CN1103836C - 多层多孔织物 - Google Patents

Abstract

一种多层多孔织物(10)，它包括一个设置有钩形元件(11)的多孔芯部织物和至少一层预针刺的无纺纤维毡(12A，12B)，该毡通过将芯部织物和毡压在一起从而缠结在钩形元件上的方式附着在芯部织物上。该缠结足以将毡可靠地固定在芯部织物上，因此，该多层织物无需进一步处理即可使用。该多孔芯部织物可以通过纺织形成，或者形成为一挤压薄片，并至少在其一个表面上带有多个适当布置的钩形物结构。该钩形物结构与预针刺的无纺纤维毡层的纤维充分地结合和缠结，以便提供充分的连接，从而防止毡与芯部织物分开，以便能够使多层织物在使用前予以处理，例如安装在造纸机的压榨部分上。毡在附着在芯部织物上之前，预针刺成所需要的密度。在许多情况下，施加在多孔织物上的压缩负荷用于增加和改善毡在钩形元件上的缠结程度。

Description

多层多孔织物

发明领域

本发明涉及多孔织物。特别是涉及这样一种多层多孔织物，其包括一个芯部织物，一预针刺的无纺纤维毡附着在该芯部织物的一侧或者两侧上。本发明寻求提供一种不需要将缝制步骤作为组合过程一部分的多层多孔织物。而是，在织物组合之前，将该纤维毡或者每个毡层预针刺成所希望的密度。这些多层多孔织物通常用于造纸机械的压榨部分。

发明的背景技术

在造纸机械中，制造纸页时，在成形、压榨和干燥等各部分中都要用到织物，以用来承托纸页。在成形部分中，原料被沉积在移动的成形织物上，或者沉积在两个对置的成形织物之间，以产生非常湿的纸页。在压榨部分中，非常湿的纸页由至少一个挤压织物承载着，并且在位于至少一对压榨部分辊子之间的辊隙处受到压缩，以便从湿的纸页中挤出更多的水。在干燥部分中，湿的纸页由至少一个干燥剂织物承载着，并且被加热，以便去掉残留的水分，而达到所希望的干燥程度。然后，成品纸可以被压光，并且缠绕在辊子上。在每一个上述部分中，所用的织物除了受到为保持其适当张紧和以所希望的速度移动而要求的纵向应力以外，还暴露于在造纸机械的该部分中占主导地位的条件下。由于在每个这些部分中的使用条件根本不同，所以，对于每个这些部分，织物是分别设计和制造的。

本发明特别是涉及适用于用作压榨部分织物的多层多孔织物，虽然这种多层多孔织物在别处有更广泛的用途。

进入压榨部分的纸页通常含有多达85％的水。在压榨部分中，这些水的大部分借助于使纸页接触着一个或者多个挤压织物而通过至少一个位于至少一对对置的挤压辊之间的辊隙的方式而被挤掉，所述挤压辊对由挤压织物所承载的湿的纸页施加很大的压力。当湿的纸页在辊隙处被挤压时，水从湿的纸页转移到挤压织物上，随后通过各种方式从挤压织物中清除掉。使用具有多层结构的挤压织物，其中，该多层结构包括一个多孔芯部织物，而且该芯部织物携带着一层通过缝制而附着在其一侧或者两侧上的无纺纤维毡，这已成为一标准实践。该芯部织物可以是纺织的或者无纺(非纺织)的。已知的典型芯部织物由米勒(Miller)等人在US 4414263中；由杜福尔(Dufour)在US 4356225中；由卢恰诺(Luciano)等人在US 4357386中；由萨瑟兰(Sutherland)等人在US4759975中；由塞赫勒(Zehle)等人在US 5277976中，以及由库费拉特(Kufferath)在US 5601691中进行了描述。还有许多其他织物结构也已被提出和采用。

挤压织物的无纺纤维毡部分可发挥多种功能。它可以增加织物的载水容量，以便使它能够从湿的纸页中运走最大数量的水。它也可以用于降低由挤压辊辊隙处的压缩负荷的非均匀传递所引起的由芯部织物在湿的纸页上留下印迹的趋势。

