（纺织工程专业论文）造纸压榨毛毯脱毛性能的研究[纺织工程专业优秀论文].pdf

造纸压榨毛毯脱毛性能的研究 摘要 造纸压榨毛毯是使用于纸机压榨部位的脱水织物，其主 要功能是脱去从成形区过来的湿纸页中的水份，承托和转移 纸页，并提供纸页的整饰作用。造纸压榨毛毯在使用过程中 的严重脱毛不仅污染纸页，而且毛层的过早脱落还可能引起 压毯毯痕问题。压毯一旦出现严重脱毛后将不得不提前下 机，影响压毯的使用寿命，同时也影响到纸机的正常运行和 生产效率。由于目前为止，尚没有一种合适的试验手段来评 价压毯的脱毛性能，生产厂家在改进压毯时带有一定的盲目 性。因此，本课题的目的就是寻求一种合适的试验手段来评 估压毯的脱毛性能，并利用该试验手段对压毯脱毛性能的影 响因素进行分析。 在试验手段确定之前，本文先对造纸压榨毛毯脱毛问题 产生的内部原因进行了分析。通过对正常使用下机及因脱毛 问题严重而提前下机的压毯进行的比较和分析认为，压毯产 生严重脱毛问题有两个主要内因：、制造工艺所导致的压 毯非织层纤维之间缠结牢度及纤维与底网的结合牢度不够， 从而造成压毯在使用过程中表面结构易被破坏，纤维头端易 游离出压毯表面，这些游离纤维或者在外力作用下受损断 裂，或者其根部完全从压毯中拔出。造成压毯的脱毛现象； 二、压毯纤维的耐磨性能较差，导致其在经受各种摩擦力作 用时易受损断裂。本文主要针对第个内因，从压毯结构和 制造工艺角度出发，对压毯的脱毛性能进行评价。因此，在 结合其他产品类似性能的测试方法后，提出了本课题的试验 手段一起毛试验，以模拟压毯纤维从压毯结构中游离出来的 情况，并初步确定了试验仪器一起毛起球仪。 试验手段和仪器确定后，通过对第一批试样的试验，确 定了压毯起毛试验的条件，包括试验压力，刷毛次数，以及 每一样品的样本数等。并通过对国产问题毯和国产正常毯试 验结果的比较，以及对典型压毯试验结果的分析，进一步验 证了该试验手段的合理性。 可能影响压毯抗起毛性能的因素有很多，本文通过对不 同规格压毯进行的分组比较试验结果以及对个别因素进行的 进一步验证试验结果表明，压毯底网经纱密度、针刺密度的 增加均有利于压毯抗起毛性能的改善；叠层结构的压毯底网 较单层结构对压毯非织层短纤维具有更好的夹持固结作用： 热定型、化学处理也对压毯的抗起毛性能起着积极作用；低 熔点纤维的使用效果并不明显，其所提供的纤维粘结点非常 有限；立体卷曲纤维的使用则明显降低了压毯的抗起毛性 能，对压毯抗起毛性能起着消极作用。 通过对单层压毯试样试验数据的多元线性回归分析得 出，底网经纱密度、底网经纱股数、针刺密度、表层纤维细 度、化学处理与否以及纤维种类该六因素中，底网经纱密度、 针刺密度、化学处理以及纤维种类对压毯的总起毛量有着明 显的线性关系，而且其影响均是重要的，而另两因素对压毯 总起毛量的影响则不明显。根据起毛量的大小，本文还对单 层压毯和叠层压毯分别进行了简单归类。 关键词：造纸压榨毛毯、起毛试验、抗起毛性能、影响因素 s t u d yo nt h ef i b r el o s so fp r e s sf e l t s a b s t r a c t p r e s sf e l t sa r eu s e di nt h ep r e s ss e c t i o no f p a p e r m a c h i n e t h em a i n f u n c t i o n so fa p r e s s f e l ta r ew a t e r r e m o v a l ，s h e e ts u p p o r t a n d t r a n s p o r t a t i o n ，a n di m p a r t i n gp r o p e rs u r f a c ef i n i s ht ot h es h e e t s e v e r e f i b e rl o s so f p r e s sf e l td u r i n gi t ss e r v i c el i f ew o u l dc o n t a m i n a t et h ep a p e r p r o d u c e da n dc a u s es h a d o wm a r k i n go nt h es h e e t w h e nt h ep r o b l e m o c c u r s ，p a p e rm a c h i n eh a st o s h u t d o w na h e a do fs c h e d u l e t h u s ，t h e s e r v i c el i f eo ft h ep r e s sf e l tw o u l db er e d u c e da n dp r o d u c t i o ne f f i c i e n c y d e c r e a s e d s of a rt h e r ei sn oas u i t a b l et e s t i n gm e t h o da v a i l a b l e t o e v a l u a t et h ea n t i f i b e r - l o s sp r o p e r t