專利名稱：用在造紙機中的織物結構及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種柔軟且多孔的織物結構，它包括用在造紙機中的支撐結構和涂料。本發明還涉及用于制造用在造紙機中的柔軟且多孔的織物結構的制造方法。
柔軟且多孔的織物結構用在造紙機的不同部分，例如濕部、壓榨部和干燥部。
近些年來，造紙機速度得以增加。20年來，造紙機的設計速度已經加倍，并且大體上≥2000m/min。目前，造紙機的實際最大驅動速度≥1800m/min。這些高速造紙機需要新性能的織物結構，例如用在造紙機中的濕網。濕網的最重要的性質之一是它的穩定性。濕網的穩定性與它的尺寸穩定性有關。穩定性差的例子有在張緊過程中濕網大幅度變窄，或者說如果造紙機的輥子沒有完全對齊，濕網將運行偏斜。第二個重要性質是濕網的厚度。高速造紙機需要比別的更薄的濕網。隨著造紙機速度的增加，可從紙幅中脫除的水量也將增加，也就是說，即使在高速條件下，造紙機織物的脫水能力必須足夠強。薄濕網比厚濕網的脫水能力更強。織物需要兼顧薄而穩定這一事實導致產生矛盾。
人們提出了各種方案以解決上述問題。現有技術方案的例子是與濕網有關的SSB結構。SSB源自術語“薄片支撐結合(下文稱SSB)”，它與具有兩個獨立層的結構有關，這兩個獨立層用接結線結合在一起，接結線也參與形成紙側表面。換句話說，接結線既充當接結線，還充當支撐纖維的紗線。例如，這項技術在美國專利4501303、5967195和5826627中作了描述。SSB結構提供了造紙機所需的穩定性，但織物結構的厚度也產生了問題，從而導致大的儲水空間。如美國專利6123116/和6179013所述，通過使紗線更細，可使SSB結構更薄，從而可以使儲水空間減小。然而，這又恢復了最初的問題，即穩定性差。
現有技術方案的另一個例子是使用各種涂層。長期以來，不同的涂層一直運用在濕網上。然而，它們僅僅用于特定的目的，換句話說，它們在濕網上提供防污表面，但濕網的其他性質保持不變。例如在美國專利5207873中，涂布劑是主要由以下聚合物組成的溶液特氟隆、尿烷和聚丙烯酰胺。涂布劑在濕網的紗線上提供防污表面。
本發明的目的在于提供一種用在造紙機中的織物結構和一種用于制造用在造紙機中的織物結構的制造方法，它們消除了現有技術的缺陷。這由本發明的織物結構和方法實現。本發明的織物結構的特征在于涂料被單獨設置在預定位置處的支撐結構的表面上，從而涂料基本上不改變支撐結構的滲透性能，并且涂料被設置成在形成支撐結構的元件之間形成橋梁。接下來，本發明的方法的特征在于涂料被單獨設置在所需位置處的支撐結構的表面上，從而支撐結構的滲透性能基本保持不變，并且涂料在形成支撐結構的元件之間形成橋梁。這意味著在涂覆之后，支撐結構仍可用于最初的目的。例如，如果支撐結構被設計成濕網，那么它的透氣性能僅有少量改變，并且它仍然可以用作濕網。
綜上所述，本發明具有如下優點即它提供了非常穩定且耐磨的織物結構。本發明還具有其他優點關于此優點，即涂層被提供在織物結構的紙側或磨損側上的所需位置處。涂層可以形成在支撐結構的紙側或磨損側或者兩側上。涂層可以只位于支撐結構的邊緣區域上，或者邊緣區域可以留下，不做任何涂覆。支撐結構的邊緣區域上的涂層可以是不同厚度或者不同圖案的帶。本發明的涂料沒有滲透入支撐結構，以阻塞該結構，因此支撐結構的脫水能力基本上不因涂料而下降。
