專利名稱：造紙氈的制作方法
技術領域：
本發明涉及造紙機器中使用的造紙氈(在下文中也被簡單地稱為“氈”)。更具體地，本發明涉及一種造紙氈，用于從被壓在造紙機器擠壓部分中的濕紙片中擠出濕氣。本發明的目的在于，提供一種造紙氈，其具有良好的擠水能力和濕紙幅平滑性能， 而且還具有優良的棉絮纖維抗損性；更具體地涉及一種造紙氈，其適于造紙機器高速行進， 并具有良好的濕紙幅平滑性能。
背景技術：
大致而言，造紙機器的造紙過程包括三個部分，分別關于成形、擠壓和干燥，在此過程中連續去除濕氣。在每個部分中，使用對應于脫水功能的造紙設備。在擠壓部分中，使用造紙氈。傳統上，造紙氈執行從濕紙幅中擠水(脫水)、增大濕紙幅的平滑性(平滑化)、和傳遞濕紙幅(濕紙幅傳遞)的任務；氈的基本功能是平衡這些任務。當濕紙幅經過成對的壓輥之間時，濕紙幅中的濕氣由于被施加的壓力而移向氈， 并然后從氈的后面排放或者由造紙機器的吸收盒吸入且排放到氈系統之外。因此，透水性和在對已被所施加壓力壓縮的氈消除壓力時恢復而不扁平化的功能(抗扁性)是氈的重要特征。從初始使用氈時開始保持這些功能的能力也是重要的。所使用的大多造紙氈是棉絮為基底的類型或棉絮成網格的類型，其中通過針刺技術使棉絮纖維幅聚結在織布(基層)上。近來，由于造紙機器的速度增大，使用棉絮成網格的類型已經變為優選的，而且，濕紙幅的平滑性和棉絮纖維的纖維抗損性已被認為是重要的性能。專利文件1提出，通過增大基層部分的比率防止氈的扁平化。增大基層部分的比率的一種方法是，將多個循環織布(由中空編織或類似方法制成)或基底織布(通過將具有開放端的基層的兩端接合到一起而形成循環)和棉絮纖維層堆疊并通過針刺而纏繞結合。不過，當基層部分的比率較高時，傳遞到濕紙幅的基底織布痕跡增強，并存在濕紙幅平滑性惡化的情況。專利文件2是在現有技術中如何改善濕紙幅平滑性的示例。這是一種將非織布插入兩個或更多個疊置織布之間的氈結構，其中紗布置為專門沿橫向大致相互平行。所插入的非織布具有的功能是，避免使織布和MD紗的節部分(由于編織MD和CMD紗所致的紗起伏)對濕紙幅的平滑性造成影響。然而，存在的缺點是，由于氈的基礎重量因使用這種非織布的結構而增大，因而氈的擠水能力和易安裝性惡化。用于改善濕紙幅平滑性的另一現有技術的示例是專利文件3，其中提出，兩種或更多種基層(織布)被堆疊在一起的氈，其中至少一種基層(織布)是通過具有特定細度的捻線和單紗編織的織布，從而使捻線在編織時變為扁平線。這種氈的特征在于，良好的濕紙幅平滑性和優良的抗扁性。引用清單
專利文獻[專利文件 1] JPA, 06-280183[專利文件 2] JP A, 2003-13385[專利文件 3] JP A，2005-200819
發明內容
隨著造紙機器的更高操作速度和擠壓部分中通過輥壓或靴壓施加的更高壓力 (這是由于造紙工業的生產率增加所致)，氈應用環境近年來已變得越來越嚴酷。結果，存在造紙氈在高壓下扁平化、透水性和抗扁性或類似物減小、擠水能力顯著惡化等問題。同時，已經擔心的是，由于即將面對伴隨造紙機器速度增加而來的棉絮纖維損耗， 因而這將對紙的質量造成影響。因此，除了前述的擠水能力、濕紙幅平滑性能和抗扁性以外，棉絮纖維抗損性也在更大程度上成為氈所需的性能。本發明的目的在于，避免前述缺點并提供一種造紙氈，其在造紙機器中具有良好的擠水能力(透水性)和針對扁平化的耐久性，并且還具有優良的濕紙幅平滑性能和纖維抗損性。通過重點研究，本發明人發明一種造紙氈，其中，基層由多種增強材料制成，增強材料包括細紗，且細紗由于與棉絮纖維層纏繞而被結合至使紗線形態消失的程度。