CN116324085A - 具有改善的疏水性的用于压靴或者传送带的压套 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于压辊的压套、尤其是用于用来对纤维料幅进行脱水的靴式压机的压辊的压套,或者传送带,其中,所述压套或者传送带包括至少一个含有聚氨酯的层,其中,该聚氨酯通过i)多元醇成分,ii)异氰酸酯成分和iii)含有至少一种交联剂的成分在一个或者多个步骤中进行反应而形成,其中,该聚氨酯的多元醇成分的至少90重量%由一个或者多个彼此不同的按照以下通式(I)的结构单元组成,‑O‑R1‑X‑R2‑O‑(I),其中,一个或者多个不同的按照通式(I)的结构单元的所有R1和R2相互独立地相同或者不同,并且选自线性的C1‑C20烷基基团和分支的C1‑C20烷基基团,并且一个或者多个不同的结构单元的所有基团X相互独立地相同或者不同,并且选自键O、C(O)‑O和O‑C(O)‑O,其特征在于,按照通式(I)的结构单元的至少70重量%的结构单元满足以下标准:a)基团X的至少80%是O‑C(O)‑O,并且其余的基团X选自O和C(O)‑O,并且b)所有基团R1和R2的平均链长为8个或者多于8个碳原子,并且c)基团R1和R2的至少50%相互独立地分别为线性的或者分支的C8‑C12烷基基团。
Description
本发明涉及一种用于压辊的压套、尤其是用于用来对纤维料幅、尤其是纸幅、纸板幅、绵纸幅或者纤维素料幅进行脱水的靴式压机的压辊的压套,或者传送带、尤其是用于用来制造或者处理纤维料幅、尤其是纸幅、纸板幅或者绵纸幅的机器的传送带,其中,所述压套或者传送带包括至少一个含有聚氨酯的层。此外,本发明涉及一种用于制造这种压套或者传送带的方法、相应的压套以及相应的传送带。
压辊被用于各种压机,并且例如以靴式辊的形式在靴式压机中使用,该靴式压机又尤其用于对纤维料幅、例如纸幅进行脱水。这种靴式压机由靴式辊和对辊构成,在所述靴式辊和对辊之间构造有压榨间隙。靴式辊在此由静止的、即不旋转的压榨元件、即靴部和围绕靴部的柔性的压套组成。靴部通常由承载该靴部的轭架支撑并且通过液力的挤压元件压在围绕该靴部的压套上。在此,通常在靴部和压套之间构成用于润滑的油膜。由于靴部的在朝向对辊的一侧的凹形的构造,因此构成相对较长的压榨间隙,该压榨间隙比由两个旋转的辊构成的传统压机的压榨间隙长约20倍。
在靴式压机运行时,纤维料幅与一个或者两个压毡共同导引通过压榨间隙,其中,由于在压榨间隙中对纤维料幅施加压力而从纤维料幅流出的液体除了水以外还含有溶解的和部溶解的化合物、例如纤维、纤维碎片、填料和/或添加剂,所述液体暂时地被压毡和设置在压套表面中的凹部吸收。在离开压榨间隙之后,在压套重新进入压榨间隙之前,被压套吸收的液体被甩出压套。此外,由压毡吸收的水在离开压榨间隙之后通过抽吸元件去除。由于靴部的凹形的构造形成相对较长的压榨间隙,因此使得与由两个旋转的辊构成的压机相比,通过这种靴式压机实现了纤维料幅的明显更好的脱水,从而使随后的热干燥能够相应地缩短。以此方式实现了对纤维料幅特别经济的脱水。
这种靴式压机的压套必须理想地满足多种要求,以产生最佳的结果。一方面,这种压套必须是足够柔性的,以便能够围绕靴部导引。同时,压套必须是足够刚性的,以便不会由于压榨间隙中存在的压榨负荷过大程度地变形和形变。此外,压套必须具有高的耐磨性、良好的抗磨损性、高的抗开裂性、良好的抗裂隙生长性和相对于化学品、例如尤其是水、油、酸、碱和溶剂的抗性。压套的特点尤其在于,在纸张侧的疏水性非常高。
传送带尤其用于造纸机、纸板机或者绵纸机,该传送带必须至少满足上述要求中的一部分并且尤其是在其纸张侧面上必须具有非常高的疏水性。这种传送带例如被使用在这种机器的压榨部中,以便使纤维料幅通过压榨压区并且接着传送到转移位置,在所述转移位置将纤维料幅转移至后续的干燥部。这种传送带通常包括提供了该传送带的纸张侧的至少一个聚合物涂层,在该聚合物涂层中嵌入承载的平面织物。
为了至少部分地满足这些多方面的要求,这种压套通常由纤维强化的聚氨酯、即复合材料构成,在这种材料中,在由交联的聚氨酯构成的基体中嵌入纤维稀松平纹织物(Fasergelege)或者纤维织造织物。单层和相应的多层压套在此是已知的。
由EP 2 284 314 A1已知一种用于靴式压机的压套,该压套一个或者多个由交联的聚氨酯构成的层组成,纤维织物嵌入该交联的聚氨酯中。交联的聚氨酯在此是预聚物和交联剂成分的反应产物,所述预聚物由含有55至100mol%的对苯二异氰酸酯的异氰酸酯成分和多元醇制造,所述交联剂成分含有65至100mol%的一种或者多种确定的多胺。该多元醇优选为聚四亚甲基乙二醇。