芯部织物也有几种作用。它可以同时承托着纤维毡和纸页通过挤压辊，从而可以将水从湿的纸页中挤掉。它也必须接纳施加在挤压织物上的所有机械应力，其包括使挤压织物和纸页以要求的速度通过压榨部分所要求的张紧力和作用力。

另外，包括有芯部织物和至少一层附着毡的组合的挤压织物，必须能够在一可接受的时间段内，可以承受其通过挤压辊的一个或多个辊隙处时所施加的压缩负荷，而不会出现过早的塌陷，因为塌陷将严重地限制载水容量。

由此可见，芯部织物的机械性能常常直接影响这类多孔织物的性能。

与许多多层多孔织物(包括挤压织物)的生产相关的缺点是，市场上普遍采用的将一层或者多层无纺纤维毡附着在芯部织物的一侧或者两侧上的方法是借助于缝制工艺。在该缝制工艺中，或者基本上借助于迫使这些纤维通过由特殊形状的针在织物中穿过的孔，或者借助将一部分毡纤维推过织物的网眼，从而迫使一部分的毡纤维基本上与芯部织物相接合。这是一项很耗时且成本很高的工作，要求昂贵的专门设备。它还有这样的缺点，即仅有一小部分的毡纤维与芯部织物缠结在一起，并且一部分毡纤维在缝制过程中被破坏。另外，在每平方厘米的面积上通常穿过大约500-1500个针穿孔的缝制过程中，针孔直接穿过芯部织物，这可导致纺织芯部织物中的组元纱线和芯部织物结构的不可预见的破坏。

缝制也可以产生必须予以纠正的织物缺陷，这将增加生产成本。例如，在制备挤压织物时，众所周知，来自芯部织物的单纤线圈或者单纤断头可以在缝制期间穿过毡被推出去。如果暴露的单纤纱处在挤压织物的载纸表面上，这将产生必须予以纠正的表面缺陷，因为它将引起在纸上产生印迹，或者甚至产生穿过纸的孔。另外，在针织机中使用的针常常发生断裂。断裂的针必须予以更换，并且留在被缝制的织物中的残余金属必须予以去除。这些为去掉缺陷而对织物的必要的修整和对缝制设备的维护，当然会降低总的生产效率，从而将大大影响生产成本。

虽然缝制工艺从获得可用的压榨部分织物的意义上来说是有效的，但是它还是涉及对毡和芯部织物两者的未知程度的损坏，这可能对挤压织物的潜在使用寿命产生有害的影响。

为了克服这些困难，已经提出过用不带有缝制在其上的毡的多孔织物作为挤压织物，例如，由杰克逊(Jackson)在US 5089324和WO 93/01350中，以及由库费拉特(Kufferath)在US 4867206中所描述的那样。这样的建议取得了有限的成功。

因此，希望获得比现有技术中用于将一预针刺无纺纤维毡附着在芯部织物的一个或者两个表面上的缝制工艺更好的选择方案。本发明寻求提供一种多层多孔织物，其根本不采用缝制步骤而构成。在本发明的多层多孔织物中，一针刺步骤仅仅用于确保，使得在所述的外加层或多个外加层中所用的毡具有可接受的密度和内部缠结程度。由于该针刺步骤是在将毡附着在芯部织物上之前进行，所以芯部织物不遭受任何损坏。

发明概要

本发明寻求提供一种多层多孔织物，它包括结合在一起的一多孔芯部织物和至少一层预针刺的无纺纤维毡，其中，多孔芯部织物包括多个至少位于其一个表面上的钩形元件，并且至少一些毡纤维通过缠结钩形元件而缠结在钩形元件上。

最好是，多孔芯部织物是纺织物，针织物，或者挤出织物。方便的是，芯部织物是一种封闭线圈，其包括具有适当宽度的单条或多条螺旋缠绕带。

最好是，芯部织物是一种挤压薄片，并且包括有多个至少在其两个表面之一上适当布置的钩形元件。最好是，连续薄片或者连续条形式的挤压芯部织物是，通过机械穿孔而制成多孔的，以便在该挤压织物上提供多个适当形状和位置的孔。希望是，穿孔布置在位于钩形元件之间的通道中。

