造紙擠壓毛氈的製作方法
2023-10-05 12:01:29 3
專利名稱:造紙擠壓毛氈的製作方法
技術領域:
本發明涉及一種用於造紙機壓榨部的毛氈,特別涉及能夠提高擠水能力的造紙擠壓毛氈(以下稱「擠壓毛氈」)。
該擠壓設備包括有一對擠壓輥筒P,P和一對擠壓溼紙頁W的擠壓毛氈12,12。在擠壓輥筒P,P的擠壓部分中,擠壓毛氈12,12和溼紙頁W受壓,水從溼紙頁W中被擠出。
就此而論,從溼紙頁W中擠出的水被擠壓毛氈12,12吸收。
擠壓毛氈12,12包括用於保持強度的本體(圖中未示出)和本體兩側的棉絮層(圖中未示出),並且本體和棉絮層通過針刺結合在一起。
圖14是圖13擠壓部分的局部放大圖,用於說明從溼紙頁W擠壓出的水的流動情況。
關於這一點,擠壓毛氈12,12結構的詳細說明沒有在該圖中顯示。
當一對擠壓輥筒P,P沿圖中箭頭所示方向旋轉時,夾在擠壓輥筒P,P中間的擠壓毛氈12,12和溼紙頁W將沿圖中箭頭所示方向通過一個擠壓部分。
如上所述,擠壓毛氈12,12和溼紙頁W在該擠壓部分中受壓從而使溼紙頁中的水分被擠出,並被擠壓毛氈12,12吸收。
然而,由於從擠壓中心到輥筒的輸送側,施加在溼紙頁W和擠壓毛氈12,12上的壓力迅速釋放,擠壓毛氈12,12和溼紙頁W在此階段體積迅速膨脹。
這樣,有一壓力施加給擠壓毛氈12,12,此外,由於溼紙頁是由細纖維製成,也會毛細現象發生,由擠壓毛氈12,12吸收的水分將重新回到溼紙頁一側。
這種現象被稱為重溼現象並被認為是傳統擠壓設備存在的一個問題。
美國專利第5372876號披露了一種防止重溼現象的毛氈。
如圖15所示,毛氈11包含有本體31和本體31兩側的棉絮層21,21,由於提供給本體31的防水性薄膜41是由紡絲粘結物(spunbond)製成,而防水性薄膜41把擠壓輥筒一側的層面與溼紙頁一側的層面分離開,即使施加給毛氈11的壓力迅速減小時,擠壓輥筒一側的層面所吸收的水分也很難轉移到溼紙頁一側的層面上去,這種毛氈11被認為可以阻止重溼現象的發生。
未經審查的日本專利公開號8888/1991披露了一種薄膜,其中由於提供了一種由多孔滲水薄膜構成的阻擋層,這樣一旦水分被阻擋層吸收就不會再轉移到溼紙頁一側。
另外,美國專利第4830905號披露了一種擠壓毛氈,其中提供了一種具有獨立的氣泡的泡沫層,人們認為這種毛氈能使水容納在氣泡中,所以能防止重溼現象的發生。
另外,在前述的美國專利第4830905號沒有披露容納氣泡中的水是如何排出的,並且作為一個整體擠壓毛氈的效果也有待考證。
本發明通過提供一種具有溼紙頁接觸面和擠壓輥筒接觸面的由本體、棉絮層和防重溼層構成的造紙擠壓毛氈來解決上述問題。該擠壓毛氈的特徵在於所述防重溼層具有由開口邊緣、溼紙頁側開口和輥筒側開口組成的三維結構開口,並且所述的溼紙頁側開口大於輥筒側開口。
根據本發明,防重溼層的三維結構開口起到了有效防止重溼現象發生的功能。
圖5,圖(A)至(E)是說明性的放大圖,說明了按照本發明在擠壓毛氈的防重溼層開口的形成過程;圖6,圖(A),(B)是剖面放大圖,說明了按照本發明在擠壓毛氈的防重溼層上開口的不同實施例;圖7,表示了按照本發明擠壓毛氈製作方法的透視圖;圖8,表示了按照本發明擠壓毛氈另一個製作方法的透視圖;圖9,表示了按照本發明擠壓毛氈其它製作方法的透視圖;圖10,用於確認按照本發明的擠壓毛氈效果的設備的示意圖;圖11,用於確認按照本發明的擠壓毛氈效果的另一設備的示意圖;圖12,說明實的驗結果;圖13,造紙機器中擠壓設備的說明性示意圖;圖14,在溼紙頁上水流動狀態的說明圖;圖15,傳統的擠壓毛氈的剖面圖。
圖1是根據本發明的擠壓毛氈的分解透視圖,圖2是其剖面圖。
擠壓毛氈10是由本體30和棉絮層20及下述的防重溼層40組成,並且通過針刺結合在一起,該棉絮層由短纖維構成。
本體30是用來給擠壓毛氈提供強度,用紡織物或無紡紗線的帶狀體作為材料。
