CN100357519C - 具有pvoh纤维粘合剂的面纱 - Google Patents

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Abstract

本发明的方法包括：一个在工艺水中分散切断的丝和不连续的PVOH纤维的步骤，接着是一个在成型装置中形成床的步骤，其中通过让分散体在成型织物上流过而排放工艺水，将丝和纤维保留在所述织物上，然后是在烘干装置中的热处理步骤；PVOH纤维赋予了成型的纤维床以硬度。本方法提供了对于低比例的粘合剂具有非常高的拉伸强度的面纱。

Description

具有PVOH纤维粘合剂的面纱
本发明涉及一种纤维面纱的制造方法，其中粘合剂来自于聚乙烯醇(PVOH)纤维。根据本发明方法制得的面纱尤其可以用作墙面涂料。作为这种应用，一侧能用水基粘接剂将其粘附在墙上，另一侧其也能接受一种涂料(基于水或有机溶剂)。
“面纱”被理解为一种由完全散开的丝构成的非纺织物。通常，每单位面积的面纱的重量为10至60g/m2，优选为20至40g/m2，例如约为30g/m2。
面纱的连续制备包括让分散的丝床通过几个依次排列的装置，其中每一个装置必须对所述的丝施加一种特别的处理。当其在“成型装置”中成形后，再让纤维床通过“粘合剂施加装置”，接着通过“烘干装置”。依靠传送带将床传过这些装置，通常从一个带传到另一个带。由于其通过“带跳”从一种装置转移到另一种装置，形成的面纱趋向于失去它的粘合力，导致最终面纱结构上的缺陷，例如不均匀的重量。
本发明的连续方法包括：
一个将切断的丝和不连续的PVOH纤维分散在工艺水中的步骤，接着是
一个在成型装置中形成床的步骤，其中通过让分散体在成型织物上流过而排放工艺水，将丝和纤维保留在所述织物上，然后是
在烘干装置中的热处理步骤。
本发明克服了上述提到的问题。实际上，由于开始时引入的面纱PVOH纤维作为面纱的粘合剂，完全不必使用粘合剂施加装置，这就意味着面纱只会经历更少的“带跳”。另一方面，申请人发现PVOH纤维赋予了要成型的床以硬度，可能是由于PVOH纤维将粘性传递给床的各种成分而将它们固定在一起这样的事实。这样在带跳中床就受到较少的破坏。
为了在水中分散，丝在工艺水中混和时必须能够保持在独立的状态而不是发生群集。如果将切断的纱、一种丝的集合体分散在水中，当这些纱在水中分散时必须能够分离成丝。人们理解“纱”的意义是一种相邻丝的集合体，特别是含10到2000根相邻丝的集合体。因此这些丝，尤其是玻璃丝，能以尤其含有10到2000根丝的纱的形式引入工艺水中。
在本发明的框架内所能使用的丝通常包括玻璃丝，尤其是能够以切断的纱的形式用作分散体的玻璃丝。如果适合组合成纱，该丝可以在制造时上浆，特别是用含有机硅和/或成膜剂的胶液上浆。在这种情况下优选在分散在水中之前不干燥丝，这样以避免将丝与丝粘在一起而阻碍这些个体丝的分散。
除玻璃纤维之外所能使用的切断的丝状体是纤维素纤维(或使用同义词“纤维素丝状体”)和/或聚酯丝状体，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)丝状体。
通常从木浆中得到纤维素纤维。通常从商用纸板中得到木浆，纸板可以用水来软化。然后将已用于软化纸板的水用于向制备分散体的设备中转移木浆。这种水/浆混合物通常含恰好足量的水使其能够以流动的方式转移浆。在到达分散介质前，这种浆/水通常含70到99重量％的水和1到20重量％的纤维素。通常，将聚酯丝切断并具有3到25mm的长度范围以及7到20μm的直径范围。作为所能使用的聚酯丝可以提及由Kuraray公司在参考号EP133下市售的聚酯丝。
在本发明框架内，当寻求一种良好的撕裂强度时，更特定地，将玻璃丝/纤维素纤维的混和物作为切断的丝使用。
在本发明的框架内，当寻找一种良好的撕裂强度和改善的面纱表面时，特别优选将玻璃丝/聚酯丝混和物作为切断的丝使用。实际上，聚酯丝给了面纱更加均匀的表面。