下面將借助附圖中所描述的實施例更詳細地介紹本發明，在附圖中
圖1顯示了未涂覆的支撐結構；圖2顯示了根據本發明的涂覆的支撐結構；圖3是圖表，比較了未涂覆的支撐結構和根據本發明的涂覆的支撐結構的穩定性。
圖1顯示了未涂覆的支撐結構1。圖1中的例子從磨損側顯示了造紙機的濕網。在本發明中，例如，根據圖1的濕網織物可以充當支撐結構1。然而，本發明顯然決非被限制到圖1的支撐結構，支撐結構也可以是如下所述的其他類型。
圖2顯示了本發明的柔軟且多孔的織物結構，它包括支撐結構1和涂料2。涂料2可以由例如聚合物、金屬、復合金屬、陶瓷或者它們的混合物制成。支撐結構1可以是編織的、針織的、纏繞的或者無紡結構，經編織物，縫編織物，或者有孔薄膜。圖中的結構優選用靜電涂覆法或者熱涂覆法涂覆支撐結構1形成。
圖2顯示了涂料2是如何被附著到紗線的表面上并在紗線之間形成粘合的。圖2清楚地顯示了涂料2沒有滲透入支撐結構1而堵塞該結構，因此支撐結構的滲透性能基本保持不變，也就是說，例如脫水能力基本上沒有下降，因此具有本發明的涂層的濕網可以以與正常濕網相同的方式在造紙機上運行。
圖3顯示了一圖表，比較了未涂覆的織物結構和本發明的織物結構(即涂覆的織物結構)的穩定性，織物結構的穩定性是負荷的函數。該圖表表明涂覆支撐結構的伸長率小于未涂覆織物結構的伸長率。圖表3中所示的比較是用濕網織物做出的。圖3表明本發明的織物結構在造紙機中比未涂覆的織物結構更穩定。該圖表所示的未涂覆的織物結構的滲透性為5900m3/m2h，而涂覆的織物結構的滲透性為5200m3/m2h。
靜電涂覆法是基于帶異性電的部件相互吸引這一現象。涂料2是粉狀或液體形式的聚合物材料。為涂料充電，然后為待涂覆的支撐結構充上異性電。然后，充電的涂料顆粒因電力而移動到正在處理的支撐結構1的表面上。涂覆之后，處理涂覆的支撐結構，以使涂料熔化且/或變成網狀，且附著在支撐接構上。
熱噴涂是涂覆方法的通用術語，其中，涂料2和可能的添加劑被熔化，且熔體像薄霧一樣被高速涂敷在支撐結構1的表面上，從而形成涂層。金屬、復合金屬、陶瓷、塑料及其混合物可以用作涂料2。有幾種熱噴涂方法，例如等離子噴涂、激光涂覆和ARC涂覆。在等離子噴涂中，用極熱氣體使粉狀的或線狀的涂料2熔化。熔化的涂料被帶到火焰中，涂料和火焰一起被引導到待涂覆的支撐結構。在激光涂覆中，用激光束代替氣體來熔化涂料。在ARC涂覆中，待涂覆的支撐結構被放在真空室中，并且被預熱到制造工藝所需的水平。借助真空室中的氣體放電使涂料2汽化。待涂覆的支撐結構1被充上負電，而涂料2被充上正電，因此待涂覆的支撐結構吸引涂料。涂料一個離子接一個離子地沉積在正在涂覆的支撐結構上，并在支撐結構的表面上形成一層薄膜。
在本發明的結構中，在傳統的編織濕網的熱處理過程中，在該結構的紗線中形成彎曲部。各彎曲部之間沒有彎曲，且各彎曲部保持相互分離。在涂覆過程中，涂料2進入各彎曲部之間的空間，并在各彎曲部之間形成橋梁，從而提高了織物的穩定性。
造紙機的各種脫水元件和輥子會磨損磨損側上的織物。織物(即支撐結構)的磨損側上的本發明的涂層會保護磨損側紗線，并提高濕網的耐磨性。在夾網成形器中，紙側的邊緣區域會出現磨損，而織物的紙側上的涂層會提高織物的耐磨性。
在本發明的結構中，涂層位于織物(即支撐結構1)的邊緣區域上。這樣，邊緣區域的性質與織物中心的性質不同。為了使邊緣更耐磨，可以用各種涂層在邊緣上形成加強帶。涂層也可以設置在支撐結構1的整個寬度上，或者只設置在支撐結構1的中心區域，即網的紙幅區域上。