yo fp r e s sf e l t a sr e s u l t s ，p e o p l ei n f a c t o r i e sc a l li m p r o v et h eq u a l i t yo fp r e s sf e l t so n l yb ye x p e r i e n c e t h e a i mo ft h ep r e s e n tw o r ki st os e e ka na p p r o p r i a t et e s t i n gm e t h o dt o e v a l u a t et h ea n t i f i b e r - l o s s p r o p e r t y o fp r e s s f e l t s 。b y m e a n so ft h e d e v e l o p e dm e t h o d ，f a c t o r si n f l u e n c i n gf i b e r l o s so fp r e s sf e l t sc a nb e a n a l y z e d f a c t o r so fp r e s sf e l t c a u s i n gs e v e r e f i b e rl o s sa r ea n a l y z e df i r s t c o m p a r i s o n sa r em a d eb e t w e e nt h e n o r m a l ”p r e s s f e l t sa n dt h ep r e s s f e l t sr e p l a c e da h e a do fs c h e d u l eb e c a u s eo fs e v e r ef i b e rl o s s i ti n d i c a t e s t h a tt h e r ea r et w om a i nr e a s o n sc a u s i n gt h ep r o b l e mo ff i b e rl o s s t h e f i r s to n ei st h ep o o rf a s t n e s so f t u f tf i b e r st ot h eb o d yo f p r e s sf e l tc a u s e d b yu n s u i t a b l e s t r u c t u r ed e s i g no rm a n u f a c t u r i n gp r o b l e m a sar e s u l t ，t u f t f i b e r sa r e p r o n e t od i s s o c i a t ef r o mt h eb o d y o f p r e s sf e l td u r i n g i t ss e r v i c e l i f e t h ed i s s o c i a t i n gf i b e r sa r ep r o n et ob r e a ko rp u l l e do u tc o m p l e t e l y f r o mt h eb o a yo fp r e s sf e l t t h es e c o n dr e a s o ni st h ep o o ra b r a s i o n r e s i s t a n c eo ft h et u f tf i b e r so nt h es u r f a c eo fp r e s sf e l t a f t e rr e p e a t w o r k i n gc y c l e s ，t h e f i b e r s m i g h te a s i l y b ed a m a g e do rb r o k e n t h e p r e s e n ts t u d y c o n c e n t r a t e so nt h e f i r s tr e a s o nb e c a u s ei th a sb e e n s u g g e s t e df a i r l ys t r o n g l yt h a ti t i st h em o s tp o s s i b l er e a s o ni n f l u e n c i n g a n t i f i b e r - l o s sp r o p e r t yo f p r e s sf e l t t op e r f o r m t h ei n v e s t i g a t i o n ，p i l l i n g t e s ti su s e dt os i m u l a t et h ep r o c e s so ft u f tf i b e r s d i s s o c i a t i n gf r o mt h e b o d yo f p r e s s f e l tw h e nu s e di np a p e rm a c h i n e f r o mp r e