бесконечная лента, применяемая в бумажном производстве, способ изготовления такой ленты, основа для изготовления такой ленты и способ изготовления такой основы

Классы МПК:D21F3/02 мокрые прессы 
Автор(ы):
Патентообладатель(и):ОЛБАНИ ИНТЕРНЕШНЛ КОРП. (US)
Приоритеты:
подача заявки:
2004-06-23
публикация патента:

Изобретения относятся к бумажному производству, а именно к основам и лентам применяемым при производстве бумаги. Основа для изготовления бесконечной ленты, используемой в бумагоделательной машине, включает множество индивидуальных предварительно изготовленных слоев, которые покрыты или пропитаны полимерным или каучукообразным материалом. Каждый из индивидуальных предварительно изготовленных слоев может представлять собой текстильный материал или текстильный материал, покрытый или пропитанный смолой или каучукообразным материалом. По меньшей мере, один из слоев содержит матрицу из армирующих компонентов. Способ изготовления основы для изготовления бесконечной ленты включает следующие операции: нанесение покрытия или пропитывание, по меньшей мере, одного слоя, с получением заготовки в виде имеющего покрытие или пропитанного слоя, далее слои соединяют и обрабатывают с получением многослойной структуры. Либо соединяют слои, содержащие матрицу форполимера и отверждающий агент, с образованием структуры, обрабатывают структуру с образованием многослойной структуры и отверждают полученную структуру. Лента для использования в бумажном производстве состоит из множества индивидуальных слоев предварительно изготовленного материала, которые пропитаны или покрыты полимерной смолой или каучукообразным материалом. Слои соединены с образованием ленты, в которой один из слоев содержит армирующий компонент. Способ изготовления ленты включает следующие операции: нанесение покрытия или пропитывание полимерной смолой или каучукообразным материалом, по крайней мере, одного слоя из множества предварительно изготовленных слоев, по меньшей мере, один из которых содержит матрицу армирующих элементов, соединение слоев с образованием основы или базовой основы и преобразование основы или базовой основы в бесконечную ленту. Изобретения обеспечивают получение ленты для бумажного производства, обладающей стабильностью в направлении вдоль машины и поперек машины. 5 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 ил. бесконечная лента, применяемая в бумажном производстве, способ   изготовления такой ленты, основа для изготовления такой ленты   и способ изготовления такой основы, патент № 2362852

бесконечная лента, применяемая в бумажном производстве, способ   изготовления такой ленты, основа для изготовления такой ленты   и способ изготовления такой основы, патент № 2362852 бесконечная лента, применяемая в бумажном производстве, способ   изготовления такой ленты, основа для изготовления такой ленты   и способ изготовления такой основы, патент № 2362852 бесконечная лента, применяемая в бумажном производстве, способ   изготовления такой ленты, основа для изготовления такой ленты   и способ изготовления такой основы, патент № 2362852 бесконечная лента, применяемая в бумажном производстве, способ   изготовления такой ленты, основа для изготовления такой ленты   и способ изготовления такой основы, патент № 2362852

Формула изобретения

1. Основа для изготовления бесконечной ленты, используемой в бумагоделательной машине, включающая множество индивидуальных предварительно изготовленных слоев и полимерный материал покрытия, или полимерный пропитывающий материал, или каучукообразный материал, который представляет собой часть каждого указанного индивидуального предварительно изготовленного слоя, причем каждый из индивидуальных предварительно изготовленных слоев представляет собой текстильный слой или текстильный слой, покрытый/пропитанный смолой или каучукообразным материалом, и, по меньшей мере, один из слоев содержит матрицу из армирующих компонентов.

2. Основа по п.1, в которой индивидуальные предварительно изготовленные слои уложены один на другой с образованием многослойной структуры.

3. Основа по п.2, в которой требуемое количество индивидуальных предварительно изготовленных слоев уложено один на другой для конкретного применения в качестве ленты, используемой в бумагоделательной машине.

4. Основа по п.1, в которой индивидуальные предварительно изготовленные слои включают тканые, нетканые или спирально намотанные полосы тканых и нетканых материалов, например, таких как нетканые материалы, изготовленные фильерным способом (spun bonded), сформованы мокрым способом (wet laid), при помощи аэродинамического холстоформования (air laid), трикотажным способом, экструзией или спиральным связыванием (spiral-linked).

5. Основа по п.1, в которой, по меньшей мере, на одну из внешних поверхностей основы нанесено покрытие из материала на основе полимерной смолы или из каучукообразного материала.

6. Основа по любому из пп.1-5, в которой материал на основе полимерной смолы представляет собой термопластический или термореактивный материал, например, выбранный из группы, состоящей из полиуретановой, полиэтиленовой, полипропиленовой и силиконовой смолы.

7. Основа по п.1, в которой, по меньшей мере, один из индивидуальных предварительно изготовленных слоев включает нити пряжи, имеющие поперечное сечение некруглой формы.

8. Основа по п.1, в которой армирующие компоненты изготовлены из моноволоконной пряжи, пряжи из комплексных нитей, пряжи из непрерывных тонких волокон и крученых нитей из синтетического волокна, таких как волокна пряжи или волокна, имеющие поперечное сечение рифленой формы или сечение со множеством лепестков.

