唐繼春，呂香香

（1.徐州市檢驗(yàn)檢測中心，江蘇 徐州 221009；2.徐州三環(huán)工業(yè)用呢科技有限公司，江蘇 徐州 221141）

工業(yè)造紙毛毯是應(yīng)用于造紙機(jī)壓榨部位的脫水織物，其主要功能是脫去造紙生產(chǎn)過程中濕紙頁的水分，承托和轉(zhuǎn)移紙頁，并起到修飾紙面的作用。當(dāng)前，造紙機(jī)械不斷朝著寬幅、高車速、高線壓等方向發(fā)展，而造紙毛毯性能又與造紙機(jī)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本密切相關(guān)，因此，研究開發(fā)滿足造紙工業(yè)要求的耐高壓、耐磨、高回彈造紙毛毯是工業(yè)用呢生產(chǎn)企業(yè)的重要課題。

1 高速造紙機(jī)對造紙毛毯性能的要求

（1）毛毯在大拉力、高負(fù)載作用下不易被拉伸變形或撕裂，不打折，尺寸穩(wěn)定性足夠；（2）毛毯能滿足車速在12 m/s以上、壓榨部線壓力在150 kN/m以上的造紙機(jī)械需求；（3）毛毯具有多孔性，保證濕紙頁脫出的水不僅可以橫向流動，還能縱向流動；（4）毛毯的初期使用性能好，初始提速快，能保證造紙機(jī)在高車速條件下穩(wěn)定運(yùn)行；（5）毛毯表面平整、無明顯針刺痕跡，以改善紙張外觀質(zhì)量[1]。

2 高速多層環(huán)織工業(yè)造紙毛毯研制方案

2.1 產(chǎn)品設(shè)計及工藝流程

在設(shè)計高速多層環(huán)織系列工業(yè)造紙毛毯時，主要考慮壓輥壓力、紙頁水分含量、車速、壓榨形式、紙種等。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由4個部分組成，包括貼紙面纖維層、中間纖維層、底網(wǎng)層、底層纖維層。生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

圖1 生產(chǎn)工藝流程

2.2 毛毯纖維層原料的選擇

為了提高造紙毛毯的初期適應(yīng)性和引紙順暢性，表面纖維層采用17 dtex和22 dtex錦綸66。錦綸66纖維具有較高的強(qiáng)度、優(yōu)良的耐磨性和穩(wěn)定性，根據(jù)不同紙種的生產(chǎn)要求，表面纖維層定量為200～240 g/m2，17 dtex和22 dtex錦綸66質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比為60%∶40%。

為了提高毛毯的耐磨性和抗污性，中間纖維層和反面纖維層采用33 dtex和44 dtex錦綸66，兩者比例為30%∶70%。每層纖維的定量根據(jù)紙張種類的不同設(shè)計為200～260 g/m2不等。

2.3 底網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)

底網(wǎng)層數(shù)的設(shè)置主要采取以下4種形式：單層底網(wǎng)、雙層底網(wǎng)、三層底網(wǎng)和疊層復(fù)合底網(wǎng)，一般底網(wǎng)層數(shù)越多，其賦予造紙毛毯的耐高線壓性能越好、彈性回復(fù)越好、容水空間越大、強(qiáng)力越高、尺寸越穩(wěn)定、濾水性能越好[2]。

針對高速多層環(huán)織系列工業(yè)造紙毛毯的生產(chǎn)特點(diǎn)，底網(wǎng)采用1+2結(jié)構(gòu)基網(wǎng)設(shè)計，利用重型織機(jī)，采用環(huán)形織造技術(shù)，生產(chǎn)無端底網(wǎng)，解決底網(wǎng)插頭部位強(qiáng)力不高、濾水不好的問題。

2.4 針刺工藝

采用雙面復(fù)合針刺工藝，主針刺機(jī)上梁兩個針區(qū)、下梁一個針區(qū)，3個針區(qū)可對毛毯正反面同時針刺，使毛毯生產(chǎn)能一次完成，無需翻布。這種工藝不僅能提高植絨強(qiáng)度，在一定程度上提高纖維與纖維、纖維與底網(wǎng)之間的固結(jié)程度，還可以減少掉毛，提高毛毯的耐磨性，大大延長造紙毛毯的使用壽命[3]。

2.5 定型工藝

采用噴水式雙面低速高溫定型方式。噴水的目的是提高毛毯的初期使用性能，使造紙機(jī)更快、更平穩(wěn)地出紙，提高生產(chǎn)效率[4]。雙面低速高溫定型的目的是使毛毯充分定型，毯面更加平整、更加細(xì)膩密實(shí)，加強(qiáng)纖維之間的抱合力，提高毛毯的穩(wěn)定性，延長毛毯的使用壽命，最終達(dá)到設(shè)計要求的成品透氣度指標(biāo)。在定型工序，重點(diǎn)對定型溫度、速度和次數(shù)以及方法進(jìn)行試驗(yàn)和優(yōu)選，以確定最佳工藝組合，保證成品毛毯的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到項(xiàng)目預(yù)先設(shè)計的技術(shù)指標(biāo)，適用于高速寬幅造紙機(jī)的生產(chǎn)，滿足客戶的需求。

3 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)

高速多層環(huán)織系列工業(yè)造紙毛毯的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)執(zhí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 25005—2021《底網(wǎng)造紙毛毯》，經(jīng)檢驗(yàn)，產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。技術(shù)指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 主要技術(shù)指標(biāo)檢測值