換言之，本發明提供1、一種造紙氈，其通過以下方式制成將造紙氈的基層、設置在所述基層的濕紙幅側上的第一棉絮纖維層和設置在所述基層的機器側上的第二棉絮纖維層堆疊并通過針刺而纏繞結合；其中，所述基層由多種增強材料制成，鄰接于所述第一棉絮纖維層的增強材料包括細紗，所述細紗由于與所述第一棉絮纖維層纏繞而被結合至紗線形態消失的程度。本發明還提供2、一種造紙氈，其通過以下方式制成將造紙氈的基層、設置在所述基層的濕紙幅側上的第一棉絮纖維層和設置在所述基層的機器側上的第二棉絮纖維層堆疊并通過針刺而纏繞結合；其中，所述基層由多種增強材料制成，鄰接于所述第二棉絮纖維層的增強材料包括細紗，所述細紗由于與所述第二棉絮纖維層纏繞而被結合至紗線形態消失的程度。本發明進一步提供3、根據1或2所述的造紙氈，其中，所述增強材料包括細紗，且此細紗沿所述造紙氈的行進方向(機器方向)設置。本發明還提供4、根據1或2所述的造紙氈，其中，所述增強材料包括細紗，且此細紗沿所述造紙氈的側向(機器橫向，Cross Machine Direction)設置。本發明進一步提供5、根據1至4中任一項所述的造紙氈，其中，所述基層由不同或相同類型的兩種或更多種編織增強材料制成。在本發明中，表述“所述細紗由于與所述棉絮纖維層纏繞而被結合至使紗線形態消失的程度”是指，細紗在沿行進方向(MD)和/或沿側向(CMD)設置時，其纏繞結合至使其取向基本不可能通過視覺觀察被看出的程度。換言之，細紗和棉絮纖維相互結合，使得棉絮纖維纏繞在細紗中，且不可能看出紗的形態。細度在例如10至50分特(dtex)范圍內的相對較粗短纖維的細紗會增強與棉絮纖維纏繞的能力，并改善棉絮纖維的纖維抗損性。根據本發明，當使用松散纏繞的細紗時更容易實現上述的目的，細紗具有優選地每一米5至50次、或更優選地每一米10至30次的纏繞數量。當纏繞數量超過50次時，有關棉絮纖維的纏繞能力由于紗硬度增大而惡化。根據本發明，基層由堆疊的不同或相同類型的兩種或更多種編織增強材料構成。 堆疊的增強材料優選地由作為上織布的單一編織的織布和作為下織布的單一或多種編織的織布制成。在這種情況下，下織布為所述氈提供機械強度，上織布用于濕紙幅平滑性和棉絮纖維抗損性。用于根據本發明的細紗的源材料優選地是從包括以下材料的組中選出的一種或多種材料聚酰胺，聚酯，芳香性聚酰胺，芳香性聚酯，和聚醚酮。這些材料從強度和耐久性的視角來看都是優良的。根據本發明的造紙氈的特征在于，增強材料包括細紗，細紗由于與棉絮纖維層纏繞而被結合至使紗線形態消失的程度；因此，由于棉絮纖維與細紗結合，因而紗線形態變得扁平并且不會在濕紙幅上留下痕跡，在增強材料紗相互交叉之處的交接部位(節部分)處的紗的起伏(不平整)可以減少。因此，擠水能力(透水性)和針對扁平化的耐久性良好， 濕紙幅的平滑性進一步增大。由于細紗與棉絮纖維的結合較強，因而棉絮纖維抗損性也很尚，
圖1是傳統通用造紙氈的截面圖。圖2是顯示出本發明一個實施例的造紙氈的截面圖。圖3是顯示出本發明另一實施例的造紙氈的截面圖。圖4是顯示出本發明又一實施例的造紙氈的截面圖。圖5是顯示出本發明再一實施例的造紙氈的截面圖。附圖標記10，100，110，115，120 造紙粗20，200，240，245，250 基層30，300 第一棉絮纖維層31，310 第二棉絮纖維層210:增強材料A220 增強材料B230 增強材料C50，52:MD 紗40，41，42 :CMD 紗43:CMD 紗影51 =MD 紗影