9. Основа по п.1, в которой на внешней поверхности основы имеются желобки или глухие сверленые отверстия.

10. Основа по п.1, в которой индивидуальные предварительно изготовленные слои включают:

a. поверхностный слой;

b. промежуточный слой;

с. армированный слой центрального остова и

d. защитный слой.

11. Способ изготовления основы для бесконечной ленты, используемой в бумажном производстве, включающий следующие операции:

а. нанесение покрытия или пропитывание, по меньшей мере, одного слоя из множества слоев материала, по меньшей мере, один из которых содержит армирующий материал, с получением заготовки в виде имеющего покрытие или пропитанного слоя;

b. соединение имеющих покрытие или пропитанных слоев с образованием структуры и

с. обработка структуры с образованием многослойной структуры.

12. Способ по п.11, в котором, по меньшей мере, один слой включает нити пряжи, имеющие поперечное сечение некруглой формы.

13. Способ по п.11, в котором слои включают моноволоконную пряжу, пряжу из комплексных нитей, пряжу из непрерывных тонких волокон или штапельного волокна.

14. Способ по п.13, дополнительно включающий операцию изготовления желобков или глухих сверленых отверстий на внешней поверхности основы.

15. Способ по п.11, в котором, по меньшей мере, на один слой наносят покрытие или его пропитывают полимерной смолой.

16. Способ по п.15, в котором полимерная смола находится в виде листа.

17. Способ по п.11, в котором армирующий материал включает тканые, нетканые или спирально намотанные полосы тканого или нетканого материала.

18. Способ изготовления основы для бесконечной ленты, используемой в бумажном производстве, включающий следующие операции:

а. соединение предварительно изготовленных слоев материала, содержащего матрицу форполимера и отверждающий агент, с образованием структуры;

b. обработка структуры с образованием многослойной структуры и

с.отверждение структуры.

19. Способ изготовления ленты, применяемой в бумажном производстве, включающий следующие операции:

нанесение покрытия или пропитывание полимерной смолой или каучукообразным материалом, по меньшей мере, одного слоя из множества слоев предварительно изготовленного материала, по меньшей мере, один из слоев которого содержит армирующий компонент, предназначенный для обеспечения стабильности ленты как в направлении вдоль машины (MD), так и в направлении поперек машины (CD);

соединение слоев с образованием основы или базовой основы и преобразование основы или базовой основы в бесконечную ленту.

20. Способ по п.19, дополнительно включающий операцию нанесения покрытия из полимерной смолы или каучукообразного материала, по меньшей мере, на одну из внешних поверхностей ленты.

21. Способ по п.19, в котором указанные слои соединяют с образованием многослойной структуры путем инициирования химической реакции между соответствующими слоями.

22. Способ по п.19, в котором соответствующий слой имеет конструкцию, выбираемую из группы, по существу, состоящей из тканых или нетканых, таких как спирально намотанные, с расположением нитей пряжи в машинном направлении (MD, продольное направление) или направлении, поперечном машинному, (CD, поперечное направление), трикотажных, в виде экструдированной сетки или полос материала, которые в конечном итоге спирально наматывают с формированием основы большей ширины, чем ширина отдельных полос.

23. Способ по п.19, в котором компонент соответствующего слоя изготовлен из термопластического, термоотверждающегося, термореактивного материала или каучукообразного материала.

24. Способ по п.19, в котором соответствующий текстильный слой изготовлен, например, фильерным способом (spun bonded), мокрым способом (wet laid) или при помощи аэродинамического холстоформования (air laid), и пропитан полимерной смолой или каучукообразным материалом.

25. Лента для использования в бумажном производстве, включающая множество индивидуальных слоев предварительно изготовленного материала, на которые вначале нанесено покрытие или которые пропитаны полимерной смолой или каучукообразным материалом, а затем соединены с образованием основы ленты, в которой, по меньшей мере, один из слоев содержит армирующий компонент, предназначенный для обеспечения стабильности ленты как в направлении вдоль машины (MD), так и в направлении поперек машины (CD).

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к лентам, применяемым в процессах бумажного производства. В частности, отдельные слои предварительно изготовленных компонентов сначала покрывают или пропитывают полимерной смолой, а затем соединяют с получением основы для изготовления ленты, используемой в бумагоделательной машине. Более конкретно, основа может представлять собой многослойную структуру, включающую несколько предварительно изготовленных слоев, имеющих покрытие или пропитанных материалом на основе полимерной смолы. Каждый из предварительно изготовленных слоев может представлять собой «текстильный слой» или «текстильный слой, покрытый/пропитанный смолой».

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Одним из процессов в технологии бумажного производства является процесс формирования волокнистого целлюлозного полотна путем осаждения волокнистой пульпы, то есть водной дисперсии волокон целлюлозы, на движущуюся формовочную ткань в формовочной части бумагоделательной машины. При этом большое количество воды отводится из пульпы через формовочную ткань, так что на поверхности формовочной ткани остается волокнистое целлюлозное полотно.

