述非織造物層包括纖維細(xì)度為75-150分特，更優(yōu)選100分特的超粗纖維。其長(zhǎng)度可以至少大約為75毫米。所述不連續(xù)纖維的超粗直徑有助于在負(fù)載條件下保持厚度，和長(zhǎng)期抗壓縮能力。
在一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述織物的纖維是通過(guò)粘接劑粘接的。所述粘接劑優(yōu)選是低熔點(diǎn)共聚物纖維。更優(yōu)選的粘接劑是具有低熔點(diǎn)鞘的雙組分纖維。所述雙組分纖維的纖維細(xì)度可以為17-67分特。所述粘接劑還可以占所述粗非織造物層的5-40％。更優(yōu)選所述粘接劑的重量百分比為10％。所述粘接劑的纖維還可以是卷曲的。
另外，所述超粗不連續(xù)纖維可以包括低熔點(diǎn)鞘，以便消除對(duì)其他纖維材料的需要。另一方面，所述粘接劑可以是非纖維粘接劑形式的，例如，可以將它噴灑在所述超粗不連續(xù)纖維層上。
所述共聚物可以是卷曲的纖維，如由EMS Grilon出售的具有11分特細(xì)度的K140?？梢栽趯盈B到造紙機(jī)覆蓋層上之前或之后對(duì)它進(jìn)行熱融合。對(duì)于某些用途來(lái)說(shuō)，可以摻入其他纖維，以便降低滲透性。
提供低熔點(diǎn)材料，不僅將纖維粘接在一起，而且改進(jìn)了結(jié)構(gòu)的抗壓縮能力和彈性。
可以通過(guò)插入一層毛層材料將所述超粗非織造物層固定在所述支撐層的片材一側(cè)，所插入的毛層材料的纖維的細(xì)度低于所述超粗非織造物層。
在一種優(yōu)選實(shí)施方案中，在所述覆蓋層的紙張支撐一側(cè)提供一個(gè)毛層，所述毛層構(gòu)成了表面毛層。所述表面毛層改善了片材支撐和所述支撐層與超粗非織造物層的機(jī)械鎖定。所述毛層的纖維細(xì)度優(yōu)選小于所述超粗層的纖維，所述表面毛層纖維的纖維數(shù)量為3.3-22分特，更優(yōu)選3.3分特。所述表面毛層可以包括至少兩層，其中至少一層的纖維的細(xì)度優(yōu)選小于另一層的纖維細(xì)度，以上兩層之一的纖維數(shù)量為17-44分特。表面毛層的至少一層的取向可以是垂直于機(jī)器方向。
可以在所述支撐層的相反一面，即朝向機(jī)器的一面上提供另一個(gè)毛層或底部毛層，所述底部毛層纖維的取向大體上為機(jī)器方向或垂直于機(jī)器方向。所述底部毛層可以簡(jiǎn)單地由所述表面毛層產(chǎn)生，它是通過(guò)縫合工藝將其向下推到支撐層下面的。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了造紙機(jī)覆蓋層，包括一個(gè)支撐層和至少兩個(gè)針刺非織造物層，所述非織造物層包括設(shè)置在所述支撐層的片材一側(cè)的超粗不連續(xù)纖維，所述兩層之一的纖維的取向基本上至少沿第一個(gè)方向，而所述兩層中的另一層纖維的取向基本上至少沿第二個(gè)方向。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種生產(chǎn)造紙機(jī)覆蓋層的方法，包括以下步驟提供一個(gè)支撐層；提供一個(gè)由超粗不連續(xù)纖維組成的第一非織造物層，其纖維取向大體上沿第一個(gè)方向；提供由超粗不連續(xù)纖維組成的第二非織造物層，其纖維取向大體上沿第二個(gè)方向，并且將所述第一和第二非織造物層機(jī)械連接在所述支撐層上。
在一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述第一個(gè)方向是相對(duì)所述覆蓋層的預(yù)期的機(jī)器方向略微傾斜第一個(gè)角度，而所述第二個(gè)方向是相對(duì)所述覆蓋層的預(yù)期的機(jī)器方向略微傾斜的第二個(gè)角度，以便提供一個(gè)非織造物層，其纖維相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向而言具有雙軸結(jié)構(gòu)。
