專利名稱：多層多孔織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多孔織物。特別是涉及這樣一種多層多孔織物，其包括一個芯部織物，一預(yù)針刺的無紡纖維氈附著在該芯部織物的一側(cè)或者兩側(cè)上。本發(fā)明尋求提供一種不需要將縫制步驟作為組合過程一部分的多層多孔織物。而是，在織物組合之前，將該纖維氈或者每個氈層預(yù)針刺成所希望的密度。這些多層多孔織物通常用于造紙機(jī)械的壓榨部分。
發(fā)明的
背景技術(shù)：
在造紙機(jī)械中，制造紙頁時，在成形、壓榨和干燥等各部分中都要用到織物，以用來承托紙頁。在成形部分中，原料被沉積在移動的成形織物上，或者沉積在兩個對置的成形織物之間，以產(chǎn)生非常濕的紙頁。在壓榨部分中，非常濕的紙頁由至少一個擠壓織物承載著，并且在位于至少一對壓榨部分輥子之間的輥隙處受到壓縮，以便從濕的紙頁中擠出更多的水。在干燥部分中，濕的紙頁由至少一個干燥劑織物承載著，并且被加熱，以便去掉殘留的水分，而達(dá)到所希望的干燥程度。然后，成品紙可以被壓光，并且纏繞在輥子上。在每一個上述部分中，所用的織物除了受到為保持其適當(dāng)張緊和以所希望的速度移動而要求的縱向應(yīng)力以外，還暴露于在造紙機(jī)械的該部分中占主導(dǎo)地位的條件下。由于在每個這些部分中的使用條件根本不同，所以，對于每個這些部分，織物是分別設(shè)計和制造的。
本發(fā)明特別是涉及適用于用作壓榨部分織物的多層多孔織物，雖然這種多層多孔織物在別處有更廣泛的用途。
進(jìn)入壓榨部分的紙頁通常含有多達(dá)85％的水。在壓榨部分中，這些水的大部分借助于使紙頁接觸著一個或者多個擠壓織物而通過至少一個位于至少一對對置的擠壓輥之間的輥隙的方式而被擠掉，所述擠壓輥對由擠壓織物所承載的濕的紙頁施加很大的壓力。當(dāng)濕的紙頁在輥隙處被擠壓時，水從濕的紙頁轉(zhuǎn)移到擠壓織物上，隨后通過各種方式從擠壓織物中清除掉。使用具有多層結(jié)構(gòu)的擠壓織物，其中，該多層結(jié)構(gòu)包括一個多孔芯部織物，而且該芯部織物攜帶著一層通過縫制而附著在其一側(cè)或者兩側(cè)上的無紡纖維氈，這已成為一標(biāo)準(zhǔn)實踐。該芯部織物可以是紡織的或者無紡(非紡織)的。已知的典型芯部織物由米勒(Miller)等人在US 4414263中；由杜福爾(Dufour)在US 4356225中；由盧恰諾(Luciano)等人在US 4357386中；由薩瑟蘭(Sutherland)等人在US 4759975中；由塞赫勒(Zehle)等人在US 5277976中，以及由庫費(fèi)拉特(Kufferath)在US 5601691中進(jìn)行了描述。還有許多其他織物結(jié)構(gòu)也已被提出和采用。
擠壓織物的無紡纖維氈部分可發(fā)揮多種功能。它可以增加織物的載水容量，以便使它能夠從濕的紙頁中運(yùn)走最大數(shù)量的水。它也可以用于降低由擠壓輥輥隙處的壓縮負(fù)荷的非均勻傳遞所引起的由芯部織物在濕的紙頁上留下印跡的趨勢。
芯部織物也有幾種作用。它可以同時承托著纖維氈和紙頁通過擠壓輥，從而可以將水從濕的紙頁中擠掉。它也必須接納施加在擠壓織物上的所有機(jī)械應(yīng)力，其包括使擠壓織物和紙頁以要求的速度通過壓榨部分所要求的張緊力和作用力。
