CN101018907A - 用在造纸机中的织物结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柔软且多孔的织物结构，它包括用在造纸机中的支撑结构(1)和涂料。涂料(2)被单独地设置在预定位置处的支撑结构(1)的表面上，从而涂料(2)基本上不改变支撑结构(1)的渗透性能。本发明还涉及用于制造织物结构的方法。

Description

用在造纸机中的织物结构及其制造方法
本发明涉及一种柔软且多孔的织物结构，它包括用在造纸机中的支撑结构和涂料。本发明还涉及用于制造用在造纸机中的柔软且多孔的织物结构的制造方法。
柔软且多孔的织物结构用在造纸机的不同部分，例如湿部、压榨部和干燥部。
近些年来，造纸机速度得以增加。20年来，造纸机的设计速度已经加倍，并且大体上≥2000m/min。目前，造纸机的实际最大驱动速度≥1800m/min。这些高速造纸机需要新性能的织物结构，例如用在造纸机中的湿网。湿网的最重要的性质之一是它的稳定性。湿网的稳定性与它的尺寸稳定性有关。稳定性差的例子有：在张紧过程中湿网大幅度变窄，或者说如果造纸机的辊子没有完全对齐，湿网将运行偏斜。第二个重要性质是湿网的厚度。高速造纸机需要比别的更薄的湿网。随着造纸机速度的增加，可从纸幅中脱除的水量也将增加，也就是说，即使在高速条件下，造纸机织物的脱水能力必须足够强。薄湿网比厚湿网的脱水能力更强。织物需要兼顾薄而稳定这一事实导致产生矛盾。
人们提出了各种方案以解决上述问题。现有技术方案的例子是与湿网有关的SSB结构。SSB源自术语“薄片支撑结合(下文称SSB)”，它与具有两个独立层的结构有关，这两个独立层用接结线结合在一起，接结线也参与形成纸侧表面。换句话说，接结线既充当接结线，还充当支撑纤维的纱线。例如，这项技术在美国专利4501303、5967195和5826627中作了描述。SSB结构提供了造纸机所需的稳定性，但织物结构的厚度也产生了问题，从而导致大的储水空间。如美国专利6123116/和6179013所述，通过使纱线更细，可使SSB结构更薄，从而可以使储水空间减小。然而，这又恢复了最初的问题，即稳定性差。
现有技术方案的另一个例子是使用各种涂层。长期以来，不同的涂层一直运用在湿网上。然而，它们仅仅用于特定的目的，换句话说，它们在湿网上提供防污表面，但湿网的其他性质保持不变。例如在美国专利5207873中，涂布剂是主要由以下聚合物组成的溶液：特氟隆、尿烷和聚丙烯酰胺。涂布剂在湿网的纱线上提供防污表面。
本发明的目的在于提供一种用在造纸机中的织物结构和一种用于制造用在造纸机中的织物结构的制造方法，它们消除了现有技术的缺陷。这由本发明的织物结构和方法实现。本发明的织物结构的特征在于涂料被单独设置在预定位置处的支撑结构的表面上，从而涂料基本上不改变支撑结构的渗透性能，并且涂料被设置成在形成支撑结构的元件之间形成桥梁。接下来，本发明的方法的特征在于涂料被单独设置在所需位置处的支撑结构的表面上，从而支撑结构的渗透性能基本保持不变，并且涂料在形成支撑结构的元件之间形成桥梁。这意味着在涂覆之后，支撑结构仍可用于最初的目的。例如，如果支撑结构被设计成湿网，那么它的透气性能仅有少量改变，并且它仍然可以用作湿网。
