專利名稱：為纖維素纖維構(gòu)件提供改進的纖維支承的多層造紙帶及由此生產(chǎn)的纖維素纖維構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與造紙業(yè)有關(guān)，具體說，與造紙業(yè)中使用的造紙帶有關(guān)。這種帶可以減少不均勻的纖維分布和/或針眼及其它自身的不規(guī)則性，以便將纖維模制成一種三維紙帶。
纖維素纖維構(gòu)件，例如紙巾、面紙以及衛(wèi)生紙都是日常生活的主要用品。對這類商品的大量需求及持續(xù)的使用都要求對這些產(chǎn)品進行改進變型，同時要求對其制造方法進行改進。將一種含水的紙漿從一流漿箱中排出，使之附著在一個長網(wǎng)或一個雙網(wǎng)造紙機上即可生產(chǎn)出這種纖維素纖維構(gòu)件。這種成形網(wǎng)可以是一種環(huán)形帶，通過它進行初步脫水，并使纖維進行重排。由于纖維隨同流漿箱中排出的液體介質(zhì)一起流過成形網(wǎng)，經(jīng)常會發(fā)生纖維的流失。
在以后將要變成纖維素纖維構(gòu)件的紙幅初步成形之后，造紙機將把它轉(zhuǎn)移到機器的干燥端。在傳統(tǒng)機器的干燥端，在最后干燥之前，一壓榨毛毯將把該紙幅壓成一種單區(qū)域(single region)的纖維素纖維構(gòu)件。通常要用一種加熱輥筒，例如揚克式烘缸進行最后干燥。
在前述的對制造方法所作的明顯改進中，有一種改進可以使制得的消費品得到明顯改進，這種改進采用了一種空氣穿透干燥法，用以取代傳統(tǒng)的壓榨毛毯脫水。在空氣穿透干燥中，如同壓榨毛毯干燥一樣，紙幅在成形網(wǎng)上開始，該成形網(wǎng)接收來自流漿箱的濃度低于百分之一(在含水的紙漿中纖維的重量百分?jǐn)?shù))的含水的紙漿。在成形網(wǎng)上先進行初步脫水，但在成形網(wǎng)上，紙幅的濃度通常不會大于30％。紙幅從成形網(wǎng)上進一步被轉(zhuǎn)移到可以透過空氣的空氣穿透干燥帶上。
空氣穿過紙幅以及該空氣穿透干燥帶，以便繼續(xù)進行脫水?？諝獯┻^紙幅及該空氣穿透干燥帶是通過真空轉(zhuǎn)移槽、其它的真空箱或真空槽、預(yù)干燥輥等來驅(qū)動的。空氣將紙幅成形為空氣穿透干燥帶的外形，并提高了其濃度。這種成型過程產(chǎn)生了一種更加三維化的紙幅，但是，如果纖維在其第三尺寸方向上彎曲過度，有可能產(chǎn)生針眼，從而破壞纖維的連續(xù)性。
然后，紙幅再被送往最后干燥階段，在此，紙幅也受到壓印。在最后干燥階段，空氣穿透干燥帶將紙幅傳送給一干燥輥筒，例如一揚克式烘缸，進行最后干燥。在這一傳送過程中，通過壓印而使部分紙幅增密，從而產(chǎn)生了一種多區(qū)域構(gòu)件。許多這類多區(qū)域構(gòu)件都被作為優(yōu)良的商品而得到廣泛的認(rèn)可。在1967年1月31日授權(quán)于Sanford等人的美國專利3,301,746中公開了一種早期的空氣穿透干燥帶，業(yè)已獲得很大的商業(yè)成功。
隨著時間的推移，對之作進一步的改進已迫在眉睫。對空氣穿透干燥帶的一種重要改進就是在一增強構(gòu)件上采用了一種樹脂骨架。采用這種結(jié)構(gòu)，可以使干燥帶具有一種連續(xù)的花型，或者任何理想形式的花型，而不是如同現(xiàn)有技術(shù)中的那種織造帶僅僅具有分散的花型。這類帶以及由此生產(chǎn)出的纖維素纖維構(gòu)件在以下的美國專利中可以查找到1985年4月30日授予Johnson等人的4,514,345；1985年7月9日授予Trokhan的4,528,239；1985年7月16日授予Trokhan的4,529,480，以及1987年1月20日授予Trokhan的4,637,859。以上每篇專利在此被用作參考文件，以便說明具有一定花型的樹脂骨架以及增強型空氣穿透干燥帶的最佳結(jié)構(gòu)，并對由其制得的產(chǎn)品進行說明。這種帶已經(jīng)被用來生產(chǎn)在商業(yè)上極為成功的一些產(chǎn)品，例如Bounty紙巾和Charmin Ultra衛(wèi)生紙，這二種產(chǎn)品已被臨時委托人生產(chǎn)和銷售。