具體實施例方式將參照圖1描述通常的氈。造紙氈10被形成為循環形狀，并包括由織布或者類似物制成的基層20 ；通過針刺與基層20纏繞結合的第一棉絮纖維層30 (設置在基層20的濕紙幅側上)；和第二棉絮纖維層31 (設置在基層20的機器側上)。基層20為氈10提供機械強度。在圖1中，通過編織氈行進方向(MD)紗50與氈側向(CMD)紗40而獲得的織布被用作基層20。構成普通氈的基層(織布)的紗材料(可用作MD紗50和CMD紗40)例如為單一的單絲紗、單絲捻線和多絲。關于棉絮纖維層，構成普通氈的棉絮纖維層的短纖維可例如為從包括以下材料的組中選出的一種或多種材料聚酰胺，聚酯，芳香性聚酰胺，芳香性聚酯， 和聚醚酮。如前所述的氈10用于造紙機器的擠壓部分(在圖中未示出)中。在造紙機器中， 氈10設置為圍繞處于張力下的多個引導輥。然后，通過將高壓施加于氈10以及在擠壓部分(由壓輥對或壓輥和靴構成)中的濕紙幅上，水被擠出。氈10隨壓輥的旋轉而行進。參照圖2描述本發明的一個實施例。首先，根據本發明的造紙氈100包括基層 200 ；通過針刺與基層200纏繞結合的第一棉絮纖維層300(設置在基層200的濕紙幅側上)；和第二棉絮纖維層310(設置在基層200的機器側上)。通過針刺使棉絮纖維與基層 200纏繞結合而形成棉絮纖維層300、310。基層200由兩種增強材料制成，即，增強材料A (210)和增強材料W220)。這些增強材料中的一種，即，增強材料A O10)，為氈100提供機械強度；不具體限制所述材料，只要能夠實現足夠強度即可，可使用不同類型的材料。在圖2中，增強材料B(220)和與其堆疊的增強材料A(210)是不同類型的；不過，增強材料B(220)也可為相同類型，只要滿足本發明的要求即可。在此，增強材料A (210)可例如為通過編織MD紗52和CMD紗42而獲得的織布。也可使用通過使織布(具有窄于被生產氈的寬度并由MD紗52和CMD紗42制成)成形、將此織布卷繞為螺旋、將織布的相鄰邊緣部分相互接合而獲得的增強材料。也可使用通過將織布(具有與被生產氈大致相等的寬度并由MD紗52和CMD紗42制成)共軸卷繞而獲得的增強材料。除了由織布制成的增強材料以外，也可使用通過將MD紗52與粘接劑固定而獲得的增強材料，或者使用使MD紗52和CMD紗42僅層置而不編織的增強材料。根據本發明，除了增強材料AO10)以外，還存在另一增強材料，即，增強材料 B(220)，其堆疊到增強材料A(210)的濕紙幅側，以構成整個基層200。增強材料B(220)鄰近于設置在基層200的濕紙幅側上的第一棉絮纖維層300，MD紗51是細紗(這是本發明的特征)，而CMD紗41是用于制作普通氈的基層(織布)的紗材料。根據本發明的MD紗51結合至使紗由于與第一棉絮纖維層300纏繞而導致形狀消失的程度；因此，在圖2中，MD紗51顯示為MD紗影(yarn ghost)；實際上，MD紗51與棉絮纖維層纏繞結合至使其無法通過視覺觀察被看出的程度。圖3顯示出本發明的另一實施例。根據本發明的造紙氈110包括基層MO ；通過針刺與基層240纏繞結合的第一棉絮纖維層300 (設置在基層240的濕紙幅側上)；和第二棉絮纖維層310 (設置在基層240的機器側上)。通過針刺使棉絮纖維與基層240纏繞結合而形成棉絮纖維層300、310。