用于靴式压机的压套或者传送带由EP 2 737 124 B1已知,其中,该压套或者传送带包括至少一个含有交联的聚氨酯的层,其中,该交联聚氨酯可通过一种工艺获得,其中,预聚物与含有至少一种重量平均的分子量超过1000g/mol的多元醇的交联剂成分反应,所述预聚物是含有亚甲基二苯基二异氰酸酯的异氰酸酯成分和含有聚碳酸酯多元醇的多元醇成分的反应产物。例如使用基于己二醇的聚碳酸酯多元醇作为聚碳酸酯多元醇。
尽管上述压套具有良好的机械特性和相对于水和化学品的较高的抗性,然而其疏水性、尤其是其纸张侧的疏水性亟待改进。
因此,本发明所要解决的技术问题为提供一种压套或者传送带,其中,该压套或者传送带具有改进的疏水性,但仍具有优良的耐磨性、出色的抗磨损性、优良的抗开裂性、出色的抗裂隙生长性、低膨胀性、相对于化学品、尤其是水、油、酸、碱和溶剂的高的抗性,优良的柔性以及出色的刚性。
按照本发明,所述技术问题如下解决,即提供一种用于压辊的压套、尤其是用于用来对纤维料幅、尤其是纸幅、纸板幅、绵纸幅或者纤维素料幅进行脱水的靴式压机的压辊的压套,或者传送带、尤其是用于用来制造或者处理纤维料幅、尤其是纸幅、纸板幅或者绵纸幅的机器的传送带,其中,所述压套或者传送带包括至少一个含有聚氨酯的层,其中,该聚氨酯通过i)多元醇成分,ii)异氰酸酯成分和iii)含有至少一种交联剂的成分在一个或者多个步骤中进行反应而形成,其中,该聚氨酯的多元醇成分的至少90重量%由一个或者多个彼此不同的按照以下通式(I)的结构单元组成,
-O-R1-X-R2-O-(I),
其中,一个或者多个不同的按照通式(I)的结构单元的所有的R1和R2彼此独立地相同或者不同,并且选自线性的C1-C20烷基基团和分支的C1-C20烷基基团,并且一个或者多个不同的结构单元的所有基团X独立地相同或者不同,并选自键O、C(O)-O和O-C(O)-O,其中,按照通式(I)的结构单元的至少70重量%符合以下标准:
a)至少80%的基团X是O-C(O)-0并且其余的基团X选自0和C(O)-O,并且
b)所有的基团R1和R2的平均链长是8个或者多于8个碳原子,并且
c)至少50%的基团R1和R2彼此独立地分别为线性的或者分支的C8-C12烷基基团。
令人惊讶地在本发明的范畴中确定,由聚氨酯构成的下述层尤其在其表面具有改善的疏水性,所述层的至少90重量%的多元醇成分由一个或者多个彼此不同的按照通式(I)的结构单元组成、即由多元醇基团组成,所述多元醇基团的至少70重量%满足标准a)至c)。此外,令人惊讶的是,这种由聚氨酯构成的层仍具有以下特点,即具有优良的耐磨性、出色的抗磨损性、优良的抗开裂性、出色的抗裂隙生长性、低膨胀性、相对于化学品、尤其是水、油、酸、碱和溶剂的高的抗性,优良的柔性以及出色的刚性。
按照本发明,“由一个或者多个彼此不同的”按照通式(I)的结构单元组成理解为,聚氨酯的多元醇成分含有多个这种按照通式(I)的结构单元,其中,各个单独的结构单元可以分别相同或者彼此不同。因此,这种表达尤其还包括分别含有多个、例如三个不同的结构单元的聚氨酯,其中这三个不同的结构单元中的每一个都具有通式(I),然而这三个不同的结构单元中的每一个都与其它两个不同。例如,在按照通式(I)的三个不同的结构单元中的一个结构单元中,基团X可以是碳酸酯基团,基团R1可以是壬烷基团,基团R2可以是癸烷基团,在按照通式(I)的三个不同的结构单元中的另一个结构单元中,基团X可以是碳酸酯基团,基团R1可以是壬烷基团,基团R2可以是十二烷基团,并且在按照通式(I)的三个不同结构单元中的第三个结构单元中,基团X可以是碳酸酯基团,基团R1和R2可以分别是壬烷基团。此外,“由一个或者多个彼此不同的按照通式(I)的结构单元组成”并不意味着各个单独的结构单元之间直接地相互连接。而是各个单独的结构单元可以通过一个或者多个原子相互分离地存在于分子链中。
在本发明的意义上,烷基基团被理解为CnH2n烃基团、即具有两个位于末端的基的烃基团。
在本发明的意义上,多元醇被理解为具有至少两个羟基的所有醇并且优选具有500至10000克/mol的重量平均的分子量。按照本发明,优选的多元醇是二元醇并且尤其是那些具有上述分子量的多元醇、即长链多元醇、即不是短链多元醇,例如是1,4-丁二醇。
聚氨酯的多元醇成分的至少90重量%在此由一个或者多个彼此不同的按照通式(I)的结构单元组成、即由多元醇基团组成。聚氨酯的多元醇成分的95重量%至100重量%优选由一个或者多个彼此不同的按照通式(I)的结构单元组成。因此,多元醇基团构成了聚氨酯的主要组成部分,而不仅仅是较小的组成部分。
