CN1408947A - 脱水刮片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种脱水刮片，其能够减少配合部件的磨损并且具有优异的形状保持能力。脱水刮片(10)具有这样的结构，其中树脂注入到纤维叠层(50)，而其中基材(20)和纤维或棉絮层(30)通过针刺结合到一起，并且经过调整使气孔率在50％至80％之间。上述结构的刮片(10)很容易与配合部件相适应，并且其脱水能力强，并能减少配合部件的磨损。此外，由于它有优良的形状保持特性，所以因长期使用而发生变形的情况很少发生。

Description

脱水刮片
技术领域
本发明涉及脱水刮片，尤其涉及适用于造纸机压榨部弹性带脱水的脱水刮片。
背景技术
造纸机压榨部中包含有图8所示的瓦形挤压装置。
该瓦形挤压装置结构如下，其中一对毛毡F、F和一个不透气的无端弹性带B被挤压辊P和瓦形物S所组成的挤压部分N挤压。当挤压辊P沿图8所示箭头P’的方向旋转时，弹性带B也沿箭头B’的方向旋转，当湿纸页W经过挤压部分N时，湿纸页W被一对毛毡F、F紧压，水被从中挤出。
在此，给弹性带内部供油从而减轻对瓦形物S的摩擦力。
因为用于该瓦形挤压装置的瓦形物S的表面与挤压辊P的外表面相重合，因此，与由一对挤压辊(图中未显示)所组成的挤压装置相比较，该挤压部分的面积会大些，可以获得较高的挤水效果。
因此，对于该瓦形挤压装置，其优点是可以极大的节省水挤出后用于干燥湿纸页W所需的燃料等。
图9是一放大的截面图，表明上述瓦形挤压装置所用的弹性带B的结构。
如图9所示，弹性带B由一个基础部分b和高分子量弹性部分e、e组成，弹性部分位于基础部分b的两侧。
基础部分b为弹性带B整体提供强度。由经纱和纬纱组成的纺织物用在其中。
高分子量弹性部分e、e使用的是诸如氨基甲酸乙酯树脂等硬度为70-98°的树脂，弹性带的毛毡接触面和瓦形物接触面分别由这些树脂构成。
就此而言，有一种情况，其中通过给弹性带B的毛毡接触面提供一些槽，使瓦形挤压装置挤压部分N中从湿纸页W挤出的水会积在这些槽里。
上述结构的弹性带B在成为无端带(环形)后，配备给瓦形挤压装置。给弹性带B内部提供压缩空气，在膨胀成圆柱形的状态下使用。(见图8)。
在瓦形挤压装置的挤压部分N中，从湿纸页W挤出的水通过紧压着湿纸页W的毛毡F、F流到弹性带B。
尽管流到弹性带B的大部分水通过弹性带B的运转沿着图8箭头a的方向被抖掉了，但有时仍有部分水继续附着在弹性带B上并再次进入挤压部分。
这样，附着在弹性带B上的水可能无法再从湿纸页W中充分地的挤出。
为此，人们已经想到使用一种用于压辊的将粘附到辊上的水脱除的刮片(未显示)。
尽管作为这类的刮片，有金属刮片和另一种刮片，其毛毡被诸如日本未经审查的专利公开号第20697/1981号所披露的橡胶或树脂所注入，当它们转向用于弹性带B时，不能取得较好的效果。
发明内容
尽管用金属刮片从弹性带B脱除水的效果较好，但它的问题在于弹性带B极易磨损。
此外，因为弹性带B是在给其内部提供压缩空气并被压缩空气膨胀的状态下使用，因此，它相对设备横向不需要平直，很难做到金属刮片与弹性带B均匀接触。
另外，在使用金属刮片时，也存在金属刮片的尖端戳进弹性带B从而损坏弹性带的风险。
对于其中毛毡用橡胶或树脂等注入的脱水刮片，虽然有必要减少注入树脂的量以提高其对弹性带B的适应性，但如果这样做，刮片的形状保持特性会降低，刮片在使用时会变形，同时脱水能力减弱。
本发明通过提供脱水的刮片解决了上述问题，其中，纤维叠层用树脂注入，其特征在于，气孔率在50％至80％之间。
通过调整上述的气孔率，按照本发明的脱水刮片，极易适应于配合部件的接触面，同时提高了脱水能力，增强了耐用性，减少了与脱水刮片接触的配合部件的磨损，并且很少损坏该配合部件。
此外，按照本发明的脱水刮片具有优良的形状保持特性。
附图说明
图1表明本发明的脱水刮片。图1(a)是解释该结构的放大的部分截面图，图1(b)是端部逐渐减小的刮片的截面图；图1(c)是截面为长方形的刮片的截面图；
图2是图1(b)的刮片用在瓦形挤压装置上的状态的示意图，图2(a)是仅当脱水刮片的尖端紧压弹性带时其状态的示意图；图2(b)是变形的脱水刮片紧压弹性带时其状态的示意图；