以上兩個(gè)略微傾斜的角度優(yōu)選為5-30度，更優(yōu)選10-15度。
所述機(jī)械連接步驟優(yōu)選是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的將所述第一非織造物層螺旋卷繞在所述支撐層上，將所述第二非織造物層螺旋卷繞在所述第一非織造物層上，然后將所述第一和第二非織造物層針刺在所述支撐層上。
與EP1067238中所披露的螺旋工藝不同，所述針刺螺旋卷繞的超粗層使得它本身的邊緣在螺旋卷繞時(shí)剛剛能對(duì)接在一起或者略微‘覆蓋’和重疊在一起。隨后的針刺過(guò)程以均勻的方式將粗的短纖維纏接在一起，沒(méi)有間隙或隆起，從而導(dǎo)致壓力的均勻性。
為了有助于梳理超粗不連續(xù)纖維，業(yè)已發(fā)現(xiàn)添加細(xì)的纖維材料能起著攜帶粗纖維通過(guò)梳理機(jī)的載體作用。
在生產(chǎn)期間，以粗纖維為主的織物不能向前通過(guò)梳理機(jī)到達(dá)常規(guī)的橫向?qū)酉到y(tǒng)。相反，它在輕微的針刺之后直接卷繞，這樣當(dāng)它在支撐層上退繞時(shí)，纖維取向主要是沿機(jī)器方向。使用常規(guī)的橫向?qū)酉到y(tǒng)是不可能使用粗纖維的，因?yàn)榇嬖跓o(wú)法避免的牽伸現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是在進(jìn)入預(yù)先粗縫針刺機(jī)之前發(fā)生的。所述牽伸撕扯將弱的織物撕裂開(kāi)，或者最好的情況是產(chǎn)生無(wú)法接受的均勻度。
所述雙軸取向?qū)觾?yōu)選是通過(guò)在所述粗糙層內(nèi)提供低熔點(diǎn)粘接劑的另一個(gè)步驟粘接的。隨后的熱定型過(guò)程有助于將所述粗纖維粘接到三維基質(zhì)層中，改善了空隙體積的保持，因此具有更高的脫水能力，和增強(qiáng)了的層間結(jié)合力，降低了分層的可能性。所述其他纖維可優(yōu)選包括所述低熔點(diǎn)粘接劑。
優(yōu)選至少一個(gè)毛層被機(jī)械連接在所述覆蓋層上。
所述其他的毛層可能包括兩個(gè)層，第一層的纖維靠近所述粗的短纖維織物，并且其細(xì)度小于所述非織造物層纖維的細(xì)度，但是大于所述第二毛層的纖維細(xì)度。在一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述第一層纖維具有17分特的細(xì)度，而所述第二層纖維具有3.3分特的細(xì)度。在另一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述第一層纖維具有44分特的細(xì)度，而所述第二層纖維具有17分特的細(xì)度。
還可以在所述粗纖維織物和所述支撐層之間提供一個(gè)毛層。所述至少一個(gè)毛層的纖維優(yōu)選比粗的短纖維織物的纖維細(xì)。在提供一個(gè)以上這樣的毛層時(shí)，這些層可以具有不同的細(xì)度。所述至少一個(gè)毛層的纖維細(xì)度可以在44分特的數(shù)量級(jí)上。
所述至少一個(gè)其他毛層的纖維取向優(yōu)選大體上垂直于所述覆蓋層的機(jī)器方向。
通過(guò)提供一層基本上沿所述覆蓋層的運(yùn)動(dòng)(機(jī)器)方向延伸的超粗不連續(xù)纖維層，與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的細(xì)布12相比存在交織的疙瘩或空隙，因此降低了通過(guò)所述疙瘩對(duì)片材的撞擊。另外，所述非織造物層比織造織物層更便宜并且能更快地生產(chǎn)。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)織造結(jié)構(gòu)相比，所述造紙機(jī)具有更快的啟動(dòng)時(shí)間，具有更高的毛氈特性保留能力。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)所述超粗短纖維織物中的纖維的雙軸成網(wǎng)特別能提供突出的長(zhǎng)期抗壓縮能力，因?yàn)樗隼w維在加壓條件下是自我支撐的，從而產(chǎn)生了良好的保持厚度、便于清洗和可長(zhǎng)時(shí)間使用的能力。
