用於造紙及造紙方法的結構化織物的製作方法

2023-05-14 20:23:26

專利名稱：用於造紙及造紙方法的結構化織物的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及造紙，具體地涉及造紙用結構化織物。本發明還涉及具有深袋 囊(pockets)的結構化織物。該織物可用作成形織物，作為TAD (熱風式乾燥)織物，作為縐 紗織物，和/或作為轉移織物。該織物也可用在常規的TAD(熱風式乾燥)機器中或裝置， ATM0S 裝置，和/或E-TAD裝置或機器中。
背景技術：
在常規長網造紙工藝中，纖維素纖維水懸浮液或懸液(通稱紙「漿料」)供到在兩 個或更多個輥之間行進的編織網及/或合成材料環形帶的上溢流口上。該帶子，常稱作" 成形織物「，在其上溢流口的上表面形成造紙表面，該造紙表面起著將紙漿料中的纖維素 纖維與水介質分離的過濾器作用，從而成形溼紙網。水介質通過成形織物的網目，通稱為排 水孔，藉助重力或位於上溢流口底面(也即"面向機器側")的真空排出。紙網在離開成形區域之後，被轉移到造紙機的壓榨部，在此壓榨部，紙網行經一對 或多對壓力輥的壓區，這些壓力輥覆以另一種通常稱為"壓榨毛毯"的織物。來自這些輥 子的壓力將附加的水分從紙網除去；由於壓榨毛毯上「毛」層存在，脫水往往得以增強。然 後，紙被轉移到乾燥部，進一步脫水。烘乾後，紙就制畢，以進行二次加工和包裝。通常，造紙織物用兩種基本織造工藝之一來製成環形帶。在上述兩種工藝之中的 第一種工藝中，織物用平機織造工藝進行平型機織，用許多眾所周知的接合方法中的任何 一種方法使其端頭接在一起形成環形帶，例如拆開端頭並將之重新編織在一起(通常稱作 接頭)，或者在可用針縫合的折翼上或者在每個端頭上的特殊的折邊上縫合，然後將端頭重 新編織成可用針縫合的線圈。可用許多自動接合機，對某些織物來說，這些機器可能用來使 至少一部分接合工藝自動化。在平型機織的造紙織物中，經紗沿縱向延伸，而緯紗則沿橫向 延伸。在第二種基本織造工藝中，用環帶編織工藝直接將織物編織成環形帶。在所述環 帶編織工藝中，經紗沿橫向延伸，而緯紗則沿縱向延伸。在本技術領域中，上文所述的兩種 編織方法是眾所周之的，本文中所用的術語「環形帶」意指用其中任一種方法製得的帶子。紙體和纖維的有效承載體是造紙中的重要因素，對於溼紙網最初形成的造紙機成 形區域來說尤其如此。另外，成形織物在造紙機上高速行進時，應當呈現良好的穩定性，而 且在紙網轉移到造紙機壓榨部時，優選具有強透水性，以降低紙網中水分保持量。在薄頁紙 和高級紙張(也即供優質印刷品、複寫墨印刷、香菸、電容器等之用的紙張)這兩種應用場 合中，造紙表面包括非常精細編織的結構或者精細網目結構。在常規薄頁紙成形機中，紙體平坦成形。在壓榨部，100%的紙體經受壓榨和壓實， 達到必需的幹度，然後紙體進而在楊克式烘缸與烘缸罩部進行乾燥。然而，這損毀了紙體的 品質。於是，使紙體起皺並將其捲筒，藉此製得平板紙。在ATMOS裝置中，紙體在結構化織物或模壓織物上成形，再將紙體進而夾在結構 化織物或模壓織物和脫水織物之間。使紙體通過脫水織物並逆對模壓織物脫水。脫水用氣
5流和機械壓力來進行。機械壓力用滲透性帶子來產生，而氣流方向則是從滲透性帶子到脫 水織物。當夾合體行經由真空輥和滲透帶形成的持續壓力區時，這就可發生。然後，壓榨區 域將紙體轉移到楊克式烘缸。為了保證品質，楊克式烘缸只稍微壓縮約25%的所述紙體， 而約75%的紙體保持未壓縮。楊克式/罩式烘乾裝置將紙體乾燥，然後使之幹法起皺。在 ATMOS系統中，用完全一樣的結構化織物來把紙體從流漿箱運載到楊克式烘缸。使用ATMOS 系統，在ATMOS輥之後，紙體達到約35%至約38%之間的幹度，這個幹度幾乎同傳統壓榨部 的幹度一樣。然而，這有利地發生在幾乎40倍低的軋點壓力下，而且不壓緊也不毀壞紙體 品質。此外，ATMOS系統的一個大優點是，它利用高度拉緊(例如約60kn/m)的滲透帶。這 種帶子提高了達到最大真空度脫水所需的接觸點和緊密度。另外，帶子壓區比常規壓榨長 20倍以上，而且還利用了流過壓區的氣流，但在常規壓榨裝置中情況則並非如此。用ATMOS裝置進行試驗所得的實際結果發現，紙體的厚度和松厚度比用常規熱風 式乾燥(TAD)形成的手巾織物高30%。吸收能力也比用常規TAD形成的毛巾織物高30%。 無論使用100%原漿直到使用100%回收紙漿，結果均相同。可產生定量介乎14 40g/m2 的紙體。ATMOS裝置也向在33% 37%幹度下工作的楊克式烘缸提供優良的紙體傳遞。由 於所述織物具有方形波谷而沒有方形凸節(波峰)，所以採用ATMOS裝置實質上沒有幹度損 失。因而，在脫水織物、紙體、模壓織物和帶子之間沒有緊密度損失。ATMOS裝置的主要方面 是，它在模壓織物上形成紙體，並且該同一模壓織物將紙體從流漿箱傳送到楊克式烘缸。這 種裝置生產的紙體具有均勻而限定毛細孔尺寸的紙體，以達到最大吸收能力。US專利申請No. 11/753,435，2007年5月24日提交，公開了一種用於ATMOS裝置 的結構化成形織物，其公開內容全文在此引作參考。該織物利用至少3根浮經和緯紗結構， 該織物如同現有技術織物那樣，形式上是對稱的。US專利申請NO. 11/896847的申請日為2007年9月6日，它的公開內容在此特別 作為一個整體被參考，它公開了用於ATMOS裝置的結構成形織物。該織物使用經節和緯節 去限定口袋囊。US專利申請NO. 11/896842的申請日為2007年9月6日，它的公開內容在此特別 作為一個整體被參考，它公開了用於ATMOS裝置的結構成形織物。該織物使用經節和緯節 去限定口袋囊。LAMB的US 6，649，026公開了一些結構化成形織物，這些織物利用基於5綜片設計 (five-shaft designs)且經緯上都有3根浮紗(或其變量)的袋囊，其全部公開內容特此 引作參考。然後，砂磨該織物。然而，LAMB沒有教導不對稱的織物組織圖。該文件也並未 教導在ATMOS裝置上使用所公開的織物及/或趁紙體相對潮溼時在紙體中形成枕形凸紋並 利用高張力壓榨壓域。HERMAN等人的國際公開說明書WO 2005/075737和2006年4月觀日提交的美國 專利申請No. 11/380，826，公開了一些用於一種可以形成更多三維取向紙體的ATMOS裝置 的結構化模壓織物，其全部公開內容特此引作參考。然而，該文件尤其沒有教導本發明的深 袋形織紋。SCHERB等人的國際公開說明書WO 2005/075732，公開了在製造薄頁紙或紙巾的 造紙機上利用滲透帶的壓帶機，其全部公開內容特此引作參考。根據該文件，紙網以比現有 紙機例如TAD紙機更加有效的方式進行乾燥。形成後的紙網行經同樣稀疏的織物，而且熱空氣從紙體的一側穿透紙網吹到紙體的另一側。同樣使用脫水織物。由於壓帶機施加壓力 以及穿透壓帶機中的紙網吹熱空氣，所以這樣一種裝置非常需要成形織物。然而，該文件尤 其沒有教導本發明的深袋形織紋。

發明內容