或者，芯部织物是纺织物或者针织物，在纺织或者针织过程中提供多个适当布置的钩形元件，并且选择织物式样，以便提供所需程度的孔隙度。许多这类织物已经被描述过，典型的实例由德梅斯特诺尔(De Mestrl)在US 2717437和US 3009235中以及由德布拉班德尔(De Brabander)在US 3943981中作了介绍。

最好是，芯部织物包括多个具有足够尺寸和适当形状的钩形元件，它们的位置经过选择，以便容许足够可靠地连接毡。方便的是，这些钩形元件的形状可以从诸如鱼钩，蘑菇，“圣诞树”和“棕榈树”和其他已知形状中来选择。

在本文中，以下术语具有下述意义：

“芯部织物”指的是多孔纺织或者无纺(非纺织)织物，在该织物上，预针刺的无纺纤维毡层可以通过与钩形元件的缠结而附着在其一侧或者两侧上。

“预针刺的无纺纤维毡”是由特定尺寸和形成为薄片的材料制成的三维纤维团块，该薄片已通过将多层轻微缠结的纤维针刺在一起而加密至希望的程度；在该团块中所用的纤维无需完全是同一尺寸的，也无需全部由相同材料制成。

“钩形元件”是通过任何适当工艺与芯部织物形成为整体或者附着在其上的成形结构，其构成和位置可使其与预针刺的无纺纤维毡层的纤维产生缠结。

附图的简要说明

现在参照附图描述本发明，其中：

图1示出了典型的现有技术的多孔织物的局部截面图，其包括一层缝制在纺织芯部织物上的毡；

图2示出了多层多孔织物的一个实施例；

图3示出了在两侧具有钩形物的挤出芯部织物；

图4示出了在一侧具有钩形物的纺织芯部织物；

图5-8示出了不同的钩形物结构。

发明的详细描述

首先参阅图1，其中示出了基于已知的典型多孔织物的横截面显微图象的示意性横截面图。该多孔织物包括由单纤纱纺织成的芯部织物1，在其上附着着一层无纺毡2。在该织物中，毡是通过传统的穿针工艺连接的。如从特别是4，5，6和7处可以看到，芯部织物1的纱线已经严重地受损；纱线4，5和7已经裂开，材料与纱线7的上方右侧部分分开。但是，一旦织物由缝制工艺组合起来后，仅仅可以通过肉眼检查仅带有一层毡的织物，来确定发生了多少芯部织物的损坏。对于远为更通用的织物，例如采用两层穿针毡的典型压榨部分织物，在不撕开一个希望是多层织物的代表性样品的情况下，要检查芯部织物以确定其损坏程度，这简直是不可能的。

本发明的多孔织物通过完全取消了穿针步骤而克服了上述困难。如图2所示，本发明的多孔织物基本上包括三个部分：

(i)支承着整个结构的多孔芯部织物10；

(ii)由芯部织物10承载着的钩形元件11；以及

(iii)附着在芯部织物的至少一侧(12A)以及通常是附着在其两侧(12A和12B)上的单层或多层预针刺无纺纤维毡层12。

芯部织物10必须是多孔的，以便容许由多层织物携带的水，例如从湿的纸页挤出的水，可以从该织物***掉。

如果芯部织物10是挤出的薄片，如图2和3所示，则通过在薄片10上穿孔的方式，以在薄片上提供足够的具有适当形状和位置的孔13，从而获得所要求的多孔性。还希望，在穿孔步骤中，应当对由芯部织物10承载的钩形元件11的损坏保持在最小程度。达到这一点的简单方法是，成排地布置钩形元件11，并在这些钩形物排之间布置穿孔13，如图3所示。还应当选择用于这种挤压薄片的厚度和热塑性材料，以便提供所要求的物理性能。

如果芯部织物是通过纺织或者针织制成的，例如示于图4的一个例子14，那么，纺织或者针织式样，纱线的种类和纱线的粗细均应当予以选择，以便使芯部织物具有希望的孔隙度和物理性能。这样，穿孔步骤就不必要了。已知有好几种方法，可以将钩形物结构11合并在纺织或者针织织物的任一表面或者其两个表面上。

