專利名稱：造紙機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用在諸如造紙的網(wǎng)幅成形設(shè)備和非織造網(wǎng)幅成形設(shè)備中的織物，更具
體地說，本發(fā)明涉及網(wǎng)幅成形設(shè)備或造紙機中的成形織物。
背景技術(shù)：
紙通過將由纖維素纖維槳、水和適當?shù)奶砑觿?gòu)成的造紙配料傳送到造紙機成形 部的成形織物上或兩個成形織物之間來生產(chǎn)。接著，紙體穿過造紙機的壓榨部，最終經(jīng)過干 燥部。在標準薄頁紙制造機的情況下，紙幅從壓榨織物傳遞到揚克烘缸滾筒，然后起皺。
織物性能的重要部分就是排水和纖維保持能力。目前，在這些應(yīng)用中采用了三層 織造結(jié)構(gòu)，因為它們具有高脫水能力、精細的成形表面、以及程度高的寬度穩(wěn)定性。與穿透 干燥(TAD)有關(guān)的新型薄紙制造技術(shù)對成形織物提出了日益增長的要求。Voith P即er公 司以ATM0S商品名提供的、并較完整描述于國際局專利申請公開說明書WO 2005/075736A3 中的另一干燥方法，對織物提出了甚至更高的要求。在這個系統(tǒng)中，纖維網(wǎng)幅被承載在輥筒 的局部弧段周圍并暴露于真空中以將水從纖維網(wǎng)幅中除去。 當前的三層織造成形織物是機器橫向上結(jié)合的，這構(gòu)成對這類應(yīng)用場合中所需的 高排水性以及紙體成形所需的極精細的成形表面的阻礙。換句話說，紙體成形要求良好的 積聚堵塞、具有均勻的定量分布和最小化的氣泡。 由此，本領(lǐng)域中需要提供一種寬度穩(wěn)定性、排水性和纖維支撐各項性能均提高的 成形織物。 此外，由于紙成形技術(shù)對不斷增大的速度的要求，也需要針對這些參數(shù)有不斷提 高的能力和穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
—方面，本發(fā)明涉及一種用于干燥紙或纖維網(wǎng)幅的造紙機。該造紙機具有至少一 個使紙或纖維網(wǎng)幅的含水量減少的工位。成形織物攜帶紙或纖維網(wǎng)幅至少到達該工位。成 形織物具有交織的多根紙側(cè)緯紗和經(jīng)紗以形成接觸紙或纖維網(wǎng)幅的織物。多根機器側(cè)緯紗 和經(jīng)紗交織形成成形織物的機器側(cè)層。多根接結(jié)紗與多根紙側(cè)和機器側(cè)紗線交纏形成多層 的成形織物。為了維持織物的穩(wěn)定性，機器側(cè)層中的緯紗的直徑大于經(jīng)紗的直徑。
本發(fā)明的優(yōu)點在于提供一種成形織物，這種成形織物具有提高的寬度穩(wěn)定性，同 時允許具有優(yōu)良的排水和纖維支撐能力。


通過參照結(jié)合附圖的對本發(fā)明實施例的下述說明，本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu) 點、以及實現(xiàn)所述特征和優(yōu)點的方式，將變得更加明顯，而且更容易理解本發(fā)明，附圖中
圖1是本發(fā)明所用脫水系統(tǒng)的示意圖；
圖2是體現(xiàn)本發(fā)明一種形式的多層織物的透視4
圖3是本發(fā)明另一種形式的透視圖；禾口 圖4、5和6示出了可將接結(jié)紗編織到圖2所示織物中的可選方式。 相應(yīng)的附圖標記在整個附圖中表示相應(yīng)的部件。在此所闡述的示例說明了本發(fā)明
的實施例，并且這些示例不以任何方式構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。
具體實施例方式