圖14A-14C示出具有M織紋的現有技術織物並且示出它的完全組織花紋。圖 15A-15C示出具有G織紋的現有技術織物並且示出它的完全組織花紋。圖16A-16B示出具 有直斜紋G的現有技術織物並且示出它的完全組織花紋。與本發明相比，由於常規織物的袋囊深度淺，所以上述常規織物限制了紙體中可 形成的松厚度值。此外，常規織物的袋囊僅僅是經紗和緯紗上接觸面積的延長。根據本發明的一個非限定性的方面，提供了具有不對稱經緯節構的結構化織物。 藉助於花紋組織中斷，本發明提供了偏移枕形凸紋(pillow)並形成在某種程度上呈斜紋 的形狀。這可以提高裝置的在機烘乾效率性能。根據本發明的另一非限定性方面，提供了一種結構化織物，這種結構化織物能使 薄頁紙和紙巾的厚度、松厚度和吸收性增大。根據本發明的另一個非限制方面，提供了至少一種織物組織設計/構形，其中，相 比於常規織物，經紗壓印被用於提供處於最佳頻率的深袋囊。因為它們具有被安排在比接 觸水平更低的平面上的底部，袋囊比這些常規織物的更深，接觸水平在兩側與袋囊接壤。袋 囊的底面或底部也可由緯紗方向的平紋織造形成。根據本發明的另一非限定性方面，本發明的織物組織設計/構形可用於常規TAD 裝置、ATMOS裝置、E-TAD (即，喬治-太平洋專有工藝)裝置及/或Metso裝置。根據本發明的另一個非限制方面，本發明的織物組織設計/構形能被用於結構成 形織物，TAD (熱風式乾燥)織物，縐紗織物，和/或作為轉移織物。根據本發明的另一個非限制方面，本發明的成形織物被用於ATMOS裝置。通過從 ATMOS裝置的壓帶機的帶向著網、結構化織物和脫水帶脫水，這提高了揚克內的接觸面積， 這導致揚克內更高的乾燥效率。這是因為，網與脫水帶接觸的面與接觸揚克的面相同。利 用這類結構的結果是，其中，紙網和揚克烘缸之間的接觸面積比使用熱風式乾燥(TAD)裝 置所正常獲得的更大。根據本發明的另一個非限制方面，本發明的織物作為織物用於E-TADA裝置或機 器，當網從擠壓毛氈被轉移到熱乾燥輥後，該織物接收網。然後，織物轉移網到揚克輥。優 選的，織物以比熱的乾燥輥更慢的速度運行，熱乾燥輥轉移網從擠壓毛氈到織物引導到揚克輥。根據本發明的另一非限定性方面，本發明的織物組織設計/構形可以使用成形 紗，也可使用各種各樣的網目、織物經緯密度、滲透性、紗直徑和本文中將規定的每平方英 寸袋囊數。根據本發明的另一個非限制方面，提供了一種用於製造蓬鬆薄紙和/或紙巾的織 物，其中織物包括多個基本上同等尺寸的袋囊，所述袋囊通過經紗和緯紗的交織成型，因 此，袋囊基本上是矩形的，它在緯紗方向測量的寬度比在經紗方向測量的高度長。根據本發明的另一個非限制方面，提供了一種用於製造蓬鬆薄紙和/或紙巾的織
7物，其中織物包括多個基本上同等尺寸的袋囊，所述袋囊通過經紗和緯紗的交織成型，因 此，袋囊基本上是矩形的，它具有由五根經紗定義的在緯紗方向測量的寬度和由三根緯紗 定義的高度。根據本發明的另一個非限制方面，提供了一種用於製造蓬鬆薄紙和/或紙巾的織 物，其中織物包括多個基本上同等尺寸的非方形袋囊，所述袋囊通過具有最低兩個平面的 經紗和緯紗的交織成型，因此，在織物的上平面，袋囊由經紗和緯紗圍繞，特別地，底平面可 由三根經紗和一根緯紗成型。根據本發明的另一個非限制方面，提供了一種用於製造蓬鬆薄紙和/或紙巾的成 形織物，其中織物生產出具有改進的延長的表面形狀的、用於薄片上的枕形凸紋的薄紙或 紙巾薄片，同時，還保持標準袋囊尺寸從而提供改進的機械性能。根據本發明的另一個非限制方面，提供了一種用於製造蓬鬆薄紙和/或紙巾的成 形織物，其中織物具有由具有三根經紗和一根緯紗的底平面成型的深袋囊。根據本發明的另一個非限制實施例，織物在網上使用規則但偏置的圖案，以提高 脫水和乾燥。本發明還提供了使用本發明的織物作為雙網ATMOS裝置的成形織物，該裝置使用 公開在申請日為2006年3月14日的US專利申請NO. 11/276789(代理案件編號M9473) 裡的壓帶機帶。這個美國專利申請公開的內容在此特別作為一個整體被參考。另外，本發明還提供了使用本發明的織物作為雙網ATMOS裝置的成形織物，該裝 置使用公開在申請日為2006年4月28日的US專利申請NO. 11/380835 (代理案件編號 P29514)裡的脫水織物。這個美國專利申請公開的內容在此特別作為一個整體被參考。本發明還提供了用於對網脫水的脫水裝置，其中該裝置包括雙網成形器、壓帶機 和根據本發明的結構化織物，該織物包括在支撐面上引導的並穿過壓帶機的面向紙網側。 結構化織物以比雙網成形器的網更低的速度運行。本發明還提供了造紙裝置，它包括新月形成形器，以及將網轉移到根據本發明的 結構化織物而該結構化織物依次將網轉移到揚克輥的機器。結構化織物以比新月形成形器 的帶更低的速度運行。結構化織物可有約IOOcfm到約1200cfm之間的滲透值，當沒有壓力和張力時，紙 張表面接觸面積約5 %到約70 %之間，開放面積約10 %到約90 %之間。結構化織物可包括單一材料、單絲材料、復絲材料和兩種或多種不同的材料之一。結構化織物可以抵抗水解和超過100°C的溫度這兩者中的至少之一。結構化織物可以是環形帶，所述帶是預縫合的和使它的端部連接在使用壓帶機的 機器上這兩者中的至少之一。網至少是薄紙網、衛生網和紙巾網之一。本發明還提供了利用這裡描述的任何裝置在造紙機內擠壓纖維網的方法，其中該 方法包括在雙網成形器內形成纖維網，向本發明的結構化織物和壓帶機內的纖維網施加壓 力，網被設置到結構化成形織物上。根據本發明的另一非限制方面，提供了一種用於製造蓬鬆網的成形織物，其中該 織物包括面向機器側和面向網側，面向網側包括由經紗和緯紗成型的袋囊。袋囊由在面向 網側的上部平面上的四個側面確定。
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蓬鬆網可至少包括薄紙網、衛生網和紙巾網之一。袋囊可為基本上同等尺寸的袋 囊。袋囊的底部可由緯紗編織三根經紗經單獨的平紋織造成型。經紗可形成確定織物的上 平面的經節。緯紗形成確定織物的上平面的緯節。袋囊的形狀至少是非方形和矩形之一。織物包括約59的經紗網目、約48的緯紗支數、約573cfm的滲透率和約0. 0362英 寸的厚度。織物可包括單一原料、單絲原料、復絲原料和兩種或多種不同的原料之一。織物 能抵抗水解和超過100°c的溫度這兩者中的至少之一。織物可以是環形帶，所述帶是預縫合 的和使它的端部連接在使用壓帶機的機器上這兩者中的至少之一。織物是結構化的，並被 設置成給網賦予構形圖案。織物利用八根經紗和八根緯紗循環的花紋完全組織。花紋完全 組織的六根經紗可浮過三根相鄰的緯紗之上。花紋完全組織的每根經紗可在四根緯紗下穿 過。花紋完全組織沒有經紗是與全部八根緯紗平紋織造的。本發明還提供了利用上面描述的織物在造紙機內擠壓纖維網的方法，其中該方法 包括形成纖維網，向織物和纖維網施加壓力。造紙機可包括TAD裝置，ATMOS裝置，E-TAD裝 置和Metso裝置之一。本發明還提供了一種用於製造蓬鬆網的成形織物，該織物包括面向網側，面向網 側包括由經紗和緯紗成型的袋囊。面向網側的接觸平面包括經紗和緯節。經節通過經紗越 過三根相鄰緯紗形成，緯節通過緯紗越過兩根相鄰經紗形成。袋囊的底部可包括不同數量的經紗和緯紗。不同數量的經紗和緯紗可包括三根經 紗和一根緯紗。每個袋囊成型的經紗多於緯紗。每個袋囊可通過五根經紗和三根緯紗成型。本發明還提供了造紙機織物，該織物包括具有在表面上規則重複的織紋圖案的機 織物。