CN1057687A - 造纸带的化学处理工艺 - Google Patents

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Abstract

一种延长含有固化的光敏聚合树脂的造纸带使 用寿命的工艺,该工艺包括在造纸过程中连续地向造 纸带加入有效量的能减小光敏聚合树脂降解率的化 合物。化合物最好是能阻止或减缓已固化树脂的氧 化和随后的降解的抗氧化剂。

Description

本发明涉及制造高强度的、柔软的和吸收性好的纸制品的工艺。本发明也涉及在此工艺中使用的造纸带以及制造这种造纸带的方法。本发明尤其涉及一种使用覆盖有光敏聚合树脂的造纸带的造纸工艺和一种在造纸过程中化学处理覆盖在带上的树脂的方法。
在现代工业社会里,日常生活的一个普遍特点是使用一次性产品,特别是一次性纸产品。例如我们几乎每天都在使用的毛巾纸、擦面纸、卫生纸和类似的制品。在工业发达国家里,大量生产这些产品的工业在二十世纪已经变成最大的工业。对一次性纸产品的大量需求同样也产生了对产品型式及其制造方法的改进要求。尽管纸张的制造、研究和改进已经取得了很大的进展,但人们仍在继续努力去改进产品及其制造方法。
毛巾纸、擦面纸、卫生纸和类似的一次产品是由一层或多层薄纸幅制成的。如果产品要完成预定的任务并有较宽的使用范围,那么,它们及制造它们的薄纸幅必须具有一定的物理特性。在这些特性中较重要的是强度、柔软性和吸收性。
强度体现的是纸幅在使用时保持其形状完整的能力。
柔软性体现的是消费者将纸幅揉在手里时或按纸张原定目的使用时的一种使人愉快的触觉。
吸收性是纸张的这样一种特性,即能使纸张吸收和保持液体(特别是水、水溶液和悬浮液)的特性。在评价纸张的吸收性时,不仅给定量的纸张保持液体的绝对数量是重要的,而且纸张吸收液体的速率也是重要的。此外,当纸张用作毛巾纸或抹布时,吸收液体进入纸张的能力与擦过后留下一个擦干的表面的能力是同样重要的。
用作擦面纸、毛巾纸、卫生纸的一次性纸产品的制造工艺通常包括下列步骤:首先制备含水的纸纤维浆,然后将纸浆脱水,在脱水的同时,重新排列纤维而形成纸幅。脱水过程可以使用各种类型的设备。目前,大多数使用长网造纸机和双网造纸机。在长网造纸机中,纸浆被送到运行的环形带的上表面,即机器的初始造纸表面。在双长网造造纸机中,纸浆在一对汇集在一起的长网之间沿积,并在此完成造纸工艺的脱水和纸纤维的重新排列工序。当初始纸幅在长网上或双长网上形成以后,这两种类型的机器通常都是使纸幅在另一织物上通过二个或多个干燥工序,所说织物通常是不同于长网或双长网的环形带。这种织物有时是一个干网。许多长(双)网装置和干网装置以及干燥工艺的应用都很成功,但也有一些是不成功的。干燥工艺可以包括纸幅的机械压实,真空脱水、吹热气通过纸幅以及其它的干燥方法。
如上所述,造纸带或造纸织物接照其预定的用途有各种各样的名称。长网,也叫做长带、成型网或成形织物,是用在造纸机的初始成形区的。上面提到的干网用于携带纸幅通过造纸机的干燥装置。使用各种其它型式的带子或织物也是可能的。过去使用的大多数造纸带通常是由一段纺织品构成,这段纺织品头尾相接形成一个环形带。造纸用纺织品通常包括多根彼此有一定间距的纵向经线和多根彼此有一定间距的横向纬线,这些经纬线用特殊的编织形式编织在一起。现有的带由单层织物(由经纬线编织面成)和多层织物组成,织物本身也可由多层经纬线编织而成。最初,制网的造纸织物的线包括下列材料:青铜、不锈钢,黄铜或它们的组合物。通常,各种造纸材料被放在织物的上面并贴在织物上,以使脱水过程效率更高。近来,在造纸领域,人们已经发现可以用合成材料制造整个或部分基网结构。用合成材料制造的成形网质量优于用金属线制成的成形网。这样的合成材料包括:尼龙、聚脂、丙烯酸类纤维和共聚物。当使用许多不同的工艺、织物和由这些织物制成的装置时,只有某些工艺、织物和由这些织物制成的装置能生产商业上成功的纸产品。
一个纸幅的例子(此纸幅已被广大消费者所接受)是按照US-3301746(1967年1月31日公开,发明人Sanford和Sisson)中描述的工艺制造的纸幅。另一种广泛使用的纸产品是按照US-3994711(1976年11月30日公开,发明人Morgan和Rich)中描述的工艺制造的。尽管这两种工艺制造出来的产品的质量很高,但是,如上所述,为改进产品而进行的研究仍在继续。
另一个在商业上有意义的对上述纸幅的改进是按照US-4529480(1985年7月16公开,发明人Trokhan)中描述的工艺进行的。这个改进措施包括使用一条造纸带(称为“挠曲部件”),此造纸带由一个多孔的编织件组成,编织件被一个固化的光敏树脂网架包裹。树脂网架有多个隔离的称为“挠曲导管”的通道。使用这种挠曲件的工艺(连同其它步骤一道)包括:将造纸纤维的初始纸幅与挠曲件的上面毗连,并在挠曲件的背面(机器接触面)施加真空或其它的流体压差,用在此工艺中的造纸带被称为“挠曲件”的原因是,根据所施加的流体压差,造纸纤维被弯入和重新排列在固化树脂网架上的挠曲导管内。挠曲件是按US-4514345(1985年4月30日公开,发明人Johnson等)中描述的工艺制造的。这个工艺包括下列几个步骤:(1)用光敏树脂涂盖多孔编织件;(2)将光敏树脂的厚度控制在预先选定的值上;(3)通过具有不透明区和透明区的掩模使树脂暴露在有活性波长(activatcd  wavelenght)的光中;(4)去除未固化的树脂。应用前述的改进造纸方法,最终可生产出具有预先所希望特性的纸张。使用US-4529480公开的方法生产的纸张的特点在于有两个物理特性完全不同的区域分布在其表面上,一个是连续的网区,它有相对高的密度和高的内在强度,另一个是包括多个圆穹的区域,它与网区相比有相对低的密度和相对低的内在强度,并被网区完全包围。
用上述的方法生产的纸张由于几个因素的影响,实际上较之用以前的方法生产的纸张强度更高、柔软性和吸收性更好。由于网区提供了相对高的内在强度,所生产的纸张的强度增加了。由于纸张表面具有一些密度低的圆穹,因此,所生产的纸张的柔软性增加。由于纸张总的密度较低,因此纸张的吸收性更好。同时,因为网区可以将所吸收的液体以有秩序的方式分散到吸收性好的密度低的圆穹区去,所以吸收率增加了。
虽然上述改进的方法非常有效,但是,已经发现造纸带上的固化光敏聚合树脂很快地退化,以致造纸带过早损坏。挠曲件(造纸带)的退化机理是光敏聚合树脂的氧化。为了延缓氧化过程,必须在用具有活性波长的光(例如紫外线光)进行最后聚合之前,将抗氧化剂(例如高分子量受阻酚)加到液体光敏聚合树脂中去。然而,加入液体树脂中的化合物的加入量有一个上限,其原因有三个:a)这些化合物可以减缓树脂的感光速度(反应速度);b)受化合物在树脂中的溶解度限制;c)通过聚合物的置换,树脂结构被减弱。当造纸机运行时,这些化合物在抗氧化过程中被消耗或/和分解,当抗氧化剂含量降低或耗尽时,树脂很容易降解,带很快就被损坏。因此,需要一种能补充在造纸过程中被消耗的含在造纸带中的化合物的方法。
本发明涉及一种在造纸过程中连续地向固化聚合树脂加入化合物以改善造纸带的有效寿命的工艺。本发明特别是涉及一种在造纸过程中向造纸带添加适当的抗氧化化合物,使造纸带的寿命能大大延长的工艺。本发明克服了通常的对加入未聚合液体树脂中的抗氧化剂数量的限制。本发明还抵消了在正常的造纸过程中树脂内的抗氧化剂的损耗。
本发明的目的是提供一种能延长造纸带使用寿命的工艺,所说造纸带含有固化的聚合光敏树脂,实现这一目的的方式为在造纸过程中,连续地向造纸带加入有效量的化合物。
本发明的另一个目的是提供一种用于连续地向在使用中的造纸带的含有树脂的纸接触面加入少量抗氧化化合物,以防止树脂氧化的工艺。
从下面的描述中可知,上述目的和其他未列出的目的都可以从本发明中获得。
本发明包括一种用于改善含有固化光敏聚合树脂的造纸带的寿命的工艺和一种使用这种造纸带的改进的造纸工艺。总体上讲,造纸带寿命的延长是在造纸过程中连续地向造纸带加入有效量的化合物的结果。化合物最好是能抑制或减缓聚合树脂氧化和随后的降解效应的抗氧化剂。
造纸带(其最佳形式)包括两个主要部件:(1)一个固化的聚合树脂网架,该网架是由液体光敏树脂在具有活性波长的光下曝光而被固化的,并且有一个用于接触纤维纸幅的便于脱水的第一表面,一个与第一表面相反的用于在脱水过程中与脱水装置接触的第二表面;(2)一个加强结构,该结构是有空隙的,它可以是多孔的编织部件,为加强树脂网架,该结构设在网架的第一表面和第二表面的至少一部分之间。树脂网架最好具有一些导管,以便将水从第一表面穿过树脂网架引到第二表面。
适合的光敏树脂可以很容易地从市场上销售的树脂中选择。例如,可选择的光敏树脂包括:丙烯酸氨基甲酸乙酯(例如,异丁烯酸氨基甲酸乙酯),苯乙烯丁二烯共聚物、丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、丙烯酸芳香氨基甲酸乙酯和丙烯酸聚丁二烯。特别好的液体光敏树脂是特拉华州威尔明顿市的Hercules股份有限公司生产的Merigraph系列的异丁烯酸氨基甲酸乙酯。最好的树脂是Merigraph  EPD1616B树脂。
