CN101305128A - 湿纸幅传送带 - Google Patents
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Abstract
一种湿纸幅传送带(10)，包括基体(30)、湿纸幅侧层(20)和机器侧层(23)。湿纸幅侧层(20)包括由亲水性纤维(41)形成的湿纸幅接触侧毛层(21)以及不含亲水性纤维(41)的基体侧毛层(22)。高分子弹性体(50)至少含浸到湿纸幅接触侧毛层(21)，亲水性纤维(41)的至少一部分露出在湿纸幅接触侧毛层(21)的表面上。湿纸幅中的水分被储存在由亲水性纤维(21)形成的湿纸幅接触侧毛层(21)内，由于转移到基体侧毛层(22)的水分较少，能够减小带子的尺寸变化。此外，由于在湿纸幅中的水分保持于在湿纸幅侧层(20)的表面上露出的亲水性纤维(21)内，可以同时实现将湿纸幅粘在带子上而传送的功能以及在将当湿纸幅被传送到下一工序时使湿纸幅平滑脱离的功能。
Description
技术领域
本发明涉及湿纸幅传送带(在下文中，有时简称为“带子”)，特别是涉及用于以高速传送湿纸幅的湿纸幅传送带。
背景技术
近年来，为了实现造纸机的高速运行，已经开发了不采用开式牵引的封闭式牵引造纸机。
根据图5说明一种典型的封闭式牵引造纸机。
在该图中以虚线示出的湿纸幅WW被压榨毛毡PF1、PF2，湿纸幅传送带TB以及干网DF支撑，并且从右至左传送。众所周知，这些压榨毛毡PF1、PF2，湿纸幅传送带TB和干网DF是构成为无端状的带状体，并且由导辊GR支撑。瓦形件PS形成为与压榨辊PR相匹配的凹状。该瓦形件PS经由瓦形压榨带SB，和压榨辊PR构成压榨部PP。
湿纸幅WW依次通过未图示的线材部和第一压榨部，并从压榨毛毡PF1被传送到压榨毛毡PF2上。然后，由压榨毛毡PF2传送至压榨部PP，在压榨部PP中，湿纸幅WW以由压榨毛毡PF2和湿纸幅传送带TB夹持的状态，由介入有瓦形压榨带SB的方式被底板瓦形件PS和压榨辊PR施加压力。
压榨毛毡PF2具有高透水性，而湿纸幅传送带TB形成为其透水性非常低。因此，在压榨部PP内，来自湿纸幅WW的水分转移到压榨毛毡PF2中。刚离开压榨部PP之后，由于压力急速解除，压榨毛毡PF2、湿纸幅WW和湿纸幅传送带TB体积膨胀。由于该膨胀和形成湿纸幅WW的纸浆纤维的毛细管现象，压榨毛毡PF2中的一部分水分转移到湿纸幅WW中，也就是引起了再湿润现象。但是，由于湿纸幅传送带TB具有非常低的透水性，不会将水保持在其中。因此，湿纸幅传送带TB几乎不发生再湿润现象，湿纸幅传送带TB有助于提高从湿纸幅上除水的效率。另外，离开压榨部PP的湿纸幅WW由湿纸幅传送带TB传送。然后，湿纸幅WW由吸辊SR吸附，并由干网DF传送到干燥工序中。
在湿纸幅传送带TB将湿纸幅传送到下一工序时，需要使湿纸幅平滑地脱离(纸的离开)。
作为具有这种功能的湿纸幅传送带的一个例子，日本专利特开2001-89990号公报中公开了一种由高分子量弹性部和纤维体形成湿纸幅传送带的湿纸幅侧层，而该高分子量弹性部和纤维体中的一方由疏水性材料形成。该湿纸幅传送带通过疏水材料的作用，能够破坏在离开压榨部之后形成在湿纸幅和湿纸幅传送带之间的薄水膜，这实现了湿纸幅到下一工序的平滑传送。
另一方面，已经日益认识到，具有将刚刚离开压榨部的湿纸幅积极地粘在其表面上的功能的重要性。
虽然在日本专利特开2001-89990号公报中公开的湿纸幅传送带具有能够使得湿纸幅平滑地脱离带子的功能，但，在刚刚离开压榨部之后，由于破坏湿纸幅和带子之间的水膜，刚刚离开压榨部之后的湿纸并不牢固地粘在带子的表面上，并在移到下一工序的过程中和传送到下一工序时湿纸幅有时会撕裂。