综上所述，本发明具有如下优点：即它提供了非常稳定且耐磨的织物结构。本发明还具有其他优点：关于此优点，即涂层被提供在织物结构的纸侧或磨损侧上的所需位置处。涂层可以形成在支撑结构的纸侧或磨损侧或者两侧上。涂层可以只位于支撑结构的边缘区域上，或者边缘区域可以留下，不做任何涂覆。支撑结构的边缘区域上的涂层可以是不同厚度或者不同图案的带。本发明的涂料没有渗透入支撑结构，以阻塞该结构，因此支撑结构的脱水能力基本上不因涂料而下降。
下面将借助附图中所描述的实施例更详细地介绍本发明，在附图中：
图1显示了未涂覆的支撑结构；
图2显示了根据本发明的涂覆的支撑结构；
图3是图表，比较了未涂覆的支撑结构和根据本发明的涂覆的支撑结构的稳定性。
图1显示了未涂覆的支撑结构1。图1中的例子从磨损侧显示了造纸机的湿网。在本发明中，例如，根据图1的湿网织物可以充当支撑结构1。然而，本发明显然决非被限制到图1的支撑结构，支撑结构也可以是如下所述的其他类型。
图2显示了本发明的柔软且多孔的织物结构，它包括支撑结构1和涂料2。涂料2可以由例如聚合物、金属、复合金属、陶瓷或者它们的混合物制成。支撑结构1可以是编织的、针织的、缠绕的或者无纺结构，经编织物，缝编织物，或者有孔薄膜。图中的结构优选用静电涂覆法或者热涂覆法涂覆支撑结构1形成。
图2显示了涂料2是如何被附着到纱线的表面上并在纱线之间形成粘合的。图2清楚地显示了涂料2没有渗透入支撑结构1而堵塞该结构，因此支撑结构的渗透性能基本保持不变，也就是说，例如脱水能力基本上没有下降，因此具有本发明的涂层的湿网可以以与正常湿网相同的方式在造纸机上运行。
图3显示了一图表，比较了未涂覆的织物结构和本发明的织物结构(即涂覆的织物结构)的稳定性，织物结构的稳定性是负荷的函数。该图表表明涂覆支撑结构的伸长率小于未涂覆织物结构的伸长率。图表3中所示的比较是用湿网织物做出的。图3表明本发明的织物结构在造纸机中比未涂覆的织物结构更稳定。该图表所示的未涂覆的织物结构的渗透性为5900m3/m2h，而涂覆的织物结构的渗透性为5200m3/m2h。
静电涂覆法是基于带异性电的部件相互吸引这一现象。涂料2是粉状或液体形式的聚合物材料。为涂料充电，然后为待涂覆的支撑结构充上异性电。然后，充电的涂料颗粒因电力而移动到正在处理的支撑结构1的表面上。涂覆之后，处理涂覆的支撑结构，以使涂料熔化且/或变成网状，且附着在支撑接构上。
热喷涂是涂覆方法的通用术语，其中，涂料2和可能的添加剂被熔化，且熔体像薄雾一样被高速涂敷在支撑结构1的表面上，从而形成涂层。金属、复合金属、陶瓷、塑料及其混合物可以用作涂料2。有几种热喷涂方法，例如等离子喷涂、激光涂覆和ARC涂覆。在等离子喷涂中，用极热气体使粉状的或线状的涂料2熔化。熔化的涂料被带到火焰中，涂料和火焰一起被引导到待涂覆的支撑结构。在激光涂覆中，用激光束代替气体来熔化涂料。在ARC涂覆中，待涂覆的支撑结构被放在真空室中，并且被预热到制造工艺所需的水平。借助真空室中的气体放电使涂料2汽化。待涂覆的支撑结构1被充上负电，而涂料2被充上正电，因此待涂覆的支撑结构吸引涂料。涂料一个离子接一个离子地沉积在正在涂覆的支撑结构上，并在支撑结构的表面上形成一层薄膜。
在本发明的结构中，在传统的编织湿网的热处理过程中，在该结构的纱线中形成弯曲部。各弯曲部之间没有弯曲，且各弯曲部保持相互分离。在涂覆过程中，涂料2进入各弯曲部之间的空间，并在各弯曲部之间形成桥梁，从而提高了织物的稳定性。
造纸机的各种脱水元件和辊子会磨损磨损侧上的织物。织物(即支撑结构)的磨损侧上的本发明的涂层会保护磨损侧纱线，并提高湿网的耐磨性。在夹网成形器中，纸侧的边缘区域会出现磨损，而织物的纸侧上的涂层会提高织物的耐磨性。