芯部织物还包括钩形元件，该钩形元件或是在挤压步骤中与其整体形成的，或是在纺织步骤中织入其中的，或者是在针织步骤中编入其中的。在每种情况下，多样性的钩形元件的尺寸，形状和位置都应当予以选择，以便使钩形元件与预针刺的毡层有足够的，最好是最佳的缠结。钩子的形状可以从各种形状中来选择，例如在图5-8中所示的称为蘑菇，“棕榈树”，鱼钩和“圣诞树”的形状。其他结构也是可行的，另外，芯部织物的两侧不必具有相同的或者相同尺寸的钩形物结构，特别是，如果两个附加的预针刺的无纺纤维毡层不具有相同厚度时，更是如此。对钩形元件的尺寸和形状的唯一限制，首先是，给定的钩形元件能够通过缠结提供与毡纤维足够且可靠的连接。其次，钩形元件能够在芯部织物的表面上产生。例如，为了达到足够的缠结，钩形元件必须在芯部织物表面之上伸出足够的量。对于某些钩形元件，钩形元件缠结入毡的形态，可以通过选择其这样的尺寸和形状来改善，即：使得其在低压力之下将充分地缠结毡纤维，而在织物使用期间施加的较高的负荷压力之下，例如在由挤压辊施加在挤压织物上的压缩负荷之下，将变形或者将被压皱，以更紧密地缠结毡纤维。

预针刺的无纺纤维毡层11，通常是通过将较薄层的轻微缠结的梳理纤维针刺在一起而制成的，直至达到需要的毡密度为止。也需要选择毡纤维的粗细和成份，以便使毡性能最佳化。

制成的预针刺的无纺纤维毡层可以以几种方法之一附着在芯部织物上。可以将预针刺的毡材料条铺在芯部织物上，使得其大多数的组分纤维取向于一个特定的方向。例如，在挤压织物中，毡纤维可以以基本上平行于在压榨部分中的运动方向的方式取向，以便它们处于加工方向上。或者，这样铺放预针刺的毡材料条，使得大多数的毡纤维基本上垂直于该方向，以便它们处于与加工方向相交叉的方向上。最好是，这样放置毡，使得其纤维普遍取向于加工方向。本发明的要求是，毡在附着在芯部织物上之前，预针刺成预想的最终用途所要求的必要尺寸和密度，从而避免由毡缝制步骤造成的对芯部织物的任何损坏。

如果芯部织物是一挤出材料，钩形物可以以基本平行的排的方式来布置。根据钩形物的结构，可以使钩形物以基本垂直于排的方向来取向。例如，在挤压织物中，所述排最好是基本上沿着加工方向布置，而钩形元件处在与加工方向相交叉的方向上。在这样的挤压织物中，最好毡这样取向，使得其组分纤维也普遍取向于加工方向。

当要求用两个纤维毡，并且在芯部织物的每个表面上有一个时，则可以有几种制成芯部织物的方法。其可以制成两个分开的层，每一层均具有位于一个表面上的钩形元件，然后利用任何适当的方法，例如粘结，将它们连接在一起，以提供一双层芯部织物。或者，芯部织物可以被织成或者挤出成双层织物，并且在两个表面上都具有要求的钩形元件。最好是，双层芯部织物由挤出方法制成。

本发明的多孔织物可以按如下方式组合起来。首先，将芯部织物组合起来，以提供出成品的挤压织物所要求的尺寸。然后，将无纺纤维毡条铺在钩形元件上，并且利用任何适当的方法，轻轻地压在它们上面，以便使钩形元件与毡纤维缠结起来。该相对较为简单的步骤可提供一种多孔织物，其中，预针刺的无纺纤维毡层充分可靠地附着在芯部织物上，以便容许织物的处理和安装。或者，对于封闭线圈多孔织物，例如在压榨部分中所用的那种，其可以利用由贝斯特(Best)在US 5268076中和由雷克斯费尔特(Rexfelt)等人在US 5360656中所描述的改进的螺旋缠绕方法，来由较窄条形式的芯部织物方便地组合起来。