緯紗、經紗，以及向上朝織物的紙支撐側開放的凹處或袋囊。每個花紋完全組織的每 根經紗越過四根緯紗。每個花紋完全組織的每根緯紗越過四根經紗。每個花紋完全組織的所有經紗越過三根相鄰的緯紗。每個花紋完全組織的每四根 不相鄰的緯紗和經紗平紋織造。每個花紋完全組織的每四根其它不相鄰的緯紗越過兩根相 鄰經紗的兩個非相鄰區域。本發明還提供一種造紙機織物，該織物包括具有在表面上重複的織紋圖案的機織 物。花紋完全組織的圖案大小包含四根經紗或MD(機器方向)紗和八根緯紗或⑶(橫截面 方向)紗。經紗1從緯紗1-2之下穿過，然後越過緯紗3之上，然後又從緯紗4-5下面穿 過，最後越過緯紗6-8之上。經紗2越過緯紗1之上，然後又從緯紗2-3下面穿過，越過緯 紗4-6之上，然後再從緯紗7-8下面穿過。經紗3從緯紗1下面穿過，然後越過緯紗2-4之 上，然後從緯紗5-6下面穿過，然後再越過緯紗7之上，最後從緯紗8下面穿過。經紗4越 過緯紗1-2之上，然後又從緯紗3-4下面穿過，最後越過緯紗5之上，然後再從緯紗6-7下 面穿過，最後越過緯紗8之上。經紗5從緯紗1-2之下穿過，然後越過緯紗3之上，然後又 從緯紗4-5下面穿過，最後越過緯紗6-8之上。經紗6越過緯紗1之上，然後又從緯紗2-3 下面穿過，越過緯紗4-6之上，然後再從緯紗7-8下面穿過。經紗7從緯紗1下面穿過，然 後越過緯紗2-4之上，然後從緯紗5-6下面穿過，然後再越過緯紗7上面，最後從緯紗8下 面穿過。經紗8越過緯紗1-2之上，然後又從緯紗3-4下面穿過，最後越過緯紗5之上，然 後再從緯紗6-7下面穿過，最後越過緯紗8之上。
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通過參考本發明的實施例的如下描述並結合附圖，本發明上面提到的、其它特徵、 優點和獲得它們的方式將變得更加清楚，更有利於理解本發明。圖IA示出本發明非限定性織物的織紋組織。該組織循環包括四根經紗或MD紗線 或紗(水平編號)和八根緯紗或CD紗線或紗(垂直編號)。數值「X」指經紗或MD紗線穿 越緯紗或CD紗線的位置；圖IB示出根據本發明用圖IA中織物完全組織織造的非限定實施例織物的頂側或 造紙側的織紋組織。該組織循環包括八根經紗或MD紗線或紗(水平編號)和八根緯紗或 CD紗線或紗(垂直編號)；圖IC示出圖IA和IB所示的成形織物的織造組織循環的橫截面，並且示出每八根 MD或經紗如何與八根⑶或緯紗織造；圖2示出用圖1A-1C所示的組織織造的織物的造紙側的照片；圖3A-;3B示出使用本發明織物的E-TAD機器的一個非限定的實施例；圖4示出使用本發明織物的E-TAD機器的另一非限定的實施例；圖5-13示出用於使用本發明結構化織物製造網的ATMOS裝置的非限定的實施 例；圖14A-14C示出具有M織紋的織物的現有技術並且示出它的完全組織花紋；圖15A-15C示出具有G織紋的織物的現有技術並且示出它的完全組織花紋；以及圖16A-16B示出具有直斜紋G的織物的現有技術並且示出它的完全組織花紋。
具體實施例方式本文中所說明的各個細節僅供舉例和對本發明實施方式作例證性論述之用，並為 提供據信最有用且容易理解本發明原理和概念方面的說明而提出。在這方面，沒有試圖比 為基本理解本發明所需更詳細地說明本發明的結構細節，結合附圖所作的說明使本領域的 技術人員明白怎樣使本發明的方式可在實踐中具體化。本發明涉及用於造紙機上的織物，用於製造優質薄頁紙和紙巾布的成形器，在造 紙機中使用織物和壓帶機的成形器，和/或將網轉移到揚克輥的織物。本發明還涉及利用 織物製造優質薄頁紙和紙巾布的新月形和/或雙網成形器。本發明的裝置能夠生產質量與 熱風式乾燥(TAD)相似的優質薄頁紙和紙巾布，但成本節省40%。本發明還涉及利用結構化織物的雙網成形器ATMOS裝置，該織物對於壓力和過多 的拉應力而言具有好的抵抗力，其具有抵抗在ATMOS裝置中出現的磨損/水解的效果。該 裝置還包括在高張力狀態下使用的滲透帶，其繞著旋轉輥或固定靴(shoe)延展夾持，和/ 或其用在造紙裝置/工藝中，該裝置包括用於未使用熱風式乾燥(TAD)裝置製造優質薄頁 紙和紙巾的脫水織物。該織物的關鍵參數包括滲透性、重量、厚度以及一定的壓縮性。本發明還涉及使用本發明織物的機器或裝置。通過非限定的示例，該織物可用於 常規的TAD裝置、ATMOS裝置、E-TAD (喬治-太平洋專有工藝)裝置和/或Metso裝置。本發明結構化織物的一個非限定性實施例在圖1A-1C中示出。圖IB描述織物的 頂部織物平面或造紙側的頂部組織圖(即造紙表面的視圖)。在組織底部水平示出的數字 1-8確定機器方向(MD)或經紗，右側垂直編號1-8示出機器橫向(CD)或緯紗。在圖IA中，標記X示出經紗處在緯紗之上的位置，空的方塊示出經紗處在緯紗之下的位置。在圖IB中， 例如，在經紗1和經紗5，以及在緯紗6和緯紗8之間形成的區域示出袋囊形區域，該區域在 網或薄片中形成一枕形凸紋(pillow)。該織物的上層在兩根經節WK和兩根緯節WH(之間 確定袋囊形狀，其基本具有四側，和/或矩形形狀以及非正方形。通過非限定的示例，圖IB中示出的織物的參數有網目42 (每英寸的經紗數)和支 數36(每英寸的緯紗數)。該織物的滲透率約為550cfm和厚度約為0.045英寸。圖1A-1C 示出的實施例也獲得形成在織物中的深袋囊，其下平面由三根經紗(例如，經紗2-4)和一 根緯紗(例如，緯紗7)形成。圖1A-1C的織物示出織物組織包括4根經紗或MD紗(在圖IB中垂直標記的紗線 1-8是經紗或MD紗)和8根緯紗或CD紗(在圖IB中水平標記的紗線1_8是緯紗或CD紗)。 織物可以是4梭織造(dsp)。圖IC描述了經紗1-8與緯紗1-8織造的路徑。圖1A-1C僅示 出織物的兩個循環單元，本領域的技術人員應能理解在商業應用時圖1A-1C示出的循環單 元在經紗和緯紗方向能夠重複多次以形成適用於造紙機的大型織物。圖2示出由圖1A-1C 中的組織製造的織物造紙側的照片。從圖IC可以看出，經紗1從緯紗1和2之下穿過，然後越過緯紗3之上，然後又從 緯紗4-5下面穿過，最後從緯紗6-8之上越過。經紗1從一根緯紗之上越過，例如緯紗3，還 從相鄰的緯紗如緯紗6-8之上越過，它們由單獨的一根緯紗3隔開。此外，在每個組織循環 中一個經節WPK由經紗1例如從緯紗6-8之上越過形成。 經紗2從緯紗1之上越過，然後又從緯紗2-3下面穿過，最後從緯紗4-6之上越過， 然後再從緯紗7-8下面穿過。經紗2從一根緯紗之上越過，例如緯紗1，還從三根相鄰的緯 紗如緯紗4-6之上越過，它們由單獨的一根緯紗1隔開。此外，一根經節WK在每個組織循 環中由經紗2例如從緯紗4-6之上越過形成。從圖IC還可以看出，經紗3從緯紗1下面穿過，然後從緯紗2-4之上越過，然後從 緯紗5-6下面穿過，然後再從緯紗7上面越過，最後從緯紗8下面穿過。經紗3從一根緯紗 之上越過，例如緯紗7，還從三根相鄰的緯紗如緯紗2-4之上越過，它們由單獨的一根緯紗7 隔開。此外，一根經節WPK在每個組織循環中由一根經紗3例如從緯紗2-4之上越過。經紗4從緯紗1-2之上越過，然後又從緯紗3-4下面穿過，最後從緯紗5之上越過， 然後再從緯紗6-7下面穿過，最後從緯紗8上面越過。經紗4連續穿越緯紗8，1和2 (相鄰 的循環的緯紗1和2)形成經節WPK。經紗4從一根緯紗如緯紗5上面越過，並且還在如緯 紗3-4和緯紗6-7的任一側上的兩根相鄰的緯紗之下穿過。經紗5-8具有與經紗1-4各自相同的組織循環，在本文不再詳細描述。現參考圖3A和:3B，其示出用於形成或處理纖維網W的非限定的機器。該機器包括 流漿箱H，外網0W，內網IW以及成形網FR。內網IW可為織物10的形式，其將纖維網W轉移 到壓力氈11。壓力氈11承載繞在抽吸輥12上的纖維網，然後穿過由靴形壓力輥13和小直 徑乾燥器或後輥14形成的壓區。纖維網W由輥14在輥14和輥15形成的壓區轉移到結構 化織物16。織物16優選圖1和2示出的類型。此外，織物16優選以低於輥14的速度移 動。纖維網W然後能夠由結構化織物15承載輸送到揚克輥18。在圖3A和;3B中示出的織 物和絲網的細節能夠以非限定的例子示出，其與以下在圖5-13所示的實施例使用的織物 相同或相似。