在本體30和棉絮層20中使用具有優秀的耐磨性、抗疲勞性、延展性和耐汙染性的天然纖維如羊毛和合成纖維如尼龍6和尼龍66等。
關於這一點,在圖1的擠壓毛氈10中儘管在防重溼層40和本體30之間提供有棉絮層20,但防重溼層40和本體30彼此直接接觸也是可接受的。
圖3是說明根據本發明的擠壓毛氈的防重溼現象的功能的放大圖,並且與圖2的局部放大圖相對應。
如圖3所示,在防重溼層40上提供了許多開口44,此開口44是漏鬥狀的,這樣溼紙頁側開口42a就可以大於擠壓輥筒側開口42b。
防重溼層40由原來沒有孔的薄膜構成,通過用針(punchingneedle)把含有棉絮的短纖維插入毛氈本體而附著在毛氈主體10上。
通過棉絮層的插入,防重溼層40被衝孔並且開口邊向下突出。通過這樣的方法,包含有開口邊42和輥筒側開口42b及溼紙頁側開口42a的三維結構開口44就在防重溼層上形成了。開口邊42在毛氈主體上是傾斜排布的,並且這樣就造成了溼紙頁側開口42a大於輥筒側開口42b。
雙軸拉伸的薄膜適宜用作防重溼層40。原因在後面給出。
另外,作為薄膜材料,低吸水性的薄膜例如聚乙烯、聚丙烯、聚乙二烯和聚酯或吸水薄膜例如尼龍和聚氨酯都可以使用。
尼龍通常用作前述的造紙擠壓毛氈10的棉絮層20和本體30。在這樣的情況下,最好選擇尼龍作為薄膜材料,以便與製成的毛氈10的結構的拉伸特性相適應,並且獲得耐熱性以適應毛氈製作工藝的加熱處理。
這樣就可以理解為什麼本發明的造紙擠壓毛氈的防重溼層由一種具有與本體或棉絮層相似的拉伸性能的材料構成。
在這方面,目前在許多情況下都將尼龍用作棉絮層20和本體30的材料。因此,優選採用尼龍作為防重溼層40的材料。
另外,當防重溼層40用尼龍製造時,經驗證明,厚度為10-30μm,材料在長度的方向和靜止方向分別地的拉伸強度為1-15kg/cm,且斷裂伸長為50-200%是優選方案。
下面,將在參考圖3的情況下對實施例的功能進行說明。在圖3中,箭頭表示水的流動方向。
首先,在擠壓輥筒擠壓的壓力下水從溼紙頁流向擠壓毛氈10。然後從毛氈表面擠出的水穿過防重溼層40上的開孔44流到輥筒表面側。在這種情況下,由於開孔是錐體形的,水流動地很平緩。
在擠壓毛氈從擠壓壓力洩壓之後,儘管上述的重溼現象可能會發生,但是流向輥筒側再流向防重溼層的水就可能被防重溼層40和開口邊緣42阻止,並且通過開口44的水流就會被阻擋了。
這樣,在沒有開口44的位置可能不會有水的流動,並且由於在防重溼層40上的輥筒側開口42b比溼紙頁側開口42a小,所以水穿過開口44很困難。
在防重溼層上的開口44的製作工藝將參考圖4和圖5進行解釋。圖4是用在此製作工藝中的針50的局部放大視圖,圖5是表示開口製作工藝。
首先,當製作根據本發明的造紙擠壓毛氈時,如果所用的針50有一個如圖4所示球形尖51就可以獲得好的結果。
此球形尖51在針50的頂點,呈球形。就此而論,經驗證明對於球形尖51的具體結構而言,所述球形的半徑R為0.05到0.09mm是優選的方案。
通常針50的主體截面是多邊形的,用於掛和推短纖維的倒鉤52a在稜角52形成。在本發明中,由於需要把大量的短纖維推入防重溼層40中,並且形成的溼紙頁側開口42a較多。在至少兩個或多個稜角52提供倒鉤52a會獲得好的結果。在這方面,圖4表示了截面為三角形的針的所有三個角部52都形成有倒鉤52a。
就此而論,在針50的針尖51與最接近針尖的倒鉤52a之間這一段長度稱為針尖長度53。
下面,將參照圖5(A)-5(E)對在防重溼層40上形成開口44的過程進行詳細說明。
首先,如圖5(A)所示將短纖維放置在防重溼層40上。針50放到短纖維的上面。然後,針50的球狀針尖51穿過短纖維到達防重溼層40(圖5(B))。在此情況下,由於與防重溼層的接觸的球狀針尖51的面積較大,針50不立即刺穿防重溼層,而是先向下壓。