图3是刮片进行脱水能力测试、磨损测试和形状保持特性测试时所用装置的示意图；
图4表明刮片实施例1-4和比较例的脱水能力测试、磨损测试和形状保持特性测试的测试结果；
图5表明刮片实施例5-8和比较例及传统实施例的脱水能力测试、磨损测试和形状保持特性测试的测试结果；
图6表明刮片实施例9-13和比较例及传统实施例的脱水能力测试、磨损测试和形状保持特性测试的测试结果；
图7表明刮片实施例14、15和比较例及传统实施例的脱水能力测试、磨损测试和形状保持特性测试的测试结果；
图8是用于造纸机压榨部的瓦形挤压装置的示意图；
图9是用于瓦形挤压装置的弹性带的放大截面视图。
具体实施方式
图1是本发明的脱水刮片10的图(以下简称“刮片”)。图1(a)是解释该结构的部分放大截面图。图1(b)和图1(c)是表明不同形状的实施例的截面图。但是图1(b)和图1(c)省略了叠层状态的说明。
如图1(a)所示，本发明的脱水刮片是这样的，其中由基材20和纤维(棉絮)层30组成的纤维叠层(以下简称“叠层”)50用树脂注入。
由通用纤维组成的纺织物和棉纱层等主要用于基材20，但薄膜、纺丝粘结物或树脂铸模品等也可以使用。纤维(棉絮)层30是将通用目的的纤维纱线层积在一起；叠层50是由多层基材20和多层纤维层30层叠并结合在一起形成的。但是，根据情况的不同，有时不用基材20，叠层50仅由纤维层30构成。
就此而言，作为叠层50，无论是由多层基材20和多层纤维层30通过针刺而结合在一起的，还是基材20和纤维层30的单个部分分别先通过针刺结合，然后再一起通过针刺而结合在一起的都是可以接受的。
虽然通用纤维如聚酰胺纤维和聚酯纤维等可以具体地用作基材20和纤维层30，但如果有耐热性要求，则最好使用芳烃聚酰胺纤维。
虽然基材20和纤维层30可以用树脂等粘附，但通过针刺而结合在一起，其优点是可抑制剥离。
接着是在上述叠层50用树脂溶液注入后，进行加热，硬化并切割树脂(如有必要)，进行磨削机加工，从而可获得图1(b)和图1(c)截面图所示形状的刮片10b和10c。
具体地说，将硬化剂或添加剂混合或分散在热塑性树脂和/或热固性树脂，如丁苯橡胶(苯乙烯丁二烯共聚合成橡胶)、聚氨基甲酸乙酯、丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂中，作为树脂溶液，并作相应调整，从而使注入和硬化后的刮片的气孔率在50％-80％之间。
与此相关，上述树脂是在考虑到耐磨性和耐水解性等方面后而选择的，可以仅用一种树脂或使用混合在一起的几种树脂。
虽然树脂喷涂是一种将树脂注入至叠层50的较为熟悉的方法，但另一种方法是采用将树脂微小颗粒注入到叠层50的表面，然后加热并用挤压装置等加压。
虽然以上所述的相同树脂在这种情况下也可以使用，但每种情况都应该考虑耐磨性和挠性。
刮片10、10b、10c的气孔率可以通过叠层50的密度或注入树脂的量来调节；也可以通过给上述树脂溶液或树脂微小颗粒加入发泡剂来调节。
当热熔纤维与纤维层30混合，或通过针刺使纤维层与基础层结合在一起时，加入或喷撒热塑性粘合剂，或在结合并进行热处理后注入树脂溶液前加入(喷撒)热塑性粘合剂，可使得纤维粘在一起并且防止制成地刮片上纤维的损失。
此外，当一种具有润滑性的添加剂如二硫化钼加到上述树脂溶液或树脂微小颗粒中并制成刮片时，在刮片使用时对弹性带B的摩擦阻力会降低。
与此相关，在刮片10、10b和10c的叠层50中，当比不与弹性带B接触的层的纤维细的纤维被用做与弹性带B接触的那层的纤维时，对弹性带B的适应性增加。
图2表明图1(b)所示的本发明刮片10b用在瓦形挤压装置上的状态。刮片10b也可在其尖端与弹性带B接触的状态下使用，如图2(a)所示，或在其变形并与弹性带B接触的状态下使用，如图2(b)所示。
当刮片10b变形使用时，如图2(b)，与弹性带B接触的刮片10b的接触面积加大。
与此相关，对于经过磨削机加工的刮片，有种情况是：刮片使用时如图1(b)所示刮片的上下侧相反。
刮片10b脱出的水流向图2的集水器R。
与此相关，图2中省略了压辊的说明。
上述结构的本发明脱水刮片10、10b和10c，其实施例将具体说明如下。
