[发明专利]由互相连接的双组份纤维织造的造纸机织物

说明书

本发明的领域

这里公开的发明涉及造纸机织物领域。

本发明的背景

造纸机织物是一术语，指的是在成形、加压、干燥工序用于造纸机的工业织物。它们一般用在常规的大型纺织机中纺成的聚酯或聚酰胺复丝和/或单丝生产。这些织物已经用常规的纺织技术生产。尽管有工业标准，但材料和工艺有某些如下描述的固有的局限性。

所有造纸机织物(PMC)的主要作用是从纸张中除去水份。当造纸机的制造者和造纸者两者都想增加造纸过程的速度和提高纸的质量时，已经发现PMC织物的新障碍，要求对材料和织物设计进行革新。还有，PMC制造者也在寻找PMC织物更有效的生产方法，并提高其关键的质量性能。

今天，造纸机的速度快得以致于织物结构的厚度开始限制脱水的速度。特别是在成形工序，脱水不充分造成纸张强度低。对于传送和保持纸张特性通过其次的纸张脱水更为显著的阶段来说，纸张强度是极为关键的。一种可能的解决办法是加长造纸机的成形工序，但这是很昂贵的，因而可能性不大。对PMC制造者来说，另一种方法是生产更薄的织物，但在纺织过程中，可以达到的最小尺寸是在经线和纬线方向上所用丝的直径的组合。指标如尺寸稳定性、织物强度和织物使用寿命实际上都限制了单丝直径的细度，因而也限制了织物整个的厚度，对许多PMC的情况，这些特性的折衷方案是不可行的或不实际的，事实上较高的机器速度实际上需要这些特性的进一步提高。

PMC织物也是多孔的介质，它必须有效地使流体流动，即在成形和加压工序中水流动或在干燥工序中空气流动。织物的多孔性可以极大地影响纸张的特性，这在造纸机的成形和加压工序中是很重要的。由在经纱和纬纱之间的空隙或缝隙形成传送的渠道。渠道也存在于交叉点处各丝之间。因为纱丝是正交的，纺织过程限制了细孔的几何形状。

PMC织物的表面外形决定纸产品的质量。已经进行很多努力来形成与纸张接触的更平滑表面。但是，PMC织物的表面平滑度是由纺织式样得到的表面外形和单丝物理特性所限制。在机织的织物(或针织的织物)中，平滑度是内在地被相交纱在交叉点形成的节所限制。

由于纸的供给累积的废料，PMC织物需要经常的清洗。已经找出两种织物被沾污的机理。当从供给的纸来的微粒被捕集在织物中各细丝之间存在的空间中时，发生机械粘结。在纺织物中正交的交叉点处存在的缝隙促进了这种机械粘结。化学粘结描述了微粒的粘合，这些微粒包含由于存在化学的亲合力，粘附到织物的微粒。这个问题已经研究了许多年，结果显示机械粘结比化学粘合总的来说更加重要。由于微粒累积使渗透性减小导致织物的使用寿命减小。已经应用高压冲洗来清洗织物，但是这种冲洗所产生的严重的磨损也减少了PMC织物的使用寿命。

通过加速纺织过程可以提高PMC制造技术。在纺织中，经线是通过综片穿线，纺织式样是在挑纬线前对每一根经线方向的单丝提升和降低综片位置形成的。由于它有很多步所以这是一个慢的过程。对典型的成形、加压或干燥织机，实际的生产速率限制在100次投梭/分钟。

在过去的几十年里已经开发了大部分用聚酯单丝编织成的各种各样织物。这些开发研究中最先进的是两层单丝织物，在织物中两织物层是用连接单丝接合在一起。这种织物在市场上有售，由纽约州，奥尔巴尼市奥尔巴尼国际公司生产，名为“Triotex”(注册商标)。连接单丝是“Triotex”结构中唯一的单丝，它将两织物层接合在一起。顶层织物层一般是平纹结构，设计用于最优的纸张成形。底层织物层是考虑了磨损而设计的，典型地有长的浮纱，其中纬线单丝在3根或更多根的经线单丝下通过。利用这些长的浮纱作为磨损表面，在可能对经线单丝产生磨损之前，此磨损表面已经被磨损掉。连接单丝是纬线单丝，它通过在顶层织物层中经线单丝的上面和在底层织物层中经线单丝的下面穿过机械地将顶层和底层织物结合在一起。在使用的情况下，底层和顶层织物层互相相对运动。这种相对运动导致连接单丝由于反复地在结构内前后弯曲而疲劳和磨损。最后，连接单丝将断裂，引起顶层和底层织物互相分离。这种分离引起产品失效。

PMC加压织物是由单丝和复丝纺织的基底织物构成的。将人造丝的粗梳纤维网用针穿入基底织物，形成一种结构能够将水从成形的纸张中除去。针刺能伤害基底织物中的单丝，使织物受损。加压织物也易脱毛，底部纤维从毡上掉下。脱毛导致纸张污染和缩短加压织物的使用寿命。纸张再润湿常常是加压织物的一个问题。从压机辊缝内的纸张中除去的流体，在纸张从辊缝出来后会立刻又回到纸张中，降低了加压操作总的效率。