耐水解的紡織波紋紙製造機用織物的製作方法
2023-05-29 17:20:51
專利名稱：耐水解的紡織波紋紙製造機用織物的製作方法
技術領域：
本發明涉及用在波紋箱紙板製造機(corrugator box-board machine)上的 皮帶，更具體地，涉及對齊(in-line)縫合的紡織皮帶(woven belt),由此通過 加入聚苯硫醚(PPS)或聚醚醚酮(PEEK)紗線保護織物邊緣。
背景技術：
在波紋箱紙板製造機上存在掛麵紙板紙和波紋原紙(corrugating medium paper)向波紋箱紙板的轉化。這通過以下方法實現將液體粘合劑塗在三張 紙上，並且由一個或多個編織的或針織的或其組合的波紋紙製造機皮帶壓到 一系列蒸汽加熱的板上以乾燥該粘合劑，從而將該紙張組件"粘合"在一起。 來自於該板的熱直接傳導給該"粘合的紙張"(波紋箱紙板)並且通過其進入 波紋紙製造機皮帶。
除了這種乾燥功能以外，該皮帶還必須將該波紋箱紙板輸送通過冷卻部 分並在此後進入到下 一 階段。
通常理想的是，波紋紙製造機皮帶具有某些性能，例如在高溫和蒸汽再 加上高張力條件下具有強度、耐久性、尺寸穩定性以及無痕接縫(seam)。 另外，該皮帶在機器方向上應該是柔韌的，但在機器橫向上應該是足夠穩定 的，以保持接近於皮帶的初始尺寸，並且促進在所述條件下沿著其通道繞該 機器被導向的能力。同樣理想的是，皮帶是充分可滲透的，以允許蒸汽容易 地通過該材料以便不重新弄溼該波紋箱紙板。
以前的波紋紙製造機皮帶具有低的滲透性並且利用吸收然後蒸發的原 理，導致重新弄溼波紋箱紙板。這限制了波紋紙製造機的速度，因為乾燥是 有限的。這些類型的皮帶通常重且滲透性非常低。這些理想的性能不得不通 過利用由紡成的和復絲材料構成的相對較厚的厚度(caliper)來實現。
無紡類型的皮帶，例如螺旋織物(spiral fabric)已經用作波紋紙製造機皮 帶，但它們由於其性質具有機械邊緣損壞的問題，例如拆開後該拆開的部分 被機器內的物體絆住，引起災難性故障。另夕卜，由於光滑的表面導致板滑移，引起板的質量問題，並且由於持續暴露於蒸汽、 一般是由於水解，導致織物
邊緣降解(degradation )。
隨著波紋箱紙板的寬度變化——這在波紋紙製造機上是正常的，皮帶的 邊緣暴露於更多的磨損和熱以及水解降解作用。在沒有波紋箱紙板保護皮帶 的地方，磨損和熱以及水解降解作用增多。
因此，需要這樣一種波紋紙製造機皮帶其通過推遲織物暴露側的磨損 和降解作用而具有在苛刻的環境中經受更長時間的能力。
發明內容
滿足上述需要的波紋紙製造機皮帶是由針對其理想性能而仔細挑選的 不同材料所組成的設計紡織產品。
因此，本發明提供設計成具有預定的滲透性的織物，也稱為皮帶。該預 定的滲透性可以基於將安裝該皮帶的波紋紙製造機的需要。該織物更輕，更 易於安裝，比常規織物使用更少的蒸汽來乾燥紙板，並且比常規皮帶使用更 少的能量來驅動該皮帶。作為皮帶的通常最弱的部分的邊緣和接縫用現有的 材料加以保護。
用於複合織物的主體的材料是聚酯或聚對苯二曱酸乙二醇酯(PET)中的 至少一種。該皮帶的基本結構優選使用一層或多層的聚酯單絲製造。在優選 的實施方式中，最少為一層，最多為十層。或者，該織物的基本結構可以是 100 % PPS或PEEK單絲紗線。
當未與紙幅(web)接觸或未被其覆蓋時，織物的邊緣部分暴露于波紋 紙製造機運行條件的苛刻環境下。這些與接縫都是織物最薄弱的部分。優選 向織物的主要部分添加額外的邊緣材料。即，在機器方向上運行的織物的主 要中心部分具有添加到側板(side panel)區域的額外的或更多的耐蝕材料。箱 紙板通常覆蓋主要的中間部分，並且鋪在，或者延伸以覆蓋一部分側邊部分。
