用于造纸的毛布

摘要

根据本发明的用于造纸的毛布（10）带有棉絮纤维层，所述棉絮纤维层包括棉絮纤维，该棉絮纤维包含在高聚合物弹性材料（50）中并与其整体结合。包含在高聚合物弹性材料（50）中的棉絮纤维层包括吸水的1-甲基-2-吡咯烷酮。从开始使用阶段，用于造纸的毛布（10）显示作为毛布结构的吸水性能。该毛布具有在较长时间期间内保持压缩和恢复的能力，并且该毛布维持水挤出功能、湿纸幅的光滑功能以及湿纸幅的供给功能，直到毛布的使用期间结束。

权利要求

1.一种用于造纸的毛布，包括基部和棉絮纤维层，其中所述棉絮纤维层包括棉絮纤维，该棉絮纤维包含在作为高聚合物弹性材料的乳液树脂中并与其整体结合，并且所述棉絮纤维层包括1-甲基-2-吡咯烷酮，棉絮纤维层中的

2 2

所述1-甲基-2-吡咯烷酮的含量是5g/m至100g/m 。

2.根据权利要求1所述的用于造纸的毛布，其中所述乳液树脂包括聚氨酯乳液、醋酸乙烯酯乳液、丁苯乳液和丙烯酸乳液的一个或多个。

2

3.根据权利要求1或2所述的用于造纸的毛布，其中所述棉絮纤维包含在20g/m 至2

150g/m的所述乳液树脂中。

4.根据权利要求1所述的用于造纸的毛布，在所述乳液树脂中加入表面活性剂。

说明书

用于造纸的毛布

[0001] 本发明是中国专利申请号为200780024904.6，发明名称为“用于造纸的毛布”，国际申请日为2007年7月5日的进入中国的PCT专利申请的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及用于造纸的毛布（felt）（在下文中称为“毛布”），其使用在造纸机中。

背景技术

[0003] 造纸机通常具有三个区域，即，形成区域、挤压区域和烘干区域，用于在造纸工艺的过程中将水从网状材料中脱去。在每个区域，连续地将水从湿纸幅（paper web）脱去。每个区域采用具有脱水能力的造纸工具。

[0004] 挤压区域采用毛布作为这种造纸工具，其沿经向方向（MD）运行。特别地，挤压区域包括增压机，用于在毛布和湿纸幅行经增压机时将水从湿纸幅转移到毛布以使湿纸幅脱水。

[0005] 增压机通常包括一对挤压辊子或者包括增压辊子和补充地构形成该增压辊子的圆周表面的底托（shoe）。

[0006] 毛布的结构将参考图1描述于下文。图1为显示根据背景技术的用于造纸的毛布100的一般结构配置的横截面视图。

[0007] 用于造纸的毛布100包括基部20、堆积在基部20上的正侧棉絮纤维31以及堆积在基部20上的反侧棉絮纤维32。棉絮纤维31、32通过针刺法或类似方法而植入基部20。基部20通常包括由经纱21和纬纱22通过编织而制成的机织织物。

[0008] 毛布具有多个基本功能，包括将水挤出湿纸幅的水挤出功能、提高湿纸幅的光滑度的光滑功能以及供给湿纸幅的湿纸幅供给功能。

[0009] 在这些毛布的功能中，将水挤出湿纸幅的功能（水挤出功能）被认为是重要的。根据将水挤出湿纸幅的功能，当湿纸幅和毛布行经一对挤压辊子之间时，在压力下将水从湿纸幅转移到毛布。

[0010] 在毛布中所转移的水在压力下从毛布的反侧流出或者通过造纸机的吸水箱从毛布抽出。因此，重要的是，毛布应当具有保持的能力，以在受压时压缩并且在解压时恢复，并且还应当对于水是可渗透的。

[0011] 在造纸技术中，近来的趋势趋向用于提高生产率的高速造纸机，以及趋向具有能够较高地增压的辊子或底托的挤压区域。因此，在挤压区域中的毛布趋向于在高压下变平，并且趋向于降低其水渗透性和其压缩和恢复的能力。从而，毛布的水挤出能力极大地降低。

