专利名称：造纸机织物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种造纸机织物，具体来说，涉及对所述的织物的强化以及 强化所述织物的方法。
背景技术：
造纸工艺中通常包括制造纤维原料浆液(slurry)的步骤。纤维的来源可以 为，例如，以原木纤维或回用纤维形式存在的木材纤维。使浆液形成无光纸 (matted sheet)即进行最初的脱水。压榨无光纸以继续进行脱水步骤，并得到 具有所需紋理的纸。在适合的情况下，将纸进一步进行最终干燥，去除任何 残留的多余水分。由此可见，造纸机通常包括成形部(forming section),压榨 部(press section)和干燥部(dryer section)。
形织物(forming fabric)上，通过造纸机的成形部，进行浆液的成形过程，所 述成形织物类似于多孔输送带，在其上使纸浆浆料成形为纸。纸成形后被输 送到造纸机的压榨部，在压榨部可以继续进行从纸中去除水分的工序。
在造纸机的压榨部，例如在压榨压区中(press nip),造纸纤维的无光纸 可以通过一个或多个压榨织物(press fabric)来进行输送，经辊或鼓并与压榨织 物 一起压榨，使得至少 一部分额外的水分可以从纸中挤出并被多孔的压榨织 物吸收。增强辊间的压缩，可以增强对水分的去除。压榨也可以对纸进行巩 固并在适合的情况下在纸的表面上产生紋理。
压榨毛毯(press felt)或织物 一 般来说属于造纸机布(paper machine clothing, PMC)的范畴。上述的名称>夂人广义上描述了 一类织物，这类织物用于 工业目的，例如压榨毛毯在造纸工艺中用于运输材料。上述的压榨毛毯或织 物所期望具有的性质包括，抗磨损、耐压缩、耐热以及耐化学品，另外还应 具有渗透强度(strength permeability)和尺度保持力(caliber retention)(—致的厚 度)。出于本公开的目的，本文中所使用的术语"压榨毛趙或压榨织物"指 的是这样一些织物，即能够用于造纸机的压榨部中对由纸纤维形成的纸进行支撑，并将其输送到造纸^L的干燥部并在干燥部脱除多余水分的织物。
压榨毛毯通常含有底部织物(base fabric)(例如编织布或无纺布)，所述底 部织物上可以覆盖人造棉毛层(batt)作为织物的面侧(face side)或纸面(sheet side)。上述人造棉毛层可以被针刺在底部织物上用于对底部织物的保护。在 许多压榨毛毯中，可以将多层的毛层纤维针刺在底部织物的面侧或纸面 (paper side)上。压榨毛趙的底部织物可以由，例如，^f壬^T的合成材津+制成， 其中，虽然可以利用聚酯和其它材料，但主要是采用尼龙聚合物。优选，利 用聚酰胺制成底部基底(base substrate)和毛层纤维。
应当理解，在这里所指的底部织物是压榨毛毯的底衬基底，所述底部织 物可以包含粗布(scrim)，和在造纸机用压榨毛趙领域中已知的编织织物和无 纺织物的复合结构。底部织物可以是编织的，也可以由缆索单丝(caWe monofilaments)、合成复丝(plied multifilaments)、坊线(spun yarns)或单才艮单丝 (single monofilaments)构成。底部织物可以以单层或多层网目(mesh)的形式使 用，且可以被编织成环形带状或用接缝连接的编织平面。可以通过构造底部 织物的编织来影响压力均勻性(pressure uniformity)、流阻(flow resistance)、空 隙容积(void volume)以及压缩性质(compression properties)。底部织物可以分 为传统(环形)设计、层压(stratified)(层合)设计和接缝织物。在织物结构中使 用的单丝或纤维，可以将其横截面做成圆形，也可以为平整单丝和中空单丝。 底部织物可以选择为粗布(一种挤出网状结构)或为复合结构例如挤出的定形 无纺纸(extruded spun bonded sheet)。