如上所述，這種空氣穿透干燥帶使用了一種增強元件，以便對樹脂進行穩(wěn)定。這種增強元件同時還對造紙纖維的彎曲進行控制，這種彎曲是由于真空施加到帶的背面以及氣流穿過帶層而引起的。這種類型的早期帶使用了一種帶微細(xì)網(wǎng)眼的增強元件，在機器方向及垂直機器方向上，每英寸長度其紗線數(shù)量分別均為50根左右。從控制纖維向帶內(nèi)彎曲的觀點看，這種微細(xì)網(wǎng)孔是可以接受的，但是從普通造紙機的工作環(huán)境來看是不可以接受的。例如，這種帶過于柔軟，經(jīng)常會產(chǎn)生破壞性的打折或折皺。過細(xì)的紗線不能提供適合的接縫強度，在造紙過程中經(jīng)常遇到的高溫環(huán)境下還使帶經(jīng)常被燒毀。
在這中空氣穿透干燥帶早期的實施方案中，還存在其它一些缺點。例如，用來生產(chǎn)消費者喜歡的產(chǎn)品的連續(xù)花型不允許透過帶的背側(cè)面的泄漏。事實上，只要將樹脂花型牢牢地鎖固在增強構(gòu)件上，就可以使這種泄漏降低到最小限度。不幸的是，當(dāng)把樹脂最大限度地固定在增強構(gòu)件上時，在抽真空的過程中，在短時間內(nèi)將壓差施加到纖維的各個區(qū)域，經(jīng)常會將纖維拉過增強元件，從而導(dǎo)致工藝衛(wèi)生問題以及產(chǎn)品可接受度方面的問題，例如產(chǎn)生針眼。
具有帶某種花型的樹脂骨架及增強構(gòu)件的新一代空氣穿透干燥帶旨在解決上述某些問題。這類干燥帶采用了一種雙層增強構(gòu)件，該增強構(gòu)件具有沿垂直方向堆集起來的機器方向紗線。用一種單一的垂直機器方向紗線系統(tǒng)將二根機器方向紗線系結(jié)在一起。
對于紙巾來說，采用一種比較粗大的網(wǎng)眼，例如使其機器方向的紗線為每英寸35根，垂直機器方向的紗線為每英寸30根，并采用雙層設(shè)計，即可明顯地提高其接縫強度并解決其折皺問題。雙層設(shè)計還允許產(chǎn)生一些背側(cè)泄漏。這是因為在將樹脂接合到增強構(gòu)件上時，采用了較小的預(yù)固化能量，從而在合理的背側(cè)泄漏與樹脂在增強構(gòu)件上的緊固性二者之間取得一種折衷。
后者設(shè)計在其雙層設(shè)計中采用了一種不透明的背側(cè)長纖維，它可以提供一種較高的預(yù)固化能，并使樹脂更好地固定在增強構(gòu)件上，同時又允許了適度的背側(cè)泄漏。這種設(shè)計對現(xiàn)有技術(shù)中在適度的樹脂緊固性與適度的背側(cè)泄漏之間所存在的矛盾有效地進行了折衷。對這種類型帶的上述改進的實例如于1992年6月15日Trokhan等人的美國專利申請流水號07/872,470，發(fā)布批號為NO.V73。采用其它方法也可以獲得一種背側(cè)網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)，它們記載在1992年3月24日授予Smurkoski等人的美國專利5,098,522，1993年11月9日授予Smurkoski等人的US5,260,171，以及1994年1月4日授予Trokhan的US5,275,700中，這些專利及專利申請在此被用作參考文件，以便說明如何在一種帶有花型樹脂及增強構(gòu)件的空氣穿透干燥帶中制得一種背側(cè)網(wǎng)紋組織。
在這種帶樹脂骨架及增強構(gòu)件的造紙帶被用來制造薄紙產(chǎn)品，例如上述所提到的在商業(yè)上已獲成功的Charmin Ultra的同時，新的問題又出現(xiàn)了。例如，在制造薄紙時的一個問題便是在紙幅的彎曲區(qū)域會出現(xiàn)一些小的針眼。近期研究發(fā)現(xiàn)，針眼的出現(xiàn)與花型樹脂空氣穿透干燥帶中增強元件的組織構(gòu)形有密切關(guān)系。
標(biāo)準(zhǔn)花型樹脂空氣穿透干燥帶增大了其投影開口區(qū)的面積，從而使所穿過的氣流不受阻擋或不至過分阻擋?，F(xiàn)有技術(shù)中的花型樹脂空氣穿透干燥帶一般都采用一種雙層設(shè)計的增強元件，其中含有垂直疊置的經(jīng)紗。在一般情況下，人們總是考慮采用較粗的紗線以提高帶的壽命。帶的壽命之所以重要，不僅僅是出于其價格的考慮，更重要的是在拆去舊帶換上新帶的過程中要花費很多停機時間。然而不幸的是，粗的紗線需要在其間具有大的孔眼以與其組織結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。這些大的孔眼將會使一些短纖維，例如Eucalyptus被從帶中拉出，從而產(chǎn)生了針眼。加之短纖維，例如Eucalyptus很受消費者青睞，因為它們可以使制得的纖維素纖維構(gòu)件十分柔軟。
對于同樣的花型來說，在每英寸的織物中添加更多的紗線可以解決上述問題，但是，這種措施將會減少供空氣流過的開口區(qū)。如果將紗線制得很細(xì)以擴大開口面積，帶中增強構(gòu)件的抗彎曲剛度及整體性將作出讓步，而且?guī)У膲勖鼘⒖s短。所以，現(xiàn)有技術(shù)要求在必須的開口區(qū)(供空氣流過)與纖維直徑(與針眼及帶的壽命有關(guān))之間作出折衷。
