DE1794294A1

DE1794294A1 - Verfahren zum Ausruesten von Geweben (III)

Info

Publication number: DE1794294A1
Application number: DE19641794294
Authority: DE
Inventors: Garrett Hugh Edward; Wagner Joseph Robert; Matuska Felix Tibor
Original assignee: Huyck Corp
Current assignee: Huyck Corp
Priority date: 1963-03-29
Filing date: 1964-03-26
Publication date: 1971-01-21
Also published as: DE1794293A1; BE645873A; DE1794294B2; GB1048468A; DE1469389A1; DE1794293B2; US3313645A; DE1794294C3

Description

Dr. F. Zumttetn ten, - Dr. E. Assmann Dr. R. Ko*nifl«b#rger · Dipl. Phys. R. Holzbauer

Dr. F, Zumstein jun. Patenranwölte

8 Mönchen 2, Bröuhauistraße 4/III

Case A 74901

Div. II

HUYGK CORPORATION, Rensselaer, N_eT_o/USA

Verfahren zum Ausrüsten von Geweben (III)

ΓAusscheidung aus Patent (Patentanmeldung

. P 14 69 389.D3

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrüsten von Geweben, insbesondere von Papiermaschinengeweben, durch Aufbringen von Harzlösungen. Die dabei erhaltenen Gewebe zeichnen sich durch eine große Stabilität unter besonders ungünstigen Bedingungen, die bei bestimmten Verwendungen auftreten, aus. Die Erfindung betrifft insbesondere die Ausrüstung gewebter Riemen oder Bänder, die in der Papierherstellung als Formungsgewebe, Preßgewebe und Trocknergewebe bekannt sind und dazu verwendet wer- m den, entweder eine Pulpenaufschlämmung oder eine nasse Papierbahn durch eine Papiermaschine zu befördern.

Formungsgewebe müssen aus Materialien hergestellt sein, die insbesondere quer zur Laufrichtung der Maschine verschleißfest sind und mindestens in Richtung des Maschinenlaufs eine außerordentlich hohe Zugfestigkeit und geringe Streckbarkeit, insbesondere in feuchtem Zustand, aufweisen. Derartige Gewebe müssen auch porös sein, um die richtige Entwässerung der Papiermasse (Pulpe) zu gestatten. Solche Gewebe müssen auch dimensionsstabil sein, so daß sie beispielsweise auf der Fourdrinierpartie nicht krumpen. und sie dürfen bei wiederholtem Biegen nicht ermüden.

Preßgewebe müssen eine hohe Zugfestigke-,ι/ und eine hohe Dirnen-

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sionsstabilität besitzen, so daß sie auf der Preßpartie nicht krurapen oder ausbeulen; ferner dürfen sie unter den bei ihrer Verwendung herrschenden feuchten Arbeitsbedingungen nicht angegriffen werden. Sie müssen beständig sein gegen Ermüdung infolge wiederholter Biegungen und gegen Ermüdung infolge der Preßv/irkung durch die Preßwalzen.

Trocknergewebe arbeiten unter besonders ungünstigen Betriebsbedingungen. Sie sind abwechselnd heißem feuchtem Material und heißem trockenem Material ausgesetzt. Um ihre Funktion erfüllen zu können, müssen diese Trocknergewebe eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe Beständigkeit gegenüber Strecken, Krumpen, Abrieb, Biegungsermüdung, chemischer Einwirkung und dgl. sowohl in feuchtem als auch in trockenem Zustand auf v/eisen»

Papiermaschinengewebe zur Herstellung von Papier wurden bisher aus Wolle, Baumwolle, Asbest,.Kunststoff und ähnlichen Materialien hergestellt. In den letzten Jahren wurden die besten Ergebnisse mit synthetischen Stoffen, beispielsweise Nylon und Polyesterharzen, erhalten. Diese synthetischen Fasern besitzen jedoch^ im allgemeinen nicht den für Papierherstellungsgewebe erforderlichen Steifheitsgrad. Auch haben Gewebe aus Synthesegarnen, die normalerweise eine glatte Oberfläche besitzen, eine Neigung zum Gleiten oder Verschieben und es fehlt ihnen daher die erforderliche Dimensionsstabilität, d„ h_e Synthesegarne neigen zu unterschiedlichen Bewegungen, wodurch Zwischenstellen von ungleichmäßigen Dimensionen entstehen. Diese ungenügende DimensionsStabilität ist von Nachteil, da die Abstände zwischen den Garnen praktisch konstant gehalten werden müssen, wenn die Gewebe auf einer Papiermaschine ihre Funktion richtig ausüben sollen.

