專利名稱：紙機(jī)壓榨織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紙機(jī)壓榨織物，特別是涉及由聚酰胺材料制成的、并具有改善的壽命和在表面層中具有抗壓扁性的紙機(jī)壓榨織物。
在造紙機(jī)中，被稱為“配料”的造紙組分的漿料沉積在成形織物或“網(wǎng)”上，而液體組分配料通過該織物或網(wǎng)排出，以生產(chǎn)出自粘結(jié)的紙頁(yè)。該自粘結(jié)紙頁(yè)然后送至紙機(jī)的壓榨部再到達(dá)干燥部。
在壓榨部中，紙頁(yè)通過壓榨織物送至一對(duì)壓輥，在壓輥處，織物和紙頁(yè)通過壓輥的壓區(qū)，以借助對(duì)紙頁(yè)的機(jī)械壓力而脫水。
紙頁(yè)本身可以含有其它種類的化學(xué)配料和添加劑，并可同時(shí)經(jīng)受高溫處理以幫助脫水。因此，造紙壓榨織物以及其紙頁(yè)常經(jīng)受高溫、嚴(yán)酷化學(xué)環(huán)境下的高壓處理。造紙壓榨織物通常借助針刺絮墊纖維(batt fiber)至機(jī)織底布(woven base fabric)而生產(chǎn)。該底布具有多種功能首先，支承成形的紙頁(yè)通過紙機(jī)的壓榨部；第二，接收在每個(gè)壓區(qū)擠出的紙頁(yè)的水；最后，賦予該紙頁(yè)以裝飾或表面外觀。
絮墊纖維層構(gòu)成紙頁(yè)的“緩沖墊”和支撐，而機(jī)織底布提供接受擠出的紙頁(yè)的水的主要通道或空隙。絮墊纖維層的質(zhì)量，特別是其表面性能以及表面性能隨時(shí)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(yè)的表面質(zhì)量以及脫水的均勻性也將降低。
在壓輥的壓區(qū)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(jī)械性能是相當(dāng)重要的。
聚酰胺6和聚酰胺66已被廣泛地用于制造紙機(jī)壓榨織物。由于能控制這些聚合物纖維及其特性以制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(duì)聚酰胺(PA)纖維進(jìn)行一般的處理，但還沒有具體涉及改進(jìn)如用于紙機(jī)貴重器材的纖維的機(jī)械性能。現(xiàn)有的用于處理聚酰胺纖維的提議中，有如下一些US2 434 247涉及用甲醛和醇改性合成的線性聚酰胺，以得到用于機(jī)織織物的更富彈性的耐綸。
US2 430 953涉及生產(chǎn)具有更柔軟手感、更好的懸垂性以及還具有更高熔點(diǎn)，更好的染料吸取性和增加的耐溶劑性的耐綸紗線。將該聚酰胺紗線在pH低于3于乙醇中與甲醛反應(yīng)。
US2 425 334涉及在pH低于3時(shí)用甲醛改性聚酰胺，以致使它們能被冷拉伸出不大于其原始長(zhǎng)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堿性介質(zhì)中對(duì)合成的耐綸紡織材料進(jìn)行整飾和染色的方法。
US3 322 488涉及用于合成聚酰胺纖維、用作拒染劑的磺甲基化的雙酚-甲醛縮合產(chǎn)物。
US2 533 100涉及用酚類或它們相應(yīng)的還原產(chǎn)物的硫代衍生物對(duì)合成線性聚酰胺的處理方法。
US2 388 676涉及通過在耐綸內(nèi)形成兒茶酚醛樹脂而改進(jìn)聚酰胺纖維的光穩(wěn)定性。
在上述的每種情況下，耐綸材料用于外表或裝飾組件，即在不經(jīng)受紙機(jī)的侵蝕性物理和化學(xué)環(huán)境的條件下使用時(shí)，均顯示出改善的性能。
隨著紙機(jī)工藝的改進(jìn)，車速、操作溫度和壓力增加，結(jié)果，增加了現(xiàn)有壓榨織物壓實(shí)和磨損的趨勢(shì)。此外，由于操作溫度和車速的增加而增加的降解作用導(dǎo)致這些織物明顯更短的使用壽命。
本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，其中使用有增加的胺端基濃度的各種聚酰胺纖維的造紙壓榨織物能進(jìn)一步處理和改進(jìn)，以產(chǎn)生顯著改善的性能。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種含有由各種聚酰胺組成的纖維層的造紙壓榨織物，其特征在于，所說的聚酰胺具有這樣的胺端基濃度即胺端基/羧端基的比值大于1，聚酰胺已經(jīng)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(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，胺端基濃度至少為60當(dāng)量/106g，其中聚酰胺為聚酰胺66，處理后的特性粘度優(yōu)選不小于1.3dl/g，所述纖維層可正好是表面層或絮墊結(jié)構(gòu)層和/或至多為絮墊結(jié)構(gòu)的100％的絮墊的任意部分。
