專利名稱：造紙機(jī)布的功能化環(huán)氧基－聚硅氧烷涂料及其涂敷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有抗污染的造紙機(jī)的織物，其抗污染性是通過與織物的壽命相當(dāng)?shù)哪途眯酝繉犹峁┑模瑫r(shí)該涂層并不過度地影響織物的滲透率。
現(xiàn)代造紙商普遍使用非常高級的造紙機(jī)，其核心部分是從紙配料中除去水的裝置。水的除去是在造紙機(jī)的三個(gè)階段或部分中順序地除去的。在第一或成形部分，配料在一移動的成形織物上沉淀，水通過織物排走，剩下固含量約18～25重量％的紙頁或紙幅。將形成的紙幅移至壓制織物部分，并在一移動的壓制織物上經(jīng)過一次或幾次軋點(diǎn)壓制，除去足量的水以形成固含量約36～50重量％的紙頁。然后將該紙頁移至造紙機(jī)的干燥部分，在這里干燥器的織物支撐著紙頁，使其受到熱的蒸汽加熱的干燥器圓筒的處理，以得到92～96％的固含量。在造紙機(jī)上使用的造紙織物，按照其所處機(jī)器的不同位置，即成形、壓制或干燥部分，必須具有多種不同的功能。
用于造紙過程中的成形織物是一類用于造紙機(jī)成形部分的造紙織物。成形織物通常是由以織物結(jié)構(gòu)、通常通過編織而連接在一起的合成紗線構(gòu)成的，其特征是它在交叉紗線間具有高度的開口間隙。成形織物必須保持高度的稀疏性，以保證從沉淀于其上的纖維淤漿中除去水。
由于除水能力是成形織物的一個(gè)重要功能，因此必須保證該織物在其壽命期間保持高度的稀疏性。
然而在織物的壽命期間，其稀疏性逐漸降低。除纖維淤漿外，通常含有添加劑如填料粘土、瀝青和聚合物材料的紙漿，也阻塞織物的開口間隙。再生纖維的使用，引入大量的以油墨、粘合劑、焦油和聚合物材料形式的污染物，引入大量的污染物，它們也阻塞織物的開口間隙。此外，現(xiàn)在成形織物的設(shè)計(jì)包括多層織物，這更易帶來污染問題。
因此，人們希望提供一種具有改進(jìn)的抗污染性的織物。一種設(shè)想的現(xiàn)有技術(shù)的解決方案是，在織物構(gòu)成中使用一種抗污染的紗線。這已被證明是不能完全令人滿意的，因?yàn)橥ㄟ^這種紗線提供的抗污染性，其壽命短和/或效果差。另一設(shè)想的解決方案是使用涂層或?qū)υ旒埧椢镞M(jìn)行處理，以改進(jìn)其抗污染性。同樣，這一方法也不是十分成功的，因?yàn)橥ㄟ^這種涂層提供的抗污染性，其壽命短和/或效果差。
U.S.P.5207873和5395868公開了具有永久抗污染物粘合性的造紙織物。這些織物上涂有主要成分為四氟乙烯、尿烷共聚物和聚丙烯酰胺的溶液。這一涂層被證明不是完全有效的，和/或在造紙機(jī)布上不是永久性的。
通常在涂層或處理中固有的一個(gè)問題是，涂層本身降低了織物的滲透率，其帶來的不良結(jié)果是降低了作為成形織物主要功能的除水能力。因此，使用在成形織物上的涂層應(yīng)盡量少的降低其滲透率，這是很重要的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于造紙機(jī)成形、壓制、或干燥部分的織物，該織物在其整個(gè)壽命中具有改進(jìn)的抗污染性。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這些織物也就是指造紙機(jī)布，這兩種術(shù)語通?？梢曰Q。
本發(fā)明的另一目的是提供一種可延續(xù)織物整個(gè)壽命的耐久性涂料。
本發(fā)明的又一目的是提供一種不明顯影響織物滲透率的涂料。
本發(fā)明的再一目的是提供一種用于造紙機(jī)的、可實(shí)現(xiàn)上述目的的織物涂料。
本發(fā)明涉及一種用于造紙機(jī)的涂敷織物，該織物在其整個(gè)壽命中明顯地提高了其抗污染性。另一方面，本發(fā)明涉及一種用于造紙機(jī)的織物的涂敷方法，目的是提高其抗污染性。這里公開的涂料配方，基本上改進(jìn)了織物的抗污染性，同時(shí)不明顯地降低織物的滲透率，并且沒有明顯地增加織物的質(zhì)量。也就是說，本發(fā)明提供了一種薄的、低重量的造紙機(jī)布涂料，它使織物的質(zhì)量增加有限。