在本发明的最佳工艺中,抗氧化剂在造纸过程中被连续地加在造纸带上,以便阻止造纸带氧化,并延长造纸带的寿命。人们已意外地发现、当抗氧化剂在工作过程中被加在造纸带上时,抗氧化剂会被造纸带吸收。这是出乎人们意料的,因为高速运转的造纸带每转一圈大约需三秒钟,每转一圈造纸带都需通过清洗喷头,并越过流体脱水真空箱。这样,抗氧化化合物需在三秒钟内(在被清洗喷头清洗和/或被真空箱除去以前)被树脂吸收或粘在树脂的表面上,并使带更具有抗氧化性。
适合的抗氧化剂可以容易地从市场上销售的抗氧化剂中选取。最好的抗氧化剂是主抗氧化剂,例如受阻酚,这种抗氧化剂能够清除自由基并阻止链式氧化反应。适合于在本发明中使用的各种抗氧化剂将在下面详细描述。
本发明还涉及一种利用本发明的造纸带的造纸工艺。用于制造本发明的纸幅的工艺包括以下步骤:
(a)提供一种含水分散造纸纤维;
(b)在一多孔部件上用含水分散纤维制成一造纸纤维的初始纸幅;
(c)用一造纸带与初始纸幅接触,该造纸带包括一个网架,该网架具有第一纸接触表面、与第一表面相反的第二表面和在第一表面及第二表面之间延伸的导管;一个用来加强网架的加强结构,该结构设在网架的第一表面和第二表面的至少一部分之间,加强结构是具有空隙的加强构件。
(d)在初始纸幅中的造纸纤维的至少一部分弯入导管,并且在弯入不迟于脱水的条件下,通过导管从初始纸幅中脱水并重新排列造纸纤维来形成一中间纸幅;
(e)预干燥与造纸带毗连的中间纸幅,使纸幅的浓度在大约25%至98%之间,以形成造纸纤维的预干燥纸幅。
如前所述,在造纸过程中,有效量的化合物,(最好是含有已溶解的抗氧化化合物的乳液)是被连续地加在造纸带上的。这种连续地向造纸带加入化合物的工艺将在下面进更详细地描述。
本说明书中的所有百分率、比率和比例都是按重量计算的,特指的除外。
图1是一连续造纸机的一个实施例的示意图,表示本发明的向造纸带上添加化学物质的方法。
图1A是造纸纤维的初始纸幅在弯入造纸带的导管前的局部简化剖面示意图。
图1B是图1所示的初始纸幅的一部分在初始纸幅纤维已经进入造纸带的一个导管以后的简化剖面示意图。
图1C是用本发明的方法制造的纸幅的局部简化平面图。
图1D是沿图1C中的1D-1D线剖开的纸幅的局部横向剖面图。
图1E是沿图1C中的1E-1E线剖开的纸幅的局部纵向剖面图。
图2是没有加强结构的造纸带的局部平面图。
图3是沿图2中的3-3线剖开的造纸带的局部剖面图。
图4是一个已装配好的造纸带的实施例的平面图。
图5是沿5-5线剖开的图4所示的造纸带实施例的剖面图,其中,带背面装有刚性结构。
图6是一最佳导管开口几何形状的放大示意图。
图7是使用在造纸带上的一个最佳的编织形成的多层加强结构的平面图。
图8是沿图7中的8-8线剖开的展开剖面图。
图9是图7的编织加强结构的端部剖视图。
图10是沿图7中的10-10线剖开的剖视图。
图11是沿图7中的11-11线剖开的剖视图。
图12是沿图7中的12-12线剖开的剖视图。
图13是用于制造在本发明中使用的造纸带的基本设备的示意图。
说明书的内容包括特别指出的权利要求,以及被认为是本发明所明显要求的内容,通过研读下面的本发明的详细描述,并结合对附图和附加实施例的研究,相信本发明可以被充分地理解。
本说明书分成四个部分:
(1)造纸工艺和向本发明的造纸带连续施加化合物的工艺的详细描述;
(2)造纸工艺中的纸幅的描述;
(3)最佳造纸带的描述;
(4)用来制造最佳造纸带的方法的描述。
1.造纸工艺和向造纸带加化合物的方法。
下面详细描述的是,本发明用来延长含有固体光敏聚合树脂的造纸带的寿命的方法,以及用这种树脂涂盖的带来造纸的工艺(可以想到,其他方法也是可以被采用的)。用本发明的涂有光敏树脂的造纸带来造纸的工艺在名称为“挠曲部件”的US-4528239和名称为“薄棉纸”的US-4529480中已被详细地提出,这两份专利分别于1985年7月9日和1985年7月16日公开,发明人是Paul.D.Trokhan,在此引用仅供参考。
所有的造纸工艺,包括本发明的化学处理涂盖在带上的树脂的工艺,都具有一系列步骤或过程,这些步骤或过程将按先后顺序在下面进行描述。应当理解,下面描述的步骤是帮助读者理解本发明的工艺的,因此,本发明并不只限于所给出的或所设置的步骤。参照附图1,每一个步骤都将在下面的段落里进行详细地讨论。
图1是在本发明中使用的连续造纸机的一个实施例的简化示意图。在图1中所示的特殊造纸机是一种长网造纸机,该机的外形和造纸带大体上类似于在1967年1月31日公开的,发明人为Sanford和Sisson的US-3301746中描述的造纸机,这里仅供参考。此外,在1978年7月25日公开的,发明人为Morton的US-4102737的图1中所示的双长网造纸机(这里仅供参考)也可用来实施本发明。
第一步骤
在造纸工艺中,第一步是提供含水的分散的造纸纤维14,适用的造纸纤维包括纤维素纤维,通常是众所周知的木浆纤维。本发明可使用取自软木(裸子植物或针叶树)和硬木(被子植物或落叶树)的纤维。纤维取自何种树是不重要的。
本发明也可使用各种其它天然形成的纤维素纤维,这些纤维包括棉绒纤维、西班牙纤维草,甘蔗渣、麻、泥炭藓和亚麻纤维。本发明还可以利用回收的纤维素纤维(例如,木浆纤维)。此外,合成纤维,例如人造纤维,聚乙烯和聚丙烯纤维,可以与天然纤维素纤维结合使用。一种典型的可使用的聚乙烯纤维是从特拉华州威尔明顿市的Hercules公司购买的Pulpex  TM。
本浆纤维可以用天然木材作原料采用任意的合适制浆方法来制备。可以采用化学方法处理,例如亚硫酸处理、硫酸处理(包括硫酸盐处理)和碱处理,也可以采用机械方法处理,例如热机(或Asplund)处理。此外,还可以使用各种半化学(化学-机械)处理方法。漂白和非漂白纤维都可以使用。当使用本发明的纸幅生产吸收性好的产品(例如毛巾纸)时,最适合的是漂白的(美国)北方软木硫酸盐浆纤维。
可以使用任何一种现有的通用设备制备含水的分散造纸纤维。含水的分散造纸纤维14在这些设备中(没有画出)制备,并被提供到流浆箱13内,箱13可以具有任何适宜的构造。含水的分散造纸纤维14从流浆箱13被送到成型面或成型带(一种典型的长网。如15所示)上,以便进行造纸工艺的第二步骤。网15由一个胸辊16和一些标号为17和17a的转向辊支承。网15由一合适的驱动装置(图1中未示出)沿箭头A方向推进。通常与造纸机以及长网15一起使用的辅助部件和装置,包括成型板、脱水板、真空箱、张力辊、支承辊、网清洗喷头以及类似的装置,在图1中也未示出。
在第一步骤结束时,所分散的含水分散纤维的浓度为0.1~0.3%。
在分散过程中,可将各种在造纸工艺中通常采用的添加剂加入造纸纤维中。在1985年7月16日公开的US-4529480的第4栏第24~第59行中,有各种可能的添加剂的明细表,这里引用仅供参考。
在本说明书中,各种分散纤维、纸幅和类似物的水份含量用百分比浓度表示。百分浓度的定义为,在所述系统中的干纤维重量除以系统的总重量再乘上100%,其中,纤维的重量总是由绝干纤维重量表示。
第二步骤
造纸工艺中的第二步骤是将在第一步骤中获得的含水分散纤维14在一个多孔面(如长网15)上制成一初始纸幅18。
在本发明中,初始纸幅18是纤维纸幅,该纸幅在造纸过程中产生,并被重新布置在造纸带(将在下面描述)10上。
初始纸幅18是由含水分散造纸纤维14通过在多孔面上分散沿积并用本领域公知的技术手段除去部分含水的分散介质而形成的。真空箱成形板,脱水板和类似的装置都能有效地去除水份。在初始纸幅中的纤维一般有较大的水份,浓度范围通常大约为5%~25%。一般情况下,如没有外部部件;如长网15的支承,初始纸幅的维持自身的能力是很弱的。不管初始纸幅18的形成方法如何,当纸幅重新布置在造纸带10上时,带10和纸幅18之间的结合力应足够弱以使纤维在下面所描述的力的作用下重新布置。
在造纸技术领域公知的任何技术都可用来制造初始纸幅。只要初始纸幅18具有上述的特性,纸幅18采用什么方法制成对本发明来说是不重要的。连续的造纸方法是最好的,然而,间歇的过程,如制造手抄纸的方法也可以采用。有助于完成本步骤的方法在许多参考文献中已被公开,如1974年1月31日公开的US-3301746(发明人Sanford和Sisson)及1976年11月30日公开的US-3994771(发明人Morgon和Rich),这里例举两篇仅供参考。
初始纸幅18形成后,由长网15带着绕回转辊17传递,并被带到邻近的第二造纸带10上。
第三步骤
造纸工艺中的第三步骤是初始纸幅18与造纸带10相结合,带10已在上述的专利中讨论过,由于其具有的性能被称为“挠曲部件”。第三步骤的目的是使初始纸幅18与造纸带10接触,在带10上纸幅18被连续地挠曲、重新布置和进一步地脱水。造纸带10的特性将在本说明书的下面的段落中进行详细的描述。这里,造纸带10有一些导管,初始纸幅18的纤维弯入导管内,并在导管内重新排列。
