壓榨織物的製作方法

2023-10-24 05:59:42 2

專利名稱：壓榨織物的製作方法
技術領域：
本發明針對造紙使用的織物，特別是針對一種具有防回溼隔離層的壓榨織物。
背景技術：
在造紙過程中，通過在造紙機成形部將纖維紙漿沉澱到移動成形的織物上來形成纖維狀網(cellulosic fibrous web)，纖維紙漿也就是散布的含水的纖維素纖維。紙漿中大量的水分通過成形織物排出，而纖維狀網則留在了成形織物的表面。
剛成形的纖維狀網從成形部進入到壓榨部，壓榨部中有一系列的壓區。纖維狀網從壓榨織物支撐的壓區通過，或者大部分情況下從兩層這種織物之間通過。在壓區中，纖維狀網受到壓力的作用，將其中的水分擠出，而且還將網狀的纖維相互粘結在一起，從而將纖維狀網轉變為紙幅。水分則被壓榨織物吸收，最理想的情況是壓榨織物中的水分不回到紙幅中去。
紙幅最終進入到乾燥部，乾燥部包括至少一系列可以轉動的乾燥轉筒或者轉鼓，這些轉筒和轉鼓由蒸汽在內部進行加熱。乾燥織物則引導剛形成的紙幅呈蛇形依次繞行一系列轉筒，乾燥織物將紙幅緊緊的貼在轉筒表面。加熱的轉筒通過蒸發將紙幅的水分降低到所需要的水平。
應當看到，成形、壓榨以及乾燥織物都在造紙機上採取無限循環的形式，起著傳送帶的作用。還應當看到，造紙是一個以相當大的速度進行的一個連續過程。也就是說，在成形部纖維紙漿是連續地沉澱到成形織物上，而剛生產出的紙幅在離開乾燥部後就被連續卷繞到捲筒上。
本發明特別涉及到在壓榨部使用的壓榨織物，在紙的生產工藝中，壓榨織物起著至關重要的作用。如上所指，它們的功能之一就是支撐並運送生產出的紙產品通過壓區。
壓榨織物同樣也參與了紙幅表面的壓光軋平過程，那個過程就是，使用具有光滑表面和均勻彈性結構的壓榨織物，這樣，在通過壓區的過程中，紙幅就加工得到了光滑無痕的表面。
或許更重要的是，壓榨織物吸收了從壓區的潮溼紙張中壓榨出來的大量水分。為了滿足這個功能，在壓榨織物中確實需要有一定的空間走水，這個空間通常被稱作空隙容積，而織物在整個的有效使用期限中必須對水保持足夠的滲透性。最後，壓榨織物必須防止從潮溼紙幅中吸收的水分又返回並使即將離開壓區的紙張又回溼。
當前的壓榨織物被製造成專門用於滿足造紙機要求的各種各樣的類型，然後安裝在造紙機上用於生產不同等級的紙張。通常，它們包括一塊縫入了精細非紡織纖維材料的紡織底布。底布可以用單絲(monofilament)、合股單絲(piled monofilament)、多絲(multifilament)或者合股多絲(piled multifilament)紡紗編織而成，並且可以是單層、多層或者疊置。紡紗通常是由造紙機用布領域一般採用的人造聚合樹脂中的某一種擠成，比如聚醯胺樹脂和聚脂樹脂。
編織底布本身具有很多不同的類型，比如，它們可以環行編織(woven endless)，或者先平直編織(flat woven)，然後用編織接縫將它轉變為環行的形式。或者，它們可以利用公知的經過改進的環行編織工藝來進行製造，底布橫向邊緣有接縫環，接縫環由那些沿加工方向(MD)的紡線製作而成。在這種工藝中，沿加工方向的紡線在底布的兩個橫向邊緣之間來回的連續編織，在底布的每個邊緣折返並形成一個接縫環。以這種方式生產的底布在造紙機上安裝的過程中被連接到一起成為環狀形式，正因為這個原因，這種底布被稱作機上接縫的(on-machine-seamable)底布。為了把這種底布連接為環行形式，需要把寬度方向上的兩個邊連接到一起，兩個邊上的接縫環相互交叉，然後用接縫扣釘(pin)或者扣針(pintle)插到又相互交錯的接縫環所形成的孔中。