[0012] 上述问题的一个解决方法是在毛布的纤维层中包含高聚合物弹性材料。

[0013] 例如，已知的毛布由渗入乳液树脂并且具有经加工的湿纸幅侧的纤维制成（参见美国专利第4500588号）。

[0014] 特别地，已知的毛布在基部层的表面上具有棉絮纤维层，其渗入了乳液树脂。棉絮纤维层具有湿纸幅侧表面，其被压制为密实的并且为皮革状的表面。在此方式中，产生了隔层，或者在基部层的表面上的粗糙纤维层被渗入乳液树脂。

[0015] 隔层（非编织层）设置在粗糙纤维层上，且精细纤维层设置在隔层（非编织层）上。隔层防止乳液树脂渗入到毛布的湿纸幅侧表面。从而，防止毛布再次变潮，并且还防止毛布鼓风，以提高造纸速率。

[0016] 包含在高聚合物弹性材料中的纤维层在开始的使用阶段较少吸水。因此，包含在高聚合物弹性材料中的毛布在其第一次安装在造纸机中是具有驱水的强烈趋向。

[0017] 即使毛布在开始使用时水喷头在毛布上喷洒，也不会有充足的水渗入毛布。从而，在某个时段内造纸机需要在低速率下运转，直到毛布变为充分地吸水。

[0018] 专利文献：美国专利第4500588号

[0019] 本发明致力于解决上述问题。本发明的一个目的是提供一种用于造纸的毛布，该毛布包括棉絮纤维，其包含在高聚合物弹性材料中并与其整体结合，形成棉絮纤维层，因为高聚合物弹性材料在开始的使用阶段具有很高的吸水性，所以在将毛布安装在造纸机之后而立即使用的开始阶段，该棉絮纤维层就允许足够的水渗入毛布。

[0020] 本发明的另一目的是提供一种用于造纸的毛布，该毛布具有在从毛布的开始使用阶段的较长的时间周期内保持压缩和恢复的能力，并且该毛布维持水挤出功能、湿纸幅的光滑功能以及湿纸幅的供给功能，直到毛布的使用周期结束。

发明内容

[0021] 根据本发明的用于造纸的毛布包括基部和棉絮纤维层。所述棉絮纤维层包括棉絮纤维，该棉絮纤维包含在高聚合物弹性材料中并与其整体结合。包含在高聚合物弹性材料中的棉絮纤维层包括1-甲基-2-吡咯烷酮（1-methyl-2-pyrrolidone）。

[0022] 优选地，高聚合物弹性材料包括乳液树脂，该乳液树脂包括聚氨酯乳液（urethane emulsion）、醋酸乙烯酯乳液、丁苯乳液和丙烯酸乳液的一个或多个。

[0023] 优选地，棉絮纤维包含20g/m2至150g/m2的高聚合物弹性材料。

[0024] 优选地，包含在高聚合物弹性材料中的棉絮纤维层包括5g/m2至100g/m2的1-甲基-2-吡咯烷酮。

[0025] 根据本发明，用于造纸的毛布的棉絮纤维包含高聚合物弹性材料并与其整体结合，形成棉絮纤维层。因此，即使毛布在挤压的压力下反复压缩，毛布在高聚合物弹性材料的抗压效应的基础上也显示了卓越的保持压缩和恢复的能力。

附图说明

[0026] 图1为显示根据背景技术的用于造纸的毛布的一般结构配置的横截面图；

[0027] 图2为显示根据本发明的一个实施方式的用于造纸的毛布的一般结构配置的横截面图；

[0028] 图3为显示根据本发明的另一个实施方式的用于造纸的毛布的一般结构配置的横截面图；

[0029] 图4为根据本发明的试验装置的示意图。

具体实施方式

[0030] 下面将描述根据本发明的一个实施方式的用于造纸的毛布。本发明不限制于该实施方式。

[0031] 图2为根据本发明的一个实施方式的用于造纸的毛布的沿着纬向方向（CMD方向：毛布的横向方向）而呈现的横截面图。如图2所示，用于造纸的毛布10包括基部20和通过针刺法而整体缠绕的棉絮纤维层，且毛布10沿经向（MD方向）方向而运行。