經(jīng)國內(nèi)大型紙廠使用發(fā)現(xiàn)，該系列產(chǎn)品能滿足造紙機(jī)械高速、寬幅、高線壓的需要，適合造紙機(jī)車速在12～20 m/s的牛皮箱板紙、高強(qiáng)瓦楞紙、白卡紙的生產(chǎn)。

4 關(guān)鍵技術(shù)及解決方案

4.1 織造工序

（1）保證經(jīng)、緯紗張力均勻，基布表面平整。首先，控制經(jīng)紗張力。筒子架上每只筒子輸出的經(jīng)線張力必須保持一致，然后通過導(dǎo)紗架的張力輥動態(tài)調(diào)控微張力，保證整經(jīng)過程中紗線張力均勻。其次，控制緯紗張力。為了解決紆子紗張力不勻的問題，卷緯機(jī)采用了張力調(diào)節(jié)器的機(jī)械調(diào)節(jié)和張力傳感元件電子調(diào)節(jié)相結(jié)合，有效控制紆子緯紗張力，確保紆子在織造過程中退繞時張力始終一致。

（2）提高環(huán)形底網(wǎng)織造質(zhì)量?？椩鞎r，織機(jī)上的經(jīng)紗實(shí)際是環(huán)形底網(wǎng)的緯紗，緯紗實(shí)際是環(huán)形底網(wǎng)的經(jīng)紗。為了解決緯紗收縮和經(jīng)紗磨損的問題，設(shè)計了環(huán)形底網(wǎng)邊紗裝置，通過控制邊紗送經(jīng)的張力及送經(jīng)量來保證與環(huán)形底網(wǎng)張力一致，達(dá)到邊線經(jīng)紗與底網(wǎng)張力一致，消除邊線收縮問題。

4.2 針刺工序

在和毛工序，為了充分混合并避免化學(xué)纖維的靜電影響，和毛時加入一定量的和毛油及抗靜電劑。和毛油的添加配方：水/油/靜電劑為97%/1%/2%，混合開松時的回潮率一般控制在9%～10%。

在主針刺工序，針對高速多層環(huán)織系列工業(yè)造紙毛毯的特殊要求，采用三針區(qū)主針刺機(jī)，經(jīng)過多次試驗(yàn)和改進(jìn)，設(shè)計了以下主針刺工藝：（1）反面短纖鋪毛，針深分別為7、7、8 mm；（2）中間短纖鋪毛，針深分別為8、8、7 mm；（3）表面短纖鋪毛，針深分別為9、9、8 mm；（4）空刺遍數(shù)：5遍；（5）空刺針深分別為12、11、10、8、6 mm；（6）針刺頻率為500次/min。

針刺深度是使毛網(wǎng)短纖和底網(wǎng)之間更好結(jié)合的關(guān)鍵，針刺過深會使受刺底網(wǎng)斷裂；若針刺過淺，會因?yàn)槔w維之間、纖維和底網(wǎng)之間的結(jié)合不牢固，在造紙機(jī)上使用的過程中容易產(chǎn)生起毛和掉毛現(xiàn)象，使用壽命短。若針刺遍數(shù)太少，造紙毛毯的針刺緊度不夠，會導(dǎo)致纖維間抱合不緊，毛毯容易起毛、脫毛。若針刺遍數(shù)過多，會導(dǎo)致毛毯過于密實(shí)，濾水性能變差，底網(wǎng)受損較嚴(yán)重，影響造紙毛毯的使用壽命。研究合理的針刺工藝方案，對項(xiàng)目的順利實(shí)施至關(guān)重要。

4.3 熱定型工序

定型工序的主要任務(wù)是使毛毯的規(guī)格尺寸進(jìn)一步穩(wěn)定、纖維之間的結(jié)合更加牢靠、毛毯表面更加平整密實(shí)，同時還可提高毛毯的耐磨性能。

本研究設(shè)計了兩次定型工藝流程，第一次是底網(wǎng)織造完成后的初始定型，目的是保證底網(wǎng)的經(jīng)緯線交織成型且穩(wěn)定，使底網(wǎng)更加平整、尺寸更加穩(wěn)定，為毛毯的整體平整度提供保障；第二次是成品毛毯的最終定型，首先用噴水設(shè)備將特別制備的水溶液均勻噴灑在造紙毛毯上，待毛毯充分浸濕，采用熱油滾筒定型機(jī)對毛毯進(jìn)行定型，采用雙面定型方式，目的是進(jìn)一步加強(qiáng)纖維之間的抱合力和成品毛毯的規(guī)格穩(wěn)定性。主要參數(shù)如下：（1）定型張力為6～7 kg/m；（2）定型速度為1.2 m/min；（3）定型溫度為180～190 ℃；（4）定型4遍（反面2遍，正面2遍）。

在一定的張力和壓力下，毛毯平穩(wěn)運(yùn)行能保證毛毯定型充分、毯面平整細(xì)膩，提高毛毯的穩(wěn)定性，達(dá)到設(shè)計的透氣度要求[5]。

5 結(jié)語

高速多層環(huán)織系列工業(yè)造紙毛毯具有普通造紙毛毯無法替代的毯面平整度、較高的彈性回復(fù)率、良好的尺寸穩(wěn)定性及較高的耐磨性。產(chǎn)品在高速造紙機(jī)使用過程中初期出紙快、提速快，具有較強(qiáng)的抗壓性，在高速、強(qiáng)壓條件下運(yùn)行平穩(wěn)，仍能保持較高的孔隙率和脫水性能，提高了造紙企業(yè)的生產(chǎn)效率。