专利名称：造纸毡的制作方法
技术领域：
本发明涉及造纸机器中使用的造纸毡(在下文中也被简单地称为“毡”)。更具体地，本发明涉及一种造纸毡，用于从被压在造纸机器挤压部分中的湿纸片中挤出湿气。本发明的目的在于，提供一种造纸毡，其具有良好的挤水能力和湿纸幅平滑性能， 而且还具有优良的棉絮纤维抗损性；更具体地涉及一种造纸毡，其适于造纸机器高速行进， 并具有良好的湿纸幅平滑性能。
背景技术：
大致而言，造纸机器的造纸过程包括三个部分，分别关于成形、挤压和干燥，在此过程中连续去除湿气。在每个部分中，使用对应于脱水功能的造纸设备。在挤压部分中，使用造纸毡。传统上，造纸毡执行从湿纸幅中挤水(脱水)、增大湿纸幅的平滑性(平滑化)、和传递湿纸幅(湿纸幅传递)的任务；毡的基本功能是平衡这些任务。当湿纸幅经过成对的压辊之间时，湿纸幅中的湿气由于被施加的压力而移向毡， 并然后从毡的后面排放或者由造纸机器的吸收盒吸入且排放到毡系统之外。因此，透水性和在对已被所施加压力压缩的毡消除压力时恢复而不扁平化的功能(抗扁性)是毡的重要特征。从初始使用毡时开始保持这些功能的能力也是重要的。所使用的大多造纸毡是棉絮为基底的类型或棉絮成网格的类型，其中通过针刺技术使棉絮纤维幅聚结在织布(基层)上。近来，由于造纸机器的速度增大，使用棉絮成网格的类型已经变为优选的，而且，湿纸幅的平滑性和棉絮纤维的纤维抗损性已被认为是重要的性能。专利文件1提出，通过增大基层部分的比率防止毡的扁平化。增大基层部分的比率的一种方法是，将多个循环织布(由中空编织或类似方法制成)或基底织布(通过将具有开放端的基层的两端接合到一起而形成循环)和棉絮纤维层堆叠并通过针刺而缠绕结合。不过，当基层部分的比率较高时，传递到湿纸幅的基底织布痕迹增强，并存在湿纸幅平滑性恶化的情况。专利文件2是在现有技术中如何改善湿纸幅平滑性的示例。这是一种将非织布插入两个或更多个叠置织布之间的毡结构，其中纱布置为专门沿横向大致相互平行。所插入的非织布具有的功能是，避免使织布和MD纱的节部分(由于编织MD和CMD纱所致的纱起伏)对湿纸幅的平滑性造成影响。然而，存在的缺点是，由于毡的基础重量因使用这种非织布的结构而增大，因而毡的挤水能力和易安装性恶化。用于改善湿纸幅平滑性的另一现有技术的示例是专利文件3，其中提出，两种或更多种基层(织布)被堆叠在一起的毡，其中至少一种基层(织布)是通过具有特定细度的捻线和单纱编织的织布，从而使捻线在编织时变为扁平线。这种毡的特征在于，良好的湿纸幅平滑性和优良的抗扁性。引用清单
专利文献[专利文件 1] JPA, 06-280183[专利文件 2] JP A, 2003-13385[专利文件 3] JP A，2005-200819
发明内容
随着造纸机器的更高操作速度和挤压部分中通过辊压或靴压施加的更高压力 (这是由于造纸工业的生产率增加所致)，毡应用环境近年来已变得越来越严酷。结果，存在造纸毡在高压下扁平化、透水性和抗扁性或类似物减小、挤水能力显著恶化等问题。同时，已经担心的是，由于即将面对伴随造纸机器速度增加而来的棉絮纤维损耗， 因而这将对纸的质量造成影响。因此，除了前述的挤水能力、湿纸幅平滑性能和抗扁性以外，棉絮纤维抗损性也在更大程度上成为毡所需的性能。本发明的目的在于，避免前述缺点并提供一种造纸毡，其在造纸机器中具有良好的挤水能力(透水性)和针对扁平化的耐久性，并且还具有优良的湿纸幅平滑性能和纤维抗损性。通过重点研究，本发明人发明一种造纸毡，其中，基层由多种增强材料制成，增强材料包括细纱，且细纱由于与棉絮纤维层缠绕而被结合至使纱线形态消失的程度。