Способ увеличения срока службы бумагоделательной ленты

Способ увеличения срока службы бумагоделательной ленты

Реферат

 

Изобретение относится к увеличению срока службы бумагоделательной ленты и предназначено к использованию в целлюлозно-бумажной промышленности. Способ включает изготовление бумагоделательной ленты, содержащей твердую полимерную смолу, отвержденную при облучении жидкой фоточувствительной смолы светом с активирующей длиной волны. Наносят по крайней мере на часть бумагоделательной ленты раствор, содержащий растворитель, вызывающий набухание смолы, и эффективное количество химического соединения, растворенного в растворителе, при этом соединение выбирают из группы, содержащей антиоксиданты, хелатообразующие соединения и их смеси, выдерживают ее в течение по меньшей мере двух часов для того, чтобы раствор, содержащий растворитель и эффективное количество химического соединения, растворенного в нем, вызвал набухание смолы, и испаряют растворитель. Химическое соединение представляет собой антиоксидант. Бумагоделательная лента имеет поперечный шов и шов в направлении машины, а раствор наносят на часть ленты, включающую ее поперечный шов и шов в направлении машины. Антиоксидант представляет собой первичный антиоксидант, выбранный из фенолов с объемными заместителями, вторичных аминов и из их смесей, предпочтительно из фенолов с объемными заместителями. Антиоксидант дополнительно содержит вторичный антиоксидант, выбранный из фосфитов, тиоэфиров и из их смесей, предпочтительно из тиоэфиров. Раствор наносят на бумагоделательную ленту со стороны, предназначенной для контактирования с бумагой. Растворитель представляет собой изопропиловый спирт. 6 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится в целом к способам изготовления прочных, мягких, (водо)поглощающих бумажных изделий. Это изобретение относится также к бумагоделательной ленте, которая используется в таком процессе, и к способу ее изготовления. Более конкретно это изобретение относится к процессу изготовления бумаги, в котором применяется бумагоделательная лента, покрытая фоточувствительной полимерной смолой, и к способу химической обработки покрытой смолой ленты для увеличения срока службы ленты.

Одна из характерных черт повседневной жизни современных индустриальных обществ это использование одноразовых изделий, в особенности одноразовых изделий, сделанных из бумаги. Бумажные полотенца, салфетки для лица, гигиенические салфетки и тому подобное все это находится почти в постоянном употреблении. Естественно, что производство изделий, пользующихся таким огромным спросом, стало в 20-м веке одной из крупнейших отраслей промышленности в индустриально развитых странах. Естественно также, что всеобщий спрос на одноразовые бумажные изделия породил потребность в улучшенных типах изделий и способах их производства. Несмотря на огромный прогресс в изготовлении бумаги, исследовательские и конструкторские усилия по-прежнему направлены на усовершенствование как изделий, так и способов их изготовления.

Такие одноразовые изделия, как бумажные полотенца, салфетки для лица, гигиенические салфетки и тому подобные, изготавливаются из одного или нескольких полотен папиросной бумаги. Чтобы эти изделия удовлетворяли предназначенным целям и находили широкое применение, они и полотна папиросной бумаги, из которых эти изделия изготовлены, должны демонстрировать определенные физические характеристики. Среди наиболее важных характеристик - прочность, мягкость и поглощающая способность.

Прочность это способность бумажного полотна сохранять свою физическую целостность при использовании.

Мягкость это приятное осязательное ощущение, которое испытывают потребители, когда мнут бумагу в руках и когда используют ее в предназначенных целях.

Поглощающая способность это такое свойство бумаги, которое позволяет ей впитывать и удерживать жидкость, в особенности воду, водные растворы и суспензии. При оценке поглощающей способности важно не только абсолютное количество жидкости, которое будет удерживать данный объем бумаги, но и скорость, с которой бумага будет поглощать жидкость. Кроме того, когда из бумаги формируется такое изделие, как полотенце или салфетка, важная также способность бумаги впитывать жидкость и оставлять сухую вытертую поверхность.