另一方面，本發(fā)明提供了一種造紙壓榨織物的制造方法，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(duì)胺端基濃度至少為60當(dāng)量/106g的聚酰胺纖維進(jìn)行醛/酚處理，該處理過程在足以使聚酰胺的特性粘度增加至少4％的溫度和時(shí)間下進(jìn)行，并且然后形成所述的纖維層，并針刺至機(jī)織的底布上。在醛/酚處理步驟之前或之后，可以將纖維形成絮墊層，再附著至底布上。
由于機(jī)織的底布含有通常為聚酰胺基的單絲紗，復(fù)絲紗，或由短纖維制得的短纖維紗，又由于這些紗也暴露至如前已描述的加熱、加壓和化學(xué)環(huán)境中，因此，本發(fā)明的技術(shù)中也可用于這些紗線形式。二維穩(wěn)定性、強(qiáng)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(fā)明制備的紗線這些益處將被改善。
另外，盡管通常的制造工藝是將由纖維組成的絮墊施加至機(jī)織底布上，但這并不限制本發(fā)明的范圍。不管底布是機(jī)織的與否，或是否還有一支承底基，替代機(jī)械針刺的施加纖維、固定纖維的其它方法均可在生產(chǎn)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(rèn)為是組分。因此，在這種意義上，對(duì)于本說明書所使用的術(shù)語(yǔ)“纖維”也應(yīng)包括“紗線”。
能用于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(chǎn)物，只要在芳環(huán)上保留至少兩個(gè)反應(yīng)活性位點(diǎn)即可。此外、雙酚類、二羥基萘類等也能使用。
可用于本方法的醛類有，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(duì)應(yīng)物。
隨著酚化合物以及隨后使用的熱處理過程的不同，處理過的聚酰胺絮墊纖維的特性粘度增加至多達(dá)25％。在處理過程前，特別是在處理過程后，與標(biāo)準(zhǔn)聚酰胺纖維相比，這些纖維還顯示出了更高的濕伸長(zhǎng)率。在造紙機(jī)上使用期間，還由于含氯化合物的氧化作用，造成了抗化學(xué)品性質(zhì)、特別是抗物理性能下降方面性質(zhì)的顯著改善。另外，纖維還顯示了對(duì)由含填料如碳酸鈣的紙的壓榨所造成的磨損的改進(jìn)的抵抗性。這種壓榨織物顯示出高達(dá)100％更長(zhǎng)的使用壽命，特別是在極惡劣的化學(xué)和機(jī)械磨損環(huán)境中。
下面是僅通過實(shí)施本發(fā)明的方法的例子的說明。
實(shí)施例1將胺端基濃度為66.4當(dāng)量/106g、特性粘度為1.35dl/g的15旦的聚酰胺66短纖維進(jìn)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于130°F浸漬30分鐘。沖洗后，使纖維在1.5％的間苯二酚和1％的甲醛的第二種水溶液中于130°F處理一小時(shí)，隨后進(jìn)行沖洗周期，將該試樣風(fēng)干并在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(biāo)準(zhǔn)降解試驗(yàn)中暴露至次氯酸鈉溶液中后，所述性能的數(shù)據(jù)。
處理后，觀測(cè)到高胺端基纖維的特性粘度增加6％。此外，與對(duì)比例相比，這些纖維具有更高的伸長(zhǎng)率。該更高的伸長(zhǎng)率產(chǎn)生了更高的抗拉能吸收(tensile energy adsorption)或“韌性”值?？紤]到最終的使用要求，如對(duì)紙機(jī)來說是很重要因素的回彈性能，該參數(shù)是很重要的。甚至在暴露至次氯酸鹽后，與對(duì)比例相比，處理過的高胺端基纖維保持了高的伸長(zhǎng)率和抗拉能吸收性。