參照附圖，圖1示出了脫水系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)利用了由標記19總體表示的壓 帶機形式的主壓力場。纖維材料的網(wǎng)幅W由結(jié)構(gòu)化織物4攜帶到真空箱5，對于在約-0. 2 和約-0. 8巴之間真空下行進的、公稱20克每平方米(gsm)網(wǎng)幅，需要該真空箱實現(xiàn)約15% 至約25%之間的固體含量，并且在優(yōu)選的方式下可以在約-0. 4和約-0. 6巴之間的水平下 工作。真空輥9在約-0. 2至約-0. 8巴之間的真空水平下工作。優(yōu)選的是，在約-0. 4巴或 更高的水平下工作。壓帶機19包括單片延伸織物31，其能夠?qū)毫κ┘拥綌y帶網(wǎng)幅W圍繞 吸水輥9周圍的結(jié)構(gòu)化織物4的非紙體接觸側(cè)上。織物31是圍繞多個導(dǎo)向輥被弓I導(dǎo)的連續(xù) 的或環(huán)狀循環(huán)帶，并且特征在于是可滲透的?？蛇x的熱風(fēng)罩11布置在帶31范圍內(nèi)且位于 真空輥9之上，以便改善脫水。此外，蒸汽噴管(未示出)可位于真空輥9上游的罩11內(nèi)， 以增強脫水過程。真空輥9包括至少一個真空區(qū)Z并具有約200mm至約2500mm之間的圓 周長度，優(yōu)選在約800mm和約1800mm之間，更優(yōu)選在約1200mm和約1600mm之間。真空輥 外殼的厚度可優(yōu)選在約25mm和約75mm之間的范圍內(nèi)。在吸水區(qū)Z的區(qū)域中穿透織物的平 均氣流可為約150mVmin每米機器寬度。離開吸引輥9的固體含量根據(jù)安裝方式不同而在 約25%和約55%之間，優(yōu)選大于約30%，更優(yōu)選大于約35%，甚至更優(yōu)選大于約40%?？?選的真空吸移箱13可用于確保紙體或網(wǎng)幅W跟隨結(jié)構(gòu)化織物4并與脫水織物7分離。應(yīng) 該注意，在第一壓力場(即，真空箱5)和主壓力場(S卩，由真空輥9形成的)中的氣流的方 向彼此相反。該系統(tǒng)還可利用一個或多個噴水單元8和一個或多個吸水箱6。
采用壓帶機19會使干燥度顯著增加。帶31應(yīng)該能夠維持高達約80KN/m的帶張 力的增加，而不被損壞也不損壞網(wǎng)幅質(zhì)量。張力每增加20KN/m，網(wǎng)幅W就大致有約2%以上 的干燥度。 圖1所示脫水系統(tǒng)對脫水織物7提出了能保證排水能力增加和紙體成形均勻的高 要求。脫水織物7的性能確定了系統(tǒng)的有效性，因為網(wǎng)幅W在進入壓帶機19時具有足夠干 燥度能使處理速度提高。 現(xiàn)參照圖2，其示出了一成形織物IO，該成形織物IO具有與緯紗14交織的多根經(jīng) 紗12，以形成紙幅或纖維網(wǎng)幅側(cè)層16。經(jīng)紗12在順機器方向(MD)延伸，而緯紗14在橫機 器方向(CD)延伸。如圖2所示，箭頭MD指示織物的順機器方向。換句話說，MD方向是織 物的長度，而由適當箭頭表示的CD是織物的寬度。當織物為一種帶的形式時，織物是連續(xù) 的。 另一組經(jīng)紗18和緯紗20彼此交織并形成作為臨機器側(cè)22而結(jié)束的附加層。臨機 器側(cè)22通常抵靠傳動輥筒或?qū)蜉?為簡化本發(fā)明的論述而未示出)，以移動帶IO通過預(yù) 先規(guī)定的路徑。交織的緯紗和經(jīng)紗14和12分別形成臨紙側(cè)層24，而緯紗和經(jīng)紗18和20 形成臨機器側(cè)層26。層24和26由接結(jié)紗28連接，由伸出所示織物10周界的虛線示明。 為簡化對本發(fā)明的理解，只示出一部分接結(jié)紗28。如圖2所示，接結(jié)紗28在經(jīng)向或MD方向延伸，以將層24和26接結(jié)成多層織物。在MD方向上延伸的接結(jié)紗28的優(yōu)點是提高織 物10的排水性能。為使織物盡可能薄，MD紗線的細度要小。MD紗線直徑小于0. 17mm，優(yōu) 選小于0. 15mm，優(yōu)選小于0. 13mm。 CD紗線直徑(至少在臨機器側(cè))為大于0. 22mm，以提高 寬度穩(wěn)定性。紗線直徑的這種選擇的結(jié)果是厚度優(yōu)選小于0. 030英寸，以強化通過織物10 排水。 構(gòu)成臨紙側(cè)層24和臨機器側(cè)層26的紗線是交織的，交織的方式是使織物10的滲 透性寬闊地處于約300cfm和約1000cfm之間。優(yōu)選的范圍是約450cfm和約1000cfm之 間，但最優(yōu)選的范圍是約525cfm至約700cfm之間，以使排水最多?？障度莘e在約40%至約 80%之間，優(yōu)選約60%至80%。最優(yōu)選的空隙容積是約65%至80%。