按照本发明的聚氨酯可以、然而并非一定是可浇注的聚氨酯和/或热塑性的聚氨酯。按照本发明的聚氨酯例如可以由至少一种预聚物和至少一种交联剂获得或者通过在一个步骤中使多元醇成分、异氰酸酯成分和交联剂反应获得。如果聚氨酯由至少一种预聚物和至少一种交联剂获得,那么这些聚氨酯中的多元醇结构单元必然包含在预聚物部分中,也可以、然而并非必须包含在交联剂中。
按照本发明,按照通式(I)的结构单元的至少70重量%符合上述a)至c)三个标准。因此重要的是,聚氨酯中包含的按照通式(I)的多元醇结构单元的大部分满足上述三个标准a)至c),其中,如果次要数量的多元醇结构单元不满足这些标准或者不完全满足这些标准也是无害的。然而,尤其在一个或者多个彼此不同的按照通式(I)的结构单元的至少80重量%、特别优选至少90重量%、最优选至少95重量%和最优选所有结构单元分别满足标准a)至c)时获得良好的结果。
在本发明构思的扩展设计中建议,按照通式(I)的一个或者多个彼此不同的结构单元的满足标准a)至c)的至少70重量%的结构单元的所有基团R1和R2,和优选按照通式(I)的结构单元的不满足或者至少不完全满足符合标准a)至c)的必要时高达30重量%的其它结构单元的基团R1和R2彼此独立地相同或者不同,并且选自线性的C4-C14-烷基基团和分支的C4-C14-烷基基团并且特别优选选自线性的C6-C14-烷基基团和分支的C6-C14-烷基基团。至少对于按照通式(I)的结构单元的满足标准a)至c)的至少70重量%的结构单元,按照标准c)至少50%、优选至少80%、特别优选至少90%并且最优选全部基团R1和R2分别相互独立地为线性的或者分支的C8-C12烷基基团。
按照本发明的特别优选的实施方式,按照通式(I)的一个或者多个彼此不同的结构单元的满足标准a)至c)的至少70重量%的结构单元的至少90%、特别优选至少95%、最优选至少99%并且最优选所有的基团X,和优选按照通式(I)的一个或者多个彼此不同的结构单元的不满足或者不完全满足符合标准a)至c)的包含最多小于30重量%的结构单元的基团X是碳酸盐基团O-C(O)-O。在该实施方式中,疏水性的程度尤其由基团R1和R2的长度确定。然而,在该实施方式中,结晶度可以相对较高。
对于期望结晶度降低的应用,在本发明构思的扩展设计中建议,聚氨酯除了聚碳酸酯多元醇基团、即除了按照通式(I)的其中基团X为O-C(O)-O的结构单元之外,还可以包含其它多元醇基团、例如尤其是聚醚多元醇基团,即按照通式(I)的其中所有基团X为O的结构单元,或者聚醚聚碳酸酯基团、即按照通式(I)的其中一些基团X为O并且其它基团X为O-C(O)-O的结构单元。适宜的聚醚多元醇的例子为聚四亚甲基乙二醇和聚丙二醇。在该实施方式中,优选80%至99%,更优选85%至95%的按照通式(I)的一个或者多个不同结构单元的基团X具有O-C(O)-O作为基团,其余至100%的按照通式(I)的一个或者多个不同结构单元的基团X具有O作为基团。
另一种降低聚氨酯结晶度的可行方案是:将按照通式(I)的结构单元中的至少部分的基团R1和R2设置为分支的烷基基团并且尤其是分支的C8-C12烷基基团。在该实施方式中,按照通式(I)的结构单元的基团R1和R2的1%至30%是分支的烷基基团,而其余至100%的基团R1和R2是线性的烷基基团。
此外,在本发明的范畴中认识到,如果按照通式(I)的结构单元包含的基团R1的碳链长度与基团R2不同,则聚氨酯的结晶度可以降低。
按照标准b),按照通式(I)的一个或者多个彼此不同的结构单元的满足标准a)至c)的至少70重量%的结构单元的所有基团R1和R2的平均链长为8个碳原子或者多于8个碳原子。平均的碳链长度在此是指算术平均值,即这些结构单元的所有基团R1和R2的碳链长度之和除以这些结构单元的基团R1和R2的总数。然而,所有组别R1和R2的平均链长也不应过大。尤其在按照通式(I)的一个或者多个彼此不同的结构单元的满足标准a)至c)的至少70重量%的结构单元的所有基团R1和R2的平均链长为8至15、特别优选多于8至12、特别优选9至11时,可以获得良好的结果。
所述条件优选不仅适用于按照通式(I)的一个或者多个彼此不同的结构单元的满足标准a)至c)的至少70重量%的结构单元,而且优选适用于按照通式(I)的所有结构单元,即也适用于不满足或者不完全满足a)至c)标准的最多小于30重量%的结构单元。因此优选的是,按照通式(I)的所有结构单元的所有基团R1和R2的平均链长为8个碳原子或者多于8个碳原子、进一步优选8至15个碳原子或者多于8至15个碳原子、特别优选8至12个碳原子、最优选9至11个碳原子。