參照圖4，示出用於形成或處理纖維網W的另一非限定的機器。該機器包括流漿箱 H，外網0W，內網IW以及成形網FR。內網IW可為織物11的形式，其承載繞在抽吸輥12上 的纖維網，然後穿過由靴形壓力輥13和小直徑乾燥器或後輥14形成的壓區。纖維網W由 輥14在輥14和輥15形成的壓區轉移到結構化織物16。織物16優選圖1和2示出的類 型。此外，織物16優選以低於輥14的速度移動。纖維網W然後能夠由結構化織物15承載 輸送到揚克輥18。在圖4中示出的織物和絲網的細節能夠以非限定的例子示出，其與以下 在圖5-13中的實施例使用的織物相同或相似。參照圖5，纖維網機器20包括流漿箱22，其在外部成形織物沈與內部結構化織物 28之間釋放纖維漿M。結構化織物觀優選是已知的類型並且參照以上圖1和2所描述。 輥30和32引導織物沈的方式是，抵抗漿M和結構化織物觀，將張力施加到織物沈上。 結構化織物觀由成形網34支撐，該輥的表面旋轉速度與結構化織物觀和成形織物沈的 速度匹配。結構化織物觀具有高點28a和凹部^b，其把相應的結構賦予給在其上形成的 纖維網38。凹部28b優選與圖1和2所示織物中使用的袋囊相應。結構化織物觀沿方向 W，隨著水分M從纖維漿M驅逐，形成結構化纖維網38。水分M離開漿M穿過成形織物沈 並且被集中在白水回收裝置36中。纖維漿M中的纖維以網38的形式主要收集在凹部28b 中。結構化織物觀包括在織機上編織的經紗和緯紗。結構化織物觀可以平幅織造或 環形織造。通過非限定的例子，結構化織物28最終的網目數可以為95X120到^X 20之 間。為了製造衛生紙，在非限定的示例中優選的網目數為51X36或更高，更優選58X44或 更高。為了生產紙巾，優選的網目數是42X31或更低，更優選是36X30或更低。結構化織 物觀可具有4梭或更高的組織循環，優選5梭或更多循環。結構化織物觀的經紗直徑在 約0. 12mm到約0. 70mm之間，緯紗的直徑在約0. 15mm到約0. 60mm之間。袋囊的深度為高 點28a與凹部28b之間的位移，約在0. 07mm到0. 60mm之間。結構化織物28使用的紗線可 具有任何形狀的橫截面，例如圓、橢圓或扁平。結構化織物觀的紗線可由任何顏色的熱塑 性或熱固性聚合物材料製成。結構化織物觀的表面可以處理成具有希望的表面能量，耐 熱、耐磨和/或耐水解。聚合物材料的印刷設計，例如絲網印刷設計可應用到結構化織物觀 以提高它的能力，從而將美學圖案賦予到網38或提高網38的質量。這樣的設計可以是與
另一專利申請中描述的Spectra 膜相似的彈性體澆鑄結構的形式。結構化織物28在高點
28a可具有的頂部表面平面接觸面積(至少由經節確定)約為10%或更高，優選約20%或 更高，根據所要製造的特定產品更優選約30%。結構化網觀在高點28a的接觸面積可通過 磨光結構化織物觀的頂部面積來提高，或彈性體澆鑄結構上可形成有扁平的頂部表面。頂 部表面也可以熱砑光以提高扁平度。根據一個非限定的實施例，成形網34可優選是實心輥。水分運行穿過外部成形織 物沈但不穿過結構化織物28。這樣的優點是形成的結構化纖維網38比現有技術的纖維網 有更強的蓬鬆度或吸收性。形成在織物觀上的結構化纖維網38因此可具有的側壁厚度和枕形凸紋厚度超過 現有技術中纖維網中相應的尺寸。在結構化織物觀上形成的結構化纖維網38的優點是低 的一致性以及清除水分的方向與現有技術相反。這樣導致了較厚的枕形凸紋尺寸。即使纖 維網38通過乾燥加壓工藝，該尺寸也顯著大於現有技術中的尺寸。有利的是，和現有技術
12相比，本發明所獲得的纖維網在枕形凸紋區域具有較高的定量。纖維與纖維之間的粘結在 它們的壓印操作過程中不會斷裂，其將纖維網擴展到凹部。現在解釋形成纖維網的工藝。首先，纖維漿M被形成到纖維網38中，具有結構化 織物觀固有形狀的結構。成形織物沈是多孔的並且在成型的過程中允許水分排出。此外， 如圖5所示，水通過脫水織物沈清除。通過織物28清除的水分不會導致纖維網38中枕形 凸紋區域的壓縮，由於枕形凸紋區域殘留在結構化織物觀的結構中。結構化織物觀的正 常接觸區域，在本發明中或在TAD機器上一般優選比在常規的機器中低很多，取決於正在 製造的產品的特定圖案，可以在約15% -35%的範圍中。如上所述，如圖5所示水通過脫水織物沈排出保存在枕形凸紋區域。枕形凸紋區 域基本上是形成在結構化織物觀中的未受壓區域，即使在壓靠在揚克輥52上時，該結構化 織物28也保持未受壓(參見圖6)。纖維網38的壓力區由經紗和緯節WPK以及WFK形成 (參見圖1B)，而且是這樣的區域，通過該區域，在成型中所加的大部分壓力轉移到纖維網 38。纖維網38的枕形凸紋區域由袋囊形成並大致具有比現有技術的結構較高的定量。本發明提高的質量比，尤其是，枕形凸紋區域中的較高的定量，比壓縮區域載有更 多的水，導致了本發明比現有技術具有至少兩個積極方面。首先，它允許更好地將纖維網轉 移到揚克輥52 (參見圖6)，由於纖維網在與揚克烘缸52接觸的部分中具有相對低的定量， 其整體片固含量比以前維持的低，因為與揚克烘缸52接觸的纖維質量較低。較低的定量意 味著較少的水被帶到與揚克烘缸52之間的接觸點。壓縮區域比枕形凸紋區域更乾燥，進而 允許纖維網整體轉移到另一表面，例如揚克烘缸52帶有較低的整體纖維網固含量。其次， 該結構允許在揚克罩M中使用較高的溫度，而不燒焦或燃燒枕形凸紋區域，這在現有技術 中會發生在枕形凸紋區域。揚克罩M的溫度可高於約350°C，優選高於約450°C，甚至更優 選高於約550°C。因此，本發明能以比現有技術更低的平均揚克烘缸操作之前壓縮含固率， 更充分利用揚克罩乾燥裝置的容積。本發明能允許揚克烘缸52之前的纖維網38的固含量 低於約40%，低於約35%，和/或甚至低至約25%。因為纖維網38形成有本發明的結構化織物28，織物28的袋囊可充滿纖維。因此， 和現有技術相比，在揚克烘缸52，纖維網38可具有更大的接觸面積，例如達到約100%。這 是因為在揚克烘缸52接觸側的纖維網38基本是平的。同時，纖維網38的枕形凸紋區域可 基本未受壓，因為它們得到結構化織物觀凹部的保護。僅壓縮25%的纖維網，能獲得好的 乾燥效率的效果。參照圖5和6，示出一形成結構化纖維網38的工藝的實施例。結構化織物28將 三維結構化織物38載送到前進的脫水裝置50，越過吸水箱67，然後輸送到揚克輥52，纖維 網被轉移到揚克輥52以及罩部分54，並且在卷繞到一軸(未示出)之前乾燥和起皺。一 靴形壓件56與結構化織物觀相鄰設置，在與揚克輥52最近的位置握持織物。結構化織物 38與揚克輥52接觸並轉移到其表面，以進一步乾燥和隨後縐片。一真空箱58與結構化織物28相鄰設置，以在額定20gsm纖維網上獲得約15-25% 的含固率，該纖維網在約-0. 2到約-0. 8bar真空之間運行，優選在約-0. 4到約-0. 6bar 操作水平下運行。由結構化織物28承載的纖維網38與脫水織物82接觸並朝著真空輥 60前進。真空輥60操作的真空度在約-0. 2到約-0. Sbar之間，優選的操作水平至少為 約-0.4bar。熱空氣罩62可選擇地裝配在真空輥60上以提高脫水。例如，該裝置可使用具