在图1所示实施中,本发明的造纸带10沿箭头B方向运行。造纸带10绕造纸带转向辊19a和19b、压轧辊20、造纸带转向辊19c、19d、19e、19f和乳液分布辊21运行,分布辊21将乳液槽23内的乳液22分布在造纸带10上。在造纸带转向辊19c和19d之间以及19d和19e之间,分别设有带清洗喷头102和102a。带清洗喷头102和102a的作用是清洗带10上的纸纤维、粘合剂、强度添加剂和类似的物质,这些物质是在完成造纸的最后步骤时粘在造纸带10上的。在本发明的一个最佳实施例中,造纸带10在循环运行过程中还具有一个向纸幅施加不同液压的装置,这个装置包括真空引纸板24a和一个真空箱(例如多槽真空箱24)。本发明的造纸带10所连带的,在图1中没有示出的装置有各种辅助支承辊、转向辊、清洗装置、驱动装置和本领域所公知的通常在造纸机中使用的类似装置。
当长网15在真空引纸板24a附近靠近本发明的造纸带10时,长网15使纸幅18与造纸带10接触。
本发明的方法(连同第三步骤)即在造纸过程中连续向带加入有效量的化合物的方法将在下面详述。我们虽然都知道在造纸过程中加入化合物以延长带的寿命的方法并不局限于某些特定的步骤,但为了方便起见,这里将结合第三步骤进行详述。实际上,在造纸过程中,化合物可以在任何时候涂在造纸带上,然而最好是在带不携带纸幅时,在带运行中的一个特定点上将化合物涂在带的与纸接触的表面上。涂盖通常是在预干燥纸幅27已经离开造纸带10并被传送到扬克式烘缸筒28,以及带已经通过清洗喷头102和102a以后,但在带转到与初始纸幅18(例如在乳液分布辊21附近)接触以前进行的。
术语“有效量的化合物”是指能减缓光敏聚合树脂随时间的降解的化合物的含量。也就是说,有效量的化合物是指能够延长(与没有经过化合物处理的造纸带相比)涂有光敏聚合树脂的造纸带的有效寿命的特殊的化合物含量。当然,在很大的程度上,有效量的化合物取决于所使用的特殊化合物,以及造纸带所处的工作环境。
这里,术语“连续的加入”是指在造纸带的每一个回转过程中,在一个点(或多个点)上向涂有树脂的造纸带的表面上添加化合物。化合物最好是均匀加在上面的带面上,以便使带的整个纸接触面能从这个化学处理中受益。
这里,术语“化合物”是指那些当其连续地加在涂盖在造纸带上的聚合树脂上时,能延长带的使用寿命的化学制品。例如,适合于使用在本发明中的方法中的化合物包括:抗氧化剂(下面将详细描述)、还原剂、螯合剂、防腐剂、防粘剂、防紫外线剂和增塑剂。还原剂是比在聚合树脂中的弱键(例如醚键)更容易氧化的化合物,这些还原剂包括,亚硫酸根离子、硫醇和二氯化锡。螯合剂是诸如EDTA之类的能够螯合氧化触媒(例如过渡金属元素)的化合物。防腐剂是阻止或延缓能损坏聚合树脂的微生物生长的化合物,例如杀菌剂和杀微生物剂。防粘剂是能改变涂在带上的聚合树脂的表面能,以防碎纤维粘到带表面上,并使纸幅能从带上有效地传送到干燥器上的化合物,例如,油(碳氢化合物或硅酮)、氟塑料和蜡。防紫外线剂是诸如2-羟苯基苯并三唑-类的化合物,这种化合物能防止涂在带上的聚合树脂产生光降解作用。增塑剂为能改良造纸带柔韧性的化合物,例如,甘油、二-2-乙基己基邻苯二甲酸酯和二丙二醇二苯甲酸酯。列出上述化合物的目的仅仅是举例而已,并未列出全部的化合物。在聚合物制造领域和造纸领域公知的能够延长涂在造纸带上的聚合树脂寿命的其他种类的化合物都在本发明的范围内。
在本发明的最佳实施例中所采用的化合物可从适合的抗氧化剂中选取。这里,术语“抗氧化剂”是指能以较低浓度防止或延缓造纸带的已固化的树脂网架的氧化以及其后的降解的有机化合物。降解是一个包括有引发、增长和终止状态的连续过程。自由基的形成可引起聚合物氧化。促使自由基生成的因素包括在聚合反应中有活性过氧化物或酮的存在,以及在造纸过程中聚集在带表面上的化合物/纤维素碎纤维。通过氧化作用,结合在造纸过程中由带产生的热和机械应力,带最终将损坏。为了防止氧化,在固化的树脂网架内的抗氧化剂的浓度应当保持在大约0.001%-5.0%(重量百分比),最好为大约0.05%-1.5%,所说重量是树脂网架的重量。当然,最佳的浓度将取决于所使用的抗氧化剂以及带所处的工作环境。
抗氧化剂有二种,即主抗氧化剂和次抗氧化剂。主抗氧化剂,如受阻酚和仲氨,能清除自由基并阻止链式氧化反应。聚合树脂的氧化反应通常产生一过氧化氢中间体。当亚稳态的氢过氧化物分解时,能分解聚合物主链并产生更多自由基。次抗氧化剂,如磷酸盐、亚磷酸盐或含硫化合物(例如硫酯)和二代硫化物,能安全地将过氧化氢中间体转换成稳定的副产物(例如,乙醇)。这样就能防止过氧化物分解成自由基,也就阻止了聚合树脂的氧化。这两种抗氧化剂的结合能产生叠加效果。
用于本发明的较好抗氧化剂是主抗氧化剂,其中受阻酚是最好的;受阻酚能通过从羟基输送不稳定的氢来清除自由基。受阻酚抗氧化剂可以有多种分子量和各种价格。大分子量的受阻酚具有更长期的稳定性,相应地具有较高的价格。相反,虽然那些小分子量的受阻酚具有FDA(美国食品医药管理局)认可的优点,但由于它们具有较大的挥发性,因此它们的稳定期较短。例如,在市场上可购买的,适合于在本发明中使用的受阻酚有:由Ciba  Geigy出售的Irganox1010四[亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷,由美国Cyanamid公司出售的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT),1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮Cyanox1790,和也由美国Cyanamid公司出售的Cyanox2246,即2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基酚)。混合的受阻酚抗氧化剂可以在本发明中使用。下面两篇参考文献包括更多的有关受阻酚抗氧化剂的资料,这两篇文献是Johnson的《抗氧化剂的合成及就用》第3-58面1975年)和Capolupo和chucta的“抗氧化剂”、《现代塑料百科全书》,第127-128面(1988年)。在此均列入作为参考。
在本发明中可以使用的其他种类的主抗氧化剂是仲氨。仲氨可通过从-NH基团传送氢来清除自由基,而且高温稳定性仲氨比受阻酚好。然而,由于氨能产生污染和退色作用,因此,氨只能使用在较深的颜色能被允许或被遮蔽的场合。此外,氨受FDA许可的限制。仲氨抗氧化剂的一个实例是Uniroyal有限公司的产品,Naugard445,即4,4′-双(a,a-二甲基苄基)-二苯基胺。仲氨抗氧化剂已在约翰逊(Jahnson)的《抗氧化剂的合成及应用》一书的第60-79页(1975年)中进行了非常详细地描述,在此引用此文仅供参考。仲氨和受阻酚的混合使用可以防止造纸带氧化。
次抗氧化剂可使过氧化物分解成稳定的副产物(例如乙醇)。由于次抗氧化剂能取代部分成本高的抗氧化剂,并具有等同的特性,因此,采用次氧化剂符合成本-效益要求。然而,次抗氧化剂是缺点是它们容易被水解。在本发明中使用的次抗氧化剂最好是亚磷酸盐、硫酯和亚磷酸盐与硫酯的混合物。市场上可以买到的亚磷酸盐包括:由Uniroyal有限公司出售的Naugardp,即三(单-壬基苯基)亚磷酸酯和Naugard524,即三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。市场上可以买到的硫酯是由美国Cyanamid公司出售,商品名称为CyanoxLDTP的二月桂基硫代二丙酸酯。有关次抗氧化剂(包括亚磷酸盐和硫酯)的更详细的描述参见约翰逊的《抗氧化剂的合成及应用》一书(1975年出版)的第106-147页。
将主抗氧化剂和次抗氧化剂在本发明中联合使用是特别好的。最好是将受阻酚和硫酯结合使用。
化合物(例如抗氧化剂)最好是以水溶液、乳液或悬浮液的形式加到盖在造纸带上的聚合树脂上。虽然在本发明中使用含有化合物的乳液是最好的,但化合物也可以被加到含有可溶解化合物的非水溶剂的溶液中。化合物最好是均匀地加到涂盖在造纸带上的聚合树脂上,以便使整个纸接触面从化学处理中受益。
在造纸过程中向造纸带添加化合物(例如,抗氧化剂)是非常有效的,其效果出人意料是因为:带以很高的速度运行,一般为2500rpm左右,即每三秒钟转一圈。此外,在本发明的最佳实施例中,带每转一圈都要穿过带清洗喷头102和102a,并越过液体清除真空箱24a和24。这样。化合物被树脂吸收或形成防护涂层来增加带的有效寿命的时间非常短(一般少于3秒)。
本领域公知的能以所希望的速度将化合物均匀地分散在造纸带10上的任何涂布方法都可以采用。这些连续地向带涂布化合物的方法包括转移辊涂布、喷雾涂布和凹版印刷。转移辊涂布是经济的,并且能精确地控制化合物的涂布量和分布,因此是最好的。任何一种在造纸机中通常使用的圆筒形分布(涂布)辊都可以采用。适合于向造纸带喷雾涂布化合物的设备包括外部混合装置、空气雾化喷嘴,例如从V.I.B系统有限公司(Tucker,Georgia)购买的2mm喷嘴。适合于在造纸带上印刷含有已溶解了的化合物的溶液或乳液的设备是Rotogravure印刷机。