為了控制織物10的 極高脫水率，需要這種高空隙容積。 構(gòu)成臨紙側(cè)層24和臨機器側(cè)層26的紗線也交織得使表面開孔面積在約20%至約 60%之間，優(yōu)選的開放面積在約30%至約60%之間。最優(yōu)選的是約35%至約45%。這種 高表面開孔面積是滿足極快速脫水要求所需的。 織物還以實現(xiàn)特定水平的Beran纖維支撐指數(shù)(FSI)的方式交織。當用于本文 時，F(xiàn)SI的定義見1979年4月第62巻第4期TAPPI (紙漿與造紙工業(yè)技術(shù)協(xié)會)中Robert LBeran的"The Evaluation and Selection of FormingFabrics，，，該文在此引用作為參 考。所得織物的FSI的范圍是約100至約FSI250，較優(yōu)選的FSI為約125至約250。最優(yōu) 選的FSI為約150至約250。為使纖維留著、紙體成形和過快脫水而纖維支撐不足所致的氣 泡最小化，需要高FSI值。而這又導(dǎo)致纖維被拉過織物及由此形成的紙體針孔。
圖2所示的織物能使纖維網(wǎng)幅成形和脫水的性能顯著提高。圖2所示的織物10 具有MD接結(jié)紗28。然而，圖3所示的織物30具有CD走向的接結(jié)紗。如圖3所示，多根經(jīng) 紗32和緯紗34交織形成臨紙側(cè)層36。另外的經(jīng)紗38和緯紗40交織形成臨機器側(cè)層42。 由伸出織物30所繪周界的虛線表示的多根接結(jié)紗44在層36和42之間交織，形成多層織 物。為了簡化對本發(fā)明的理解，只示出接結(jié)紗44的一部分。盡管這種配置的滲透性不象圖 2所示的織物那樣高，它也仍然提供了在對纖維網(wǎng)幅脫水方面的顯著益處。
圖2和3所示的組織是平紋組織，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，也可采用其他形 式的組織且也仍可實現(xiàn)本發(fā)明的益處。由于CD紗線的優(yōu)勢，在機器上行進的成形織物的寬 度穩(wěn)定性可以實現(xiàn)小于1%的收縮值?？椢锟捎捎糜诩喚€的各種各樣材料形成，并且可對織 物進行處理以提高壽命、穩(wěn)定性和潔凈度。 參照圖4，其示出了由臨纖維網(wǎng)幅側(cè)織物48和臨機器側(cè)織物50形成的成形織物 46的剖面。為簡化對本發(fā)明的理解，這些織物內(nèi)的經(jīng)紗和緯紗的復(fù)雜組織的詳情未予示出。 此外，該圖和接下來的各圖所示的剖面是代表性的，而不是沿織物寬度截取的每個準確剖 面。纖維網(wǎng)幅側(cè)織物48由多根交織的諱紗52和經(jīng)紗54形成，其中只示出一根經(jīng)紗。機器 側(cè)織物50具有一系列交織的諱紗56和經(jīng)紗58，其中只示出一根經(jīng)紗。織物50的經(jīng)紗58 在標記62處交叉到織物48的被選緯紗52之上，以將織物48和50交織。這種情況下，經(jīng) 紗58有選擇地連接相鄰織物的緯紗，起著接結(jié)紗的作用。此外，在點62處，織物48的經(jīng)紗 54脫離織物48的編織圖案，并用織物50的經(jīng)紗58代替。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該顯然的 是，只要適合于具體場合，緯紗形成接結(jié)紗的方式可以在織物整個寬度上變化。
圖5示出交織接結(jié)紗以結(jié)合相鄰織物的另一種形式。在圖5中，纖維網(wǎng)幅側(cè)織物64鄰近機器側(cè)織物66。每個織物的緯紗由彼此鄰接的數(shù)字表示。接結(jié)紗68在MD方向上延伸并有選擇地從一個織物層經(jīng)過另一個織物層以形成兩個織物層之間的接結(jié)。如圖5所示，只要適合于接結(jié)織物，接結(jié)紗68經(jīng)過相鄰織物64中的奇數(shù)緯紗之上。織物64上部分的圖案顯示了經(jīng)紗58經(jīng)過第5根緯紗之上，接著經(jīng)過第3根緯紗之上，然后返回到織物66。圖5的下部分顯示了織物64和66的另一部分寬度，以顯示接結(jié)紗68可被交織的又一種方式。 圖6示出纖維網(wǎng)幅側(cè)織物70鄰近機器側(cè)織物72的另一種變型。經(jīng)接結(jié)紗74在與織物70的緯紗交織時，在經(jīng)過緯紗之上以前，經(jīng)接結(jié)紗74先經(jīng)過相鄰織物中的等數(shù)量緯紗之下。因此，顯示出經(jīng)接結(jié)紗具備了交織各種纖維網(wǎng)幅側(cè)織物和機器側(cè)織物以及將兩個織物接結(jié)在一起的雙重功能。 上述結(jié)構(gòu)盡管示例性提供了一種具有將水從纖維網(wǎng)幅側(cè)攜帶的網(wǎng)幅上去除的優(yōu)