優選用聚苯闢。醚(PPS)或聚醚醚酮(PEEK)單絲紗線增強皮帶的邊緣以給 予增加的強度和優異的耐熱性和耐水解性。PPS為任何先進工程塑料化學品 提供最廣泛的耐受性。PPS沒有已知的低於392下(200。C)的溶劑，並且對於 蒸汽、強鹼、燃料和酸都是惰性的。最少的吸溼以及非常低的線性熱膨脹系 數，再結合消除應力的製造方式，使得PPS理想地適于波紋紙製造機皮帶應 用。在優選的實施方式中，使用基本上純的PPS或具有附加的合金如尼龍的
PPS。
該PPS或PEEK單絲紗線可以編織成優選位於聚酯表面之下。在優選 實施方式中，聚酯的表面一般為約0.2mm直徑至約2.0mm直徑，更優選約 0.60 mm直徑，並且PPS或PEEK單絲紗線為約0.6-0.7 mm、優選約0.67 mm 寬x約0.2-0.5 mm、優選約0.36 mm高的矩形形狀，以使它們免於遭受磨損。 該PSS或PEEK單絲紗線也可以編織在該聚酯織物的表面以緊鄰著聚酯織節 (knuckle)形成織節。或者，PPS或PEEK單絲紗線與聚酯的直徑大致相同， 並JU立於相同平面內。
在該織物中，第一側邊部分用PPS或PEEK沿著第一側邊緣編織到織 物主體上。第二側邊部分也用PPS或PEEK沿著第二側邊緣編織到織物主體 上。第二側邊緣與第一側邊緣相對。
同樣地，第 一和第二側邊部分可以與該織物主體具有相同的編織圖案。
當使用螺旋針接縫(spiral pin seam)連接織物的各端時，該接縫優選由具 有非常高的耐熱性和耐水解性的PEEK材料組成。同樣地，該厚度與該織物 的厚度大致相同，並且與該織物的主體對齊，因此沒有產生或最小限度地產 生接縫痕跡。用在接縫中的螺旋可以由PEEK、 PPS或PET單絲紗線組成。 結果，由於導致印記(printing)和其它缺點的接縫痕跡而使之不合格的紙板產 品更少，從而浪費更少。
還可以使用環形接縫(loop seam)來連接織物的各端。該接縫環優選由機 器方向的紗線形成以對於所有級別的箱紙板設計優選完全對齊的、優選無痕 的接縫。結果，由於導致印記和其它缺點的接縫痕跡而使之不合格的紙板產 品更少，從而浪費更少。
螺旋針接縫和環形接縫均優選與織物的平面對齊。
皮帶的滲透性優選在約50-2，000 cfm範圍內，更優選在100-1500 cfm範 圍內。因而所得皮帶穩定而柔韌。它具有帶織節的編織表面，該表面具有驅 動紙板通過機器所必要的摩擦係數。該皮帶還是充分可滲透的以允許蒸汽通 過織物，從而使得機器速度更快並且提高幹燥速率。
如上構造的織物穩定而柔韌，並且具有帶織節的或浮起的(floated)編織 表面從而提供驅動紙板通過機器所必要的摩擦係數。該織物還是充分可滲透 的以允許蒸汽通過織物，從而允許機器速度更快並且提高幹燥速率。
或者，該織物可以不用PPS或PEEK製造。在本發明中，將不同的邊
緣材料添加到織物的主要部分。即，在機器方向上運行的織物的主要中心部 分具有添加到側板區域的額外的或替換紗線。箱紙板一般覆蓋主要的中間部 分，並且鋪在或延伸以覆蓋一部分側邊部分。
更進一步地，第一和第二側邊部分可以進行與織物主體同樣的處理，例 如，熱定形、拉伸、塗布等。當利用塗層時，該塗層與所述複合織物相比具
有提高的剝離性能(release property)、提高的耐磨性和提高的熱穩定性中的至 少一種。
用於第 一側邊部分的材料為以下材料中的至少 一種聚苯硫醚(PPS)、 聚醚醚酮(PEEK)、耐高溫和耐水解的聚合物、使用PPS的混合物、使用PEEK 的混合物、PPS的合金、PEEK的合金、尼龍、碳浸漬的尼龍、或其它傳導 材料。
還優選織物主體與第一側邊部分具有基本相同的CFM通過量 (throughput).但是，取決於設計參數，第一側邊部分的CFM通過量可以與 織物主體不同，或者可以與第二側邊部分不同。