为了解决这一问题，在日本专利特开2004-277971号公报中，本发明的发明人提出了一种由高分子量弹性部和纤维体形成湿纸幅传送带的湿纸幅侧层，并将纤维体的一部分露出在表面的湿纸幅传送带。根据日本专利特开2004-277971号公报的湿纸幅传送带，由于在湿纸幅侧层表面上露出的亲水性纤维体保持来自湿纸幅的水，可同时实现将湿纸幅粘在带子上而传送的功能，和在将湿纸幅传送至下一工序时使湿纸幅平滑地脱离的功能。
发明内容
然而，对日本专利特开2004-277971号公报中的湿纸幅传送带而言，由于湿纸幅内的一些水分包含在湿纸幅侧层内的亲水性纤维内，亲水性纤维膨胀，因此存在降低基体尺寸稳定性的问题。在湿纸幅传送带的湿纸幅侧层，使用具有高公定水分率的人造丝纤维或者尼龙纤维作为毛层的纤维，但公知这些具有高公定水分率的毛层会由于吸水引起较大的尺寸变化。由这种尺寸变化较大的毛层形成的湿纸幅传送带，在行进方向上或者宽度方向上伸长，或者有时候由于部分伸长而使湿纸幅传送带以起皱的状态行进。
公知，湿纸侧毛层纤维的公定水分率越高，这种尺寸变化的倾向越大，而公定水分率越少，这种尺寸变化的倾向越小并稳定。但是，由具有低公定水分率的毛层纤维有时候削弱了湿纸幅传送带的功能。
因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种湿纸幅传送带，其同时实现将湿纸幅粘在带子上而传送的功能，和在将湿纸幅传送至下一工序时使湿纸幅平滑地脱离的功能，并如上所述的尺寸变化较小。
本发明利用了一种湿纸幅传送带解决了上述问题，该湿纸幅传送带用于封闭式牵引造纸机的压榨部，并具有基体、湿纸幅侧层和机器侧层，其特征在于，
所述湿纸幅侧层包括由亲水性纤维形成的湿纸幅接触侧毛层以及不含该亲水性纤维的基体侧毛层，
高分子弹性体至少含浸到所述湿纸幅接触侧毛层中，
所述亲水性纤维的至少一部分露出在所述湿纸幅接触侧毛层的表面上。
所述亲水性纤维与不包有该亲水性纤维的基体侧毛层的纤维的公定水分率之差为4.0％以上。
本发明的湿纸幅传送带的湿纸幅侧层由两层构成，在两层当中，与湿纸幅接触的侧的毛层由亲水性纤维形成，与此相对，基体侧的毛层不含有亲水性纤维，因此水分更多地储存在湿纸幅接触侧毛层，而水分向基体侧毛层的转移较少。其结果是，湿纸幅接触侧毛层膨胀而基体侧毛层不膨胀，因此湿纸幅传送带的湿纸幅侧层整体的膨胀是很小的，从而能够使带子的尺寸变化较小。
此外，由于通过露出在湿纸幅侧层表面的亲水性纤维来保持来自湿纸幅的水分，能够同时实现将湿纸幅粘在带子上而传送的功能，和在将湿纸幅传送至下一工序时使湿纸幅平滑地脱离的功能。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式中湿纸幅传送带的概要的CMD方向截面图。
图2是表示本发明的湿纸幅传送带的概要的俯视图。
图3是表示本发明的第二实施方式的湿纸幅传送带的概要的CMD方向截面图。
图4是用于评价实施例的湿纸幅传送带的性能的概要图。
图5是典型的封闭式牵引造纸机的概要图。
本发明的优选实施方案
以下，详细说明本发明的湿纸幅传送带。
图1是本发明的第一实施方式的湿纸幅传送带的CMD方向截面图。图2是俯视图。
如图1所示，湿纸幅传送带10包括基体30、湿纸幅侧层20和机器侧层23，湿纸幅侧层20由湿纸幅接触侧毛层21和置于该湿纸接触侧毛层21内侧的基体侧毛层22两层形成。
湿纸幅接触侧毛层21由亲水性纤维41形成，基体侧毛层22不包含亲水性纤维41，而是由与亲水性纤维41相比具有更低的公定水分率的纤维形成。也就是说，湿纸幅接触侧毛层21具有高吸水性，而基体侧毛层22与湿纸幅接触侧毛层21相比吸水性更低。
湿纸幅接触侧毛层21和基体侧毛层22都浸有高分子弹性体50。如图2所示，亲水性纤维41的一部分露出在湿纸幅接触侧毛层21的表面上。