本發(fā)明人現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，含有硅-環(huán)氧樹脂的涂料可使造紙機(jī)布在織物的整個(gè)壽命中具有抗污染性。適宜的硅-環(huán)氧(silicon-epoxy)涂料包括含有硅氧烷環(huán)氧樹脂的水性混合物。據(jù)信，硅氧烷-環(huán)氧樹脂與形成造紙機(jī)布的聚酯或尼龍纖維絲產(chǎn)生鍵合。適宜的硅氧烷-環(huán)氧樹脂組合物可由Decora Industries,Fort Edward,New York，以商品名Wearlon獲得。優(yōu)選的配料為Wearlon2020-98，它是一三組份的樹脂配料，含有基于一種硅氧烷-環(huán)氧(silicone-epoxy)的乳液，一種固化劑和一種交聯(lián)劑。這些組份可按制品的說明就地混合并使用在織物上，也可以按需要進(jìn)一步稀釋。
制備了有效抗污染性的織物，其中織物涂料配料含有以重量計(jì)5～約50％的固體，涂敷后增加的質(zhì)量為0.1％～10％，基于未涂敷的織物的重量。涂敷后增加的質(zhì)量％為
通常，當(dāng)涂料的固含量或在涂層上增加的質(zhì)量減少時(shí)，可保持更高的涂敷織物的初始滲透率。水作為一種優(yōu)選的水基涂料的稀釋劑，可被用來降低固含量，以及隨之降低涂敷后增加的質(zhì)量％。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)織物涂料配料的固含量為10～15重量％，或涂敷后增加的質(zhì)量％為1～3％時(shí)，可保持織物的很高程度的初始滲透率。也就是，優(yōu)選地，約為織物初始滲透率的90～99％。換句話說，涂敷的結(jié)果是滲透率降低僅約1～10％?？梢匀魏纬Ｒ?guī)的方法涂敷織物，包括在涂料浴內(nèi)浸漬，刮涂，抽涂，移膜涂敷，噴涂，輕觸或涂膜器輥涂，窄縫擠壓涂敷和刷涂。使用輕觸輥涂是有效的?？赏糠笠淮?，也可涂敷多次。隨后的處理需要除去過量的用料，然后按特定原料制品的說明對涂層進(jìn)行干燥或固化。這些方法對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。


圖1是在放大5倍下，受污染的織物的未涂敷部分的照片。
圖2是為顯示其中的污染物，將由計(jì)算機(jī)生成的織物移去后圖1的影象。
圖3是在放大5倍下，受污染的織物的涂敷部分的照片。
圖4是若有污染物的話，為顯示其中的污染物，由計(jì)算機(jī)生成的將織物移去后圖3的影象。
下述實(shí)施例將進(jìn)一步說明本發(fā)明及其應(yīng)用性。實(shí)施例1在由聚酯絲構(gòu)成的三層成形織物的部分表面，而不是其全部表面上，涂敷可由Decora Industries,Inc.of Fort Edward,N.Y.獲得的WEARLON2020-98硅-環(huán)氧涂料(49重量％固體)的水溶液。用可由Binks Mfg.Co.of Franklin Park,Illinois.獲得的Binks#7噴槍，以單層的形式使用該涂料配料。真空除去過量的液體?；谖赐糠罂椢锏闹亓?，涂敷后增加的質(zhì)量為8.3％。帶的部分未作涂敷，以用作對照物。
將織物安裝在試驗(yàn)機(jī)器上并運(yùn)行3天。機(jī)器上運(yùn)行的是由100％的舊瓦楞紙箱(OCC)形成的紙漿。機(jī)器速度為460-670米/分鐘(1500-2000英尺/分鐘)。不用化學(xué)清洗劑，在13.8巴(200磅/平方英寸)下使用狹縫淋浴(Needle Showers)。試驗(yàn)后將織物取出并分析。下圖涉及其外觀和織物取出后的處理?xiàng)l件。
在織物部分進(jìn)行污染分析。圖1和圖3是在放大5倍下每一部分的照片。然后將這些照片以灰色標(biāo)掃描入計(jì)算機(jī)。將該圖象轉(zhuǎn)變成bitmap文件(*bmp文件)，并打開Microsoft Paintbrush(見圖2和圖4)，將污染物涂成藍(lán)色。從圖象上移走灰色的織物，只剩下藍(lán)色部分。然后將該圖象傳入計(jì)算藍(lán)色象素的圖象分析程序，并計(jì)算污染區(qū)域的百分?jǐn)?shù)。結(jié)果如下實(shí)施例 污染％1未涂敷 4.12涂敷0.3與織物未涂敷的區(qū)域相比，所有涂敷過的織物的區(qū)域均顯示出抗污染性的提高。實(shí)施例2將WEARLON2020-98聚硅氧烷-環(huán)氧涂料配料以固含量為5～25重量％施用于織物上。通過輕觸輥涂涂膜器在三層織物上涂敷三層涂層。配料的組成列于表1中。