此外，把一塊底布放到由另一底布形成的環行底布中就可以將編織的底布疊置多層，然後在兩層底布上縫入人造短纖維毛層(staplefiber batt)，使這兩層底布連接到一起。底布中的一層或者兩層都可以採用機上接縫的底布。
當紙幅與一條或者幾條壓榨織物一起被輸送到壓區，紙幅中流出的水分被強制流向壓榨織物表面的毛層中，並繼續通過織物流入到底布的空隙容積中。有些水則通過壓榨織物的背面排到了壓榨滾表面的空隙中。在壓榨織物中有些水分還沿著長度方向(加工方向或者叫做MD)向前或者向後流動。所有這些流動方向之間的關係都取決於諸如加工的速度、織物的設計以及吸收從紙幅中流出的水的能力。
針對紙幅和壓榨織物通過壓區時紙幅和壓榨織物中發生的現象，曾經提出了幾個理論。對紙幅和壓榨織物施加的擠壓壓力是相同的，但是紙幅中的水動力壓力比壓榨織物中的水動力壓力大很多，這個壓力差為水分從紙幅流到壓榨織物並流過壓榨織物提供了驅動力。
紙幅和壓榨織物的最小厚度可能同時出現在壓區的中心附近，據認為此時紙幅達到了最大的乾燥程度。這一時刻過後，紙幅以及壓榨織物都開始膨脹，在這個膨脹過程中，紙幅以及壓榨織物的表面層中就形成了真空，紙幅和壓榨織物都被擠壓到了最小厚度。有些水分就從壓榨織物的內部以及底布中回流到壓榨織物的表面層甚至進入到紙幅中以重新建立壓力平衡。這種狀態為紙幅的回溼現象提供了驅動力。
在現有技術壓榨織物的構造中，通常編織壓榨織物的方法是，將面對紙幅的那一面編織得比背面結構更加緻密，而且在壓榨織物面對紙幅的表面上使用縱向的毛層纖維也不少見。相當的水分仍然留在壓榨織物中，這樣在過了壓區中心以後，由於作用在紙幅/壓榨織物上的機械壓力減少，這些水分可能被重新吸收到紙幅中。由於紙幅和壓榨織物的膨脹(重新恢復厚度)，就在紙幅和壓榨織物上形成了真空。在紙幅上形成的真空比壓榨織物上形成的真空大，這個真空就造成了水和空氣進入壓榨織物以及水和空氣從壓榨織物進入紙幅的兩相流。在這個階段，可能有三種機理促成了回溼現象的發生由於膨脹而在壓榨織物和紙幅之間造成的壓力差；在壓區出口外側當紙幅和壓榨織物分開時產生的薄膜分離；以及在紙幅和壓榨織物之間水的毛細傳輸。
理論上，較高的界面滲透阻力可以使回溼減少到最小，這就意味著具有小型毛細管(孔/空隙)的結構是最優選的結構。
在以下的引用資料中顯示了一些嘗試解決回溼問題的現有技術美國專利第5,372,876號描述了一個帶有疏水層的造紙毛布，該毛布由一層底布、一個流動控制層、以及上層和下層毛層構成。控制層經過一種疏水化學成分的處理。
美國專利第5,232,768號描述了一種脫水壓榨織物，該壓榨織物包括一個具有很高的液體流動阻力的表面層，隔離層由其它的纖維、絲線、泡沫等物質製作而成，然後添加到壓榨織物中。
美國專利第5,204,171號描述了一種壓榨織物，該織物包括一層支撐布、一層縫合到支撐布上的第一非紡纖維層、一層由扁平長絲構成並且連到第一非紡纖維層上的阻斷層，一層連到阻斷層上並且縫合到壓榨毛布上的第二非紡纖維層。
美國專利第4,199,401號描述了一種壓榨織物，該織物包括一個由粗糙纖維毛層構成的纖維外層，一個固定到纖維外層上並且由相對精細的纖維毛層構成的纖維底層、以及一個加強底布。粗糙纖維和細纖維的纖度測量值之差至少應當大於5.0旦尼爾。
美國專利第3,840,429號描述了利用防回溼薄膜來阻止或者控制水分在壓榨織物和紙幅之間傳輸的使用方法，薄膜在壓榨織物和紙幅之間通過壓區，薄膜為疏水性，能防止水從壓榨織物返回到紙幅中，而且壓榨織物為親水性，有利於保持水分。
美國專利第4,588,475號描述了在通過壓區以後利用墊子來減少紙幅回溼的使用方法，墊子通過壓區時，墊子的一個面同紙幅接觸而另一個面同壓榨輥接觸。