在本發明的結構中，為濕網的紙幅區域和邊緣區域選擇不同的涂料。這種涂覆方式會影響濕網的平滑度，且與從網的邊緣區域分開相比，紙幅更易于從網的中心分開。這一方案便于將紙幅從濕網轉移到引紙壓榨毛毯。真正的紙幅跟隨引紙壓榨毛毯，而邊緣跟隨濕網。
在本發明的結構中，邊緣區域的涂層增加了邊緣的摩擦，從而減少了在輥子上的滑動。這種造紙機織物可以特別用在造紙機的干燥部。
在本發明的結構中，適當選擇的磨損側涂料減小了造紙機織物和造紙機的不同元件之間的摩擦，因此造紙機的負荷也得以減小。
織物的紙側上的涂層增加了織物在紙幅上的支撐表面，由此，機械保持力提高，而纖維輸送能力下降。紙側上的涂層使得織物表面變得光滑，這樣一來，由織物引起的印痕得以消除。合適的涂層提供了防污織物，并且在操作過程中保持織物清潔也變得更容易。
在本發明的結構中，用短纖維(例如0.1-0.3mm)代替粉末或液體。纖維可以是任何的紡織纖維，例如聚酯、聚酰胺、或二元纖維。織物和纖維被充上帶異性電荷的靜電，然后將人造短纖維鋪在織物表面上。借助電荷和/或者通過噴射技術按所需的方式將纖維定向在織物上。通過熔合或者借助粘合劑來固定纖維。
本發明的結構將本發明的支撐結構、纖維涂層和其它的涂覆方法結合在一起。
在本發明的上述結構中，支撐結構是編織的。根據本發明的基本思想，涂層也可以涂敷在針織織物、通過纏繞制成的造紙機織物、無紡結構、經編織物、縫編織物、或有孔薄膜上。
在上述的描述中，通過用于造紙機的濕部的網描述了本發明。本發明自然絕非被限制到上述用途中，相反可以自由地應用在所附的權利要求書的范圍內；換句話說，本發明可以用在造紙機的任何部分，例如用在濕部、壓榨部、或干燥部中的織物中。
權利要求
1.一種柔軟且多孔的織物結構，包括用在造紙機中的支撐結構(1)和涂料，其特征在于所述涂料(2)被單獨地設置在預定位置處的支撐結構(1)的表面上，從而涂料(2)基本上不改變支撐結構(1)的滲透性能，并且涂料(2)被設置成在形成支撐結構(1)的元件之間形成橋梁。
2.如權利要求1所述的織物結構，其特征在于涂料(2)通過靜電涂覆或熱涂覆設置在支撐結構(1)的表面上。
3.如權利要求1或2所述的織物結構，其特征在于涂料(2)是聚合物、金屬、復合金屬、陶瓷或者上述材料的混合物。
4.如權利要求1、2或3所述的織物結構，其特征在于支撐結構(1)是編織的、針織的、纏繞的或者無紡結構，經編織物，縫編織物，或者有孔薄膜。
5.如權利要求1-4中任一項所述的織物結構，其特征在于涂料(2)被設置在支撐結構(1)的紙側上。
6.如權利要求1-4中任一項所述的織物結構，其特征在于涂料(2)被設置在支撐結構(1)的磨損側上。
7.如權利要求1-4中任一項所述的織物結構，其特征在于涂料(2)被設置在支撐結構(1)的紙側和磨損側上。
8.如權利要求1-7中任一項所述的織物結構，其特征在于涂料(2)被設置在支撐結構(1)的整個寬度上。
9.如權利要求1-7中任一項所述的織物結構，其特征在于涂料(2)被設置在僅支撐結構(1)的中心區域上。
10.如權利要求1-7中任一項所述的織物結構，其特征在于涂料(2)被設置在僅支撐結構(1)的邊緣區域上。
11.如權利要求1-7中任一項所述的織物結構，其特征在于支撐結構(1)的中心區域和邊緣區域具有不同的涂料(2)。
12.如權利要求10所述的織物結構，其特征在于邊緣區域的涂層為帶狀。