一个特别好的方法是通过图1所示的乳液分散辊21和乳液槽23向造纸带连续涂布化合物。在这个特别好的方法中,化合物被溶解到包括三种主要成分(水、油和表面活性剂)的乳液22的至少一相中。当然还可加入其它合适的组份。含有已溶解的化合物(如抗氧化剂)的乳液22通过上述的乳液分布辊21涂在造纸带10上。乳液22也可以通过清洗喷头102和102a涂在造纸带10上。
乳液的成份最好含有水、以“Regal  Oil”著称的高速透平油、二甲基二硬脂基氯化铵、鲸蜡醇和由美国Cyanamid公司出售的称为“Cyanox  1790”的受阻酚抗氧化剂。这里“Regal  Oil”是指含有大约87%的饱和烃和大约12.6%的芳香烃及微量添加剂的混合物,由Texas,休斯敦的Texco  Oil公司生产,产品编号为R&068,代号为702。在前面所述的成份中,“Regal  Oil”起“防粘乳液”(release  emudsion)的作用。防粘乳液的作用是在造纸带10上提供一涂层,在本发明(针对纸幅)的步骤完成以后,使纸能从带上被释放(不相互粘贴)。
二甲基二硬脂基氯化铵在以商品名称为AROSURF  TA  100出售,该商品由在Illiois,Rolling  Meadows的Sherex化学有限公司生产。为了简便起见,后面简称二甲基二硬脂基氯化铵为AROSURF。AROSURF在乳液中被用作表面活化剂,作用是乳化或稳定水中的油微粒(例如,Regal  Oil)。这里,术语“表面活化剂”是指一种使表面活化的作用剂,它的一部分是亲水的,另一部分是疏水的,它能迁移亲水物质和疏水物质之间的界面,以稳定它们。
这里,“鲸蜡醇”是指C16直链脂肪醇。鲸蜡醇是由Ohio,Cincinnati的The  Procter  &  Gamble公司生产的。鲸蜡醇类似于ARO  SURF,在本发明最佳实施例的乳液中用作表面活性剂。
本发明最佳实施例中的乳液成分百分比列表如下:
成分  容积(加仑)  重量(磅)
水  518  4,320.0
REGALOIL  55  421.8
AROSURF  N/A*  24
鲸蜡醇  N/A*  16
Cyanox1790  N/A*  5.3
*N/A-成分是以固体形式添加的。
第四步骤
造纸工艺的第四步骤是使初始纸幅18中的纤维弯入造纸带10的导管36内,并从纸幅18中除去水分,进而形成造纸纤维的中间纸幅25,上述步骤是通过向纸幅提供流体压差实现的。一种提供流体压差的最佳方法是将纸幅18置于真空状态,即通过导管36使纸幅受到真空作用,所说真空作用是通过从底面12一侧向造纸带10提供真空来实现的。这种最佳方法由图1中的真空引纸板24a和多槽真空箱24表示。另一种选择是,通过长网15将空气或气流正压力在引纸板24a或真空箱24附近施加在纸幅18上。这种通常采用的压力提供方式在图1中没有画出。
纤维弯入导管36由图1A和1B所示。图1A是造纸带10和纸幅18的一部分的简化的示意剖面图,表示纸幅18已经与造纸带10毗连,但纤维还未在流体压差作用下弯入导管36时的状态。在图1A中,纸幅18仍与长网15毗连。图1A仅表示了一个导管36,纸幅18与造纸带10的第一侧网表面34a毗连。此表面将在本说明书描述造纸带的部分进行详细描述。
图1B也象图1A一样,是造纸带10的局部简化剖面图。不同的是,图1B表示纸幅18的纤维在所提供的流体压差作用下弯入导管36后的状态。从图中可以看到,纸幅18内的大部分纤维,即纸幅18本身已经移至第一侧网表面34a下面并弯入导管36内,由此形成中间纸幅25。在挠曲过程中,初始纸幅18内的纤维重新排布(没有示出),并且水分通过导管36排出,下面将对其进行详细描述。
可以看到,在纤维弯入导管时或在弯入导管以后,水开始通过导管从初始纸幅18中排出(例如,脱水是在流体压差作用下完成的)。重要的是,在纤维弯入导管36前,不从纸幅18中脱去水分。为了提供这种条件,作为一种辅助手段,导管36相互之间要隔离。导管36的这种隔离是重要的,这样才能确保挠曲力(例如所提供的真空吸力)能较突然地施加。挠曲力要足够大以引起纤维挠曲。
在图1所示的造纸机中,最初的脱水是在引纸板24a和真空箱24处产生的。导管是在造纸带10的整个厚度上开通的,在施加到造纸带10的底面上的真空吸力的作用下,水从初始纸幅中通过导管被吸出,并被排出系统之外。脱水过程是连续进行的,真到与导管36接触的纸幅的浓度从大约20%增加到大约35%为止。
所提供的真空压力应当是这样的,即在这种真空压力下,初始纸幅18已受到真空压力的作用,但纸幅中的水份没有被完全脱去,这样的纸幅现在被称为“中间纸幅25”。
第五步骤
造纸工艺的第五步骤是干燥中间纸幅25,从而制成本发明的纸幅。中间纸幅25可以采用本领域通常使用的任何常规干燥方法进行处理。例如,采用鼓风式干燥器或扬克式干燥器或其结合,都具有令人满意的效果。
一种干燥中间纸幅25的最佳方法已由图1示出。在与造纸带10毗连的中间纸幅25离开真空箱附近后,中间纸幅25沿箭头B方向绕造纸带10通过转向辊19a。中间纸幅25首先穿过可选择的预干燥器26。预干燥器26可以是本领域所公知的常规鼓风式干燥器(热空气干燥器)。
在预干燥器26内的脱水量应被控制,以便使经预干燥器26预干燥的纸幅27的浓度在大约30%-98%之间。预干燥纸幅27(此时其仍与造纸带10毗连)绕造纸带10通过转向辊19b,并被传送到压轧辊20的工作区。
当预干燥纸幅27通过在压轧辊20和扬克式烘缸筒28之间形成的压区时,在造纸带10的上表面上形成的网形(下面将详细描述)将压印在预干燥纸幅27上,由此形成压印纸幅29。然后,压印纸幅29被粘到扬克式烘缸筒28的表面上,最后在筒28的表面上被燥干到大约为95%的浓度。
曾一直携带纸幅的造纸带10继续绕造纸带10的转向辊19c、19d、19e和19f运行,并穿过设在转向辊之间的清洗喷头102和102a,得到清洗。带10从喷头出来后运行至乳液辊21处,在带与另一初始纸幅接触前,在乳液辊21处向带涂布乳液22。
第六步骤
造纸工艺的第六步骤是将干燥纸幅(压印纸幅29)缩短。第六步骤不是必需的,但是非常好的。
这里,缩短是指当能量施加到干燥纸幅时使纸幅的长度减小,并且随着纤维与纤维间的连接的断裂,在纸幅中的纤维重新排列。缩短可以使用本领域公知的任何方式实现,但最普通和最好的方法是起皱。
在起皱过程中,干燥纸幅29被粘到一个表面上,然后用一刮刀刀片30从这个表面上揭起。通常,粘接纸幅的表面还用作为干燥表面,典型的表面是扬克干燥器的表面。这样的装置如图1所示。
利用起皱粘合剂可以使压印纸幅29很容易地粘到扬克式烘缸28的表面上。典型的起皱粘合剂的主要成分为聚乙烯醇。1975年12月16日公开的US-3926716(发明人贝茨Bates)给出了一些特别适合的粘合剂。粘合剂在预干燥纸幅27通过上述的压区或更适合的区域之前直接涂在纸幅27上,以及在纸幅27被压轧辊20压在扬克式烘缸筒28的表面之前涂在杨克式烘缸筒28的表面。这两种粘合剂的涂布方式都没有在图1中给予表示,但涂布方式可以采用本领域所公知的任何一种,例如喷雾方式。通常,仅有纸幅的未挠曲部分直接粘到杨克式烘缸筒28的表面,未挠曲部分曾与造纸带10的平面部分11的上面毗连。粘到杨克式烘缸筒28的表面上的,最后的干燥浓度至少为约95%的纸幅用刮刀刀片30从筒面28上揭起(即起皱)。能量被施加到纸幅上,纸幅被缩短。网的确切形状及其相对于刮刀刀片30的排列方向是决定纸幅起皱程度及特性的主要因素。
纸幅31,即本发明的产品,由图1中未示出的装置压光(并非必需),或被重新卷起(以不同速度或相同速度),或被切割和折叠。然后,纸幅31就可以使用了。
2.改进后的纸
改进后的纸幅,即市场上的薄页纸幅是由上述的方法制造的。参见图1C和图1D,改进后的纸幅31的特点在于有两个不同的区。
第一区是一连续的具有预定网形的网区100。第一区被称为“网区”是由于该区是一物理特性基本一致的网路系统。称之为“连续”是由于网路基本上是不间断地穿过纸幅表面。当然,纸不可能十分均匀,例如,在一个微观区就是如此。特性基本均匀的网路在实际中就认为是均匀的,同样,基本连续也就认为是连续。网区被认为形成了预定的网形,是因为网路以重复的网形(与随机相反)勾画出了一个(或多个)特定的形状。
图1C表示了一改进后的纸幅31的平面图。网区100由变形的菱形结构表示,当然,在本发明中可以选用其它的图形。图1D是沿图1C中1D-1D剖开的纸幅31的剖面图。
改进后的薄页纸幅的第二区由一些分散在整个网区100的圆穹101构成。从图1C中可以看到,圆穹101是分散贯穿网区100的,并且每一个圆穹基本上由网区100包围。圆穹(在纸幅平面中)的形状由网区100限定。图1D表示了纸幅的第二区被称为“圆穹区”的原因。圆穹101似乎要从网区100形成的平面向一个想象的沿箭头Z1方向观看的观察者延伸。当从图1D中前头Z2方向看时,纸幅的第二区由一些圆拱形空穴组成。这样,为了方便起见纸幅的第二区被称为“圆穹区”。
