专利名称：提高聚酯成形网亲水性的方法及聚酯成形网的制作方法
技术领域：
本发明涉及造纸成形网表面改性方法领域，具体涉及一种提高造纸聚酯成形网网丝表面亲水性的方法，以及一种聚酯成形网。
背景技术：
造纸过程中，纸浆中约95%的脱水量是通过造纸成形网脱出的；造纸成形网运行过程中与胸辊、成形板、低真空吸水箱、高真空吸水箱、伏辊等脱水元件接触摩损。因此，造纸用成形网是造纸企业不可或缺的贵重脱水器材。好的造纸成形网必须满足成纸质量要求、较长的使用寿命和良好的运行稳定性。成形网组织结构设计上均综合考虑成形网的纤维支撑指数、透气度、滤水性、纵横向稳定性、挺度和使用寿命等因素，使其达到最优化。目前，造纸成形网逐步发展到聚酯三层网系列产品为主导，基本能满足现代化的高速、宽幅造纸机的使用。随着国内造纸网毯企业不断引进国外先进技术和加大对新技术研究开发的投入，我国的造纸成形网技术逐步赶上国际先进水平，正逐步取代进口造纸聚酯成形网。与传统成形网相比，三层聚酯成形网大大提高了其使用寿命和纸张质量，但其寿命大多仍维持在20到60天。成形网寿命的限制，增加了纸机停机的次数，增加了生产成本， 降低了生产效率。因此，提高造纸成形网，特别是高速纸机用三层聚酯成形网性能具有非常重要的经济和社会效益。聚酯成形网磨损到一定程度后，在张力下断裂。研究表明，聚酯成形网的磨损有两个方面成形网运行过程中与辊子接触摩擦造成的磨损，纸浆中添加不同填料影响也不同；高压水冲洗网子的冲击对网子的磨损。通过提高成形网的抗污性能，改善其可清洗性，对于减轻高压水对网子的冲洗破坏具有重要作用。聚酯单丝表面具有憎水性， 因此，树脂等憎水性物质容易与聚酯网结合沉淀，难以清洗。因此，可以通过对聚酯成形网单丝表面进行改性处理,增加其亲水性,提高其可清洗性。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种提高聚酯成形网表面亲水性的方法，还提供了一种聚酯成形网。所述提高聚酯成形网表面亲水性的方法能够提高聚酯成形网表面的亲水性，所述聚酯成形网的表面具有更好的亲水性，降低了其对树脂等憎水性物质的吸附，改善了传统聚酯成形网的可清洗性，提了高聚酯成形网使用寿命和造纸生产效率。为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为一种提高聚酯成形网网丝表面亲水性的方法，其特征在于包括以下步骤首先，一段热定型即将聚酯成形网加热至 160 200°C ;同时将浓度为10 20% (重量)、温度为120 180°C的亲水性聚合物化学品溶液雾化成气化状态后，再喷雾涂布于聚酯成形网单丝表面，同时将通过聚酯成形网的多余的气化状态的亲水性聚合物化学药品溶液蒸气抽吸排除；所述亲水性聚合物化学品分子量为约50-300万；第二，将经过上一步骤处理后的聚酯成形网进行剪裁、插接；最后，二段热处理即将经过第二步处理后的聚酯成形网加热至120 160°C。
本发明的原理是由于聚酯单丝具有憎水性，因此，容易吸附纸浆中树脂等憎水性物质，导致聚酯成形网难清洗。所以本发明通过将亲水性阳离子化学药品喷雾涂布到聚酯成形网网丝表面以改善其表面亲水性，一方面可以提高聚酯表面亲水性，提高成形网可清洗性和滤水性，延长其使用寿命，另一方面容易吸附固着在聚酯成形网表面。同时，聚酯成形网具有一定的伸展性，热定型的作用是在一定温度下拉伸聚酯成形网使之在常温下具有稳定的尺寸。作为本发明进一步改进的技术方案，在一段热定型过程中，采用热风循环加热机对聚酯成形网进行热定型；采用设置在热风循环加热机内并位于聚酯成形网下方的喷雾涂布机将亲水性聚合物化学药品溶液雾化后，再喷雾由下往上均匀涂布于聚酯成形网单丝表面；采用设置在热风循环加热机内并位于聚酯成形网上方的抽吸装置将通过聚酯成形网的多余的气化状态的蒸气抽吸排除。通过热风循环加热机来热风循环加热空气，进而对聚酯成形网进行加热，可以使热空气充分均匀接触成聚酯成形网单丝，因此，热定型效果好。