造纸毛毡 本发明涉及造纸毛毡，特别涉及能长期保持弹性的毛毡。
造纸机一般把湿卷筒纸和其上载有卷筒纸的毛毡夹在一对压辊之间，挤压出湿卷筒纸中的水份。因此，造纸毛毡沿其路径不断受到压力，造成毛毡因反复压缩疲劳而失去弹性。最后，造纸毛毡被压扁，失去其挤水功能。因此，对于造纸毛毡来说，保持其弹性十分重要。
在日本专利申请No.166700/1990中，发明人提出了一种能满足上述弹性要求的造纸毛毡。在该专利申请中，如图12所示，造纸毛毡30由一机织织物底布层31、一棉胎层32和一非织造织物层33构成。第二棉胎层32′累积在非织造织物层33上，第二非织造织物层33′布置在第二棉胎层32′的表面上。非织造织物层33和第二非织造织物层33′用弹性材料聚合高弹体制成，以提高毛毡弹性保持时间。
提高造纸毛毡弹性保持时间的现有努力在近年出现的高速、高压型造纸机中遇到了问题。较之原先的造纸毛毡，该毛毡尽管在压区处受到反复压缩后还能保持弹性，但无法令人满意地长期保持弹性。
本发明的一个主要目的是解决上述问题。本发明的该目的是提供一种即使在高速、高压型造纸机中也能长期保持弹性的造纸毛毡。
为实现上述目的，本发明一优选造纸毛毡包括一基体和各棉胎层，其特征在于，其上有与CMD方向同向的细长形凸脊的一薄膜层布置在该基体中、各棉胎层中或各棉胎层之间。“CMD”指与“MD”方向垂直的方向，“MD”方向指本发明造纸毛毡的行进方向。由于有该薄膜层，毛毡在造纸机中蜿蜒路径上的行进变得柔顺和平稳，毛毡不会在压区压力作用下被压扁，而该压区压力本会通过反复压缩造成造纸毛毡的疲劳。
本发明一优选造纸毛毡的特征在于，上述薄膜层用弹性材料制成。当该薄膜层用弹性材料制成时，可长期保持该造纸毛毡地初始弹性。
可用起皱法形成薄膜层的与CMD方向同向的细长形凸脊，此时，可靠该方法本身使得细长形凸脊的分布不规则，凸脊的峰高和凸脊的长度也不规则。
也可用压花法形成薄膜层的与CMD方向同向的细长形凸脊，此时易于形成细长形凸脊结构，制造成本也不高。
说明书附图图面说明如下：
图1为本发明造纸毛毡的分解立体图；
图2为本发明造纸毛毡在一与MD方向平行的平面上的剖面图；
图3为其上有用起皱法形成的细长形凸脊的薄膜层的立体图；
图4(a)为其上有用压花法形成的细长形凸脊的薄膜层的立体图，其中，细长形凸脊只形成在该薄膜一面上；
图4(b)为其上有用压花法形成的细长形凸脊的薄膜层的立体图，其中，薄膜的正反两面上都形成有细长形凸脊；
图5为其上有用压花法形成的细长形凸脊的薄膜层的立体图，这些凸脊呈一连串波浪形圆形凹槽；
图6为其上有用压花法形成的细长形凸脊的薄膜层的立体图，这些凸脊呈一连串齿形长方形凹槽；
图7(a)为一薄膜层的立体图，其上的细长形凸脊由一连串裂口圆管粘连而成；
图7(b)为一薄膜层的立体图，其上的细长形凸脊由切成两半的圆管形成；
图8为示出本发明一造纸毛毡制作过程的立体图；
图9为示出本发明另一造纸毛毡制作过程的立体图；
图10为一示出本发明某些例示性实施例中的薄膜层的物理特性的表；
图11为对本发明各例示性实施例某些特性彼此进行比较和与一对照例进行比较的一表；
图12为由本发明人原来提出的一种造纸毛毡的剖面图。
如图1和2所示，本发明造纸毛毡1包括一基体2和一复合棉胎层3。其上有与CMD方向同向的凸脊4的一薄膜层5布置在该复合棉胎层3中。图1中标有“CMD”的箭头表示CMD方向，另一标有“MD”的箭头表示“MD”方向。
上述基体2使得造纸毛毡具有所需强度。在图1和2所示实施例中，基体2用机织织物制成。另一方面，该复合棉胎层3包括一用针刺法与基体2毡合在一起的短纤维组件。
复合棉胎层3包括与一湿卷筒纸(未示出)的接触表面上的第一棉胎层3A；与一压辊(也未示出)接触的第二棉胎层3B和夹在薄膜层5与基体2之间的第三棉胎层3C。第三棉胎层3C可由短纤维构成，进行针刺时从第一棉胎层3A和第二棉胎层3B上脱落。第三棉胎层3C用来从薄膜层反面保持薄膜层5的细长形凸脊4的构型。
