压榨织物的制作方法

专利名称：压榨织物的制作方法
技术领域：
本发明针对造纸使用的织物，特别是针对一种具有防回湿隔离层的压榨织物。
背景技术：
在造纸过程中，通过在造纸机成形部将纤维纸浆沉淀到移动成形的织物上来形成纤维状网(cellulosic fibrous web)，纤维纸浆也就是散布的含水的纤维素纤维。纸浆中大量的水分通过成形织物排出，而纤维状网则留在了成形织物的表面。
刚成形的纤维状网从成形部进入到压榨部，压榨部中有一系列的压区。纤维状网从压榨织物支撑的压区通过，或者大部分情况下从两层这种织物之间通过。在压区中，纤维状网受到压力的作用，将其中的水分挤出，而且还将网状的纤维相互粘结在一起，从而将纤维状网转变为纸幅。水分则被压榨织物吸收，最理想的情况是压榨织物中的水分不回到纸幅中去。
纸幅最终进入到干燥部，干燥部包括至少一系列可以转动的干燥转筒或者转鼓，这些转筒和转鼓由蒸汽在内部进行加热。干燥织物则引导刚形成的纸幅呈蛇形依次绕行一系列转筒，干燥织物将纸幅紧紧的贴在转筒表面。加热的转筒通过蒸发将纸幅的水分降低到所需要的水平。
应当看到，成形、压榨以及干燥织物都在造纸机上采取无限循环的形式，起着传送带的作用。还应当看到，造纸是一个以相当大的速度进行的一个连续过程。也就是说，在成形部纤维纸浆是连续地沉淀到成形织物上，而刚生产出的纸幅在离开干燥部后就被连续卷绕到卷筒上。
本发明特别涉及到在压榨部使用的压榨织物，在纸的生产工艺中，压榨织物起着至关重要的作用。如上所指，它们的功能之一就是支撑并运送生产出的纸产品通过压区。
压榨织物同样也参与了纸幅表面的压光轧平过程，那个过程就是，使用具有光滑表面和均匀弹性结构的压榨织物，这样，在通过压区的过程中，纸幅就加工得到了光滑无痕的表面。
或许更重要的是，压榨织物吸收了从压区的潮湿纸张中压榨出来的大量水分。为了满足这个功能，在压榨织物中确实需要有一定的空间走水，这个空间通常被称作空隙容积，而织物在整个的有效使用期限中必须对水保持足够的渗透性。最后，压榨织物必须防止从潮湿纸幅中吸收的水分又返回并使即将离开压区的纸张又回湿。
当前的压榨织物被制造成专门用于满足造纸机要求的各种各样的类型，然后安装在造纸机上用于生产不同等级的纸张。通常，它们包括一块缝入了精细非纺织纤维材料的纺织底布。底布可以用单丝(monofilament)、合股单丝(piled monofilament)、多丝(multifilament)或者合股多丝(piled multifilament)纺纱编织而成，并且可以是单层、多层或者叠置。纺纱通常是由造纸机用布领域一般采用的人造聚合树脂中的某一种挤成，比如聚酰胺树脂和聚脂树脂。
编织底布本身具有很多不同的类型，比如，它们可以环行编织(woven endless)，或者先平直编织(flat woven)，然后用编织接缝将它转变为环行的形式。或者，它们可以利用公知的经过改进的环行编织工艺来进行制造，底布横向边缘有接缝环，接缝环由那些沿加工方向(MD)的纺线制作而成。在这种工艺中，沿加工方向的纺线在底布的两个横向边缘之间来回的连续编织，在底布的每个边缘折返并形成一个接缝环。以这种方式生产的底布在造纸机上安装的过程中被连接到一起成为环状形式，正因为这个原因，这种底布被称作机上接缝的(on-machine-seamable)底布。为了把这种底布连接为环行形式，需要把宽度方向上的两个边连接到一起，两个边上的接缝环相互交叉，然后用接缝扣钉(pin)或者扣针(pintle)插到又相互交错的接缝环所形成的孔中。
