紙機壓榨織物的製作方法

2023-06-06 12:08:06

專利名稱：紙機壓榨織物的製作方法
技術領域：
本發明涉及紙機壓榨織物，特別是涉及由聚醯胺材料製成的、並具有改善的壽命和在表面層中具有抗壓扁性的紙機壓榨織物。
在造紙機中，被稱為「配料」的造紙組分的漿料沉積在成形織物或「網」上，而液體組分配料通過該織物或網排出，以生產出自粘結的紙頁。該自粘結紙頁然後送至紙機的壓榨部再到達乾燥部。
在壓榨部中，紙頁通過壓榨織物送至一對壓輥，在壓輥處，織物和紙頁通過壓輥的壓區，以藉助對紙頁的機械壓力而脫水。
紙頁本身可以含有其它種類的化學配料和添加劑，並可同時經受高溫處理以幫助脫水。因此，造紙壓榨織物以及其紙頁常經受高溫、嚴酷化學環境下的高壓處理。造紙壓榨織物通常藉助針刺絮墊纖維(batt fiber)至機織底布(woven base fabric)而生產。該底布具有多種功能首先，支承成形的紙頁通過紙機的壓榨部；第二，接收在每個壓區擠出的紙頁的水；最後，賦予該紙頁以裝飾或表面外觀。
絮墊纖維層構成紙頁的「緩衝墊」和支撐，而機織底布提供接受擠出的紙頁的水的主要通道或空隙。絮墊纖維層的質量，特別是其表面性能以及表面性能隨時間的一致性極為重要。隨著絮墊纖維層的表面性能降低，被壓榨紙頁的表面質量以及脫水的均勻性也將降低。
在壓輥的壓區中，絮墊纖維在高壓下頻繁地彎曲變形。因此，在上述過程中絮墊纖維的機械性能是相當重要的。
聚醯胺6和聚醯胺66已被廣泛地用於製造紙機壓榨織物。由於能控制這些聚合物纖維及其特性以製造可接受的造紙壓榨織物，因此，這些聚合物可容易地成形。
已提議對聚醯胺(PA)纖維進行一般的處理，但還沒有具體涉及改進如用於紙機貴重器材的纖維的機械性能。現有的用於處理聚醯胺纖維的提議中，有如下一些US2 434 247涉及用甲醛和醇改性合成的線性聚醯胺，以得到用於機織織物的更富彈性的耐綸。
US2 430 953涉及生產具有更柔軟手感、更好的懸垂性以及還具有更高熔點，更好的染料吸取性和增加的耐溶劑性的耐綸紗線。將該聚醯胺紗線在pH低於3於乙醇中與甲醛反應。
US2 425 334涉及在pH低於3時用甲醛改性聚醯胺，以致使它們能被冷拉伸出不大於其原始長度的75％。
US3 276 839描述了在酚和脂族陰離子活性化合物存在下在鹼性介質中對合成的耐綸紡織材料進行整飾和染色的方法。
US3 322 488涉及用於合成聚醯胺纖維、用作拒染劑的磺甲基化的雙酚-甲醛縮合產物。
US2 533 100涉及用酚類或它們相應的還原產物的硫代衍生物對合成線性聚醯胺的處理方法。
US2 388 676涉及通過在耐綸內形成兒茶酚醛樹脂而改進聚醯胺纖維的光穩定性。
在上述的每種情況下，耐綸材料用於外表或裝飾組件，即在不經受紙機的侵蝕性物理和化學環境的條件下使用時，均顯示出改善的性能。
隨著紙機工藝的改進，車速、操作溫度和壓力增加，結果，增加了現有壓榨織物壓實和磨損的趨勢。此外，由於操作溫度和車速的增加而增加的降解作用導致這些織物明顯更短的使用壽命。
本申請人發現，其中使用有增加的胺端基濃度的各種聚醯胺纖維的造紙壓榨織物能進一步處理和改進，以產生顯著改善的性能。
根據本發明，提供了一種含有由各種聚醯胺組成的纖維層的造紙壓榨織物，其特徵在於，所說的聚醯胺具有這樣的胺端基濃度即胺端基/羧端基的比值大於1，聚醯胺已經受過酚/醛處理，以使它與未處理的材料相比增加了至少4％的特性粘度。
在本發明的一個實施方案中，胺端基濃度至少為60當量/106g，其中聚醯胺為聚醯胺66，處理後的特性粘度優選不小於1.3dl/g，所述纖維層可正好是表面層或絮墊結構層和/或至多為絮墊結構的100％的絮墊的任意部分。