水流是通過(guò)所述覆蓋層均勻分布的，因?yàn)闆](méi)有堅(jiān)硬稠密的紗線能限制水流通道，并且因此降低了液壓阻力。由此提供了良好的片材潮濕特征，和長(zhǎng)期脫水和清潔效率。
采用包括精細(xì)的表層織物和通過(guò)針刺在所述基質(zhì)上的常規(guī)毛層的表層8的常規(guī)疊層，通常發(fā)現(xiàn)在縫合的毛氈織物使用壽命期間分層特別出現(xiàn)在接縫處。這會(huì)導(dǎo)致所述毛層從所述基質(zhì)上剝離。在本發(fā)明中，超粗、不連續(xù)纖維取代了表層織物，它被限制在常規(guī)毛層和基礎(chǔ)層之間，提供了良好的纖維固定作用。由于通過(guò)使用纖維獲得了加強(qiáng)了的交叉點(diǎn)，該針刺與針刺織造織物時(shí)相比更有效。另外，通過(guò)使用低熔點(diǎn)或分散在超粗纖維中的雙成分纖維可以獲得額外的粘接作用，如果其中含有低熔點(diǎn)纖維的話，它會(huì)在開(kāi)始的預(yù)加熱步驟中融化，或者在最后的織物加熱定型階段融化。
另外，可以在所述超粗纖維織物上涂敷硬化劑，以便使它不會(huì)以螺旋方式退繞到支撐層上，而不會(huì)產(chǎn)生皺折和對(duì)花不準(zhǔn)。所述硬化劑可以是諸如淀粉的化學(xué)噴霧劑。
下面將僅通過(guò)舉例形式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明，其中

圖1是按照本發(fā)明的一種實(shí)施方案制造的造紙機(jī)覆蓋層的沿垂直于機(jī)器方向的剖視圖；圖2是圖1中非織造物層中的沿縱向取向的超粗不連續(xù)纖維的分解示意圖；圖3是表示用本發(fā)明的方法制造的覆蓋層生產(chǎn)的紙張的KES紙張光滑度值與常規(guī)壓制織物生產(chǎn)的紙張的光滑度值的比較的曲線圖；圖4是比較圖1所示覆蓋層的空隙度百分比和圖6所示現(xiàn)有覆蓋層的空隙度百分比的曲線圖；圖5是類(lèi)似于圖4的曲線圖，它表示本發(fā)明覆蓋層的織物支撐基質(zhì)和圖6所示現(xiàn)有技術(shù)的兩種例子的形成斑紋的傾向；和圖6是類(lèi)似于圖1的示意圖，不過(guò)它表現(xiàn)的是現(xiàn)有造紙機(jī)覆蓋層的結(jié)構(gòu)。
參見(jiàn)圖1，造紙機(jī)覆蓋層的第一種實(shí)施方案包括一個(gè)織造基質(zhì)層4，一個(gè)非織造物層6，該非織造物層包括沿預(yù)期的覆蓋層運(yùn)動(dòng)方向取向的粗纖維，以及兩個(gè)其他的常規(guī)毛層8，10，這兩個(gè)毛層各自包括主要以接近垂直于機(jī)器方向的方向排列的常規(guī)短纖維。
參見(jiàn)圖2，沿機(jī)器方向取向的非織造物層6包括一層粗纖維6a，它相對(duì)所述覆蓋層的運(yùn)動(dòng)方向X偏離的角度為A，并且通過(guò)機(jī)械方法粘接在基質(zhì)層4上。通過(guò)以螺旋方式卷繞在針刺機(jī)上將粗纖維6a覆蓋在基質(zhì)層4上。然后重新進(jìn)行這一過(guò)程，以便將第二層粗纖維6b放置在第一層6a的上部，第二層6b相對(duì)所述運(yùn)動(dòng)方向X偏離角度B。由此產(chǎn)生了非織造物層6，該層的纖維的取向大體上沿機(jī)器方向，同時(shí)還具有垂直方向的雙軸結(jié)構(gòu)。