另外，包括有芯部織物和至少一層附著氈的組合的擠壓織物，必須能夠在一可接受的時間段內(nèi)，可以承受其通過擠壓輥的一個或多個輥隙處時所施加的壓縮負(fù)荷，而不會出現(xiàn)過早的塌陷，因為塌陷將嚴(yán)重地限制載水容量。
由此可見，芯部織物的機(jī)械性能常常直接影響這類多孔織物的性能。
與許多多層多孔織物(包括擠壓織物)的生產(chǎn)相關(guān)的缺點是，市場上普遍采用的將一層或者多層無紡纖維氈附著在芯部織物的一側(cè)或者兩側(cè)上的方法是借助于縫制工藝。在該縫制工藝中，或者基本上借助于迫使這些纖維通過由特殊形狀的針在織物中穿過的孔，或者借助將一部分氈纖維推過織物的網(wǎng)眼，從而迫使一部分的氈纖維基本上與芯部織物相接合。這是一項很耗時且成本很高的工作，要求昂貴的專門設(shè)備。它還有這樣的缺點，即僅有一小部分的氈纖維與芯部織物纏結(jié)在一起，并且一部分氈纖維在縫制過程中被破壞。另外，在每平方厘米的面積上通常穿過大約500-1500個針穿孔的縫制過程中，針孔直接穿過芯部織物，這可導(dǎo)致紡織芯部織物中的組元紗線和芯部織物結(jié)構(gòu)的不可預(yù)見的破壞。
縫制也可以產(chǎn)生必須予以糾正的織物缺陷，這將增加生產(chǎn)成本。例如，在制備擠壓織物時，眾所周知，來自芯部織物的單纖線圈或者單纖斷頭可以在縫制期間穿過氈被推出去。如果暴露的單纖紗處在擠壓織物的載紙表面上，這將產(chǎn)生必須予以糾正的表面缺陷，因為它將引起在紙上產(chǎn)生印跡，或者甚至產(chǎn)生穿過紙的孔。另外，在針織機(jī)中使用的針常常發(fā)生斷裂。斷裂的針必須予以更換，并且留在被縫制的織物中的殘余金屬必須予以去除。這些為去掉缺陷而對織物的必要的修整和對縫制設(shè)備的維護(hù)，當(dāng)然會降低總的生產(chǎn)效率，從而將大大影響生產(chǎn)成本。
雖然縫制工藝從獲得可用的壓榨部分織物的意義上來說是有效的，但是它還是涉及對氈和芯部織物兩者的未知程度的損壞，這可能對擠壓織物的潛在使用壽命產(chǎn)生有害的影響。
為了克服這些困難，已經(jīng)提出過用不帶有縫制在其上的氈的多孔織物作為擠壓織物，例如，由杰克遜(Jackson)在US 5089324和WO 93/01350中，以及由庫費(fèi)拉特(Kufferath)在US4867206中所描述的那樣。這樣的建議取得了有限的成功。
因此，希望獲得比現(xiàn)有技術(shù)中用于將一預(yù)針刺無紡纖維氈附著在芯部織物的一個或者兩個表面上的縫制工藝更好的選擇方案。本發(fā)明尋求提供一種多層多孔織物，其根本不采用縫制步驟而構(gòu)成。在本發(fā)明的多層多孔織物中，一針刺步驟僅僅用于確保，使得在所述的外加層或多個外加層中所用的氈具有可接受的密度和內(nèi)部纏結(jié)程度。由于該針刺步驟是在將氈附著在芯部織物上之前進(jìn)行，所以芯部織物不遭受任何損壞。
發(fā)明概要本發(fā)明尋求提供一種多層多孔織物，它包括結(jié)合在一起的一多孔芯部織物和至少一層預(yù)針刺的無紡纖維氈，其中，多孔芯部織物包括多個至少位于其一個表面上的鉤形物裝置，并且至少一些氈纖維通過纏結(jié)鉤形物裝置而纏結(jié)在鉤形物裝置上。
最好是，多孔芯部織物是紡織物，針織物，或者擠出織物。方便的是，芯部織物是一種封閉線圈，其包括具有適當(dāng)寬度的單條或多條螺旋纏繞帶。