另一方面，本發明提供了一種造紙壓榨織物的製造方法，該方法包括，通過將纖維在高溫下與醛水溶液和在高溫下與酚水溶液接觸，對胺端基濃度至少為60當量/106g的聚醯胺纖維進行醛/酚處理，該處理過程在足以使聚醯胺的特性粘度增加至少4％的溫度和時間下進行，並且然後形成所述的纖維層，並針刺至機織的底布上。在醛/酚處理步驟之前或之後，可以將纖維形成絮墊層，再附著至底布上。
由於機織的底布含有通常為聚醯胺基的單絲紗，復絲紗，或由短纖維製得的短纖維紗，又由於這些紗也暴露至如前已描述的加熱、加壓和化學環境中，因此，本發明的技術中也可用於這些紗線形式。二維穩定性、強度保留作用和保持水處理能力的益處均是極其重要的，而且通過使用本發明製備的紗線這些益處將被改善。
另外，儘管通常的製造工藝是將由纖維組成的絮墊施加至機織底布上，但這並不限制本發明的範圍。不管底布是機織的與否，或是否還有一支承底基，替代機械針刺的施加纖維、固定纖維的其它方法均可在生產壓榨織物中被考慮。
「纖維」一詞也不是在大小尺寸和形狀的意義上限定，而認為是組分。因此，在這種意義上，對於本說明書所使用的術語「纖維」也應包括「紗線」。
能用於本方法的酚類包括苯酚、焦兒茶酚、間苯二酚、氫醌、焦棓酚和間苯三酚，以及上述化合物的取代產物，只要在芳環上保留至少兩個反應活性位點即可。此外、雙酚類、二羥基萘類等也能使用。
可用於本方法的醛類有，甲醛、能釋放甲醛的化合物、乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、己二醛、庚二醛、壬二醛和癸二醛等，以及它們的取代的對應物。
隨著酚化合物以及隨後使用的熱處理過程的不同，處理過的聚醯胺絮墊纖維的特性粘度增加至多達25％。在處理過程前，特別是在處理過程後，與標準聚醯胺纖維相比，這些纖維還顯示出了更高的溼伸長率。在造紙機上使用期間，還由於含氯化合物的氧化作用，造成了抗化學品性質、特別是抗物理性能下降方面性質的顯著改善。另外，纖維還顯示了對由含填料如碳酸鈣的紙的壓榨所造成的磨損的改進的抵抗性。這種壓榨織物顯示出高達100％更長的使用壽命，特別是在極惡劣的化學和機械磨損環境中。
下面是僅通過實施本發明的方法的例子的說明。
實施例1將胺端基濃度為66.4當量/106g、特性粘度為1.35dl/g的15旦的聚醯胺66短纖維進行如下所述的酚處理過程。
首先將纖維在由0.5％的乙二胺和2％的甲醛組成的水浴中於130°F浸漬30分鐘。衝洗後，使纖維在1.5％的間苯二酚和1％的甲醛的第二種水溶液中於130°F處理一小時，隨後進行衝洗周期，將該試樣風乾並在300°F加熱10分鐘。
下表1比較用上述配方處理過的纖維和具有高胺端基和低胺端基的未處理過的PA66纖維的特性粘度和抗張性能。表2包括，在標準降解試驗中暴露至次氯酸鈉溶液中後，所述性能的數據。
處理後，觀測到高胺端基纖維的特性粘度增加6％。此外，與對比例相比，這些纖維具有更高的伸長率。該更高的伸長率產生了更高的抗拉能吸收(tensile energy adsorption)或「韌性」值。考慮到最終的使用要求，如對紙機來說是很重要因素的回彈性能，該參數是很重要的。甚至在暴露至次氯酸鹽後，與對比例相比，處理過的高胺端基纖維保持了高的伸長率和抗拉能吸收性。
實施例2如上述例1(稱為「×」處理)所述，使用1/10和1/2的化學品濃度對具有低的和高胺濃度的另外的PA66纖維試樣進行處理。然後，將試樣進行模擬造紙試驗，其中以給定的循環次數對試樣進行重複壓縮，並以0-5的相對等級進行檢查並判斷。