Способы изготовления одноразовых бумажных изделий для использования в качестве салфеток, полотенец и гигиенических изделий, обычно включают приготовление водяной взвеси бумажных волокон и затем удаление из взвеси воды, одновременно при этом происходит перестройка волокон и формирование бумажного полотна. В процессе обезвоживания могут быть использованы различные виды оборудования. В настоящее время в большинстве производственных процессов применяются машины, известные как бумагоделательные машины с проволочными сетками Фурдринера, или машины, известные как бумагоделательные машины с двойными проволочными сетками (Фурдринера). В бумагоделательных машинах с проволочными сетками Фурдринера бумажная взвесь подается на верхнюю поверхность движущейся бесконечной ленты, которая служит исходной поверхностью для изготовления бумаги. В машинах с двойными сетками взвесь размещается между парой сходящихся проволочных сеток Фурдринера, на которых осуществляется первоначальное обезвоживание и перестройка волокон в процессе изготовления бумаги. После начального формирования бумажного полотна на проволочной сетке или сетках Фурдринера в машинах обоих типов бумажное полотно обычно переносится через процесс или процессы сушки на другом тканом материале в виде бесконечной ленты, который зачастую отличается от проволочной сетки или сеток Фурдринера. Этот другой тканый материал иногда называют сушильным материалом. Многочисленные устройства с проволочной сеткой (сетками) Фурдринера и с сушильным тканым материалом (материалами), а также виды процесса (процессов) сушки использовались более или менее успешно. Процесс (процессы) сушки может включать механическое уплотнение бумажного полотна, вакуумное обезвоживание, осушку продувкой через бумажное полотно горячего воздуха и другие способы сушки.

Как видно из вышеизложенного, бумагоделательные ленты или тканые материалы именуются по-разному, в зависимости от предполагаемого их использования. Проволочные сетки Фурдринера, также известные как ленты Фурдринера, формирующие проволочные сетки или формирующие тканые материалы - это те, что используют в начальной формирующей зоне бумагоделательной машины. Сушильные тканые материалы, как упомянуто выше, это те, на которых бумажное полотно переносится через операцию сушки в бумагоделательной машине. Возможны различные другие типы лент или тканых материалов. Большинство бумагоделательных лент, применявшихся ранее, обычно формировались из отрезка тканого материала, концы которого соединялись вместе швом, чтобы получить бесконечную ленту. Тканые материалы для изготовления бумаги обычно содержат ряд расположенных с промежутками продольных нитей основы и ряд расположенных с промежутком поперечных нитей утка, которые сплетены вместе в конкретный тканый узор. Предшествующие ленты содержали однослойные тканые материалы (из нитей основы и утка), многослойные материалы и материалы с несколькими переплетенными слоями нитей основы и утка. Первоначально нити тканых материалов для изготовления бумаги изготавливались из таких материалов, как бронза, нержавеющая сталь, медь или из их комбинаций. Зачастую сверху этих тканых материалов размещались и прикреплялись к ним различные другие материалы в попытке сделать процесс обезвоживания более эффективным. В области бумажного производства было обнаружено, что для изготовления нижележащих проволочных структур целиком или частично могут использоваться синтетические материалы, которые превосходят по качеству формирующие проволочные сетки, изготовленные из металлических нитей. Эти синтетические материалы включают нейлон, полиэфиры, акриловые волокна и сополимеры. Хотя использовалось множество различных процессов, тканых материалов и их структур, лишь некоторые из этих процессов, тканых материалов и их структур привели к коммерчески успешным бумажным изделиям.

Пример бумажных полотен, которые с успехом были приняты потребителями - это полотна, изготовленные в процессе, описанном в патенте США N 3301746. Другие широко используемые бумажные изделия изготавливаются с помощью процесса, описанного в патенте N 3994771. Несмотря на высокое качество изделий, получаемых в этих двух процессах, продолжается, как упоминалось выше, поиск с целью получения еще более улучшенных изделий.