上述毛层可以由合适的材料制成，例如尼龙纤维或者其他例如具有圓形 横截面的合成材料。
为了本公开的目的，"毛层(batt)"这一术语指的是除了适合用于压榨毛 毯且不必限定于传统的棉絮(batting)的底部织物之外，任何组装纤维或纤维 幅。可以将纤维梳理成统一的纤维幅后形成毛层，随后将其针刺到底部织物 上，例如， 一系列的层结构上。此外，尽管可以采用其它的针刺方法，但将 毛层纤维针刺到底部织物上时，可以使纤维定向为横向(CMD)或者纵向(CD) 方向。可以通过控制针刺压榨来影响压榨织物的密度、表面性质以及透气性。
压榨毛毯容易发生表面磨损。特别是，将织物的毛层结构层压，以及将 较为精细分特(dtex)(丝度单位以g/1000m来计算丝线重量的单位)的纤维形 成一层精细的盖层(cap layer)用作织物的表面，而下面是较粗糙的纤维层时，尤其容易发生磨损。将精细的盖层针刺于粗糙的衬垫物(underlay)上时，很难 有效的同时保证强度和抗磨损性，且也很难在面侧表面(face side surface)上 保持精细纤维为均匀的层并对纸进行支撑，促进脱水，同时使纸更加平滑等。 有时，所述精细分特纤维本性较为细弱。树脂处理和纤维的低熔融结合可以 用于强化上述这些较为细弱的精细直径表面纤维。但是，存在上述处理单元 时可能会改变织物表面的稀疏性、透气度、密度以及流动性，导致织物的性 能下降。对于纤维的低熔融结合，现有技术存在的问题在于，在熔融后纤维 具有较差的物理和化学性质。同时也出现过变脆以及无法可逆地热成形。
因此，在本领域需要一种改进的设备和方法强化用于造纸工艺的毛毯或 织物的面侧表面。
发明内容
本发明， 一方面，关注于一种含有多孔复合织物基底的造纸机织物。将 玻璃化转变温度(TG)大约在-40。C 15。C的聚合物覆盖在织物基底的面侧。所 述聚合物至少部分分散到织物基底的面侧表面以下并与基底机械地结合。
本发明，另一方面，关注于一种改进造纸机织物的多孔复合基底的面侧 表面的方法。所述方法包括将下述聚合物层覆盖在基底的面侧表面上的步 骤，其中所述聚合物具有约-40。C 15。C的玻璃化转变温度(TG)，且具有足够 低的粘度可以使该聚合物至少部分分散到基底表面以下的空间中。强制使所 述聚合物进入基底中，因此该聚合物润湿基底，且和基底机械地结合。
结合参考下述本发明的一种实施方式和附图的记述，将使本发明的上述 特点和其他特征及优点，以及实现这些优点和特征的方法更为清楚，并帮助 更好的理解本发明。
图1显示了本发明中涉及的织物的横截面放大图。
图2显示了图1所示的织物的接近面侧表面的上部的更大横截面放大图。
图3和图4显示了图1所示的织物的不同表面位置的放大平面图。 在附图中，相应的附图标记指示相应的部件。在此对本发明的一种实施 方式进行详述但是这种举例不得解释或以任何方式限制本发明的范围。发明详述
根据附图，具体的如图1所示，附图标记IO—般表示压榨毛毯或织物 的横截面。所述织物可以用于在造纸机中将纤维原料输送通过压榨部。织物
10可以为多种形式的压榨毛趁，例如底部才直绒针刺毛趙(batt-on-base felts)、 无底布毛逸(baseless felts)、底网4直绒针刺毛趙(batt-on-mesh felts)、无巻曲底 部织物(crimp base fabric)毛趁、复合织物(composite fabrics)以及层合(层压)
压搾毛趙。
所述压榨织物10可以包括一个底部织物和一层或多层的组装纤维 (assembly of fibers),例如，通过本领域已知的针刺装置，通过针刺方法将毛 层14安全地附着于底部织物12上。其余的层，例如表面层，也可以通过针 刺的方法将其固定在底部织物和毛层14上。如果只使用一层纤维时，可以 将所述纤维层通过针刺方法固定于底部织物12和毛层14之间的界面16上。 在上述情况时，毛层的一个表面20将作为压榨毛毯10的面侧。面侧20将 作为纤维原料(图中未显示)的一种多孔支撑物在造纸工艺中使用。