在图1和2中，薄膜层5布置在第一棉胎层3A与基体2之间。当然，薄膜层5也可布置在基体2与第二棉胎层3B之间或布置在第一棉胎层3A中。附图中未示出这些情况。
薄膜层5可由多片薄膜叠成。棉胎层也可布置在薄膜层5的这些多片薄膜之间。同样，基体2也可由多片叠成；薄膜层5可布置在基体的这些多片之间。
与薄膜层5的CMD方向同向的细长形凸脊4在图3、4(a)和4(b)中相连而不规则，但在图5和6中相连而规则。
本文中细长形凸脊4的“方向”指这些细长形凸脊4的总体方向，而非个别凸脊的方向。换句话说，如细长形凸脊的方向总体上与CMD方向同向，即使有一部分细长形凸脊不与CMD同向，也看成与CMD同向。
薄膜层5的材料不受特别限制。但为保持薄膜层的细长形凸脊4的初始形状，薄膜层最好用高弹体材料制成。高弹体材料举例说有聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚酯、聚苯乙烯和聚烯烃之类聚合高弹体；IR(异戊间二烯橡胶)之类天然橡胶以及SBR(定苯橡胶)、BR(丁二烯橡胶)、IIR(丁基橡胶)、CR(氯丁二烯橡胶)和NBR(腈橡胶)之类合成橡胶。
薄膜层5的硬度最好为70-90日本工业标准A(JIS A)(JISK6301)和30-80支撑度(in Shore D)。薄膜层的厚度应为20-1000μm，最好为100-500μm。
薄膜层5与基体2的单位面积重量比应为10-200％，实验证明，该单位面积重量比最好为50-150％。为满足所需单位面积重量比，薄膜层5可由多片叠成。
使用其方向与薄膜层5的CMD方向同向的细长形凸脊4的理由如下。
在一造纸机中使用造纸毛毡时，该毛毡在支撑滚轮上张紧后在由滚轮界定的蜿蜒路径上行进。只要薄膜层5的细长形凸脊4的方向与CMD方向同向，毛毡就可在滚轮的转动部上柔顺、平稳地行进。如前所述，薄膜层5的细长形凸脊4只须总体上与CMD同向，不必所有凸脊都与CMD方向平行。
图3-7例示出其上有与CMD方向同向的细长形凸脊4的薄膜层5。薄膜层5的细长形凸脊4可用起皱法(如在造纸工艺中一般使用的)或卷曲法(一种使薄膜材料在高热环境下通过一填料箱而卷曲的方法)形成。如图3所示，用起皱法和卷曲法形成的细长形凸脊4不但不规则，而且各细长形凸脊4的最高点或波峰及其长度也是随机的。凸脊的不规则分布、其随机长度和波峰的随机位置可有效防止湿卷筒纸上出现印痕。
薄膜层5的细长形凸脊4可用压花法形成(在此方法中，薄膜材料放置在两金属模具之间形成凹凸)。可用压花法如图4(a)所示只在一面上形成细长形凸脊，也可如图4(b)所示在正反两面上形成细长形凸脊。
如图5和6所示，细长形凸脊4可呈波浪板状，薄膜材料F上具有由一连串相同圆形凹槽构成的皱褶，这些皱褶也可由一连串相同的长方形凹槽构成。但是，只要这些皱褶的不平行程度不妨碍毛毡的平稳行进，相邻凸脊线不必完全平行。如使用压花法，则可自由选择细长形凸脊4的形状，这便于制作和降低生产成本。
此外，薄膜层5可粘连而成。例如，如图7(a)所示，把其上有一裂口S的管形件P布置在一平面上后在这些管形件P的接触线处进行粘连。也可如图7(b)所示，把切成两半的管形件P′布置在一平面上后在这些管形件P′的接触线处进行粘连。也可如此形成细长形凸脊4。
如图8所示，为了按照本发明制作造纸毛毡，首先把一环形基体2套在分开的滚轮6和7上后张紧。然后，如图1所示，把由短纤维构成的第二棉胎层3B放置到基体2上后用针刺法把第二棉胎层与基体毡合在一起。