按照标准c),按照通式(I)的一个或者多个彼此不同的结构单元的满足标准a)至c)的至少70重量%的结构单元的基团R1和R2的至少50%分别相互独立地是线性的或者分支的C8-C12-烷基团。尤其是当按照通式(I)的一个或者多个不同的结构单元的基团R1和R2的至少70%、进一步优选至少80%、特别优选至少90%、特别优选至少95%并且最优选全部基团R1和R2分别相互独立地是线性的或者分支的C6-C14烷基基团或者线性的或者分支的C8-C12烷基基团时获得良好的结果。
所述条件优选不仅适用于按照通式(I)的一个或者多个彼此不同的结构单元的满足标准a)至c)的至少70重量%的结构单元,而且优选适用于按照通式(I)的所有结构单元,即也适用于不满足或者不完全满足a)至c)标准的最多小于30重量%的结构单元。因此优选的是,按照通式(I)的全部结构单元的基团R1和R2的至少50%、优选至少70%、进一步优选至少80%、特别优选至少90%并且最优选全部基团R1和R2分别相互独立地是线性的或者分支的C6-C14烷基基团或者线性的或者分支的C8-C12烷基基团时获得良好的结果。
在本发明构思的扩展设计中建议,按照通式(I)的结构单元的至少一部分是低聚物,即具有通式(II):
-(O-R3-O-C(O))n1-O-(II),
其中,基团R3选自线性的C1-C20烷基基团和分支的C1-C20烷基基团,并且n1为至少3的整数。如果按照通式(I)的结构单元的至少有60重量%具有通式(II),则基团R3必须是C8-C12烷基基团,因为否则将不符合标准c)。
n1优选是3至100之间的整数并且优选是4至25之间的整数。
此外优选的是,按照通式(II)的结构单元的重量平均的分子量为500至10000g/mol、特别优选800至4000g/mol并且特别优选1000至3000g/mol。可以通过凝胶渗透色谱法对照聚苯乙烯标准确定分子量。然而,按照本发明优选的是,通过羟基数确定结构单元的重量平均的分子量,即通过与1克物质乙酰化过程中结合的乙酸的量相当的以毫克为单位的氢氧化钾的量确定。羟基数可以通过反向滴定法按照DIN 53240标准确定并且单位为mgKOH/g。重量平均的分子量可以通过用112,200除以羟基数来确定。
同样在该实施方式中优选的是,按照通式(II)的结构单元的基团R3选自线性的C6-C14烷基基团和分支的C6-C14烷基基团,并且优选选自线性的C8-C12烷基基团和分支的C8-C12烷基基团、最优选选自线性的C10烷基基团和分支的C10烷基基团。
在本发明构思的扩展设计中建议,所有按照通式(I)的结构单元的至少50重量%,进一步优选至少70重量%、更优选至少80重量%、特别优选至少90重量%并且最优选所有按照通式(I)的结构单元具有通式(II)。尤其是在按照通式(II)的结构单元的份额非常高的情况下,聚氨酯的结晶度可以相对较高。
对于期望结晶度降低的应用,在本发明构思的扩展设计中建议,聚氨酯除了聚碳酸酯多元醇基团、即除了按照通式(II)的结构单元之外,还包含其它多元醇基团、例如尤其是聚醚多元醇基团,即按照通式(I)的其中所有基团X为O的结构单元,或者聚醚聚碳酸酯基团、即按照通式(I)的其中一些基团X为O并且其它基团X为O-C(O)-O的结构单元。这种聚醚多元醇的适宜的示例例如是聚四亚甲基乙二醇和聚丙二醇。在所述实施方式中,优选80%至99%并且优选85%至95%的按照通式(I)的结构单元具有通式(II),而其余的结构单元具有通式(I),在该通式(I)中基团X为O。
如上所述,在所述实施方式中,降低聚氨酯结晶度的另一种可行方案是:设置分支的烷基基团并且尤其是分支的C8-12烷基基团作为通式(II)中的基团R3。
按照本发明的另一个特别优选的实施方式,按照通式(I)的结构单元的至少一部分具有通式(III):
-(O-R4-O-C(O)-O-R5-O-C(O))n2-O-(III),
其中,R4和R5彼此不同,并且相互独立地选自线性的C1-C20烷基基团和分支的C1-C20烷基基团,并且n2为至少为2的整数。如果按照通式(I)的结构单元的至少有60重量%具有通式(III),则基团R4和R5必须是C8-C12烷基基团,因为否则将不符合标准c)。
n2优选是2至50之间并且优选2至12之间的整数。
此外优选的是,按照通式(III)的结构单元的重量平均的分子量为500至10000g/mol、特别优选800至4000g/mol并且特别优选1000至3000g/mol。
如果具有通式(I)、(II)和(III)的所有结构单元的所有基团R1、R2、R3、R4和R5的至少50%、优选至少80%并且特别优选至少90%分别是线性的或者分支的C8-C12烷基基团,那么尤其是当按照通式(III)的结构单元的所有基团R4和R5相互独立地选自线性的C4-C14烷基基团和分支的C4-C14烷基基团、特别优选选自线性的C6-C14烷基基团和分支的C6-C14烷基基团并且最优选选自线性的C8-C12烷基基团和分支的C8-C12烷基基团时获得良好的结果。