為了使帶同時具有良好的纖維支承性及獲得良好的使用壽命所必須的抗彎曲剛度和帶的整體性，有人曾嘗試將粗、細(xì)機器方向的紗線結(jié)合起來使用。將粗的紗線放置在增強層中，以提高織物的壽命，將細(xì)的機器方向紗線堆積在面對紙幅層上以便對纖維進行支承并減少針眼。此外，將第一層中的一根細(xì)機器方向紗線放置到第二層中粗機器方向紗線之間以便強化對纖維的支承。但是由于缺少平面性，對于減少針眼的努力來說，這種嘗試仍然不能達到完全令人滿意的程度。所以必須采用一種與上述方法不同的方案來解決現(xiàn)有技術(shù)中所面臨的拆衰問題。
在尋找一種新的方案時，其中的一種嘗試便是在每一對相疊置的機器方向紗線之間添加一根機器方向紗線，使一根垂直機器方向的紗線將疊置的機器方向紗線系結(jié)在一起。但是這種嘗試所碰到的一個問題是不受另一根紗線直接從下方支承的機器方向紗線將會產(chǎn)生下凹，從而增加了針眼的出現(xiàn)機會。此外，將二層紗線系結(jié)在一起的垂直機器方向的紗線從一層的端點進入另一層的端點，這種構(gòu)形與其平面性是相背離的，同樣將增大針眼的出現(xiàn)機會。
另一種嘗試是將垂直機器方向紗線的系結(jié)頻率由六棱口提至四棱口。但是，類似的問題也將產(chǎn)生，其中包括上層中那些與下層中機器方向紗線相疊置的機器方向紗線的下凹，這是由于受到其它紗線不適當(dāng)?shù)闹С谢蛘哂捎诒淮怪睓C器方向紗線拉向第二層而造成的。
以上的嘗試均未獲成功，必須采取一種新的途徑。
同樣，織造花型必須適用于壓榨毛毯。壓榨毛毯通過壓實使纖維素紙幅脫水。可以采用下述美國專利的方法來制造適合的壓榨毛毯1972年3月28日授予Helland的3,625,389、1988年6月21日授予Boyer等人的4,752,519、1990年5月8日授予Romero Hemandez的4,922,627，上述專利在此被用作參考文件，以便說明如何制造本發(fā)明的壓榨毛毯。
該必須的新方法認(rèn)為，空氣穿透干燥帶中針眼的形成以及成形網(wǎng)中纖維的流失還意外地與支承纖維的紗線有關(guān)，而不是與紗線間的開口間隙有關(guān)。面對紙幅的紗線必須緊靠第一層的上部平面以提供一種適度的紙維支承。此外，為了提供合適的帶使用壽命，組織花型必須與粗紗線相適應(yīng)。
因此，本發(fā)明的一個目的就是提供一種成形網(wǎng)，它能減少纖維的流失及降低所制得產(chǎn)品中特定區(qū)域中纖維分布的不均勻性。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種花型樹脂空氣穿透干燥造紙帶，它能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中提高帶壽命與減少針眼之間的矛盾。此外，本發(fā)明的第三個目的在于提供一種改進的花型樹脂空氣穿透干燥帶，它具有足夠的開口區(qū)，以便在制造過程中有效地被使用。本發(fā)明第四個目的在于提供一種花型樹脂空氣穿透干燥帶，利用它生產(chǎn)出一種美觀的含有纖維素纖維構(gòu)件的商品。
本發(fā)明包括一種帶有一增強構(gòu)件的造紙帶。該增強構(gòu)件具有一個面對紙幅的第一層，它由機器方向紗線與垂直機器方向紗線交織而成。第一層中的紗線具有一定的直徑并且被織入一種含有關(guān)節(jié)的組織結(jié)構(gòu)中。該關(guān)節(jié)限定了面對紙幅的頂部平面。第一層中的每根紗線都具有一個頂部死點中心橫距。該頂部死點中心橫距保持在頂部平面的1.5倍紗線直徑之內(nèi)。增強構(gòu)件還包括一個面對機器的第二層，它也由機器方向的紗線與垂直機器方向的紗線交織而成，并交織成一種組織構(gòu)形。用若干系結(jié)紗線將第一層與第二層系在一起，系結(jié)紗線不保持在頂部平面1.5根紗線直徑之內(nèi)。增強構(gòu)件的厚度至少為紗線直徑的2.5倍。該帶還包括一個花型層，它從第一層向外延伸并進入第二層。該花型層提供一個紙幅接觸面，它朝向第一層的外部?；ㄐ蛯优c第一、二層相連接，使二者在生產(chǎn)纖維素纖維構(gòu)件的過程中相對穩(wěn)定。


圖1是一頂視圖，它對本發(fā)明的帶作了部分剖開，其中帶有垂直機器方向的附加系結(jié)紗線。
圖2是沿圖1中2-2線作的縱剖圖，它具有一個花型層，為了清楚起見，部分被除去。