[0032] 基部20通常包括机织纤维，其由经纱21和纬纱22在织机上制成。经纱21和纬纱22包括单丝和多丝的尼龙、聚酯、烯烃或类似物。机织纤维为单股结构或多股结构，例如双股结构或三股结构。

[0033] 可选地，基部20可以包括由通过粘合剂结合在一起而无需机织的经纱和纬纱制成的基部，或者可以包括形式为非机织纤维、薄膜或模制树脂而不是机织纤维的基部。

[0034] 毛布10中的棉絮纤维包含在高聚合物弹性材料50中并与其整体结合，从而形成棉絮纤维层。包含在高聚合物弹性材料50中的该棉絮纤维层包括吸水的1-甲基-2-吡咯烷酮。

[0035] 即使毛布10在挤压的压力下反复压缩，高聚合物弹性材料50也显示抗压效应。因此，毛布10具有卓越的保持压缩和恢复的能力。

[0036] 棉絮纤维包括人造短纤维41。棉絮纤维包括堆积为网状的诸如尼龙纤维的短的合成纤维或诸如羊毛纤维的短的天然纤维。棉絮纤维可以包括不同厚度和材料的混合纤维。

[0037] 棉絮纤维包括接近于湿纸幅而定位的正侧棉絮纤维31和接近于造纸机的挤压辊子或底托而定位的反侧棉絮纤维32。正侧棉絮纤维31由最外层棉絮纤维311和内层棉絮纤维312形成。

[0038] 棉絮纤维可以只包括正侧棉絮纤维31。最外层的棉絮纤维311应当优选地包括细纤维以使毛布10的表面密实和光滑。里层的棉絮纤维312和反侧棉絮纤维32可以包括粗纤维以提高水的渗透性。

[0039] 图3为根据本发明的另一个实施方式的用于造纸的毛布10a的横截面图。

[0040] 在图3所示的毛布10a中，包括人造短纤维41的棉絮纤维（正侧棉絮纤维31和反侧棉絮纤维32的一个或者两个）包含在高聚合物弹性材料50中并与其整体结合，从而形成棉絮纤维层。

[0041] 包含在高聚合物弹性材料50中的该棉絮纤维层包括吸水的1-甲基-2-吡咯烷酮（未显示）。特别地，棉絮纤维层（棉絮纤维和高聚合物弹性材料50）渗透有吸水的1-甲基-2-吡咯烷酮，共同形成棉絮纤维层。

[0042] 对于显示在图2和3中的毛布10、10a，棉絮纤维包含在高聚合物弹性材料50中并与其整体结合，从而形成棉絮纤维层。

[0043] 即使毛布10、10a在挤压的压力下反复压缩，棉絮纤维层中的弹性变形的高聚合物弹性材料50也显示抗压效应。因此，棉絮纤维层中的孔隙保持不被压垮。从而，不会降低毛布10、10a的水渗透性和其压缩和恢复的能力。

[0044] 包含在高聚合物弹性材料50中的棉絮纤维层渗透并包括有吸水的1-甲基-2-吡咯烷酮。因此，从将毛布10、10a安装在造纸机之后而立即使用的开始阶段，足够的水就渗入毛布10、10a。

[0045] 毛布10、10a具有在从开始使用阶段的较长的时间周期内的压缩和恢复的保持能力。毛布10、10a维持水挤出功能、湿纸幅的光滑功能以及湿纸幅的供给功能，直到毛布10、10a的使用周期结束。

[0046] 如果棉絮纤维未包含在高聚合物弹性材料50中，那么毛布在反复压缩时会极大地变形。从而，毛布不能保持水挤出功能、湿纸幅的光滑功能以及湿纸幅的供给功能。

[0047] 如果包含在高聚合物弹性材料50中的棉絮纤维层未包括吸水的1-甲基-2-吡咯烷酮，那么该棉絮纤维层在毛布使用的开始阶段会很少吸水。

[0048] 因而，从将毛布安装在造纸机之后而立即使用的开始阶段，水难以渗入毛布。直到该毛布带有水而足够湿，需要较长的时间周期。在此期间，造纸机需要在低速率下运转。