基層MO由兩種增強材料制成，即，增強材料A (210)和增強材料B 020)。這些增強材料中的一種，即，增強材料A O10)，為氈110提供機械強度；不具體限制所述材料，只要能夠實現足夠強度即可，可使用不同類型的材料。例如，可使用與圖2中的增強材料A(210) 相同的材料。在圖3中，增強材料B(220)和與其堆疊的增強材料A(210)是不同類型的；不過，增強材料B(220)也可為相同類型，只要滿足本發明的要求即可。根據本發明，除了增強材料AO10)以外，還存在另一增強材料，即，增強材料 B(220)，其堆疊到增強材料AO10)的機器側，以構成整個基層M0。增強材料B(220)鄰近于設置在基層MO的機器側上的第二棉絮纖維層310，MD紗51是細紗(這是本發明的特征)，而CMD紗41是用于制作普通氈的基層(織布)的紗材料。根據本發明的MD紗51結合至使紗由于與第二棉絮纖維層310纏繞而導致形狀消失的程度；因此，在圖3中，MD紗51顯示為MD紗影；實際上，MD紗51與棉絮纖維層纏繞結合至使其無法通過視覺觀察被看出的程度。圖4顯示出本發明的又一實施例。根據本發明的造紙氈115包括基層M5 ；通過針刺與基層245纏繞結合的第一棉絮纖維層300 (設置在基層245的濕紙幅側上)；和第二棉絮纖維層310 (設置在基層245的機器側上)。通過針刺使棉絮纖維與基層245纏繞結合而形成棉絮纖維層300、310。基層M5由兩種增強材料制成，即，增強材料A (210)和增強材料以230)。這些增強材料中的一種，即，增強材料A O10)，為氈115提供機械強度；不具體限制所述材料，只要能夠實現足夠強度即可，可使用不同類型的材料。例如，可使用與圖2中的增強材料A(210) 相同的材料。在圖4中，增強材料C(230)和與其堆疊的增強材料A(210)是不同類型的；不過，增強材料C(230)也可為相同類型，只要滿足本發明的要求即可。根據本發明，除了增強材料AO10)以外，還存在另一增強材料，即，增強材料 C(230)，其堆疊到增強材料A(210)的濕紙幅側，以構成整個基層對5。增強材料C(230)鄰近于設置在基層M5的濕紙幅側上的第一棉絮纖維層300，CMD紗43是細紗(這是本發明的特征)，而MD紗53是用于制作普通氈的基層(織布)的紗材料。根據本發明的CMD紗43結合至使紗由于與第一棉絮纖維層300纏繞而導致形狀消失的程度；因此，在圖4中，CMD紗43顯示為CMD紗影；實際上，CMD紗43與棉絮纖維層纏繞結合至使其無法通過視覺觀察被看出的程度。圖5顯示出本發明的再一實施例。根據本發明的造紙氈120包括基層250 ；通過針刺與基層250纏繞結合的第一棉絮纖維層300 (設置在基層250的濕紙幅側上)；和第二棉絮纖維層310 (設置在基層250的機器側上)。通過針刺使棉絮纖維與基層250纏繞結合而形成棉絮纖維層300、310。基層250由兩種增強材料制成，即，增強材料B (220)和增強材料以230)。這些增強材料中的一種，即，增強材料W220)，鄰近于設置在基層250的機器側上的第二棉絮纖維層310，MD紗51是細紗(這是本發明的特征)，而CMD紗41是用于制作普通氈的基層(織布)的紗材料。根據本發明的MD紗51結合至使紗由于與第二棉絮纖維層310纏繞而導致形狀消失的程度；因此，在圖5中，MD紗51顯示為MD紗影；實際上，MD紗51與棉絮纖維層纏繞結合至使其無法通過視覺觀察被看出的程度。根據本發明，除了增強材料B(220)以外，還存在另一增強材料，即，增強材料C(230)，其堆疊到增強材料B(220)的濕紙幅側，以構成整個基層250。