13有約44mm鋼厚度的商業揚克乾燥烘缸和常規的罩，該罩的送風速度約為145m/s，生產巾紙 的速度約為1400m/min或更高，生產衛生紙的速度約為1700m/min或更高。可選擇的，蒸汽箱可被安裝代替罩62以向纖維網38供應蒸汽。優選的，蒸汽箱的 截面設計影響纖維網38的水分再乾燥橫截面。真空輥60內部真空區的長度可為從約200mm 至約2500mm，優選長度約300mm至約1200mm，更優選長度約400mm至約800mm。根據抽吸 輥60的安裝選擇不同，纖維網38的含固率保持在約25% -約55%。真空箱67和熱空氣 供應器65可用於在真空輥60之後和揚克輥52之前提高纖維網38的含固率。絲網轉向輥 69也可作為帶有熱空氣供應罩的抽吸輥。壓件56包括靴形壓件，寬度約為80mm或更高，優 選約120mm或更高，最大峰值壓力低於約2. 5MPa。為了產生更長的壓區以有助於將纖維網 38轉移到揚克輥52，由結構化織物28承載的纖維網38可在與靴形壓件56相連的壓力壓 區之前與揚克輥52的表面接觸。此外，在結構化織物28運行超過壓件56之後該接觸可被 維持。脫水織物82可具有連接到氈層的滲透性織造基底織物。該基底織物包括機器方 向紗線以及機器橫向紗線。機器方向紗線可以是3股復絲加捻紗線。橫向紗線可以是單絲 紗線。機器方向紗線也可是單絲紗線，該結構可以是典型的多層設計。在任一情況下，基底 織物應當具有細的毛氈纖維，其重量低於或等於約700gsm，優選低於或等於約150gsm，更 優選低於或等於約135gsm。毛氈纖維密封基底結構並賦予其有效的穩定性。針刺工藝能夠 產生直的通道。薄片接觸面被加熱以提高它的表面平滑度。機器方向紗線的橫截面可以比 機器橫向紗線的橫截面的面積大。機器方向紗線可以是包含上千根纖維的復絲紗。基礎織 物可通過針刺工藝連接到氈層，針刺工藝獲得直的排放通道。在脫水織物82的另一實施例中，包括織物層、至少兩個氈層，抗再溼層和粘結劑。 基礎織物基本與前述說明相似。至少一個氈層包括低熔點的雙複合纖維，其在加熱時為纖 維間粘結補充纖維。在基礎織物的一側，附有抗再溼層，其可以通過粘結劑、熔融工藝或針 刺附著到基礎織物，其中包含在抗再溼層中的材料連接到基礎織物層和氈層。抗再溼層可 由彈性體材料製造，從而形成彈性體膜，其具有貫穿的開口。氈層可被針刺從而將脫水織物 82保持在一起。其優點是使得氈層具有許多貫穿的針刺孔。抗再溼層是多孔的，具有水通 道或直的通孔。在脫水織物82的另一實施例中，具有和前述相似的結構，另外在脫水織物82的至 少一側還附加帶有疏水層。疏水層不吸水，但是將水引導穿過其中的通孔。在脫水織物82的另一實施例中，基礎織物連接到由聚合物如聚氨酯製成的柵格， 其設置在基礎織物的最頂層。柵格可通過多種已知的工序設置在基礎織物上，例如擠壓技 術或絲網印刷技術。柵格可設置到基礎織物上，與機器方向紗線和橫向紗線形成一定的角 度定向。儘管這種定向是沒有任何一部分柵格與機器方向紗線對齊，也可使用其他的定向。 這種柵格可具有均勻的柵格花紋，其可以是部分不連續的。此外，柵格結構互連之間的材料 可採取迂迴的路線而非直的路線。柵格由合成材料製成，例如聚合物或具體為聚氨酯，其通 過固有的粘結特性將自身附著於基礎織物。在脫水織物82的另一實施例中，包括粘結到柵格上的滲透性基礎織物，該織物具 有機器方向紗線和機器橫向紗線。柵格由複合材料製成，該材料與前述脫水織物82的實施 例中用的材料相同。柵格包括機器方向紗線，複合材料形成在機器方向紗線周圍。柵格是由複合材料和機器方向紗線形成的複合結構。機器方向紗線可在成行設置之前預塗敷複合 材料，所述行在模具中基本是平行的，該模具用於預熱複合材料使得其再次流動到組織花 紋中。附加的複合材料也可置入到模具中。柵格結構，已知作為複合層，通過多種技術中的 一種連接到基礎織物，該技術包括將柵格疊壓到滲透性織物上，熔融複合塗敷紗線使其握 持在滲透性織物合適的位置中，或再次熔融柵格到基礎織物上。此外，可使用粘結劑將柵格 附著到滲透性織物上。毛氈層可以包括兩層，上層和下層。毛氈纖維針刺到基底織物以及 複合層中，進而形成具有至少一個外氈層表面的脫水織物82。毛氈材料本身是多孔的，此外 針刺工藝不僅將這些層連接到一起，而且還產生大量的小微孔洞，其延伸到脫水織物82的 結構中或完全穿透脫水織物82的結構。脫水織物82的空氣滲透率為約5-約100立方英尺/分，優選約19立方英尺/分 或更高，更優選約35立方英尺/分或更高。脫水織物82中的平均孔徑可為約5-約75微 米，優選約25微米或更高，更優選約35微米或更高。疏水層可由合成聚合物材料、羊毛或 聚醯胺製成，例如耐輪6。抗再溼層和複合層可由通過合成聚合物材料或聚醯胺製得的薄彈 性體滲透性膜製成，它們被疊壓到基礎織物上。毛氈纖維層可由約0. 5dtex-約22dtex的 纖維製成，並可包含低熔點雙化合物纖維，以在加熱時將纖維補充到每層的纖維間粘結中。 粘結可從使用低溫可熔融纖維、粒子和/或樹脂獲得。脫水織物的厚度可低於約2. 0毫米， 或低於約1. 5毫米，或低於約1. 25毫米，或低於約1. 0毫米。脫水織物82的優選實施例也在PCT/EP2004/053688和PCT/EP2005/050198中描 述，它們作為參考全文引入。參照圖7，示出本發明的另一實施例，其與圖6所示的發明基本相似，除了取代熱 空氣罩62，設置壓帶機64。壓帶機64包括滲透性帶66，該帶能夠將壓力施加到結構化織 物觀(如本發明類型的)的非片狀接觸側，所述織物能夠承載纖維網38圍繞抽吸輥60。 壓帶機64的織物66優選是伸展壓區的壓力帶或線圈織物，其能夠以約60KN/m的織物張 力運行，加壓長度比輥60的抽吸區長。織物66的優選實施例和需要的操作條件也在PCT/ EP2004/053688和PCT/EP2005/050198中描述，它們作為參考全文引入。當壓力施加到結構化織物28時，纖維網38中的高纖維密度枕形凸紋區受到保護 不受壓力的影響，因為它們包含在結構化織物觀的主體內並且處在揚克壓區中。帶66特 別設計成伸展壓區的壓力帶66，其由例如加強聚氨酯和/或螺旋線圈織物製成。帶66是滲 透性的，因此允許空氣穿透從而提高壓帶機64的除溼能力。水分通過脫水織物82從纖維 網38汲取到真空輥60中。帶66提供範圍在約50-約300KPa的低水平壓力，優選大於約 IOOKPa0這允許直徑為1. 2m的抽吸輥具有的織物張力大於約30KN/m，優選大於約60KN/m。 由真空輥60直接支撐的滲透性帶66對織物28的壓力長度，至少與輥60中的抽吸區一樣 長。帶66的接觸部分也比抽吸區短。滲透性帶66具有通孔形成的花紋，可以通過例如鑽孔、雷射切割、蝕刻形成或在 其內部織造而成。滲透性帶66可為不帶有溝槽的單平面。在一個實施例中，帶66的表面 具有溝槽並沿著壓帶機64中的滲透性帶66的行進路線的一部分和織物觀接觸。每一溝 槽可與一組孔連接，以允許空氣在帶66中通過和分散。空氣沿著溝槽分散，溝槽構成與接 觸區域相鄰的開放區域，帶66的表面向纖維網38施加壓力。空氣通過孔進入到滲透性帶 66，然後沿著溝槽移動穿過織物觀、纖維網38和織物82。孔的直徑可大於溝槽的寬度。溝