圖3是一頂視圖，對本發(fā)明的帶作了局部剖開，第二層中具有機器方向的整體系結(jié)紗線。
圖4A和4B是沿圖3中4A-4A、4B-4B的垂直剖面圖，為清楚起見，它具有局部被除去的花型層。
圖5是本發(fā)明帶的局部剖開頂視圖，其第一、二層中均有機器方向的整體系結(jié)紗線。
圖6A和6B是沿圖5中6A-6A及6B-6B的縱剖圖，為清楚起見，其花型層局部被除去。
現(xiàn)參照圖1和2，本發(fā)明的帶10最好是一種環(huán)形帶，它可以接收來自于流漿箱中的纖維素纖維，或者將纖維素纖維的紙幅送往一臺干燥設(shè)備，該設(shè)備一般是一種加熱輥筒，例如一臺揚克式烘缸(未示出)。所以，該環(huán)形帶10既可以作為一種成形網(wǎng)、一種壓榨毛毯來使用，或根據(jù)需要作為一種空氣穿透干燥帶使用。
本發(fā)明的造紙帶10在執(zhí)行上述功能時應(yīng)包括二個基本元件一個增強構(gòu)件12和任選的花型層30。而增強構(gòu)件12還應(yīng)包括至少二層結(jié)構(gòu)，一層為面對著紙幅的第一層16，另一層為面對著機器的第二層18。增強構(gòu)件12的每一層16，18都由交織在一起的機器方向紗線120，220和垂直機器方向的紗線122，222組成。該增強構(gòu)件12還包括系結(jié)紗線320，322，它們與相應(yīng)的面向紙幅層16及面向機器層18的紗線交織在一起。
在此所述的“紗線100”包括第一層16中沿機器方向的紗線120及垂直機器方向的紗線122，還包括第二層18中沿機器方向的紗線220以及垂直于機器方向的紗線222。
帶10的第二個基本元件是花型層30。該花型層30是用樹脂鑄成的，放置在增強構(gòu)件12的第一層16的上方。該花型層30穿過了增強構(gòu)件12，并且通過一個具有不透光部及可透光部的雙遮罩，利用光化學(xué)幅射作用對液體樹脂進行幅照，從而使之固化為任意理想的雙花型結(jié)構(gòu)。
該帶10具有二個相對的側(cè)面，一個是紙幅接觸面40，它位于花型層30的朝向外部的一側(cè)，還有一個與之相對的背側(cè)面42。帶10的背側(cè)面42與在造紙過程中所使用的機器相接觸。該機器(未示出)包括真空引紙槽、真空箱、各種輥筒等。
帶10還可以包括通道44，它們從帶10的紙幅接觸面40延伸至帶10的背面42，并且在二者之間實現(xiàn)液體傳輸。在造紙過程中，該通道44可以使纖維素纖維沿垂直于帶10平面的方向產(chǎn)生彎曲。
如果選擇一種基本上連續(xù)的花型層30時，通道44可以是如圖所示的分離式的。當(dāng)然，花型層30也可以是分離式的，這時通道44則可以是基本上連續(xù)的。這種布置方式與圖1所示正好相反，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是很容易領(lǐng)悟到的。在這種布置中，其花型層30是分離式的，而通道44基本上是連續(xù)的，在上述授予Johnson等人的美國專利4,514,345的附圖4中對此有所描述，該文件在此被用作參考文件。當(dāng)然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會認(rèn)識到也可以選擇任何將分離式與連續(xù)式花型組合在一起的形式。
花型層30由光敏樹脂鑄成，如同以上所述以及在上述被用作參考文件的專利中所描述的那樣。將構(gòu)成花型層30的光敏性樹脂以理想的花型施加到增強構(gòu)件12上的優(yōu)選方法是首先用一種液態(tài)的光敏樹脂對增強層進行涂敷。再采用一種具有可使該樹脂固化的活性波長的光化學(xué)幅射，通過具有透明區(qū)和不透明區(qū)的遮罩來對該光敏性樹脂進行照射。光化學(xué)幅射將穿過透明區(qū)而使其下方的樹脂固化成理想的花型。由遮罩的不透光部遮住的液體樹脂不會固化，被沖洗掉，從而在花型層30中形成通道44。
如同上述的由Trokhan等人申請的美國專利流水號07/872,470中所指明的那樣(該申請在此被用作參考文件)，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，不透光的機器方向的紗線220或垂直于機器方向的紗線222可以用來遮擋住增強構(gòu)件12中位于該機器方向紗線220及垂直于機器方向紗線222與帶10的背側(cè)面42之間的部分，從而產(chǎn)生出一種背側(cè)面網(wǎng)紋組織。上述專利申請在此被用作參考，其目的在于說明本發(fā)明中不透光紗線220，222是如何編入增強構(gòu)件12中去的。第二層18中的紗線220，222可以通過在其外部涂敷一種填充物，例如炭黑或二氧化鈦等來達到不透光的目的。