表3的檢查結果表明，就模擬造紙壓榨中的改進的等級而言，處理過的高胺端基纖維給出了優異的性能。根據該表，等級越低，結果越好。
實施例3在生產未塗布的印刷級和書寫級紙、主要是證捲紙和壓感複印紙的造紙機的第三壓榨位置上，進行一次實地試驗。發現該特定的紙機在其漿水和噴水中有很高的殘留氯(超過2.0ppm)。
用最佳已知技術對標準織物進行化學處理，以給絮墊結構中的聚醯胺纖維提供一定程度的保護。即使這樣，織物的有效壽命仍低於三周，且明顯磨損和壓實，引起不能有效脫水。在極端的情況下，由於處於降解的狀態，織物實際上從紙機上扯下。
在試驗時，先前的三種織物每個都運轉12天，其中一個扯下。所用的試驗織物結構由100％的改性聚醯胺纖維組成，外加本發明的特定的處理步驟。我們的試驗進行12天並按期停止。該織物沒有出現任何不穩定的跡象，我們對所用織物的分析表明，重量損失很低，沒有任何纖維原纖維化和疲勞，幾乎不損失散裝處理(bulk handling)和水處理能力。
隨後，令用本發明方法處理得到的織物在該位置運轉39天，取出時，該織物仍處於可用的物理狀態。對比織物在該期間運轉不超過14天。
表1.初始纖維性質抗拉強度屈服斷裂 抗拉能胺端基濃度 特性粘度 伸長率 伸長率吸收值纖維 (當量/106g) (dL/g)(g) (％)(g) (％) (gm-cm)未處理過PA6，666.4 1.35 39±4 29±2 65±8 92±15 88.0處理過PA6，6 -- 1.43 44±4 30±2 63±7 90±893.2未處理過PA6，6對照36.9 1.33 52±2 27±2 74±4 63±874.7處理過PA6，6對照 -- 1.29 52±3 29±2 70±4 68±13 70.6表2.暴露於次氯酸鹽後的纖維性質抗拉強度屈服 斷裂 抗拉能胺端*基濃度 特性粘度 保持的％伸長率 伸長率 吸收值纖維 (當量/106g) (dL/g) IV(g)(％) (g) (％) (gm-cm)未處理過PA6，666.4 0.70 52 -----無----- 11±2 11±21.6處理過PA6，6 -- 1.33 93 42±530±2 61±7 91±11 91.5未處理過PA6，6對照36.9 0.01 61 ------無-----23±4 18±85.3處理過PA6，6對照 -- 1.20 93 ------無-----55±3 43±729.9*次氯酸鹽降解前的值表3造紙壓榨部分級(級 0-5)纖維 處理 700,000次循環高胺端基對照樣 --3.5高胺端基 1/10X 2.2高胺端基 1/2X 1.9高胺端基 X 1.9低胺端基對照樣 --3.7低胺端基 1/10X 3.8低胺端基 X 3.權利要求
1.一種由聚醯胺纖維組成的、初始胺端基濃度至少為60當量/106g、胺端基對羧端基的初始比值大於1.0的處理過的(含處理過的聚醯胺纖維的)聚醯胺纖維，所述聚醯胺纖維用酚/醛處理過程進行處理，包括將聚醯胺纖維在高溫下與醛水溶液接觸和在高溫下與酚水溶液接觸，所述處理在足以使處理過的聚醯胺纖維的特性粘度與未處理的聚醯胺纖維相比增加至少4％的溫度和時間下進行。
2.一種含有處理過的聚醯胺纖維的處理過的紙機壓榨織物，所述聚醯胺纖維的初始胺端基濃度為至少60當量/106g，胺端基對羧端基的初始比值大於1.0，該聚醯胺纖維用酚/醛處理過程進行處理，包括將聚醯胺纖維在高溫下與醛水溶液接觸和在高溫下與酚水溶液接觸，所述處理在足以使處理過的聚醯胺纖維的特性粘度與未處理的聚醯胺纖維相比增加至少4％的溫度和時間下進行。