良能力的成形織物。這種優(yōu)良的持水量使圖1的造紙機中增補真空操作的需要減至最小
(如果不是消除的話)在需要，這種增補操作會增加整個系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。 盡管已經(jīng)針對至少一個實施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明還可以在本文公開內(nèi)容的
實質(zhì)和范圍內(nèi)進行變更。因此，本申請旨在涵蓋利用發(fā)明總體原理的任何變化、用途或修
正。此外，本申請旨在涵蓋對本公開內(nèi)容的任何偏離，只要所述偏離落入本發(fā)明所涉及的并
且落入所附權(quán)利要求書的限制之內(nèi)的本領(lǐng)域已知的或通常的習(xí)慣內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于干燥纖維網(wǎng)幅的造紙機，所述造紙機包括至少一個使纖維網(wǎng)幅的含水量減少的工位，所述工位具有攜帶網(wǎng)幅經(jīng)過干燥裝置的可滲透織物、接觸網(wǎng)幅并被引導(dǎo)經(jīng)過干燥裝置的可滲透脫水織物，以及對可滲透織物、網(wǎng)幅和干燥裝置上脫水織物加壓的裝置；用于攜帶纖維網(wǎng)幅到所述工位之前位置的成形織物，所述成形織物包括交織的多根網(wǎng)幅側(cè)緯紗和經(jīng)紗，以形成接觸纖維網(wǎng)幅的織物；交織的多根機器側(cè)緯紗和經(jīng)紗，以形成所述成形織物的機器側(cè)織物；和多根接結(jié)紗，這些接結(jié)紗與所述多根網(wǎng)幅側(cè)紗和機器側(cè)紗在預(yù)定方向上交纏，形成具有顯著滲透性的多層的成形織物。
2. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中所述紗以織物的滲透性在約300cfm和1000cfm之 間的方式交織。
3. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中所述紗以織物的滲透性在約450cfm和約1000cfm 之間的方式交織。
4. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中所述紗以織物的滲透性在約525cfm和約700cfm 之間的方式交織。
5. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中所述紗以空隙容積在約40%和約80%之間的方式 交織。
6. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中所述紗以空隙容積在約60%和約80%之間的方式 交織。
7. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中所述紗以空隙容積在約65%和約80%之間的方式 交織。
8. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中所述紗交織，使得所述紙成形織物的表面開孔面 積在約20%和約60%之間。
9. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中所述紗交織，使得所述紙成形織物的表面開孔面 積在約30%和約60%之間。
10. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中所述紗交織，使得所述紙成形織物的表面開孔面 積在約35%和約45%之間。
11. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中所述紗以Beran的纖維支撐指數(shù)在約100和約 250之間的方式交織。
12. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中所述紗以Beran的纖維支撐指數(shù)在約125和約 250之間的方式交織。
13. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中所述紗以Beran的纖維支撐指數(shù)在約150和約 250之間的方式交織。
14. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中為了維持所述織物的寬度穩(wěn)定性，機器側(cè)緯紗的 直徑大于經(jīng)紗的直徑。
15. 如權(quán)利要求14所述的造紙機，其中織物的厚度小于.030英寸。
16. 如權(quán)利要求14所述的造紙機，其中所述經(jīng)紗的直徑小于0. 17mm。
17. 如權(quán)利要求14所述的造紙機，其中所述經(jīng)紗的直徑小于0. 15mm。
18. 如權(quán)利要求14所述的造紙機，其中所述經(jīng)紗的直徑小于0. 13mm。
19. 如權(quán)利要求14所述的造紙機，其中在鄰近所述織物機器側(cè)的層中的緯紗大于 0. 22mm。
20. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中所述接結(jié)紗是經(jīng)紗。
21. 如權(quán)利要求1所述的造紙機，其中所述接結(jié)紗是緯紗。
22. 如權(quán)利要求20所述的造紙機，其中所述經(jīng)接結(jié)紗與所述織物中的一個織物的緯紗 交織，并周期性地經(jīng)過其他織物的緯紗之上。
23. 如權(quán)利要求22所述的造紙機，其中在接結(jié)經(jīng)向織物經(jīng)過所述緯紗之上的點處，所 述織物中的另 一個織物的經(jīng)向織物脫離其織物。
24. 如權(quán)利要求20所述的造紙機，其中所述經(jīng)接結(jié)紗在返回到第一織物之前經(jīng)過所述 織物中的另 一個織物的多根緯紗之上。
25. 如權(quán)利要求24所述的造紙機，其中所述經(jīng)接結(jié)織物經(jīng)過三根緯紗之上。
26. 如權(quán)利要求24所述的造紙機，其中所述接結(jié)紗經(jīng)過五根緯紗之上。
27. 如權(quán)利要求24所述的造紙機，其中所述經(jīng)接結(jié)紗經(jīng)過另一個織物的四根緯紗之上。
28. 如權(quán)利要求24所述的造紙機，其中所述接結(jié)紗經(jīng)過選定的諱紗之間的等數(shù)量的諱 紗之下，而經(jīng)接結(jié)紗經(jīng)過該選定的緯紗之上。
29. 如權(quán)利要求24所述的造紙機，其中所述經(jīng)接結(jié)紗經(jīng)過選定的諱紗之間的不等數(shù)量 的緯紗之下，而經(jīng)接結(jié)紗經(jīng)過該選定的緯紗之上。
全文摘要
一種具有成形織物(10)的造紙機，該成形織物具有紙側(cè)多根緯紗(14)和經(jīng)紗(12)，它們交織形成一個接觸紙幅的層(16)。多根緯紗(20)和經(jīng)紗(18)交織以形成成形織物的機器側(cè)層(22)。多根經(jīng)接結(jié)紗(28)與紙側(cè)和機器側(cè)紗交纏以形成多層的成形織物。為了維持所述織物的寬度穩(wěn)定性，機器側(cè)層中的緯紗直徑大于經(jīng)紗的直徑。該織物的特征在于高滲透性、高空隙容積和高Beran的纖維支撐指數(shù)。
文檔編號D21F3/02GK101730766SQ200880020161
公開日2010年6月9日 申請日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月13日
發(fā)明者丹尼爾·沙基, 布萊克·亨德, 馬丁·林格 申請人:沃依特專利有限責(zé)任公司