l i m i n a r yt r i a l s ，t h et e s tc o n d i t i o n sa r ee s t a b l i s h e ds u c ha s w o r k i n gp r e s s u r e ，o p e r a t i n gc y c l e s ，a s w e l la s s a m p l e s i z e t h e n ， c o m p a r i s o no ft e s t i n gr e s u l t s i sc o n d u c t e db e t w e e nt h e n o r m a l p r e s s f e l ta n dp r o b l e mo n e s 。a f t e rt h a t ，t e s t i n gr e s u l t so fs o m et y p i c a lp r e s s f e l t sa r e a n a l y z e dt o c o n f i r mt h ef e a s i b i l i t yo ft h et e s t i n gm e t h o dt o e v a l u a t et h ea n t i f i b e r - l o s sp r o p e r t yo f p r e s sf e l t f r o mt h ep o i n to fv i e wo ff i b r o u sa r c h i t e c t u r eo fp r e s sf e l t ，f a c t o r s i n f l u e n c i n gf i b e rl o s sa r ea n n y z e d c o m p a r i s o n sa r em a d e o f s a m p l e so f p r e s s f e l t sw i t hd i f f e r e n tc o n s t i t u e n tf i b r o u sa r c h i t e c t u r e s t h e r e s u l t s r e v e nt h a th i g hw a r p d e n s i t yo f b a s ef a b r i ca n dh i 曲n e e d l i n gd e n s i t yw i l l i m p r o v et h ea n t i - f i b e r - l o s sp r o p e r t yo f t h es a m p l e s f u r t h e r , b a s ef a b r i c w i t ht w ol a y e r sf a s t e n sf i b e rb e t t e rt h a nt h a to fs i n g l el a y e re v e nt h es e t d e n s i t yi nt h el a t t e ri sm u c hh i g h e rt h a nt h ef o r m e r t h e r m o s e t t i n ga n d c h e m i c a lt r e a t m e n to fp r e s sf e l ta l s oh a v ep o s i t i v ee f f e c ti np r e v e n t i n g t u f tf i b e r sf r o ml o s sd u r i n gs e r v i c el i f e t h er e s u l t sa l s os h o wt h a tt h eu s e o ff i b e ro fl o wm e l t i n gp o i n th a sn os i g n i f i c a n te f f e c t si nt h ep r o p e r t yo f f i b e rl o s sb e c a u s eo ft h el i m i t e db o n d i n gp o i n t sa n dl e s s e f f i c i e n c y i n t h e r m op r o c e s s i n gd u r i n gf a b r i c a t i o no ft h ep r e s sf e l t s i na d d i t i o n ，t h e u s eo ft h r e e d i m e n s i o n a l c r i m p e d f i b e r sh a s n e g a t i v e e f f e c tt ot h e a n t i - - f i b e r - l o s sp r o p e r t y o f p r e s sf e l t s s t a t i s t i c a n a l y s i s o ft h e t e s t i n g d a t ao f s i n g l e - l a y e