另外，優選織物的主體部分與側邊部分平滑過渡。
第一和第二側邊部分的尺寸取決於紙幅(paper web)的尺寸。當在綿紗 (weft)方向測量時，側邊部分的寬度可以為1英寸至織物或皮帶橫向上的整 個距離。優選地，當在煒紗方向測量時，側邊部分的寬度為約10英寸-約30 英寸，更優選為約24英寸。
下面的具體實施方式
部分將結合所述的多幅附圖，通過本發明示例性實 施方式的非限制性實施例進一步描述本發明，其中在全部幾副附圖中，相同 的附圖標記表示相似的部分，其中
圖1為本發明的紡織織物的平面圖；以及
圖2為示出螺旋接縫的本發明的紡織織物的接縫區域的平面圖；以及 圖3為示出環形接縫的本發明的紡織織物的接縫區域的平面圖。
具體實施例方式
圖1示出了本發明的織物10的示意性平面圖。圖2為示出螺旋接縫的 本發明的紡織織物的接縫區域的平面圖。圖3為示出環形接縫的本發明的紡織織物的接縫區域的平面圖。該複合織物具有中心織物部分12、第一織物側
邊部分14和第二織物側邊部分。MD表示該複合織物的機器方向。
應理解第一織物側邊部分14與第二織物側邊部分16是可以互換的，並 且提及一個時可以與另一個互換。另外，圖1的平面圖可以代表紙板面或背 面。
中心部分12可以為現有技術中的已知的任何紡織織物。用於中心部分 12的材料優選使用一層或多於一層，優選1-10層，更優選1-3層的聚酯單 絲製造。
第一織物側邊部分14為織物IO的增強邊緣。即，在機器方向運行的織 物的中心織物部分具有側板14、 16。側板14、 16用PPS或PEEK增強。箱 紙板18通常^隻蓋中心織物部分12,並且鋪在或延伸以覆蓋第一和第二紙幅 交疊20、 22處的側邊部分14、 16的一部分。
在織物10中，第一側邊部分14是沿著第一分界線24的中心織物部分 12的一部分。第二織物側邊部分16是沿著第二分界線26的中心織物部分 12的一部分。第二分界線26與第一分界線24相對。第一和第二織物側邊部 分14、 16可以是中心織物部分12的一部分，或者編織到中心織物部分12 上。將第一和第二織物側邊部分14、 16編織到中心織物主體12上優選在編 織中心織物主體的相同織機上進行。
第一織物側邊部分14不要求具有與中心織物部分12或第二織物側邊部 分16相同的編織圖案。在優選實施方式中，第一和第二織物部分14、 16具 有相同的編織圖案，並且組成中心織物部分12的材料中的至少一種為第一 和第二織物側邊部分14、 16的織物的一部分。另外，優選第一和第二織物 部分14、 16具有與中心織物部分12相同的編織圖案。
更進一步地，第一和第二織物側邊部分14、 16可以與中心織物部分12 進^"相同的處理。例如，熱定形、」扭伸、塗布等。
用於複合織物10的中心織物部分12的材料優選聚酯，也可以是PPS 或PEEK。
用於第一織物側邊部分14和/或第二織物側邊部分16的材料優選為以 下材料中的至少一種聚苯硫醚(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)、耐高溫和耐水解 的聚合物、使用PPS的混合物、使用PEEK的混合物、PPS的合金、PEEK 的合金、尼龍、碳浸漬的尼龍、或其它傳導材料。
在優選實施方式中，皮帶的側邊緣14、 16使用與中心織物部分12的底
布相同的紗線編織，並且側邊緣用聚笨硫醚(PPS)或聚醚醚酮(PEEK)增強以 給予增加的強度和優異的耐熱性和耐水解性。PPS為任何先進工程塑料的化 學品提供最廣泛的耐受性。PPS沒有已知的低於392。F(200。C)的溶劑，並且 對於蒸汽、強鹼、燃料和酸都是惰性的。最少吸溼以及非常低的線性熱膨脹 係數，再結合消除應力的製造方式，使得PPS理想地適于波紋紙製造機皮帶 應用。在優選的實施方式中，使用基本上純的PPS或具有附加的合金如尼龍 的PPS。
