專利名稱：無端織造和針刺的瓦棱紙板軋機(jī)用單面帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及瓦棱紙板的制造和用于生產(chǎn)該種類紙板的設(shè)備所需的帶。更具體地，本發(fā)明涉及在瓦棱紙板生產(chǎn)線的單面(single-facer)部件上使用的帶。
在生產(chǎn)瓦棱紙板中，將所謂的芯紙用蒸汽加熱，這使得它更加柔韌，然后將它喂入一對(duì)其齒嚙合的齒形輥形成的輥隙中，從而將芯紙加工形成均勻的、起伏的瓦棱狀。隨后將漿糊施加到瓦棱芯紙的凸出處，然后在軋區(qū)中將它與襯紙接合。將瓦棱紙板和襯紙粘接在一起而形成完整的片材，然后再將其任意地加工。
在現(xiàn)有技術(shù)的用于此目的的機(jī)器中，軋區(qū)是通過齒形或瓦棱輥中的一個(gè)與壓力輥形成的。在更加新的設(shè)計(jì)中的另一臺(tái)機(jī)器中，通過使用加壓帶來代替壓力輥，而使軋區(qū)在運(yùn)行方向延伸。加壓帶將瓦棱芯紙和襯紙對(duì)著瓦棱輥繞其大部分圓周而夾持在一起。
該加壓帶經(jīng)受了惡劣的操作環(huán)境。因?yàn)橛眉訜醽碚舭l(fā)芯紙中的水分，所以該帶在高溫環(huán)境下工作。而且，帶對(duì)著瓦棱輥上的齒連續(xù)運(yùn)行，從而在芯紙和襯紙之間產(chǎn)生所需的粘接壓力。而且，該帶必須是柔軟的，但具有足夠的縱向強(qiáng)度和橫向剛度而能夠抗折皺，其可以導(dǎo)致帶發(fā)生不期望的左右滑移。
已經(jīng)計(jì)劃將鋼帶(即由鋼絲織成的帶)用于此種機(jī)器中。鋼帶既結(jié)實(shí)又硬，但易于撓曲疲勞。而且，鋼帶不能夠織成無端的，而必須被接合成環(huán)形，在環(huán)形帶中，該接縫是一個(gè)弱點(diǎn)。如果這種帶做不好的話，就會(huì)發(fā)生人員的傷害和設(shè)備的損壞。
歐洲公開No．0630739A1展示了一種用于替代在帶式單面機(jī)器上的鋼帶的帶。該帶是無端的，并且具有內(nèi)表面、外表面、長度(L)和寬度(W)。該帶具有無端織造的內(nèi)層，無端織造內(nèi)層外面的彈性體層，彈性體層外面的在帶縱向延伸的防水布外層和防水布外層上的涂層。該涂層暴露于無端帶的外表面上，抵抗外部材料在其上的粘接。防水布外層不是無端的，但是包括兩個(gè)或多個(gè)用重疊接縫相互連接的部分。
試驗(yàn)表明在該公開文本中公開的帶在該設(shè)備的情況中功能很差。該帶是復(fù)合結(jié)構(gòu)，其包括無端內(nèi)織物層和防水布外層。這兩層在拉伸下具有不同的應(yīng)力-應(yīng)變性能。在使用中，帶處于非常高的拉伸操作下，超過200pli(磅每線性英寸)。當(dāng)帶繞封閉的環(huán)路運(yùn)行和當(dāng)各個(gè)織物同時(shí)被拉伸但具有不同的路徑長度時(shí)，可能會(huì)發(fā)生分層。而且，該帶是非常堅(jiān)硬、剛性和不可壓縮的，這使得它難以在操作中沿軌跡運(yùn)行和導(dǎo)向。
本發(fā)明提供一種對(duì)于在上述帶使用中存在問題的解決方案。
因此，本發(fā)明是對(duì)于上述形式為不分層單面帶的類型的瓦棱紙板生產(chǎn)線的單面部件的改進(jìn)。
不分層單面帶具有單獨(dú)的無端無縫環(huán)路形基底結(jié)構(gòu)，且具有內(nèi)部和外部，縱向或運(yùn)行方向和橫向?；捉Y(jié)構(gòu)是由縱向和橫向紗線形成的，并且或者是由這些紗線織造或者是由它們合并在一起的非織造結(jié)構(gòu)。
將至少一層短纖維材料針織到基底結(jié)構(gòu)的外部中，并且至少部分延伸通過。
最后，將基底結(jié)構(gòu)和短纖維材料用聚合樹脂浸漬。
基底結(jié)構(gòu)的紗線，短纖維材料和聚合樹脂都是耐高溫材料。
下面，本發(fā)明將會(huì)用對(duì)于附圖所作的確切的參考符號(hào)進(jìn)行更完整的說明。