Другое коммерчески значительное усовершенствование вышеописанных бумажных полотен было сделано с помощью процесса, изложенного в патенте США N 4529480. Это усовершенствование включало использование бумагоделательной ленты (названной "дефлекторным элементом"), которая содержала пористый тканый элемент, окруженный каркасом из отвердевшей фоточувствительной смолы. Каркас из смолы был снабжен рядом отдельных изолированных каналов, известных как "дефлекторные каналы". Процесс, в котором использовался этот дефлекторный элемент, включал среди многих других стадий соединение еще только сформированного "эмбрионного" полотна из бумажных волокон с верхней поверхностью дефлекторного элемента и приложение вакуума или перепада давления в жидкости к полотну с обратной (контактирующей с машиной) стороны дефлекторного элемента. Бумагоделательная лента, используемая в этом процессе, была названа "дефлекторным элементом", потому что при приложении вакуума или перепаде давления в жидкости волокна будут отклоняться и перестраиваться внутри дефлекторных каналов каркаса из отвердевшей смолы. Дефлекторный элемент был изготовлен согласно процессу, описанному в патенте США N 4514345.

В качестве наиболее близкого аналога выбрана заявка ЕР N 0135231, раскрывающая способ, который включает следующие стадии: 1) покрытие пористого тканого элемента фоточувствительной смолой; 2) регулирование толщины слоя фоточувствительной смолы до заданной величины; 3) облучение смолы светом с активирующей длиной волны через маску с прозрачными и непрозрачными областями; 4) удаление неотвердевшей смолы.

При использовании указанного выше процесса изготовления бумаги можно было в итоге создавать бумагу с определенными желательными, заранее заданными свойствами.

Хотя упомянутый усовершенствованный способ работал вполне хорошо, было обнаружено, что отвердевшая фоточувствительная полимерная смола, находящаяся на бумагоделательной ленте, быстро деградирует со временем, приводя к преждевременному выходу лент из строя. Основной механизм деградации для дефлекторных элементов (бумагоделательных лент) это окисление фоточувствительной смолы. Чтобы замедлить его, необходимо добавлять антиоксиданты, такие как высокомолекулярные фенолы с объемными заместителями, к жидкой фотополимерной смоле до окончательной ее полимеризации под действием света с активирующей длиной волны (т.е. ультрафиолетового света). Однако имеется верхний предел количества этих химических соединений, которое может быть введено в жидкую смолу, по трем причинам: а) эти соединения отрицательно действуют на фотоскорость (скорость полимеризации) смолы, б) эти соединения имеют предел растворимости в смоле, и в) структура смолы ослабляется при замещении полимера. Кроме того, во время работы бумагоделательной машины эти химические соединения расходуются и/или удаляются по мере того, как они защищают от окисления. Когда содержание антиоксиданта понижается или он совсем исчезает, смола становится уязвимой для деградации и лента вскоре разрушается. Таким образом, имеется необходимость в способе возмещения этих химических соединений, присутствующих в затвердевшей смоле, чтобы предохранить ленту от преждевременного разрушения в процессе изготовления бумаги.

Настоящее изобретение относится к способу, повышающему срок службы ленты, за счет доставки к лентам, содержащим твердую полимерную смолу, химических соединений путем нанесения на ленты вызывающего набухание смолы растворителя с растворенными в нем химическими соединениями. В частности, при набухании смолы под действием растворителя, содержащего растворенные антиоксиданты, повышается содержание в ленте антиоксидантов, что защищает ленту от окисления и увеличивает ее срок службы. Этот способ преодолевает существующие ограничения на количество антиоксидантов, которое может быть добавлено к жидкой смоле до полимеризации. Этим также предлагается способ доставки к затвердевшим полимерным смолам нужных количеств химических добавок других типов, которые обычно было бы невозможно добавить из-за их низкой прямой растворимости в полимере и/или несовместимости с процессом полимеризации.

Кроме того, способ доставки растворителем делает возможным добавление химических соединений (например, антиоксидантов) на конкретные участки бумагоделательной ленты, где эти соединения наиболее необходимы. В частности, было найдено, что окислительная деградация смолы обычно протекает с большей скоростью у трущегося края поперечного шва по сравнению со всей остальной поверхностью ленты. Используя растворитель, чтобы добавить дополнительное количество антиоксиданта именно в уязвимую часть ленты, можно увеличить срок ее службы.