最好是，芯部織物是一種擠壓薄片，并且包括有多個至少在其兩個表面之一上適當(dāng)布置的鉤形物裝置。最好是，連續(xù)薄片或者連續(xù)條形式的擠壓芯部織物是，通過機(jī)械穿孔而制成多孔的，以便在該擠壓織物上提供多個適當(dāng)形狀和位置的孔。希望是，穿孔布置在位于鉤形物裝置之間的通道中。
或者，芯部織物是紡織物或者針織物，在紡織或者針織過程中提供多個適當(dāng)布置的鉤形物裝置，并且選擇織物式樣，以便提供所需程度的孔隙度。許多這類織物已經(jīng)被描述過，典型的實例由德梅斯特諾爾(De Mestrl)在US 2717437和US 3009235中以及由德布拉班德爾(De Brabander)在US 3943981中作了介紹。
最好是，芯部織物包括多個具有足夠尺寸和適當(dāng)形狀的鉤形物裝置，它們的位置經(jīng)過選擇，以便容許足夠可靠地連接氈。方便的是，這些鉤形物裝置的形狀可以從諸如魚鉤，蘑菇，“圣誕樹”和“棕櫚樹”和其他已知形狀中來選擇。
在本文中，以下術(shù)語具有下述意義“芯部織物”指的是多孔紡織或者無紡(非紡織)織物，在該織物上，預(yù)針刺的無紡纖維氈層可以通過與鉤形物裝置的纏結(jié)而附著在其一側(cè)或者兩側(cè)上。
“預(yù)針刺的無紡纖維氈”是由特定尺寸和形成為薄片的材料制成的三維纖維團(tuán)塊，該薄片已通過將多層輕微纏結(jié)的纖維針刺在一起而加密至希望的程度；在該團(tuán)塊中所用的纖維無需完全是同一尺寸的，也無需全部由相同材料制成。
“鉤形物裝置”是通過任何適當(dāng)工藝與芯部織物形成為整體或者附著在其上的成形結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成和位置可使其與預(yù)針刺的無紡纖維氈層的纖維產(chǎn)生纏結(jié)。
附圖的簡要說明現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明，其中


圖1示出了典型的現(xiàn)有技術(shù)的多孔織物的局部截面圖，其包括一層縫制在紡織芯部織物上的氈；圖2示出了多層多孔織物的一個實施例；圖3示出了在兩側(cè)具有鉤形物的擠出芯部織物；圖4示出了在一側(cè)具有鉤形物的紡織芯部織物；圖5-8示出了不同的鉤形物結(jié)構(gòu)。
發(fā)明的詳細(xì)描述首先參閱圖1，其中示出了基于已知的典型多孔織物的橫截面顯微圖象的示意性橫截面圖。該多孔織物包括由單纖紗紡織成的芯部織物1，在其上附著著一層無紡氈2。在該織物中，氈是通過傳統(tǒng)的穿針工藝連接的。如從特別是4，5，6和7處可以看到，芯部織物1的紗線已經(jīng)嚴(yán)重地受損；紗線4，5和7已經(jīng)裂開，材料與紗線7的上方右側(cè)部分分開。但是，一旦織物由縫制工藝組合起來后，僅僅可以通過肉眼檢查僅帶有一層氈的織物，來確定發(fā)生了多少芯部織物的損壞。對于遠(yuǎn)為更通用的織物，例如采用兩層穿針氈的典型壓榨部分織物，在不撕開一個希望是多層織物的代表性樣品的情況下，要檢查芯部織物以確定其損壞程度，這簡直是不可能的。
本發(fā)明的多孔織物通過完全取消了穿針步驟而克服了上述困難。如圖2所示，本發(fā)明的多孔織物基本上包括三個部分(i)支承著整個結(jié)構(gòu)的多孔芯部織物10；(ii)由芯部織物10承載著的鉤形物裝置11；以及(iii)附著在芯部織物的至少一側(cè)(12A)以及通常是附著在其兩側(cè)(12A和12B)上的單層或多層預(yù)針刺無紡纖維氈層12。