15槽橫截面的輪廓可大致為矩形、三角形、梯形、半圓形或半橢圓形。滲透性帶66與真空輥60 相關聯的組合能提高至少約15%的片狀含固率(sheet solids)。帶66另一結構的示例是薄螺旋線圈織物，其可以是帶66內的加強結構或螺旋線 圈織物本身起到帶66的作用。織物觀內部具有反射在纖維網38中的三維結構。纖維網 38具有厚枕形凸紋區域，由於其在結構化織物觀主體內部，因而在受壓過程中被保護。因 此由壓帶機組64施加到纖維網38上的壓力不會對纖維網的質量產生負面影響，同時其提 高了真空輥60的脫水率。參照圖8，其與圖7中示出的實施例基本相似，除了其包括設置在壓帶機64內部的 熱空氣罩68，其提高與真空輥60結合的壓帶機64的脫水能力。參照圖9，示出本發明的另一實施例，其與圖7中描述的本發明基本相似，但包括 助壓乾燥器70，其與結構化織物觀接觸。纖維網38受到助壓乾燥器70的熱表面作用。結 構化纖維網38繞著助壓乾燥器70纏繞，另一機織物72設置在結構化織物觀的上表面。在 機織物72的頂部是導熱織物74，其與機織物72以及冷卻水套76接觸，將冷卻和壓力施加 到所有織物和纖維網38。纖維網38中的高纖維密度枕形凸紋區因包含在結構化織物觀主 體內部而得到保護不受壓力的影響。因此，加壓過程不會給纖維網質量產生負面影響。助 壓乾燥器70的乾燥率可在約400kg/hr · m2以上，優選在約500kg/hr · m2以上。助壓乾燥 器70的原理是提供有效的壓力以在乾燥器的熱表面握持纖維網38，從而防止產生氣泡。形 成在各節點的蒸汽通過織物觀並且凝結在織物72上。織物74通過與冷卻水套接觸的織 物74冷卻，將其溫度降低到蒸汽溫度之下。這樣，蒸汽冷凝以避免壓力聚積，從而防止纖維 網38產生氣泡。冷凝水收集在機織物72中，通過脫水裝置75脫水。可以看出根據助壓幹 燥器70的型號，可不需要真空輥60。此外，根據助壓乾燥器70的型號，纖維網38可在助壓 乾燥器70的表面上縐片，進而消除對揚克輥52的需要。參照圖10，示出本發明的另一實施例，其與圖7中公開的發明基本相似，但是增加 了空氣壓件78，其是可在高溫下使用的四輥組壓件，並稱作HPTAD，用於在將纖維網38轉移 到揚克輥52之前附加進行網乾燥。四輥組壓件78包括主輥、排氣輥以及兩個罩輥。這組 壓件的目的是提供能夠被增壓的密封的腔。壓力腔包含高溫空氣，如約150°C或更高，其所 處壓力比常規的TAD技術顯著要高，例如大於約1. 5psi，因此能夠獲得比常規的TAD技術更 大的乾燥率。高壓熱空氣通過一可選的空氣分散織物、通過纖維網38和織物28進入到排 氣輥。空氣分散織物可以防止纖維網38跟蹤四個罩輥中的一個。空氣分散織物很開放，其 滲透性等於或超過織物28的。HPTAD的乾燥率取決於進入HPTAD的纖維網38的含固率。 優選的乾燥率至少為500kg/hr/m2，其至少為常規的TAD機器的乾燥率的兩倍。HPTAD工藝的優點是提高了脫水片的面積，但未明顯損傷片的質量、大小緊湊度和 能量效率。此外，其具有較高的揚克之前含固率，這提高本發明的速度潛力。另外，HPTAD緊 湊的尺寸能夠容易翻新現有的機器。HPTAD緊湊的尺寸以及它是封閉的裝置的事實，意味著 其容易絕緣並且優選作為整體提高能量效率。參照圖11，示出本發明的另一實施例。除了增加雙行程的HPTAD 80之外，其與圖 7和10顯著相似。在該情況中，相對於圖10所示的設計，兩個排氣輥用於使結構化網38的 停頓時間加倍。一種可選擇的粗網目織物可用於前述的實施例。熱壓空氣通過承載在織物 28上的纖維網38到兩個排氣輥之上。已經示出，根據HPTAD的構造和大小，可以串聯設置不只一個HPTAD，其能夠不再需要輥60。參照圖12，一種常規的雙網成形器90可用於替換前述示例中的新月形成形器。成 形輥可以是實心輥或是開放輥。如果使用開放輥，必須防止通過結構化織物明顯的脫水從 而避免枕形凸紋區域中的定量損失。外部成形織物93可以是標準的成形織物或者可以是 一種US專利No. 6，237，644所公開的織物。內部成形織物91優選是一種比外部成形織物 粗糙很多的結構化織物91。可能需要真空箱92來確保纖維網與結構化絲網91保持在一 起，並且不能與外部絲網94結合在一起。纖維網38通過真空裝置轉移到結構化織物28。 該轉移裝置可以是固定的真空靴(shoe)或是真空輔助旋轉拾取輥94。第二結構化織物觀 至少與第一結構化織物91 一樣粗糙，優選比第一結構化織物91更粗糙，優選為圖1和2所 示的類型，如前述實施例中的情形。從這一點來說，該工藝與一個或多個前述討論的工藝一 樣。纖維網從第一結構化織物91轉移到第二結構化織物觀是不完美的，如一些枕形凸紋 在膨脹期間將會損失一些定量，進而喪失本發明的一些優點。然而，該工藝可選擇允許使用 差速轉移器，例如，帶91與觀能以差速運行，這已證明能改進某些片材性能。上述的任何 去除水的裝置可與雙絲網成型裝置以及常規的TAD —起使用。根據本發明的纖維網38的纖維分布可與現有技術的相反，其結果是通過成形織 物而非通過結構化織物去除水分。低密度枕形凸紋區域的定量相對高於環繞的壓縮區域的 定量，這點與常規的TAD紙相反。這使得高比率的纖維在工藝期間保持未壓縮。通過籃式 方法測量的薄片吸收能力，額定20gsm的網可等於或大於約12g水/克纖維，以及能超過約 15g水/克纖維。薄片松厚度可等於或大於約10cm7gm，並且優選大於約13cm7gm。期望 衛生紙的薄片松厚度在壓光之前等於或大於約13cm7gm。再次參照圖5，現詳細描述纖維網38的成型。造紙機20包括流漿箱22，其在成形 織物沈與織造的結構化織物28之間排放纖維漿24。輥30和32引導織物沈的方式是，將 張力抵抗漿M和織造的結構化織物觀施加到織物26上。織造的結構化織物觀由成形網 34支撐，該輥的表面旋轉速度與織造的結構化織物觀和成形織物沈的速度匹配。結構化 織物觀具有高點28a和凹部^b，其把相應的結構賦予給在其上形成的纖維網38。結構化 織物觀沿方向W運行，隨著水分M從纖維漿M驅逐，結構化纖維網38成形。水分M離開 漿M穿過結構化織物沈並且被集中在白水回收裝置36中。隨著纖維網38成形，纖維漿 24中的纖維主要收集在凹部^b中。來自流漿箱22的漿M具有約0. 1-約0.5%的非常 低的稠度。纖維網38的稠度在成型部出口末端提高到約7%。結構化織物觀承載網38從 其初時放置在流漿箱22中的位置一直輸送到揚克烘缸，從而提供一種良好的精細紙結構 以具有最大的松厚度和吸收能力。纖維網38具有優越的厚度、松厚度和吸收能力，大於用 於生產紙巾的常規TAD織物的約30%。纖維網38優良地轉移到揚克乾燥器，與ATM0S 裝 置一起在約33 % -約37 %的乾燥度下工作，其水分容量比TAD高60 % -75 %。在ATM0S 裝置中運行沒有乾燥度損失，由於結構化織物28具有袋囊深度(凹部)，在脫水織物、纖維 網38、結構化織物觀和帶之間不會損失接近度，這對用ATM0S 裝置達到所希望的乾燥度 是關鍵的。參照圖13，示出本發明的另一實施例。該實施例是授予SCHERB等人的 US2007/0M0842公開的類型，這種公開作為參考被全文引入。如前述實施例所述，所述機器 優選用圖1和2示出類型的結構化織物SF。