在实施例1-4中，用聚酯细纱(PET)作为经纱和纬纱(基本重量100g/m2)的平纺的纺织织物被用作基材，聚酯纤维(N66 17dtex密度1.14g/m3)被用作纤维层。
通过针刺，上述基材与聚酰胺纤维结合在一起，并且两个纤维层分别提供在基材的两侧。与此相关，每层聚酯纤维的量为120g/m2。
将三个堆叠起来并通过针刺结合，并且当针刺结合时，120g/m2的聚酰胺纤维被层压，获得总体表面重量(Metsuke)2500g/m2和厚度10mm的叠层。
该叠层的密度是0.25g/m3。
下一步，丁苯胶乳(SBR)和硬化剂混合并用水稀释，该溶液被喷洒并注入到上述的叠层上，干燥、硬化该叠层，并沿针刺的方向切割，进行如图1(b)所示的磨削机加工。
对于上述结构的实施例1-4的刮片，固体树脂与叠层的粘附率(树脂重量R与叠层纤维重量F的比率R/F)分别有所不同，固体树脂与叠层的粘附率在实施例1中为15％，在实施例2中为50％，在实施例3中为75％，在实施例4中为90％。
此外，固体树脂的粘附率为5％的上述结构的刮片作为比较例1，固体树脂的粘附率为120％的刮片作为比较例2。
此外，经过调整气孔率可在50％至80％之间，气孔率在实施例1中为74.4％，在实施例2中为65.6％，在实施例3中为59.4％，在
实施例4中为55.6％。
此外，气孔率在比较例1中为81.5％，在比较例2中为48.1％。
应用图3所示的装置进行这些刮片的脱水能力测试、磨损测试和形状保持特性测试。
该设备测量脱水的量以及弹性带B的磨损量，方法是沿着图3的箭头方向旋转弹性带B，其中无端带B的一部分浸入水中，使刮片与弹性带B接触。
上述的弹性带B是由聚氨基甲酸乙酯制成的，其中表面有多个槽(1mm宽，1mm深，间隔3mm)。
当弹性带B被上述装置以60rpm旋转5分钟后，测量刮片脱除水的量，即集水器R中的水量(脱水能力测试)。
此外，当弹性带B被上述装置以100rpm旋转1000小时后，测量弹性带B的磨损损失(磨损测试)。
另外，当弹性带B被上述装置以100rpm旋转1000小时后，评价刮片形状的变化(形状保持特性测试)。
实验结果显示在图4中。
与此相关，图4中，脱水能力测试和磨损测试的结果均用比率表示。脱水能力测试结果的值高说明脱水能力强，磨损测试结果的值高说明抑制弹性带磨损的能力强。
如表4所示，可以理解，本发明实施例1-4的刮片，其脱水能力，磨损性能和形状保持特性都很好。
另一方面，尽管比较例1有较高的脱水能力和磨损性能，但在形状保持特性方面不好，尽管实施例2有较高的形状保持特性，但在脱水能力和磨损性能方面不好。
在实施例5-8中，用聚酯细纱(PET 17dtex密度1.38g/m3)作为经纱和纬纱(基本重量100g/m2)的平纺的纺织织物用作基材，聚酯纤维(PET 17dtex密度1.38g/m3)用作纤维层。构成密度0.35g/m3的叠层，固体树脂与叠层的粘附率在实施例5中为5％，在实施例6中为20％，在实施例7中为40％，在实施例8中为60％。
此外，经过调整气孔率可在50％至80％之间，气孔率在实施例5中为72.9％，在实施例6中为67.6％，在实施例7中为60.6％，在
实施例8中为53.6％。
其他结构与实施例1-4相同。
此外，与上述实施例5-8结构相同的刮片，其固体树脂的粘附率在比较例3中为5％，在比较例4中为80％。
与此相关，叠层的密度在比较例3中为0.2g/m3，在比较例4中为0.35g/m3，气孔率在实施例3中为84.5％，在实施例4中为46.4％。
另外，日本未经审查的专利公开号第20697/81号所披露的刮片被作为传统型实施例。
与此相关，该刮片的叠层密度为0.55g/m3，树脂对叠层的粘附率为30％，气孔率为43.6％。
应用图3所示的装置进行这些刮片的脱水能力测试，磨损测试和形状保持特性测试。
因为图3的装置和测试方法与上述的完全相同，就不再作出解释。
实验结果如图5所示。
如图5所示，可以理解，本发明实施例5-8的刮片，其脱水能力，磨损性能和形状保持特性都很好。
另一方面，尽管比较例3有较高的脱水能力和磨损性能，但在形状保持特性方面不好，尽管比较例4和传统型实施例有较高的形状保持特性，但它们在脱水能力和磨损性能方面不好。