花型層30從增強型構(gòu)件12的第二層18中的背側(cè)42延伸出來，向外延伸并穿過增強構(gòu)件12的第一層16。當(dāng)然如同以下所詳細(xì)描述的那樣，并非全部花型層30都延伸至帶10的背側(cè)42的最外部平面。相反，花型層30中的某些部位并不延伸至增強構(gòu)件12中第二層18的特定紗線220，222的下方。該花型層30還自第一層16的頂部死點中心橫距TDC處向外延伸，超出約0.002英寸(0.05mm)到0.050英寸(1.3mm)的距離。該花型變得更為粗糙時，花型層30中垂直于并超出第一層16的那部分長度將增加?；ㄐ蛯?0從第一層16的頂部死點中心橫距TDC延伸的距離是從第一層16中的平面46量起的，最遠(yuǎn)處是從第二層18中的背側(cè)面42量起。
所謂的“機器方向”是指與紙幅穿過造紙設(shè)備時的主運動方向相平行的方向?！按怪庇跈C器的方向”則是指在帶10所在的平面內(nèi)、與機器方向垂直的方向。所謂的“關(guān)節(jié)”是指機器方向的紗線120，220與垂直于機器方向的紗線122，222相互交叉的部位?！八罂凇?Shed)是指沿所述紗線100的主方向形成一個重復(fù)單元時所需紗線100的最小數(shù)量。
機器方向與垂直于機器方向的紗線120，122交織成一個面向紙幅的第一層16。第一層16可以具有一種一上一下的方形組織，也可以是一種與頂平面46偏差最小的其它組織結(jié)構(gòu)。構(gòu)成第一層16的機器方向及垂直于機器方向的紗線120，122最好對用來固化花型層30的光化學(xué)幅射基本上是可穿透性的。如果光化學(xué)幅射能夠沿著大致垂直于帶10的平面的方向穿過紗線120，122最大橫截面的尺寸且仍能充分固化其下方的光敏樹脂，則該紗線120，122就被視為基本上透明的。
機器方向紗線220與垂直于機器方向的紗線222還交織成一個面向機器的第二層18。面向機器的第二層18中220，222，尤其是垂直機器方向的紗線222，最好要粗于第一層16中的紗線120，122，以便提高其接縫強度。此目的是使第二層18中垂直機器方向的紗線222的直徑大于第一層中機器方向紗線120的直徑而實現(xiàn)的，如果使用的紗線100的橫截面呈圓形時。
織造面對紙幅的第一層16時，位于頂部平面46中的第一層16中每根紗線120，122的頂部死點中心橫距TDC應(yīng)當(dāng)不超過紗線直徑D的1.5倍，最好在任何位置上從頂部平面46量起不超出紗線直徑D的1.0倍，而且在所有位置上，都保持在頂部平面46中紗線直徑D的1.0或1.5倍之內(nèi)，除非該紗線120，122是系結(jié)紗線320，322。紗線的直徑D是以第一層16中的紗線120，122的直徑為依據(jù)的。如果所使用的紗線120，122具有不同的直徑，則紗線直徑D是指第一層16中最粗的紗線120，122的直徑。如果所用的紗線120，122具有非圓形的橫截面，則紗線直徑D是指沿垂直于帶10所在平面的方向貫穿該紗線120，122的最大尺寸。紗線100的頂部死點中心橫距TDC是指與紗線100的主軸平行的直線，并且位于最靠近頂部平面46的位置上紗線100的周邊上。
如果采用的是一種單平面組織，紗線120，122的頂部死點中心橫距TDC保持在頂部平面46的紗線直徑D的1.0倍之內(nèi)。如果所采用的組織中具有次頂表面關(guān)節(jié)，則紗線120，122的頂部死點中心橫距TDC應(yīng)保持在紗線直徑D的1.5倍以內(nèi)。
為了確定紗線120，122的頂部死點中心橫距TDC是否保持在頂部平面46中紗線直徑D的1.0倍或1.5倍之內(nèi)，沿平行于頂部平面46的方向畫出一個1.0或1.5倍紗線直徑D的假想切割平面(朝向增強構(gòu)件12的背側(cè)42)。
如果頂部死點中心橫距TDC不與相應(yīng)的想象切割平面相交，則認(rèn)為構(gòu)成頂面46中的關(guān)節(jié)48的紗線120，122的頂部死點中心橫距TDC保持在頂部平面46的紗線直徑D的1.0倍或1.5倍之內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明，第一層16中的紗線120，122也可以是一種N上N下的組織，其中N為一個正整數(shù)1，2，3......。較好的N上N下組織為一種N等于1的方形組織。