當針50向前時,防重溼層40發生孔狀破裂(圖5(C))。這樣,就形成了輥筒側開口42b。
如後面所描述的,隨著針50的針尖長度53向前推進,破裂的部位被下壓形成柱狀開口46。
下一步,針50的針尖53向前推進,倒鉤52a上掛有短纖維並將其推到防重溼層40以下(圖5(D))。在這樣的情況下,當兩個或多個稜角52提供有倒鉤52a時,更多的短纖維會被推下。伴隨著短纖維的運動,防重溼層40的開口邊緣42被下壓並且傾斜。
用這種方法,開口44在防重溼層40上形成,其中溼紙頁側開口42a製作地比輥筒側開口42b大(圖5(E))。
在針50下壓到規定的位置之後,它重新向上運動。當防重溼層40水平移動到規定的距離之後,針50向下運動,這樣把短纖維帶到防重溼層40中,此後重複此操作。
就此而論,由於移動到開口44的短纖維被固定在該開口中,開口44就永遠不會合上了。換言之,開口44的三維結構在針刺操作後就保持住了。
這樣,在防重溼層40上就形成了開口44。當防重溼層40使用雙向拉伸薄膜時,通過針刺的衝擊,防重溼層40與在溼紙頁側開口42a周圍的開口邊緣就可以防止較大地開裂,並且可以防止開口44彼此連接造成薄膜開裂。
像上述的針刺過程是通過上下驅動排有很多針的針板(沒有圖示出)來進行的。在此種情況下,用相同種類的和相同粗細的針50把短纖維推入防重溼層40並形成開口44是可接受的。
在另一方面,根據造紙毛氈的理想性能如空氣滲透性等,通過把各種針排在一塊板上來製作毛氈也是可行的。
例如,當要確保空氣滲透性的目標時,把上述帶有球狀針尖51並且每個稜角52都有倒鉤52a的針50和帶有鋒利針尖但比其它的針粗並且僅在一個稜角52帶有倒鉤的針一起排在一塊板上使用也是可行的。
在此情況下,開口44具有三維結構,其中溼紙頁側開口42a製作地比輥筒側開口42b大,並且形成了一個比開口44大的平開口(沒有圖示)。這樣,就在確定的範圍內防止了重溼現象並且可以提供具有好的空氣滲透性的毛氈。
下面,將解釋由於針50針尖形狀不同而形成的開口44的結構的實施例。
圖6表示其上形成有開口44的防重溼層40。與此相關,為了形成圖6所示的開口44,假設每一根針50的所有稜角52都有倒鉤52a。
圖6(A)表示了由帶有球狀針尖51的針50形成的開口44。通過按上述方法使用針50在邊緣開口的邊上形成柱狀開口46。由於柱狀開口46使整個開口44形成漏鬥狀,它具有更容易地阻止水從輥筒側開口42b滲透的結構。
關於這一點,圖6(B)表示了用沒有球形針尖51而只有鋒利針尖的針50所形成的開口44。
也就是,儘管在用倒鉤52a拽入短纖維時使在防重溼層40形成的開口邊緣42傾斜,但不形成柱形開口46。儘管此結構比不上帶有能防止重溼現象的柱形開口46的開口44,但當有提高生產率等的要求時該結構也可以被適當地採用。
因為整個毛氈的製造過程將在後面描述,當防重溼層40被排列在一層短纖維上時,而且處於短纖維層放在了防重溼層40上的狀態,進行針刺。因為開口邊緣42是在受到防重溼層40下面的短纖維層支撐的狀態下形成的,所以邊緣開口42傾斜並更容易地向下突出。此外,由於下面的短纖維層使針刺衝擊更容易,幾乎沒有防重溼層破裂的發生。就是說,如果在防重溼層40下面排布短纖維層的情況下進行針刺,可能會更容易製造出開口44,其中的溼紙頁側開口42a比輥筒側開口42b大。
下面,根據本發明,整個擠壓毛氈10的製造過程將在下面進行說明。
此製造工藝可以選擇不同的方法,而且下列的方法只是一個示例。
首先,在短纖維層放在本體30上以後,用針刺把以上兩種材料結合在一起,本體30轉為上面向下。
在此情況下,在輥筒側的本體30和棉絮層20已經形成。
儘管溼紙頁側將在下一步形成,但使用的方法粗略的分為兩種模式,並且採用任何一種結構都是可行的。
(1)一種方法,其中一層防重溼層40和一層短纖維依次堆積在本體30上並且用針刺與本體結合在一起。