圖1所示為瓦棱紙板生產(chǎn)線的現(xiàn)代的單面部件的示意圖；和圖2是本發(fā)明的單面帶的橫截面圖。
現(xiàn)在來看附圖，圖1是瓦棱紙板生產(chǎn)線的一般的帶式單面部件10的示意圖。芯紙12，先前暴露于蒸汽中，這使得它更柔韌，被連續(xù)輸送到一對(duì)共同運(yùn)轉(zhuǎn)的輥14，16中。輥14，16具有均勻間隔的、圓周齒18，20，當(dāng)輥14，16分別繞其平行軸22，24旋轉(zhuǎn)時(shí)，它們相互嚙合。嚙合齒18，20在芯紙12中產(chǎn)生瓦棱26。
涂覆機(jī)構(gòu)28將漿糊30施加到芯紙12中的瓦棱26的凸出處32。
將瓦棱芯紙12連續(xù)輸送到點(diǎn)36處的襯紙34，在此繞一對(duì)間隔輥42，44運(yùn)行的帶40經(jīng)過輥42。間隔輥42，44是這樣配置的帶40壓在輥16上，并且還可以都與輥16形成軋區(qū)，因此在間隔輥42，44的整個(gè)間隔中，繞其旋轉(zhuǎn)的帶40壓在輥16上，從而在輥16和帶40之間形成延伸的軋區(qū)。通過輥42，44、帶40和輥16中的至少一個(gè)，將瓦棱芯紙12和襯紙34加熱。當(dāng)瓦棱芯紙12被置于蒸汽中和干燥漿糊30時(shí)，熱量使被瓦棱芯紙12吸收的水蒸發(fā)。
輥42，44的位置是這樣的當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，輥16上的齒20壓在帶40的外表面上覆蓋一個(gè)很大的圓周范圍。當(dāng)齒20行進(jìn)時(shí)，它保持瓦棱芯紙12的適當(dāng)?shù)呐錅?zhǔn)。同時(shí)，輥16牢固地將芯紙12的面與其上的漿糊壓在襯紙34上，而實(shí)現(xiàn)它們之間的粘接。瓦棱芯紙12與粘接其上的襯紙34從輥16和輥44之間作為成品50出來。
圖2是橫截面圖，取自本發(fā)明的改進(jìn)帶40的運(yùn)行方向或縱向的橫向。如圖所示，帶40具有基底結(jié)構(gòu)52，它是由2和1／2層編織法被織造成無端的，其中經(jīng)紗54在無端帶40的橫向延伸，緯紗56在運(yùn)行方向或縱向延伸。因?yàn)橐呀?jīng)無端織造的緣故，基底52是無縫的，因此不會(huì)產(chǎn)生裂縫，這在現(xiàn)有技術(shù)的單面帶中是常見的缺點(diǎn)。
通常，基底結(jié)構(gòu)52可以具有1-3層緯紗56，并且可以被以與圖2相同的方式織造，即賦予帶的表面以平紋組織的編織法。另外一種情況是，基底結(jié)構(gòu)52可以被在心軸上組合，而替代被織造。這種非織造基底結(jié)構(gòu)52可以包括幾層在縱向和橫向取向并且通過某種方式在其交叉點(diǎn)被相互連接在一起的紗線，例如通過聚合樹脂材料。這種結(jié)構(gòu)的縱向紗線可以纏繞在心軸上，橫向紗線在先前纏繞的縱向紗線上被橫向放置在上面?？梢砸韵嗤姆绞綐?gòu)造更多的紗線層。一旦這些紗線在其交叉位置被充分相互連接，那么這樣組合的非織造的基底結(jié)構(gòu)52將會(huì)從心軸取下，以用于再加工。
總之，本發(fā)明的單面帶40的基底結(jié)構(gòu)52一般約為0．12英寸厚，遠(yuǎn)厚于現(xiàn)有技術(shù)的單面帶?；捉Y(jié)構(gòu)52的不分層特性以及它的提高了的厚度，避免了困擾現(xiàn)有技術(shù)的帶的分層和沿軌跡運(yùn)行問題。
基底結(jié)構(gòu)52可以由經(jīng)紗54和緯紗56織造，或者組合，包括在造紙機(jī)罩(paper machine clothing)和工業(yè)生產(chǎn)織物的生產(chǎn)中使用的各種紗線。也就是說，基底結(jié)構(gòu)52可以包括單絲、合股單絲、復(fù)絲，合股復(fù)絲或由任何通常本領(lǐng)域中技術(shù)人員生產(chǎn)在高溫環(huán)境中使用的織物所采用的合成聚合樹脂的短纖維紡成的紗線。例如，基底結(jié)構(gòu)42可以由如下材料的紗線生產(chǎn)聚芳酰胺(polyaramids)，例如NOMEX和KEVLAR；聚亞苯基硫醚(PPS)，其更通常被稱為RYTON；芳族聚酯，其通常被稱作VECTRAN；聚醚醚酮(PEEK)；聚酯及其混合物。