尽管随着树脂粘附率的变化，脱水能力，磨损性能和形状保持特性的变化在实施例1-4和实施例5-8中测得，但叠层的密度和树脂的粘附率在实施例9-13中有所改变。
实施例9-13的叠层由基材和纤维层组成，以聚酯细纱(PET)作为经纱和纬纱(基本重量100g/m2)的平织织物用作基材，聚酯纤维(PET 17dtex)用作纤维层。
上述叠层的密度在实施例9中为0.25g/m3，在实施例10中为0.3g/m3，在实施例11中为0.4g/m3，在实施例12中为0.45g/m3，在实施例13中为0.5g/m3。树脂含量在实施例9中为50％，在实施例10中为30％，在实施例11中为15％，在实施例12中为10％，在实施例13中为10％。
经过调整，实施例9-13的气孔率可在50％至80％之间，气孔率在实施例9中为69.4％，在实施例10中为69.3％，在实施例11中为65.0％，在实施例12中为62.9％，在实施例13中为58.8％。
应用图3所示的装置进行上述实施例6，比较例3和传统实施例1的刮片的脱水能力测试，磨损测试和形状保持特性测试。
上述实施例6的刮片，其叠层密度为0.35g/m3，树脂粘附率为20％，气孔率为67.6％。
实验结果如图6所示。
如图6所示，可以理解，本发明实施例9-13和实施例6的刮片，其脱水能力，磨损性能和形状保持特性都很好。
对于上述实施例5，6，比较例3，传统实施例，新实施例14和15，测试了在厚度方向上树脂注入至叠层的深度改变时，其脱水能力，磨损性能和形状保持特性。
实施例5，6和新实施例14，15，其刮片使用完全相同的叠层，叠层由基材和纤维层组成，聚酯细纱(PET基本重量100g/m2)用作基材，聚酯(PET 17dtex)用作纤维层。在厚度方向上树脂注入至叠层的深度T在比较例3、实施例5和6中为10mm，在实施例14中为5mm，在实施例15中为3mm。
经过调整，实施例5，6，14和15中刮片的气孔率可在50％至80％之间，气孔率在实施例5中为72.9％，在实施例6中为67.6％，在实施例14和15中为53.6％。
此外，在比较例3和实施例5中，树脂粘附率为5％，在实施例6，14和15中为20％，在传统实施例中为30％。
实验结果如图7所示。
如图7所示，可以理解，实施例5，6，14和15的刮片，其脱水能力，磨损性能和形状保持特性都很好。
在以上解释的本发明的刮片中，由细纱诸如聚酯或聚酰胺，多纤丝，单纤丝组成表面重量(Metsuke)在50-300g/m2范围的纺织织物的优选用作基材，细度范围在3至80dtex的纤维优选用作纤维层的纤维。
按照本发明，构成刮片的叠层密度在0.15g/m3至50g/m3之间，优选的是在0.2g/m3至0.4g/m3之间。
尽管树脂的含量可根据叠层的密度来调整，但优选的是使叠层与树脂的重量比在5％至100％之间。
注入叠层的树脂的重量与叠层的重量比在5％至100％之间。
对此，优选的是，叠层的密度越大，树脂含量越低。
以上解释的本发明的脱水刮片，通过调整使孔隙率在50％至80％之间而具有提高弹性带脱水能力的效果。因为使孔隙率在50％至80％之间，提高了水保持性，并且当使用刮片时，在与弹性带接触的面形成水膜，刮片对弹性带的适应能力增强。
与此相关，虽然本发明脱水刮片的配合部件是一个瓦形挤压装置的弹性带的情况到目前为止已详细解释了，但脱水的配合部件并不一定局限于瓦形挤压装置的弹性带。
本发明的优点
如上所解释的，通过使孔隙率在50％至80％之间，本发明的脱水刮片能够容易地适应配合部件，并具有改善脱水能力的效果，而不产生刮痕。
另外，本发明的脱水刮片对配合部件的磨损损失几乎没有，配合部件几乎不被破坏。
此外，由于它具有优良的形状保持特性，所以长期使用造成的变形几乎很少发生。

Claims (3)

1.一种脱水刮片，其中一纤维叠层用树脂注入，其特征在于，气孔率在50％至80％之间。
2.根据权利要求1所述的脱水刮片，其中所述的纤维叠层是基材和纤维层的叠层。
3.根据权利要求1或2所述的脱水刮片，其中与配合部件接触的那层的纤维比未与配合部件接触的那层的纤维细。
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