图1E是沿图1C中1E-1E线剖开(造纸机纵向)的纸幅31剖面图。图1E表示在纸幅31中由起皱过程形成的皱纹104。带有圆穹101的纸张结构可以是完整无损的,也可以具有一个或多个孔,例如图1D中的孔103,孔基本上穿过纸幅结构31。
在改进后的纸的一个实施例中,圆穹区101和网区100的定量大体上是相同的,但网区100的密度(单位体积的重量)大于圆穹区101的密度。
在另一实施例中,改进后的网区100的定量低于圆穹区101的定量。这就是说,纸幅31的网区100的投影平面上任一给定面积的纤维重量小于圆穹区101上同样面积的纤维重量。而且,网区100的密度(单位体积的重量)相对高于圆穹区101的密度。
本发明的纸幅的表观密度(或松密度或总密度)较佳范围为大约0.020-0.150g/cm3,最好为大约0.040-0.100g/cm3。网区100的较佳密度为大约0.200-0.800g/cm3,最好为大约0.500-0.600g/cm3。较佳的圆穹区101的平均密度为大约0.040-0.150g/cm3,最好为大约0.060-0.100g/cm3。纸幅的总定量较佳范围为大约9~95g/m2。就纸幅的单位投影面积上的纤维数量而言,网区的定量与圆穹的平均定量之比为大约0.8-1.0。
本发明的纸幅可用作为柔软的吸收性好的薄纸。本发明的纸幅特别适合于用作毛巾纸产品。例如,将两张本发明的纸幅面对面地粘到一起,从而制成双层毛巾纸,这种用法可参见1968年12月3日公开的US-3414459(发明人:wells)
3.造纸带
如上所述,生产具有上述所期望特性的改进后的纸是人们所希望的。为了生产这种纸,必须在造纸过程中利用造纸带10所具有的能将所期望的特性在纸幅上付诸实现的特点。造纸带10具有的所希望的特点将在下面描述。
在1985年7月9日公开的名称为“挠曲部件”的US-4528239中(发明人:Trokhan),已详细描述了一种未经改进的造纸带,虽然也可以采用其他的结构制造改进后的纸,但为了进一步讨论现有的造纸带,在此引用Trokhan的专利供参考,特别是参见其第6栏第20行-第10栏第60行。
在图1的实施例中可以看到,造纸带10是一环形带。虽然在本发明的最佳实施例中的造纸带10是一环形带,但本发明可以使用各种其他形式的装备,例如用于制造手抄纸的固定板或用于其他连续工艺的回转筒,不管造纸带10采用何种结构,它一般都要有一定的物理特性。
造纸带10一般具有两个相反的表面,即纸接触表面11和机器接触表面12。纸接触表面11在这里也被称为:“上表面”、“顶表面”、“工作面”、“初始纸幅接触表面”、“纸面”或“前面”,具有这些名称的原因是:正是造纸带10的这个表面与将脱水及重新排列的纸幅接触。另一表面(即机器接触表面12)在这里也被称为:“底面”、“下面”、“机器接触面”或简称造纸带10的“背面”,具有这些名称的原因是:正是造纸带10的这个表面越过和接触造纸机(例如,造纸带转向辊19a、19b、19c和在造纸过程中使用的真空箱24)。可以理解,虽然造纸带的纸接触面被称为带的顶面,但由于带是一环形的,因此,在造纸机的回转通道中,纸接触面的方向也可以是向下的。同样,虽然造纸带的机器接触被称为带的底面,但在造纸机的回转通道中,机器接触面也可以是向上的。
造纸带10包括两个主要部件:固化的聚合树脂网架32和加强结构33,这两个部件第一次出现是在图4中。树脂网架32有一用于接触纤维纸幅以便脱水的第一表面34,一个与第一表面相反的用来接触造纸过程中使用的设备(例如真空箱24和造纸带转向辊19a、19b、19c)的第二表面35和一些在第一表面34和第二表面35之间延伸的导管36,导管36将来自靠在第一表面上的纤维纸幅的水引导到第二表面,并且导管36提供了使纤维纸幅的纤维能弯入并重新排列的空间。加强结构33设在造纸带10的网架32的第一表面34和(至少一部分)第二表面35之间。
在最佳实施例中,加强结构33具有一些空隙39。加强结构33除去空隙39以外的部分(即实体部分)被称为加强结构部件40,简称加强部件。加强结构有一个由空隙的投影面积所限定的开口区和一个由加强部件的投影所限定的加强部件投影区。
此外,在最佳实施例中,造纸带10的网架32的第二表面35具有一些通道37,在通道37中有一些表面不平的网纹38(见图5),网纹38不同于导管36。通道37有一不平坦的表面,该表面使来自脱水设备(例如真空箱24)的真空压力至少能部分地穿过造纸带10的机器接触面12排泄。表面不平的网纹38提供了一个用来接触在造纸过程中使用的设备的不平坦表面。
网架32的第一表面34和造纸带10的纸接触面11通常是同一表面。在本发明的最佳实施例中也是如此,这是因为加强结构33设在网架32的第一表面34和网架32的第二表面35(至少一部分)之间(即,网架32的第一表面通常盖着加强结构33的一个面)。然而造纸带10的网架32的第二表面35和造纸带10的机器接触面12不必是同一表面。上面已经提到,加强结构33是在第一表面34和网架32的(至少一部分)第二表面35之间。这样,第二表面35即可完全盖着加强结构,也可仅有一部分盖着加强结构33。在前种情况下,网架32的第二表面35和造纸带10的机器接触面12是同一表面。在后种情况下,造纸带10的机器接触表面12将包括网架32的第二表面35的一部分及加强结构33的暴露部分。
在下面的描述中,将首先探讨造纸带10的网架32和穿过网架32的导管36的特性,然后探讨加强结构33的特性及加强结构33的替换变型。网架的全部特性,特别是第一表面34的特性最好见图2。在图2中首先注意:在造纸过程中,方向通常是由造纸机的纵向(MD)或造纸机的横向(CD)表示的。造纸机的纵向是指平行于通过造纸设备的纸幅流动方向的方向。造纸机的横向垂直于造纸机的纵向。在图2和其他图中,这两个方向由箭头MD.和CD表示。
图2是树脂网架32的第一表面34的平面图,为了描述树脂网架32的特性,图2中没有画出加强结构33。虽然没有加强结构也能制成造纸带,但为了坚固耐久,在本发明的造纸工艺中实际使用的造纸带最好是具有某种类型的加强结构。用于制成树脂网架32的材料最好是液体光敏树脂,这种液体树脂暴露在一具有活性波长的光线(例如,紫外线)中时将变成固体。控制光敏树脂在具有活性波长的光线中的曝光,即可控制固体聚合树脂网架的特性。
在造纸带10的顶面外露的并含有网架32的第一表面34的固体部分的网架部分从外表上看象一个网,这个网将被称为“顶端网面”。相反,在造纸带10的底面外露的网架部分被称为“底端网面”。如图2和4所示,顶端网面大体上是单面的、印花的和连续的。这些用来描述顶端网面的术语(即大体上是单面的、印花的和连续的)的定义可参见US-4514345,4528239,4529480和4637859。由此可知,“大体上是单面的”是指,当造纸带10的纸接触面的一部分成一平面形状时,网面基本上成一平面。“基本上”为单面意味着不是绝对平面是允许的(但不是最好的),只要不对在造纸带上形成的产品的性能产生不利影响即可。网面被认为是“连续的”原因是,由网面形成的网路至少是一基本上不间断的网状图形。图形为“基本”连续意味着在图形中允许有间断(最好是不间断)只要间断不对在造纸带上制成的产品的性能产生不良影响即可。
在图2的示意图中可以看到,造纸带10的纸接触面11具有许多导管36,导管36穿过网架32到第二表面35。每一个导管36都有一定的特征,这些特征有:一个通道部分或一个孔41;一个入口或导管开口,例如沿网架32的第一表面形成的第一导管开口42;一个出口或导管开口,例如沿网架32的第二表面35形成的第二导管开口43;以及导管壁44,这些特征限定了网架内部的导管的尺寸(即处于第一表面34和第二表面35之间的部分)。
导管36的开口可以是随意的形状和任意的排列,但开口最好是一样形状的,并且按预先选定的图形重复排列。实用的形状包括圆形、椭圆形、六边形和多边形。并不要求导管开口必须是有规则的多边形,或者开口的边一定是直的,也可以采用曲面形的开口(如trilobal形)。虽然网面和导管开口的几何形状可以有许多形式。但要选定一个特殊的几何形状的话是其选择范围是有限的规则形状和规则方向的导管对控制最终形成的纸幅的物理特性是十分重要的,这一点不必由理论来证实。导管的方向越随意,几何形状越复杂,对纸幅的外形的影响就越大。导管最大限度的错开排列有助于产生各向同性的纸幅(即,当在纸幅的各轴线方向测量时,所得到的特性是相同的)。如果要获得各向异性的纸幅,导管的错开度应减少。