芯部織物10必須是多孔的，以便容許由多層織物攜帶的水，例如從濕的紙頁擠出的水，可以從該織物排泄掉。
如果芯部織物10是擠出的薄片，如圖2和3所示，則通過在薄片10上穿孔的方式，以在薄片上提供足夠的具有適當(dāng)形狀和位置的孔13，從而獲得所要求的多孔性。還希望，在穿孔步驟中，應(yīng)當(dāng)對由芯部織物10承載的鉤形物裝置11的損壞保持在最小程度。達(dá)到這一點的簡單方法是，成排地布置鉤形物裝置11，并在這些鉤形物排之間布置穿孔13，如圖3所示。還應(yīng)當(dāng)選擇用于這種擠壓薄片的厚度和熱塑性材料，以便提供所要求的物理性能。
如果芯部織物是通過紡織或者針織制成的，例如示于圖4的一個例子14，那么，紡織或者針織式樣，紗線的種類和紗線的粗細(xì)均應(yīng)當(dāng)予以選擇，以便使芯部織物具有希望的孔隙度和物理性能。這樣，穿孔步驟就不必要了。已知有好幾種方法，可以將鉤形物結(jié)構(gòu)11合并在紡織或者針織織物的任一表面或者其兩個表面上。
芯部織物還包括鉤形物裝置，該鉤形物裝置或是在擠壓步驟中與其整體形成的，或是在紡織步驟中織入其中的，或者是在針織步驟中編入其中的。在每種情況下，多樣性的鉤形物裝置的尺寸，形狀和位置都應(yīng)當(dāng)予以選擇，以便使鉤形物裝置與預(yù)針刺的氈層有足夠的，最好是最佳的纏結(jié)。鉤子的形狀可以從各種形狀中來選擇，例如在圖5-8中所示的稱為蘑菇，“棕櫚樹”，魚鉤和“圣誕樹”的形狀。其他結(jié)構(gòu)也是可行的，另外，芯部織物的兩側(cè)不必具有相同的或者相同尺寸的鉤形物結(jié)構(gòu)，特別是，如果兩個附加的預(yù)針刺的無紡纖維氈層不具有相同厚度時，更是如此。對鉤形物裝置的尺寸和形狀的唯一限制，首先是，給定的鉤形物裝置能夠通過纏結(jié)提供與氈纖維足夠且可靠的連接。其次，鉤形物裝置能夠在芯部織物的表面上產(chǎn)生。例如，為了達(dá)到足夠的纏結(jié)，鉤形物裝置必須在芯部織物表面之上伸出足夠的量。對于某些鉤形物裝置，鉤形物裝置纏結(jié)入氈的形態(tài)，可以通過選擇其這樣的尺寸和形狀來改善，即使得其在低壓力之下將充分地纏結(jié)氈纖維，而在織物使用期間施加的較高的負(fù)荷壓力之下，例如在由擠壓輥施加在擠壓織物上的壓縮負(fù)荷之下，將變形或者將被壓皺，以更緊密地纏結(jié)氈纖維。
預(yù)針刺的無紡纖維氈層11，通常是通過將較薄層的輕微纏結(jié)的梳理纖維針刺在一起而制成的，直至達(dá)到需要的氈密度為止。也需要選擇氈纖維的粗細(xì)和成份，以便使氈性能最佳化。
制成的預(yù)針刺的無紡纖維氈層可以以幾種方法之一附著在芯部織物上?？梢詫㈩A(yù)針刺的氈材料條鋪在芯部織物上，使得其大多數(shù)的組分纖維取向于一個特定的方向。例如，在擠壓織物中，氈纖維可以以基本上平行于在壓榨部分中的運(yùn)動方向的方式取向，以便它們處于加工方向上?；蛘撸@樣鋪放預(yù)針刺的氈材料條，使得大多數(shù)的氈纖維基本上垂直于該方向，以便它們處于與加工方向相交叉的方向上。最好是，這樣放置氈，使得其纖維普遍取向于加工方向。本發(fā)明的要求是，氈在附著在芯部織物上之前，預(yù)針刺成預(yù)想的最終用途所要求的必要尺寸和密度，從而避免由氈縫制步驟造成的對芯部織物的任何損壞。
