[发明专利]超回弹织物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在工业织物如造纸机用布和工程织物中使用的结构。更具体地，该结构包括在厚度方向上可以是可压缩及回弹性的并且在长度方向上是回弹性的一个或更多个弹性构件、以及相反无弹性功能的各种模式的纱线。这种结构具有在施加法向载荷下的高度压缩性以及在移除该载荷下优异的回复性(回弹性或弹回(spring back))。

背景技术

工业织物意指连续环形式的环形结构，例如用作成形织物、压榨织物或干燥织物(造纸机用布或PMC)以及加工带(process belt)如在造纸机上使用的靴型压榨带(shoe press belt)、砑光带、或传送带。工业织物还意指用于织物整理加工的织物。工业织物还包括所需要的高压缩度和高回弹度的其他环形带。

虽然本文中的讨论总体上大部分涉及造纸过程，但本发明的应用不限于此。

就这一点而言，在造纸过程中，例如，纤维素纤维网通过将纤维浆料(即，纤维素纤维的水性分散体)沉淀在造纸机的成形段中的移动成形织物上而形成。大量的水通过成形织物从浆料中排出，而将纤维素纤维网留在了成形织物的表面上。

新形成的纤维素纤维网从成形段前进到压榨段，压榨段包括一系列压榨辊隙。纤维素纤维网通过由压榨织物支承的(或者更常用的情况，在两个这样的压榨织物之间的)压榨辊隙。在压榨辊隙中，纤维素纤维网受到从其中挤出水的压缩力，并且该压缩力将网中的纤维素纤维彼此粘附以使纤维素纤维网变成纸片。水由压榨织物或织物接收并且理想地不会再返回到纸片中。

纸片最终前进到包括由蒸汽内部加热的至少一系列可转动的干燥鼓或干燥滚筒的干燥段。通过干燥织物使新形成的纸片沿着顺序地围绕一系列鼓中的每一个的蜿蜒路径而被引导，该干燥织物将纸片保持为紧靠鼓的表面。加热的鼓通过蒸发将纸片的水含量减小到所期望的水平。

应当理解的是成形织物、压榨织物和干燥织物均为造纸机上的环形环的形式并且以传送带的方式运行。更应当理解的是纸制造为以相当高的速度进行的连续过程。这就是说，纤维浆料在成形段不间断地沉淀在成形织物上，而新制造的纸片在其从干燥段出来之后不间断地卷绕在辊上方。

形成以上讨论的织物的重要部分的底基织物具有很多不同的形式。例如，它们可以被织造为环形的或平织形式，并且使用一层或更多层机器纵向(MD)和机器横向(CD)纱线而基本上成为具有织物缝隙的环形形式。也可以采用被称作对接缝(pin seam)的织物，其也由MD纱线形成以允许安装在造纸机上。此外，底基织物可以通过将一个底基织物放置在由另一个底基织物形成的环形环之内而层合，并且通过本领域技术人员所已知的各种方式将它们结合或层合在一起，例如通过将短纤维毡用针穿过两个底基织物而将它们彼此结合。

在造纸机用布(PMC)尤其是用于造纸机的压榨段的压榨织物中，织物具有一种或更多种“底基结构”，所述“底基结构”由用针缝到通常至少片接触表面中的纱线和短纤维毡形成。压榨织物具有初始的厚度、质量、以及由此引起的相当于水处理能力的空间体积(基于该质量和厚度而计算出的体积)。它们还具有可测量的接触区域。

由于压榨织物在穿过一个或更多个压榨辊隙时经受法向载荷(在使用中垂直于织物平面)，所以织物还具有可压缩的空间体积和表面接触区域。尽管已经做了各种尝试以改变压缩度，压榨织物随着时间和数以百万计的辊隙循环还是逐渐变得更细。最终由于例如缺乏水处理能力、标记、或压振动的各种原因必须要将其移除。当压榨织物已经达到其使用寿命的尽头时，其必须要被移除并且由新的织物所代替。

新织物同样要经受一段时间的破裂，其中密度不理想并且水处理能力达不到最佳状态。因此，理想的压榨织物为从第一天直到其从造纸机上移除的那天均具有近乎持续或稳定状态性能(例如，水处理能力)的织物。

已经做了影响压榨织物特性尤其是压缩性和回弹性的各种尝试。一种尝试是在结构中引入“弹性”纱线。在PCT申请WO 2004/072368 A1中可见这样的一个实例，然而，这种方法具有缺点。压缩性仅仅是基于纱线的弹性部(在整个厚度方向上)，并且从而被限制于此。然而可以利用更大的纱线，但返回到性能上却最终会减小。同样，更大的纱线会更重，并且可以导致令人不快的片状标记。如果纱线为鞘/芯类型，则其总是具有鞘从芯上脱离的危险。最终，压缩度受到部分纱线直径的最大值的限制。