在图2中所示的导管36的形状和排列实质上是一最好的形式。图2所示的导管开口形状和排列在此被称为“直线型的爱达荷(美国的一个州)”图形。在实践中,最佳的导管开口的形状和排列被称为成“结合区为35%的300直线型的爱达荷”图形,其中数字35%是指顶端网面的投影面积,300是指每平方英寸网架的导管数。名称“直线型的爱达荷”起名原因是,由导管断面所形成的图形类似于马铃薯。导管的四壁一般是直线(平面)的,因此,导管的图形被称为“直线型的”爱达荷,而不是简称爱达荷图形。如图2所示,导管截面的形状大体上为一变形的平行四边形。由于在图2的平面图中,每一个导管都有四个壁,每一对相对的壁是平行的,相邻两壁的夹角不是直角,以及在相邻两壁之间形成的角是圆形的,因此,导管的形状被称为变形的平行四边形。
导管图形的相应尺寸最好参见图6。在图6中,字母a表示在造纸机的纵向(MD)的长度或简称开口的长度,b为开口在造纸机横向(CD)的长度,或开口的宽度,C为在两相邻开口之间的在MD和CD中间方向上的间隔,d为两相邻开口之间的CD向间隔,e为两相邻开口之间的MD向间隔、在使用(美国)北方软木硫酸盐浆的最佳实施例中,a为1.6892mm,b为1.2379mm,C为0.28153mm,d为0.92055mm,e为0.30500mm。采用这种几何形状的造纸带10的顶端网面开口面积大约占65%。如采用其他纸浆,上述的尺寸可以做相应的变化。
再回到图2和图3,可以看到,形成导管内壁的壁44从网架32的顶面34到底面35形成例锥形。锥形壁是通过校正固化光敏树脂的光来控制的,这将在本说明书的有关制造造纸带10的方法部分进行描述。壁为锥形是最为理想的,这样:网的顶面表面积大约为造纸带10的整个投影面积的35%,底面面积约占造纸带10整个投影面积的65%(前述的底面网纹将在下面进一步描述)。导管是锥形的,以便提供比例为35/65的原因在于,在造纸带10的底面附近的区域内,需要大量的树脂,以使带10能以机械方式牢固地连接在加强结构上。在本发明的最佳实施例中(参见附图和下面的更详细的描述),加强结构总靠着造纸带的底面设置的,而不是靠着造纸带的顶面设置。加强结构更靠近造纸带10的底面的原因是,覆在加强结构33上面的那部分树脂网(以下称复盖层)需形成具有所希望型式和深度的导管,以便导管能提供一个使纸幅中的纤维能弯入,并重新排列的空间。
当加强结构33靠近造纸带的底面设置时,所涉及的个别尺寸可以改变。在造纸带10的最佳实施例中,具有重叠径线的编织部件的厚度在10至37密耳之间。树脂复盖层的厚度在1至30密耳之间。这样,造纸带10的厚度在大约11至67密耳之间。
如上所述,由导管形成的开口或通孔延伸穿过造纸带10的整个厚度,并且提供了必需的连通带10两个表面的连续通道。如图2至图5所示,除了具有底面网纹的导管的底部(下面将描述)没有在每幅图中示出外,导管36在每幅图中都被分别示出。导管有一确定的形状,该形状取决于所选择的网架型式,并且导管相互之间被隔开。换句话说,导管分别由网面绕围边围住。导管的隔开在平面图(图2)中表现的最清楚。这些图还表示了导管隔离,即在造纸带10中,一个导管与另一导管之间并无连接关系,这种相互间的隔离在剖面图(图3)中表示的最清楚。这样,将材料(例如从纸幅中脱离的水)从一个导管传送至另一个导管是不可能的,除非从造纸织物外面或从造纸带底面传送,这将在下面看到。
图4和图5类似于图2和图3,但图4和图5表示了更实际的、更佳的造纸带,该带包括用于加强网架32的加强结构33。在图4的平面图中表示了造纸带10的一部分。图5表示的是沿图4中5-5线剖开的造纸带10的部分剖面图。为了简便起见,在图4和图5中的加强结构33是以单丝编织部件形式表示的。虽然本发明可以用单丝编织部件作加强结构,但最好使用多层编织部件(一组以上的线沿纸的纵向或者纸的横向编织)。图4和图5表示的是,当加强结构具有一编织部件时,结构部件40a包括沿造纸机的纵向方向的经向加强线53和沿造纸机的横向方向的纬向加强线54。如图所示,加强线53和54组成一正方形编织带,绕此带构成网架32。在纸幅制造过程中只要导管的流通不被较严重的阻塞及能保持造纸带10的完整性,可以使用任何常规尺寸和形状的丝线。虽然丝线的材料是不重要的,但最好是使用聚酯。其他合适的丝线材料包括:聚丙烯、尼龙和在造纸织物中使用的其他公知材料。
虽然在本发明最佳实施例中表示的加强结构33是一多孔编织部件,但加强结构可以采用其他的结构形式。这些结构可以是无纺布部件,也可是钻有一些孔的带或板(由金属或塑料制成),这些结构应能充分地加强树脂网架,具有适当的便于真空脱水装置脱水的投影开口面积,并允许已脱离纸幅的水通过它的空隙。
在描述图4和5所示的多孔编织部件的特性时,使用了一些技术术语。也就是当加强结构33包括一编织部件时,加强结构33的结构部件40a是指纱、线、丝、纤维或胶丝。应当理解,术语纱、线、丝、纤维和胶丝是同义的。此外,构成加强结构33的一些线被称为经线53,另一些被称为纬线54。当造纸带10被安装在造纸机中时,术语“经线”是指按造纸机纵向(纸的纵向)设置的线,术语“纬线”是指按造纸机的横向设置的线。
如上所述,虽然在本发明的加强结构33中可以使用单丝编织部件,但使用多层编织部件更好。最好是使用具有多经线的多层织物。这是因为,造纸带沿造纸机的纵向环绕转向辊运行,造纸带在此方向承受相当大的应力,并且造纸过程中使用的干燥设备将热传到带上,造纸带受热和应力的作用将伸长。如果造纸带10的伸长超过允许的变形量,带的预定作用将减小直至丧失。
加强结构33最好是以经线直接地垂直地相互重叠为特征的多层编织带。垂直重叠的经线能增加带在造纸机(流程)纵向上的稳定性,与此同时,并不减小带的投影开口面积(还要在吹风干燥工艺中使用)。
图7-12表示适合于在本发明中使用的一种最佳的多层带。图7至12表示的加强结构可使用在造纸织物中或独自作为一种造纸织物,它是一种高渗透性多层编织织物,能在造纸机纵向上有更好的稳定性。参见图8和9,这种最佳的织物包括一个纸支承面51和一个便于环形带在造纸机纵向运行的辊接触面52。
图7至12表示的织物包括第一负载经线的第一经线层C和第二负载经线的第二经线层D,经线层C包括反复穿过织物的标号为53a、53b、53c和53d的经线,经线层D包括反复穿过织物的标号为53e、53f、53g和53h的在造纸机纵向上沿织物的辊接触面52延伸的经线。参见图9至12,第一经线层C和第二经线层D中的经线组成了一些重叠的经线对E、F、G和H,这些经线对都是垂直相互重叠的,如经线53a和53e组成重叠对E;经线53b和53f组成重叠对F;经线53C和53g组成重叠对G;经线53d和53h组成重叠对H。相邻的重叠经线对在造纸机的横向方向上分开设置,以便提供所希望的织物开口区。平衡经线的纬线,如图9中的54a,图10中的54b,图11中的54c和图12中的54d与第一和第二经线层相互交织,以便约束在第一和第二经线层内以重叠对形式出现的各自独立的经线,这些平衡经线的纬线也是被编号并反复穿过网。平衡(baelancing)经线的纬线在经线平衡编织型式中与经线重叠对相互交织,经线保持相互重叠垂直对准的状态。这样编成的织物在造纸机纵向方向上的稳定性增强并有较高的开口度和渗透性。
此外,加强结构33的线和结合部限定了一些平面,这些平面对描述在网架32的第二表面35上的不规则网纹38的位置和特性是有益的。在造纸带10的最佳实施例中出现的不规则网纹38(或底面网纹)首先由图5所示。“底面网纹”是指,在造纸带10的第二表面12中的高度变化部分,它与导管是不相同的,并且在位置上;不一定取决于或不取决于加强结构33所处的位置。“不一定取决”是指底面网纹的位置在某种意义上说不一定受加强结构33的限制。
表面不规则网纹38由与网架32材料相同的材料构成,即,表面网纹可以是形成第二网面35a的树脂材料的任何不规则间断体,或是底端网面的一部分,在这部分中树脂已被去掉。
4.制造造纸带的工艺
如上所述,造纸带可以是各种形式的。只要生产造纸带的方法能保留上述特征,造纸带的制造方法是不受限制的,但是下述的方法是实用的。未经改进的制造造纸带10的方法已详细地描述在1985年4月30日公开的由约翰逊等人发明的,名称为“一种多孔部件的制造方法”的US-4514345中。下面介绍一种造纸带10的制造方法。
一种各生产本发明的环形造纸带10的最佳设备如图13的示意性图所示。为了给出生产与本发明相关的造纸带的全套设备的整体图,就工艺的一些细节而论,图13在一定程度已被简化。图13所示的整个生产过程包括:当加强结构33越过成形部件或台面71时,用光敏树脂涂盖加强结构33(成形部件71由一衬膜76覆盖,以防成形部件71的工作表面72被树脂污染);控制光敏树脂70的厚度到一预定值;将树脂70暴露在有活性波长的光线中,光线从光源73通过具有不透光部分74a和透光部分74b的掩模74照到树脂上;清除未固化的树脂75。
在图13中,成形部件71有一工作表面72,成形部件71是一循环部件,最好是一辊筒。辊筒的直径及长度以使用方便为选择依据,其直径应有足够大,以使衬膜76和加强结构33在工艺中不过份弯曲。为了使辊筒表面有足够的传送长度,以便在辊筒旋转过程中完成必要的步骤,辊筒也应有足够大的直径。辊筒的长度应根据造纸带10的宽度进行选择。成形部件由一未示出的驱动装置带动旋转。工作表面72最好能吸收具有活性波长的光线(并非必须)。