如果芯部織物是一擠出材料，鉤形物可以以基本平行的排的方式來布置。根據(jù)鉤形物的結(jié)構(gòu)，可以使鉤形物以基本垂直于排的方向來取向。例如，在擠壓織物中，所述排最好是基本上沿著加工方向布置，而鉤形物裝置處在與加工方向相交叉的方向上。在這樣的擠壓織物中，最好氈這樣取向，使得其組分纖維也普遍取向于加工方向。
當(dāng)要求用兩個纖維氈，并且在芯部織物的每個表面上有一個時，則可以有幾種制成芯部織物的方法。其可以制成兩個分開的層，每一層均具有位于一個表面上的鉤形物裝置，然后利用任何適當(dāng)?shù)姆椒?，例如粘結(jié)，將它們連接在一起，以提供一雙層芯部織物?；蛘撸静靠椢锟梢员豢棾苫蛘邤D出成雙層織物，并且在兩個表面上都具有要求的鉤形物裝置。最好是，雙層芯部織物由擠出方法制成。
本發(fā)明的多孔織物可以按如下方式組合起來。首先，將芯部織物組合起來，以提供出成品的擠壓織物所要求的尺寸。然后，將無紡纖維氈條鋪在鉤形物裝置上，并且利用任何適當(dāng)?shù)姆椒?，輕輕地壓在它們上面，以便使鉤形物裝置與氈纖維纏結(jié)起來。該相對較為簡單的步驟可提供一種多孔織物，其中，預(yù)針刺的無紡纖維氈層充分可靠地附著在芯部織物上，以便容許織物的處理和安裝。或者，對于封閉線圈多孔織物，例如在壓榨部分中所用的那種，其可以利用由貝斯特(Best)在US 5268076中和由雷克斯費(fèi)爾特(Rexfelt)等人在US 5360656中所描述的改進(jìn)的螺旋纏繞方法，來由較窄條形式的芯部織物方便地組合起來。
當(dāng)本發(fā)明的織物應(yīng)用于在多層多孔織物上反復(fù)地施加一定程度的壓縮負(fù)荷的情況下，例如安裝在造紙機(jī)的壓榨部分中時，在最初時已經(jīng)輕輕地受壓并與無紡氈纏結(jié)起來的鉤形物裝置，在織物周期性地通過壓縮負(fù)荷時，將逐漸更為牢固地纏結(jié)入氈中。僅在幾個循環(huán)之后，在不破壞多層多孔織物的情況下，要從芯部織物上去掉預(yù)針刺的無紡纖維氈層，實際上已經(jīng)是不可能的了。
試驗在實驗室級的試驗中，從夏洛特的Aplix(Aplix ofCharlotte)得到的一段Aplix 917型鉤形物材料NC(銷化纖維素)，被用作芯部織物。該織物是一種擠出材料，其一側(cè)是光滑的，而在另外一側(cè)上設(shè)置有“圣誕樹”類的鉤形物。兩條該材料背靠背地粘結(jié)在一起，從而形成芯部織物。預(yù)針刺的無紡纖維標(biāo)準(zhǔn)MeridianTM28分特(28dtex)氈層通過將兩個織物輕壓在一起的方式而附著在芯部織物上，該氈層可從美國佐治亞州的JWI集團(tuán)擠壓織物部門(Group Press Fabric Division，of Jonesboro，Georgia，USA)中得到。然后，使該復(fù)合結(jié)構(gòu)在實驗室級的雙輥壓機(jī)上通過460,000次循環(huán)，以便模擬在造紙機(jī)的壓榨部分所產(chǎn)生的壓力和條件。在試驗運(yùn)行之后，該織物處于非常好的狀態(tài)之下，沒有氈分層的跡象。對織物的檢查還表明，在底部基礎(chǔ)上的大部分的鉤形物都倒下，牢固地錨固著氈纖維。
借助于本發(fā)明，多層多孔織物的制造者不再需要將氈縫制在芯部織物上。而是，采用一在其表面的一側(cè)或者兩側(cè)上包括有鉤形物裝置的紡織或者無紡芯部織物，并且只是通過將氈與芯部織物壓在一起，而將預(yù)針刺的無紡纖維氈層附著在其上。一般來說，鉤形物裝置以平行排的方式設(shè)置，盡管這一點并不是必須的。
權(quán)利要求