相應(yīng)的粗纖維6a、6b放置時(shí)運(yùn)動(dòng)方向的角度取決于覆蓋層的長(zhǎng)度，不過(guò)，對(duì)于20米長(zhǎng)的織物來(lái)說(shuō)，大體上的角度A和B取決于非織造物層的寬度，該角度在5-10度范圍內(nèi)。
兩層非織造物片材6a、6b包括細(xì)度為100分特的單根卷曲纖維。通過(guò)針刺穿孔工藝將非織造物層6的層6a和6b機(jī)械連接在一起，并且優(yōu)選使用細(xì)度為11分特的低熔點(diǎn)尼龍共聚物卷曲短纖維粘接，這種纖維是由EMS Grilon以K140為商標(biāo)出售的，這種纖維在加熱定型過(guò)程的影響下會(huì)與所述纖維融合在一起。所述短纖維占層6的10％。然后將毛層8，10針刺在以常見(jiàn)方式組合所得到的基質(zhì)層4和層6上，以便完成所述覆蓋層。
圖3表示使用按照本發(fā)明制造的覆蓋層生產(chǎn)的紙張的光滑度與用標(biāo)準(zhǔn)造紙機(jī)覆蓋層生產(chǎn)的紙張的光滑度比較，其中，將精細(xì)的織造織物層設(shè)置在織造基質(zhì)層上，在它上面覆蓋常見(jiàn)的垂直于機(jī)器方向的毛層。所示出的數(shù)據(jù)是在比較通過(guò)單毛氈輥隙加壓生產(chǎn)的紙張的光滑度的實(shí)驗(yàn)之后測(cè)定的，所述測(cè)定表示與相關(guān)的毛氈接觸的紙張片材側(cè)面的光滑度值。曲線圖表示KES光滑度，其中，數(shù)字越小，表面越光滑。KES光滑度是通過(guò)由日本Kyoto的Kato Tech公司生產(chǎn)的儀器測(cè)定的。該儀器使用鐵筆以1毫米/秒的穩(wěn)定速度，在25毫米的距離上施加穩(wěn)定的20克的向下的壓力壓印大約8×5厘米(3英寸×2英寸)的樣品表面。光滑度值Rz是根據(jù)5個(gè)最高的峰值和最低的峰值的平均值計(jì)算的，并且以微米為單位表示。一臺(tái)X-Y記錄儀有助于對(duì)這些數(shù)字結(jié)果進(jìn)行作圖。
圖3比較了使用a)本發(fā)明和b)標(biāo)準(zhǔn)壓制毛氈通過(guò)單一毛氈輥隙壓制生產(chǎn)的紙張的機(jī)器方向、垂直于機(jī)器方向和平均光滑度值。光滑值Rz是與相關(guān)的毛氈接觸的紙表面的光滑值。以上結(jié)果表明，本發(fā)明生產(chǎn)的紙張具有良好的光滑度。
圖4表示本發(fā)明覆蓋層與所述標(biāo)準(zhǔn)壓制毛氈的比較，其中，百分比空隙度在較高的壓力下進(jìn)行比較。本發(fā)明的覆蓋層具有一致的較高的空隙體積值。這是由于層6的粗纖維的雙軸取向所致，所述纖維在加壓條件下是自我支撐的，具有良好的保持厚度的能力，以便于清洗并且在其使用壽命內(nèi)一直是開(kāi)放的。
圖5表示本發(fā)明覆蓋層的織造支撐基質(zhì)和兩種標(biāo)準(zhǔn)壓制毛氈的起斑紋的傾向的比較，其中，用精細(xì)的表層織物降低織造基質(zhì)纖維對(duì)紙張片材的撞擊。這三種織物都是相當(dāng)?shù)模ㄒ坏睦馐潜景l(fā)明的覆蓋層使用超粗不連續(xù)纖維層取代了精細(xì)的表層織物。兩個(gè)精細(xì)的表層織物都是織造織物，精細(xì)表層1包括比精細(xì)表層2略粗一些的紗線。在曲線圖上使用的所示方差(使用Eureka分析)，是以Grey值的平方(GV2)表達(dá)的斑紋強(qiáng)度，它能提供織造基礎(chǔ)織物的斑紋傾向。所述測(cè)試是通過(guò)在織物和輥之間的輥隙中形成碳?jí)汉圻M(jìn)行的。所得到壓痕用臺(tái)式掃描儀顯像。用快速傅利葉轉(zhuǎn)換(FFT)過(guò)濾技術(shù)分析所述圖象，并且檢測(cè)來(lái)自所述支撐的任何斑紋，分離并且以方差形式(平均方差)用Grey值的平方(GV2)表示。所述方差值越大，斑紋強(qiáng)度越高。該曲線圖表明，當(dāng)在將本發(fā)明的超粗不連續(xù)纖維的非織造物層用于取代精細(xì)的織造表層織物時(shí)，斑紋顯著降低，即使是在與這種最細(xì)的表層比較時(shí)也是如此。