如上所述,成形部件71由一衬膜76覆盖,以防成形部件71的工作表面72被树脂污染。衬膜76的另一个目的是使已大体上成形的造纸带10能从成形部件上方便地离开。衬膜可以是任何柔软的、平滑的平面材料,例如,聚乙烯或聚脂薄片。衬膜最好是由聚丙烯制成,其厚度大约为0.01到0.1mm。衬膜76最好也能吸收具有活性波长的光线。
在图13所示的设备中,衬膜76从衬膜供给辊77上退绕,并按箭头D2方向运行而进入系统中。退绕以后,衬膜76与成形部件71的工作表面72接触,并被下面将要讨论的装置压在工作面72上。然后,当成形部件71转动时,衬膜76与成形部件71一起运转。最后衬膜76从工作表面72上分离,并运行至衬膜接收辊77a,重新缠绕。在图13所示的最佳方法中,衬膜为一次性使用,然后被废弃。在另一种布置中,衬膜采用绕一系列的转向辊运行的环形带的形式,衬膜在转向辊处被清洗至恰当的程度后再重新使用。在图13中没有画出必需的驱动装置、引导辊和类似的装置。
成形部件71最好具有一个能确保衬膜76与工作表面72紧密接触的装置。例如,衬膜76可以被粘到工作表面72上,或者成形部件71能提供一种使衬膜76固定在工作表面72上的装置,即通过在成形部件71的工作表面上紧密相邻布置的小孔施加真空使衬膜76固定在工作表面72上。衬膜76最好是利用张力装置(在图13中未示出)靠在工作表面72上。
本发明的造纸带制造方法的第二步骤是提供一种能并入造纸带中的加强结构。如上所述,加强部件33是环绕构成造纸带10的部件。在图7至12中所示的加强结构最好是一编织的多层网,网的特征在于经线是垂直地一根直接叠加在另一根上。垂直重叠的经线增加了网在造纸机纵向方向上的稳定性,与此同时,并不减少网的开口区的投影面积,这种网可以使用在吹风造纸干燥过程中。
由于造纸带10是由图13中所示的设备以环形带的形式制成的,因此,加强结构33也应是环形的。如图所示,加强结构33沿箭头D1方向绕转辊向78a向上,越过成形部件71并绕成形部件71、转向辊78b和78c转动。其他的引导辊、转向辊、驱动装置、支承辊以及类似的装量在图13中没有示出。
本发明的造纸带制造方法的第三步骤是将加强结构33放在成形部件71的工作表面上(在图示的最佳实施中,加强结构33通过成形部件71的工作表面72)。如上所述,最好用衬膜76来使成形部件71的工作表面72免于与树脂70接触。这样,第三步骤包括这样一种将加强结构33靠近衬膜的方法,即衬膜76被送在加强结构33和成形部件71之间。
对于制造造纸带,在所希望的特殊的设计方法中,加强结构或者相对于成形部件71的工作表面72设置,或者相对于衬膜76设置。在本发明的一个实施例中,加强结构33直接与衬膜76接触。在本发明的另一个实施例中,可以由常规的装置使加强结构33与衬膜76保持一定的距离。当液体光敏树脂70被加到加强结构33的底面52上时,出现这样一个局面,即加强结构33与成形部件71的工作表面隔开一定距离,如果使用衬膜,加强结构33与衬膜隔开一定距离,这将在下面看到。
在制造造纸带的方法中,第三步骤是在加强结构33上涂布液体光敏树脂层70。能将液体材料加到加强结构33上的任何技术都是可以使用的。在最佳的方法中,将液体光敏树脂加到加强结构33上是分两步进行的。第一步是在喷头79所示的位置涂布树脂。由喷头79涂布的树脂与由喷嘴80在第二步涂布的树脂相连接。在第一步,喷头79用来填充加强结构背面上的空隙,使适量的光敏树脂粘在加强结构33的背面上,以后可在背面上形成网纹(将在下面进行描述)。当造纸带10在设计上有所要求时,这些条件是必要的,即液体光敏树脂70均匀地涂在加强结构的整个宽度上,以及必要量的材料通过空隙39进入加强结构33所有可能的空间。
为涂盖加强结构33,可以从在市场上能买到的多种树脂中选择合适的树脂。可以使用的光敏树脂通常是聚合物材料,这种材料在射线,通常为紫外线光的作用下固化或交联。例如,光敏聚合树脂包括:丙烯酸氨基甲酸乙酯(例如异丁烯酸氨基甲酸乙酯),苯乙烯丁二烯共聚物、丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、丙烯酸芳香氨基甲酸乙酯、丙烯酸聚丁二烯和异丁烯酸氨基甲酸乙酯。下述参考文献中对合适的液体光敏树脂进行了更详细描述,这些文献包括Green等人的“光交联的树脂系统”Macro-Sci.Revs.MacroChem杂志C21(2)187-273页(1981-82年);Bayer的“紫外线固化技术综述”,Tappi纸合成物会议,1978年9月25日至27日,167-172页和Schmidle的“紫外线固化的柔性涂层”,J.of  Coated  Fabric的杂志,8,10-20(1978年7月)。在此引用上述三种参考文献仅供参考。最好的液体光敏树脂是特拉华州威尔明顿市的Hcrcules.Incorporated(大力神公司)生产的Merigraph系列的异丁烯酸氨基甲酸乙酯树脂。最好的异丁烯酸树脂是名称为Merigraph  EPD1616B的树脂。
在实施本发明的最佳方法中抗氧化剂被加到树脂中以防止已制好的造纸带10被氧化,并延长造纸带的使用寿命。任何适合的抗氧化剂都可以添加到树脂中。最好的抗氧化剂是从American  Cyanamid  of  Wayne公司(地址:新泽西07470)购买的Cyanox1790和由Ciba  Geigy  of  Ardsley公司(地址:纽约10502)生产的Irganox1010。在制造造纸带10的最佳方法中,这两种抗氧化剂都要加入树脂中。抗氧化剂的加入量分别是:Cyanox1790为0.1%,Irganox1010为0.4%。添加两种抗氧化剂是为了对付不同种类的氧化剂。
下一步(即第五步骤)是将涂层厚度控制在一预定值。这个预定值与造纸带10的厚度相适应。当然,这个厚度是根据造纸带的用途而定的。当造纸带10在下述的造纸工艺中使用时,涂层厚度最好在大约0.01mm到3.0mm之间。当然,其它的应用场合可能要求3cm或更厚的造纸织物。可以使用任何适合的厚度控制方法。在图13中所示的厚度控制方法为使用压辊81控制厚度,压辊81还可用作掩模导辊。压辊81和成形部件71之间的间隙可由常规的装置(没画出)按机械方式控制。压辊81,连同掩模74及掩模导辊82一起,控制液体光敏树脂70的厚度并使树脂表面平滑。
造纸带制造方法的第六步骤是使掩模74与液体光敏树脂70接触,掩模74的作用是使一定区域内的液体光敏树脂不被曝光。如果一定区域内的树脂被遮挡,一定区域内的树脂不被遮挡,那么,在那些没被遮挡区域内的液体光敏树脂将被暴露在活性光下,并被固化。(由遮挡形成的)阴影区一般是由固化树脂网架32内的导管36形成的预定图形。
掩模74可以选用任何适合的材料,这种材料有不透光区74a和透光区74b。一种类似柔性胶片的材料是适于制作掩模的。柔性胶片可以是聚酯,聚乙烯或纤维素材料或其他合适的材料。不透光区74a可以用常规的方法提供到掩模74上,例如这些方式有:照橡或照像凹版印刷、柔性印刷(flexographic)或轮转丝网印刷。掩模74可以是一环形带,或者可以从一供给辊横向运行到接收辊,这两种方式在图中都没有示出。掩模74沿箭头D3方向运行,在压辊81处变向,在此处掩模74与液体光敏树脂70的表面接触,然后运行至掩模导辊82,在导辊82处掩模74与树脂70脱离。在此实施例中,树脂厚度的控制和掩模定位是同时进行的。
造纸带制造方法的第七步骤是通过穿过掩模74的具有活性波长的光使液体光敏树脂曝光,从而,使在与透明区74b对齐的区域内的树脂固化。在图13所示的实施例中,衬膜76,加强结构33、液体光敏树脂70和掩模74形成一个整体,该整体从压辊81运行至掩模导辊82附近。中间压辊81和导辊82所设置的位置是这样设计的:当衬膜76和加强结构33仍贴着成形部件71时,使液体光敏树脂能在由曝光灯73所提供的具有活性波长的光下曝光。通常,曝光灯73主要用来照射,照射光具有使液体光敏树脂固化的波长,这种波长是液体光敏树脂70特有的。本发明可以使用任何适合的照射光源,例如水银灯、脉冲氙灯、无极灯和萤光灯。如上所述,当液体光敏树脂70在具有适合波长的光线下曝光时,在树脂70的曝光部分将产生固化。固化一般可由在曝光区的树脂凝固得到证明。相反,未曝光区域的树脂仍为流体。
照射强度和照射时间取决于曝光区所要求的固化程度。曝光强度和时间的绝对值取决于树脂的化学性质、树脂的光特性、树脂的覆盖厚度和所选择的图形。预定形状的导管36的内壁上。有没有锥度,对曝光强度和入射角度是有重要影响的。
在本发明的最佳实施例中,光的入射角度要校正,以便更好地在所希望的区域内固化光敏树脂,并在最后形成的造纸织物的内壁上获得所希望的角度,其他的控制固化照射强度和方向的装置包括,使用折射装置(即透镜)的装置和反射装置(即反光镜)。本发明的最佳实施例采用一种相减照准仪(subtractive  col-li  mator)(即,一种角度分布滤光器或一种能除了在所希望的方向上过滤或阻挡紫外线的照准仪)。任何适合的装置都可用作相减照准仪。使用深色,最好是黑色金属制成一些通道是合适的,在所希望方向上的光可以通过这些通道。在本发明的最佳实施例中,照准仪应能产生这样的结果,即照准仪射出的光使树脂网在固化时,使造纸带的顶面有35%的固化区,在底面有65%的固化区。