rp r e s s f e l t s i n d i c a t e st h a t w a r pd e n s i t y o fb a s ef a b r i c ，n e e d l i n g d e n s i t y , c h e m i c a l t r e a t m e n ta n d t y p e o fr a wm a t e r i a lh a v e s i g n i f i c a n t e f f e c t so nt h e a n t i f i b e r l o s sp r o p e r t yo f p r e s sf e k b u t t h en u m b e ro ff i l a m e n t si np l i e d y a r no f b a s ef a b r i ca n df i n e n e s so fb a t tf i b e rh a sn o s i g n i f i c a n te f f e c t so n i t a c c o r d i n g t ot h ed i f f e r e n c ei nt h ea n t i f i b e r - t o s s p r o p e r t y ，t e s t i n g r e s u l t s ，p r e s s f e l t sw i t h s i n g l e l a y e r a n dl a m i n a t e db a s ef a b r i ca r e c l a s s i f i e ds e p a r a t e l y w a n g j u a n p i n g ( t e x t i l ee n g i n e e r i n g ) s u p e r v i s e db y p r o f d i n gx i n k e y w o r d s ：p r e s sf e l t ，p i l l i n gt e s t ，a n t i f i b e r - l o s sp r o p e r t y , i n f l u e n c i n gf a c t o r s 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本 人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用 的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的 内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律 结果由本人承担。 学位论文作者签名：汪醯尊 r 期： 甜年f 2 月纠只 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电予版，允许论文被查阅或借阅。 本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密回。 学位论文作者签名：汪蹑落 日期：c 7 啦# 乜月研日 l 指导教师签名：丁事 f 1 期：o ￥年1 2 月_ 只 东华大学研究生毕业论文 第一章弓【言 1 1 研究背景 第一章引言 本课题是与某造纸毛毯企业合作的项目。具体研究内容确定之 前，在该企业进行的调研发现，该企业生产的造纸压榨毛毯在使用过 程中存在一个比较严重的问题，也是客户投诉最多的问题之一一压毯 在使用过程中的严重脱毛。 作为纸机上必须的脱水织物，造纸压榨毛毯( 以下有时简称为压 毯) 应该具备最基本的三要素：滤水性、平整性、耐用性。在后面的 章节中将会介绍到，由于压毯的运行环境非常复杂，在运行过程中压 毯的各项性能都会不断地发生变化。一般的压毯都有一个预期的使用 寿命，在这个期限内压毯的各项性能都应该达到定的要求，以保证 纸机的丁f 常运行和纸张的质量。压毯一旦在使用过程中发生了严重脱 毛，纸页将被污染，可能导致其印刷毛病，而且毛层的过早脱落还 可能引起纸面上产生压毯毯痕问题。压毯产生严重脱毛问题后将不得 不提前非正常下机，从而影响了压毯的使用寿命。压毯的非正常下机 对纸厂的生产也会造成较大的损失。 目前为止还没有一种较为可行的试验手段可以对造纸压榨毛毯的 脱毛性能进行评价，国内还未见对此类阀题韵研究报告。从晷外资料 来看亦没有公开颁布的标准或测试手段。国内生产厂家遇到脱毛问题 后，通常都是凭经验进行各种试探性的改进，带有一定的盲目性。因 此，如果有种合适的试验手段能较客观地反映压毯的脱毛性能，则 将为压毯脱毛性能的改进提供参考依据。这种评价手段正是本课题瞬 要探讨的。 东华大学研究生毕业论义 第一章引言 1 2 研究意义 近些年来，国内的造纸压榨毛毯行业取得了非常大的进展，在经 历了杌织压毯、底布压毯( b o b ) 后正在进入底两压毯( b o m ) 阶段。 但是与国外产品相比，无论在性能还是使用寿命上都存在很大差距， 离满足现代高档纸机的要求还有较大的一段距离。由于国内压毯行业 在科研上投入的非常少，产品的检测手段和设备还不完善。