(2)一種方法,其中在防重溼層40上提供一層短纖維並用針刺結合在一起,首先得到的是準備層60,並且此準備層排列在本體30上,通過針刺把兩層結合在一起。
在此情況下,為了得到造紙擠壓毛氈,其中棉絮層20是在防重溼層40和本體30之間形成,當把短纖維層放在本體30上之後,通過把防重溼層40或預備層60排布上述的短纖維層上,就可以進行生產了。
下面,將參照圖7-圖9對把防重溼層40或預備層60放在本體30上的方法進行解釋。與此相關,在圖中,70代表材料輥筒,防重溼層40或預備層60在其上纏繞,80代表懸掛本體30的拉伸輥筒。
首先,圖7中表示的製作方法是放置在機器橫向與本體30寬度相同的防重溼層40或預備層60的情況。
在此情況下,防重溼層40、60的端部首先固定在本體30上。防重溼層40、60等隨著本體30的轉動從材料輥筒70上抽出並放置在本體30上。
全部的防重溼層40、60等放置在本體30,40上之後,幾乎在和固定在前述本體30的終端相同的位置切斷,並且此切斷的終端固定在本體30上。
下面,圖8或圖9表示了使用寬度比本體30在機器橫向寬度短的防重溼層40情況的製作方法。
在此情況下,如圖8所示,防重溼層40、60等幾乎可以沿本體30的機器方向螺旋地纏繞。
在另一方面,如圖9所示,防重溼層等40、60也可能沿本體30的機器橫向排布。在這樣的情況下,優選不使用預備層60並且只排布防重溼層。具體的講,防重溼層40在與機器橫向成某一合適角度的狀態下放置在從本體30的一端到另一端。然後,防重溼層40摺疊並且朝本體30一端的方向放置。此後重複此操作。在此情況下,防重溼層40通過在本體30的終端摺疊部分的重量牢固的固定在本體30上。此外不必說,防重溼層40的摺疊角度需要進行調整使防重溼層40完全的覆蓋住本體30的表面。
相應地,如前所述,雖然防重溼層40使用沒有孔的膜,但根據用於造紙的針刺毛氈的特性防重溼層40具有改善的空氣滲透性地結構也是可能的。
在此情況下,只有使用適當的針對防重溼層40進行針刺的製作方法才是可行的。
實施例為了確認根據本發明的造紙擠壓毛氈的效果,進行了以下試驗就此而論,所有毛氈的基本結構如下,這樣對實施例和比較例的各種條件才是相同的。
本體(尼龍單絲合股線的平織布)基本重量 300g/cm2棉絮層(尼龍6短纖維)總基本重量 550g/cm2針刺密度700次/cm2使用的針有球形針尖51,三角形截面,在所有的稜角52都有倒鉤52a的針。
實施例1防重溼層40尼龍雙向拉伸膜使用的針50球形針尖51的半徑R0.09mm
開口44的形狀漏鬥形空氣滲透性6cc/cm2/sec實施例2防重溼層40尼龍雙向拉伸膜使用針50球形針尖51的半徑R0.075mm開口44的形狀漏鬥形空氣滲透性5cc/cm2/sec實施例3防重溼層40尼龍雙向拉伸膜使用的針50球形針尖51的半徑R0.05mm開口44的形狀漏鬥形空氣滲透性5cc/cm2/sec比較例1防重溼層40無使用的針50球形針尖51的半徑R0.09mm開口44的形狀無空氣滲透性15cc/cm2/sec
比較例2防重溼層40尼龍軸向拉伸膜使用的針50球形針尖51的半徑R0.09mm開口44的形狀薄膜拉伸方向的抗撕裂能力強,開口彼此聯接。
空氣滲透性10cc/cm2/sec比較例3防重溼層40尼龍紡絲粘結物使用的針50球形針尖51的半徑R0.09mm開口44的形狀具有和針的粗度相同的平刺而成的孔空氣滲透性5cc/cm2/sec在上述造紙擠壓毛氈準備好之後,就可通過使用圖10和圖11中顯示的設備進行試驗。
首先,圖10和圖11顯示的設備中,p代表擠壓輥筒,110代表上側毛氈,10代表下側毛氈,SC代表吸入管,和SN代表噴淋噴嘴。
就此而論,上述實例和比較實例在所有的設備中用作下側毛氈。在這種情況下,和用在比較實例1中相同的擠壓毛氈被用作上側毛氈。
此外,圖10和圖11中所示設備的速度在500m/min,擠壓壓力是100kg/cm2.