此外，把一块底布放到由另一底布形成的环行底布中就可以将编织的底布叠置多层，然后在两层底布上缝入人造短纤维毛层(staplefiber batt)，使这两层底布连接到一起。底布中的一层或者两层都可以采用机上接缝的底布。
当纸幅与一条或者几条压榨织物一起被输送到压区，纸幅中流出的水分被强制流向压榨织物表面的毛层中，并继续通过织物流入到底布的空隙容积中。有些水则通过压榨织物的背面排到了压榨滚表面的空隙中。在压榨织物中有些水分还沿着长度方向(加工方向或者叫做MD)向前或者向后流动。所有这些流动方向之间的关系都取决于诸如加工的速度、织物的设计以及吸收从纸幅中流出的水的能力。
针对纸幅和压榨织物通过压区时纸幅和压榨织物中发生的现象，曾经提出了几个理论。对纸幅和压榨织物施加的挤压压力是相同的，但是纸幅中的水动力压力比压榨织物中的水动力压力大很多，这个压力差为水分从纸幅流到压榨织物并流过压榨织物提供了驱动力。
纸幅和压榨织物的最小厚度可能同时出现在压区的中心附近，据认为此时纸幅达到了最大的干燥程度。这一时刻过后，纸幅以及压榨织物都开始膨胀，在这个膨胀过程中，纸幅以及压榨织物的表面层中就形成了真空，纸幅和压榨织物都被挤压到了最小厚度。有些水分就从压榨织物的内部以及底布中回流到压榨织物的表面层甚至进入到纸幅中以重新建立压力平衡。这种状态为纸幅的回湿现象提供了驱动力。
在现有技术压榨织物的构造中，通常编织压榨织物的方法是，将面对纸幅的那一面编织得比背面结构更加致密，而且在压榨织物面对纸幅的表面上使用纵向的毛层纤维也不少见。相当的水分仍然留在压榨织物中，这样在过了压区中心以后，由于作用在纸幅/压榨织物上的机械压力减少，这些水分可能被重新吸收到纸幅中。由于纸幅和压榨织物的膨胀(重新恢复厚度)，就在纸幅和压榨织物上形成了真空。在纸幅上形成的真空比压榨织物上形成的真空大，这个真空就造成了水和空气进入压榨织物以及水和空气从压榨织物进入纸幅的两相流。在这个阶段，可能有三种机理促成了回湿现象的发生由于膨胀而在压榨织物和纸幅之间造成的压力差；在压区出口外侧当纸幅和压榨织物分开时产生的薄膜分离；以及在纸幅和压榨织物之间水的毛细传输。
理论上，较高的界面渗透阻力可以使回湿减少到最小，这就意味着具有小型毛细管(孔/空隙)的结构是最优选的结构。
在以下的引用资料中显示了一些尝试解决回湿问题的现有技术美国专利第5,372,876号描述了一个带有疏水层的造纸毛布，该毛布由一层底布、一个流动控制层、以及上层和下层毛层构成。控制层经过一种疏水化学成分的处理。
美国专利第5,232,768号描述了一种脱水压榨织物，该压榨织物包括一个具有很高的液体流动阻力的表面层，隔离层由其它的纤维、丝线、泡沫等物质制作而成，然后添加到压榨织物中。
美国专利第5,204,171号描述了一种压榨织物，该织物包括一层支撑布、一层缝合到支撑布上的第一非纺纤维层、一层由扁平长丝构成并且连到第一非纺纤维层上的阻断层，一层连到阻断层上并且缝合到压榨毛布上的第二非纺纤维层。
美国专利第4,199,401号描述了一种压榨织物，该织物包括一个由粗糙纤维毛层构成的纤维外层，一个固定到纤维外层上并且由相对精细的纤维毛层构成的纤维底层、以及一个加强底布。粗糙纤维和细纤维的纤度测量值之差至少应当大于5.0旦尼尔。
美国专利第3,840,429号描述了利用防回湿薄膜来阻止或者控制水分在压榨织物和纸幅之间传输的使用方法，薄膜在压榨织物和纸幅之间通过压区，薄膜为疏水性，能防止水从压榨织物返回到纸幅中，而且压榨织物为亲水性，有利于保持水分。
美国专利第4,588,475号描述了在通过压区以后利用垫子来减少纸幅回湿的使用方法，垫子通过压区时，垫子的一个面同纸幅接触而另一个面同压榨辊接触。