换言之，本发明提供1、一种造纸毡，其通过以下方式制成将造纸毡的基层、设置在所述基层的湿纸幅侧上的第一棉絮纤维层和设置在所述基层的机器侧上的第二棉絮纤维层堆叠并通过针刺而缠绕结合；其中，所述基层由多种增强材料制成，邻接于所述第一棉絮纤维层的增强材料包括细纱，所述细纱由于与所述第一棉絮纤维层缠绕而被结合至纱线形态消失的程度。本发明还提供2、一种造纸毡，其通过以下方式制成将造纸毡的基层、设置在所述基层的湿纸幅侧上的第一棉絮纤维层和设置在所述基层的机器侧上的第二棉絮纤维层堆叠并通过针刺而缠绕结合；其中，所述基层由多种增强材料制成，邻接于所述第二棉絮纤维层的增强材料包括细纱，所述细纱由于与所述第二棉絮纤维层缠绕而被结合至纱线形态消失的程度。本发明进一步提供3、根据1或2所述的造纸毡，其中，所述增强材料包括细纱，且此细纱沿所述造纸毡的行进方向(机器方向)设置。本发明还提供4、根据1或2所述的造纸毡，其中，所述增强材料包括细纱，且此细纱沿所述造纸毡的侧向(机器横向，Cross Machine Direction)设置。本发明进一步提供5、根据1至4中任一项所述的造纸毡，其中，所述基层由不同或相同类型的两种或更多种编织增强材料制成。在本发明中，表述“所述细纱由于与所述棉絮纤维层缠绕而被结合至使纱线形态消失的程度”是指，细纱在沿行进方向(MD)和/或沿侧向(CMD)设置时，其缠绕结合至使其取向基本不可能通过视觉观察被看出的程度。换言之，细纱和棉絮纤维相互结合，使得棉絮纤维缠绕在细纱中，且不可能看出纱的形态。细度在例如10至50分特(dtex)范围内的相对较粗短纤维的细纱会增强与棉絮纤维缠绕的能力，并改善棉絮纤维的纤维抗损性。根据本发明，当使用松散缠绕的细纱时更容易实现上述的目的，细纱具有优选地每一米5至50次、或更优选地每一米10至30次的缠绕数量。当缠绕数量超过50次时，有关棉絮纤维的缠绕能力由于纱硬度增大而恶化。根据本发明，基层由堆叠的不同或相同类型的两种或更多种编织增强材料构成。 堆叠的增强材料优选地由作为上织布的单一编织的织布和作为下织布的单一或多种编织的织布制成。在这种情况下，下织布为所述毡提供机械强度，上织布用于湿纸幅平滑性和棉絮纤维抗损性。用于根据本发明的细纱的源材料优选地是从包括以下材料的组中选出的一种或多种材料聚酰胺，聚酯，芳香性聚酰胺，芳香性聚酯，和聚醚酮。这些材料从强度和耐久性的视角来看都是优良的。根据本发明的造纸毡的特征在于，增强材料包括细纱，细纱由于与棉絮纤维层缠绕而被结合至使纱线形态消失的程度；因此，由于棉絮纤维与细纱结合，因而纱线形态变得扁平并且不会在湿纸幅上留下痕迹，在增强材料纱相互交叉之处的交接部位(节部分)处的纱的起伏(不平整)可以减少。因此，挤水能力(透水性)和针对扁平化的耐久性良好， 湿纸幅的平滑性进一步增大。由于细纱与棉絮纤维的结合较强，因而棉絮纤维抗损性也很尚，
图1是传统通用造纸毡的截面图。图2是显示出本发明一个实施例的造纸毡的截面图。图3是显示出本发明另一实施例的造纸毡的截面图。图4是显示出本发明又一实施例的造纸毡的截面图。图5是显示出本发明再一实施例的造纸毡的截面图。附图标记10，100，110，115，120 造纸粗20，200，240，245，250 基层30，300 第一棉絮纤维层31，310 第二棉絮纤维层210:增强材料A220 增强材料B230 增强材料C50，52:MD 纱40，41，42 :CMD 纱43:CMD 纱影51 =MD 纱影