圖13中示出的ATMOS裝置可包括將懸液加到雙網成形器的流漿箱，所述雙網成形 器由外網、裡網和成形輥形成。雙網成形器可為任何通常已知類型的，並可優選為美國專利 申請公開說明書No. 2006/0085999(以2005年7月27日提交的美國申請號11/189，884為 基礎)中所公開的那種類型，該申請的全部公開內容特此引作參考。纖維網一旦由雙網成 形器形成，就由裡網傳送到結構化織物。用位於引紙區的吸水箱從裡網上將纖維網轉移到 結構化織物上。上述類型的結構化織物將纖維網傳送到壓榨裝置並行經壓榨裝置，該壓榨 裝置例如由壓帶機組構成，該壓帶機組由滲透性張力帶和真空輥組成。脫水織物也可越過 真空輥並行經該壓帶機組。纖維網可在例如由壓帶機組和真空輥形成的延展壓帶機壓區中 脫水，並可然後由結構化帶傳送到楊克式烘缸和烘缸罩裝置，然後可用壓榨輥轉移到楊克 式烘缸。滲透性張力帶內可設置蒸汽箱和熱風鼓風機，並設置在真空輥的整個吸引區上。可 用一個或多個白水回收裝置來收集從真空輥收集來的水分。該裝置也可使用多個用於各個 帶/織物的引導輥、用於脫水帶的調節輥、多個吸水箱(Wile boxes)、多個噴水裝置和另外 的吸水箱或引紙輥。結構化織物SF可優選是環形織物，其傳送纖維網W往返於壓帶機裝置、雙網成形 器到用於最後乾燥的揚克烘缸。在纖維網W從雙網成形器轉移後，纖維網W位於織物SF的 三維結構中，因此不是平坦的，而還是三維結構，這樣產生了高松厚度纖維網。藉助非限定的示例，結構化織物SF可以是單層或多層機織物，其能承受高壓、高 熱、高濃度水分，其能夠實現高水平地清除水和通過Voith ATMOS造紙工藝在需要的紙網上 模塑或壓花。織物SF還應具有寬度穩定性和適宜的高滲透性。織物SF還優選應使用耐水 解和/或耐溫材料。織物SF還優選也可優選用作夾層結構的一部分，該夾層結構包括至少兩個其他 帶子及/或織物。這些其他的帶子包括高張力帶和脫水帶。在由旋轉輥或固定支承表面 形成的整個延展壓區內，該夾層結構經受壓力和張力。該延展壓區可具有介乎約30度和 約180度之間的包角，並優選介乎約50度和約130度之間。壓區長度可介乎約800mm和約 2500mm之間，並優選介乎約1200mm和約1500mm之間。壓區可由旋轉的真空輥形成，該真空 輥的直徑介於約IOOOmm和約2500mm之間，並優選介乎約1400mm和約1700mm之間。如上所述，該結構化織物使紙體或者紙網中具有形貌圖案。為實現這一點，可憑藉 高張力帶對織物施以高壓。紙體花型的形貌可通過改變織物的規格，也即通過調整例如紗 直徑、紗形狀、紗密度和紗類型這類參數來控制。可採用不同的表面編織方法來使紙體中 具有不同的形貌圖案。同樣，紙體花型的深淺程度(intensity)可用改變高張力帶所施壓 力的方法和用改變織物的規格的方法來加以改變。可以影響紙體形貌圖案性質和深淺程度 的其他因素包括空氣溫度、空氣速度、空氣壓力、帶子在延展壓區中的停留時間以及壓區長 度。下列是結構化織物的非限定性特徵及/或特性為能適當脫水，單層或多層的織 物的滲透率值應當介乎約IOOcfm和約1200cfm之間，優選介乎約200cfm和約900cfm之間； 該織物屬於其與兩條其他帶子如高張力帶和脫水帶所構成夾層結構的一部分，它在整個轉 動支撐表面或固定支承表面內並以一個包角經受壓力和張力，該包角介乎約30度和約180 度之間，優選介乎約50度和約130度之間；當不在壓力或張力下時，該織物的紙面接觸面積 應當介乎約5%和約70%之間；該成形織物的敞孔面積應當介乎約10%和約90%之間。
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該織物SF優選為機織織物，它可按預接合及/或縫合的連續帶及/或環形帶的形 式安裝在ATMOS紙機上。另外，該成形織物也可例如用針縫合裝置安裝在ATMOS紙機上，或 者在該紙機上可用別的方式縫合。為了耐受ATMOS造紙工藝產生的高溼和高熱，該單層或 多層的織造織物SF可採用耐水解材料及/或耐熱材料。耐水解材料應當優選包括通常與 乾燥器和TAD織物相關聯的固有粘度值在0. 72IV (固有粘度，即，與聚合物分子量相關的無 量綱數；該數越高，分子量就越高)和約1. OIV之間範圍內的PET單絲，耐水解材料應該優 選還具有適宜的「穩定包裝」(在酸基催化水解時，該穩定包裝包含不同的羧端基當量)和 殘餘DEG或二乙二醇，這兩者也能提高水解比率。這兩個因素會使可使用的樹脂從通常的 PET瓶樹脂中分解。就水解而言，現已發現，羧基當量起先應儘可能低，並應小於約12。DEG 值應該小於約75%。甚至在這樣低的羧端基含量時，添加封端劑也是必不可少的，而且在擠 出過程中應當使用碳化二亞胺來保證加工結束時不存在游離羧基。有一些種類的化學品不 能用來封住端基，例如環氧樹脂、原酸酯和異氰酸酯，但在實踐中，單體以及單體與聚合態 碳化二亞胺的組合則最好而且用得最多。耐熱材料例如PPS可用在該結構化織物中。其他材料例如PEN、PBT、PEEK和PA 也可用來改進織物的特性例如穩定性、淨度和使用壽命。單種聚合物紗和共聚物紗都可使 用。用於該織物的材料不必由單絲組成，而可為復絲、皮芯型紗，而且也可為非塑性材料，也 即金屬材料。同樣，該織物當然可以不必由單一材料製成，而是可以用兩種、三種或更多種 不同材料製成。使用特定形狀的紗，也即非圓形紗，也可用來提高或者控制紙體的外形或特 性。特定形狀紗的使用也可用來改進或者控制織物特徵或特性，例如穩定性、厚度、表面接 觸面積、表面平直度、滲透率和磨損性。該結構化織物也可進行處理及/或塗覆以其他例如用澱積法塗覆的聚合材料。為 了提高織物穩定性、耐汙染性、濾水性、磨損性，改進耐熱及/或水解性，以及為了降低織物 表面張力，在加工過程中可進一步對材料進行交聯。這有助於紙體釋放及/或降低傳動負 荷。處理/塗覆可用來賦予/改進這些織物特性中的一者或多者。如前所述，使用不同的單 層和多層織紋，可改變並控制紙幅中的形貌圖案。通過變更紗直徑、紗支、紗類型、紗形狀、 滲透率、厚度以及增加處理或塗覆等來調整到特定織物織紋，可進而獲得紋型的進一步改 進。最後，為了提高表面特徵，可對織物或模壓帶的一個或多個表面進行砂磨及/或磨光。用於本發明織物中的個別紗的構造可以改變，這取決於最終造紙織物的所需特 性。例如，這些紗可為復絲、單絲紗、加捻復絲或單絲紗、短纖紗、或其任何組合。同樣，構成 本發明織物中紗的材料可為造紙織物中常用的材料。