在另一種實(shí)施方案中，首先將細(xì)度為44分特的常規(guī)毛層覆蓋在基礎(chǔ)層4上，然后再覆蓋細(xì)度為100分特的毛層6的粗纖維層6a，6b。將另一種細(xì)度為44分特的常規(guī)毛層覆蓋在層6表面，并且在它上面覆蓋一個(gè)細(xì)度為17分特的較細(xì)的常規(guī)毛層。這種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)最適合生產(chǎn)包裝級(jí)的重質(zhì)紙，因?yàn)檫m合生產(chǎn)這種紙的壓制毛氈必須具有高孔隙體積，因此與適合生產(chǎn)繪圖級(jí)紙張的覆蓋層相比其結(jié)構(gòu)更笨重。在層6和基礎(chǔ)層4之間提供細(xì)度為44分特的常規(guī)毛層，將粗纖維層與基礎(chǔ)覆蓋層隔開(kāi)，并將高孔隙體積實(shí)體推向更接近排出水的部位。
盡管業(yè)已披露的上部和底部毛層8，10的取向大體上垂直于機(jī)器方向，以上兩個(gè)毛層中的一個(gè)或每一個(gè)的取向還可以大致沿機(jī)器方向。另外，還可以省略所述上部和底部毛層8，10中的任一個(gè)或兩個(gè)，或者提供所述毛層之一，當(dāng)表層8結(jié)合在所述覆蓋層上時(shí)所述毛層是通過(guò)將纖維簡(jiǎn)單地針刺通過(guò)基礎(chǔ)層4而提供的。
盡管業(yè)已披露了將兩層6a，6b用于機(jī)器取向的超粗纖維層6，該層可以根據(jù)特定用途的需要僅包括一層或兩層以上。
盡管業(yè)已披露的基礎(chǔ)層是織造織物層，應(yīng)當(dāng)理解的是，所述基礎(chǔ)層還可以是非織造物層，如連接織物、膜、層疊物、或一系列沿機(jī)器方向和/或垂直于機(jī)器方向的紗線或它們的組合。另外，所述基礎(chǔ)層可以是織造織物層和/或非織造物層的組合。
盡管業(yè)已披露的超粗纖維的截面大致是圓形的，應(yīng)當(dāng)理解的是，這種纖維并不局限于這種形狀，并且可以具有不同形狀或扁平，或多種形狀的組合。另外，業(yè)已披露的粗纖維是卷曲的，不過(guò)它們還可以具有光滑的外形。
盡管業(yè)已披露了將低熔點(diǎn)尼龍共聚物卷曲短纖維K140(TM)用于粘接超粗不連續(xù)纖維層，不過(guò)，也可以使用纖維形式的其他粘接劑，如熱塑性可熔化纖維，如聚丙烯，或者舉例來(lái)說(shuō)，所述纖維可以是芯/鞘雙組分纖維形式的，具有低熔點(diǎn)鞘部分。另外，所述纖維不必是卷曲的。這種纖維還可以簡(jiǎn)單的是較細(xì)并且不可熔化的。另外，所述纖維還可以用粘接劑取代，如聚亞胺酯粘接劑。另外，所述超粗不連續(xù)纖維可以是包括低熔點(diǎn)鞘的雙組分纖維。應(yīng)當(dāng)理解的是，任何可熔化成分都可以在開(kāi)始針刺所述片材之前或之后熔化，或者在最后的織物加熱進(jìn)行階段熔化。可以將諸如淀粉的化學(xué)硬化劑噴灑在所述超粗不連續(xù)纖維層上。超粗不連續(xù)纖維層的硬化有助于將所述層螺旋卷繞到所述支撐層上。
可以將連續(xù)機(jī)器方向的紗線摻入所述粗纖維層，或摻入造紙機(jī)覆蓋層的其他層之一中，以便在造紙機(jī)提供抗拉強(qiáng)度。一種特別適合的紗線的直徑為0.2毫米，并且以2股線2纜線的形式加捻，每厘米11個(gè)末端(每英寸28個(gè)末端)。
在其他實(shí)施方案(未示出)中，將超粗不連續(xù)纖維的層針刺在紡粘織物的基質(zhì)上。所述基質(zhì)不是環(huán)形的，而所述粗纖維不是螺旋卷繞的，相反大體上沿機(jī)器方向排列的。然后將該結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)90度，并且層疊到紡粘織物的另一個(gè)基質(zhì)上。這種結(jié)構(gòu)提供了對(duì)某些等級(jí)紙張的更好的片材支撐，因?yàn)樗龃掷w維是垂直機(jī)器方向的，而不是機(jī)器方向的。