制造造纸带的第八步骤,即最后的步骤是从加强结构上除去所有未固化的液体光敏树脂,也就是说,从系统中除去没有被曝光的树脂。
在图13中所示的实施例中。掩模74和衬膜76在掩模导辊82附近与由加强结构33和已部分固化的树脂70a组成的合成体分开。加强结构33和部分固化树脂70a组成的合成体运行至第一树脂清除导板83a附近。在第一树脂清除导板83a处,一真空作用被施加在合成体的一个表面上,这样,一定量的(未固化的)液体光敏树脂被从合成体上除去。
当合成体继续运行时,合成体被带入树脂清洗喷头84和树脂清洗排放装置85的区域,在这个区域,合成体用水或其他适合的液体彻底地清洗,以基本上除去所有残留的(未固化的)液体光敏树脂75a,并通过清洗排放装置85将树脂75a从系统中排出。在第二树脂清除导板83b处,任何残留的清洗液体和液体光敏树脂都将由所施加的真空作用从合成体上清除。在此处,合成体实际上只由加强结构33和相关的网架32组成,并且,合成体就是本发明的产品-造纸带10。如图13所示,这可做为一种选择,但最好是如此,即设置一树脂的第二曝光区,以便更彻底地固化树脂,并增加固化树脂网架的硬度和寿命。
此过程一直持续到加强结构33的整个长度都得到处理,并转换成造纸带10时为止。
构造具有各种相互叠加图形的部件或具有不同厚度图形的部件是所希望的,这种多通道部件在上述的造纸工艺中可用来制造具有较大厚度的造纸带。
一种用来制造具有网纹底面的改进型造纸带10的最佳方法,是使用编织部件(或非编织部件),这种部件是由对紫外线有不同透过特性的线组成。这种方法被称为“非均匀透射模法”(Differential  Transmission  Casting)。在这种非均匀透射模法中,多孔编织部件是这样构成的,即多孔编织部件的顶面上的线所透过的紫外线的量很大,然而,底面(背面)上的线不让紫外线透过,而吸收紫外线。这就使得紫外线除了底面上的线之外,可以穿过光敏树脂网。这样,在底面线下的光敏树脂就没被固化,并在上述的最后步骤中被除去,因此,在具有吸收光的特性的线的作用下,在造纸带10的底面上形成一些凹陷区。
可以相信,通过上述的描述,本发明的在造纸过程中向涂在造纸带上的树脂添加化合物以延长带的寿命的方法将会被理解。显然,可以出现型式、结构或部件布置的各种变化,然而,这些变化并不超出本发明的构思范围,上述的内容仅仅是一最佳的或特别的实施例。
为了便于理解,下面给出一个实施例,但本发明并不局限于此。
实施例1
在本发明这个实施例中使用的是一中等规模的长网造纸机。流浆箱是一固定的顶吸胸辊成形装置(roofsuctionbreastrollformer)。配料为每1000公斤绝干纤维添加大约10公斤KymeneTM557H湿强树脂添加剂的100%北方软木硫酸盐浆纤维,KymeneTM557H是由特拉华州威尔明顿市的Hercules公司生产的。一种纤维浓度大约0.15%的含水纤维浆被覆在长网上。通过长网和辅助的挡浆板及真空箱进行脱水。长网是一种5经(shed)(一个单位组织循环有5根经线的)缎纹组织结构,即为33(MD)×30(CD)(每厘米密度)的单丝结构。初始湿纸幅从长网传送至第二造纸带,此时,其纤维浓度大约为18%。第二造纸带是一具有网面和挠曲导管的环形带,已在前面结合图2和6描述过。造纸带是根据US-4514345描述的方法由聚酯制成的多孔网状部件,该部件为4经双层14(MD)×12(CD)(每厘米密度)的丝网结构(见图7-12)。在造纸机纵向上的丝直径大约为0.22mm,在造纸机横向上的丝直径大约为0.28mm,在本发明中使用的光敏树脂是特拉华州威尔明顿市的Hercules公司出售的Merigraph树脂EPD1616B,即一种异丁烯酸氨基甲酸乙酯树脂。造纸带的厚度大约为1.1mm。
装在造纸带上的初绐纸幅通过真空脱水箱,吹风式预干燥器后,被传送到一扬克式干燥器上。其他的方法和设备情况列举如下:纤维浓度在经过真空脱水箱处理后大约为27%,在经预干燥处理后;在传送到扬克干燥器前大约为65%;含有0.25%聚乙烯醇水溶液的起皱剂由喷施器喷施;在干燥起皱纸幅用刮刀刀片刮起前的纤维浓度增加到大约99%。刮刀刀片的斜角为大约24度,刀片相对于扬克式干燥器的冲击角(impactangle)大约为83度;扬克式干燥器的工作温度大约为350°F(177℃),扬克式干燥器的缸体表面速度大约为800英尺/分(大约244米/分)。然后,干燥的起皱纸幅在两个压光辊之间穿过。两压光辊是靠辊的重量压在一起的,辊的表面速度为660英尺/分(大约201米/分),经压光处理的纸幅卷在一纸轴上(纸轴的表面速度也是660英尺/分),然后即可准备使用。
含有抗氧化乳液的水溶液通过一乳液分布辊在造纸带与初始纸幅接触前被连续地施加在造纸带的纸接触表面上(见图1中所示的乳液分布辊23的位置)。由分布辊施加在挠曲部件上的含水乳液包括五种成分:水,Regal  Oil(一种由Texaco  Oil公司出售的高速透平油),AROSURFTA100(一种由Sherex  Chemical公司出售的二甲基-二硬脂基氯化铵表面活性剂),鲸蜡醇(一种由The  Procter和Gamble公司出售的C16直链脂肪醇)和Cyanox  1790(一种由American  Cyanamid公司制造的受阻酚型主抗氧化剂)。这五种成分的相应比例为:Regal  Oil占重量的10%,AROSURF占重量为1%,鲸醋醇占重量的0.9%,Cyanox1790占重量的1.25%,其余为水。在调制乳液时,Cyanox1790首先在加热到165°F的Regal  Oil中溶解五分钟。油相的乳液接着与上述的表面活化剂混合,最后加水。加到造纸带上的水溶液的容积流率大约为0.50加伦/小时·英尺(横向)(大约6.21升/小时·米)。
含有抗氧化乳液的水溶液在整个造纸过程中被连续地加在造纸带的纸接触表面上。这样,在造纸带上的抗氧化剂就能足以防止造纸带内的树脂被氧化(大约浓度为0.1%的抗氧化剂是最好的)。显然,本发明的方法能使造纸带的有效寿命得以延长。

Claims (16)

1、一种延长造纸带寿命的工艺,该造纸带含有固体聚合树脂,所述固体树脂是由液体光敏树脂在具有活性波长的光线下曝光而变成固体的,其特征在于包括以下步骤:
(a)提供一造纸带,所说造纸带含有由液体光敏树脂在具有活性波长的光线下曝光而变成固体的固体聚合树脂。
(b)当造纸带在造纸机中正在使用时,连续地向造纸带加入有效量的能抑制或延缓所述固体聚合树脂的氧化速率的化合物,化合物在造纸带接触纸幅之前加入,所说的化合物从抗氧化化合物、螯合剂、还原剂和它们的混合物中选取。
2、按照权利要求1的工艺,其特征在于,化合物包括一种抗氧化化合物。
3、按照权利要求2的工艺,其特征在于,所说造纸带包括:
一个网架,所说网架具有一个与纸接触的第一表面,一个与第一表面相反的第二表面和在所说第一表面和所说第二表面之间延伸的一些导管,所说网架含有所说的固体聚合树脂;
一个用于加强所说网架的加强结构,所说加强结构设置在所说网架的第一表面和第二表面的至少一部分之间。
4、按照权利要求3的工艺,其特征在于所说加强结构是一种多孔编织部件。
5、按照权利要求4的工艺,其特征在于所说聚合树脂是一种丙烯酸氨基甲酸乙酯。
6、按照权利要求5的工艺,其特征在于所说丙烯酸氨基甲酸乙酯是一种异丁烯酸氨基甲酸乙酯。
7、按照权利要求5的工艺,其特征在于所说抗氧化化合物包括一从受阻酚、仲氨和它们的混合物组分中选取的主抗氧化剂。
8、按照权利要求7的工艺,其特征在于所说抗氧化化合物包括一从亚磷酸盐、硫酯和它们的混合物组分中选取的次抗氧化剂。
9、按照权利要求7的工艺,其特征在于所说主抗氧化剂是受阻酚。
10、按照权利要求7的工艺,其特征在于抗氧化化合物被加在所说造纸带的与纸接触的表面上。
11、按照权利要求1的工艺,其特征在于化合物被溶解在由水、油和表面活化剂组成的防粘乳液中,并且含有被溶解的化合物的防粘乳液被连续地加在所说造纸带的与纸接触的表面上。
12、按照权利要求2的工艺,其特征在于抗氧化化合物被溶解在由水、油和表面活化剂组成的防粘乳液的至少一相中,并且含有被溶解的抗氧化化合物的防粘乳液被连续地加在所说造纸带的与纸接触的表面上。
13、按照权利要求12的工艺,其特征在于抗氧化化合物被溶解在防粘乳液的油相中。
14、按照权利要求13的工艺,其特征在于抗氧化化合物是一种受阻酚。
15、按照权利要求14的工艺,其特征在于固化聚合树脂是一种异丁烯酸氨基甲酸乙酯,抗氧化化合物包括一种受阻酚的混合物。
16、按照权利要求15的工艺,其特征在于抗氧化化合物还包括一种硫酯。
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