1. 前言
造紙機干燥部使用的織物包含干毯和干網兩大類，干毯有造紙帆布、羊毛混紡編織干毯、針刺干毯(BOB干毯)、底網復合干 毯(BOM復合干毯);干網有聚酯螺旋干網、聚酯編織干網等類型，聚酯螺旋干網分為大環(huán)、中環(huán)、小環(huán)等品種，近來又出現(xiàn)聚酯扁絲螺旋干網。聚酯編織干網又 分為聚酯圓絲干網和聚酯扁絲干網。帆布作為首代干毯已經基本上離開了歷史的舞臺，BOB干毯目前使用者也甚少，現(xiàn)常用的是BOM復合干毯和聚酯編織干網。 在紙張的干燥時，普通BOB干毯和BOM復合干毯雖然具有毯面平整細膩、無網痕產生的優(yōu)點，但是由于其結構的原因，仍然存在密度過大、厚度過大、尺寸變形 過大、透氣度極低等缺點，導致紙幅干燥不均勻、干燥速率過低、毯內易聚集水汽，造成“泡泡紗”、汗斑”等紙病，且蒸汽使用量極大。普通聚酯編織干網雖然透 氣度高，但是紙面出現(xiàn)的干網痕是無法解決問題，即使采用聚酯扁絲干網還是不能徹底解決問題，這是高檔次紙種特別是特殊性能紙種所不能允許的。
國 外20世紀80年代出現(xiàn)了植絨干毯(其結構如圖1所示)，它是一種復合的新型干燥部織物。植絨干網從基網的結構上可分為聚酯螺旋植絨干網(如圖2所示)和 聚酯編織植絨干網(如圖1所示);從類型上分為無端和有端植絨干網;從鋪毛狀態(tài)上又分為單面鋪毛和雙面鋪毛植絨干網，有端接縫型植絨干網因接縫處理技術含 量高、便于安裝等特性代表著植絨干網的高端產品。植絨干網主要采用聚酯螺旋干網或聚酯編織干網(無端或接縫型)作為基網，然后在基網的正面或者正反面同時 植入一定細度和量的耐高溫短纖維，因此，它是將針刺型干毯和聚酯干網的優(yōu)點集于一體的復合高性能產品。
圖1 聚酯編織植絨干毯
圖2 聚酯螺旋植絨干網
植 絨干網不僅具有良好的透氣性能，而且能夠徹底消除紙面網痕、不易脫毛掉毛，使用壽命長久，是一種更新?lián)Q代的產品。主要用于中高速造紙機干燥部的關 鍵部位來生產中高檔次紙種，特別適合一些高檔次薄頁紙、特種紙等使用。近年來，國內高速、寬幅造紙機愈來愈多，紙的品種不斷增多，檔次也越來越高，因而對 干燥部高性能織物的需求也越來越大。特別是生產特種紙的設備，其干燥部必須使用性能優(yōu)越的植絨干網，而這種產品基本上全部依賴于從Albany、 Hyck、Voith等國外知名大公司進口。
目前國內有個別造紙毛毯廠家已經開發(fā)生產出聚酯螺旋植絨干網，該產品在實際使用過程中盡管具有透氣度大、無網痕等優(yōu)點，但是由于結構的局限性導致纖維之間及纖維與基網之間的結合不牢，從而使得該產品在使用中容易出現(xiàn)脫毛掉毛現(xiàn)象，局限了其使用范圍、降低了其生命周期。
筆者從2005年開始對植絨干網作了研究和開發(fā)，得出一種新型植絨干網-聚酯編織植絨干網則具有更優(yōu)良的特性。現(xiàn)就對聚酯編織植絨干網的研制情況做一些介紹。
2. 聚酯編織植絨干毯的試制
2.1聚酯編織植絨干網的生產工藝流程
生產的工藝流程如圖3所示。
圖3 植絨干網工藝流程圖
2.2 試制工藝
2.2.1干網織造
利用德國尤根公司的3000型重型織機，經線和緯線均為Ф0.5mm的聚酯單絲，干網組織結構為雙層四棕，經線密度為22根·cm-1，緯線密度為11根·cm-1。
2.2.2和毛
將40% 30D×86mm滌綸短纖和60% 30D×98mm錦綸短纖均勻混合，加入一定量的和毛油，和毛油的配比為水:油:防靜電劑=100:1:2，混合開松時的回潮率一般控制在9~10%。
2.2.3針刺
針刺工藝是否合理將直接決定植絨干網的緊度(密度)、表面平整細膩程度以及纖維和干網的損傷程度。所以，對刺針的選擇、針板的開孔布針狀況、針刺的深度、針刺的遍數(shù)、送布的速度、斷針率的控制、毛網鋪設的狀態(tài)等都需要密切關注，嚴加控制。
(1) 植絨刺針
植 絨刺針雖小，卻是影響針刺質量的關鍵性機件。針桿的粗細程度會影響換針的方便與固定性能，同時直接影響毯面效果及斷針程度。刺針工作刃的長短會影 響針刺深度，進而影響產品的物理機械性能。工作刃過長會導致針刺深度過大，造成纖維損傷，同時也容易引起斷針等弊病。對于粗而長的工作刃，不僅對基材和纖 維造成損傷，而且也容易在產品上留下嚴重針痕;對于短而細的刺針，刺針承受壓力的能力較低，而且對纖維的纏結有一定限制。刺針溝齒凸起的形狀、大小及數(shù)量 均直接影響鉤帶纖維的量和對纖維、骨架材料的損傷程度。因為干網的線徑又粗線材又硬，極易導致線材被刺傷和大量斷針，據(jù)此，我們選擇了德國Groz Beckert集團生產的三棱單面帶齒的植絨刺針，問題迎刃而解，效果極佳。
(2) 針刺頻率
針刺頻率應適中，頻率過低會影響生產效率，但頻率過高會產生較大的機械震動，不但構成對機械的不必要損傷，而且增加了針刺對纖維的牽引力和干網的損傷，導致過量斷針或纖維斷裂。我們選擇針刺頻率為400n·/min-1。
(3) 針區(qū)數(shù)量
植絨干網的基網是聚酯編織干網，材質硬挺，在植絨過程中特別是生產雙面植絨干網時無法在線反布，因此，我們采用國內最先進的5.6M三針區(qū)雙面鋪毛重型針刺機。
(4) 送網速度
輸網速度必須合理，送網速度過快，會導致刺針受纖網拉力而偏離托板針孔致使斷針，同時對干網和纖維的損傷也相應增強。因此，我們選擇了2~3m·min-1的輸網速度。
(5) 針刺密度
植 絨干網的透氣性和強力要求很高，這與針刺密度有著重要關系，因此需要采用適當針刺密度。針刺密度過大會導致針刺過程中大量斷針、使干網表面針痕過 重、結構過于硬實，甚至影響到干網的強力;針刺密度太小，所生產的植絨干網的纖維層過分疏松，耐磨性能不足，使用中纖維容易松脫。因此，我們選擇了4 000s·m-1的植針密度。
(6) 針刺深度
針刺深度是使纖維和基網之間更好的結合的關鍵，針刺太深，會使受刺纖網的 斷裂纖維增多、干網刺傷加重、斷針幾率加大，而且被帶出網面的纖維增多而導 致毯面不平;針刺深度過淺，纖維之間、纖維和干網之間纏結不牢固，強度低，干網毛層質地松軟，使用中容易產生起毛、掉毛，詳細針刺深度工藝見表1。
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表1針刺深度 （單位: mm）
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第1遍
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第2遍
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第3遍
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正面鋪毛針刺
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10
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9
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反面鋪毛針刺
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10
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正面空刺
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9
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8
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7
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反面空刺
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9
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8