Es war nun bereits bekannt, die Eigenschaften von Synthesegarnen, wie z. B. Steifheit, Abriebfesitgkeit usw., durch Harzbehandlungen zu verbessern. So ist beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 Ο32 441 angegeben, daß es sehr erwünscht wäre, Gewebe durch . eine geeignete Behandlung oder andere Ausrüstungsmaßnahmen zu stabilisieren oder auf andere V/eise zu konditionieren,-damit sie die an sie gesjglltjpji Forderungen erfüllen· Bei Fasern, die sich .. ,ASI^ Q₀Q_{88 A/}20 26 .

von Polyesterharzen ableiten, waren diese Behandlungen jedoch bisher stets erfolglos geblieben,

Aufgabe der Erfindung war es nun, nichtmetallische Papiermaschi~ nengewebe zu liefern, die eine verbesserte Dimensionsstabilität, Widerstandsfähigkeit gegen Verschieben, Steifheit und Verschleiß festigkeit aufweisen. ,

Es wurde nun gefunden, daß beim überziehen von Geweben mit einem Harz, das auf dessen Garnen haftet und sie mit einem Harzüberzug einhüllt, die Kettfaden und Füllfasern und Garne an den Garnkreuzungen miteinander verklebt werden und auf diese V/eise Papiermaschinengewebe mit höchst erwünschten Eigenschaften gebildet werden. '

Das erf indungsgeinäße Verfahren zum Ausrüsten von Geweben durch Aufbringen von Harzlösungen ist nun dadurch gekennzeichnet, daß aufFapiermaschinengewebe ein Urethanharz, das fest an der Oberfläche des Gewebes ohne wesentlich einzudringen haftet, derart aufgebracht wird, daß das Harz zwischen etwa 5 und 40 Gew,%, vorzugsweise zwischen etwa 8 und 30 Gew.%, des unbehandelten Gewebes ausmacht, wobei die Zwischenräume des Gewebes offengelassen werden.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Dimensions-Stabilität, die Steifheit, die Verschleißfestigkeit und andere Qualitäten sowohl von flachen als auch von offengewebten Endlos-Papierherstellunesgeweben, die aus synthetischen Stoffen bestehen, die in beträchtlicher Menge, d. h. mehr als 10 % Polyesterfasern und/oder Silikatfasern, Nylonfasern und Polyolefinfasern enthalten, die aus Olefinen mit weniger als 5 Kohlenstoffatomen hergestellt wurden, verbessert werden·

Die nachfolgend verwendete Bezeichnung "Garne" ist in ihrem weitesten Sinne zu verstehen und soll Stränge bezeichnen, die aus vielen Fäden, Einfäden, Stapelfasern usw_e gebildet werden. Zwar wird die vorliegende Erfindung an "Hand des Beispiels von Geweben beschrieben, die mindestens teilweise aus Folyesternfasern be~

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stehen, jedoch ist sie in gleicher Weise auch auf Gewebe anwendbar, die mindestens teilweise aus Silikatfasern, Polyolefinfasern, die aus Olefinen mit weniger als 5 Kohlenstoffatomen hergestellt wurden, Nylonfasern, insbesondere dem Hochtemperaturnylon HT-1-Nylon der Firma Du Pont und anderen synthetischen Fasern und natürlich vorkommenden tierischen und pflanzlichen Fasern bestehen, welche die aufgebrachten Harze nicht absorbieren und auch nicht mir ihnen reagieren, aber einer erfindungsgemäßen Behandlung zugänglich sind«

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Gewebe be-φ stehen vorzugsweise zu 10 bis 100 Gew.%, insbesondere zu 20 bis 80 Gew.%, aus Polyesterfasern, Silikatfasern, Hochtemperaturnylonfasern und Polyolefinfasern.