將不同的三個(gè)涂敷織物樣品進(jìn)行空氣滲透率測定，以及由涂敷所帶來的質(zhì)量增加量的測定，取其平均值。當(dāng)涂料配料的固含量為15％時(shí)，干燥后，涂敷后增加質(zhì)量為11.18克/平方米，或基于未涂敷織物的重量為2.7％。
使涂層固化一星期。從每一涂敷的織物上剪下三個(gè)樣品，并將其在下述所列的條件下，進(jìn)行8小時(shí)的高壓淋浴(high pressure showering)(振動狹縫淋浴)。數(shù)據(jù)列于表2和3中。表2中所列的質(zhì)量，為從織物上取下的2英寸直徑樣品的質(zhì)量。高壓淋浴的設(shè)置織物拉力=39 PLI6.83千牛/米測試織物的尺寸=107英寸×9英寸272厘米×22.9厘米織物在機(jī)器上的速度=1500英尺/分鐘457米/分鐘水壓=400磅/平方英寸 27.6巴淋浴臂=150次擊打/分鐘為均勻覆蓋，在淋浴臂的長方向上，噴嘴的間隔為1英寸。
由于在高壓淋浴測試中存在的所需要的環(huán)境及其時(shí)間長度(在該情形下為400磅/平方英寸，8小時(shí))，該試驗(yàn)是對涂層耐久性的很好測試。
表3基于表2的數(shù)據(jù)。表3是以暴露于高壓淋浴下的未涂敷織物和涂敷織物間，在空氣滲透率和質(zhì)量增加上的改變的形式，對表2數(shù)據(jù)的表達(dá)。由于淋浴過的涂敷織物的空氣滲透率和質(zhì)量增加均未返回到未涂敷織物的初始水平，因此很明顯，在暴露于高壓淋浴后，涂層仍保持著。
表1(％固體
p><p>表權(quán)利要求
1．一種用于造紙機(jī)成形、壓制或干燥部分的抗污染造紙機(jī)布，含有涂敷有至少一層含硅環(huán)氧樹脂涂料的織物。
2．權(quán)利要求1的造紙機(jī)布，其中該涂料是以含水混合物應(yīng)用的硅-環(huán)氧樹脂。
3．權(quán)利要求1的造紙機(jī)布，其中基于布的質(zhì)量，涂料干燥后的質(zhì)量增加為0.1～10.0％。
4．權(quán)利要求1的造紙機(jī)布，其中基于布的質(zhì)量，涂料干燥后的質(zhì)量增加為1.0～3.0％。
5．權(quán)利要求1的造紙機(jī)布，其中涂料至少以兩層的形式施用。
6．權(quán)利要求1的造紙機(jī)布，其中施用于布上的涂料被固化。
7．權(quán)利要求1的造紙機(jī)布，其中布是單層織物。
8．權(quán)利要求1的造紙機(jī)布，其中布是多層織物。
9．一種使造紙機(jī)布抗污染的方法，該方法包括將至少一層硅環(huán)氧樹脂施于造紙機(jī)布上的步驟。
10．權(quán)利要求9的方法，其中涂料是通過噴涂涂敷的。
11．權(quán)利要求9的方法，其中涂料是通過輕觸輥涂涂膜器涂敷的。
12．權(quán)利要求9的方法，其中涂料至少以兩層施用。
13．權(quán)利要求9的方法，其中施用于布上的涂料被固化。
14．權(quán)利要求9的方法，其中織物是單層織物。
15．權(quán)利要求9的方法，其中織物是多層織物。
16．權(quán)利要求9的方法，其中基于布的質(zhì)量，涂料干燥后的質(zhì)量增加為0.1～10.0％。
17．權(quán)利要求9的方法，其中基于布的質(zhì)量，涂料干燥后的質(zhì)量增加為1.0～3.0％。
全文摘要
本發(fā)明涉及造紙機(jī)的織物,由于可延續(xù)織物整個(gè)壽命的耐久性涂料的作用,該織物具有抗污染性并保持良好的滲透率。一種聚硅氧烷－環(huán)氧涂料將賦予織物在其整個(gè)壽命中的抗污染性。
文檔編號D06M15/37GK1210172SQ9811622
公開日1999年3月10日 申請日期1998年8月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月8日
發(fā)明者B·卡斯特爾, A·布姆加納 申請人:阿爾巴尼國際公司