13.如權利要求10所述的織物結構，其特征在于邊緣區域的涂層為不同的圖案。
14.如權利要求1所述的織物結構，其特征在于使用短纖維作為涂料(2)。
15.如權利要求1所述的織物結構，其特征在于涂料(2)由短纖維和如下之一構成聚合物、金屬、復合金屬、陶瓷或者上述材料的混合物。
16.如權利要求1所述的織物結構，其特征在于所述織物結構是用在造紙機的濕部、壓榨部、或干燥部上的結構。
17.一種用于制造用在造紙機中的柔軟且多孔的織物結構的方法，該方法包括將涂料(2)設置在支撐結構(1)上，其特征在于所述涂料(2)被單獨地設置在所需位置處的支撐結構(1)的表面上，從而支撐結構(1)的滲透性能基本保持不變，且涂料(2)在形成支撐結構(1)的元件之間形成橋梁。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于通過靜電涂覆或熱涂覆將涂料(2)設置在支撐結構(1)的表面上。
19.如權利要求17或18所述的方法，其特征在于涂料(2)是聚合物、金屬、復合金屬、陶瓷或者上述材料的混合物。
20.如權利要求17、18、或19所述的方法，其特征在于在用涂料(2)涂覆支撐結構(1)的表面之后，處理支撐結構(1)，以使涂料(2)熔化和/或者變成網狀物，并且附著到支撐結構(1)上。
21.如權利要求17-20中任一項所述的方法，其特征在于支撐結構(1)是編織的、針織的、纏繞的或者無紡結構，經編織物，縫編織物，或者有孔薄膜。
22.如權利要求17-21中任一項所述的方法，其特征在于涂料(2)被設置在支撐結構(1)的紙側上。
23.如權利要求17-21中任一項所述的方法，其特征在于涂料(2)被設置在支撐結構(1)的磨損側上。
24.如權利要求17-21中任一項所述的方法，其特征在于涂料(2)被設置在支撐結構(1)的紙側和磨損側上。
25.如權利要求17-24中任一項所述的方法，其特征在于涂料(2)被設置在支撐結構(1)的整個寬度上。
26.如權利要求17-24中任一項所述的方法，其特征在于涂料(2)被設置在僅支撐結構(1)的中心區域上。
27.如權利要求17-24中任一項所述的方法，其特征在于涂料(2)被設置在僅支撐結構(1)的邊緣區域上。
28.如權利要求17-24中任一項所述的方法，其特征在于不同的涂料(2)被設置在支撐結構(1)的中心區域和邊緣區域上。
29.如權利要求27所述的方法，其特征在于邊緣區域的涂層為帶狀。
30.如權利要求27所述的方法，其特征在于邊緣區域的涂層為不同的圖案。
31.如權利要求17所述的方法，其特征在于使用短纖維作為涂料(2)。
32.如權利要求17所述的方法，其特征在于涂料(2)由短纖維和如下之一構成聚合物、金屬、復合金屬、陶瓷或者上述材料的混合物。
全文摘要
本發明涉及一種柔軟且多孔的織物結構，它包括用在造紙機中的支撐結構(1)和涂料。涂料(2)被單獨地設置在預定位置處的支撐結構(1)的表面上，從而涂料(2)基本上不改變支撐結構(1)的滲透性能。本發明還涉及用于制造織物結構的方法。
文檔編號D21F7/08GK101018907SQ200580030626
公開日2007年8月15日 申請日期2005年9月12日 優先權日2004年9月13日
發明者H·馬蒂凱寧, P·科特萊寧, T·勞蒂奧, M·塞佩寧, A·哈林, T·維萊紐斯－亞科納霍 申請人:坦菲爾特公開有限公司