例如，基底結(jié)構(gòu)52可以在縱向包括KEVLAR紗線，在橫向包括RYTON或聚酯單絲紗線。
考慮到基底結(jié)構(gòu)52是無端的，它具有內(nèi)部和外部，它們分別是由基底結(jié)構(gòu)52形成的環(huán)路的內(nèi)表面和外表面。以將一些纖維嵌入基底結(jié)構(gòu)52中的方式，用短纖維材料的網(wǎng)狀物60針刺基底結(jié)構(gòu)52的外部或者是外表面58。一層或多層短纖維材料可以被針刺到基底結(jié)構(gòu)52的外部58中，網(wǎng)狀物60可以部分或者完全延伸通過。短纖維材料的網(wǎng)狀物60同時(shí)形成了覆蓋基底結(jié)構(gòu)52的外部58的層64。而且，一層或多層短纖維材料也可以被針織到基底結(jié)構(gòu)52的內(nèi)部或內(nèi)表面62中。為了清楚起見，網(wǎng)狀物60只包含在圖2的部分。
針刺使該單面帶40在基底結(jié)構(gòu)52的外部58上具有纖維增強(qiáng)的、保護(hù)和緩沖層，還可能在內(nèi)部62上。結(jié)果是得到了其硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)的帶40。
被針刺到基底結(jié)構(gòu)52中的短纖維材料也可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員生產(chǎn)在高溫環(huán)境中使用的織物所采用的任何合成聚合樹脂。例如，短纖維材料可以包括如下材料中的任-何一種短纖維聚芳酰胺，例如NOMEX和KEVLAR；聚亞苯基硫醚(PPS)，更通常被稱作RYTON；聚醚醚酮(PEEK)；聚酯；聚酰胺和改性的聚酰胺；及其混合物。改性聚酰胺指的是已經(jīng)在催化劑的存在下用醛水溶液處理過的聚酰胺材料，從而發(fā)生聚酰胺的部分交聯(lián)，與未交聯(lián)材料相比，其產(chǎn)生的膠體含量在0．1-75％的范圍內(nèi)，并伴隨結(jié)晶度的降低，在1-65％的范圍內(nèi)，如授權(quán)Davis等的美國專利No．5，316，833所述和所要求的，這里將其教導(dǎo)作為參考引用。
制成網(wǎng)狀物60的短纖維的纖度優(yōu)選在1．5-40的范圍內(nèi)。施加在基底結(jié)構(gòu)52上的網(wǎng)狀物60的表面密度優(yōu)選在3．0-30．0oz／yd2的范圍內(nèi)。
通過涂覆和用聚合樹脂材料66浸漬基底結(jié)構(gòu)52，提高了該單面帶40的完整性和耐用性。針刺基底結(jié)構(gòu)52的完全浸漬是優(yōu)選的，而不是基底結(jié)構(gòu)的外部58上的區(qū)別層。涂覆材料包括聚氨酯，聚硅氧烷，酰胺-酰亞胺和含氟聚合物，例如聚四氟乙烯(PTFE)，通常被稱為TEFLON。
在涂覆和浸漬材料中也可以包括其他的涂覆增強(qiáng)劑或填料來提高織物的抗磨性和／或改變剝離性能，例如臟物的脫離性能。例子是聚硅氧烷，如果還沒被包括的話，粘土顆粒和PTFE顆粒。
涂層優(yōu)選被施加到針刺基底結(jié)構(gòu)52上，表面密度在1．0-15．0oz／ft2的范圍內(nèi)。
該單面帶40比上面已經(jīng)討論的歐洲公開文本No．0630739A1所述的現(xiàn)有技術(shù)的帶更柔順更可壓縮。在Albany International Corp．已經(jīng)進(jìn)行了斜應(yīng)力應(yīng)變?cè)囼?yàn)，并且為此試驗(yàn)記錄了標(biāo)準(zhǔn)步驟。在此試驗(yàn)下，當(dāng)“4英寸×4英寸”的樣品放置在英斯特朗(Instron)中且施加50-1b的力時(shí)，超硬織物的變形小于2％?，F(xiàn)有技術(shù)帶的剛度(2．023％)正好超過此范圍。這被認(rèn)為是那種帶導(dǎo)向性差的理由。通過對(duì)比，該單面帶的剛度在5％-10％的范圍內(nèi)。針刺的基底結(jié)構(gòu)52允許極小剛度的帶40的構(gòu)造，同時(shí)滿足帶在運(yùn)行中的其他需求。