所述層疊結(jié)構(gòu)可以包括若干個(gè)這樣的粗的非織造纖維層，并且所述層可以具有機(jī)器方向的層與垂直于機(jī)器方向的層的交替排列，這種結(jié)構(gòu)提供了改善了的結(jié)構(gòu)抗壓縮能力。盡管業(yè)已披露的基質(zhì)是紡粘基質(zhì)，但是它也可以是織造和/或其他非織造基質(zhì)或它們的組合。另外，如上文所述，可以包括加強(qiáng)紗線，如各種毛層。還可以在所述非織造物層中添加上述粘接劑，如雙組分或雙軸纖維或其他較細(xì)的纖維，以便增強(qiáng)上述粘接?？梢詫⑼暾慕Y(jié)構(gòu)末端對(duì)接在一起，以便形成環(huán)形結(jié)構(gòu)。
盡管本文業(yè)已結(jié)合某些實(shí)施方案和某些結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，很顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以使用其他改變、改進(jìn)或等同方案；因此，屬于本發(fā)明原理之內(nèi)的所述改變被認(rèn)為包括在權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.造紙機(jī)覆蓋層，它包括一個(gè)支撐層和一個(gè)針刺非織造物層，該非織造物層包括位于所述支撐層的片材側(cè)上的超粗不連續(xù)纖維，所述層的纖維取向大體上沿所述造紙機(jī)覆蓋層的機(jī)器方向。
2.如權(quán)利要求1的造紙機(jī)覆蓋層，包括至少兩個(gè)所述非織造物層，每一層的纖維取向相對(duì)所述覆蓋層的預(yù)期的機(jī)器方向略微傾斜，并且具有至少一個(gè)雙軸層。
3.如權(quán)利要求1或2的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述或每一個(gè)非織造物層的纖維細(xì)度在75-150分特范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1-2中任意一項(xiàng)的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述或每一個(gè)非織造物層的細(xì)度為100分特。
5.如權(quán)利要求1-2中任意一項(xiàng)的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述或每一個(gè)非織造物層由獨(dú)立的、切斷的長(zhǎng)絲組成，長(zhǎng)絲長(zhǎng)度為大約75毫米。
6.如上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述或每一個(gè)非織造物層的纖維是通過(guò)粘接劑粘接在一起的。
7.如權(quán)利要求6的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述粘接劑占所述非織造物層重量的百分比為5-40％。
8.如權(quán)利要求6的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述粘接劑占所述非織造物層重量的百分比為10％。
9.如權(quán)利要求6-8中任意一項(xiàng)的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述粘接劑包括低熔點(diǎn)共聚物纖維。
10.如權(quán)利要求9的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述共聚物纖維是由EMSGrilon出售的K140，其細(xì)度通常為11分特。
11.如權(quán)利要求6-10中任意一項(xiàng)的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述粘接劑包括具有低熔點(diǎn)的鞘的雙組分纖維。