另外，所谓“露出”是指出现在湿纸幅接触侧毛层21的表面上的状态，无论亲水性纤维41是否突出于湿纸幅接触侧毛层21的表面。另外，图2示出了亲水性纤维41在湿纸幅接触侧毛层21的表面上露出的一个实施例，但并不仅限定于此。
以下，简洁起见，湿纸幅接触侧毛层21称之为“第一毛层”，基体侧毛层22称之为“第二毛层”以及该机器侧层23被称为“第三毛层”。
第一毛层21、第二毛层22和第三毛层23由短纤维形成，这些当中，第一毛层21作为短纤维采用亲水性纤维41，而对于第二毛层22和第三毛层23，如下所述，采用与该亲水性纤维41相比具有更低的公定水分率的纤维。
第二毛层22和第三毛层23通过针刺，分别缠绕在基体30的湿纸侧和机器侧成为一体，而第一毛层21缠绕在第二毛层22上成为一体。另外，将毛层一体化的方法，除了采用针刺法以外，也能够采用静电植绒来进行。
形成第一毛层21的亲水性纤维41中的所谓“亲水性”是指吸引水分的特性和/或保持水分的特性，在本发明中，将“亲水性”特性用记载于JIS L0105(纤维产品的物理试验方法通则)中的“公定水分率”来表示。
亲水性纤维41最好采用具有4％以上的公定水分率的纤维，具体地来讲，选自诸如尼龙(公定水分率为4.5％)、维尼纶(5.0％)、醋酸纤维(6.5％)、人造丝纤维(11.0％)、高湿模量粘胶纤维(11.0％)、铜铵(11.0％)、棉(8.5％)、麻(12.0％)、丝(12.0％)和羊毛(15.0％)等亲水性纤维的组。在此，括号中的数字是公定水分率。当使用公定水分率小于4％的纤维时，由于不能充分地保持来自湿纸幅的水分，不能充分发挥将湿纸幅粘在带子上而搬送的功能。
另外，亲水性纤维41也可以采用在纤维的表面上进行过化学性的亲水处理的纤维。具体来讲，是进行过本领域普通技术人员已知的丝光加工、树脂加工、用电离辐射的溅射法、辉光放电加工等的纤维。此外，在进行亲水处理时，将经过该处理的单丝或者纺丝的水分调节为30-50％范围内的条件下，如果与水的接触角小于30度，能够获得优异的效果。此外，所述单丝或者纺丝的水含量的百分比基于以下公式计算得出：(水/总重量)×100％。
如果要使亲水性纤维41在第一毛层21的表面上露出，则使第一毛层21和第二毛层22含浸高分子弹性体50并硬化之后，用砂纸或者磨石对第一毛层21的表面进行研磨。
此时，为了避免亲水性纤维41因研磨而切断，亲水性纤维41优选地具有0.8g/dtex以上的强度。
第二毛层22由其亲水性小于亲水性纤维41的纤维形成，也就是说，由公定水分率较低的纤维42形成，以防止保持在第一毛层21的亲水性纤维41内的水分移到第二毛层22中。具体来讲，上述公定水分率为4％以上的亲水性纤维组中，选择与亲水性纤维41的公定水分率的差值为4％以上的纤维，或者可以选自具有低公定水分率的纤维组，诸如亚乙烯基(公定水分率为0％)、聚氯乙烯(0％)、聚乙烯(0％)、聚丙烯(0％)、聚酯(0.4％)、芳香族聚酰胺(0.4％)、聚氨酯(1.0％)和丙烯酸(2.0％)等，然而，作为湿纸幅传送带优选采用具有适当弹性(弹性的持续性)和优异的强度持续性的聚酯纤维。
用于第三毛层23的纤维43可以与用于第二毛层22的纤维42相同，另外，采用与第二毛层22不同的纤维也可。
当第三毛层23由与第二毛层22不同的纤维形成时，第二毛层22的纤维42采用具有低公定水分率的聚酯纤维，而与辊子抵接的第三毛层23的纤维43可以采用混合了聚酯纤维与具有优异的耐磨性的尼龙纤维的纤维。
另外，形成湿纸幅侧层20的第一毛层21的定量在50-600g/m2的范围内，第二毛层22的定量在100-600g/m2的范围内，以及第三毛层23的定量在0-600g/m2的范围内。
图3是本发明的第二实施方式中湿纸幅传送带的CMD方向的截面图。