抽吸装置和喷雾涂布机分别设置在聚酯成形网的上方和下方，一方面能够使汽化后的亲水性聚合物化学药品溶液蒸汽由下往上通过聚酯成形网后，迅速被抽吸装置抽吸排除，一方面避免了蒸汽凝结后落在聚酯成形网上形成斑点；另一方面也能够保证喷雾涂布机喷出的喷雾成汽化状态，而不会成液滴状，否则一旦成液滴状，聚酯成形网单丝上就会出现斑点痕迹，出现自污染情况；另外，也使得所述喷雾由下往上均匀通过聚酯成形网。作为本发明进一步改进的技术方案，在一段热定型过程中，将聚酯成形网加热至 16(TC、17(TC、18(rC、185t、19(rC 或者 200 0C O作为本发明进一步改进的技术方案，在一段热定型过程中，亲水性聚合物化学品溶液的温度为 120°c、140°c、150°c、16(rc、17(rc 或者 180°C。作为本发明进一步改进的技术方案，在一段热定型过程中，亲水性聚合物化学品的分子量为约50万、100万、150万、200万、250万或者300万。作为本发明进一步改进的技术方案，在一段热定型过程中，亲水性聚合物化学品溶液的浓度为10% (重量)、15% (重量)或者20% (重量)。作为本发明进一步改进的技术方案，所述亲水性化学药品溶液为基团聚合物溶液、亲水性的单体溶液及其均聚物。作为本发明进一步改进的技术方案，所述基团聚合物溶液为阳离子聚丙烯酰胺溶液(CPAM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基卤化铵溶液、二甲基二烯丙基氯化铵溶液、阴离子聚丙烯酰胺(APAM)溶液或者两性聚丙烯酰胺溶液。此类聚合物化学药品由于带有电荷，一方面可以提高聚酯表面亲水性，提高成形网可清洗性和滤水性；另一方面它们是线性分子，容易吸附固着在聚酯成形网表面。作为本发明进一步改进的技术方案，所述聚酯成形网为聚酯三层成型网，编织结构为16综、20综或者24综。本发明还提供了一种采用上述所述的提高聚酯成形网网丝表面亲水性的方法所得到的聚酯成形网。本聚酯成形网的表面，或者说本聚酯成形网的网丝表面形成均匀的亲水性的聚合物化学药品包覆层，可以提高聚酯表面亲水性，提高成形网可清洗性和滤水性， 延长其使用寿命。同时，聚酯成形网具有一定的伸展性，热定型的作用是在一定温度下拉伸聚酯成形网使之在常温下具有稳定的尺寸。
本发明一种提高聚酯成形网网丝表面亲水性的方法以及聚酯成形网是在现有聚酯成形网的编织技术基础上，通过在其热定型过程中，加热喷雾涂布聚酯成形网，使其表面均匀吸附亲水性化学药品，再进一步热定型而成，以改善聚酯成形网的表面亲水性，提高聚酯成形网的可清洗性。这种技术属于聚酯成形网网丝表面改性方法。所述的喷雾装置安装在第一段热定型区聚酯成形网下面，喷雾由下往上均匀通过聚酯成形网。所述的喷雾须确保全部气化，不能有液滴留存，否则，聚酯成形网单丝上会出现斑点痕迹，出现自污染情况。 所述喷雾通过聚酯成形网后，及时抽吸排除，避免凝结后落在聚酯成形网上，形成斑点。总之，与现有技术相比，本发明具有如下优点I.采用的改性药品为带极性基团的亲水性聚合物化学药品，尤其是阳离子聚丙烯酰胺和两性聚丙烯酰胺，因为它们是线性高分子化合物，容易吸附固着在聚酯成形网网丝表面，其阴、阳离子电荷可以提高聚酯成形网表面亲水性。2.本发明是在原聚酯成形网，尤其三层聚酯成形网的编织技术基础上，添加加热喷雾涂布装置，使亲水性聚合物化学药品溶液喷雾均匀涂布在聚酯成形网的网丝上，多余的亲水性聚合物化学药品溶液喷雾蒸汽被迅速抽吸排除，因此工艺过程简单，成本低，效率闻。
图I是一段热定型中所使用的循环加热机、喷涂布机以及抽吸装置沿机器方向的剖视示意图。图2是二段热定型中所使用的循环加热机沿机器方向的剖视示意图。图3是聚酯成形网未改性前表面电荷分布示意图。图4是聚酯成形网改性后表面电荷分布示意图。图5是聚酯成形网经两性聚丙烯酰胺改性后表面电荷分布示意图。下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行进一步说明。