在本发明的结构中，涂层位于织物(即支撑结构1)的边缘区域上。这样，边缘区域的性质与织物中心的性质不同。为了使边缘更耐磨，可以用各种涂层在边缘上形成加强带。涂层也可以设置在支撑结构1的整个宽度上，或者只设置在支撑结构1的中心区域，即网的纸幅区域上。
在本发明的结构中，为湿网的纸幅区域和边缘区域选择不同的涂料。这种涂覆方式会影响湿网的平滑度，且与从网的边缘区域分开相比，纸幅更易于从网的中心分开。这一方案便于将纸幅从湿网转移到引纸压榨毛毯。真正的纸幅跟随引纸压榨毛毯，而边缘跟随湿网。
在本发明的结构中，边缘区域的涂层增加了边缘的摩擦，从而减少了在辊子上的滑动。这种造纸机织物可以特别用在造纸机的干燥部。
在本发明的结构中，适当选择的磨损侧涂料减小了造纸机织物和造纸机的不同元件之间的摩擦，因此造纸机的负荷也得以减小。
织物的纸侧上的涂层增加了织物在纸幅上的支撑表面，由此，机械保持力提高，而纤维输送能力下降。纸侧上的涂层使得织物表面变得光滑，这样一来，由织物引起的印痕得以消除。合适的涂层提供了防污织物，并且在操作过程中保持织物清洁也变得更容易。
在本发明的结构中，用短纤维(例如0.1-0.3mm)代替粉末或液体。纤维可以是任何的纺织纤维，例如聚酯、聚酰胺、或二元纤维。织物和纤维被充上带异性电荷的静电，然后将人造短纤维铺在织物表面上。借助电荷和/或者通过喷射技术按所需的方式将纤维定向在织物上。通过熔合或者借助粘合剂来固定纤维。
本发明的结构将本发明的支撑结构、纤维涂层和其它的涂覆方法结合在一起。
在本发明的上述结构中，支撑结构是编织的。根据本发明的基本思想，涂层也可以涂敷在针织织物、通过缠绕制成的造纸机织物、无纺结构、经编织物、缝编织物、或有孔薄膜上。
在上述的描述中，通过用于造纸机的湿部的网描述了本发明。本发明自然绝非被限制到上述用途中，相反可以自由地应用在所附的权利要求书的范围内；换句话说，本发明可以用在造纸机的任何部分，例如用在湿部、压榨部、或干燥部中的织物中。

Claims (32)

1.一种柔软且多孔的织物结构，包括用在造纸机中的支撑结构(1)和涂料，其特征在于：所述涂料(2)被单独地设置在预定位置处的支撑结构(1)的表面上，从而涂料(2)基本上不改变支撑结构(1)的渗透性能，并且涂料(2)被设置成在形成支撑结构(1)的元件之间形成桥梁。
2.如权利要求1所述的织物结构，其特征在于：涂料(2)通过静电涂覆或热涂覆设置在支撑结构(1)的表面上。
3.如权利要求1或2所述的织物结构，其特征在于：涂料(2)是聚合物、金属、复合金属、陶瓷或者上述材料的混合物。
4.如权利要求1、2或3所述的织物结构，其特征在于：支撑结构(1)是编织的、针织的、缠绕的或者无纺结构，经编织物，缝编织物，或者有孔薄膜。
5.如权利要求1-4中任一项所述的织物结构，其特征在于：涂料(2)被设置在支撑结构(1)的纸侧上。
6.如权利要求1-4中任一项所述的织物结构，其特征在于：涂料(2)被设置在支撑结构(1)的磨损侧上。
7.如权利要求1-4中任一项所述的织物结构，其特征在于：涂料(2)被设置在支撑结构(1)的纸侧和磨损侧上。
8.如权利要求1-7中任一项所述的织物结构，其特征在于：涂料(2)被设置在支撑结构(1)的整个宽度上。
9.如权利要求1-7中任一项所述的织物结构，其特征在于：涂料(2)被设置在仅支撑结构(1)的中心区域上。
