[发明专利]靴形压带

说明书

发明背景

本发明一般地涉及用于造纸工艺不同阶段的压带。更特别地，本发明涉及在纸板、纸张和纸浆机中的压制段的靴形压机中以及制造某类纸张时造纸砑光机的靴形压机中使用的靴形压带。

靴形压机通常用于纸浆、纸板和纸张机以使纤维网脱水。通过旋转的压辊将在这种靴形压机中高速运行的湿纤维网的一面压榨，同时通过由具有弹性弹性体的环带所包围的固定压力靴压榨该纤维网的另一面。该带以与纤维网近似相同的速率在压辊和压力靴之间运行。压毡之上的纤维网通过靴形压机驱动，压带的外表面与压毡直接接触且压带的内表面相对于压力靴滑动。典型地在该带与压力靴之间提供润滑油，以确保该带的自由运动。

现有技术的压带典型地含有弹性体材料如聚氨酯或橡胶，以及在该带内部由纱线制成的支撑结构。靴形压机的一个例子公开在FI20040166。

通常来说，在纤维网以高速率通过靴形压机运行时，靴形压带在压辊和压力靴之间经受循环的高弯曲力和压力。随着时间的推移，这些应力会在使用期间使压带材料产生裂纹，最终使压带损坏而不能使用。通常趋势是提高造纸机中的织物速率以改进制造效率。由于采用更高速率来针对与先前相同的干物质含量，必须提高压力。由此压榨步骤中使用的靴形压带也经受越来越高的负荷，由此要求压带具有多种性能以确保高性能。随着造纸机中织物速率增加，该带由于一方面增加的速率以及另一方面润滑油的升温而经受越来越高的热负荷。考虑到该带的使用寿命，该带的良好耐热性也是基本方面。

纸张、纸板和纸浆机中靴形压机的操作温度通常低于70℃。最近已发现，通过提高靴形压机的温度，也可以提高制造效率，更高的纤维网温度可以能实现更好的干物质含量，因为水粘度降低且水更有效地离开。例如，可以通过蒸汽、热辊或者通过升高物质温度来加热纤维网。在公知的脉冲干燥技术中，将温度升高到高到200℃以上。另外在公知的靴形砑光机中，热辊温度可以200℃以上。相同因素从外侧升高靴形压带的温度。提高压力负荷改进了干物质。但是同时摩擦产生的热量将润滑该靴形压带的油加热并在该靴形压带内部升高温度。这些因素一起增加了对于靴形压毡指出的耐热性要求。

由普通聚氨酯制成的靴形压带良好地抵抗低于70℃的温度。但是，在更高温度下聚氨酯的机械和动力学特性，以及相应地靴形压带的这些性能明显恶化。聚氨酯在高温下软化且该带的磨损增加。由于软化该带凹槽变得扁平，且不能恢复到它们原始形状，这样由于凹槽不再能够吸收足够的水而使损害脱水。在高温下，且特别是在造纸化学品残留物的存在下，在聚氨酯中开始发生热和化学氧化反应。由此，聚合物链断裂，这样反过来使聚氨酯性能恶化。这点随后显示为带磨损和抗破裂性削弱。使用时，靴形压带处于恒定动态压榨和拉伸负荷下。这就是为什么重要的是其动态性能在这些温度范围下保持良好的原因所在。

现有技术中大量地描述了适用于靴形压机的带。例如，EP 1338696A1公开了适用于造纸工艺中压榨步骤的带，如靴形压带，该带包括嵌入聚氨酯层内的增强基材。与支撑纤维网的压毡直接接触的、该带的外周表面是由尿烷预聚物和作为硬化剂的二甲基硫代甲苯二胺(DMTDA)形成的。该带目的在于减少或减缓任何裂纹，其通常特别是在带的外表面上发生，以及防止氧化剂和聚氨酯层之间的分层。

EP 877118 A2公开了具有基础层以及在其两侧上的树脂层的靴形压带。该树脂是由甲亚苯基二异氰酸酯聚醚型聚氨酯聚合物制成的，使用4，4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA/MBOCA)作为扩链剂。提及该带提供了所需的耐磨性、挠曲疲劳强度和裂纹抑制。

WO 2005/090429 A1公开了适用于靴形压机的带，该带包括基于尿烷、含有纳米颗粒的涂层。在涂层中添加纳米颗粒的目的在于，例如，改进该带抗挠曲疲劳性和抗裂纹扩散性，且提供该带硬度和磨损特性。

EP 0939162 A2公开了包括两个由甲亚苯基二异氰酸酯聚醚型聚氨酯聚合物制成的树脂层的靴形压带，其中使用3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA/MBOCA)作为增强基材。目的在于获得同时在机械方面和横跨机器方面上的强度的带，以及防止树脂从带中分层。

上述靴形压带存在的问题是，它们的耐热性在纸板、纸张、和纸浆机中为了最大化制造效率而越来越优选的生产速率下并不足够。

EP 1136618 A2中公开的方案是，鉴于压带操作期间温度升高而使用绝缘填料剂。同样，DE 19702138 A1提出，通过在弹性体基质中使用导热填料颗粒来改进压带的耐热性。在DE 19651557 A1中在压带上提供了保护在下面的弹性体免受化学品和热量影响的涂层。