当本发明的织物应用于在多层多孔织物上反复地施加一定程度的压缩负荷的情况下，例如安装在造纸机的压榨部分中时，在最初时已经轻轻地受压并与无纺毡缠结起来的钩形元件，在织物周期性地通过压缩负荷时，将逐渐更为牢固地缠结入毡中。仅在几个循环之后，在不破坏多层多孔织物的情况下，要从芯部织物上去掉预针刺的无纺纤维毡层，实际上已经是不可能的了。

试验

在实验室级的试验中，从夏洛特的Aplix(Aplix ofCharlotte)得到的一段Aplix 917型钩形物材料NC(销化纤维素)，被用作芯部织物。该织物是一种挤出材料，其一侧是光滑的，而在另外一侧上设置有“圣诞树”类的钩形物。两条该材料背靠背地粘结在一起，从而形成芯部织物。预针刺的无纺纤维标准Meridian^TM 28分特(28dtex)毡层通过将两个织物轻压在一起的方式而附着在芯部织物上，该毡层可从美国佐治亚州的JWI集团挤压织物部门(Group Press Fabric Division，of Jonesboro，Georgia，USA)中得到。然后，使该复合结构在实验室级的双辊压机上通过460,000次循环，以便模拟在造纸机的压榨部分所产生的压力和条件。在试验运行之后，该织物处于非常好的状态之下，没有毡分层的迹象。对织物的检查还表明，在底部基础上的大部分的钩形物都倒下，牢固地锚固着毡纤维。

借助于本发明，多层多孔织物的制造者不再需要将毡缝制在芯部织物上。而是，采用一在其表面的一侧或者两侧上包括有钩形元件的纺织或者无纺芯部织物，并且只是通过将毡与芯部织物压在一起，而将预针刺的无纺纤维毡层附着在其上。一般来说，钩形元件以平行排的方式设置，尽管这一点并不是必须的。

Claims (12)

1.一种多层多孔织物结构，它包括组合在一起的一个多孔芯部织物和至少一层预针刺的无纺纤维毡，所述多孔芯部织物包括有多个至少位于其一个表面上的钩形元件，其中至少一些毡纤维缠结在钩形元件上。

2.如权利要求1所述的织物，其特征在于，多孔芯部织物是纺织物，针织物，或者挤出织物。

3.如权利要求2所述的织物，其特征在于，多孔芯部织物是基本上具有成品织物所要求的尺寸的挤压薄片。

4.如权利要求1所述的织物，其特征在于，芯部织物是一种包括一具有适当宽度的螺旋缠绕条的封闭线圈。

5.如权利要求2所述的织物，其特征在于，芯部织物是一种挤压薄片并且包括多个至少在其两个表面之一上适当布置的钩形元件。

6.如权利要求5所述的织物，其特征在于，芯部织物是一种挤压薄片并且包括多个至少在其两个表面之一上以隔开的排的形式布置的钩形元件。

7.如权利要求2或6所述的织物，其特征在于，芯部织物是穿孔的挤压薄片，该薄片包括多个具有适当形状和位置的孔。

8.如权利要求7所述的织物，其特征在于，成形的孔布置在位于钩形元件之间的空间中。

9.如权利要求2或4所述的织物，其特征在于，芯部织物被纺织或针织成包括有多个适当布置的钩形元件以及可提供所需程度的孔隙度的纺织式样或者针织密度。

10.如权利要求2或3所述的织物，其特征在于，芯部织物是挤压薄片或者挤压条，并且包括钩形元件，这些钩形元件具有从包括有鱼钩，蘑菇，“圣诞树”和“棕榈树”等形状的一组中选择的形状。

11.如权利要求1，2，3或4所述的织物，其特征在于，它包括两层，即一个芯部织物和在该芯部织物一侧上的一个预针刺的无纺纤维毡层。

12.如权利要求1，2，3或4所述的织物，其特征在于，它包括三层，即一个芯部织物和位于芯部织物每一侧上的两个预针刺的无纺纤维毡层。

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