Die oben geschilderten Vorteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausrüsten von Geweben erzielt, wobei die Gewebe mit einem Harz behandelt v/erden, das infolge seiner Haftfähigkeit die Garne, aus denen diese bestehen, mit einem geeigneten überzug einhüllt und die Kettfäden und Füllgarne an den Garnüberkreuzungen miteinander verbindet und wobei das Harz anschließend getrocknet und gehärtet wird«, Dabei erhält man Gewebe mit verbesserten Dimensionsstabilitäts-, Steifheits- und Ver- ^ schleißfestigkeitseigenschaften. Einige der dem Fachmann bekannten, zum Ausrüsten von Synthesefasergeweben verwendeten Harze reagieren mit einigen der bisher verwendeten Synthesefasern oder lösen sie teilweise auf, so daß nach dem Härten das Harz zu einem Bestandteil der Faser selbst wird. Demgegenüber neigt das in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Harz mehr dazu, das Garn zu umhüllen und auf den Fasern zu haften unter Bildung eines Überzugs auf diesen Fasern, ohne dadurch zu einem (Teil der Fasern selbst zu v/erden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur Ausrüstung von Geweben aus Polyesterfasern geeignet. Daher ist das erfindungogemäße Verfahren insbesondere anwendbar auf Gewebe, die zu einer beträchtlichen l'enge aus Garnen aus Polyesterfasermaterial in Form von Vielfachfäden, Einfäden, Stapelfasern oder anderen ge-

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eigneten Formen oder Kombinationen davon "bestehen.

Unter den zur Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrens geeigneten Urethanharzen ist das unter dem Warenzeichen Unithane-Kesin 39OT der Thiokol Chemical Corp, bekannte Polyurethanharz besonders geeignet.

Die in dem erfindungsgemaßen Verfahren verwendeten ürethanharze können in Form einer einmaligen Behandlung auf die Gewebe zur Verbesserung ihrer Eigenschaften aufgebracht oder sie können auf Gewebe. die vorher mit üblichen bekannten Harzen behandelt wurden, zusätzlich aufgebracht werden, um- den fertigen Geweben bessere Eigenschaften zu verleihen. Zum Beispiel können die Gewebe auf die in der USA-Patentschrift 3 032 441 beschriebene Art und V/eise vorbehandelt und anschließend nach dem erfindungsgemaßen Verfahren mit Urethanharzen behandelt werden«

Das in dieser Patentschrift beschriebene Verfahren besteht aus zwei Behandlungsstufen. In der ersten Stufe wird das.Endlosgewebe mit einem Phenol-Aldehydharz behandelt, vorzugsweise mit einem solchen, das ein Molverhältnis von Aldehyd zu Phenol von weniger als 1 : 1 aufweist, beispielsweise einem Novolakharz. Nach dem Trocknen und teilweisen Aushärten des im Verlaufe der ersten Stufe absorbierten Phenol-Aldehydharzes wird das Gewebe einer weiteren Behandlung unter Verwendung eines Amino-Aldehydharzes, beispielsweise eines Melamin-, Harnstoff-, substituierten Harnstoff- oder substituierten Melamin-Aldehydharzes, unterworfen. Das dabei verwendete Amino-Aldehydharz enthält vorzugsweise einen ausreichenden molaren Überschuß an Aldehyd, um einen eventuellen molaren Unterschuß an Aldehyd im Pheno1-Aldehydharz, das in der ersten Stufe eingesetzt wurde, zu kompensieren und hierdurch ausreichend Aldehyd zur Verfügung zu stellen, um ein Verhältnis von Aldehyd zu Phenol von mehr als 1 : 1 zu liefern.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemaßen Verfahrens besteht nun darin, daß das Gewebe in erster Stufe mit einem Phenolaldehydharz, in zweiter Stufe mit einem Aminoaldehydharz in an sich bekannter V/eise und dann in dritter Stufe in der Weise