在第二实施方案的湿纸幅传送带10中，仅使第一毛层21含浸高分子弹性体50。
关于形成第一毛层21的亲水性纤维41、形成第二和第三毛层的纤维42和纤维43、以及在硬化高分子弹性体50之后在第一毛层23的表面上露出一部分亲水性纤维42的方法，与第一实施方案中相同。
虽然在附图中没有示出，除了第一、第二实施方式以外，采用连基体30和第三毛层23也含浸高分子弹性体50的结构也可。也就是说，可以采用整个湿纸幅传送带10含浸高分子弹性体50的结构。
作为高分子弹性体50，可适当采用诸如聚氨酯、环氧树脂和聚丙烯等热固性树脂，或者诸如聚酰胺、多芳族化合物和聚酯等热塑性树脂。
如图1和3所示，基体30优选地使用通过编织MD方向的纱线和CMD方向的纱线得到的织布，但并不仅限定于这些，可以适当采用并没有编织MD方向的纱线和CMD方向的纱线而是将其相重叠的结构，将薄膜、织物、细的带状体卷成螺旋状而得到宽度较宽的带状体的结构等种种结构。
此外，湿纸幅传送带10的通气性最好基本上为零，但是，根据所使用的造纸机的情况，也有可能需要一定程度的透气性。在这种情况下，通过减少高分子弹性体50的含浸量，或者增加研磨量或者使用带有连续气泡的高分子弹性体，获得所希望的结构。
但是，即使是这种情况，考虑到湿纸幅传送带的目的，透气性优选为2cc/cm2/sec以下。另外，该透气性是通过JIS L 1096(一般织物试验方法)中规定的方法A(Frazier型试验机)来测定的。
使用以下的实施例来具体说明本发明的湿纸幅传送带。但是本发明并不仅限定于此。
[实施例1]
工序1：作为基体使用由尼龙捻线(将由三根具有500dtex的单丝捻在一起缠结而成的线)形成的平织织布(基重为400g/cm2)来制造环形基体，将尼龙6纤维(20dtex的短纤维、公定水分率为4.5％)针刺到该无端状的织布的外周面上，并将聚酯纤维(20dtex的短纤维、公定水分率为0.4％)针刺到内周面上，由此在基体(织布)的表面和背面，形成了缠结成一体的第二和第三毛层(基重为300g/cm2)。
进而，将作为亲水性纤维的人造丝(6dtex的短纤维，公定水分率11％)针刺到第二毛层的表面上来形成第一毛层(基重为200g/cm2)，由此获得密度为0.45g/cm3的针刺毛毡。
工序2：通过对针刺毛毡施加热增压，将短纤维的密度变为大约0.50g/cm3。
工序3：使针刺毛毡从外圆面开始含浸作为高分子弹性体的聚氨酯树脂，此时，使整个第一和第二毛层含浸聚氨酯树脂(含浸量为1000g/m2)，一直到聚氨树酯从织布的中心位置覆盖外周面为止。
工序4：固化聚氨酯树脂。
工序5：用砂纸研磨聚氨酯树脂的外周面。
通过以上工序，获得了在其外周面(湿纸幅侧层的表面)上露出了人造丝纤维的带子。
[实施例2]
在上述实施例1的工序3中，调整为，使用刮棒仅使针刺毛毡的第一毛层含浸聚氨酯树脂(含浸量为400g/m2)，除此之外，以与如上所述的实施例1中相同的方式获得露出了人造丝纤维的带子。
[实施例3]
在实施例1的工序1中，将聚酯纤维(具有20dtex的短纤维，公定水分率为0.4％)分别针刺到织布的外周面和内周面，由此在基体(织布)的表面和背面，形成了缠结成一体的第二和第三毛层(基重为300g/cm2)。除此之外，以与如上所述的实施例1中相同的方式获得露出了人造丝纤维的带子。
[实施例4]
在上述实施例3中的工序1中，将作为亲水性纤维的尼龙6(6dtex的短纤维，公定水分率为4.5％)针刺到第二毛层的表面上，以形成第一毛层(基重为200g/cm2)，并获得了密度为0.45g/cm3的针刺毛毡。除此之外，以与如上所述的实施例1中相同的方式获得露出了尼龙6纤维的带子。
[比较例1]