具体实施例方式将参照图1描述通常的毡。造纸毡10被形成为循环形状，并包括由织布或者类似物制成的基层20 ；通过针刺与基层20缠绕结合的第一棉絮纤维层30 (设置在基层20的湿纸幅侧上)；和第二棉絮纤维层31 (设置在基层20的机器侧上)。基层20为毡10提供机械强度。在图1中，通过编织毡行进方向(MD)纱50与毡侧向(CMD)纱40而获得的织布被用作基层20。构成普通毡的基层(织布)的纱材料(可用作MD纱50和CMD纱40)例如为单一的单丝纱、单丝捻线和多丝。关于棉絮纤维层，构成普通毡的棉絮纤维层的短纤维可例如为从包括以下材料的组中选出的一种或多种材料聚酰胺，聚酯，芳香性聚酰胺，芳香性聚酯， 和聚醚酮。如前所述的毡10用于造纸机器的挤压部分(在图中未示出)中。在造纸机器中， 毡10设置为围绕处于张力下的多个引导辊。然后，通过将高压施加于毡10以及在挤压部分(由压辊对或压辊和靴构成)中的湿纸幅上，水被挤出。毡10随压辊的旋转而行进。参照图2描述本发明的一个实施例。首先，根据本发明的造纸毡100包括基层 200 ；通过针刺与基层200缠绕结合的第一棉絮纤维层300(设置在基层200的湿纸幅侧上)；和第二棉絮纤维层310(设置在基层200的机器侧上)。通过针刺使棉絮纤维与基层 200缠绕结合而形成棉絮纤维层300、310。基层200由两种增强材料制成，即，增强材料A (210)和增强材料W220)。这些增强材料中的一种，即，增强材料A O10)，为毡100提供机械强度；不具体限制所述材料，只要能够实现足够强度即可，可使用不同类型的材料。在图2中，增强材料B(220)和与其堆叠的增强材料A(210)是不同类型的；不过，增强材料B(220)也可为相同类型，只要满足本发明的要求即可。在此，增强材料A (210)可例如为通过编织MD纱52和CMD纱42而获得的织布。也可使用通过使织布(具有窄于被生产毡的宽度并由MD纱52和CMD纱42制成)成形、将此织布卷绕为螺旋、将织布的相邻边缘部分相互接合而获得的增强材料。也可使用通过将织布(具有与被生产毡大致相等的宽度并由MD纱52和CMD纱42制成)共轴卷绕而获得的增强材料。除了由织布制成的增强材料以外，也可使用通过将MD纱52与粘接剂固定而获得的增强材料，或者使用使MD纱52和CMD纱42仅层置而不编织的增强材料。根据本发明，除了增强材料AO10)以外，还存在另一增强材料，即，增强材料 B(220)，其堆叠到增强材料A(210)的湿纸幅侧，以构成整个基层200。增强材料B(220)邻近于设置在基层200的湿纸幅侧上的第一棉絮纤维层300，MD纱51是细纱(这是本发明的特征)，而CMD纱41是用于制作普通毡的基层(织布)的纱材料。根据本发明的MD纱51结合至使纱由于与第一棉絮纤维层300缠绕而导致形状消失的程度；因此，在图2中，MD纱51显示为MD纱影(yarn ghost)；实际上，MD纱51与棉絮纤维层缠绕结合至使其无法通过视觉观察被看出的程度。图3显示出本发明的另一实施例。根据本发明的造纸毡110包括基层MO ；通过针刺与基层240缠绕结合的第一棉絮纤维层300 (设置在基层240的湿纸幅侧上)；和第二棉絮纤维层310 (设置在基层240的机器侧上)。通过针刺使棉絮纤维与基层240缠绕结合而形成棉絮纤维层300、310。