[0049] 根据本发明的毛布10、10a中的高聚合物弹性材料50包括乳液树脂，该乳液树脂包括聚氨酯乳液、醋酸乙烯酯乳液、丁苯乳液和丙烯酸乳液的一个或多个。

[0050] 当乳液树脂中的水蒸发掉时，高聚合物弹性材料50的固体物质可包含棉絮纤维。为了稳定该乳液树脂，应当优选地将表面活性剂或者粘度调节剂加入到该乳液树脂中。

[0051] 如果将表面活性剂加入到该乳液树脂中用于稳定该乳液树脂，包含在高聚合物弹性材料50中的棉絮纤维层是不吸水的。原因是从将毛布10、10a安装在造纸机之后而紧接着的开始阶段，没有足够的水渗入毛布10、10a，而与表面活性剂的种类（基于表示其吸水程度的HLB的种类）和表面活性剂的数量无关。

[0052] 根据本发明，由于吸水的1-甲基-2-吡咯烷酮的分子量和粘性远低于表面活性剂，它产生了相当大的能量以使得水渗入毛布10、10a。

[0053] 棉絮纤维应当优选地包含20g/cm2至150g/cm2的高聚合物弹性材料50。

[0054] 原因如下：如果高聚合物弹性材料50的数量小于上述范围（20g/cm2至150g/2
cm），那么毛布10、10a不能保持其压缩和恢复的能力。从而，毛布10、10a不能保持水挤出功能、湿纸幅的光滑功能以及湿纸幅的供给功能。如果高聚合物弹性材料50的数量大于上述范围，那么毛布的水渗透性降低，反过来影响其水挤出功能。

[0055] 优选地，包含在高聚合物弹性材料50中的棉絮纤维层应当包括5g/m2至100g/m2的吸水的1-甲基-2-吡咯烷酮。

[0056] 原因如下：如果吸水的1-甲基-2-吡咯烷酮的数量小于上述范围（5g/m2至100g/2
m），水不能渗入毛布，且直到该毛布带有水而足够湿，需要较长的时间周期。如果吸水的
1-甲基-2-吡咯烷酮的数量大于上述范围，高聚合物弹性材料50的性质会改变。从而，与其中包含棉絮纤维的高聚合物弹性材料50的结合力降低，使得毛布不能保持压缩和恢复的能力。

[0057] 对于毛布10、10a，棉絮纤维包含高聚合物弹性材料50并与其整体结合。根据当前设计，棉絮纤维通过针刺法植入基部20，从而形成布。其后，毛布包覆有乳液树脂的水稀释溶液，且变干为整体结构。

[0058] 两个工艺可用于将吸水的1-甲基-2-吡咯烷酮包括在包含于高聚合物弹性材料50中的棉絮纤维层中。根据一个工艺，将给定量的1-甲基-2-吡咯烷酮与乳液树脂的水稀释溶液混合。根据另一工艺，毛布包覆有乳液树脂的水稀释溶液，然后包覆有给定量的
1-甲基-2-吡咯烷酮。

[0059] 实例：

[0060] 进行下面的试验是为了确认根据本发明的用于造纸的毛布的优点：

[0061] 对于在通常条件下的试验，根据发明的实例1至6和对比实例1至3的所有毛布具有如下的基本配置：

[0062] ·基部（双绞尼龙单丝的平织物）：基本重量为750g/m2；

[0063] ·棉絮纤维[尼龙6的短纤维（17分特的人造短纤维）]：对于基部的正侧棉絮纤2 2
维的基本重量为500g/m，对于基部的反侧棉絮纤维的基本重量为250g/m；以及[0064] ·毛布的总基本重量：1,500g/m2。