Только что сформированное волокнистое целлюлозное полотно поступает из формовочной части в прессовую часть, включающую ряд прессующих валков. В прессовой части волокнистое целлюлозное полотно пропускают между валками пресса, поддерживая его при этом прессовой тканью или, как часто имеет место, размещая полотно между двумя такими прессовыми тканями. В зазоре между валками пресса волокнистое целлюлозное полотно подвергается силам сжатия, под действием которых происходит отжим воды из полотна и слипание целлюлозных волокон в полотне с превращением волокнистого целлюлозного полотна в бумажное полотно. Вода, отжатая из волокнистого полотна, переходит в прессовую ткань или ткани и, в идеальном случае, в бумажное полотно не возвращается.

На последнем этапе бумажный лист поступает в сушильную часть, включающую по меньшей мере один ряд вращающихся сушильных барабанов или цилиндров, нагреваемых изнутри паром. В сушильной части только что сформированный бумажный лист перемещают по волнообразной траектории, последовательно вокруг каждого из ряда барабанов, с помощью сушильной ткани, которая удерживает бумажное полотно у поверхности барабанов. При этом под действием нагретых барабанов содержание воды в бумажном листе в результате испарения уменьшается до желаемого уровня.

Следует понимать, что формовочная, прессовая и сушильная ткани, используемые в бумагоделательной машине, имеют вид бесконечных (т.е. выполненных в виде замкнутой петли) лент и выполняют функцию конвейера. Следует также учитывать, что изготовление бумаги представляет собой непрерывный процесс, который идет со значительной скоростью. Таким образом, в формовочной части волокнистую пульпу непрерывно осаждают на формовочную ткань, а только что полученное бумажное полотно на выходе из сушильной части непрерывно сматывают в рулоны.

Как правило, указанные ткани представляют собой тканую или какую-либо иную текстильную основу. Кроме того, тканые текстильные основы могут представлять собой многослойные структуры, изготовленные наложением по меньшей мере одной текстильной основы, выполненной в виде бесконечной петли, на другую, и прошивкой этих тканей штапельным волокном при помощи специальных игл (needling a staple fiber batt), соединяя их, таким образом, друг с другом, как это происходит в случае прессовых тканей. Указанные тканые текстильные основы могут быть пригодны для шовного соединения уже непосредственно на бумагоделательной машине. В любом случае, указанные ткани представляют собой бесконечную петлю или выполнены таким образом, что им можно придать форму бесконечной петли путем сшивания; и имеют некоторую длину, измеряемую по периметру такой бесконечной петли, в продольном направлении, и ширину, измеряемую соответственно, в поперечном направлении.

Во многих случаях, включающих применение тканей спирального плетения (spiral wound fabric) (см. патент США No. 5,360,656, Rexfelt), трикотажных тканей и многослойных тканей, необходим механизм, при помощи которого можно фиксировать нити пряжи в указанном месте и соединять ткань. Например, слои многослойной прессовой ткани соединяют методом иглопробивания штапельным волокном (staple fiber batting). Другие способы включают склеивание или сварку тканей.

Для изготовления лент, применяемых в промышленном производстве бумаги, используют разнообразные основы. Большинство лент состоят из основы, пропитанной смолой, что делает ленту непроницаемой для воды и масел. В некоторых случаях ленты изготовливают путем соединения нескольких листов резины (каучука) или полиуретана посредством нагревания и прессования основы с образованием многослойной ленты. Методику формирования многослойных структур также используют для изготовления покрытий валков, применяемых в производстве бумаги.

Некоторые примеры многослойных основ, которые могут быть использованы при изготовлении лент, применяемых в промышленном производстве бумаги, можно найти в следующих публикациях.

В патенте США No.3,673,023 описан способ изготовления армированной многослойной структуры, используемой для производства лент, применяемых в условиях, требующих высокой прочности на растяжение. Такие ленты изготавливают, укладывая спирально намотанные, непрерывные армирующие кордные нити в виде по существу спирали или спиралей, таким образом, чтобы они проходили между боковыми участками (кромками) основы. Для получения готовой ленты на спирально намотанный каркас наносят верхний слой, который затем отверждают при нагревании и прессовании с получением упрочненной ленточной структуры.

В патенте США No.4,109,543 описана многослойная композитная структура. Указанная многослойная структура включает плавкий термопластический материал и текстильный тканый материал, образованный скрученной пряжей, изначально состоящей из штапельных волокон. Слои соединены друг с другом при помощи нагревания и прессования с образованием ленты.

В патенте США No.4,541,895 описана прессовая ткань, образованная многослойной структурой из нескольких экструдированных листов, служащих подложкой, причем указанные слои различаются по своим свойствам, таким как гидрофобность. В патенте также описаны «предварительные сборки» из различных материалов, которые затем укладывают в виде спиралей или параллельных полос с формированием основы для прессовых тканей; указанные предварительные сборки получают при помощи различных методик, включающих также ламинирование.

В патенте США No.4,908,103 описана желобчатая лента для станинного пресса (shoe press), включающая первую и вторую многослойную структуру, которые имеют различную твердость по отношению друг к другу, что предотвращает раздавливание вентиляционных или дренажных желобков.

В патенте США No.5,208,087 описана лента для пресса с длинными валками, изготовленная из спирально уложенного слоя с внешней желобчатой поверхностью.