而要提高 产品的档次，提升产品整体质量，必须增加产品的科技含量。对压毯 的研究将有利于指导压毯的设计和生产，减少盲目性。该课题的确立 正是基于此目的。 在前面已经提到，压毯在使用过程中的严重脱毛将引起纸机运行 以及纸张质量问题，影响生产效率。国内目前在这方面的研究也尚属 空白。因此，本论文将此作为背景进行探索，希望通过一定的试验手 段找到能够客观评价造纸压榨毛毯脱毛性能的指标。有了客观评价指 标后，不仅可以预测新造纸压毯的脱毛性能，而且可以通过比较对不 同规格和工艺压毯的测试结果，分析影响压毯脱毛性能的因素以及各 因素的影响大小，为改进压毯制造工艺提供依据。而脱毛问题的解决 无疑会是压毯整体质量的一大进步。 1 3 研究目标 前面也已经提到，就国内而言，对造纸织物所进行的科研投入可 以说是非常的少，对压毯的脱毛性能进行的研究也未见报道。本课题 是在没有现成标准、试验方法和仪器的条件下所进行的，因此带有一 定的试探性质。 造纸压榨毛毯在实际使用过程中的环境是非常复杂的，在不可能 模拟压毯运行状况的情况下盛须对压毯脱毛问题产生的内在原因进 行判断和分析，以寻求一种在试验室可行的试验手段来对压毯脱毛性 能进行评价。这是本课题进程中的首要任务也是目标之一。 2 东华犬学研究生毕业论史第一整日l 击 确定了试验手段后，本课题的另一目标就是利用这一试验手段对 影响压毯脱毛性能的各因素进行分析，并就各因素对试验结果影响的 重要性进行分析判断。 1 4 研究内容及方法 本课题研究的内容是造纸压榨毛毯的脱毛性能，主要从压毯结构 和工艺参数角度出发，在对压毯脱毛问题产生原因分析的基础上提出 了评价压毯脱毛性能的试验手段；同时通过对样品的探索性试验以及 对试验结果的统计分析，确立了具体的试验条件，而且对该试验手段 的合理性进行了验证。试验手段确立后对不同规格的压毯进行了分组 对比试验，就各因素对压毯脱毛性能的影响进行了初步分析，并通过 统计方法就这些因素对试验结果影响的显著性进行了进一步的分析。 同时根据试验结果对各压毯样品进行了简单归类。 本课题具体的研究内容可以分为以下四个部分。 ( 1 ) 造纸压榨毛毯产生脱毛问题的内因分析以及试验手段的提出 对下机后的国内问题毯、国内正常毯以及进口优质毯的表面情 况以及毯面纤维受损情况进行了比较，探讨了压毯产生严重脱毛问题 的主要内因。并针对压毯结构对其脱毛性能的影响，在借鉴了其它产 品类似性能测试的试验手段和设备后，提出了本课题的试验方法一起 毛试验。 ( 2 ) 试验条件的确定及试验手段合理性的验证 通过不同压力、不同刷毛次数下对不同压毯起毛情况的观察，以 及对压毯试验结果的统计分析，分别确定了叠层压毯和单层压毯的试 验压力、单次刷毛次数、总刷毛次数以及试验样品数。同时，通过对 国产问题毯和正常毯试验结果的比较以及对典型压毯的试验结果的 分析，就起毛试验手段采用的合理性进行了分析。 ( 3 ) 试验结果影响因素的分析 通过对不同规格压毯的分组比较试验，就各因素对其起毛试验结 东华大学研究生毕业论文第一章引苦 果的影响作了初步的分析，并针对某些因素对压毯抗起毛性能的作用 做了进一步的试验验证。 ( 4 ) 试验结果的多元线性回归分析及压毯归类 在前面对试验结果影响因素分析的基础上，就各因素与试验结果 之间存在的关联性以及各因素对试验结果影响的显著性进行了进一 步的探讨。并根据压毯总起毛量的大小，对单层压毯和叠层压毯分别 进行了简单归类以及进一步的分析，以验证试验结论的正确性。 1 5 论文章节安排 论文共分为七章。第一章点明课题的研究背景、研究意义、研究 内容、研究方法，研究目标以及论文的总体安排。 论文的第二章中对国内外造纸压榨毛毯的发展现状作了简单介 绍，同时结合本课题的具体方向，对压毯的使用环境、脱毛问题的产 生进行了简单阐述。 本论文的首要任务是寻求一种合适的试验手段，因此在第三章 中，通过对压毯脱毛问题产生内因的分析并借鉴其它产品类似性能测 试的试验手段和设备，提出了本课题的试验方法。 由于造纸压榨毛毯本身的特殊性，无法沿用其它现成的试验操 作，因此在第四章中通过一系列的试搽性试验确立了具体的试验条件 和操作，并验证了该试验手段的合理性。 第五章则是在试验手段和试验条件都已经确定的条件下，就现 有试验样品，通过分组对比试验，对可能影响压毯试验结果的因素进 行了分析。第六章通过多元线性回归讨论了各影响因素与试验结果之 间的关系，并对次要的影响因素进行了剔除。同时根据起毛量的大小 还对所有单层压毯和叠层压毯分别进行了归类，对归类后的各类压毯 进行了横向比较分析。 在论文第七章中对全文的工作进行了总结，得出了本论文的研 究结论，并对今后造纸压毯的迸一步研究方向等提出了建议和展望。 东华大学研宄生论文 第二章文献综述 2 1 前言 第二章文献综述 造纸压毯是现代纸机上必须的脱水织物，随着造纸技术的不断发 展，造纸压毯无论是在原料的使用还是制造技术上都在不断地发生着 变化。最初将压毯用到引纸和挤压上始于十一世纪的欧洲1 2 】。当时， 欧洲的手工造纸者将纸纤维经过捞取而分布在用网布作底的模框上 以形成纸页，等大部分水脱掉以后，再将模子压到毯子，纸页便从模 予转移或“引”到毯子上。然后将纸页和毯子一起挤压以脱掉多余的 水分。最后将纸页风干。