12.如權(quán)利要求10或11的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述雙組分和/或共聚物纖維是卷曲的。
13.如權(quán)利要求6的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述粘接劑包括細(xì)度為17-67，更優(yōu)選30分特的纖維。
14.如權(quán)利要求13的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述纖維是熱塑性的。
15.如權(quán)利要求6-14中任意一項(xiàng)的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述粘接劑包括包圍所述超粗不連續(xù)纖維的低熔點(diǎn)鞘。
16.如上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的造紙機(jī)覆蓋層，包括與所述超粗層混合的其他纖維，所述其他纖維的細(xì)度小于所述超粗纖維的細(xì)度。
17.如上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的造紙機(jī)覆蓋層，包括位于所述支撐層和所述超粗非織造物層之間的毛層，所述毛層的纖維細(xì)度小于所述超粗非織造物層的纖維細(xì)度。
18.如上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的造紙機(jī)覆蓋層，包括位于所述覆蓋層片材側(cè)的上部毛層。
19.如權(quán)利要求18的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述表層毛層的纖維細(xì)度小于所述超粗層的纖維細(xì)度。
20.如權(quán)利要求18或19的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述表層毛層包括至少兩個(gè)層，所述層中的至少一個(gè)的纖維細(xì)度小于所述上部毛層的其他層的纖維細(xì)度。
21.如權(quán)利要求20的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述最上面的毛層的纖維細(xì)度為3.3-22分特。
22.如權(quán)利要求20或21的造紙機(jī)覆蓋層，其中，所述最下面的上部毛層的纖維細(xì)度為17-44分特。
23.如權(quán)利要求1-21中任意一項(xiàng)的造紙機(jī)覆蓋層，包括設(shè)置在所述覆蓋層機(jī)器一側(cè)上的底部毛層，所述底部毛層的纖維方向大體上垂直于機(jī)器方向。
24.如上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的造紙機(jī)覆蓋層，還包括大體上沿所述覆蓋層的預(yù)期的機(jī)器方向的加強(qiáng)紗線。
25.一種生產(chǎn)造紙機(jī)覆蓋層的方法，包括以下步驟提供一個(gè)支撐層；提供一個(gè)由超粗不連續(xù)纖維組成的第一非織造物層，其纖維取向大體上沿第一個(gè)方向；提供由超粗不連續(xù)纖維組成的第二非織造物層，其纖維取向大體上沿第二個(gè)方向；和將所述第一和第二非織造物機(jī)械連接在所述支撐層上。
26.如權(quán)利要求25的方法，其中，所述第一個(gè)方向相對(duì)所述覆蓋層的預(yù)期的機(jī)器方向略微傾斜第一個(gè)角度，并且所述第二個(gè)方向相對(duì)所述覆蓋層的機(jī)器方向略微傾斜第二個(gè)角度，以便提供一種非織造物層，該層的纖維具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的雙軸結(jié)構(gòu)。