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2.2.4鋪網工藝
試 制的聚酯編織植絨干網為雙面無端植絨干網。接觸紙頁的一面為正面，毛層稍厚，另一面植絨量相對較少，目的是增加正面纖維的抱合力和提高耐磨性。根 據(jù)植絨干網所使用的位置不同要求其透氣度的不同，其植絨量也隨之而改變，一般在150~400g·m-2。本方案正面鋪毛量為240g·m-2，反面為 120g·m-2。
2.2.5定型工藝
熱定型是使植絨干網的尺寸(長度伸長、寬度收縮 以及厚度的變化)更加穩(wěn)定、纖維之間結合更加牢靠、使植絨干網內應力重新分配、表面更加平整密實，同 時還可提高植絨干網的耐磨性能。本案定型過程有兩次，一次是聚酯干網織造完成后的干網定型，目的使干網的經緯線肘結交織成型、穩(wěn)定，使干網更加平整，干網 的內應力重新分配、尺寸更加穩(wěn)定;一次是植絨干網的最終定型，使植絨纖維間結合更加緊密，網面更加平整。采用國內最先進的6.2M熱油滾筒定型機，這種定 型設備集加壓、水洗、化學處理、熱定型于一體。熱定型工藝詳見下表2、3。
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表2 定型工藝控制
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聚酯編織干網
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聚酯編織植絨干網
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定型張力/kg·cm-1
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2.5～4.5
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2.5～4.5
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定型速度/m·min-1
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1.2～1.5
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6～10
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定型溫度/℃
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180～190
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180～190
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2.3 產品性能
利 用YG(B)141D型數(shù)字式織物厚度儀、YG(B)026D型電子織物強力儀、YG461H型全自動透氣量儀分別對BOM復合干毯、無端聚酯編 織干網和無端聚酯編織雙面植絨干網的厚度、斷裂強力和透氣度作了檢測(如表3所示)。分別將試制聚酯編織植絨干網和聚酯編織干網裁成8×12cm的小樣， 使用10kg·cm-2的壓力獲得抗壓顯試驗圖片如圖4、圖5。
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表3 三種干燥部織物技術參數(shù)對比表
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品名
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雙層BOM復合干毯
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無端聚酯編織干網
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無端雙面聚酯編織植絨干網
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品號
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67501
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JW22504
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82001
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基網技術參數(shù)
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經線
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直徑/mm
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0.20
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0.5
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0.5
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密度/根·cm-1
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90
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22
|
22
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緯線
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直徑/mm
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0.4
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0.5
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0.5
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密度/根·cm-1
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40
|
11
|
11
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網重/g·m-2
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650
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1050
|
1050
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毛網細度和重量
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正面/(D/ g·m-2)
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30D/580
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-
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30D/240
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反面/(D/ g·m-2)
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30D/220