В патенте США No.5,240,531 описана бесконечная конвейерная лента, состоящая из остова и эластичного многослойного слоя. Слои пропускали через пресс для спаивания их друг с другом посредством нагревания и прессования.

В патенте США No.5,792,323 описана многослойная структура, включающая спирально уложенную текстильную основу и различные материалы других типов, образующие структуру подложки ленты.

Кроме вышеописанных элементов, для пресса станинного типа (shoe press) с длинными валками необходима специальная лента, например такая, как лента, описанная в патенте США No.5,238,537. Эта лента предназначена для защиты прессовой ткани, которая служит для поддержки, несения и обезвоживания бумажного полотна, от ускоренного износа, вызываемого непосредственным контактом с неподвижной станиной пресса. Такая лента должна иметь гладкую, непроницаемую поверхность, которая, по мере продвижения ленты через валки, должна скользить или перемещаться по стационарной станине, на которую нанесен слой смазочного масла, с приблизительно той же скоростью, что и прессовая ткань, но не пропускать смазочное масло, слой которого заключен между лентой и станиной.

Ленты описанных в патенте США No.5,238,537 типов, как правило, изготавливают путем пропитывания тканой текстильной основы, обычно выполненной в виде бесконечной петли, синтетической полимерной смолой. Предпочтительно, смола образует лист покрытия некоторой заранее заданной толщины, расположенный, по меньшей мере, на внутренней поверхности ленты для защиты нитей пряжи, из которых соткана основная ткань, от непосредственного контакта с дуговидной прижимной станиной пресса с длинными валками. Именно это покрытие должно иметь гладкую, непроницаемую поверхность, имеющую хорошее скольжение по смазанной станине и предотвращающую проникновение смазочного масла в структуру ленты, а следовательно, загрязнение прессовой ткани или тканей, а также волокнистого полотна.

Текстильные основы для изготовления лент, описанные в патенте США No.5,238,537, могут быть сотканы из моноволоконной пряжи в виде однослойного или многослойного переплетения, которое должно быть достаточно открытым для полного и беспрепятственного пропитывания полотна. Это позволяет снизить вероятность возникновения пустот в готовой ленте. При наличии таких пустот, смазка, находящаяся между лентой и станиной, может проникать через ленту и загрязнять прессовую ткань или ткани, а также волокнистое полотно.

В результате отверждения пропитывающего материала, материал в основном закрепляется на текстильной основе за счет механического сцепления, при котором отвержденный пропитывающий материал обволакивает нити пряжи текстильной основы. Кроме того, между отвержденным пропитывающим материалом и материалом нитей пряжи текстильной основы может существовать химическое или адгезионное взаимодействие.

В процессе обезвоживания бумажного полотна в валковых прессах большой протяженности возникает следующая проблема: перед валками может образовываться вздутие, что может приводить к повреждению ленты из-за отслоения смолы от основы. Эта проблема описана в патентах США No.4,229,253 и 4,229,254. Для решения указанной проблемы были предложены некоторые ленточные конструкции, в которых текстильную основу пропитывают термопластическим или термореактивным (термоотверждающимся) материалом.

Моноволокно, применяемое для изготовления тканой текстильной основы ленты, описанной в патенте США No.5,238,537, имеет поперечное сечение круглой формы. Можно считать, что каждое указанное моноволокно представляет собой удлиненный цилиндр. Известно, что поперечное сечение круглой формы обеспечивает некоторую конкретную площадь поверхности моноволокна. Кроме того, прочность механического сцепления и любого химического или адгезионного взаимодействия между отвержденным пропитывающим материалом и основной тканью минимальна, если нити пряжи основной ткани имеют поперечное сечение круглой формы. Это может приводить к отслоению покрытия от основной ткани.

Избежать отслоения можно путем увеличения площади поверхности и изменения формы поперечного сечения нитей пряжи, из которых изготовлена текстильная основа. При использовании нитей пряжи, имеющих некруглое поперечное сечение, сцепление между отвержденным пропитывающим материалом и основной тканью усиливается.

Кроме того, в данной области техники описаны (например, в патенте США No.5,238,537) ленты для прессов с длинными валками, включающие тканую текстильную основу, покрытую или пропитанную полимерной смолой, которые изготавливают посредством нанесения покрытия или пропитки смолой текстильной основы с последующим формированием из этой основы ленты при помощи отверждения полученной пропитанной или имеющей покрытие основы.

В отличие от этого, согласно настоящему изобретению усовершенствованный ленточный продукт изготавливают сначала нанося покрытие или пропитывая полимерной смолой индивидуальные компоненты/слои, изготовленные из текстильной основы, с последующим соединением пропитанных или имеющих покрытие компонентов/слоев с образованием основы, и отверждением основы с формированием ленты.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение представляет собой многослойную структуру, включающую множество предварительно изготовленных слоев, в которых полимерное покрытие или импрегнирующий материал является составной частью соответствующего слоя. Каждый из предварительно изготовленных слоев может представлять собой «текстильный слой» или "текстильный слой, покрытый/пропитанный смолой". На индивидуальные слои предварительно изготовленных компонентов сначала наносят покрытие из полимерной смолы или пропитывают полимерной смолой, а затем соединяют с образованием основы для изготовления ленты, используемой в бумагоделательной машине. Таким образом, основа включает индивидуальные компоненты, на которые было нанесено покрытие, или которые были пропитаны полимером перед формированием окончательной конструкции ленты.