发明概述本发明针对一种在其内部结构中设有防回湿纤维织品或者“隔离层”的压榨织物以及生产这种压榨织物的方法。更为有利的是在做隔离层时并不需要其它的材料，换言之，就是对现有的纤维毛层进行处理，形成自然的隔离层以防止水分流回压榨织物表面从而流回纸幅，而压榨织物可以使用亲水涂层进行局部处理。
附图简述利用本发明就能够实现本发明的目的和优点，本发明的说明书与应当和附图结合在一起进行理解，其中

图1是本发明中压榨织物的透视图。
优选实施例详述本发明中压榨织物的生产利用了压光(calendering)技术。在生产过程中将数层人造短纤维毛层(staple fiber batt)缝合到底布上，而人造短纤维纤维毛层可以用聚酰胺、聚酯、聚烯烃或者其它适合于此目的的材料制作而成。在缝合了数层人造短纤维毛层后，比如两层或者三层以后，将织物进行压光处理，在压光处理中，纤维毛层受到高于制造纤维毛层的集合物材料熔点的高温处理，然后立即冷却。还可以在压光区中对人造短纤维毛层进行压缩处理。压光处理以后，纤维毛层中的纤维以及细小的气孔(空隙/小孔)被压平上光，它对空气的渗透率几乎为零，并最终形成了成品压榨织物中的防回湿隔离层。对作用的能量以及压光区的压力进行控制，可以仅使纤维毛层的最上层被熔合，或者使这个阶段中的整个毛层都被熔合。完成压光工序以后，对隔离层进行亲水处理或者涂亲水涂层。然后将附加的毛层材料敷设于防回湿隔离层上面并缝合入压榨织物中。还可以将毛层敷设压榨织物基部支撑结构的背面。
图1显示了本发明的压榨织物10。图中显示的底层12为编织织物，这个织物可以由本领域技术人员所熟悉的任何一种方法进行生产。纤维毛层14通过缝纫连到底层上，纤维毛层14实际上由多层缝到底布上而且经过梳毛机梳过的人造短纤维毛层构成。
纤维隔离层16在纤维毛层14的内部形成，这个隔离层16由上述技术形成，也就是对纤维毛层14进行压光处理。优选地，通过喷射或者其它适合此目的的方法，对熔合的隔离层16进行亲水处理，比如喷亲水涂层或者进行亲水处理18。同样也可以使用其它涂层，然后再敷设附加的纤维毛层20并缝到压光的纤维毛层14上。
上述织物设有防止流动的隔离层，以防止水分从压榨织物结构材料流到其表面层，水分在表面层容易使纸幅回湿。在最大的压榨载荷下(压区中心)，压力迫使水分从纤维毛层以及压光熔合的隔离层中流出，然后流入底层的空隙中。当通过压区的中心以后，压力减小。通常情况下，这将使一些水分返回到压榨织物表面使纸幅回湿。但是，压榨织物中的熔合隔离层能够减慢或最好能防止水分返回到压榨织物表面。同样，在有亲水处理层存在的地方，亲水层将会吸引住水分，并且能进一步减少流向压榨织物表面的水分。
隔离层可以设在织物结构的任何一个位置，使压榨织物的防回湿性能最优化。
下面是制作上述压榨织物10的一种替代方法。迄今为止，把环行毛层纤维“带”与底层支撑结构分开编织是一个普遍认可的方法，然后将这个毛层“带”与环行支撑底层对齐，在它的整个宽度上通过缝纫将毛层带与环行支撑底层连在一起。然而本发明中，在没有把毛层“带”缝纫连接起来之前，先按照上述方法对毛层“带”进行熔合，使它的表面或者整个结构发生熔合，再进行亲水处理，然后把它与敷设在它上面的毛层在整个宽度上与底层支撑结构缝合到一起，从而制作完成压榨织物10。
本方法的一个优点是它避免了底层支撑结构遭受加热和压光的处理，而加热和压光处理可能会损坏底层支撑结构或者改变其尺寸。另外，用亲水材料单独对熔合的毛层“带”进行处理，就能够以更好的控制方式来完成这个操作，而且避免了对缝纫操作的干扰。