Задача, на решение которой направлено изобретение предложить способ, увеличивающий срок службы бумагоделательных лент, содержащих твердую фоточувствительную полимерную смолу, за счет нанесения эффективного количества химического соединения, растворенного в вызывающем набухание смолы растворителе, на всю бумагоделательную ленту или любую ее часть.

Другая задача данного изобретения состоит в том, чтобы предложить способ нанесения эффективных количеств антиоксидантов на контактирующую с бумагой поверхность таких бумагоделательных лент, содержащих смолы, или на любую уязвимую часть этой поверхности и тем самым защитить смолу от окисления.

Эти и другие задачи достигаются при использовании настоящего изобретения, как это будет видно из следующего описания.

Предмет изобретения это способ, увеличивающий срок службы бумагоделательных лент, содержащих твердые фоточувствительные полимерные смолы, и усовершенствованный способ изготовления бумаги с использованием бумагоделательных лент такого типа. В целом увеличение срока службы лент достигается за счет нанесения раствора, содержащего вызывающий набухание смолы растворитель и эффективное количество химического соединения (соединений), растворенного в этом растворителе, на всю бумагоделательную ленту или ее часть и создания условий для испарения растворителя. Химические соединения это предпочтительно антиоксиданты, которые могут ингибировать или замедлять окисление полимерных смол и появляющиеся в результате этого явления деградации.

Предпочтительная форма бумагоделательной ленты содержит два главных компонента: 1) твердый каркас из полимерной смолы, который приобрел твердость в результате облучения фоточувствительной полимерной смолы светом с активирующей длиной волны и который имеет первую поверхность, контактирующую с подлежащими обезвоживанию волокнистыми полотнами, и вторую, противоположную первой поверхность, контактирующую с оборудованием для обезвоживания, применяемым при этой операции; 2) армирующую структуру с пустотами в ней для усиления каркаса из смолы, которая может представлять собой пористый тканый элемент и расположена между первой поверхностью каркаса и, по крайней мере, частью второй поверхности каркаса. Предпочтительно, чтобы каркас из смолы имел ряд каналов для пропускания воды через каркас с первой его поверхности к второй поверхности.

Подходящие фоточувствительные смолы могут быть легко выбраны из многих коммерчески доступных. Примеры фоточувствительных полимерных смол включают: уретанакрилаты (например, метакрилуретан), стирен-бутадиеновые сополимеры, акриловые эфиры, эпоксиакрилаты, акриловые ароматические уретаны и акриловые полибутадиены. Особенно предпочтительны жидкие фоточувствительные смолы из серии метакрилуретановых смол, которые известны под названием Мериграф.

В предпочтительном варианте реализации данного изобретения антиоксиданты растворяются в вызывающем набухание смолы растворителе и наносятся на бумагоделательную ленту. По мере того, как этот растворитель впитывается в бумагоделательную ленту, в смолу переносят антиоксиданты. Растворитель испаряется, оставляя антиоксиданты в смоле, и бумагоделательная лента, теперь содержащая эффективное количество химических соединений, защищена от окисления и будет иметь более длительный срок службы. Предпочтительными являются первичные антиоксиданты, такие как фенолы с объемными заместителями, которые могут захватывать свободные радикалы и обрывать цепные реакции окисления. Более подробно описание типов антиоксидантов, пригодных для использования согласно данному изобретению, приведено ниже.

Подходящие вызывающие набухание смолы растворители могут быть выбраны из многих коммерчески доступных. Предпочтительный растворитель для использования по данному изобретению это изопропиловый спирт, хотя могут быть использованы такие растворители, как толуол, метилэтилкетон, метанол, ацетон, метиленхлорид, полиэтиленгликоль монолаурат и даже вода, и в зависимости от конкретной смолы и химического соединения.

На фиг. 1 схематически представлен один из вариантов способа по данному изобретению доставки растворителем химических соединений на бумагоделательную ленту.

На фиг. 2 в схематическом виде иллюстрирован другой вариант способа по данному изобретению доставки растворителем химических соединений на бумагоделательную ленту.

На фиг. 3 в упрощенном схематическом виде представлен один из вариантов бумагоделательной машины непрерывного действия, подходящей для реализации изобретения.