3.一種包含初始胺端基濃度為至少60當量/106g、胺端基對羧端基的初始比值大於1.0的處理過的聚醯胺纖維、長絲和/或紗線的處理過的紙機壓榨織物，所述聚醯胺纖維、長絲和/或紗線用酚/醛處理過程進行處理，包括將聚醯胺纖維、長絲和/或紗線在高溫下與醛水溶液接觸和在高溫下與酚水溶液接觸，所述處理在足以使處理過的聚醯胺纖維的特性粘度與未處理的聚醯胺纖維相比增加至少4％的溫度和時間下進行。
4.如權利要求1所述的處理過的聚醯胺纖維，其中對所述聚醯胺纖維在所述的酚/醛處理過程後進行熱處理，以進一步使其特性粘度增加至少4％。
5.如權利要求2所述的處理過的紙機壓榨織物，其中所述聚醯胺是聚醯胺66，在所述的酚/醛處理過程後的特性粘度不低於1.3Dl./g。
6.如權利要求2所述的處理過的紙機壓榨織物，其中，在所述聚醯胺纖維的所述處理中使用的所述的酚類選自苯酚、焦兒茶酚、間二苯酚、氫醌、焦棓酚和間苯三酚。
7.如權利要求2所述的處理過的紙機壓榨織物，其中所述的在所述聚醯胺纖維的所述處理中使用的醛類選自甲醛、能釋放甲醛的化合物、乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、己二醛、庚二醛、辛二醛、壬二醛和癸二醛。
8.如權利要求1所述的處理過的聚醯胺纖維，其中，酚/醛處理過程包括至少一種含至少一種酚和至少一種醛的溶液。
9.權利要求2所述的由聚醯胺纖維組成的處理過的紙機壓榨織物，其中酚/醛處理過程包括至少一種含至少一種酚和至少一種醛的溶液。
10.權利要求2所述的由聚醯胺纖維組成的處理過的造紙壓榨織物，與不包含所述處理過的聚醯胺的造紙壓榨織物相比，所述的造紙壓榨織物顯示出改善的耐磨損性。
11.如權利要求2所述的處理過的造紙壓榨織物，其中在所述酚/醛處理後，將所述處理過的造紙壓榨織物進行熱處理，以進一步使其特性粘度增加至少4％。
12.如權利要求3所述的處理過的紙機壓榨織物，包括有聚醯胺纖維、長絲和/或紗線，所述的織物在酚/醛處理後進行熱處理，以進一步使所述的聚醯胺纖維、長絲和/或紗線的特性粘度與未處理的聚醯胺纖維、長絲和/或紗線相比增加至少4％。
13.如權利要求3所述的處理過的紙機壓榨織物，所述的壓榨織物由底布和附著在所述底布一側或兩側的纖維層組成。
14.如權利要求2所述的處理過的紙機壓榨織物，其中聚醯胺纖維在形成造紙壓榨織物後，進行酚/醛處理。
15.如權利要求3所述的處理過的紙機壓榨織物，其中聚醯胺纖維、長絲和/或紗線在形成造紙壓榨織物後進行酚/醛處理。
16.一種由初始胺端基濃度為至少60當量/106g、胺端基對羧端基的初始比值大於1.0的聚醯胺纖維組成的處理過的聚醯胺纖維，所述的聚醯胺纖維用酚/醛處理過程進行處理，包括將聚醯胺纖維在高溫下與醛和二胺的水溶液接觸和在高溫下與酚和甲醛的水溶液接觸，所述處理在足以使處理過的聚醯胺纖維的特性粘度比未處理的聚醯胺纖維增加至少4％的溫度和時間下進行。
17.一種由初始胺端基濃度至少為60當量/106g、胺端基對羧端基的初始比值大於1.0的聚醯胺纖維組成的處理過的聚醯胺纖維，所述聚醯胺纖維用酚/醛處理過程進行處理，包括將聚醯胺纖維在高溫下與甲醛和乙二胺的水溶液接觸，衝洗該纖維，再在高溫下將纖維與間二苯和甲醛的水溶液接觸，衝洗該纖維，並加熱乾燥該纖維，所述的處理在足以使處理過的聚醯胺纖維的特性粘度比未處理的聚醯胺纖維增加至少4％的溫度和時間下進行。
全文摘要
本發明涉及由聚醯胺類得到的聚合物材料，其特徵在於，所述的聚醯胺具有至少60當量/10
文檔編號D06M13/152GK1142552SQ9610054
公開日1997年2月12日 申請日期1996年4月4日 優先權日1995年4月5日
發明者L·諾曼丁 申請人:阿爾巴尼國際公司