另一種優(yōu)選的組織為N上1下的組織等，只要第一層16中的紗線120，122能穿越第一層16中的相應(yīng)的交織紗線122，120，從而使紗線120，122位于第一層16中頂部死點中心橫距TDC的上方，超過第一層16的背側(cè)面。為了獲得最大的纖維支承，N應(yīng)當(dāng)大于1，而且最好該N根上方紗線120，122為垂直機器方向的紗線122。
此外，本發(fā)明的帶10的增強構(gòu)件12的厚度t至少為上述定義的紗線直徑D的2.5倍，最好為一根紗線直徑D的3倍以上。該厚度t對于使帶10具有足夠的硬度來說是十分重要的，這樣可以使帶10的使用壽命不至于過分損害。
可以使用由Emveco Company of Newburg，Oregon生產(chǎn)的Emveco Model210A數(shù)字式測微計對增強構(gòu)件12的厚度進行測量，也可以使用其它類似的設(shè)備，測量時，通過一個圓形的、直徑為0.875英寸的壓腳對試樣施加3.0磅/英寸2的負(fù)荷。在作厚度測量時，可以沿機器方向?qū)υ鰪姌?gòu)件12施加一個最大值為20磅/直線英寸的負(fù)荷。在測試過程中，使該增強構(gòu)件12保持在50～100°F的環(huán)境下。
包括第二層18在內(nèi)的機器方向及垂直機器方向的紗線220，222可以采用任何一種適合的梭口及花型進行織造，例如一種方形組織(如圖所示)，或者一種斜紋組織或破斜紋組織。如果需要，也可以使第二層18每個間隔位置上都具有一根垂直機器方向的紗線222，該位置相應(yīng)于第一層中的交替的垂直于機器方向的紗線122。更重要的一點是，為了提供足夠的纖維支承力，第一層16應(yīng)具有若干間距更小的垂直機器方向的紗線122。為了保持接縫強度并提高帶的硬度，在一般情況下，第二層18中機器方向紗線220的出現(xiàn)頻率應(yīng)與第一層16中的機器方向紗線120相一致。
附加系結(jié)紗線320，322可以位于第一層16與第二層18之間，并與它們交織在一起。附加系結(jié)紗線320，322可以是機器方向的系結(jié)紗線320，它們與第一、二層16，18中相應(yīng)的垂直機器方向的紗線122，222相交織，也可以是垂直機器方向的系結(jié)紗線322，它們與第一、二層16，18中相應(yīng)的機器方向的紗線120，220相交織。在此之所以將系結(jié)紗線320，322稱為“附加”的，是因為該系結(jié)紗線320，322并不包括用作第一、二層16，18中織物結(jié)構(gòu)的固有紗線100，相反，它是附加給第一、二層16，18中的織物結(jié)構(gòu)的，而且可能對該組織形成干擾。
附加系結(jié)紗線320，322的直徑最好小于第一、二層16，18中的紗線100，這樣，該系結(jié)紗線320，322就不會過多地減少帶10中的投影開口區(qū)的面積。
附加系結(jié)紗線320，322的優(yōu)選織造花型具有使第一層16相對第二層18固定所需的最少數(shù)量的結(jié)點。系結(jié)紗線324最好沿垂直機器的方向布置，因為這種布置一般容易織造。
與現(xiàn)有技術(shù)中所記載的織物花型相反，花型層30的固定作用減少了使第一層16與第二層18相接合所需的系結(jié)紗線320，322的數(shù)量。這是由于一旦模鑄完成，在整個造紙過程中，花型層30都將起到使第一層16相對第二層18固定的作用。這樣，附加系結(jié)紗線320，322的直徑和數(shù)量都可以低于構(gòu)成第一、二層16，18的紗線100的直徑和數(shù)量。
能夠使附加系結(jié)紗線320，322的直徑和數(shù)量都低于紗線20，22將是一種好事，因為附加系結(jié)紗線320，322的存在勢必將減少帶10中的投影開口區(qū)。一般總是希望整個增強構(gòu)件12具有一個較大的投影開口區(qū)。大的開口區(qū)對于提供一種足夠的氣流路徑來說是至關(guān)重要的。如果對孔板干燥進行限制，如同1994年1月4日授予Ensign等人的美國專利5,274,930所期待的那樣，使帶10具有足夠的開口區(qū)就顯得更為重要。