На фиг. 4 дан вид сверху участка бумагоделательной ленты, показанного без армирующей структуры.

На фиг. 5 дан разрез участка бумагоделательной ленты, показанного на фиг. 4, по линии А-А.

На фиг. 6 дан вид сверху полностью собранной бумагоделательной ленты по одному из вариантов осуществления.

На фиг. 7 дан разрез бумагоделательной ленты, показанной на фиг. 6 по линии Б-Б, в этом варианте осуществления лента имеет поверхность обратной стороны с текстурой положительного характера.

На фиг. 8 дан в увеличенном схематическом виде показана одна из предпочтительных геометрий отверстия каналов.

На фиг. 9 дан вид сверху, иллюстрирующий одну из предпочтительных многослойных тканых армирующих структур, которая может быть использована в бумагоделательной ленте.

На фиг. 10 дан увеличенный разрез по линии В-В на фиг. 9.

На фиг. 11 дан концевой разрез тканой армирующей структуры, показанной на фиг. 9.

На фиг. 12 дан разрез по линии Г-Г на фиг. 9.

На фиг. 13 дан разрез по линии Д-Д на фиг. 9.

На фиг. 14 дан разрез по линии Е-Е на фиг. 9.

На фиг. 15 в схематическом виде показано основное оборудование для изготовления бумагоделательной ленты, используемой согласно данному изобретению.

В изобретении используется вызывающий набухание смолы растворитель для доставки эффективного количества химических соединений на бумагоделательную ленту, содержащую затвердевшие фоточувствительные полимерные смолы. Этот способ доставки растворителем позволяет подавать к таким покрытым смолой бумагоделательным лентам нужные количества химических веществ, которые обычно было бы невозможно добавить из-за их низкой прямой растворимости в полимерной смоле и/или несовместимости с процессом полимеризации (т.е. отрицательного влияния на фотоскорость смолы).

Хотя способ доставки растворителем может использоваться, чтобы подавать химические соединения на всю бумагоделательную ленту, предпочтительным будет его использование для доставки химических соединений к определенным участкам ленты, где эти соединения больше всего нужны (участки ленты, наиболее подверженные деградации смолы, подробно будут рассматриваться ниже). Таким образом, способ доставки растворителем согласно данному изобретению делает возможной эффективную подачу дорогостоящих веществ к бумагоделательной ленте за счет их нанесения с помощью вызывающего набухание смолы растворителя только там, где это необходимо.

Термин "вызывающий набухание смолы растворитель" здесь относится к растворителю, способному диффундировать в затвердевшую полимерную смолу и образовывать набухший гель (т.е. растворитель буквально раздувает полимерную смолу). Не связываясь с теорией, можно считать, что диффузия растворителя в полимер вызывается теми же силами, которые заставляют одно вещество смешиваться с другим. С точки зрения термодинамики самопроизвольное смешивание растворителя с полимером происходит, когда свободная энергия смешивания G отрицательна. Общее термодинамическое соотношение для свободной энергии смешивания может быть записано в следующем виде: G = H - TS где H теплота смешивания, Т температура и S энтропия смешивания. Поскольку энтропия смешивания S положительна, свободная энергия смешивания главным образом определяется величиной H т.е. теплотой смешивания. Теплота смешивания может быть аппроксимирована уравнением Хильдебранда: H = V₁V₂ (₁₂)², где V₁ - объемная доля растворителя, V₂ объемная доля полимера, - параметры растворимости для растворителя и полимера. Растворитель или разбухание полимерной смолы под действием растворителя может ожидаться, когда параметры растворимости ₁ и ₂ близки.

Параметры растворимости фотополимерных смол, подходящих для использования по данному изобретению, могут составлять примерно 5 15 (Cal/cм³)^1/2. Растворители с параметрами растворимости в этом интервале будут эффективно растворять незатвердевшую полимерную смолу и вызывать набухание затвердевшей. Параметр растворимости предпочтительной фотополимерной смолы (т.е. метакрилатуретана) равен около 9 (Cal/см³)^1/2. Изопропиловый спирт имеет параметр растворимости 11,2 (Cal/см³)^1/2 и поэтому он будет вызывать набухание фотополимерной смолы. Можно ожидать, что толуол с параметром растворимости, равным 8.9 (Cal/см³)^1/2 будет вызывать набухание смолы даже сильнее, чем изопропиловый спирт.