Индивидуальные компоненты, из которых по меньшей мере один содержит армирующий элемент, могут быть покрыты или пропитаны любым подходящим покрывающим или импрегнирующим материалом, таким как жидкая полимерная смола, например, полиуретан, при помощи известного способа, например, способа, описанного в патенте США No.5,238,537, который включает нагревание материала основы с полимерной смолой до температуры, достаточной для проникновения смолы в ткань.

Слои предварительно изготовленных компонентов, имеющие покрытие или пропитанные, например, полимерной смолой, как описано выше, укладывают один на другой и соединяют с образованием многослойной структуры. Многослойная структура может быть получена при соединении слоев тонкой нитью или посредством иглопробивания, известного в данной области техники. Многослойная структура также может быть получена введением термопластичного материала в один или более текстильных слоев и нагреванием основы до температуры, достаточной для растекания термопластической смолы и соединения многослойной конструкции.

Аналогичным образом, в соответствии со способом, предлагаемым настоящим изобретением, слои волокнистого полотна, включающие матрицы «форполимерных и отверждающихся материалов», могут быть наложены один на другой и соединены путем нагревания полученной структуры до соответствующих температур отверждения, или при помощи реакций химической вулканизации или отверждения в объеме структуры. Свойства многослойной основы и технологические характеристики, такие как обезвоживающая способность, в случае ленты станинного пресса, или несущая способность (для бумажного листа) и равномерное распределение давления в валке, или легкость переноса листа бумаги из одной позиции в другую, в случае передаточной ленты, могут быть заранее заданы при помощи применения указанных способов. Другими словами, варьируя «слои» или структуры при изготовлении основы, можно изготовить ленты с заранее заданными свойствами (включающим различные свойства на лицевой стороне ленты и стороне, обращенной к станине, а также на лицевой и обратной стороне ленты).

Индивидуальные компоненты основы могут быть изготовлены из моноволоконной пряжи, пряжи из комплексных нитей, крученой моноволоконной пряжи, пряжи из непрерывных тонких волокон и штапельного волокна. Моноволокно может включать отдельные непрерывные волокна, которые могут быть скрученными или нескрученными и иметь диаметр приблизительно от 1 мм до 15 мм (0,004 дюйма до 0,06 дюйма) и могут включать синтетический полимерный материал, такой как полиамиды или полиэстеры. Пряжа из комплексных нитей может включать гибкие нити, составленные из многочисленных тонких, непрерывных волокон, и обычно, из нескольких сильно скрученных пучков волокон. Штапельное волокно может включать относительно короткие волокна, соединенные с образованием слоя при помощи одного из нескольких известных ткацких способов, таких как ворсование (кардование) или изготовление нетканого материала фильерным способом (spun bonding), мокрым способом или аэродинамическим холстоформированием. Нетканые полотна, изготовленные фильерным способом (spun bonded webs), и способы их изготовления хорошо известны в настоящей области техники. Например, в патенте США No.5,750,151, Bregnala, описано изготовление полотна фильерным способом при помощи экструзии пряжи из комплексных нитей, полученных из термопластических полимеров, таких как полиолефины (полипропилен), полиэстеры (полиэтилентерефталат), полиамиды (нейлон-6) и полиуретаны, применяемых в промышленности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1 показан вид сбоку в разрезе многослойной основы ленты, предлагаемой в соответствии с одним из примеров реализации настоящего изобретения;

на Фиг.2 показан поперечный разрез примера реализации нити текстильной пряжи некруглого поперечного сечения, используемой в компонентах, показанных на Фиг.1;

на Фиг.3 показан поперечный разрез альтернативного примера реализации нити текстильной пряжи, используемой в компонентах, показанных на Фиг.1;

на Фиг.4 показано перспективное изображение альтернативного примера реализации основы ленты, предлагаемой в соответствии с настоящим изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг.1 показана многослойная основа (1) ленты, используемой в прессе с длинными валками, применяемом в бумагоделательной машине в соответствии с описанием, предлагаемым настоящим изобретением. Основа (1) включает поверхностный слой (2), промежуточный слой (3), армированный центральный «остов» (4) и защитный слой (5). На каждый из слоев в отдельности нанесено покрытие из полимерной смолы, и слои соединены и скреплены при помощи способов, которые могут включать способы, известные в настоящей области техники; при этом полученный композит образует основу ленты, предназначенной для использования в бумагоделательных машинах.