另外，用於第一織物側邊部分14的第一織物側邊部分纖維28的直徑以 及用於第二織物側邊部分16的第二織物側邊部分纖維30的直徑可以基本上 與用於中心織物部分12的中心織物部分纖維32的直徑相同。
當第一側邊部分編織到織物主體上時，優選在相同平面內進行編織。 PPS或PEEK可以編織到側邊緣14、 16中，因此它優選位於聚酯的表 面之下。在優選實施方式中，聚酯的表面通常為約0.2mm直徑至約2.0mm 直徑，更優選為約0.60 mm直徑，並且PPS或PEEK為約0.6-0.7 mm、優選 約0.67 mm寬x約0.2-0.5 mm、優選約0.36 mm高的矩形形狀，因此它免於 遭受磨損。PPS或PEEK還可以編織到聚酯織物的表面上以緊鄰著聚酯織節 形成織節。或者，PPS或PEEK的直徑與聚酯的直徑近似相同，並且位於相 同平面內。
當圖2所示的螺旋針接縫34用於連接織物10的各端時，接縫34優選 由具有非常高的耐熱性和耐水解性的PEEK材料組成。同樣地，該厚度與織 物的厚度大致相同，因此不會產生接縫痕跡。用在接縫中的螺旋可以由 PEEK、 PPS或PET紗線組成。還可以利用圖3所示的環形接縫36。接縫環 38優選由機器方向的紗線或附在機器方向的紗線上的螺旋線圈(spiral loop ) 34形成以對於所有級別的箱紙板設計優選完全對齊的無痕接縫。結果，由於 導致印記和其它缺點的接縫痕跡而使之不合格的紙板產品更少，從而浪費更 少。
螺旋接縫34和環形接縫36均優選與織物10的平面對齊。 皮帶10的滲透性優選在約50-2,000 cfm範圍內，更優選在100-1500 cfm 範圍內。因而皮帶穩定而柔韌。它具有帶織節的編織表面，該表面具有驅動 紙板通過機器所必要的摩擦係數。該皮帶還是充分可滲透的以允許蒸汽通過織物，從而使得機器速度更快並且提高幹燥速率。
織物的邊緣部分，當未與紙幅接觸或未被其覆蓋時，暴露於造紙機運行 條件的苛刻環境下。這些與接縫都是織物最薄弱的部分。優選將額外的邊緣 材料添加到織物的主要部分。即，在機器方向運行的織物的主要中心部分具 有添加到側板區域的額外的或不同的材料。箱紙板一般覆蓋主要的中間部 分，並且鋪在或延伸以覆蓋一部分側邊部分。
如上構造的織物IO穩定而柔韌，並且具有帶織節的或浮起的編織表面， 從而提供驅動紙板通過機器所必要的摩擦係數。該織物是充分可滲透的以允 許蒸汽通過織物，從而使得機器速度更快並且提高幹燥速率。
或者，織物IO可以不用PPS或PEEK製造。在本發明中，將不同的邊 緣材料添加到織物的主要部分。即，在機器方向運行的織物的主要中心部分 具有側板區域中的額外的或替換紗線。箱紙板一般覆蓋主要的中間部分，並 且鋪在或延伸以覆蓋一部分側邊部分。
另外，織物的主要部分與側邊部分之間優選平滑過渡。
第 一 和第二側邊部分的尺寸取決於箱紙板的寬度。當在煒紗方向測量
時，側邊部分的寬度可以為1英寸至織物或皮帶橫向上的整個距離。當在糹韋 紗方向測量時，優選側邊部分的寬度為約10英寸-約30英寸，並且更優選 為約24英寸。
.應當注意提供前述實例僅是出於解釋的目的，而決不能認為是對本發明 的限制。儘管已經參考示例性的實施方式描述了本發明，應理解本文所使用 的詞語為描述性和說明性用詞，而不是限制性用詞。在不背離本發明的範圍 和精神的情形下，可以在如目前所述的和將修改的所附權利要求的範圍內對 本發明的各方面進行改變。儘管已經參考具體的方法、材料和實施方式描述 了本發明，本發明並不擬限於在此所公開的細節；相反，本發明延伸至在所 附權利要求的範圍內的所有功能上等同的結構、方法和用途。
權利要求