Параметры растворимости определялись для множества различных типов растворителей и полимеров.

Если полимер сшит поперечными связями, то солюбилизирующие факторы растворителя не будут способны растворить полимер в истинный раствор. Вместо этого полимер в конце концов придет в разбухшее равновесное состояние при данном содержании растворителя с растянутой, но по-прежнему целой сеткой полимерных связей. Подходящий для целей данного изобретения растворитель это растворитель, способный вызвать набухание полимерной смолы где-то от 1 до 50 мас. более предпочтительно примерно от 15 до 25% Пригодность растворителя определяется прежде всего сочетанием двух факторов: первое, степенью, до которой растворитель будет вызывать набухание полимера, и второе, растворимостью конкретных химических соединений в этом растворителе. Важно, что эти два фактора определяют, как много вещества может быть доставлено к полимеру. Например, если полимер разбухает на 10 мас. после впитывания растворителя и при этом растворитель содержит 10 мас. растворенного химического соединения, то значит в полимер можно ввести 1% химического соединения (10 х 10)% Подходящие, вызывающие набухание смолы растворители могут быть выбраны из многих коммерчески доступных. Предпочтительный растворитель для использования по данному изобретению это изопропиловый спирт, хотя могут быть использованы такие растворители, как толуол, метилэтилкетон, метанол, ацетон, метиленхлорид, полиэтиленгликоль монолаурат и даже вода, в зависимости от конкретной смолы и химического соединения. Во многих случаях процесс доставки растворителем позволяет добавлять большие количества химических веществ (например, антиоксидантов), чем те, которые можно было бы добавить непосредственно в жидкую смолу, из-за ограниченной растворимости сложных веществ в жидкой смоле и/или из-за их несовместимости с процессом полимеризации.

Термин "эффективное количество химического соединения" относится здесь к такому количеству химического соединения, которое будет замедлять скорость деградации фоточувствиетльной полимерной смолы. То есть, эффективное количество химического соединения это количество конкретного соединения, которое будет способно увеличить срок службы покрытой полимерной смолой бумагоделательной ленты по сравнению с бумагоделательной лентой, не содержащей этого соединения. Конечно, эффективное количество химического соединения будет в большой степени зависеть от конкретного используемого соединения и от условий процесса, которые испытывает бумагоделательная лента.

Термин "химическое соединение" здесь относится к любому веществу, которое при нанесении на покрытую полимерной смолой бумагоделательную ленту будет увеличивать срок службы ленты. Примеры типов химических соединений, подходящих для использования процесса по данному изобретению, включают антиоксиданты (которые подробно будут обсуждаться ниже), восстановители, хелатообразующие соединения, консерванты, стабилизаторы ультрафиолетового света и пластификаторы. Восстановители это химические соединения, которые будут окисляться более легко, чем уязвимые связи в полимерной смоле (например, эфирные связи). Они включают, например, сульфит-ионы, меркаптаны и хлорид олова. Хелатообразующие соединения это химические соединения, такие как ЕДТА, которые образуют комплексы с катализаторами окисления (например, с переходными металлами). Консерванты это химические соединения, которые предотвращают или замедляют рост микроорганизмов, которые могут разрушить полимерную смолу. Например, они включают фунгициды и антимикробные препараты. Стабилизаторы ультрафиолетового света это химические соединения, такие как 2-гидроксифенилбензотриазол, которые защищают покрытые полимерной смолой ленты от фотодеградации. Пластификаторы это химические соединения, которые улучшают гибкость бумагоделательных лент. Они включают, например, глицерин, ди-2-этил-гексилфталат и дибензоат дипропиленгликоля. Список химических соединений приведен выше только в качестве примера и не предназначен быть всеобъемлющим. Другие типы химических соединений, которые известны специалистам в области полимеров или бумажного производства и которые могут повысить срок службы покрытых полимерной смолой бумагоделательных лент, также попадают в область действия данного изобретения.