按照一种优选的实施方式,R4和R5中的其中一个是线性的或者分支的C5-C7烷基基团、优选是C6烷基基团,并且R4和R5中的另一个是线性的或者分支的C9-C11烷基基团、优选是C10烷基基团。
如所阐述的,在所述实施方式中最优选的是,按照通式(III)的结构单元的所有基团R4和R5都相互独立地选自线性的C6-C14烷基基团和分支的C6-C14烷基基团,或者选自线性的C8-C12烷基基团和分支的C8-C12烷基基团。
在本发明构思的扩展设计中建议,所有按照通式(I)的结构单元的至少50重量%,进一步优选至少70重量%、更优选至少80重量%、特别优选至少90重量%并且最优选所有按照通式(I)的结构单元具有通式(III)。尤其是在按照通式(II)的结构单元的份额非常高的情况下,聚氨酯的结晶度可以相对较高。
尤其是当期望降低聚氨酯的结晶度时,优选将通式(III)中的R4和R5基团设置为分支的烷基基团、尤其是分支的C8-12烷基基团。
在本发明构思的扩展设计中建议,压套或者传送带的聚氨酯包括不同的多元醇结构单元的混合物,其中一部分具有通式(II),另一部分具有通式(III)。例如,在按照通式(I)的聚氨酯的所有结构单元中,10%-90%可以具有通式(II),并且10%-90%可以具有通式(III)。按照另一示例,按照通式(II)和(III)的多元醇结构单元可以这样分布,使得20-40重量%(例如约25重量%)的R3、R4和R5是线性的或者分支的C4-C7烷基基团,其余至100重量%(例如约75重量%)的R3、R4和R5是线性的或者分支的C8-C12烷基基团。在所述实施方式中进一步优选的是,20-40重量%(例如约25重量%)的R3、R4和R5是线性的或者分支的C9-C11烷基基团,其余至100重量%(例如约75重量%)的R3、R4和R5是线性的或者分支的C9-C11烷基基团,或者20-40重量%(例如约25重量%)的R3、R4和R5是线性的或者分支的C6烷基基团并且其余至100重量%(例如约75重量%)的R3、R4和R5是线性的或者分支的C10烷基基团。
针对所使用的异氰酸酯成分ii)的类型,本发明未特别地限制。尤其是在下述情况下得到良好的结果,即异氰酸酯成分ii)是一种或者多种二异氰酸酯化合物,所述一种或者多种二异氰酸酯化合物选自由甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、亚甲基二苯基异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IDI),环己烷二异氰酸酯(CHDI)、亚苯基二异氰酸酯(PPDI)、邻甲基二异氰酸酯(TODI)、3,3'-二甲基-4,4'-联苯二异氰酸酯、间苯二甲基异氰酸酯(XDI)、异氰酸甲酯环己烷(H6XDI)以及两种或者多种上述化合物的混合物组成的组。
针对成分iii)中使用的至少一种交联剂的类型,本发明也未特别地限制。成分iii)尤其可以为此包含至少一种交联剂,所述交联剂选由自胺、多元醇和两种或者多种上述化合物的任何混合物组成的组。
适宜的胺类化合物例如是选自下述组的胺类化合物,所述组由4,4'-亚甲基双(2,6-二乙基-3-氯苯胺)、4,4'-亚甲基双(2-氯苯胺)、4,4'-亚甲基双(2-乙基苄胺)、4,4'-亚甲基双(2,6-二乙基苯胺)、4,4'-亚甲基双(环己胺)、二乙基甲基苯二胺、4,4'-二氨基二环己基甲烷、4,4'-二氨基-3,3'-二甲基二环己基甲烷、4,4'-二氨基二苯基甲烷、3,5-二甲基硫代甲苯二胺、3,5-二甲基甲苯-2,4-二胺、3,5-二甲基甲苯-2,6二胺、聚四亚甲基氧化物二对氨基苯甲酸酯、聚四亚甲基-3-甲基四亚甲基醚二醇二对氨基苯甲酸酯、三亚甲基二对氨基苯甲酸酯、4-氯-3,5-二氨基苯甲酸异丁酯、四甲基溴化铵、乙二胺、肼、六亚甲基二胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、1,4-二氨基环己烷、1,2-二氨基环己烷、异佛尔二胺、二乙基甲苯二胺、3,5-二甲硫基-2,4-甲苯二胺、3,5-二甲硫基-2,6-甲苯二胺以及上述两种或者多种物质的任何混合物组成。
代替胺类化合物或者作为胺类化合物的附加方案,成分iii)可以包括至少一种短链多元醇、优选短链二元醇,其优选选自以下组,所述组由乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、聚乙二醇、N-N'-双(2-羟丙基苯胺)、氢醌-双2-羟乙基醚、1,3-双(2-羟乙基)间苯二酚、三醇、聚四氢呋喃以及上述两种或者多种化合物的任何混合物组成。如果这些化合物具有通式(I)的结构单元,那么这些化合物就属于上述结构单元,并且因此在聚氨酯是否符合标准a)至c)方面是重要的。