1.一種多層多孔織物結(jié)構(gòu)，它包括組合在一起的一個多孔芯部織物和至少一層預(yù)針刺的無紡纖維氈，所述多孔芯部織物包括有多個至少位于其一個表面上的鉤形物裝置，其中至少一些氈纖維纏結(jié)在鉤形物裝置上。
2.如權(quán)利要求1所述的織物，其特征在于，多孔芯部織物是紡織物，針織物，或者擠出織物。
3.如權(quán)利要求2所述的織物，其特征在于，多孔芯部織物是基本上具有成品織物所要求的尺寸的擠壓薄片。
4.如權(quán)利要求1或2所述的織物，其特征在于，芯部織物是一種包括一具有適當(dāng)寬度的螺旋纏繞條的封閉線圈。
5.如權(quán)利要求2所述的織物，其特征在于，芯部織物是一種擠壓薄片并且包括多個至少在其兩個表面之一上適當(dāng)布置的鉤形物裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的織物，其特征在于，芯部織物是一種擠壓薄片并且包括多個至少在其兩個表面之一上以隔開的排的形式布置的鉤形物裝置。
7.如權(quán)利要求2或6所述的織物，其特征在于，芯部織物是穿孔的擠壓薄片，該薄片包括多個具有適當(dāng)形狀和位置的孔。
8.如權(quán)利要求7所述的織物，其特征在于，成形的孔布置在位于鉤形物裝置之間的空間中。
9.如權(quán)利要求2或4所述的織物，其特征在于，芯部織物被紡織或針織成包括有多個適當(dāng)布置的鉤形物裝置以及可提供所需程度的孔隙度的紡織式樣或者針織密度。
10.如權(quán)利要求2或3所述的織物，其特征在于，芯部織物是擠壓薄片或者擠壓條，并且包括鉤形物裝置，這些鉤形物裝置具有從包括有魚鉤，蘑菇，“圣誕樹”和“棕櫚樹”等形狀的一組中選擇的形狀。
11.如權(quán)利要求1，2，3或4所述的織物，其特征在于，它包括兩層，即一個芯部織物和在該芯部織物一側(cè)上的一個預(yù)針刺的無紡纖維氈層。
12.如權(quán)利要求1，2，3或4所述的織物，其特征在于，它包括三層，即一個芯部織物和位于芯部織物每一側(cè)上的兩個預(yù)針刺的無紡纖維氈層。
全文摘要
一種多層多孔織物(10),它包括一個設(shè)置有鉤形物裝置(11)的多孔芯部織物和至少一層預(yù)針刺的無紡纖維氈(12A,12B),該氈通過將芯部織物和氈壓在一起從而纏結(jié)在鉤形物裝置上的方式附著在芯部織物上。該纏結(jié)足以將氈可靠地固定在芯部織物上,因此,該多層織物無需進(jìn)一步處理即可使用。該多孔芯部織物可以通過紡織形成,或者形成為一擠壓薄片,并至少在其一個表面上帶有多個適當(dāng)布置的鉤形物結(jié)構(gòu)。該鉤形物結(jié)構(gòu)與預(yù)針刺的無紡纖維氈層的纖維充分地結(jié)合和纏結(jié),以便提供充分的連接,從而防止氈與芯部織物分開,以便能夠使多層織物在使用前予以處理,例如安裝在造紙機(jī)的壓榨部分上。氈在附著在芯部織物上之前,預(yù)針刺成所需要的密度。在許多情況下,施加在多孔織物上的壓縮負(fù)荷用于增加和改善氈在鉤形物裝置上的纏結(jié)程度。
文檔編號D21F7/08GK1256731SQ99800216
公開日2000年6月14日 申請日期1999年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月16日
發(fā)明者塞繆爾·M·貝克爾, 尤金·Z·費(fèi)克特, 格雷厄姆·W·杰克遜, 庫爾特·維貝 申請人:Jwi有限公司