更重要的一點是，本發(fā)明的增強構(gòu)件12必須允許有足夠量的氣流垂直穿過增強構(gòu)件12所在的平面。增強構(gòu)件12的空氣穿透性最好至少為每平方英尺每分鐘900標(biāo)準(zhǔn)立方英尺，優(yōu)選至少為每平方英尺每分鐘1000標(biāo)準(zhǔn)立方英尺，更優(yōu)選至少為每平方英尺每分鐘1100標(biāo)準(zhǔn)立方英尺。當(dāng)然，根據(jù)所選定的特殊花型，花型層30將減少該帶10的空氣穿透能力?？梢圆捎糜蒝almetCompany of Finland生產(chǎn)的Valmet Permeability Measuring Device在100帕的壓差下對增強構(gòu)件12的空氣穿透能力進行測定，測試時的張力為15磅/直線英寸。如果該增強構(gòu)件12的任何部位都能適合上述空氣穿透力的要求范圍，則整個增強構(gòu)件12便被認(rèn)為滿足這些要求范圍。
參照圖3和4，如果需要，也可以將附加系結(jié)紗線320，322省去。用來取代附加系結(jié)紗線320，322的，可以是第二層18中的機器方向紗線或垂直機器方向的紗線320，322與第一層16中相應(yīng)的垂直機器方向或機器方向的紗線122，120交織在一起。這些并非保持在第二層18平面內(nèi)的交織紗線320，322在后面將被稱為“整體系結(jié)紗線” 320，322，因為這些將第一、二層16，18結(jié)合在一起，而且使第二層18相對于第一層16更為穩(wěn)定的整體系結(jié)紗線320，322原來就存在于織物層16，18中的至少一層之中。那些始終保持在第一、二層16，18所在平面內(nèi)的紗線100被稱作非系結(jié)紗線100。
為了使接縫強度增大，與第一層16中相應(yīng)的垂直機器方向或機器方向紗線122，120相交織的第二層18中的整體系結(jié)紗線320，322最好是機器方向的系結(jié)紗線320。當(dāng)然，使之具有垂直機器方向的整體系結(jié)紗線322也是可行的。
在一個替換實施方案中(未示出)，整體系結(jié)紗線320，322可以從第一層16中延伸出來，并與第二層18中相應(yīng)的機器方向或垂直機器方向的紗線220，222相交織。該實施方案只要通過將圖4上下翻轉(zhuǎn)便可以很容易地被辨認(rèn)出來。
參照圖5和6，將以上的二個說明結(jié)合在一起考慮，整體系結(jié)紗線320，324也可以從第一層16及第二層18中排除。當(dāng)然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會認(rèn)識到，這種結(jié)構(gòu)方式可以與附加系緊紗線320，322等結(jié)合使用。
本發(fā)明還有若干個其它實施方案都是可行的，它們對上述的說明作出了各種結(jié)合及變更，本發(fā)明并不局限于以上所作的描述及說明。
權(quán)利要求
1.一種造紙帶，它包括一個增強構(gòu)件，該構(gòu)件包括一個由機器方向紗線和垂直機器方向紗線交織成的面對紙幅的第一層，所述第一層中機器方向及垂直機器方向的紗線具有一紗線直徑且交織在包括一些關(guān)節(jié)的組織中，該關(guān)節(jié)限定了一個面對紙幅的頂部平面，第一層中的每根紗線都具有一個頂部死點中心橫距，該橫距保持在所述頂部平面的1.5倍紗線直徑之內(nèi)；一個由機器方向紗線和垂直機器方向紗線交織成的面對機器的第二層，所述第二層中機器方向及垂直機器方向的紗線交織在一定的組織中，通過若干根系結(jié)紗線將所述第一、二層系結(jié)在一起，所述系結(jié)紗線不保持在所述頂部平面的1.5倍紗線直徑之內(nèi)，其特征在于所述增強構(gòu)件的厚度至少為所述紗線直徑的2.5倍；以及一個從所述第一層向外延伸，并進入所述第二層的花型層，其特征在于該花型層具有一個紙幅接觸表面，它朝向所述第一層的頂部死點中心橫距的外側(cè)，該花型層將所述第一、二層連接在一起，從而在制造纖維素纖維構(gòu)件時，該花型層可以使所述第一層相對于所述第二層穩(wěn)定。
2.一種造紙帶，它包括一個增強構(gòu)件，該構(gòu)件包括一個由機器方向紗線和垂直機器方向紗線交織成的面對紙幅的第一層，所述第一層中機器方向及垂直機器方向的紗線具有一紗線直徑且交織在包括一些關(guān)節(jié)的組織中，該關(guān)節(jié)限定了一個面對紙幅的頂部平面，所述第一層中的每根紗線都具有一個頂部死點中心橫距，該頂部死點中心橫距保持在所述頂部平面的1.5倍紗線直徑之內(nèi)；一個由機器方向紗線和垂直機器方向紗線交織成的面對機器的第二層，所述第二層中機器方向及垂直機器方向的紗線交織在一定的組織中，通過若干根系結(jié)紗線將所述第一、二層系結(jié)在一起，所述系結(jié)紗線不保持在所述頂部平面的1.5倍紗線直徑之內(nèi)；附加的垂直機器方向或附加的機器方向系結(jié)紗線與所述面對紙幅層及面對機器層中的相應(yīng)的機器方向紗線或垂直機器方向紗線相互交織，將所述第一、二層相互系結(jié)在一起，所述附加系結(jié)紗線不保持在頂部平面的1根紗線直徑的范圍之內(nèi)，其特征在于所述增強構(gòu)件的厚度至少為所述紗線直徑的2.5倍；以及一個從所述的第一層中向外延伸并進入第二層的花型層，其特征在于該花型層具有一個紙幅接觸表面，它朝向第一層的頂部死點中心橫距的外側(cè)，該花型層將所述第一、二層連接在一起，從而在制造纖維素纖維構(gòu)件時，該花型層可以使所述第一層相對所述第二層穩(wěn)定。