在上述实施例1的工序1中，在织布的外周面和内周面，分别采用人造丝(6dtex的短纤维、公定水分率为11％)形成了第二毛层和第三毛层。除此之外，以与如上所述的实施例1中相同的方式获得露出了人造丝纤维的带子。
[比较例2]
在上述实施例1的工序1中，将聚酯纤维(6dtex的短纤维，公定水分率为0.4％)针刺到第二毛层的表面上，以形成第一毛层(基重为200g/cm2)。除此之外，以与如上所述的实施例1中相同的方式获得露出了聚酯纤维的带子。
针对这些湿纸幅传送带，使用图4中所示的装置进行了以下试验。
该设备包括：形成压榨部的一对压辊PR、PR，被夹在压辊PR、PR之间的压榨毛毡PF和湿纸幅传送带10。另外，压榨毛毡PF和湿纸幅传送带10由多个导辊GR保持一定张力地同时支撑，并且随着压辊PR的转动而连动，并驱动。
此外，简单起见，在图中仅示出了一部分的干网DF。实际上，压榨毛毡PF与湿纸幅传送带10相同地形成为无端状，由导辊GR支撑并驱动。
在此装置中，将湿纸幅WW放置到位于高于压榨部的上流侧的湿纸幅传送带10上。湿纸幅WW通过压榨部，并由湿纸幅传送带10传送，到达吸辊SR。在该处，湿纸幅WW被吸辊SR吸引而移到干网DF上。
采用该装置进行实验，并针对以下3点评价了湿纸幅传送带的功能。
1.湿纸幅WW刚刚离开压榨部之后，向湿纸幅传送带10转移的稳定性。
2.湿纸幅WW向干网DF转移的稳定性。
3.将刚刚开始实验之后的湿纸幅传送带的尺寸(行进方向以及宽度方向)设为100，计测进行100小时实验后的带子尺寸，由此评价带子的尺寸变化。
另外，关于实验，1、2通过视觉进行了评价。
此外，试验在装置的驱动速度为150m/min、压榨部的施加压力为40kg/cm、吸辊SR的真空度为150mmHg、带子的张力为4kg/cm的规定条件下进行。
湿纸幅WW由牛皮纸浆(kraft pulp)形成，使用了基重为80g/m2、干燥度为50％的牛皮纸浆。
另外，作为压榨毛毡PF，采用了由织布、和通过针刺缠结在织布而成一体的毛层形成的普通结构的毛毡。此外，使用的该压榨毛毡PF的物理性能是，基重为1200g/m2、毛层纤细度为5.6dtex、毛毡密度为0.45g/cm3。
试验的结果如表1所示。
(表1)
如表1所示，在实施例1-4中，在行进方向和宽度方向上均具有低的伸长率，显示出相对于比较例1在尺寸稳定性上的改进。
此外，确定的是，在实施例1-4中，充分发挥了湿纸幅传送带所要求的功能，如压榨后的湿纸幅粘附、以及向下一工序的湿纸幅传送。
此外，虽然在比较例1中，关于压榨后的湿纸幅粘附、以及向下一工序的湿纸幅传送，获得了与实施例相同的结果，但带子的尺寸变化大，因此并没有提高尺寸稳定性。这可能是因为第一、第二和第三毛层都是由亲水性纤维形成，而亲水性纤维吸收水分而膨胀，所以在机器的行进方向和宽度方向上伸长，从而降低了湿纸幅传送带的尺寸稳定性。
此外，虽然比较例2中，关于带子尺寸变化，获得了与实施例相同的结果，但湿纸幅在刚刚离开压榨部之后转移到毛毡侧，所以没有发挥压榨后的湿纸幅粘附功能。这可能是因为第一毛层由具有低公定水分率的聚酯纤维形成，所以形成在刚刚压榨后的湿纸幅和带子之间的水膜过多地破坏。
Claims (2)
1.一种湿纸幅传送带，用于封闭式牵引造纸机的压榨部，并具有基体、湿纸幅侧层和机器侧层，其特征在于，
所述湿纸幅侧层包括由亲水性纤维形成的湿纸幅接触侧毛层以及不含该亲水性纤维的基体侧毛层，
高分子弹性体至少含浸到所述湿纸幅接触侧毛层，
所述亲水性纤维的至少一部分露出在所述湿纸幅接触侧毛层的表面上。
2.如权利要求1所述的湿纸幅传送带，所述亲水性纤维与不包含有该亲水性纤维的基体侧毛层的纤维的公定水分率之差为4.0％以上。
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