實(shí)施例2如上述例1(稱為“×”處理)所述，使用1/10和1/2的化學(xué)品濃度對(duì)具有低的和高胺濃度的另外的PA66纖維試樣進(jìn)行處理。然后，將試樣進(jìn)行模擬造紙?jiān)囼?yàn)，其中以給定的循環(huán)次數(shù)對(duì)試樣進(jìn)行重復(fù)壓縮，并以0-5的相對(duì)等級(jí)進(jìn)行檢查并判斷。
表3的檢查結(jié)果表明，就模擬造紙壓榨中的改進(jìn)的等級(jí)而言，處理過的高胺端基纖維給出了優(yōu)異的性能。根據(jù)該表，等級(jí)越低，結(jié)果越好。
實(shí)施例3在生產(chǎn)未涂布的印刷級(jí)和書寫級(jí)紙、主要是證卷紙和壓感復(fù)印紙的造紙機(jī)的第三壓榨位置上，進(jìn)行一次實(shí)地試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)該特定的紙機(jī)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(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)織物進(jìn)行化學(xué)處理，以給絮墊結(jié)構(gòu)中的聚酰胺纖維提供一定程度的保護(hù)。即使這樣，織物的有效壽命仍低于三周，且明顯磨損和壓實(shí)，引起不能有效脫水。在極端的情況下，由于處于降解的狀態(tài)，織物實(shí)際上從紙機(jī)上扯下。
在試驗(yàn)時(shí)，先前的三種織物每個(gè)都運(yùn)轉(zhuǎn)12天，其中一個(gè)扯下。所用的試驗(yàn)織物結(jié)構(gòu)由100％的改性聚酰胺纖維組成，外加本發(fā)明的特定的處理步驟。我們的試驗(yàn)進(jìn)行12天并按期停止。該織物沒有出現(xiàn)任何不穩(wěn)定的跡象，我們對(duì)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。
隨后，令用本發(fā)明方法處理得到的織物在該位置運(yùn)轉(zhuǎn)39天，取出時(shí)，該織物仍處于可用的物理狀態(tài)。對(duì)比織物在該期間運(yùn)轉(zhuǎn)不超過14天。
表1.初始纖維性質(zhì)抗拉強(qiáng)度屈服斷裂 抗拉能胺端基濃度 特性粘度 伸長(zhǎng)率 伸長(zhǎng)率吸收值纖維 (當(dāng)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(duì)照36.9 1.33 52±2 27±2 74±4 63±874.7處理過PA6，6對(duì)照 -- 1.29 52±3 29±2 70±4 68±13 70.6表2.暴露于次氯酸鹽后的纖維性質(zhì)抗拉強(qiáng)度屈服 斷裂 抗拉能胺端*基濃度 特性粘度 保持的％伸長(zhǎng)率 伸長(zhǎng)率 吸收值纖維 (當(dāng)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(duì)照36.9 0.01 61 ------無-----23±4 18±85.3處理過PA6，6對(duì)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(jí)(級(jí) 0-5)纖維 處理 700,000次循環(huán)高胺端基對(duì)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(duì)照樣 --3.7低胺端基 1/10X 3.8低胺端基 X 3.權(quán)利要求
1.一種由聚酰胺纖維組成的、初始胺端基濃度至少為60當(dāng)量/106g、胺端基對(duì)羧端基的初始比值大于1.0的處理過的(含處理過的聚酰胺纖維的)聚酰胺纖維，所述聚酰胺纖維用酚/醛處理過程進(jìn)行處理，包括將聚酰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酰胺纖維的特性粘度與未處理的聚酰胺纖維相比增加至少4％的溫度和時(shí)間下進(jìn)行。
2.一種含有處理過的聚酰胺纖維的處理過的紙機(jī)壓榨織物，所述聚酰胺纖維的初始胺端基濃度為至少60當(dāng)量/106g，胺端基對(duì)羧端基的初始比值大于1.0，該聚酰胺纖維用酚/醛處理過程進(jìn)行處理，包括將聚酰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酰胺纖維的特性粘度與未處理的聚酰胺纖維相比增加至少4％的溫度和時(shí)間下進(jìn)行。