基体2与第二棉胎层3B毡合在一起后从滚轮6和7上取下，然后里外反面后重新套到滚轮6和7上并张紧。然后把第三棉胎层3C敷贴在毡合在一起的基体和第二棉胎层上。然后，如图8所示，把其上预先形成有细长形凸脊4的薄膜层5卷到一滚轮8上，使得细长形凸脊4位于图8中双箭头所示CMD方向上。在该优选实施例中，薄膜层5的宽度5′设定成大于待挤干的湿卷筒纸的宽度。
当把从滚轮8退绕的薄膜层5放置到基体2上滚轮6与7之间时，薄膜层的始端用一胶条(未示出)等粘住在基体2上一特别位置上。然后，转动滚轮6和7，使得薄膜层5套在整个基体2上。然后，在与始端相齐位置切断薄膜层5，该终端与始端相对，然后用胶条把该端粘到基体2上。
然后，把第一棉胎层3A套到薄膜层5上后用针刺法把所有各层毡合在一起。针刺时，针穿过薄膜层5时短纤维粘在针上。由于针刺形成小孔，因此薄膜层5透水。因此使用薄膜层5并不失去透水性。
由于针刺带动短纤维，因此第三棉胎层3C形成在薄膜层5与基体2之间。在这种情况下，无需专门敷贴第三棉胎层3C。
如上所述，在基体2和薄膜层5以及第一到第三棉胎层3A、3B、3C用针刺法毡合在一起后剪开，同时撕去在把薄膜层5装到基体2上时使用的胶条。从而完成本发明造纸毛毡1的制作。
在制作上述实施例的造纸毛毡1时，薄膜层5的宽度设定成比待挤干的湿卷筒纸宽。但是，如图9所示和如下所述，也可使用其宽度5′比待挤干的湿卷筒纸窄的薄膜层5。
此时，用胶条或其他合适固定方法把从一滚轮8′拉出的薄膜层5的始端固定到基体2两边之一处。转动滚轮6和7把薄膜层5成螺旋状卷绕到基体2上，使得薄膜层5的边互相相接。完成卷绕当薄膜层盖住整个基体2时在与始端对应位置切断薄膜层5。该终端用胶条或其他固定方法固定到基体2上。
当成螺旋状卷绕薄膜层5时，如图所示，细长形凸脊的凸脊线的方向与造纸毛毡1的CMD方向不完全、但大致平行。但是，只要不妨碍造纸毛毡的平稳行进，凸脊与CMD方向之间这一稍稍偏离平行不会造成问题。
如根据薄膜厚度或细长形凸脊的大小要求凸脊线与机器的CMD方向更接近平行，则可计算螺旋角并以相对薄膜层长度方向的对应斜角形成凸脊而补偿这一螺旋角，使得凸脊与CMD方向更接近平行。
由基体2和棉胎层3构成的本发明造纸毛毡1的特征在于，其上有与CMD方向平行的细长形凸脊的薄膜层布置在基体中或棉胎层中或各层之间。因此，本发明造纸毛毡可在造纸机的蜿蜒路径中柔顺、平稳地行进，即使反复受到压区压力的作用也不会因疲劳变成扁平。
下面为本发明造纸毛毡的各个例子和一对照例。
例1
该造纸毛毡的总单位面积重量＝990g/m2
(1)基体(单丝线平纹织造)：单位面积重量＝300g/m2
(2)棉胎层(尼龙6的短纤维)：总单位面积重量＝550g/m2(第一棉胎层3A，单位面积重量＝350g/m2；第二棉胎层3B，单位面积重量＝100g/m2；第三棉胎层3C，单位面积重量＝100g/m2)
(3)薄膜层(Nisshimbo公司制造的Mobilon薄膜MF100-T)：硬度78(JIS A)；皱纹数(振幅数/100mm)＝25，单位面积重量＝140g/m2
(4)薄膜层与基体的单位面积重量比＝46％
例2
该造纸毛毡的总单位面积重量＝990g/m2
(1)基体(单丝线平纹织造)：单位面积重量＝300g/m2
(2)棉胎层(尼龙6的短纤维)：总单位面积重量＝540g/m2(第一棉胎层3A，单位面积重量＝340g/m2；第二棉胎层3B，单位面积重量＝100g/m2；第三棉胎层3C，单位面积重量＝100g/m2)
(3)薄膜层(Nisshimbo公司制造的Mobilon薄膜MF100-T)：硬度78(JIS A)；皱纹数(振幅数/100mm)＝50，单位面积重量＝150g/m2
(4)薄膜层与基体的单位面积重量比＝50％
例3
该造纸毛毡的总单位面积重量＝990g/m2
(1)基体(单丝线平纹织造)：单位面积重量＝300g/m2
(2)棉胎层(尼龙6的短纤维)：总单位面积重量＝525g/m2(第一棉胎层3A，单位面积重量＝325g/m2；第二棉胎层3B，单位面积重量＝100g/m2；第三棉胎层3C，单位面积重量＝100g/m2)