在Albany International也進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)可壓縮測試。在這些試驗(yàn)下，當(dāng)Z方向或者在垂直于操作的運(yùn)行方向和垂直于在帶的橫向尺寸的方向施加控制的力時(shí)，測量織物在Z方向的變形量?，F(xiàn)有技術(shù)的帶是極不可壓縮的，測試為5％。該單面帶的可壓縮性的范圍為7％-25％。認(rèn)為，通過變化被針刺到基底結(jié)構(gòu)中的纖維數(shù)量、在該方法中所用的針刺能量的數(shù)量以及在針刺加工之后施加的涂層，可以預(yù)先確定可壓縮性程度，針刺能量是對(duì)于針刺透基底結(jié)構(gòu)的深度和每單位面積上刺透數(shù)量的函數(shù)。該帶的可壓縮性的范圍在瓦棱紙板軋機(jī)的單面部件和易操作的單面帶上提供了適當(dāng)?shù)能垍^(qū)。
實(shí)施例由無端織造的具有2和1／2層編織的基底結(jié)構(gòu)組合成本發(fā)明的帶。在縱向使用KEVLAR紗線，在橫向使用NOMEX紗線。用5．5旦NOMEX纖維材料的網(wǎng)狀物針刺基底結(jié)構(gòu)。該網(wǎng)狀物的表面密度是均勻的，并且在9．0-12．0oz／yd2的范圍內(nèi)。接著針刺，將針刺的表面進(jìn)行火焰燒毛，以除去松散的纖維，使得表面更加密實(shí)。最后將針刺的基底結(jié)構(gòu)用聚硅氧烷浸透和浸漬。得到的帶在瓦棱紙板生產(chǎn)線的單面部件上操作具有良好的效果。
對(duì)于本領(lǐng)域的人員來說對(duì)于上述的改進(jìn)是顯而易見的，但不會(huì)將本發(fā)明改進(jìn)成超出所附權(quán)利要求書的范圍。
權(quán)利要求
1．在瓦棱紙板生產(chǎn)線的單面部件中，該單面部件的種類是其中帶繞至少兩個(gè)間隔的輥運(yùn)行，并且通過與具有均勻間隔的、圓周齒輥對(duì)著運(yùn)行而與其形成延伸的軋區(qū)，其改進(jìn)包括不分層的單面帶，該不分層的單面帶具有單基底結(jié)構(gòu)，該基底結(jié)構(gòu)是以無縫環(huán)路的形式且具有內(nèi)部和外部，縱向或運(yùn)行方向和橫向；該基底結(jié)構(gòu)是通過縱向和橫向紗線形成的；將至少一層短纖維材料針刺到基底結(jié)構(gòu)的外部，并至少部分延伸通過；將該基底結(jié)構(gòu)和短纖維材料用聚合樹脂材料浸漬，基底結(jié)構(gòu)的紗線，短纖維材料和聚合樹脂材料都是耐高溫的材料
2．如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，其中該基底結(jié)構(gòu)是由縱向和橫向紗線織造的。
3．如權(quán)利要求2所述的改進(jìn)，其中該基底結(jié)構(gòu)具有1-3層的縱向紗線。
4．如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，其中該基底結(jié)構(gòu)是非織造結(jié)構(gòu)，縱向和橫向紗線在它們的相互交叉處被連接在一起。
5．如權(quán)利要求4所述的改進(jìn)，其中基底結(jié)構(gòu)具有至少兩層縱向紗線。
6．如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，其中該縱向和橫向紗線選自以下組單絲、合股單絲、復(fù)絲、合股復(fù)絲和細(xì)紗。