具体实施例方式实施例I参见图I、图2、图3和图4，本提高聚酯成形网表面亲水性的方法采用的现有的聚酯成形网，比如经线聚酯原丝经过整经后，通过织机与纬线聚酯单丝，同时底纬配一定比例尼龙单丝，编织成三层网，即现有的聚酯三层成型网4，其编织结构为16综、20综或者24 综，本实施例中采用16综；首先，一段热定型即将上述编制好的聚酯三层成型4网沿着机器方向缓慢通过热风循环加热机1，加热至190°C ;同时采用设置在热风循环加热机I内并位于聚酯成形网4下方的喷雾涂布机2将浓度为10% (重量)、温度为140°C、分子量为约 100万的阳离子聚丙烯酰胺溶液雾化后，再喷雾由下往上均匀涂布于聚酯三层成形网4单丝表面；采用设置在热风循环加热机I内并位于聚酯三层成形网4上方的抽吸装置3将通过聚酯三层成形网4的多余的气化状态的阳离子聚丙烯酰胺溶液蒸气5抽吸排除；第二，将经过上一步骤处理后的聚酯成形网4进行剪裁、插接；因为不同不同厂家、不同纸机需要的成形网的长度、宽度不同，也就是说产品需求不同，通过剪裁得到所需尺寸的成形网，剪裁后的聚酯成形网通过插接，将聚酯成形网的两端缝合到一起，形成一个封闭的环形的聚酯成形网；最后，二段热处理即将经过第二步处理后的聚酯三层成形网4通过二段热定型区并加热至140°C。经过二段热定型区热定型后的聚酯三层成型网4即可进行包装入库，其涂布改性前后的微观结构参见图2和图3。亲水性化学药品采用阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)，一方面CPAM可以提高聚酯表面亲水性，提高成形网可清洗性和滤水性；另一方面阳离子聚丙烯酰胺是线性分子，容易吸附固着在聚酯成形网表面。聚酯成形网具有一定的伸展性，热定型的作用是在一定温度下拉伸聚酯成形网使之在常温下具有稳定的尺寸；热定型采用的是挪威AG(全称Alfsen og Gunderson)公司的热风循环加热机，型号是ATC (Air through compact)。热风循环加热空气可以充分均勻接触成形网单丝，热定型效果好，因此，选用该热风循环加热机；采用其他亲水性聚合物化学药品也可以，如阴离子基团聚合物(阴离子聚丙烯酰胺，APAM)、亲水性的阳离子单体(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，DMC)或其均聚物以及两性聚合物(两性聚丙烯酰胺，AmPAM)。其中CPAM和AmPAM改性效果较好。喷雾涂布机采用美卓纸业技术有限公司(Mesto Paper)生产的OptiSpray喷雾涂布机。所述的喷雾涂布机安装在第一段热定型区聚酯成形网下面，喷雾由下往上均匀通过聚酯成形网。所述的喷雾能够确保成气化状态，不会成液滴态，否则，聚酯成形网单丝上会出现斑点痕迹，出现自污染情况。所述喷雾通过聚酯成形网后，及时抽吸排除，避免凝结后落在聚酯成形网上，形成斑点。抽吸装置设置在热循环加热机内，并且位于聚酯三层成型网和喷雾涂布机的上部，作为优先方案，抽吸装置位于聚酯三层成型网和喷雾涂布机的正上部；如图I所述，抽吸装置为一个覆盖住喷雾涂布机上方的罩子，阳离子聚丙烯酰胺溶液雾化后，先通过上方的聚酯三层成型网，通过聚酯三层成型网后的阳离子聚丙烯酰胺溶液蒸汽正好被罩子覆盖住，罩子通过管道与排风扇连接，从而将多余的蒸汽及时抽吸排除，并且冷凝。二段热定型采用的是挪威Pro_Group的热风箱(型号ATE (air through reflect))0 二段热定型是在剪裁插接后进行的，并且在聚酯三层成形网形成成品之前，经过二段热定型，即可包装成品。本提高聚酯成形网表面亲水性的方法专门针对聚酯单丝表面憎水性导致聚酯成形网难清洗的问题，提出采用改善聚酯成形网网丝表面亲水性的方法来改善聚酯成形网的可清洗性。本方法只需在原三层聚酯成形网编织技术过程中，添加加热喷雾涂布装置即可， 工艺过程简单。实施例2本实施例与实施例I基本相同，相同之处不再详述。不同之处为本实施例中， 在一段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至180°C ;同时阳离子聚丙烯酰胺溶液浓度为10%、温度为160°C、分子量约50万；在二段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至 140°C。其涂布改性前后表面电荷的微观结构参见图3和图4。实施例3本实施例与实施例I基本相同，相同之处不再详述。