(3)薄膜层(Nisshimbo公司制造的Mobilon薄膜MF100-T)：硬度78(JIS A)；皱纹数(振幅数/100mm)＝100，单位面积重量＝165g/m2
(4)薄膜层与基体的单位面积重量比＝110％
例4
该造纸毛毡的总单位面积重量＝1070g/m2
(1)基体(单丝线平纹织造)：单位面积重量＝300g/m2
(2)棉胎层(尼龙6的短纤维)：总单位面积重量＝400g/m2(第一棉胎层3A，单位面积重量＝200g/m2；第二棉胎层3B，单位面积重量＝100g/m2；第三棉胎层3C，单位面积重量＝100g/m2)
(3)薄膜层(Nisshimbo公司制造的Mobilon薄膜MF300-T)：硬度78(JIS A)；皱纹数(振幅数/100mm)＝20，单位面积重量＝370g/m2
(4)薄膜层与基体的单位面积重量比＝123％
例5
该造纸毛毡的总单位面积重量＝1070g/m2
(1)基体(单丝线平纹织造)：单位面积重量＝300g/m2
(2)棉胎层(尼龙6的短纤维)：总单位面积重量＝390g/m2(第一棉胎层3A，单位面积重量＝190g/m2；第二棉胎层3B，单位面积重量＝100g/m2；第三棉胎层3C，单位面积重量＝100g/m2)
(3)薄膜层(Nisshimbo公司制造的Mobilon薄膜MF300-T)：硬度78(JIS A)；皱纹数(振幅数/100mm)＝40，单位面积重量＝380g/m2
(4)薄膜层与基体的单位面积重量比＝127％
例6
该造纸毛毡的总单位面积重量＝1070g/m2
(1)基体(单丝线平纹织造)：单位面积重量＝300g/m2
(2)棉胎层(尼龙6的短纤维)：总单位面积重量＝380g/m2(第一棉胎层3A，单位面积重量＝180g/m2；第二棉胎层3B，单位面积重量＝100g/m2；第三棉胎层3C，单位面积重量＝100g/m2)
(3)薄膜层(Nisshimbo公司制造的Mobilon薄膜MF300-T)：硬度78(JIS A)；皱纹数(振幅数/100mm)＝60，单位面积重量＝390g/m2
(4)薄膜层与基体的单位面积重量比＝130％
对照例
该造纸毛毡的总单位面积重量＝1070g/m2
(1)基体(单丝线平纹织造)：单位面积重量＝440g/m2
(2)棉胎层(尼龙6的短纤维)：总单位面积重量＝550g/m2；湿卷筒纸一边，单位面积重量＝450g/m；压辊一边，单位面积重量＝100g/m2。
在上述各例1-6中，用作薄膜层的Mobilon薄膜MF100-T和MF300-T为用T-模挤压法制作的聚氨基甲酸酯热塑薄膜，其物理特性如图10所示。对例1-6和对照例进行了抗疲劳测定和透水性测定。在10Hz的150kg/cm2的脉冲负载反复200,000次后根据毛毡的密度/初始密度的值测定抗疲劳性。根据150kg/cm2压力下垂直通过毛毡的过滤水的数量测定透水性。图11示出其结果。
如图11所示，就抗疲劳性而言例5和6最佳，例3和4其次，例1和2分列第三和第四。对照例的抗疲劳性最差。抗疲劳性测定表明，本发明由于其薄膜层而具有优良的抗疲劳性。
就透水性而言例1和2和对照例最佳，例3和4其次，例5和6最差。但是，例5和6的透水性在实际使用中并不造成问题。
如上所述，本发明造纸毛毡能在造纸机的蜿蜒路径中柔顺、平稳地行进，即使在压区压力作用下受到反复压缩也不会因疲劳而成为扁平状。
如造纸毛毡的薄膜层由弹性材料制成，该薄膜层可长期保持初始形状，因此性能非常优良。
如薄膜层的与CMD方向同向的细长形凸脊用起皱法形成，因形成过程本身凸脊的分布可不规则，凸脊的峰高和长度也不规则。从而起皱薄膜制作方便，性能优良。
如用压花法形成与CMD方向同向的细长形凸脊，则制作方便、制作成本低，这也是很有利的。