PVOH纤维是不连续的，并且通常具有从3到15mm的长度范围和从7到20um的直径范围。
在第一步中，将切断的丝和PVOH纤维分散在水中，例如在浆粕机里。分散了切断的丝和PVOH纤维的水溶液被称为工艺水。这种分散体最初能在浆粕机里制备，例如使用一定比例的丝和纤维，例如这种丝+纤维的总重量范围占丝、纤维和工艺水总重量的0.01％到0.5％。
优选地，在当进入形成床的步骤时，这种丝/纤维/工艺水混合物是使丝+纤维的总重量占所述混和物重量的0.01到0.5％，优选0.02到0.05％的混合物。当让浆粕机通过形成床的装置时，混合物中丝+纤维的浓度可能减少。
优选所用的PVOH纤维的重量为切断的丝和PVOH纤维总重量的1.5到20％，特别优选为2.5到15％。
只使用玻璃丝作为切断的丝是可能的。
其它的能够使用的切断的丝是一种玻璃丝和纤维素纤维的混合物，特别是其中玻璃/纤维素重量比为99/1到80/20，优选95/5到90/10，它可以被理解为该玻璃丝的重量已经考虑了它们可容纳的任何胶料。
其它的能够使用的切断的丝是一种玻璃丝和聚酯丝的混合物，特别是以99/1到70/30，优选90/10到80/20存在的的重量比玻璃/聚酯混合物。工艺水可以包含一种增稠剂以增加其粘度。在工艺水中，这种增稠剂的含量可以是0到0.5重量％，所述增稠剂的一个可能的例子是羟乙基纤维素(例如Hercules的Natrosol 250HHR)。
工艺水可以包含阳离子分散剂。在工艺水中，这种阳离子分散剂的含量可以是0到0.1重量％。所述阳离子分散剂的一个可能的例子是胍或具有一脂肪链的胺。特别是可以使用CYTEC销售的气溶胶C61。
优选引入增稠剂以使工艺水在20℃时的粘度为1到20mPa.s，优选为5到12mPa.s。
搅动工艺水/切断的丝的分散体，然后将其转移到一可渗透的成型织物(其也叫做带)上，从而让工艺水流通它并将切断的丝和PVOH纤维保留在它的表面上。可以通过抽吸来加快工艺水的去除。工艺水可以循环使用并可以再次与切断的丝和PVOH纤维混和。切断的丝和PVOH纤维的混合物就这样在成型织物的表面形成床。
这种成型织物是一种传送带，也就是移动带，它把床向烘干装置传送。
在最初作为最终的纱的粘合剂使用的PVOH纤维的范围内，不必让成型的床通过粘合剂施加装置。然而，不排除以最初导入的纤维的形式使用小量的粘合剂以及通过在位于床成型装置下游的粘合剂施加装置中添加粘合剂来弥补。因此可以在最初导入的PVOH纤维形式中掺入粘合剂总重量的25到100％，剩余部分在粘合剂施加装置中应用。
最终的面纱通常包含1.5到15wt％的粘合剂(可以仅含PVOH)和优选2.5到10wt％的粘合剂(可以仅含PVOH)，面纱的剩余重量通常由丝的重量组成，其包括任何涂布的上浆的产品。通常根据本发明的面纱基于玻璃丝，也就是说，它通常包含至少55重量％的呈丝形式的玻璃。这样这种面纱能包含至少80重量％的呈丝形式的玻璃，尤其是在仅将玻璃丝用作切断的丝的情况下。
如果最终的面纱同时包含玻璃丝和纤维素纤维，则这两类成分依然以它们导入时已声明的比例存在于最终的面纱中。
如果最终的面纱同时包含玻璃丝和聚酯丝，则这两类成分依然以它们导入时已存在的比例存在于最终面纱中.如果选择在粘合剂施加装置中施加部分的总粘合剂，则通常以水分散体的形式来施加：
-或者通过浸泡在两成型织物间，在这种情形下将保持在两织物间的产品经过成对的滚筒沉浸在漕中；
-或者通过利用喷流沉积在切断的丝床上，这意味着粘合剂水溶液分散体以垂直于所述薄片和垂直于所述薄片前进方向的液流在切断的丝的薄片上流动。
该粘合剂可以是常用于这类方法的粘合剂类型。尤其地，它可可以是塑性化的聚乙酸乙烯基酯、苯乙烯-丙烯酸、自交联的丙烯酸、脲-甲醛或三聚氰胺-甲醛.过量的粘合剂能通过成型织物来吸收.
床必须湿着进入烘干装置(含水量在20到70wt％之间，例如含水量约为40wt％)以使聚乙烯醇纤维能溶解在水中。溶解在温度效应下进行，通常约在60℃以上，PVOH纤维转变成粘合剂小液滴.