除此之外,成分iii)还可以包括按照通式(IV)的聚碳酸酯多元醇:
HO-R6-(O(O)C-O-R7)n3-OH(IV),
其中,R6和R7相互独立地是必要时OH基团取代的线性的或者分支的C1-14烷基基团,并且特别优选为OH基团取代的线性的或者分支的C4-10烷基基团,并且n3是2和50之间的整数。这种聚碳酸酯多元醇的分子量优选为1000至3000克/mol。这种聚碳酸酯多元醇属于上述结构单元,并且因此重要的是,聚氨酯是否满足标准a)至c)。
为了发起交联反应进一步优选的是,成分iii)还含有至少一种催化剂,其中,该至少一种催化剂优选为有机金属化合物或者是Zn、Co、Bi、Hg、Cd、K或者其他金属和/或叔胺的盐,并且特别优选是一种选自以下组的化合物,所述组由二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二乙酸二辛酯、二丁基锡硫酸盐、二丁基锡氧化物、二甲基锡硫酸盐、二辛基锡硫酸盐、二甲基锡羧酸盐以及两种或者多种上述化合物的任何混合物组成。叔胺的优选的示例为双-(2-二甲基氨基乙基)醚、烷基吗啉、1N,N-烷基苄胺、1,2-二甲基咪唑、N,N-二甲基环己胺和N,N,N',N'-四甲基乙二胺。其它合适的催化剂在Szycher的Handbook of Polyurethanes,Chapter 10,ISBN 0-8493-0602-7中有描述。
在本发明构思的扩展设计中建议,至少在按照本发明的压套或者传送带的至少一个由上述聚氨酯形成的层中,聚氨酯形成基体,在所述基体中嵌入纤维稀松平纹织物或者纤维织造织物。
按照本发明的压套可以设计为单层或者多层。如果压套设计为多层的,优选的是,至少外部的层如上所述地组成。备选地也可行的是,上述聚氨酯只包含在压套的各个单独的区域、例如压榨区中或者靴部边缘处。
本发明的另一个技术方案为一种用于制造前述压套或者传送带的方法,该方法包括以下步骤:
1)提供多元醇成分i)、异氰酸酯成分ii)和含有至少一种交联剂的成分iii),其中,多元醇成分i)含有至少一种多元醇,该多元醇由符合以下通式(I)的结构单元组成、
-O-R1-X-R2-O-(I),
其中,一个或者多个彼此不同的按照通式(I)的结构单元的所有R1和R2相互独立地相同或者不同,并且选自线性的C1-C20烷基基团和分支的C1-C20烷基基团,并且一个或者多个彼此不同的结构单元的所有基团X相互独立地相同或者不同,并且选自键O、C(O)-O和O-C(O)-O,
2)使多元醇成分i)、异氰酸酯成分ii)和成分iii)的至少一部分反应形成聚氨酯,使得该聚氨酯的至少90重量%由一个或者多个彼此不同的按照通式(I)的结构单元组成,其中,按照通式(I)的结构单元的至少70重量%的结构单元满足以下标准:
a)基团X的至少80%是O-C(O)-O,并且其余的基团X选自O和C(O)-O,并且
b)所有基团R1和R2的平均链长为8个或者多于8个碳原子;并且
c)基团R1和R2的至少50%相互独立地分别为线性的或者分支的C8-C12烷基基团,并且
3)使用在步骤2)中制造的聚氨酯形成压套或者传送带。
本发明的另一个技术方案为一种用于对纤维料幅、尤其是纸幅、纸板幅、绵纸幅或者纤维素料幅进行脱水的靴式压机,该靴式压机包括前述压套。
此外,本发明涉及一种用于制造或者处理纤维料幅的机器、尤其是造纸机、纸板机或者绵纸机,其包括前述传送带。
以下根据有利的实施方式并且参照所附的附图纯粹示例性地描述本发明。
在附图中:
图1示出了具有按照本发明的实施例的压套的靴式压机的示意图,并且
图2示出了具有按照本发明的实施例的造纸机的压榨部的示意图,该压榨部具有靴式压机和传送带。
在图1中示出靴式压机10,所述靴式压机包括靴式辊12和对辊14。对辊14由旋转的圆柱状地设计的辊构成,而靴式辊12由靴部16、承载该靴部的立式轭架18和压套20组成。靴部16在此由轭架18支撑并且通过液力的挤压元件(未示出)压在围绕该靴部的压套20上。由于靴部16在其面向对辊14的一侧上的凹形的构造,形成了相对较长的压榨间隙22。
靴式压机10尤其适用于对纤维料幅24、例如纸幅进行脱水。在靴式压机运行时,纤维料幅24与一个或者两个压榨膜26、26'导引通过压榨间隙22,其中,由于在压榨间隙22中对纤维料幅24施加压力而从纤维料幅24流出的液体除了水以外还含有溶解的和部溶解的化合物、例如纤维、纤维碎片、填料和/或添加剂,所述液体暂时地被压榨膜26、26'和设置在压套表面中的凹部(未示出)吸收。在离开压榨间隙22之后,在压套20重新进入压榨间隙22之前,被压套20吸收的液体被甩出压套20。此外,由压毡26、26'吸收的水在离开压榨间隙22之后通过抽吸元件去除。