Основа ленты, предлагаемая в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой многослойную структуру, включающую множество предварительно изготовленных слоев, в которых полимерный материал покрытия/пропитки представляет собой часть по меньшей мере одного соответствующего слоя, и может составлять часть каждого слоя. Каждый из предварительно изготовленных слоев может представлять собой «текстильный слой» или "текстильный слой, покрытый/пропитанный смолой". На индивидуальные слои сначала может быть нанесено покрытие из полимерной смолы, и/или они могут быть пропитаны полимерной смолой, а затем соединены с формированием основы, предназначенной для изготовления ленты, используемой в бумагоделательной машине. Покрытие/пропитка слоев текстильной основы может быть осуществлена в соответствии со способом, описанном в патенте США No.5,753,085, Fitzpatrick. В указанном патенте описана лента для пресса с длинными валками, применяемая в бумагоделательной машине, которая включает текстильную основу, по меньшей мере одна сторона которой покрыта и пропитана материалом на основе полимерной смолы. После отверждения, материал на основе полимерной смолы шлифуют и полируют с целью получения гладкой поверхности и равномерной толщины ленты. Текстильная основа включает текстильные компоненты (моноволокно, тонкие непрерывные волокна или штапельное волокно), имеющие некруглое поперечное сечение с множеством выступов (в поперечном сечении имеющих форму лепестков). Указанная форма поперечного сечения позволяет изготавливать текстильные компоненты с большей площадью поверхности, чем у компонентов с тем же денье, но с круглой формой поперечного сечения нити. Вследствие этого усиливается механическое сцепление и химическое или адгезионное взаимодействие между покрытием из полимерной смолы и текстильной основой. Кроме того, текстильные компоненты с некруглой формой поперечного сечения, имеющей множество лепестков (выступов), снижают проницаемость текстильной основы, так что при нанесении материала на основе полимерной смолы на одну из сторон основы, указанный материал не проникает на другую сторону указанной основы. Соединение слоев и получение многослойной структуры из слоев предпочтительно производят при помощи нагретых валков, боксов или камер с горячим воздухом, или при помощи других известных способов нагрева, а также при помощи склеивания пластифицированными адгезивами. В ином случае, слои могут быть соединены в многослойную структуру при помощи химической реакции между соответствующими слоями.

Для обеспечения стабильности ленты как в направлении вдоль машины (machine direction, MD), так и в направлении поперек машины (cross-machine direction, CD) (иными словами, в продольном и поперечном направлениях) во время производственного процесса, по меньшей мере, один из слоев основы может быть армирован компонентами армирующего материала. На Фиг.1 центральный слой, «остов», (4) содержит указанный армирующий материал.

Текстильная основа может быть изготовлена, например, в виде тканого полотна простого или сложного однослойного или многослойного переплетения, нити пряжи которого включают материал на основе полимерной смолы, такой как полиэстер или полиамид, нетканой матрицы из непрерывных волокон, выполненной в машинном направлении (MD, продольное направление) или в поперечном направлении (CD), нетканой оболочки из волокон, пленки или экструдированной сетки, или любого сочетания указанных материалов.

Текстильную основу далее пропитывают материалом на основе полимерной смолы, делая его непроницаемым для масел и воды. Материал на основе полимерной смолы может представлять собой полиуретан, предпочтительно, композицию из 100% полиуретана, для избежания образования пузырей во время отверждения, которое производят после нанесения материала на основе полимерной смолы на текстильную основу. После отверждения материала на основе полимерной смолы, он может быть отшлифован и отполирован с целью получения гладкой поверхности и равномерной толщины слоя; или такая обработка может отсутствовать. Если материал на основе полимерной смолы наносят на обе стороны текстильной основы, то отвержденное покрытие может быть отшлифовано и отполировано с обеих сторон для получения гладкой поверхности и равномерной толщины слоя. Следует отметить, что материал полимерного покрытия может представлять собой термопластическую смолу, термореактивный (термоотверждающийся) полимер или каучукообразный (резиновый) материал. Например, в качестве материала покрытия могут быть применены полиуретановые, полиэтиленовые, полипропиленовые и силиконовые смолы.

Способ, предлагаемый в соответствии с настоящим изобретением, включает введение термопластика или форполимера и отверждающего агента (для образования полимера) в один или более компонентов (2), (3), (4) или (5), или введение слоя плавкого материала, который может представлять собой термопластик, между слоями, комбинирование компонентов (2), (3), (4) или (5) и соединение компонентов (2), (3), (4) или (5) путем одновременного воздействия повышенной температуры и давления, с получением многослойной структуры. В качестве покрытия или пропитывающей смолы может быть применен любой термопластик, размягчающийся и растекающийся при повышенной температуре.

В настоящей области техники известны как способ изготовления форполимеров, так и отверждающих агентов, применяемых для отверждения (затвердевания) форполимеров. Например, в патенте США No.6,362,300 описано отверждение уретановых форполимеров под действием влаги в присутствии морфолинового катализатора, а в патенте США No.5,976,307 описано покрытие, изготовленное из отвержденного уретан-акрилатного форполимера.

В цитируемом патенте США No.6,362,300 описана однокомпонентная влагоотверждаемая полиуретановая композиция, содержащая продукт присоединения силана. В заявке показано, что прочность адгезии не снижается даже при изменении условий отверждения и что композиция проявляет замечательные адгезионные свойства по отношению к различным материалам и, в частности, по отношению к стеклу и алюминию, и не требует нанесения грунтовочного средства. Далее в заявке указано, что композиция также проявляет прекрасную способность к отверждению, высокое сопротивление вспениванию и хорошее удлинение. Указанная влагоотверждаемая полиуретановая композиция включает уретановый форполимер и морфолиновый катализатор, включающий диморфолинодиэталовый эфир (i) и N,N-диметиламиноэтилморфолин (ii). Содержание диморфолинодиэтилового эфира (i) в полиуретановой композиции предпочтительно составляет менее 0,15 мас.%, а содержание N,N-диметиламиноэтилморфолина (И) в полиуретановой композиции предпочтительно находится в диапазоне от 0,04 до 2 мас.%.