热处理步骤的目的是蒸发水分并发生各种组分间的任何化学反应，例如-OH基团的浓缩反应。这种热处理能通过在140至250℃加热而进行。通常热处理持续的时间范围为从2秒到3分钟。可以在烘炉中用通过带的热空气环流对面纱进行干燥和热处理。经过热处理后，实质上已将所有的PVOH纤维转变成PVOH粘合剂并不再以纤维的形式出现。
图1概略地显示了一种制备本发明面纱的连续方法。在工艺水的存在下，在搅拌下使切断的丝和PVOH纤维在浆粕机1中分散.接着可通过管道3将混合物排进贮罐2，此贮罐的作用在于增加丝和工艺水的混合时间。此贮罐是任选的。接着通过管道4将混合物引导到管道5，在这里通过管道7将来自于管道4的混和流体和来自于压头箱6的循环工艺水合并。此时，在丝/纤维/工艺水混合物中丝和纤维的比例显著减少。在14处排出工艺水并任选地在15处通过成型织物8来吸收，并经由管道17再循环。然后在16处使循环水分开，例如使大约10％通过管道10返回浆粕机和大约90％通过管道9、7和之后的5返回压头箱6。通过泵11、12和13来保证在管道中的循环。泵11被称为风扇式泵。然后使成型面纱18经过“带跳”到达烘干装置19，紧接着在20处将最终的面纱卷起。
本发明提供一种面纱，其对于低比例的粘合剂具有非常强的拉伸强度，例如尤其是满足下面的关系式：
RT(L.G)＞0.03，或甚至＞0.035，
其中RT代表拉伸强度，用每5cm的daN表示，L代表用wt％表示的面纱中粘合剂的比例，G代表用g/m2表示的面纱的重量。通过得到的横向和纵向两个值的平均值来测定RT。
通过比较，对相同比例的粘合剂，根据本发明的面纱的拉伸强度是那些由具有很好特征的脲-甲醛组成的经典面纱所赋予的拉伸强度的两倍(特别参见实施例)。
依据本发明所述的面纱尤其打算作为墙面涂料.对于这类应用，不希望所述的面纱含有PVC型树脂。因此如上所述，根据本发明所述的面纱通常不含有PVC。
依据ISO3342标准来测量实施例中的拉伸强度。
实施例1到3：
使用切成长度为18mm的玻璃纱，所述纱包含直径为13μm的丝，用含有机硅的浆液涂布所述丝，它具有13重量％的水分。在附图1的流程中使用这些纱。将切断的玻璃纱导入浆粕机以使它们在所述浆粕机中的浓度分别为1.95(实施例1)、1.9(实施例2)和1.8(实施例3)克/升。将切断为4mm的PVOH纤维(由Kuraray公司销售的Duralon 105-2)导入浆粕机以使它们在所述浆粕机中的浓度为0.05(实施例1)、0.1(实施例2)和0.2(实施例3)克/升。然后将玻璃细纱的浓度稀释10倍以使到达成型织物的丝+纤维的浓度为0.2g/l。到达成型织物的PVOH纤维的浓度分别为0.005、0.01和0.02g/l。以80m/min的速度传送成型织物并且排放到织物上的玻璃纱/PVOH纤维/工艺水混合物的流速为35m3/hour。工艺水含有0.1重量％的羟乙基纤维素(Hercules的250HHR Natrosol)和0.025重量％的阳离子分散剂(Cytec的aerosol C61)。排放和吸收过量的水以后，湿的薄片含35％的水。接着将此薄片在180℃的热风炉中干燥20秒。所获得的面纱非常均匀并具有每单位面积50g/m2的重量。纱所包含的PVOH的量如表1中所示。表1汇集了结果。
实施例4到9(对比例)：
除了没有把PVOH纤维导入浆粕机之外，以及除了在成型织物之后和在干燥之前通过将PVOH或脲-甲醛的溶液喷流排放到前进的薄板上来添加粘合剂之外，其它步骤与实施例1一样。所获得的面纱都具有每单位面积50g/m2的重量。结果列于表1中。
表1
    PVOH纤维     液态PVOH     脲-甲醛
实施例编号     1     2     3     4     5     6     7     8     9
面纱中粘合剂的重量％     2.5     5     10     2.5     5     10     2.5     5     10
拉伸强度(daN/5cm)     5     10     20     2     4     8     2.5     5     10
RT(L.G)     0.04     0.04     0.04     0.016     0.016     0.016     0.02     0.02     0.02

Claims (30)