这就是现代造纸三个主要阶段的雏形，即： 纸页成形、压榨、和干燥。 现代造纸机包括成形、压榨、干燥三个主要区段。纸浆在成形网 上靠自重和吸水箱的抽吸脱去大部分的水分后形成湿纸页，然后从伏 辊上转移下来进入压榨区，在压榨区迸一步脱水后进入干燥区进行烘 燥口1 。本论文要讨论的织物是指在压榨区所使用的造纸机用织物一压 榨造纸压毯。压榨造纸压毯的主要功能包括进一步除去从成形区转移 过来的湿纸页中的水分，承托纸页和运送纸页，并使纸幅在压区内的 压力均匀分布，同时改变纸页的表面性质( 整饰纸页) ，减轻或消除 压辊作用在纸机上的印痕等【4 1 “。除此之外，压毯还起到传动皮带的 作用，带动纸机上被动辊的转动。而为了获得上述作用，压榨毛毯应 满足以下要求：( 1 ) 有足够的强度，能承受压辊的挤压并带动压辊转 动和保持较长的使用寿命；( 2 ) 有较好的平整度，使受压的纸页表面 有较高的平滑性并改进纸页的紧密程度；( 3 ) 有足够的空隙体积，能 充分吸收和容纳从湿纸页中挤出的水分：( 4 ) 有良好的透水性和滤水 性，使容纳在其中的水分和空气易从压毯中排出；( 5 ) 有良好的脱污 能力和耐磨性，经得起高压水冲洗和打毯器的连续打击或高压抽吸等 东华大学研究生论文第二章= ：! = 献综述 作用f6 1 。简言之，就是压毯的三要素：滤水性、平整性、耐用性，应 该达到一定的要求。 二十世纪四十年代中期以前，压榨毛毯都是选用羊毛纤维为原 料。最初采用缠结方式，十八世纪末开始制造编织压毯f 。随着印刷 的发展，纸的需要量不断增加。直至工业革命，抄纸机的发明和木浆 制造成功，纸张除了使用于印刷书刊和报纸后又扩大为工业包装等用 途。由于以羊毛为原料的压毯使用寿命很短，因此，随着化纤工业的 发展，四十年代中期以后化学纤维开始应用到压毯，显著延长了压毯 的使用寿命并提高了其强度。六十年代开发了针刺压毯，其特点是采 用稀松的纱线基布结构，并在表面纤维层大量使用化学纤维。用该针 刺法生产的b o b ( b a t to nb a s e ) 压毯，脱水性能、毯面光洁度、使 用寿命等都得到较大提高。后来，又发展了用单丝( 多为聚酰胺) 为 原料的网状结构的基布，表面铺以高性能的化学纤维，即b o m ( b a t t o i lm e s h ) 压毯，使压毯操纵水液的能力得到进一步改进：而且强度 较高，容易清洁，使用寿命较长 8 引，因而可适应更高的车速和更高 的压榨力作用。1 9 6 0 年以前，压毯的使用寿命般为2 - 3 周，今天， 压毯的期望寿命己达到1 3 个月甚至更长【】0 】。 除了传统的机织压毯、b o b 压毯以及b o m 压毯外，压毯的种类 中还包含无纬毯、组合网毯、无织无底布毯等【4 l ，但它们在使用范围 上都有一定限制。 随着造纸技术和造纸设备的不断发展以及对纸张质量要求的不 断提高，b o m 压毯逐步取代了针刺压毯和b o b 压毯，同时b o m 压 毯本身也在不断发展之中，在这方面工业发达国家走在了前面，他们 在b o m 压毯的设计上已经渐渐趋于成熟。下面就将分别对国内外压 毯的发展现状作简单介绍。 2 2 国外压榨毛毯发展现状 在国外，八十年代早期，叠层压毯就用到了宽区压榨和鞔式压榨 东毕大学研究生论文 第二章文献综述 中，并得到广泛的接受。在这种压毯结构中，包含了两层( 或更多层) 相互独立的基布，通过针刺工艺结合起来。一般较粗的底网用作下层 底布，提供足够的空隙体积和耐磨性能；上层底网的设计则一般比较 细腻，以获得较平整的毯面【1 1 1 。下层底布可以是单层的、或一起织 造的双层、三层甚至四层结构，而上层底布一般是单层的。因而在设 计叠层压毯时有相当多种的可能性。 相对于简单结构的b o m 压毯，叠层压毯具有很多的优点，比如 超强的强力，良好的抗压性，对纸页整饰的改进，以及由于毛层与底 布比例减小所导致大抗污性的提高，易于保持整洁1 12 , 】。因此，叠 层压毯能更好地适应高速、高线压、高压冲洗、真空抽吸等更为苛刻 的运行环境。 对纸页质量进一步的改善和对压毯耐压实性要求的提高使压榨 毛毯技术又向前进了一步。九十年代中期，种独特结构的多轴向底 网压榨毛毯开发成功。根据k i e f e r 1 4j 介绍，这种压毯至少包括两层独 立的基布，组成每层基布的纱线在平面内至少有四个方向的取向。这 种结构的压毯不仅有各自独立的经纱和纬纱系统，而且各层的经纬纱 与相邻层的经纬纱问存在一定的角度。这样，防止了相邻层间纱线的 楣嵌，使压毯的耐压实性能得到改善，厚度减少量也交，j 、，从而延长 其使用寿命。另外，压毯的这种结构设计使其在负载下处于比较开放 的状态，有利于清洗，且压毯在较长的没有支撑的部位中的稳定性也 较好。多轴向织物是片织，较环形织物能达到更高的表面质量，有利 于改善纸页的整饰，减少湿痕。 在针刺非织层上的发展则包括了两个方面：各种新型纤维的选用 以及针刺技术的进步。 用化学纤维取代羊毛等天然纤维可以说是压毯发展史上的一大 飞跃。化纤的使用大大提高了压毯的寿命。时至今日，各种新型化学 纤维的发展为压毯的改进提供了很多有利条件，比如水溶性纤维、低 熔点纤维、中空纤维、扁平纤维等。 ( 1 ) 水溶性纤维f s t新毯上机时的快速起动与压毯的使用寿命往往 东华大学研究生论文第二帝立献综述 是一对矛盾。