不同之处为本实施例中， 在一段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至200°C ;同时阳离子聚丙烯酰胺溶液浓度为15%、温度为160°C、分子量约150万；在二段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至140°C。其涂布改性前后表面电荷的微观结构参见图3和图4。实施例4本实施例与实施例I基本相同，相同之处不再详述。不同之处为本实施例中， 在一段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至190°C ;同时阳离子聚丙烯酰胺溶液浓度为15%、温度为150°C、分子量约100万；在二段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至 140°C。其涂布改性前后表面电荷的微观结构参见图3和图4。实施例5本实施例与实施例I基本相同，相同之处不再详述。不同之处为本实施例中， 在一段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至160°C ;同时阳离子聚丙烯酰胺溶液浓度为20%、温度为150°C、分子量约100万；在二段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至 140°C。其涂布改性前后表面电荷的微观结构参见图3和图4。实施例6本实施例与实施例I基本相同，相同之处不再详述。不同之处为本实施例中， 在一段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至170°C ;同时阳离子聚丙烯酰胺溶液浓度为20%、温度为150°C、分子量约100万；在二段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至 150°C。其涂布改性前后表面电荷的微观结构参见图3和图4。实施例7本实施例与实施例I基本相同，相同之处不再详述。不同之处为本实施例中， 在一段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至185°C ;同时阳离子聚丙烯酰胺溶液浓度为15%、温度为160°C、分子量约300万；在二段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至 140°C。其涂布改性前后表面电荷的微观结构参见图3和图4。实施例8本实施例与实施例I基本相同，相同之处不再详述。不同之处为本实施例中， 在一段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至190°C ;同时阳离子聚丙烯酰胺溶液浓度为20%、温度为140°C、分子量约200万；在二段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至 140°C。其涂布改性前后表面电荷的微观结构参见图3和图4。实施例9本实施例与实施例I基本相同，相同之处不再详述。不同之处为本实施例中，在一段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至190°C ;基团聚合物溶液为两性聚丙烯酰胺溶液，同时两性聚丙烯酰胺溶液浓度为20% (重量)、温度为140°C、分子量约200万；在二段热定型过程中，将聚酯三层成形网加热至140°C。其涂布改性前后表面电荷的微观结构参见图3和图5。实施例10本聚酯成型网的制作方法与实施例I相同。其涂布改性前后的微观结构参见图2 和图3。如图3所示，本聚酯成形网的网丝表面均匀涂布亲水性阳离子聚丙烯酰胺。亲水性化学药品可以采用阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)，一方面CPAM可以提高聚酯表面亲水性，提高成形网可清洗性和滤水性；另一方面阳离子聚丙烯酰胺是线性分子，容易吸附固着在聚酯成形网表面。其涂布改性前后表面电荷的微观结构参见图3和图4。实施例11