基层MO由两种增强材料制成，即，增强材料A (210)和增强材料B 020)。这些增强材料中的一种，即，增强材料A O10)，为毡110提供机械强度；不具体限制所述材料，只要能够实现足够强度即可，可使用不同类型的材料。例如，可使用与图2中的增强材料A(210) 相同的材料。在图3中，增强材料B(220)和与其堆叠的增强材料A(210)是不同类型的；不过，增强材料B(220)也可为相同类型，只要满足本发明的要求即可。根据本发明，除了增强材料AO10)以外，还存在另一增强材料，即，增强材料 B(220)，其堆叠到增强材料AO10)的机器侧，以构成整个基层M0。增强材料B(220)邻近于设置在基层MO的机器侧上的第二棉絮纤维层310，MD纱51是细纱(这是本发明的特征)，而CMD纱41是用于制作普通毡的基层(织布)的纱材料。根据本发明的MD纱51结合至使纱由于与第二棉絮纤维层310缠绕而导致形状消失的程度；因此，在图3中，MD纱51显示为MD纱影；实际上，MD纱51与棉絮纤维层缠绕结合至使其无法通过视觉观察被看出的程度。图4显示出本发明的又一实施例。根据本发明的造纸毡115包括基层M5 ；通过针刺与基层245缠绕结合的第一棉絮纤维层300 (设置在基层245的湿纸幅侧上)；和第二棉絮纤维层310 (设置在基层245的机器侧上)。通过针刺使棉絮纤维与基层245缠绕结合而形成棉絮纤维层300、310。基层M5由两种增强材料制成，即，增强材料A (210)和增强材料以230)。这些增强材料中的一种，即，增强材料A O10)，为毡115提供机械强度；不具体限制所述材料，只要能够实现足够强度即可，可使用不同类型的材料。例如，可使用与图2中的增强材料A(210) 相同的材料。在图4中，增强材料C(230)和与其堆叠的增强材料A(210)是不同类型的；不过，增强材料C(230)也可为相同类型，只要满足本发明的要求即可。根据本发明，除了增强材料AO10)以外，还存在另一增强材料，即，增强材料 C(230)，其堆叠到增强材料A(210)的湿纸幅侧，以构成整个基层对5。增强材料C(230)邻近于设置在基层M5的湿纸幅侧上的第一棉絮纤维层300，CMD纱43是细纱(这是本发明的特征)，而MD纱53是用于制作普通毡的基层(织布)的纱材料。根据本发明的CMD纱43结合至使纱由于与第一棉絮纤维层300缠绕而导致形状消失的程度；因此，在图4中，CMD纱43显示为CMD纱影；实际上，CMD纱43与棉絮纤维层缠绕结合至使其无法通过视觉观察被看出的程度。图5显示出本发明的再一实施例。根据本发明的造纸毡120包括基层250 ；通过针刺与基层250缠绕结合的第一棉絮纤维层300 (设置在基层250的湿纸幅侧上)；和第二棉絮纤维层310 (设置在基层250的机器侧上)。通过针刺使棉絮纤维与基层250缠绕结合而形成棉絮纤维层300、310。基层250由两种增强材料制成，即，增强材料B (220)和增强材料以230)。这些增强材料中的一种，即，增强材料W220)，邻近于设置在基层250的机器侧上的第二棉絮纤维层310，MD纱51是细纱(这是本发明的特征)，而CMD纱41是用于制作普通毡的基层(织布)的纱材料。根据本发明的MD纱51结合至使纱由于与第二棉絮纤维层310缠绕而导致形状消失的程度；因此，在图5中，MD纱51显示为MD纱影；实际上，MD纱51与棉絮纤维层缠绕结合至使其无法通过视觉观察被看出的程度。根据本发明，除了增强材料B(220)以外，还存在另一增强材料，即，增强材料C(230)，其堆叠到增强材料B(220)的湿纸幅侧，以构成整个基层250。