例如，該紗可用聚丙烯、聚酯、尼龍等 形成。本領域技術人員應當根據最終織物的特定應用來選擇紗材料。至於紗尺寸，紗的特定尺寸通常取決於造紙表面網目。在此所公開織物的典型實 施方式中，經紗和緯紗的直徑可優選為介於約0. IOmm和0. 50mm之間。經紗的直徑可為 約0. 45mm,優選為約0. 27mm,而最優選為約0. 35mm。緯紗的直徑可為約0. 50mm,優選為約 0. 35mm,而最優選為約0. 42mm。本領域技術人員將會理解，在某些應用場合中可使用直徑 在上述範圍以外的紗。在本發明的一種實施方式中，經紗和緯紗的直徑可介乎約0. 13mm和 0. 17mm之間。使用這些紗尺寸的織物可用聚酯紗或者聚酯紗和耐綸紗的組合來實現。人們注意到，前述各實施例僅供解釋之用，決不能理解為對本發明的限定。儘管已 參照例證性實施方式記敘了本發明，但不言自喻，已使用的信息是說明和例證的信息，而非限制性的信息。在所附權利要求書的範圍內，可作一些變換，以目前所陳述的方式和修改後 的方式，不致背離本發明各方面的範圍和實質。儘管本文中已參照特定裝置、材料和實施方 式記述了本發明，但不意謂將本發明局限於本文中所公開的各個細節。反之，本發明延伸到 所有在功能上等效的結構、方法和用途，例如在所附權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種用於製造蓬鬆網的織物，包括 面向機器側，和面向網側，所述面向網側包括由MD紗多於CD紗形成的袋囊， 其中相鄰的袋囊相互偏置並由MD節和CD節確定。
2.如權利要求1所述的織物，其中所述蓬鬆網至少包括薄紙網、衛生網和紙巾網之一。
3.如權利要求1或2所述的織物，其中所述袋囊是基本上同等尺寸的矩形袋囊。
4.如前述任一項權利要求所述的織物，其中袋囊的底部由一根CD紗與多根MD紗經平 紋織造形成。
5.如前述任一項權利要求所述的織物，其中袋囊的底部由一根CD紗與三根MD紗經平 紋織造形成。
6.如權利要求5所述的織物，其中通過使各個MD紗越過三根相鄰的CD紗之上形成MD 節，通過使各個CD紗越過兩根相鄰的MD紗之上形成CD節。
7.如前述任一項權利要求所述的織物，其中袋囊的形狀至少是非正方形、矩形和四邊 形之一。
8.如前述任一項權利要求所述的織物，其中MD紗是經紗，CD紗是緯紗。
9.如前述任一項權利要求所述的織物，其中織物是結構化成形織物、TAD織物、縐紗織 物、轉移織物或E-TAD織物。
10.如前述任一項權利要求所述的織物，其中織物將所述網轉移到揚克輥。
11.如前述任一項權利要求所述的織物，其中織物包括約42的經紗網目、約36的緯紗 支數、約550cfm的滲透率和約0. 045英寸的厚度。
12.如前述任一項權利要求所述的織物，其中織物至少包括單一材料、單絲材料、復絲 材料和兩種或多種不同的材料之一。
13.如前述任一項權利要求所述的織物，其中織物能抵抗水解和超過100°C的溫度這 兩者中的至少之一。
14.如前述任一項權利要求所述的織物，其中，織物是環形帶，所述帶是預縫合的和使 它的端部連接在使用壓帶機的機器上這兩者中的至少之一。
15.如前述任一項權利要求所述的織物，其中，織物是結構化的，並被設置成給所述網 賦予構形圖案。
16.如前述任一項權利要求所述的織物，其中，織物使用八根MD紗和八根CD紗的花紋完全組織。
17.如權利要求16所述的織物，其中花紋完全組織的六根MD紗越過三根相鄰CD紗。
18.如權利要求16所述的織物，其中花紋完全組織的兩根非相鄰的MD紗越過CD紗 4-6，花紋完全組織的兩根其它非相鄰的MD紗越過CD紗6-8，花紋完全組織的另兩根非相鄰 的MD紗越過⑶紗2-4。
19.如權利要求16所述的織物，其中花紋完全組織沒有MD紗與全部八根CD紗平紋織造。
20.如權利要求16所述的織物，其中，花紋完全組織的MD紗1-3和5-7每個都越過三 根相鄰的CD紗。
21.如權利要求16所述的織物，其中，花紋完全組織的每根MD紗穿過四根⑶紗下面。
22.一種利用權利要求1所述的織物在造紙機內擠壓網的方法，該方法包括 形成網；和向織物和該網施加壓力。
23.如權利要求22所述的方法，其中造紙機包括TAD裝置，ATMOS裝置，E-TAD裝置和 Metso裝置之一。
24.一種利用權利要求1所述的織物製造網的方法，該方法包括 形成網；和將網轉移到所述織物。
25.如權利要求M所述的方法，其中織物設置在TAD裝置、E-TAD裝置和具有揚克輥的 ^^ 直 「「"上 ο
26.一種用於製造蓬鬆網的成形織物，包括 面向網側，其包括由經紗和緯紗形成的偏置袋囊；和 面向網側的接觸平面，其包括經節和緯節；其中，袋囊由四個側面形成在面向網側的接觸平面上。
27.如權利要求沈所述的織物，其中，袋囊的底部包括不同數量的經紗的緯紗。
28.如權利要求27所述的織物，其中，不同數量的經紗和緯紗包括三根經紗和一根緯紗。
29.一種用於向揚克輥轉移網的結構化織物，包括 面向網側，其包括由經紗和緯紗形成的袋囊；由不同數量的經紗和緯紗形成的袋囊的底部；和 面向網側的接觸平面，其包括經節和緯節。
30.如權利要求四所述的織物，其中每個袋囊通過經紗多於緯紗而形成。
31.如權利要求四或30所述的織物，其中，每個袋囊都由五根經紗和三根緯紗形成。
32.一種造紙機織物，包括具有在表面上規則重複的織紋組織的機織物；緯紗、經紗，以及向上朝織物的紙支撐側開放的凹處或袋囊；以及由單根緯紗與多根經紗經平紋織造形成的每個袋囊的底部。
33.一種造紙機織物，包括具有在表面上重複的織紋圖案的機織物； 花紋完全組織的圖案方塊包含八根經紗和八根緯紗；經紗1從緯紗1-2之下穿過，然後穿過緯紗3之上，然後又從緯紗4-5下面穿過，最後 從緯紗6-8之上越過；經紗2從緯紗1之上越過，然後又從緯紗2-3下面穿過，從緯紗4-6之上越過，然後再 從緯紗7-8下面穿過；經紗3從緯紗1下面穿過，然後從緯紗2-4之上越過，然後從緯紗5-6下面穿過，然後 再從緯紗7上面越過，最後從緯紗8下面穿過；經紗4從緯紗1-2之上越過，然後又從緯紗3-4下面穿過，最後從緯紗5之上越過，然 後再從緯紗6-7下面穿過，最後從緯紗8上面越過；經紗5從緯紗1-2之下穿過，然後穿過緯紗3之上，然後又從緯紗4-5下面穿過，最後從緯紗6-8之上越過；經紗6從緯紗1之上越過，然後又從緯紗2-3下面穿過，從緯紗4-6之上越過，然後再 從緯紗7-8下面穿過；經紗7從緯紗1下面穿過，然後從緯紗2-4之上越過，然後從緯紗5-6下面穿過，然後 再從緯紗7上面越過，最後從緯紗8下面穿過；以及經紗8從緯紗1-2之上越過，然後又從緯紗3-4下面穿過，最後從緯紗5之上越過，然 後再從緯紗6-7下面穿過，最後從緯紗8上面越過。
全文摘要
本發明涉及一種用於製造蓬鬆網的織物。所述織物包括面向機器側和面向網側，面向網側包括袋囊，袋囊的MD紗多於CD紗。相鄰的袋囊相互偏置，並由MD節和CD節定義。
文檔編號D21F11/00GK102066659SQ200980123279
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月9日 優先權日2008年6月11日
發明者斯科特·D·奎格利 申請人:沃依特專利有限責任公司