7．如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，其中該縱向和橫向紗線都是耐高溫合成聚合樹脂，選自以下組聚芳酰胺，聚亞苯基硫醚(PPS)，芳族聚酯，聚醚醚酮(PEEK)，改性的聚酰胺，聚酯及其混合物。
8．如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，其中短纖維材料是耐高溫合成聚合樹脂，選自以下組聚芳酰胺，聚亞苯基硫醚(PPS)，聚醚醚酮(PEEK)，聚酯，聚酰胺和改性的聚酰胺，及其混合物。
9．如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，還包括至少一層被針刺到基底結(jié)構(gòu)的內(nèi)部中的短纖維材料。
10．如權(quán)利要求8所述的改進(jìn)，其中短纖維材料是耐高溫合成聚合樹脂，選自以下組聚芳酰胺，聚亞苯基硫醚(PPS)，聚醚醚酮(PEEK)，聚酯，聚酰胺和改性的聚酰胺，及其混合物。
11．如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，其中短纖維材料包括1．5-40旦范圍內(nèi)的纖維。
12．如權(quán)利要求9所述的改進(jìn)，其中短纖維材料包括1．5-40旦范圍內(nèi)的纖維。
13．如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，其中該短纖維材料相對(duì)于基底結(jié)構(gòu)的表面密度在3．0-30．0oz／yd2的范圍內(nèi)。
14．如權(quán)利要求9所述的改進(jìn)，其中該短纖維材料相對(duì)于基底結(jié)構(gòu)的表面密度在3．0-30．0oz／yd2的范圍內(nèi)。
15．如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，其中浸漬基底結(jié)構(gòu)和短纖維材料的聚合樹脂材料選自以下組聚氨酯，聚硅氧烷，酰胺-酰亞胺和含氟聚合物。
16．如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，其中浸漬基底結(jié)構(gòu)和短纖維材料的聚合樹脂材料還包括作為涂覆增強(qiáng)劑或填料的聚硅氧烷、粘土顆粒和PTFE顆粒中的至少一種。
17．如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，其中該聚合樹脂材料相對(duì)于該基底結(jié)構(gòu)的表面密度在1．0-15．0oz／ft2的范圍內(nèi)。
18．如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，其中該不分層單面帶的剛度在5％-10％的范圍內(nèi)。
19．如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，其中，該不分層單面帶Z方向的可壓縮性在7％-25％的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種用于瓦棱紙板生產(chǎn)線的單面部件的不分層帶,具有一個(gè)無縫環(huán)路形狀的單基底結(jié)構(gòu)。該基底結(jié)構(gòu)是由在帶的縱向或運(yùn)行方向和橫向取向的紗線制成的。將至少一層短纖維材料針刺到基底結(jié)構(gòu)的外部中,至少部分延伸,并且形成基底結(jié)構(gòu)外部上的層。將這樣織成的基底結(jié)構(gòu),用聚合樹脂材料浸漬?；捉Y(jié)構(gòu)的紗線、短纖維材料和聚合樹脂材料都是耐高溫材料,從而確保帶經(jīng)得起必須在瓦棱板軋機(jī)上操作的條件。
文檔編號(hào)B31F1/28GK1294048SQ00134
公開日2001年5月9日 申請(qǐng)日期2000年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月20日
發(fā)明者A·L·比靈斯, B·蘭提格尼 申請(qǐng)人:阿爾巴尼國際公司