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ausgerüstet wird, daß ein Urethanharz, das fest an der Oberfläche des Gewebes ohne wesentlich einzudringen haftet, in einer Menge von etwa 5 bis 40 Gew.%, vorzugsweise etwa 8 bis 50 Gew.%, bezogen auf das unbehandelte Gewebe, aufgebracht wird, wobei die Zwischenräume des Gewebes offengelassen werden, und daß es anschließend gehärtet wird.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zu behandelnde Gewebe vor der Behandlung zweckmäßigerweise, vorzugsweise in beiden Richtungen, gespannt, um bestimmte Längen-Breitendimensionen mit gleichmäßigen Garnzahlen innerhalb jeder Dimension herzustellen und das Gewebe rechtwinklig zu machen, so daß Jedes Quergarn desselben im rechten Winkel zu jedem Längsgarn liegt. Die kritischen Behandlungs- und Fertigstellungsarbeiten werden ausgeführt, während das Gewebe gespannt ist.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Behandlung mitdem Urethanharzdurch Aufbringung des Harzes vervollständigt werden kann_o Die Aufbringung des Harzes auf das Gewebe kann mit Hilfe einer Auftragwalze oder durch Eintauchen des Gewebes in eine Harzlösung oder durch Aufstreichen oder Aufsprühen erfolgen. Der Auftrag kann gewünschtenfalls wiederholt werden, um die Harzaufnahme zu erhöhen. Gewünschtenfalls kann die Aufbringung auch in mehreren Stufen unter teilweiser Aushärtung des Harzes zwischen den einzelnen Stufen erfolgen. In den verschiedenen Stufen können gleiche oder verschiedene Harze verwendet werden.

Die Menge des aufgebrachten Harzes liegt zwischen etwa 5 und 4-0 Gew.%, vorzugsweise zwischen etwa.8 und 30 Gew.% des unbehandelten Gewebes.

Nachdem das gesamte Harz aufgebracht ist, wird es zweckmäßigerweise zur Trocknung erhitzt, damit es sich bei den nachfolgenden Behandlungen nicht vom Material wieder ablöst. Fach dem Trocknen wird das erhaltene Gewebe zur Härtung des Harzes weiter erhitzt. Nach dem Trocknen und Härten wird das harzhaltige Gewebe weiter erhitzt, um einö Hitzehärtung der Fasern, aus denen es besteht,

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zu bewirken. Die besten Ergebnisse werden bei einer Hitzehärtungsteniperatur von etwa 218°G erhalten. Die Trocknungs-, Härtungs- und Hitzehärtungstemperaturen können entsprechend den jeweils verwendeten Harzen variiert v/erden.

Nach der erfindungsgemäßen Behandlung ist das Gewebe schwerer und steifer als zuvor* Es besteht nun eine festere Bindung zwischen den Garnen als sie mit bekannten Behandlungsverfahren erzielbar ist. Durch den Harzüberzug, der die Garne gegeneinander fixiert, haben sich die Garndurchraesser erhöht. Die Zwischenräume zwischen den Kettgarnen und den Schußgarnen werden kleiner, es muß Jedoch darauf geachtet werden, daß diese nicht verstopfen. Es ist daher bei dem erfindungsgemäßen Auftrag des Harzüberzuges wichtig, daß die Harze, die eine Verstopfung des Gewebes verursachen, nicht im Überschuß aufgetragen werden. Die Webart des verwendeten Gewebes sollte so sein, daß die Neigung zum Verstopfen möglichst gering ist. Wenn Harze zur Verstopfung des Gewebes neigen, ist es zweckmäßig, das Harz beispielsweise mit Preßluft aus den Zwischenräumen herauszublasen. Die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens geht beispielsweise daraus hervor, daß der Y/asserablauf durch das Trocknergewebe nicht nachläßt, wenn das Gewebe gebogen und abgenützt ist.