由于靴部16的在其与对辊14对置的一侧上的凹形的构造形成相对较长的压榨间隙22,因此使得与由两个旋转的辊构成的压机相比,通过这种靴式压机10实现了纤维料幅24的明显更好的脱水,从而使随后的热干燥能够相应地缩短。以此方式实现了对纤维料幅24特别经济的脱水。
图2示出了包括靴式压机10的造纸机的压榨部的局部区域。如在图1中所示的实施方式,靴式压机10在此包括靴式辊12和对辊14,该靴式辊具有压套20和挤压元件或者靴部16,其中,在靴部16和对辊14之间形成压榨间隙。此外,造纸机的该部分包括两个抽吸辊28、28'和两个转向辊30、30'。在造纸机运行时,由抽吸辊28、28'导引的毛毡26导引通过压榨间隙,该毛毡在抽吸辊28处承接纤维料幅24。此外,在导引纤维料幅24的毛毡26下方,由转向辊30、30'导引的传送带或者转移带32导引通过压榨间隙,其中,传送带32在压榨间隙中从毛毡26承接纤维料幅24,并且通过转向辊30'将纤维料幅导引离开压榨间隙。由于在压榨间隙中施加到纤维料幅24上的压力液体从纤维料幅中流出,所述液体除了水之外,还含有溶解和未溶解的化合物、例如纤维、纤维碎片、填料和/或添加剂,所述液体被毛毡26和设置在压套表面中的凹部暂时地吸收。在离开压榨间隙之后,在压套20重新进入压榨间隙之前,被压套20吸收的液体被甩出压套20。此外,由毛毡26吸收的水在离开压榨间隙之后通过设置在抽吸辊28'上的抽吸元件被去除。由于靴部16的凹形的构造形成相对较长的压榨间隙,因此使得与由两个旋转的辊构成的压机相比,通过这种靴式压机实现了纤维料幅24的明显更好的脱水,从而使随后的热干燥能够相应地缩短。以此方式实现了对纤维料幅24特别经济的脱水。
附图标记列表
10 靴式压机
12 靴式辊
14 对辊
16 靴部
18 立式轭架
20 压套
22 压榨间隙
24 纤维料幅
26、26' 压毡
28、28' 抽吸辊
30、30' 转向辊
32 传动带/转移带
Claims (19)
1.一种用于压辊的压套、尤其是用于用来对纤维料幅、尤其是纸幅、纸板幅、绵纸幅或者纤维素料幅进行脱水的靴式压机的压辊的压套,或者传送带、尤其是用于用来制造或者处理纤维料幅、尤其是纸幅、纸板幅或者绵纸幅的机器的传送带,其中,所述压套或者传送带包括至少一个含有聚氨酯的层,其中,该聚氨酯通过i)多元醇成分,ii)异氰酸酯成分和iii)含有至少一种交联剂的成分在一个或者多个步骤中进行反应而形成,其中,该聚氨酯的多元醇成分的至少90重量%由一个或者多个彼此不同的按照以下通式(I)的结构单元组成,
-O-R1-X-R2-O-(I),
其中,所述一个或者多个不同的按照通式(I)的结构单元的所有R1和R2相互独立地相同或者不同,并且选自线性的C1-C20烷基基团和分支的C1-C20烷基基团,并且一个或者多个不同的结构单元的所有基团X相互独立地相同或者不同,并且选自键O、C(O)-O和O-C(O)-O,其特征在于,按照通式(I)的结构单元的至少70重量%的结构单元满足以下标准:
a)基团X的至少80%是O-C(O)-O,并且其余的基团X选自O和C(O)-O,并且
b)所有基团R1和R2的平均链长为8个碳原子或者多于8个碳原子,并且
c)基团R1和R2的至少50%相互独立地分别为线性的或者分支的C8-C12烷基基团。
2.根据权利要求1所述的压套或者传送带,其特征在于,所述一个或者多个彼此不同的按照通式(I)的结构单元的至少80重量%、特别优选至少90重量%、最优选至少95重量%和最优选所有结构单元分别满足所述标准a)至c)。
3.根据权利要求1或2所述的压套或者传送带,其特征在于,所述一个或者多个不同的按照通式(I)的结构单元的所有的基团R1和R2彼此独立地相同或者不同,并且选自线性的C4-C14-烷基基团和分支的C4-C14-烷基基团并且优选选自线性的C6-C14-烷基基团和分支的C6-C14-烷基基团。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的压套或者传送带,其特征在于,聚氨酯的多元醇成分含有两个、三个或者更多个彼此不同的按照通式(I)的结构单元,其中,所述两个、三个或者更多个彼此不同的按照通式(I)的结构单元中的每个结构单元的基团R1和/或R2与所述两个、三个或者更多个彼此不同的按照通式(I)的结构单元中的其它结构单元的基团不同。