В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения химические соединения выбираются из подходящих антиоксидантов. Термин "антиоксиданты" здесь относится к органическим соединениям, которые могут вводиться в низких концентрациях, чтобы ингибировать или замедлять окисление каркаса из отвердевшей смолы на бумагоделательной ленте и связанные с этим явления деградации. Деградация это последовательный процесс, включающий фазу инициирования, распространения и окончания. Инициирует полимерное окисление образование свободных радикалов. Факторы, способствующие генерации свободных радикалов, включают присутствие реакционно-способных пероксидов или кетонов во время полимеризации, а также химические/целлюлозные мусорные частицы, которые нарастают на поверхности ленты во время изготовления бумаги. Эти факторы в сочетании с термическими и механическими напряжениями, которые испытывает лента во время работы, в конце концов приводят к разрушению ленты вследствие окисления. Чтобы защитить от окисления, концентрация антиоксидантов в каркасе из отвердевшей смолы должна поддерживаться примерно от 0,001 до 5,0 мас. (относительно веса каркаса из смолы), а более предпочтительно примерно от 0,05 до 1,5% Конечно, оптимальная концентрация будет зависеть от конкретного используемого антиоксиданта и от условий процесса, в которых работает лента.

Существует два типа антиоксидантов, а именно первичные и вторичные антиоксиданты. Первичные антиоксиданты, такие как фенолы с объемными заместителями и вторичные амины, перехватывают свободные радикалы и обрывают цепные реакции окисления. Окисление полимерных смол часто включает образование промежуточных гидропероксидов. Когда метанстабильный гидропероксид разлагается, это может вызвать разрыв полимерного остова и привести к еще большему количеству свободных радикалов. Вторичные антиоксиданты, такие как фосфаты, фосфиты, соединения, содержащие серу (как тиоэфиры) и вторичные сульфиды, без вредных последствий расщепляют промежуточные гидропероксиды до стабильных продуктов (например, до спиртов). Это предохраняет пероксиды от разложения до свободных радикалов и окисления полимерной смолы. Сочетание двух типов антиоксидантов может дать синергетический эффект.

Предпочтительные типы антиоксидантов для данного изобретения это первичные антиоксиданты преимущественно фенолы с объемными заместителями. Фенолы с объемными заместителями перехватывают свободные радикалы посредством переноса подвижного атома водорода с гидроксильной группы. Антиоксиданты этого типа доступны в широком спектре молекулярных масс и цен. Высокомолекулярные фенолы с объемными заместителями обычно обеспечивают более долговременную стабилизацию, но стоят дороже. Наоборот, низкомолекулярные фенолы с объемными заместителями дают менее долговременную стабилизацию из-за большей летучести.

При реализации данного изобретения могут использоваться смеси фенольных антиоксидантов.

Другой тип первичных антиоксидантов, которые могут быть использованы при реализации данного изобретения, это вторичные амины. Вторичные амины перехватывают радикалы посредством переноса атома водорода с NH группы и превосходят фенолы по высокотемпературной стабилизации. Однако амины имеют свойство окрашивать и изменять цвет бумаги и могут использоваться только тогда, когда допустим более темный цвет бумаги или когда он маскируется другой краской. Для защиты бумагоделательной ленты от окисления могут использоваться смеси вторичных аминов и фенолов с объемными заместителями.

Вторичные антиоксиданты пероксиды до стабильных побочных продуктов (например, до спиртов). Они считаются экономически выгодными, поскольку могут частично замещать более дорогой первичный антиоксидант(ы) и давать тот же эффект. Однако недостатком является их склонность к гидролизу. Предпочтительные типы вторичных антиоксидантов для использования по данному изобретению это фосфиты, тиоэфиры и их смеси.

Особенно предпочтительны для использования по данному изобретению сочетания первичных и вторичных антиоксидантов. Наиболее предпочтительны сочетания фенолов с объемными заместителями и тиоэфиров.