根据需要可以使用额外的毛层纤维层。适当的，可以将额外的层针刺于 毛层14的面侧20上。申请中的多种方法都可以用于将组装纤维14充分地 和安全地附着在底部织物12上。
底部织物12可以通过编织(除无巻曲底部织物以外)制成，也可以形成 一个复合物并由本领域中的多种方法制成。例如，底部织物12可以为单层 或多层的网目(mesh),可以将其编织成环形带状或者编织平面并在后续的制 造过程中进行连接。还可以将底部织物12编织成多种可供选择的方式以对 其进行操作和另外的向底部织物提供独特的特征和性质。作为一个示例，可 以在织物的表面上层压或层和额外的织物制成更多的一层，所以可以使用一 层或多层的织物。
底部织物12和毛层14可以由任何压榨织物领域中适合的材料构成。尽 管可以使用羊毛纤维，但底部织物12可以由任何合成材料制造，优选聚酰 胺聚合物，但底部织物也可以由聚酯、聚苯硫或其它相似的材料制成。在压 榨压区中，与聚酯相比聚酰胺聚合物通常具有更强的抗压缩能力，且更加抗 磨损更为坚韧。底部材料可以由下述物质形成电缆单丝、合成复丝、纺线、 和/或单根单丝。每一种纤维具有的性质都可以影响压榨毛毯10的搡作特性，并且根据所需要的织物特性来对纤维的种类进行选择。例如，复丝与单丝相 比，更持久且延伸更长，但却更容易压缩且对于化学侵蚀的抵抗较弱。
对于本领域而言众所周知的是，在此利用的毛层这一术语，不仅指在底
部织物12的界面16上形成层的软的松厚的纤维束，而且涵盖了任何其它形 式的组装纤维，可以为编织的或无纺的，梳理的(carded)或未梳理的适合用 于造纸机压榨部分的纤维。构成毛层14的纤维可以是无纺的，由任何合成 材料制成。优选的材料为聚酰胺，但也可以使用聚酯和聚苯碌u。
根据本发明，可以将材料22层应用于压榨织物的面侧表面20,以改进 织物10的性能。材料22可以由丝状、膜微粒或其它固体形式的热塑性弹性 体形成，并将其形成于织物IO更具体的形成于毛层14上。热塑性弹性体22 是一种聚合物，所述聚合物的玻璃化转变温度(TG)在-40。C 15。C左右。玻璃 化转变温度是指在这个温度之上时，无定形材料转化为橡胶态，行为更接近 于液体。通过加热使层22的粘度足够低，然后通过加热如波浪线24所示， 和加压如多箭头26所示，将层22压入到织物10中，因此所述层22是润湿 的并与基底材料机械地结合。对本领域的技术人员而言是显而易见的，上述 的加热和加压可以通过多种设备和方法进行。
图2为织物IO的更大的横截面放大图，图2显示了材料22在面侧表面 20上。因为材料22是热塑性的，使其流入，润湿并和基底纤维和丝线相结 合，所以合成的材料是以物理的而不是化学的交联为特性的。在这种情况下， 可以使产生新结构的形成能力是可逆的，而不丧失材料的固有性质。优选使 用的材料为聚醚型热塑性聚氨酯，但是任何具有上述限定的玻璃化转变温度 (TG)的弹性体都可以使用。也可预计材料22中是含有稳定剂的。所述(稳定 剂)粒子可以为微粒状的，优选其大小在50-100mm之间，但更大或更小的粒 子也可以允许纤维结合并且使最终织物的具有透气性。所述材料22的硬度 范围可以在70A 50D绍尔(Shore)左右，其中优选为80A 95A。绍尔@硬度 范围通常用来衡量塑料和弹性体材料的硬度。绍尔A范围是用于较软的材 料，数值越高表示相对硬度越大。绍尔D范围是用于表示"较硬"材料的硬 度。
制成的带状压榨织物10具有一个热成形完整层22,该层22可以分散 到底部基底中并促进纤维结合的增强，特别地，如图2-4所示。此外，可以 通过削平针刺痕迹来增强平滑度且在维持密度梯度时表面可能是非均匀的。上述结构可以改善抗磨损阻力且通过控制孔隙的大小和分布可以改善脱水
能力。在和本申请具有共有权的国际专利7>布WO2004/085727中4是出并描述了将上述方法用于织物，在此将所述公开内容整体并入本文。