增強材料C(230)鄰近于設置在基層250的濕紙幅側上的第一棉絮纖維層300，CMD紗43是細紗(這是本發明的特征)，而MD紗53是用于制作普通氈的基層(織布)的紗材料。根據本發明的CMD紗43結合至使紗由于與第一棉絮纖維層300纏繞而導致形狀消失的程度；因此，在圖5中，CMD紗43顯示為CMD紗影；實際上，CMD紗43與棉絮纖維層纏繞結合至使其無法通過視覺觀察被看出的程度。在圖5中，細紗(這是本發明的特征)用于增強材料B(220)和增強材料A(230) 中；不過，增強材料B(220)中的CMD紗41是普通的紗材料；因此，沿機器橫向(CMD)可實現
足夠強度。而且，增強材料C (230)中的MD紗53是普通的紗材料；因此，沿機器方向(MD)可實現足夠強度。結果，基層250被構造為使得沿機器方向(MD)和機器橫向(CMD)可實現足
夠強度。實施例在下文中，將描述本發明的具體實施例。在實施例1至3和對照實施例1中，增強材料A(210)和一種額外增強材料堆疊在一起以構成整個基層；增強材料A(210)具有以下構成增強材料A O10)的構成(1) MD 紗 52 和 CMD 紗 42以下捻線對于MD紗52和CMD紗42而言都是同樣的。(2)纏繞條件“3/2/330” (其中的各值分別表示“實現最終纏繞的初始纏繞絲線的數量/實現初始纏繞的單一絲線的數量/單紗細度=分特”) (3)初始纏繞S方向，200次/m(4)最終纏繞Z方向，130次/m(5)編織通過 MD 紗 52 (40rows/5cm)和 CMD 紗 42 (34rows/5cm)編織 3/1 中空單一織布。實施例1如圖2中所示，氈100通過將第一棉絮纖維層300和第二棉絮纖維層310堆疊到基層200上而制造，其中基層200通過將下述增強材料B (220)堆疊到增強材料A (210)的濕紙幅側而制成。作為棉絮層，第一棉絮纖維層300(具有300g/m2的定量)和第二棉絮纖維層310 (具有100g/m2的定量)與基層200堆疊并通過針刺而纏繞結合。增強材料B (220)的構成(I)MD紗51 使用下述細紗(a)細紗細度為40分特的尼龍6短纖維細紗(b)纏繞的數量沿Z方向纏繞，10次/m(2) CMD紗41 細度為500分特的尼龍6單一單絲紗(3)編織通過MD紗51 (30行/5cm)和CMD紗41 (40行/5cm)編織1/1中空單一織布。實施例2制造的氈具有與實施例1中相同的結構，差別在于，通過將增強材料B(220)堆疊到增強材料AQ10)的機器側而形成基層M0。實施例3制造的氈具有與實施例1中相同的結構，差別在于，通過將增強材料B(220)替代為下述增強材料C(230)而形成基層M5。增強材料以230)的構成(I)MD紗53 細度為500分特的尼龍6單一單絲紗(2) CMD紗43 使用下述細紗(a)細紗細度為10分特的尼龍6短纖維(b)纏繞的數量沿Z方向纏繞，40次/m(3)編織通過MD紗53 (40行/5cm)和CMD紗43 (34行/5cm)編織1/1中空單一織布。實施例4制造的氈具有與實施例3中相同的結構，差別在于，通過將增強材料A(210)替代為增強材料B(220)而形成基層250。對照實施例1制造的氈具有與實施例1中相同的結構，差別在于，通過將下述增強材料D堆疊到增強材料A(210)的濕紙幅側而形成對照實施例的基層。增強材料D的構成(I)MD紗細度為500分特的尼龍6單一單絲紗(2) CMD紗使用下述纏繞紗(a)纏繞條件“2/2/220” (其中的各值分別表示“實現最終纏繞的初始纏繞絲線的數量/實現初始纏繞的單一絲線的數量/單紗細度=分特”)(b)初始纏繞S方向，250次/m(c)最終纏繞Z方向，160次/m(3)編織通過MD紗(40行/5cm)和CMD紗(34行/5cm)編織1/1中空單一織布。