增强材料C(230)邻近于设置在基层250的湿纸幅侧上的第一棉絮纤维层300，CMD纱43是细纱(这是本发明的特征)，而MD纱53是用于制作普通毡的基层(织布)的纱材料。根据本发明的CMD纱43结合至使纱由于与第一棉絮纤维层300缠绕而导致形状消失的程度；因此，在图5中，CMD纱43显示为CMD纱影；实际上，CMD纱43与棉絮纤维层缠绕结合至使其无法通过视觉观察被看出的程度。在图5中，细纱(这是本发明的特征)用于增强材料B(220)和增强材料A(230) 中；不过，增强材料B(220)中的CMD纱41是普通的纱材料；因此，沿机器横向(CMD)可实现
足够强度。而且，增强材料C (230)中的MD纱53是普通的纱材料；因此，沿机器方向(MD)可实现足够强度。结果，基层250被构造为使得沿机器方向(MD)和机器横向(CMD)可实现足
够强度。实施例在下文中，将描述本发明的具体实施例。在实施例1至3和对照实施例1中，增强材料A(210)和一种额外增强材料堆叠在一起以构成整个基层；增强材料A(210)具有以下构成增强材料A O10)的构成(1) MD 纱 52 和 CMD 纱 42以下捻线对于MD纱52和CMD纱42而言都是同样的。(2)缠绕条件“3/2/330” (其中的各值分别表示“实现最终缠绕的初始缠绕丝线的数量/实现初始缠绕的单一丝线的数量/单纱细度=分特”) (3)初始缠绕S方向，200次/m(4)最终缠绕Z方向，130次/m(5)编织通过 MD 纱 52 (40rows/5cm)和 CMD 纱 42 (34rows/5cm)编织 3/1 中空单一织布。实施例1如图2中所示，毡100通过将第一棉絮纤维层300和第二棉絮纤维层310堆叠到基层200上而制造，其中基层200通过将下述增强材料B (220)堆叠到增强材料A (210)的湿纸幅侧而制成。作为棉絮层，第一棉絮纤维层300(具有300g/m2的定量)和第二棉絮纤维层310 (具有100g/m2的定量)与基层200堆叠并通过针刺而缠绕结合。增强材料B (220)的构成(I)MD纱51 使用下述细纱(a)细纱细度为40分特的尼龙6短纤维细纱(b)缠绕的数量沿Z方向缠绕，10次/m(2) CMD纱41 细度为500分特的尼龙6单一单丝纱(3)编织通过MD纱51 (30行/5cm)和CMD纱41 (40行/5cm)编织1/1中空单一织布。实施例2制造的毡具有与实施例1中相同的结构，差别在于，通过将增强材料B(220)堆叠到增强材料AQ10)的机器侧而形成基层M0。实施例3制造的毡具有与实施例1中相同的结构，差别在于，通过将增强材料B(220)替代为下述增强材料C(230)而形成基层M5。增强材料以230)的构成(I)MD纱53 细度为500分特的尼龙6单一单丝纱(2) CMD纱43 使用下述细纱(a)细纱细度为10分特的尼龙6短纤维(b)缠绕的数量沿Z方向缠绕，40次/m(3)编织通过MD纱53 (40行/5cm)和CMD纱43 (34行/5cm)编织1/1中空单一织布。实施例4制造的毡具有与实施例3中相同的结构，差别在于，通过将增强材料A(210)替代为增强材料B(220)而形成基层250。对照实施例1制造的毡具有与实施例1中相同的结构，差别在于，通过将下述增强材料D堆叠到增强材料A(210)的湿纸幅侧而形成对照实施例的基层。增强材料D的构成(I)MD纱细度为500分特的尼龙6单一单丝纱(2) CMD纱使用下述缠绕纱(a)缠绕条件“2/2/220” (其中的各值分别表示“实现最终缠绕的初始缠绕丝线的数量/实现初始缠绕的单一丝线的数量/单纱细度=分特”)(b)初始缠绕S方向，250次/m(c)最终缠绕Z方向，160次/m(3)编织通过MD纱(40行/5cm)和CMD纱(34行/5cm)编织1/1中空单一织布。