1.紡織波紋紙製造機皮帶，包括織物主體，其具有由第一材料製造的基層，並且具有至少一層在機器方向和機器橫向上運行的第一材料，該織物主體具有第一端和第二端；以及連接第一織物端和第二織物端的對齊的接縫(inline seam)；其中，該第一材料為聚酯。
2. 權利要求1的皮帶，其中，該對齊的接縫為在機器方向上運行的 第 一材料所形成的環形接縫或附於在機器方向上運行的第 一材料上的螺 旋接縫中的一種。
3. 權利要求l的皮帶，其中該聚酯為聚酯單絲。
4. 權利要求1的皮帶，進一步包括與第一材料編織在一起的第二材料。
5. 權利要求4的皮帶，其中該第二材料為以下材料中的至少一種 聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、耐高溫和耐水解的聚合物、使用PPS 的混合物、使用PEEK的混合物、PPS的合金、PEEK的合金、尼龍、碳 浸漬的尼龍、或其它傳導材料。
6. 權利要求4的皮帶，進一步包括第一側邊部分和第二側邊部分， 其中在第一側邊部分和第二側邊部分的至少一個中，第二材料與第一材料 編織在一起。
7. 權利要求5的皮帶，其中第一側邊部分具有與織物主體相同的處理。
8. 權利要求4的皮帶，其中第二材料具有比第一材料更大的耐水解性。
9. 權利要求6的皮帶，其中第一側邊部分在經紗(warp)方向上沿著皮 帶橫向上的寬度為約1英寸至皮帶在橫向上的約整個距離。
10. 權利要求8的皮帶，其中第一側邊部分的寬度為約10英寸至約 30英寸。
11. 權利要求l的皮帶，其中該皮帶具有在約50-2,000 cfm範圍內的滲透性。
12. 紡織波紋紙製造機皮帶，包括織物主體，其具有由第一材料製造的基層，並且具有至少一層在機器 方向和機器橫向上運行的第一材料，該織物主體具有第一端和第二端；以 及連接第 一 織物端和第二織物端的對齊的接縫； 其中，該第一材料為聚酯。其中，該對齊的接縫為在機器方向上運行的第一材料所形成的環形接 縫或附於在機器方向上運行的第 一材料上的螺旋接縫。
13. 權利要求12的皮帶，其中該聚酯為聚酯單絲。
14. 權利要求12的皮帶，進一步包括與第一材料編織在一起的第二 材料；其中，該第二材料為以下材料中的至少一種聚苯硫醚(PPS)、聚醚 醚酮(PEEK)、耐高溫和耐水解的聚合物、使用PPS的混合物、使用PEEK 的混合物、PPS的合金、PEEK的合金、尼龍、碳浸漬的尼龍、或其它傳 導材料。
15. 權利要求12的皮帶，進一步包括第一側邊部分和第二側邊部分， 其中在第 一側邊部分和第二側邊部分的至少 一個中，第二材料與第 一材料 編織在一起。
16. 權利要求15的皮帶，其中第一側邊部分具有與織物主體相同的 處理。
17. 權利要求12的皮帶，其中第二材料具有比第一材料更大的耐水 解性。
18. 權利要求15的皮帶，其中第一側邊部分在綿紗(weft)方向上沿著 皮帶橫向上的寬度為約1英寸至皮帶在橫向上的約整個距離。
19. 權利要求18的皮帶，其中第一側邊部分的寬度為約10英寸至約 30英寸。
20. 權利要求12的皮帶，其中該皮帶具有在約50-2,000 cm範圍內的滲透性。
全文摘要
一種紡織波紋紙製造機皮帶，其具有織物主體，該織物主體具有由聚酯材料製造的基層，並且具有至少一層在皮帶的機器方向和機器橫向上運行的聚酯。織物主體具有通過使用對齊的接縫連接的第一端和第二端。將具有比該聚酯更大的耐水解性的材料編織到皮帶的側邊部分中以提高耐水解性。
文檔編號D21F7/08GK101200861SQ2007101671
公開日2008年6月18日 申請日期2007年10月24日 優先權日2006年10月24日
發明者吉爾伯特·羅斯, 威廉·J·哈伍德 申請人:沃依特專利有限責任公司