根據實施例1至4和對照實施例1制造的造紙氈的抗扁性(壓縮疲勞性能)、濕紙幅平滑性和纖維抗損性根據以下方法評估。(1)抗扁性(壓縮疲勞性能)通過疲勞測試機器(由Shimadzu公司制造的伺服脈沖壓縮測試機器)，將 1500kN/cm2的IOHz脈沖載荷施加于造紙氈測試樣本200，000次，通過在測試之后和之前的氈密度之比評估抗扁性。較低的值指示出更好的抗扁性。高速-高壓類型的造紙機器要求具有1.5或更小的抗扁性。(2)濕紙幅平滑性預規格壓敏紙被置于造紙氈測試樣本(在濕紙幅表面側上)上，施加以lOOkN/cm2 的壓力，通過視覺觀察傳遞到壓敏紙的氈表面不平整度而評估濕紙幅的平滑性。這樣，可以檢驗由基層濕紙幅側表面產生的痕跡(紗線形態和節部分的不平整度)。(3)纖維抗損性通過利用根據JIS 1023-1992的TABER摩擦測試機測量測試樣本的纖維損耗量而評估造紙氈的纖維抗損性。盤形樣本被置于TABER摩擦測試機中的旋轉轉盤上，進一步使具有大耐磨性的旋轉輥與樣本頂部接觸，然后測量氈的棉絮纖維損耗量。通過這種測試機， 在Ikg輪旋轉3000次之后，測量出纖維損耗量(mg)。樣本的濕紙幅側表面和機器側表面均被測量，并使用其平均值。根據所述實施例和對照實施例的造紙氈的評估顯示在表中。表權利要求
1.一種造紙氈，其通過以下方式制成將造紙氈的基層、設置在所述基層的濕紙幅側上的第一棉絮纖維層和設置在所述基層的機器側上的第二棉絮纖維層堆疊并通過針刺而纏繞結合；其中，所述基層由多種增強材料制成，鄰接于所述第一棉絮纖維層的增強材料包括細紗，所述細紗由于與所述第一棉絮纖維層纏繞而被結合至紗線形態消失的程度。
2.一種造紙氈，其通過以下方式制成將造紙氈的基層、設置在所述基層的濕紙幅側上的第一棉絮纖維層和設置在所述基層的機器側上的第二棉絮纖維層堆疊并通過針刺而纏繞結合；其中，所述基層由多種增強材料制成，鄰接于所述第二棉絮纖維層的增強材料包括細紗，所述細紗由于與所述第二棉絮纖維層纏繞而被結合至紗線形態消失的程度。
3.根據權利要求1或2所述的造紙氈，其中，所述增強材料包括細紗，且所述細紗沿所述造紙氈的行進方向(機器方向)設置。
4.根據權利要求1或2所述的造紙氈，其中，所述增強材料包括細紗，且所述細紗沿所述造紙氈的側向(機器橫向)設置。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的造紙氈，其中，所述基層由不同或相同類型的兩種或更多種編織增強材料制成。
全文摘要
本發明的目的在于，提供一種造紙氈，其在造紙機器中具有良好的擠水能力(透水性)和針對扁平化的耐久性，并且還具有優良的濕紙幅平滑性能和纖維抗損性。這種造紙氈通過以下方式制成將基層(200)、設置在基層的濕紙幅側上的第一棉絮纖維層(300)和設置在基層的機器側上的第二棉絮纖維層(310)堆疊并通過針刺而纏繞結合；其中，基層(200)通過多種增強材料制成，增強材料包括細紗(51)，且細紗(51)由于與棉絮纖維層纏繞而被結合至紗線形態消失的程度。
文檔編號D21F7/08GK102333919SQ20108000910
公開日2012年1月25日 申請日期2010年2月25日 優先權日2009年2月26日
發明者小林靖彥, 石井啓文 申請人:市川株式會社