3.一種造紙帶，它包括一個增強構(gòu)件，該構(gòu)件包括一個由機器方向紗線和垂直機器方向紗線交織成的面對紙幅的第一層，所述第一層中機器方向及垂直機器方向的紗線具有一紗線直徑且交織在包括一些關(guān)節(jié)的組織中，該關(guān)節(jié)限定了一個面對紙幅的頂部平面，所述第一層中的每根紗線都具有一個頂部死點中心橫距，該頂部死點中心橫距保持在所述頂部平面的1.5倍紗線直徑之內(nèi)；一個由機器方向紗線和垂直機器方向紗線交織成的面對機器的第二層，所述第二層中機器方向及垂直機器方向的紗線交織在一定的組織中，由若干根系結(jié)紗線將所述第一、二層系結(jié)在一起，所述系結(jié)紗線不保持在頂部平面的1根紗線直徑的范圍內(nèi)，其特征在于所述第二層中若干機器方向或垂直機器方向的紗線與所述第一層中相應(yīng)的垂直機器方向紗線或機器方向紗線相互交織在一起，作為整體系結(jié)紗線將第一、二層相互系結(jié)在一起，所述的整體系結(jié)紗線不保持在頂部平面的1.5倍紗線直徑之內(nèi)，其特征在于所述的增強構(gòu)件的厚度至少為所述紗線直徑的2.5倍；以及一個從所述第一層向外延伸并進入所述第二層的花型層，其特征在于該花型層具有一個紙幅接觸面，它朝向所述第一層的頂部死點中心橫距的外側(cè)，所述的花型層與所述第一、二層相連接，從而在制造纖維素纖維構(gòu)件時，該花型層使第一層相對第二層穩(wěn)定。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的造紙帶，其特征在于所述第一層中的機器方向紗線及垂直機器方向紗線一般是直交的，從而形成一些關(guān)節(jié)，其特征在于15％以下的所述關(guān)節(jié)與從所述第二層中延伸出來的若干根紗線交織。
5.如權(quán)利要求4所述的造紙帶，其特征在于所述第一層中的機器方向紗線與垂直機器方向紗線一般是直交的，從而形成一些關(guān)節(jié)，其特征在于1～5％的所述關(guān)節(jié)與從所述第二層中延伸出來的若干根紗線交織。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的造紙帶，其特征在于所述第一層中的紗線是N上1下的組織，最好所述的N根上紗為垂直機器方向的紗線。
7.如權(quán)利要求6所述的造紙帶，其特征在于所述的N值為1。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的造紙帶，其特征在于所述的造紙帶為一成形網(wǎng)。
9.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的造紙帶，其特征在于所述的造紙帶為一空氣穿透干燥帶。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項所述的造紙帶，其特征在于所述的增強構(gòu)件的空氣穿透能力為每分鐘每平方英尺至少900標(biāo)準(zhǔn)立方英尺。
全文摘要
一種造紙帶，包括一成型網(wǎng)或一空氣穿透干燥帶。該造紙帶包括一個增強構(gòu)件，該構(gòu)件具有系結(jié)在一起的兩層及一個樹脂骨架。第一層中的紗線相互交織，以至于除了系結(jié)紗線之外，每根紗線都保持在頂部平面的1.5倍紗線直徑之內(nèi)，所述的頂部平面是指由第一層中的關(guān)節(jié)所限定的平面。該造紙帶的厚度至少為紗線直徑的2.5倍，以便維持其剛性。
文檔編號D21F11/00GK1153544SQ951942
公開日1997年7月2日 申請日期1995年5月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月23日
發(fā)明者邁克爾·G·小斯特杰斯, 格倫·D·鮑特里爾, 鮑爾·D·特羅克漢 申請人:普羅克特和甘保爾公司