|
-
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30D/120
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斷裂強力(N/cm)
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毯面
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880
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1030
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855
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插接口
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710
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820
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725
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斷裂伸長率/%
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28
|
19
|
17
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總平米克重/g·m-2
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1450
|
-
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1403
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結構比例(毛網重/干網重)
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1.23
|
-
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0.34
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透氣度(CFM)
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73.8
|
355
|
172
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厚度/mm
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2.6
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2.1
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2.5
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圖4 聚酯編織干網抗壓顯性能
圖5 聚酯編織植絨干網抗壓顯性能
從表3看出，聚酯編織植絨干網的透氣度是雙層BOM復合干毯透氣度的2.4倍，是聚酯編織干網透氣度的一半，這是我們期望的結果;三者斷裂強力基本接近，雙層BOM復合干毯的斷裂伸長率較大。
抗 壓顯性能是是衡量干毯在壓區(qū)機械壓力和真空抽吸作用下能減輕或消除自身以及壓榨輥對紙頁所產生印痕的能力，如在表面產生的毛痕、基布(底網)所產 的基布(底網)痕、溝紋輥產生的溝紋痕、真空輥產生真空痕、盲孔輥產生的盲孔痕等。痕跡明顯會在紙幅表面產生嚴重的毯痕，所以抗壓顯性能也是毛毯重要的性 能指標。從圖4和圖5可以看出，聚酯編織植絨干網和BOM復合干毯一樣無“網痕”產生，但聚酯編織干網的“網痕”是非常嚴重的。所以，聚酯編織干網的抗壓 顯性能極差，網痕極重，而聚酯編織植絨干網看不到基網痕跡，抗壓顯性能較好。
3.試用情況
將 雙層BOM復合干毯、聚酯編織干網和試制的聚酯編織植絨干網在山東某特種紙有限公司的PM3號長網多缸造紙機的干燥部上。紙機的主要參數(shù)：型號 1880/300;生產產品為14~30g·m-2薄頁紙;車速250~280m·min-1;使用位置為第一、二組烘缸和表面施膠后第一組烘缸。
之 前，使用普通針刺干毯由于透氣度不夠、干燥效率低，毯內易集聚蒸汽和水份，尤其是冬季，必須要用烘毯缸(熱風導輥或熱風箱)加強烘干，否則會導致 紙頁干燥不均勻、紙面“泡泡紗”問題加重、干燥曲線不穩(wěn)定、無故斷頭次數(shù)增多等問題。聚酯編織干網雖透氣度很高、干燥效率明顯增大，但是紙面網痕是解決不 掉的頭痛病，特別在第一組烘缸和表面施膠后的第一組烘缸問題更加嚴重。聚酯編織植絨干網的透氣度比聚酯干網表現(xiàn)出略低、干燥效率略低于聚酯干網，但是遠高 于BOM復合干毯，如表4所示，噸紙用汽量低于BOM復合干毯，基本接近于聚酯編織干網，有明顯節(jié)省蒸汽用量的效果;從使用壽命上看，聚酯編織植絨干網使 用壽命遠遠大于BOM復合干毯，也高于聚酯編織干網;從產紙面上看，用聚酯編織植絨干網后紙面明顯平整、細膩、無網痕;使用過程中很少有起毛、掉毛現(xiàn)象。
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表4 使用效果對比
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噸紙用汽/(t·t-1)
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使用壽命/d
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產紙外觀狀態(tài)
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雙層BOM復合干毯
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4.23
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215
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紙面細膩、無網痕
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聚酯編織干網
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4.05
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275
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有網痕
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聚酯編織植絨干網
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4.08
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318
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紙面細膩、無網痕
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4. 結語
聚酯編織植絨干網是一種透氣度高、高效節(jié)能、無網痕的新型干燥部織物，抄造的紙張表面平整細膩，能完全取代聚酯螺旋植絨干網、BOM復合干毯和聚酯編織干網，特別適合造紙機干燥部生產特種紙使用。