В патенте США No.5,976,307 описаны способ и устройство для удаления пленочного кадра (рамки) с пластинки фотошаблона, в котором пленочный кадр (рамка) присоединен к пластинке фотошаблона при помощи адгезионного материала. При отделении пленочного кадра (рамки) от пластинки фотошаблона к адгезионному материалу прикладывают силу, создавая натяжение. Поверхность пластинки фотошаблона, противоположную поверхности, к которой приклеен пленочный кадр (рамка), нагревают, поднимая температуру адгезионного материала и температуру пластинки фотошаблона до температуры, превышающей температуру пленочного кадра (рамки). Затем натяжение адгезионного материала сохраняют до тех пор, пока не произойдет отделение пленочного кадра (рамки) от пластинки фотошаблона.

Дополнительно, на всю основу затем может быть нанесено покрытие, или она может быть пропитана полимерной смолой таким же способом, что и каждый слой в отдельности. В ином случае, на основу может быть нанесено покрытие из форполимера и отверждающего агента, или она может быть пропитана форполимером и отверждающим агентом, а затем оставлена при комнатной температуре или нагрета для отверждения полимера. Отверждение форполимера также может быть осуществлено введением в матрицу катализатора для модулирования протекания отверждения.

Процесс отверждения можно также регулировать, путем выбора соответствующего типа форполимера и отверждающего агента, а также условий проведения отверждения, таким образом, чтобы получить основу ленточных продуктов с желаемыми характеристиками, включая различные характеристики лицевой и обратной стороны ленты.

Основной функцией основы является обеспечение стабильных размеров ленты. Кроме того, основа должна содержать достаточное количество пустот и иметь достаточную площадь поверхности для последующего нанесения дополнительного количества материала, изготовленного на основе полимерной смолы. Основа также должна предотвращать проникновение материала на основе полимерной смолы на противоположную поверхность основы, так что на противоположной стороне должно остаться достаточное количество мест для нанесения покрытия, возможно, изготовленного из другого материала на основе полимерной смолы.

Кроме того, если на внешнюю сторону ленты нанесено покрытие из смолы, имеющее некоторую заранее заданную толщину, указанная толщина должна быть достаточной для создания в покрытии желобков, глухих сверленых отверстий или иных полостей, таким образом, чтобы при этом ни в коем случае не обнажились слои основы. Указанные детали позволяют временно удерживать воду, отжатую из бумажного полотна валками пресса; обычно их наносят, выполняя желобки или высверливая отверстия в отдельной операции, проводимой после отверждения покрытия из смолы., На внешней поверхности готовой ленты согласно настоящему изобретению также могут быть выполнены указанные желобки или глухие сверленые отверстия.

Последующие примеры реализации настоящего изобретения представлены с учетом того, что полученная основа или базовая основа ленты с нанесенным покрытием предназначена для изготавления ленты, применяемой в бумажном производстве. Конструкции описанных в настоящей заявке основ включают: тканые и нетканые материалы, такие как трикотажные ткани, экструдированные сетки, спирально связанные, расположенные в направлении MD или CD нити пряжи, спирально скрученные полосы тканых и нетканых материалов. Указанные основы могут включать нити, изготовленные из моноволоконной пряжи, крученой моноволоконной пряжи, пряжи из комплексных нитей, крученой пряжи из комплексных нитей, и могут быть однослойными, многослойными и ламинированными. Обычно нити изготавливают посредством экструзии из какой-либо синтетической полимерной смолы, такой как полиамидная и полиэфирная смолы, применяемые в промышленности специалистами в данной области техники.

Что касается нитей, применяемых для изготовления текстильной основы, то они могут быть изготовлены из моноволокна, пряжи из комплексных нитей, пряжи из непрерывных тонких волокон и/или штапельного волокна, имеющих круглую или некруглую форму поперечного сечения. Предпочтительно, поперечное сечение некруглой формы может быть рифленым или с множеством лепестков (выступов).

На Фиг.2 показан поперечный разрез нити (9) текстильной пряжи, используемой для изготовления основы (1) в соответствии с настоящим изобретением. Армированные компоненты, обозначенные цифрой (4) на Фиг.1, включают любые традиционные нити текстильной пряжи, переплетенные в продольном и поперечном направлении для обеспечения стабильности ткани. Для этого могут быть выбраны любые традиционные нити пряжи, такие как моноволокно, пряжа из комплексных нитей, пряжа из непрерывных тонких волокон или крученая пряжа из синтетического волокна. Волокна пряжи изготавливают из смол, выбираемых из группы, включающей полиолефины, полиамиды, полиэстеры, полиарамиды, их смесей и подобных им соединений. Нити (9) текстильной пряжи удобно изготавливать экструзией из полимерных смол, т.е. полиэстера или полиамида, или из указанных смол при помощи способов, известных в настоящей области техники, получая такие конфигурации нитей, как, например, нити с множеством лепестков (выступов) (6), что обеспечивает получение большей площади поверхности, чем у ткани, изготовленной из нитей с круглой формой поперечного сечения, а следовательно, обеспечивает лучшую адгезию к смоле. На Фиг.2 показана нить с тремя такими лепестками (выступами) (6).