压毯越紧实则造纸机起动越快，但也意味着在运行中越 容易被阻塞，使得在整个压区中压毯的脱水效率降低。适量水溶性纤 维( 一般为聚乙烯醇) 的使用则可以较好地解决这对矛盾。这种水溶 性纤维可以在压榨湿毯运行过程中溶解在水里，因而，压毯的设计可 以选择较大的紧密度。在快速起动后随着水溶性纤维的溶解，压毯的 空隙率仍可保持一定水平，压毯脱水性能的稳定性也就得到了提高， 从而延长了其使用寿命。 ( 2 ) 低熔点纤维【l 6 j 在针刺层中加入适量低熔点纤维，使之在热定 型工艺中熔融，从而起到粘结其它高熔点纤维的作用。这种工艺可从 一定程度上改善压毯的脱水效率和耐磨性能，以及更好的抗压性和抗 脱毛性。 ( 3 ) 中空纤维【4 l中空纤维纱线在压榨力下变扁，离开压区后立即 回弹。照好的纱线挠曲性有利于改善织物与纸页的接触状况，从而改 进压毯脱水作用，并使纸页表面平整。据报道，纸机的可运行性和纸 张的印刷性能也得到了提高。 除此之外，为了改善纸页的微观结构均匀性，近几年扁平纤维重 又引起了人们的兴趣l 。研究表明，这种纤维对于高定量和高蓬松 度纸页质量的提高有很大的潜力。 自1 9 9 4 年靴式压榨在高速出版纸机上安装以来，几乎所有新的 或改装的该类纸机都配备了一个或两个靴式压榨装置【 1 。在靴式压 榨中，纸张与压毯接触时间的延长以及在压区长度内不断提高的脱水 性能都要求压毯必须具有更高的平滑性和压力分布均匀性。为了适应 这种趋势，人们开始研究如何透过进一步改进针刺技术来提高压毯的 平整性和均匀性。为此，w e a v e x x 公司开发了h u y p e r p u n c h d 技术【1 引。 该技术是从多个角度对压毯进行针刺加工，即斜向针刺。传统的针刺 机针板上的针以9 0 度角对压毯进行连续针刺，而斜向针刺技术则将 压毯穿过一块曲线形的针床，使针板在9 0 度左右的角度开始进入压 毯，而在接近4 5 度的角度上结束。除此之外，针板与压毯采用同步 移动，从而有效地防止微牵伸现象。这种新的技术提高了压毯的均匀 东华大学研究生论文第二奄文献综述 度，同时赋予纸页更细腻且均匀的表面，而且非织纤维层的结合牢发 比传统针刺技术制造出的压毯要高4 0 【1 叭。使用这种压毯不仅能提 高纸面的平滑度、干燥度，改善纸页两面性，而且还能减少断纸、纸 业毯印，并延长压毯使用寿命。 在谈及造纸压毯未来的发展趋势时，r o o k s 2 0 1 认为，未来纸机压 毯的革新，一定程度上取决于和其它不相同的技术相结合的能力。在 这种情况下，“一加一可能大于二”。 事实上a l b a n y 、t a m f e l t 等大公司已经将薄膜、传送带等技术 结合到了他们的产品中。 a l b a n y 公司和g e s c h m a y 公司开发的新产品- - p r e s s i s i o n 2 1 1 ，就 是利用了薄膜技术。在针刺过程中人们会发现，当压毯表面为细纤维、 背面或内层采用粗纤维( 6 7 d t e x ) 时，针刺中粗纤维往往发生转移， 出现在压毯的表面，从而影响到纸张的平整度。p r e s s i s i o n 产品则利 用薄膜技术将不同原料的纤维絮层分开，从而避免了粗纤维的转移。 该产品适用于高速出版纸机、高速薄纸机、牛皮纸机及纸板机等。 t a m f e l t 公司的新一代半渗透压榨织物- - t m o ( t r a n s m a s t e ro p e n ) 以及h u y c k 公司的h u y p e r m 则是综合了传统毡毯的良好脱水性及传 送带输送过程中的光滑性和可运行性【2 2 ，2 ”。t m o 产品不仅提供了可 靠的纸页传递、及时的脱水、良好的纸页表面光滑性，还具有最小化 的纸页两面性和均匀的横截面。不像传统的压毯，t m o 在整个使用 过程中始终保持着均匀的开孔度和原有的性能，而且t m o 产品也可 以采用接缝方式，减少安装上机时间。虽然目前这类产品的开发还处 在初始阶段，但它们在平整性、可运行性、纸张横截面的均匀性等方 面的优点已有了较好体现。 v o i t h 公司开发的新一代复合压毯1 2 4 1 ，则在叠层压毯中加入了一 高弹，陛的复合孔网层，使网毯具有持久弹性。与传统的叠层毯相比， 它进一步减少了压毯的逐渐变形及坍塌，同时由于可压缩性提高，毯 内部的水分也较易排出，有效地提高了压毯脱水性能的稳定。事实上， 这种复合孑l 网层充当了机织基布间的缓冲物，传给纸张的压力更加均 9 东华大学研究生论文 第二章文献综述 匀，可减轻压毯在运行中的振动。 国外压毯的发展是紧随造纸工艺、造纸设备、复合材料乃至脱水 器材的发展步伐的，当然，压毯的发展同时也使得造纸机的高速高压 成为可能。 w a h l s t r o m 25 1 指出，在过去的一百年中，湿区压榨的基本工艺并 没有变，纸页依旧是在单压毯或双压毯的承托下在压区进行压榨。但 纸机车速却从原来的不到1 0 0 米分钟发展到今天的2 0 0 0 多米分钟的 设计车速( 对薄纸和新闻造纸机而言) 。可以预期，将来纸机的车速 将会进一步的提高。车速的提高必将使得纸页通过压榨区的时间缩 短，为了达到预期的脱水量，来来压辊线压力将达到2 5 0 k n m ，靴式 压榨也将达到12 0 0 k n m 2 引。