所得材料的最终用途，优选用于压榨织物，但是也可以将其有效地用于针式干燥器(needle dryer)，工业和过滤织物(filter fabric)以及传送带(transferbelts)。对于具有织物的造纸机而言，改善了其启动过程，因为改进了的表面的表面密度和弹性增强。在PMC领域，以前由于纸中的化学添加剂或者由于清洗纸中的化学试剂产生的化学侵蚀而导致的纤维损失，在4艮大程度上被抑制了 。
尽管已就本发明涉及的至少一个实施方式进行了描述，但是在本公开内容的精神和范围内可以对本发明加以进一步的改进。因此，本申请意在涵盖利用了本普遍原理对本发明进行的任何变化、使用或改进。此外，本发明还意在涵盖那些像本发明所述领域和属于所附权利要求书范围的领域中在公知或惯例范围偏离本文公开的内容。
权利要求
1.一种造纸机织物，包括多孔复合织物基底；和覆盖在所述织物基底面侧上的聚合物，所述聚合物的玻璃化转变温度(TG)为-40℃～15℃，所述聚合物至少部分分散到所述织物基底的面侧表面下以与所述基底机械地结合。
2. 权利要求1中所述的造纸机织物，其中，所述聚合物具有的绍尔硬 度为约70A 50D。
3. 权利要求1中所述的造纸机织物，其中，所述聚合物具有的绍尔硬 度为约80A~95A。
4. 权利要求1中所述的造纸机织物，其中，所述聚合物为弹性体。
5. 权利要求4中所述的造纸机织物，其中，所述聚合物为热塑性弹性体。
6. 权利要求5中所述的造纸机织物，其中所述热塑性弹性体为聚醚型聚氨酯。
7. 权利要求1中所述的造纸机织物，其中所述聚合物中具有分散于其 中的稳定剂。
8. 权利要求7中所述的造纸机织物，其中所述稳定剂包含粒子。
9. 权利要求8中所述的造纸机织物，其中所述粒子的大小为约 5(M00mm。
10. 权利要求l中所述的造纸机织物，其中所述多孔复合织物包含底部 和覆盖在所述底部上并保护所述底部的毛层，且所述毛层是所述织物的面侧。
11. 权利要求10中所述的造纸机织物，其中所述毛层针刺到所述底部上。
12. 权利要求l中所述的造纸机织物，其中所述多孔复合织物由聚酰胺 构成。
13. —种改善多孔复合基底面侧表面的方法，包含以下步骤 将聚合物层用于所述基底的面侧表面，所述聚合物的玻璃化转变温度(TG)为约-40。C 15。C，为具有足够低粘度的形式，从而所述聚合物能够至少部分地分歉到所述基底的面侧表面下；和强制 结合。
14. 权利要求13中所述的方法，其中通过接触加压强制所述聚合物进 入所述基底中。
15. 权利要求14中所述的方法，其中进一步包括通过加热所述聚合物 使其与所述基底结合的步骤。
16. 权利要求13中所述的方法，其中所述聚合物的绍尔硬度为约 70A 50D。
17. 权利要求13中所述的方法，其中所述聚合物的绍尔硬度为约 謹 95A。
18. 权利要求13中所述的方法，其中所述聚合物为弹性体。
19. 权利要求18中所述的方法，其中所述聚合物为热塑性弹性体。
20. 权利要求19中所述的方法，其中所述热塑性弹性体为聚醚型聚氨酯。
21. 权利要求13中所述的方法，其中在将所述聚合物分散到所述基底 之前将稳定剂用于所述聚合物。
22. 权利要求21中所述的方法，其中所述稳定剂包括分散于所述聚合 物内的粒子。
23. 权利要求22中所述的方法，其中所述稳定剂的粒子大小为约 5(M00mm。
24. 权利要求13中所述的方法，其中所述基底包括底部和覆盖在所述 底部上并形成为所述基底的面侧的毛层。
25. 权利要求24中所述的方法，其中所述毛层被针刺于所述底部中并 保护所述底部。
26. 权利要求13中所述的方法，其中所述复合基底由聚酰胺构成。
全文摘要
一种由聚酰胺形成的复合造纸机织物基底的底部和毛层，其中所述织物基底可以由下述聚合物强化，所述聚合物为具有玻璃化转变温度(TG)在-40～15℃且分散到织物基底的面侧表面下并和基底机械地结合。所述聚合物是热塑性的，可以在改进弹性和整体磨损的同时维持适合于对纸进行干燥时所需的多孔性。
文档编号D21F7/08GK101652517SQ200880011107
公开日2010年2月17日 申请日期2008年2月22日 优先权日2007年4月4日
发明者桑杰·帕特尔, 罗伯特·克鲁克 申请人:沃依特专利有限责任公司