На Фиг.3 показан поперечный разрез альтернативной конфигурации нити (7) текстильной пряжи, используемой в основе (1) в соответствии с настоящим изобретением. Указанная нить (7) текстильной пряжи имеет два лепестка (выступа) (8), благодаря которым она, подобно нити с тремя такими лепестками (выступами) (6), показанной на Фиг.2, и подобно другим нитям с множеством лепестков (выступов), имеет большую площадь поверхности, чем нить с круглой формой поперечного сечения. Аналогично нитям с тремя или множеством лепестков (выступов), нити (7) с двумя лепестками (выступами) получены экструзией из полимерных смол при помощи известных способов.

Волокна и нити с рифленой поверхностью поперечного сечения или с множеством лепестков (выступов) имеют большую площадь поверхности, чем волокна с тем же денье, но с круглой формой поперечного сечения нити. Настоящее изобретение позволяет создать большую площадь поверхности волокон и/или нитей, вследствие чего усиливается химическое или адгезионное взаимодействие между покрытием из полимерной смолы и волокнами и/или нитями. Кроме того, рифленая поверхность поперечного сечения или поверхность с множеством лепестков (выступов) снижает количество материала покрытия, проникающего через текстильную основу, и усиливают механическое сцепление между отвержденным материалом покрытия и текстильной основой. Кроме того, волокна и нити с рифленой поверхностью поперечного сечения или с множеством лепестков (выступов) могут снижать проницаемость текстильной основы, предотвращая или контролируя проникновение материала на основе полимерной смолы на противоположную поверхность основы, так что на противоположной стороне может оставаться достаточное количество мест для нанесения покрытия, возможно, изготовленного из другого материала на основе полимерной смолы. Указанные волокна и нити придают основе большее значение отношения площади поверхности к массе по сравнению с пряжей, нити которой имеют круглую форму поперечного сечения.

Если текстильная основа включает нити, изготовленные из моноволоконной пряжи, она может быть соткана из нитей моноволоконной пряжи, расположенных вдоль машины (MD, в продольном направлении) и нитей моноволоконной пряжи, расположенных поперек машины (CD, в поперечном направлении), в виде однослойного или многослойного переплетения. Для изготовления нетканой матрицы, применяемой в качестве текстильной основы или нетканого полотна, изготовленного фильерным способом (spun bonded), может быть использовано непрерывное волокно. Наконец, в качестве текстильной основы может быть использован слой штапельного волокна (batt). Указанный слой волокна (batt) может быть нанесен методом иглопробивания на основную ткань, или использован отдельно в качестве текстильной основы. Для изготовления текстильных основ для лент, предлагаемых в соответствии с настоящим изобретением, может быть использовано моноволокно, пряжа из непрерывных тонких волокон и/или штапельное волокно, имеющее поперечное сечение с множеством (более одного) лепестков (выступов). Как уже было указано выше, на основе может быть закреплен слой волокна (batt).

Специалисты в данной области техники должны понимать, что существуют различные модификации настоящего изобретения, не выходящие за пределы области, защищаемой прилагаемой формулой изобретения. Например, основа (1) и/или составляющие слои (2), (3), (4) и (5) могут представлять собой не детали полной ширины, как показано на Фиг.1, а, как показано на Фиг.4, полосу материала (34), например, как описано в патенте США No.5,360,656, Rexfelt, содержание которого полностью включено в настоящее описание по ссылке, с последующим формованием из полученной полосы полотна (16) полной ширины. После завершения изготовления, полоса (34) может быть раскручена и закручена на валках в виде рулонов. Указанные рулоны ткани могут храниться для последущего использования при изготовлении бесконечной структуры (16) полной ширины в соответствии, например, с описанием, предлагаемом в вышеуказанном патенте.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2362852

patent-2362852.pdf

Класс D21F3/02 мокрые прессы 

структурирующая лента, прессовая часть и машина для изготовления бумажных салфеток, предназначенные для изготовления полотна для толстых крепированных бумажных салфеток, и соответствующий способ -  патент 2519930 (20.06.2014)
устройство и способ изготовления полотна материала -  патент 2488654 (27.07.2013)
бумагоделательная машина -  патент 2429322 (20.09.2011)
структурированная формующая ткань -  патент 2415985 (10.04.2011)
лента с желобчатой поверхностью, предназначенная для использования в станинном прессе -  патент 2406792 (20.12.2010)
бесконечная лента с регулируемой величиной желобков -  патент 2384663 (20.03.2010)
расходуемое регенерируемое вытесняющее вещество для улучшенного обезвоживания бумаги -  патент 2367738 (20.09.2009)
усовершенствованная система обезвоживания -  патент 2361976 (20.07.2009)
используемая в бумажной промышленности лента с поверхностной структурой, содержащей пористую мембрану -  патент 2360057 (27.06.2009)
лента для башмачного пресса с канавками и коническими выемками -  патент 2338023 (10.11.2008)
Наверх