圖10所示的設備具有這樣的結構,其中從擠壓壓力下釋放的溼紙頁被設置在下側毛氈10上,並且遷移。這樣,如果在擠壓壓力釋放之後的位置(擠壓出口I)測量溼紙頁的含水量,溼紙頁放置在下側毛氈上並且遷移,可以獲得發生重溼現象的溼紙頁的含水量的數據。
在另一方面,在圖11所示的設備中,與擠壓輥筒接觸的下側毛氈10的面積大,並且在從擠壓壓力釋放後溼紙頁和毛氈10,110的接觸時間非常短。這樣,如果在擠壓壓力釋放後的位置(擠壓出口II)測量溼紙頁的含水量,可以獲得發生較輕的重溼現象的溼紙頁的含水量的數據。
在此,獲得了圖10所示設備和圖11所示設備之間含水量的差別並且進行了重溼現象的評價。在此情況下,進行了評價,其中如果它們之間的差為0.5%或更小,就判斷為沒有發生重溼現象,如果它們之間的差為0.5%或更大,就判斷為發生了重溼現象。
這些結果的匯總如圖12所示。
如圖12所示,已經確定根據本發明的造紙擠壓毛氈能夠有效的抑制重溼現象,效果顯著。
本發明的優點如前所述,本發明能夠提供具有相對簡單的結構和良好的防重溼現象效果的造紙擠壓毛氈。
權利要求
1.一種具有溼紙頁接觸面和輥筒接觸面的造紙擠壓毛氈,所述毛氈由本體和棉絮層及防重溼層組成,其特徵在於所述防重溼層具有由一開口邊、一個溼紙頁側開口和一個輥筒側開口組成的三維結構的開口,並且所述溼紙頁側開口大於輥筒側開口。
2.根據權利要求1所述的造紙擠壓毛氈,其中所述的開口為柱狀的開口,並且是漏鬥形的。
3.根據權利要求1所述的造紙擠壓毛氈,其中所述的防重溼層包含有一層雙軸拉伸薄膜。
4.根據權利要求1所述的造紙擠壓毛氈,其中所述的防重溼層由一種具有與所述本體或棉絮層相似的拉伸性能的材料構成。
5.根據權利要求1至4中任一權利要求所述的造紙擠壓毛氈,所述毛氈具有多個平的開口。
全文摘要
本發明涉及一種在不降低擠水能力的情況下具有傑出的防重溼現象性能的造紙擠壓毛氈。擠壓毛氈(10)由本體(30),棉絮層(20)和防重溼層(40)組成,並通過針刺結合在一起。防重溼層(40)有一個由開口邊緣(42)、溼紙頁側開口(42a)和輥筒側開口(42b)組成的三維結構開口(44)。溼紙頁側開口(42a)的尺寸大於輥筒側開口(42b)的尺寸。在擠壓壓力下,水從溼紙頁W通過防重溼層(40)上的開口(44)流到輥筒的表面一側。儘管當擠壓毛氈(10)減輕擠壓壓力時很可能發生重溼現象,但由於滾筒側開口(42b)比溼紙頁側開口(42a)窄,可以阻止水流過開口(44)。
文檔編號D21F7/08GK1408949SQ02131
公開日2003年4月9日 申請日期2002年9月11日 優先權日2001年9月14日
發明者渡邊一正 申請人:市川毛織株式會社