因此，通过本发明就可以实现其目标和优点，本说明书虽然披露并详细描述了一个优选实施例，但其发明范围并不局限于此，更确切的讲，其发明范围应当由权利要求书所要求的范围决定。
权利要求
1.一种设有防回湿隔离层的压榨织物，包括一个底层支撑结构；一个连到底层支撑结构上的毛层；所述毛层具有一个熔合层用做防回湿隔离层。
2.如权利要求1所述的压榨织物，至少包括一层连到熔合层上的附加毛层。
3.如权利要求1所述的压榨织物，其特征在于，熔合层至少包括一层由聚合物材料制造的毛层。
4.如权利要求3所述的压榨织物，其特征在于，在熔合层上至少敷设了一层附加的毛层。
5.如权利要求1所述的压榨织物，其特征在于，熔合层经过处理或者涂覆成为亲水性的。
6.如权利要求2所述的压榨织物，其特征在于，熔合层经过处理或者涂覆成为亲水性的。
7.如权利要求3所述的压榨织物，其特征在于，熔合层经过处理或者涂覆成为亲水性的。
8.如权利要求4所述的压榨织物，其特征在于，熔合层经过处理或者涂覆成为亲水性的。
9.一种生产含有防回湿隔离层的压榨织物的方法，包括以下步骤提供一个底层支撑结构；在底层支撑结构上敷设至少一层毛层；将毛层熔合以形成用做防回湿隔离层的熔合层；以及在熔合层上敷设至少一层毛层。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，毛层通过缝纫连接到底层支撑结构上。
11.如权利要求10所述的方法，还包括在底层支撑结构上敷设多个毛层。
12.如权利要求9所述的方法，还包括为熔合层提供亲水处理的步骤。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，通过在熔合层上喷亲水涂层来对熔合层进行亲水处理。
14.如权利要求11所述的方法，还包括为熔合层提供亲水处理的步骤。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，通过在熔合层上喷亲水涂层来对熔合层进行亲水处理。
16.一种生产含有防回湿隔离层的压榨织物的方法，包括以下步骤提供一个底层支撑结构；提供一条与底层支撑结构分开的毛层纤维带；至少将毛层带的一部分熔合以在其上形成用做防回湿隔离层的熔合层；以及将毛层带连接到底层支撑结构上。
17.如权利要求16所述的方法，还包括为熔合层提供亲水处理。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，通过在熔合层上喷亲水涂层来对熔合层进行亲水处理。
19.如权利要求16所述的方法，还包括在熔合层上至少敷设一个附加毛层。
20.如权利要求18所述的方法，还包括在熔合层上至少敷设一个附加毛层。
21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，毛层带通过缝纫连接到底层支撑结构上。
22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，毛层带和至少一个附加毛层通过缝纫连接到底层支撑结构上。
全文摘要
本发明针对一种在其内部结构中设有防回湿纤维织品或者“隔离层”(16)的压榨织物，以及一种生产这种压榨织物的方法。在形成隔离层时，可以不用其它的材料。换言之，就是将现有的材料进行处理以形成自然的隔离层，防止水分返回到压榨织物表面。
文档编号D21F7/08GK1541292SQ01819521
公开日2004年10月27日 申请日期2001年11月27日 优先权日2000年11月28日
发明者乔伊斯·J·麦克, 乔伊斯 J 麦克 申请人:奥尔巴尼国际公司