本聚酯成型网的制作方法与实施例9相同。其涂布改性前后的聚酯成形网表面电荷参见图3和图5。如图3所示，本聚酯成形网的网丝表面均匀涂布亲水性两性聚丙烯酰胺。亲水性化学药品采用带有阳离子和阴离子电荷的两性聚丙烯酰胺(AmPAM)，一方面 AmPAM可以提高聚酯表面亲水性，提高成形网可清洗性和滤水性，并具有一定的抵抗阴离子垃圾吸附的作用；另一方面两性聚丙烯酰胺是线性分子，容易吸附固着在聚酯成形网表面。
权利要求
1.一种提高聚酯成形网网丝表面亲水性的方法，其特征在于首先，一段热定型即将聚酯成形网加热至160 200°C;同时将浓度为10 20% (重量)、温度为120 180°C的亲水性聚合物化学品溶液雾化成气化状态后，再喷雾涂布于聚酯成形网单丝表面，同时将通过聚酯成形网的多余的气化状态的亲水性聚合物化学药品溶液蒸气抽吸排除；所述亲水性聚合物化学品分子量为约50-300万。第二，将经过上一步骤处理后的聚酯成形网进行剪裁、插接；最后，二段热处理即将经过第二步处理后的聚酯成形网加热至120 160°C。
2.根据权利要求I所述的提高聚酯成形网网丝表面亲水性的方法，其特征在于在一段热定型过程中，采用热风循环加热机对聚酯成形网进行热定型；采用设置在热风循环加热机内并位于聚酯成形网下方的喷雾涂布机将亲水性聚合物化学药品溶液雾化后，再喷雾由下往上均匀涂布于聚酯成形网单丝表面；采用设置在热风循环加热机内并位于聚酯成形网上方的抽吸装置将通过聚酯成形网的多余的气化状态的蒸气抽吸排除。
3.根据权利要求2所述的提高聚酯成形网网丝表面亲水性的方法其特征在于在一段热定型过程中，将聚酯成形网加热至160°C、170°C、180°C、185°C、19(rC或者200°C。
4.根据权利要求3所述的提高聚酯成形网网丝表面亲水性的方法其特征在于在一段热定型过程中，亲水性聚合物化学品溶液的温度为120°C、140°C、150°C、160°C、170°C或者 180。。。
5.根据权利要求4所述的提高聚酯成形网网丝表面亲水性的方法其特征在于在一段热定型过程中，亲水性聚合物化学品的分子量为约50万、100万、150万、200万、250万或者 300 万。
6.根据权利要求5所述的提高聚酯成形网网丝表面亲水性的方法其特征在于在一段热定型过程中，亲水性聚合物化学品溶液的浓度为10% (重量)、15% (重量)或者20%(重量)。
7.根据权利要求6所述的提高聚酯成形网网丝表面亲水性的方法，其特征在于所述亲水性化学药品溶液为基团聚合物溶液、亲水性的单体溶液及其均聚物溶液。
8.根据权利要求7所述的提高聚酯成形网网丝表面亲水性的方法，其特征在于所述基团聚合物溶液为阳离子聚丙烯酰胺溶液(CPAM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基卤化铵溶液、 二甲基二烯丙基氯化铵溶液、阴离子聚丙烯酰胺(APAM)溶液或者两性聚丙烯酰胺溶液。
9.根据权利要求8所述的提高聚酯成形网网丝表面亲水性的方法其特征在于所述聚酯成形网为聚酯三层成型网，编织结构为16综、20综或者24综。
10.一种采用权利要求I至9中任一项所述的提高聚酯成形网网丝表面亲水性的方法所得到的聚酯成形网。
全文摘要
本发明公开一种提高聚酯成形网表面亲水性的方法，首先，将聚酯成形网加热至160～200℃；同时将浓度为10～20％(重量)、温度为120～180℃、分子量为约50-300万的亲水性化学品溶液雾化成气化状态后，再喷雾涂布于聚酯成形网单丝表面，同时将多余的蒸气抽吸排除；第二，将聚酯成形网进行剪裁、插接；最后，将聚酯成形网加热至120～160℃。本发明还公开了一种采用上述方法而得到的聚酯成形网。本发明提高了聚酯成形网表面的亲水性，降低了与纸浆中树脂等憎水性物质的吸附，提高了聚酯成形网的可清洗性和滤水性能；进而降低了聚酯成形网冲洗水压，减轻高压水对成形网的破坏，延长聚酯成形网的使用寿命。
文档编号D06C7/02GK102587188SQ201210067489
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者叶平, 周积学, 张辉, 朱文远, 陆平 申请人:江苏金呢工程织物股份有限公司