[0065] 首先，将反棉絮纤维和正侧棉絮纤维堆积在基部上，并通过针刺法与其互相缠绕，产生毛布。之后，毛布的表面层包覆有通过混合高聚合物弹性材料和1-甲基-2-吡咯烷酮而制备的水稀释溶液，如表1所示。毛布在105℃干燥。以此方式，完成根据发明的实例1至6和对比实例1至3的毛布。

[0066] 表1

[0067]

[0068] 聚氨酯乳液：“SUPERFLEX”，由DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU有限公司生产[0069] 图4所示的试验装置带有一对挤压辊子P，用于造纸的毛布F行进于该对挤压辊子P之间。毛布F保持在恒定的张紧力之下。当毛布F被转动时，通过该对挤压辊子P而反复挤压毛布F。

[0070] 图4所示的试验装置用于对比根据发明的实例和对比实例的毛布的压缩和恢复能力，以及它们保持那些能力的能力，以及直到水渗入毛布所消耗的时间。

[0071] 试验装置在如下条件下运转：毛布在100kg/cm的压力下受到挤压，并且以1,000m/min的速度而连续驱动120小时。在此试验装置中，毛布F受到该对挤压辊子P的挤压。挤压压力[kg/cm]为沿受到该对挤压辊子P挤压的被夹区域的横向方向（CMD方向）的每1cm的线性压力。

[0072] 次数为试验开始后立即测得的数值和试验结束时测得的数值。毛布F的厚度（增压厚度）在浸入水中1小时的毛布F受到恒定压力（30kg/cm）下的挤压时确定。压缩比和恢复比根据以下方程从增压厚度计算得到：

[0073] 压缩比（%）=100×（增压前厚度-增压厚度）/（增压前厚度）

[0074] 恢复比（%）=100×（减压后厚度-增压厚度）/（增压厚度）

[0075] 将毛布F安装于图4所示的试验装置中，且将水喷头W应用于毛布F的表面。测量直到水均匀地渗入整个毛布所消耗的时间以确定直到水完全渗入毛布所消耗的时间。根据时间评价毛布的水渗透性，并将根据对比实例3的崭新毛布作为100。

[0076] 水渗透性按如下计算：

[0077] [（直到水完全渗入毛布所消耗的时间）/（直到水完全渗入根据对比实例3的毛布所消耗的时间）×100]

[0078] 实验结果显示于表2中。从表2中可以了解，可以确认根据发明的实例的毛布具有高水平地保持压缩和恢复的能力以及保持该压缩和恢复能力的能力。还可确认由于水在较短的时间期间内渗入根据该发明的实例的毛布，所以毛布具有将水挤出湿纸幅的能力以及保持将水挤出湿纸幅的该能力的能力，并且该毛布由水快速浸湿。

[0079] 表2

[0080]

[0081]

[0082] 根据本发明，毛布10、10a的棉絮纤维包含高聚合物弹性材料50并与其整体结合，从而形成棉絮纤维层。因此，即使毛布10、10a在挤压的压力下反复压缩，毛布10、10a在高聚合物弹性材料50的抗压效应的基础上也显示了卓越的保持压缩和恢复的能力。

[0083] 包含于毛布10、10a中的高聚合物弹性材料50的数量越大，毛布10、10a所显示的保持压缩和恢复的能力就越好。

[0084] 包括吸水的1-甲基-2-吡咯烷酮的棉絮纤维层提供吸水的毛布结构。从而，从将毛布10、10a安装在造纸机之后而立即使用的开始阶段，足够的水就能够渗入毛布10、10a。因此，从将毛布10、10a安装在造纸机之后而立即使用的开始阶段，造纸机就能够以最大速率运转。

[0085] 上文已描述了本发明的实施方式（包括修改方式和实例）。本发明不限于上面是实施方式，并且在本发明的范围内可以做出不同的改变和增加。

[0086] 贯穿各个视图，同样的附图标记表示同样的或对应的部件。

[0087] 工业可用性：

[0088] 根据本发明的用于造纸的毛布可用于造纸机的挤压区域。