因而，l e h t o 27 1 认为，未来的压榨湿毯， 必须适应越来越苛刻的运行环境，同时又能满足越来越高的纸面要 求。 2 3 国内压榨毛毯发展现状 我国的造纸压毯制造业从原上海美伦毛纺厂生产的第一条造纸 压毯起至今才5 0 年时阃左右的时间 2 8 1 ，但发展相当迅速。6 0 年代中 期我国已有上海、天津、青海3 个造纸压毯专业制造厂，产品基本满 足当时造纸行业的需求。进入8 0 年代后，随着造纸行业迅速发展， 造纸压毯制造厂也随之成倍地增加，至今己超过1 0 0 家【2 9 3 0 1 。从产 品上来看，也已经历了机织压毯、混纺针刺压毯、全化纤针刺压毯时 期【3 1 1 ，开始进入b o m 压毯阶段。已经有十数家宣称具有了生产b o m 压毯的能力，也有少数几家压榨毛毯生产厂家还推出了叠层b o m 压 毯，但与目前世界先进水平相比，在压毯性能及使用寿命上仍存在很 大差距。 我国大多数压毯的生产还是属于低水平的重复。9 0 左右的造纸 压毯制造厂设备比较简陋，织机基本上是借用毛织机或稍加改造而 成，针刺机基本上是国产窄幅单针区结构，定型则是远红外辐射热定 0 东华大学研究生论文 第二章文献综述 型o z l 。这些设备与国外先进的生产条件比存在者相当的差距。少数 厂虽具有较先进的设备，但由于种种原因，产品升级换代迟缓，存在 硬件过剩，软件不足的现象。目前为止，我国的产品大多还只是使用 于中低档的纸机。据有关资料显示u2 1 ，我国平均吨纸消耗压毯比世 界平均值高出了1 0 6 倍左右。 随着中国造纸工业引进外资与外国设备，国外的造纸压毯也同时 进入了国门。据国家海关总署的资料显示，1 9 9 0 年，我国造纸用纺 织品进口额为5 0 万美元，而到2 0 0 0 年已达2 19 2 万美元f 3 3 ，3 ”。中国 加入了w t o 后，今后将会更多地引进外资与外国先进的造纸机械， 进口压毯的用量还会越来越多。这种情况无疑给我国的造纸压毯行业 带来了巨大的挑战。 有资料显示 35 】，2 0 0 1 年中国的人均年消耗纸和纸板量为3 0 k g ， 是美国人均消费量的十分之一还不到。因此，随着中国经济的发展t 中国造纸行业的发展空间非常巨大。在造纸设备上将会朝着高速、高 效、宽幅、牵引力和线压力大的方向发展，需要有更多的高性能的压 毯 3 6 1 。因此，如果我们不加快技术创新的步伐，将会失去更大的市 场份额。 2 4 造纸压榨毛毯脱毛问题的产生 在压榨毛毯的使用过程中，造成其脱毛的因素有很多。m c g u f f e r 和d i a m o n d ( 1 1 认为，影响纤维从压毯上脱落的机制主要有3 个：机械 原因、化学损伤、制造工艺等。 ( 1 ) 机械原因 造纸所用的原料和添加物，如细小纤维、松香胶、矾土块、填料 和化学添加剂等，都可能造成压毯堵塞，特别是在经受压榨力的情况 下。因此，在压毯使用过程中，必须不断地进行清洗。不同的压毯， 不同的污物以及不同的纸机条件，需用不同的清洗方法。但是不管哪 种情况，从开机到压毯下机，连续的机械清洗都是必需的。一般的低 东华大学研究生论盘第- 二章文献综述 压喷水系统，其操作压力在2 8 5 3 k g c m 2 【”，提供除去湿毯中填充物 的水流。而高压喷水系统的操作压力则达到1 4 4 9k g c m 2 ，以松脱 填充物并使湿毯纤维抖松而挺立起来，避免压实。在冲洗装置后，压 毯一般都要经过真空吸水管( 箱) ( 真空度为2 9 4 9 1 1 0 4 p a ) 3 7 1 吸去松脱的填充物和湿毯中的水分。水的冲击，特别是高压水，对毯 面纤维结构会造成一定影响，使纤维与纤维之间的结合趋于松弛。尤 其是水压或喷嘴选择或安装不当时，很容易造成压毯的脱毛问题：而 真空吸水管( 箱) 与毯面的接触，由于真空吸力的作用，对压毯有较 大摩擦力，这也是造成压毯脱毛的一个重要因素。除此之外，任何与 压毯接触的纸机部件，如压榨辊、牵伸辊等，以及压毯内部的颗粒状 填充物都会造成对压毯的磨损。因此，m c g u f f e r 和d i a m o n d 认为， 机械作用是造成压毯脱毛的最主要原因。 ( 2 ) 化学损伤 在漂白纸浆的过程中，最常用的就是过氧化氢和氯离子，这些物 质对尼龙的分子结构会造成极大的损伤。因此，如果在中和已漂舀纸 浆的过程中，这些物质没有被完全除去，可能导致尼龙分子链被弱化， 从而影响纤维的寿命。除此之外，压毯的化学清洗和纸浆中化学添加 剂，都有可能对压毯的脱毛性能造成一定的影响。 ( 3 ) 制造工艺问题 不合理的结构设计和针刺工艺也可能造成压毯的严重脱毛。 国外大型造纸织物生产厂家大都采用先进的技术、设备和优良的 原料，使得压毯由于制造工艺问题引起压毯严重脱毛的可能性非常 小。但在国内，由于整体技术水平相对落后，制造工艺对压毯的脱毛 性影响仍不可小视。虽然近年来一些公司引进了国外较先进的生产设 备，但存在较严重的“硬件过剩，软件不足”的问题。 造纸压毯脱毛问题的存在将影响压毯整体质量的提高，因此，针 对国内压毯出现的这一问题，有必要进行针对性的研究。 东华大学研究生论文 第二章文献综述 2 5 关于压榨毛毯脱毛性能的研究 就压榨毛毯的脱毛性能而言，目前尚未见较为可行的试验手段可