Способ доставки растворителей по данному изобретению осуществляется сперва растворением эффективного количества нужного химического вещества в вызывающем набухание смолы растворителе (например, в изопропиловом спирте) и затем нанесением конечного раствора на всю бумагоделательную ленту, содержащую твердую фоточувствительную полимерную смолу, или только на ее часть. Характеристики бумагоделательной ленты будут более подробно описаны далее. Здесь, однако, следует заметить, что бумагоделательная лента содержит предпочтительно два основных элемента: каркас из твердой полимерной смолы и армирующую структуру.

На фиг. 1 схематически представлен один из вариантов способа доставки растворителем по данному изобретению. Бумагоделательная лента 10 опущена с помощью погружного ролика 8 в бак растворителя 7. Бак растворителя 7 заполнен химическим раствором 6, содержащим эффективное количество химического соединения (например, антиоксиданта), растворенного в вызывающем набухание смолы растворителе (например, в изопропиловом спирте). По мере того, как этот растворитель впитывается в бумагоделательную ленту 10, он переносит с собой химические соединения в каркас ленты из полимерной смолы. Погруженный каркас из смолы бумагоделательной ленты приходит в равновесие с вызывающим набуханием смолы растворителем. После достижения равновесия между каркасом из смолы бумагоделательной ленты и растворителем бумагоделательная лента 10 движется далее и та ее часть, которая впитала упомянутый раствор, высушивается под вытяжным колпаком 9. Вызывающий набухание смолы растворитель улетучивается и часть бумагоделательной ленты 10, погруженная ранее в бак растворителя 7, теперь содержит эффективное количество растворенных химических соединений (например, антиоксидантов).

Другой вариант осуществления способа по данному изобретению доставки растворителем химических соединений к бумагоделательной ленте, содержащей твердую фоточувствительную смолу, представлен на фиг. 2. На этом рисунке показан процесс добавления эффективного количества химических соединений на уязвимую часть бумагоделательной ленты 10 без снятия ленты с бумагоделательной машины. Когда бумагоделательная машина выключена, губка 5, впитавшая раствор, содержащий эффективное количество химических соединений (например, антиоксидантов), растворенных в вызывающем набухание смолы растворителе, располагается так, что касается бумагоделательной ленты 10 в течение нескольких часов или до тех пор, пока растворитель не придет в равновесие с каркасом из смолы. Вокруг поверхностей губки 5, не соприкасаясь с бумагоделательной лентой 10, помещается перегородка 4, чтобы предотвратить преждевременное испарение вызывающего набухание смолы растворителя (т.е. до установления равновесия). По мере того, как этот растворитель впитывается в ленту 10, он переносит с собой химические соединения (например, антиоксиданты) в смолу. Губка убирается и растворитель испаряется. С положением и/или увеличенным содержанием химического соединения (например, антиоксиданта) в своей уязвимой части бумагоделательная лента будет продолжать работать сотни дополнительных часов, имея эту часть, которая была обработана, защищенную от дальнейшей деградации. Надо понимать, что фиг. 1 и 2 просто схематические иллюстрации подходящих способов доставки растворителем веществ к бумагоделательной ленте. Можно также использовать любой другой способ, очевидный специалистам в области изготовления бумаги. Предпочтительно, чтобы выбранный способ нанесения обеспечивал равномерное распределение вызывающего набухание смолы растворителя на бумагоделательной ленте и, кроме того, давал достаточно времени для установления равновесия между растворителем и полимерной смолой на бумагоделательной ленте.

Способ согласно данному изобретению позволяет добавлять эффективные количества химических соединений на определенные области бумагоделательной ленты, где эти соединения особенно нужны. Бумагоделательные ленты обычно разрушаются в предсказуемых местах. В частности, особенно уязвимы поперечный шов и область пересечения поперечного шва и шва в направлении машины. Общий срок службы бумагоделательной ленты может быть продлен за счет добавления эффективных количеств химических соединений в эти конкретные области бумагоделательной ленты. Так, на фиг. 1 бумагоделательная лента может передвигаться до момента, когда в бак с вызывающим набухание смолы растворителем погрузится поперечный шов ленты. Этот шов погружается на время, достаточное для того, чтобы растворитель вызвал набухание смолы и чтобы