1.一种制进含玻璃丝和1.5到15重量％粘合剂的面纱的连续方法，所述面纱用含聚乙烯醇的粘合剂进行粘合，所述的方法包括：
a.一个在工艺水中形成由包含玻璃丝的切断的丝和不连续的聚乙烯醇纤维组成的分散体的步骤，接着是
b.一个使在成型装置中形成床的步骤，其中通过让分散体在成型织物上流过而排放工艺水，将丝和纤维保留在所述织物上，其中所述织物是一传送带，然后是
c.一个在烘干装置中使床在传送带上经受热处理的步骤。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于在从成型装置到烘干装置的通路上使所述的床至少发生一次带跳。
3.权利要求1和2之一所述的方法，其特征在于将所述的切断的玻璃丝以含有10到2000根可分散的丝的形式导入工艺水中。
4.权利要求1或2所述的方法，其特征在于聚乙烯醇纤维的重量占切断的丝和聚乙烯醇纤维总重量的1.5到20％。
5.权利要求3所述的方法，其特征在于聚乙烯醇纤维的重量占切断的丝和聚乙烯醇纤维总重量的1.5到20％。
6.权利要求4所述的方法，其特征在于聚乙烯醇纤维的重量占切断的丝和聚乙烯醇纤维总重量的2.5到15％。
7.权利要求5所述的方法，其特征在于聚乙烯醇纤维的重量占切断的丝和聚乙烯醇纤维总重量的2.5到15％。
8.权利要求1或2所述的方法，其特征在于聚乙烯醇纤维具有3到15mm的长度。
9.权利要求1或2所述的方法，其特征在于当进入床的成型步骤时，所述分散体是使丝+纤维的总重量为分散体重量的0.01到0.5％的分散体。
10.权利要求9所述的方法，其特征在于当进入床的成型步骤时，所述分散体是使丝+纤维的总重量为分散体重量的0.02到0.05％的分散体。
11.权利要求3所述的方法，其特征在于当进入床的成型步骤时，所述分散体是使丝+纤维的总重量为分散体重量的0.01到0.5％的分散体。
12.权利要求1或2所述的方法，其特征在于工艺水包含一种增稠剂使得它在20℃时粘度为1到20mPa.s。
13.权利要求12所述的方法，其特征在于工艺水包含一种增稠剂使得它在20℃时粘度为5到12mPa.s。
14.权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的面纱包含2.5到10重量％的粘合剂。
15.权利要求1或2所述的方法，其特征在于开始时加入的聚乙烯醇纤维占面纱中粘合剂总重量的25到100％。
16.权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的粘合剂专为聚乙烯醇。
17.权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的面纱包含至少80重量％的丝形式的玻璃。
18.含玻璃丝和至少一种粘合剂的面纱，它具有这样的特征：
RT/(L.G)＞0.03，
其中RT是横向和纵向的拉伸强度的平均值，以每5cm的daN表示，L是粘合剂的重量％，G是以g/m2表示的重量。
19.权利要求18中所述的面纱，其特征在于：RT/(L.G)＞0.035。
20.权利要求18和19之一所述的面纱，其特征在于它包含玻璃丝和纤维素丝，其中玻璃/纤维素的重量比为99/1到80/20。
21.权利要求18或19所述的面纱，其特征在于它包含玻璃丝和聚酯丝，其中玻璃/聚酯的重量比为99/1到70/30。
22.权利要求20所述的面纱，其特征在于它包含玻璃丝和聚酯丝，其中玻璃/聚酯的重量比为99/1到70/30。
23.权利要求18或19所述的面纱，其特征在于它包含至少80重量％的丝形式的玻璃。
24.权利要求20所述的面纱，其特征在于它包含至少80重量％的丝形式的玻璃。
25.权利要求18或19所述的面纱，其特征在于它包含1.5到15重量％的聚乙烯醇粘合剂。
26.权利要求20所述的面纱，其特征在于它包含1.5到15重量％的聚乙烯醇粘合剂。
27.权利要求25所述的面纱，其特征在于它包含2.5到10重量％的聚乙烯醇粘合剂。
28.权利要求26所述的面纱，其特征在于它包含2.5到10重量％的聚乙烯醇粘合剂。
29.权利要求18或19所述的面纱，其特征在于它不含有聚氯乙烯。
30.权利要求20所述的面纱，其特征在于它不含有聚氯乙烯。
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