根据实施例1至4和对照实施例1制造的造纸毡的抗扁性(压缩疲劳性能)、湿纸幅平滑性和纤维抗损性根据以下方法评估。(1)抗扁性(压缩疲劳性能)通过疲劳测试机器(由Shimadzu公司制造的伺服脉冲压缩测试机器)，将 1500kN/cm2的IOHz脉冲载荷施加于造纸毡测试样本200，000次，通过在测试之后和之前的毡密度之比评估抗扁性。较低的值指示出更好的抗扁性。高速-高压类型的造纸机器要求具有1.5或更小的抗扁性。(2)湿纸幅平滑性预规格压敏纸被置于造纸毡测试样本(在湿纸幅表面侧上)上，施加以lOOkN/cm2 的压力，通过视觉观察传递到压敏纸的毡表面不平整度而评估湿纸幅的平滑性。这样，可以检验由基层湿纸幅侧表面产生的痕迹(纱线形态和节部分的不平整度)。(3)纤维抗损性通过利用根据JIS 1023-1992的TABER摩擦测试机测量测试样本的纤维损耗量而评估造纸毡的纤维抗损性。盘形样本被置于TABER摩擦测试机中的旋转转盘上，进一步使具有大耐磨性的旋转辊与样本顶部接触，然后测量毡的棉絮纤维损耗量。通过这种测试机， 在Ikg轮旋转3000次之后，测量出纤维损耗量(mg)。样本的湿纸幅侧表面和机器侧表面均被测量，并使用其平均值。根据所述实施例和对照实施例的造纸毡的评估显示在表中。表权利要求
1.一种造纸毡，其通过以下方式制成将造纸毡的基层、设置在所述基层的湿纸幅侧上的第一棉絮纤维层和设置在所述基层的机器侧上的第二棉絮纤维层堆叠并通过针刺而缠绕结合；其中，所述基层由多种增强材料制成，邻接于所述第一棉絮纤维层的增强材料包括细纱，所述细纱由于与所述第一棉絮纤维层缠绕而被结合至纱线形态消失的程度。
2.一种造纸毡，其通过以下方式制成将造纸毡的基层、设置在所述基层的湿纸幅侧上的第一棉絮纤维层和设置在所述基层的机器侧上的第二棉絮纤维层堆叠并通过针刺而缠绕结合；其中，所述基层由多种增强材料制成，邻接于所述第二棉絮纤维层的增强材料包括细纱，所述细纱由于与所述第二棉絮纤维层缠绕而被结合至纱线形态消失的程度。
3.根据权利要求1或2所述的造纸毡，其中，所述增强材料包括细纱，且所述细纱沿所述造纸毡的行进方向(机器方向)设置。
4.根据权利要求1或2所述的造纸毡，其中，所述增强材料包括细纱，且所述细纱沿所述造纸毡的侧向(机器横向)设置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的造纸毡，其中，所述基层由不同或相同类型的两种或更多种编织增强材料制成。
全文摘要
本发明的目的在于，提供一种造纸毡，其在造纸机器中具有良好的挤水能力(透水性)和针对扁平化的耐久性，并且还具有优良的湿纸幅平滑性能和纤维抗损性。这种造纸毡通过以下方式制成将基层(200)、设置在基层的湿纸幅侧上的第一棉絮纤维层(300)和设置在基层的机器侧上的第二棉絮纤维层(310)堆叠并通过针刺而缠绕结合；其中，基层(200)通过多种增强材料制成，增强材料包括细纱(51)，且细纱(51)由于与棉絮纤维层缠绕而被结合至纱线形态消失的程度。
文档编号D21F7/08GK102333919SQ20108000910
公开日2012年1月25日 申请日期2010年2月25日 优先权日2009年2月26日
发明者小林靖彦, 石井啓文 申请人:市川株式会社