10.如权利要求1-7中任一项所述的织物结构，其特征在于：涂料(2)被设置在仅支撑结构(1)的边缘区域上。
11.如权利要求1-7中任一项所述的织物结构，其特征在于：支撑结构(1)的中心区域和边缘区域具有不同的涂料(2)。
12.如权利要求10所述的织物结构，其特征在于：边缘区域的涂层为带状。
13.如权利要求10所述的织物结构，其特征在于：边缘区域的涂层为不同的图案。
14.如权利要求1所述的织物结构，其特征在于：使用短纤维作为涂料(2)。
15.如权利要求1所述的织物结构，其特征在于：涂料(2)由短纤维和如下之一构成：聚合物、金属、复合金属、陶瓷或者上述材料的混合物。
16.如权利要求1所述的织物结构，其特征在于：所述织物结构是用在造纸机的湿部、压榨部、或干燥部上的结构。
17.一种用于制造用在造纸机中的柔软且多孔的织物结构的方法，该方法包括：将涂料(2)设置在支撑结构(1)上，其特征在于：所述涂料(2)被单独地设置在所需位置处的支撑结构(1)的表面上，从而支撑结构(1)的渗透性能基本保持不变，且涂料(2)在形成支撑结构(1)的元件之间形成桥梁。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于：通过静电涂覆或热涂覆将涂料(2)设置在支撑结构(1)的表面上。
19.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于：涂料(2)是聚合物、金属、复合金属、陶瓷或者上述材料的混合物。
20.如权利要求17、18、或19所述的方法，其特征在于：在用涂料(2)涂覆支撑结构(1)的表面之后，处理支撑结构(1)，以使涂料(2)熔化和/或者变成网状物，并且附着到支撑结构(1)上。
21.如权利要求17-20中任一项所述的方法，其特征在于：支撑结构(1)是编织的、针织的、缠绕的或者无纺结构，经编织物，缝编织物，或者有孔薄膜。
22.如权利要求17-21中任一项所述的方法，其特征在于：涂料(2)被设置在支撑结构(1)的纸侧上。
23.如权利要求17-21中任一项所述的方法，其特征在于：涂料(2)被设置在支撑结构(1)的磨损侧上。
24.如权利要求17-21中任一项所述的方法，其特征在于：涂料(2)被设置在支撑结构(1)的纸侧和磨损侧上。
25.如权利要求17-24中任一项所述的方法，其特征在于：涂料(2)被设置在支撑结构(1)的整个宽度上。
26.如权利要求17-24中任一项所述的方法，其特征在于：涂料(2)被设置在仅支撑结构(1)的中心区域上。
27.如权利要求17-24中任一项所述的方法，其特征在于：涂料(2)被设置在仅支撑结构(1)的边缘区域上。
28.如权利要求17-24中任一项所述的方法，其特征在于：不同的涂料(2)被设置在支撑结构(1)的中心区域和边缘区域上。
29.如权利要求27所述的方法，其特征在于：边缘区域的涂层为带状。
30.如权利要求27所述的方法，其特征在于：边缘区域的涂层为不同的图案。
31.如权利要求17所述的方法，其特征在于：使用短纤维作为涂料(2)。
32.如权利要求17所述的方法，其特征在于：涂料(2)由短纤维和如下之一构成：聚合物、金属、复合金属、陶瓷或者上述材料的混合物。
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