27.如權(quán)利要求26的方法，其中，所述機(jī)械連接的步驟是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的將所述第一非織造物層螺旋卷繞到所述支撐層上，將所述第二非織造物層螺旋卷繞到所述第一非織造物層上，然后將所述第一和第二非織造物層針刺到所述支撐層上。
28.如權(quán)利要求26或27的方法，其特征在于所述兩個(gè)略微傾斜的角度為5-30度。
29.如權(quán)利要求26或27的方法，其特征在于所述兩個(gè)略微傾斜的角度為10-15度。
30.如權(quán)利要求25-29中任意一項(xiàng)的方法，還包括機(jī)械連接至少一個(gè)毛層的額外步驟。
31.如權(quán)利要求30的方法，其中，所述機(jī)械連接的額外步驟包括機(jī)械連接兩個(gè)這樣的層，所述兩個(gè)層中的第一層的纖維靠近所述粗纖維的非織造物層之一，并且其細(xì)度小于所述粗纖維非織造物層的纖維細(xì)度，但是大于所述毛層的第二層的纖維細(xì)度。
32.如權(quán)利要求31的方法，其特征在于所述第一個(gè)毛層的纖維細(xì)度為17分特，而所述第二層的纖維細(xì)度選自11和3.3分特。
33.如權(quán)利要求31的方法，其特征在于所述第一個(gè)毛層的纖維細(xì)度為44分特，而所述第二個(gè)毛層的纖維細(xì)度為17分特。
34.如上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的方法，包括在所述非織造物層和所述支撐層之間提供額外的毛層。
35.如權(quán)利要求34的方法，其特征在于所述額外毛層的纖維細(xì)度小于所述非織造物層的纖維細(xì)度。
36.如權(quán)利要求35的方法，其中，所述提供所述額外層的步驟包括提供至少兩個(gè)這樣的層，這兩個(gè)層具有不同的細(xì)度。
37.如權(quán)利要求25-36中任意一項(xiàng)的方法，包括使所述非織造物層硬化的額外步驟。
38.如權(quán)利要求37的方法，其中，所述硬化步驟包括在所述非織造物層的粗纖維上噴灑化學(xué)硬化劑。
39.如權(quán)利要求37的方法，其中為了幫助梳理所述非織造物層中的其他纖維，所述其他纖維的細(xì)度小于所述超粗纖維的細(xì)度。
40.如權(quán)利要求37-39中任意一項(xiàng)的方法，其中，所述硬化步驟包括粘接以上兩個(gè)非織造物層，所述粘接是通過(guò)在所述超粗非織造物層內(nèi)提供粘接劑然后加熱定型而實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
造紙機(jī)覆蓋層，包括一個(gè)織造或非織造支撐層4，一個(gè)非織造物層6，非織造物層包括超粗不連續(xù)纖維，其方向接近所述覆蓋層的預(yù)期的運(yùn)動(dòng)方向，以及兩個(gè)毛層8，10，這兩個(gè)毛層各自包括通常略細(xì)一些的短纖維，這些短纖維主要是以接近垂直于機(jī)器方向的方向排列的。所述超粗不連續(xù)纖維層6可以包括兩個(gè)這樣的層，其中的一個(gè)層6a相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向X偏離角度B，以便提供一個(gè)層6，該層的纖維盡管基本上沿機(jī)器方向取向，不過(guò)還具有垂直方向的雙軸結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)D21F7/08GK1481464SQ01820731
公開(kāi)日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2001年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月18日
發(fā)明者R·L·克羅克, R L 克羅克 申請(qǐng)人:沃伊思工廠海登海姆股份有限兩合公司