發明概述本發明針對一種在其內部結構中設有防回溼纖維織品或者「隔離層」的壓榨織物以及生產這種壓榨織物的方法。更為有利的是在做隔離層時並不需要其它的材料，換言之，就是對現有的纖維毛層進行處理，形成自然的隔離層以防止水分流回壓榨織物表面從而流回紙幅，而壓榨織物可以使用親水塗層進行局部處理。
附圖簡述利用本發明就能夠實現本發明的目的和優點，本發明的說明書與應當和附圖結合在一起進行理解，其中

圖1是本發明中壓榨織物的透視圖。
優選實施例詳述本發明中壓榨織物的生產利用了壓光(calendering)技術。在生產過程中將數層人造短纖維毛層(staple fiber batt)縫合到底布上，而人造短纖維纖維毛層可以用聚醯胺、聚酯、聚烯烴或者其它適合於此目的的材料製作而成。在縫合了數層人造短纖維毛層後，比如兩層或者三層以後，將織物進行壓光處理，在壓光處理中，纖維毛層受到高於製造纖維毛層的集合物材料熔點的高溫處理，然後立即冷卻。還可以在壓光區中對人造短纖維毛層進行壓縮處理。壓光處理以後，纖維毛層中的纖維以及細小的氣孔(空隙/小孔)被壓平上光，它對空氣的滲透率幾乎為零，並最終形成了成品壓榨織物中的防回溼隔離層。對作用的能量以及壓光區的壓力進行控制，可以僅使纖維毛層的最上層被熔合，或者使這個階段中的整個毛層都被熔合。完成壓光工序以後，對隔離層進行親水處理或者塗親水塗層。然後將附加的毛層材料敷設於防回溼隔離層上面並縫合入壓榨織物中。還可以將毛層敷設壓榨織物基部支撐結構的背面。
圖1顯示了本發明的壓榨織物10。圖中顯示的底層12為編織織物，這個織物可以由本領域技術人員所熟悉的任何一種方法進行生產。纖維毛層14通過縫紉連到底層上，纖維毛層14實際上由多層縫到底布上而且經過梳毛機梳過的人造短纖維毛層構成。
纖維隔離層16在纖維毛層14的內部形成，這個隔離層16由上述技術形成，也就是對纖維毛層14進行壓光處理。優選地，通過噴射或者其它適合此目的的方法，對熔合的隔離層16進行親水處理，比如噴親水塗層或者進行親水處理18。同樣也可以使用其它塗層，然後再敷設附加的纖維毛層20並縫到壓光的纖維毛層14上。
上述織物設有防止流動的隔離層，以防止水分從壓榨織物結構材料流到其表面層，水分在表面層容易使紙幅回溼。在最大的壓榨載荷下(壓區中心)，壓力迫使水分從纖維毛層以及壓光熔合的隔離層中流出，然後流入底層的空隙中。當通過壓區的中心以後，壓力減小。通常情況下，這將使一些水分返回到壓榨織物表面使紙幅回溼。但是，壓榨織物中的熔合隔離層能夠減慢或最好能防止水分返回到壓榨織物表面。同樣，在有親水處理層存在的地方，親水層將會吸引住水分，並且能進一步減少流向壓榨織物表面的水分。
隔離層可以設在織物結構的任何一個位置，使壓榨織物的防回溼性能最優化。
下面是製作上述壓榨織物10的一種替代方法。迄今為止，把環行毛層纖維「帶」與底層支撐結構分開編織是一個普遍認可的方法，然後將這個毛層「帶」與環行支撐底層對齊，在它的整個寬度上通過縫紉將毛層帶與環行支撐底層連在一起。然而本發明中，在沒有把毛層「帶」縫紉連接起來之前，先按照上述方法對毛層「帶」進行熔合，使它的表面或者整個結構發生熔合，再進行親水處理，然後把它與敷設在它上面的毛層在整個寬度上與底層支撐結構縫合到一起，從而製作完成壓榨織物10。
本方法的一個優點是它避免了底層支撐結構遭受加熱和壓光的處理，而加熱和壓光處理可能會損壞底層支撐結構或者改變其尺寸。另外，用親水材料單獨對熔合的毛層「帶」進行處理，就能夠以更好的控制方式來完成這個操作，而且避免了對縫紉操作的幹擾。