3.一種包含初始胺端基濃度為至少60當(dāng)量/106g、胺端基對(duì)羧端基的初始比值大于1.0的處理過的聚酰胺纖維、長(zhǎng)絲和/或紗線的處理過的紙機(jī)壓榨織物，所述聚酰胺纖維、長(zhǎng)絲和/或紗線用酚/醛處理過程進(jìn)行處理，包括將聚酰胺纖維、長(zhǎng)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酰胺纖維的特性粘度與未處理的聚酰胺纖維相比增加至少4％的溫度和時(shí)間下進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1所述的處理過的聚酰胺纖維，其中對(duì)所述聚酰胺纖維在所述的酚/醛處理過程后進(jìn)行熱處理，以進(jìn)一步使其特性粘度增加至少4％。
5.如權(quán)利要求2所述的處理過的紙機(jī)壓榨織物，其中所述聚酰胺是聚酰胺66，在所述的酚/醛處理過程后的特性粘度不低于1.3Dl./g。
6.如權(quán)利要求2所述的處理過的紙機(jī)壓榨織物，其中，在所述聚酰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(quán)利要求2所述的處理過的紙機(jī)壓榨織物，其中所述的在所述聚酰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(quán)利要求1所述的處理過的聚酰胺纖維，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(quán)利要求2所述的由聚酰胺纖維組成的處理過的紙機(jī)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(quán)利要求2所述的由聚酰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酰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(quán)利要求2所述的處理過的造紙壓榨織物，其中在所述酚/醛處理后，將所述處理過的造紙壓榨織物進(jìn)行熱處理，以進(jìn)一步使其特性粘度增加至少4％。
12.如權(quán)利要求3所述的處理過的紙機(jī)壓榨織物，包括有聚酰胺纖維、長(zhǎng)絲和/或紗線，所述的織物在酚/醛處理后進(jìn)行熱處理，以進(jìn)一步使所述的聚酰胺纖維、長(zhǎng)絲和/或紗線的特性粘度與未處理的聚酰胺纖維、長(zhǎng)絲和/或紗線相比增加至少4％。
13.如權(quán)利要求3所述的處理過的紙機(jī)壓榨織物，所述的壓榨織物由底布和附著在所述底布一側(cè)或兩側(cè)的纖維層組成。
14.如權(quán)利要求2所述的處理過的紙機(jī)壓榨織物，其中聚酰胺纖維在形成造紙壓榨織物后，進(jìn)行酚/醛處理。
15.如權(quán)利要求3所述的處理過的紙機(jī)壓榨織物，其中聚酰胺纖維、長(zhǎng)絲和/或紗線在形成造紙壓榨織物后進(jìn)行酚/醛處理。
16.一種由初始胺端基濃度為至少60當(dāng)量/106g、胺端基對(duì)羧端基的初始比值大于1.0的聚酰胺纖維組成的處理過的聚酰胺纖維，所述的聚酰胺纖維用酚/醛處理過程進(jìn)行處理，包括將聚酰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酰胺纖維的特性粘度比未處理的聚酰胺纖維增加至少4％的溫度和時(shí)間下進(jìn)行。
17.一種由初始胺端基濃度至少為60當(dāng)量/106g、胺端基對(duì)羧端基的初始比值大于1.0的聚酰胺纖維組成的處理過的聚酰胺纖維，所述聚酰胺纖維用酚/醛處理過程進(jìn)行處理，包括將聚酰胺纖維在高溫下與甲醛和乙二胺的水溶液接觸，沖洗該纖維，再在高溫下將纖維與間二苯和甲醛的水溶液接觸，沖洗該纖維，并加熱干燥該纖維，所述的處理在足以使處理過的聚酰胺纖維的特性粘度比未處理的聚酰胺纖維增加至少4％的溫度和時(shí)間下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及由聚酰胺類得到的聚合物材料，其特征在于，所述的聚酰胺具有至少60當(dāng)量/10
文檔編號(hào)D06M13/152GK1142552SQ9610054
公開日1997年2月12日 申請(qǐng)日期1996年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月5日
發(fā)明者L·諾曼丁 申請(qǐng)人:阿爾巴尼國(guó)際公司