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的压套或者传送带,其特征在于,所述一个或者多个彼此不同的按照通式(I)的结构单元的所有基团R1和R2的平均链长为8至15、优选多于8至15、特别优选8至12并且特别优选9至11。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的压套或者传送带,其特征在于,所述一个或者多个不同的按照通式(I)的结构单元的基团R1和R2的至少70%、优选至少80%、特别优选至少90%、特别优选至少95%并且最优选全部基团R1和R2分别相互独立地是线性的或者分支的C8-C12烷基基团。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的压套或者传送带,其特征在于,按照通式(I)的结构单元的至少一部分具有通式(II):
-(O-R3-O-C(O))n1-O-(II),
其中,基团R3选自线性的C1-C20烷基基团和分支的C1-C20烷基基团,并且n1为至少3的整数。
8.根据权利要求7所述的压套或者传送带,其特征在于,m为3至100之间的整数并且优选为4至25之间的整数。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的压套或者传送带,其特征在于,按照通式(I)和/或按照通式(II)的结构单元的重量平均的分子量为500至10000g/mol、优选800至4000g/mol并且特别优选1000至3000g/mol。
10.根据权利要求7至9中至少一项所述的压套或者传送带,其特征在于,按照通式(II)的结构单元的基团R3选自线性的C6-C14烷基基团和分支的C6-C14烷基基团,或者选自线性的C8-C12烷基基团和分支的C8-C12烷基基团。
11.根据权利要求7至10中至少一项所述的压套或者传送带,其特征在于,所有按照通式(I)的结构单元的至少50重量%,优选至少70重量%、特别优选至少80重量%、特别优选至少90重量%并且最优选所有按照通式(I)的结构单元具有通式(III)。
12.根据权利要求7至11中至少一项所述的压套或者传送带,其特征在于,优选80%至99%并且优选85%至95%的按照通式(I)的结构单元具有通式(II),而其余的结构单元具有通式(I),其中基团X为O。
13.根据前述权利要求中至少一项所述的压套或者传送带,其特征在于,按照通式(I)的结构单元的至少一部分具有通式(III):
-(O-R4-O-C(O)-O-R5-O-C(O))n2-O-(III),
其中,R4和R5彼此不同,并且相互独立地选自线性的C1-C20烷基基团和分支的C1-C20烷基基团,并且n2为至少为2的整数。
14.根据权利要求13所述的压套或者传送带,其特征在于,n2为2至50之间的整数并且优选为2至12之间的整数。
15.根据权利要求13或14所述的压套或者传送带,其特征在于,按照通式(III)的结构单元的重量平均的分子量为500至10000g/mol、优选800至4000g/mol并且特别优选1000至3000g/mol。
16.根据权利要求13至15中至少一项所述的压套或者传送带,其特征在于,按照通式(III)的结构单元的所有基团R4和R5选自线性的C6-C14烷基基团和分支的C6-C14烷基基团,或者选自线性的和分支的C8-C12烷基基团或者选自线性的和分支的C8-C12烷基基团。
17.根据前述权利要求中至少一项所述的压套或者传送带,其特征在于,异氰酸酯成分ii)是一种或者多种二异氰酸酯化合物,所述一种或者多种二异氰酸酯化合物选自由甲苯-2,4-二异氰酸酯、亚甲基二苯基异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯,环己烷二异氰酸酯,对苯二异氰酸酯、邻甲基二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-联苯二异氰酸酯,间苯二甲基异氰酸酯,异氰酸甲酯环己烷以及上述两种或者多种化合物的混合物组成的组,并且成分iii)包含至少一种交联剂,所述交联剂选由自胺、多元醇和两种或者多种上述化合物的任意混合物组成的组。
18.一种靴式压机,所述靴式压机用于对纤维料幅、尤其是纸幅、纸板幅、绵纸幅或者纤维素料幅进行脱水,所述靴式压机包括具有根据前述权利要求之一所述的压套。
19.一种用于制造或者处理纤维料幅的机器、尤其是造纸机、纸板机或者绵纸机,所述机器包括根据权利要求1至17中至少一项所述的传送带。
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