因此，通過本發明就可以實現其目標和優點，本說明書雖然披露並詳細描述了一個優選實施例，但其發明範圍並不局限於此，更確切的講，其發明範圍應當由權利要求書所要求的範圍決定。
權利要求
1.一種設有防回溼隔離層的壓榨織物，包括一個底層支撐結構；一個連到底層支撐結構上的毛層；所述毛層具有一個熔合層用做防回溼隔離層。
2.如權利要求1所述的壓榨織物，至少包括一層連到熔合層上的附加毛層。
3.如權利要求1所述的壓榨織物，其特徵在於，熔合層至少包括一層由聚合物材料製造的毛層。
4.如權利要求3所述的壓榨織物，其特徵在於，在熔合層上至少敷設了一層附加的毛層。
5.如權利要求1所述的壓榨織物，其特徵在於，熔合層經過處理或者塗覆成為親水性的。
6.如權利要求2所述的壓榨織物，其特徵在於，熔合層經過處理或者塗覆成為親水性的。
7.如權利要求3所述的壓榨織物，其特徵在於，熔合層經過處理或者塗覆成為親水性的。
8.如權利要求4所述的壓榨織物，其特徵在於，熔合層經過處理或者塗覆成為親水性的。
9.一種生產含有防回溼隔離層的壓榨織物的方法，包括以下步驟提供一個底層支撐結構；在底層支撐結構上敷設至少一層毛層；將毛層熔合以形成用做防回溼隔離層的熔合層；以及在熔合層上敷設至少一層毛層。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，毛層通過縫紉連接到底層支撐結構上。
11.如權利要求10所述的方法，還包括在底層支撐結構上敷設多個毛層。
12.如權利要求9所述的方法，還包括為熔合層提供親水處理的步驟。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，通過在熔合層上噴親水塗層來對熔合層進行親水處理。
14.如權利要求11所述的方法，還包括為熔合層提供親水處理的步驟。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，通過在熔合層上噴親水塗層來對熔合層進行親水處理。
16.一種生產含有防回溼隔離層的壓榨織物的方法，包括以下步驟提供一個底層支撐結構；提供一條與底層支撐結構分開的毛層纖維帶；至少將毛層帶的一部分熔合以在其上形成用做防回溼隔離層的熔合層；以及將毛層帶連接到底層支撐結構上。
17.如權利要求16所述的方法，還包括為熔合層提供親水處理。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，通過在熔合層上噴親水塗層來對熔合層進行親水處理。
19.如權利要求16所述的方法，還包括在熔合層上至少敷設一個附加毛層。
20.如權利要求18所述的方法，還包括在熔合層上至少敷設一個附加毛層。
21.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，毛層帶通過縫紉連接到底層支撐結構上。
22.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，毛層帶和至少一個附加毛層通過縫紉連接到底層支撐結構上。
全文摘要
本發明針對一種在其內部結構中設有防回溼纖維織品或者「隔離層」(16)的壓榨織物，以及一種生產這種壓榨織物的方法。在形成隔離層時，可以不用其它的材料。換言之，就是將現有的材料進行處理以形成自然的隔離層，防止水分返回到壓榨織物表面。
文檔編號D21F7/08GK1541292SQ01819521
公開日2004年10月27日 申請日期2001年11月27日 優先權日2000年11月28日
發明者喬伊斯·J·麥克, 喬伊斯 J 麥克 申請人:奧爾巴尼國際公司