Die auf das Gewebe aufgebrachte Harzmenge kann beim Aufsprühen genau so groß sein wie die Aufnahme bei einem Tauchverfahren, vorausgesetzt, daß eine ausreichende Anzahl von Durchgängen des Gewebes durch die Sprühvorrichtung vorgesehen ist. Die-Anzahl der Taucüvörgänge und auch die Konzentration und Anzahl der Sprühvoxgänge beeinflussen die Γ/.enge des aufgetragenen Harzes direkt. -

Ein mit dem Harz unter Spannung behandeltes Gewebe wird anfänglich bei der Ingebrauchnahme schrumpfen. Ein mit dem Harz behandeltes schlaffes Gewebe wird sich bei der Ingebrauchnahme geringfügig strecken. In Fällen, in denen eine größere Dimensionsstabilität erwünscht ist als sie bei der jeweiligen erfindungsgeraäßen Behandlung erzielt wird, *—^n diese dadurch erreicht werden, daß man auf das Gewebe eine besondere Zugtechnik

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anwendet, wie sie in dem Patent (Patentanmeldung

P 14 60 594··8 ) beschrieben ist. Der angewendete optimale Zug ι ändert sich mit jedem Gewebe und mit den Behandlungsbedingungen.

Die Erfindung -wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Beispiel 1

Es wurde ein Testgewebe hergestellt, das 50 Enden pro 2,54- cm von 240 Denier, 4 Denier pro Faden, 3 Nylon-Lagen und 78 Schuß φ pro 2,54 cm von 195 Denier, 27 Denier pro Faden, 3 Lagen aus einem Polyestergarn (Terylene der IpI) aufwies. Es wurde mit einem Polyurethanharz (Unithane Resin 390-T der Thiokol Chemical Corp.) gesättigt, das mit V/asser bis zu einem Feststoff gehalt von 10 % verdünnt worden war, bei 71°C getrocknet und bei 191°C gehärtet und hitzegehärtet. Das Gewebe nahm 18,6 % Urethanharz auf, das zäh an den Garnen haftete. Im Gegensatz zu dem unbehandelten Gewebe war das beschichtete Gev/ebe dimensionsstabil, steif und gegen Verschieben beständig.

Beispiel 2

Stufe 1 : Es wurde ein Phenol-Formaldehydharzkondensat verv/endet, W das durch Mischen von Phenol mit einer 37 %igen wäßrigen Form- - aldehydlösung, Wasser und Bariumhydroxyd und Erhitzen der erhaltenen Mischung auf über 66⁰C unter Rühren hergestellt wurde. Die Reaktionsmischung wurde anschließend durch Erhitzen unter vermindertem Druck zu einem dicken harzigen Sirup konzentriert. Dieser dicke harzige Sirup wurde in 20 tigern Äthanol gelöst bis die erhaltene Lösung 5 Gew.% Harzfeststoffe enthielt.

Es wurde ein Testgewebe hergestellt, das 50 Enden pro 2,54 cm von 240 Denier, 4 Denier pro Faden, 3 Nylon-Lagen und 78 Schuß pro 2,54 cm von 195 Denier, 27 Denier pro Faden, 3 Lagen aus einem Polyestergarn (Terylene der ICI) aufwies, und durch die erhaltene äthanolische Phenol-Formaldehydharzlösung geführt, wobei es unter leichter Spannung stand, so daß es etwa 100 Gew.% Lösung

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aufnahm. Das Gewebe wurde dann an der Luft bei einer Temperatur von etwa 99 bis 127° C getrocknet, indem es durch eine Heizzone geführt wurde.

Stufe 2; Es wurde eine Melamin-Formaldehydharzbehandlungslösung verwendet, die in der 'Weise hergestellt wurde, daß ein Reaktionsgefäß mit 37 %igern wäßrigem Formaldehyd beschickt, der pH-Wert mit wäßriger Natronlauge auf etwa 8 eingestellt und unter Rühren Melamin zugesetzt wurde. Die Reaktionsmischung wurde zur Auflösung des gesamten Melamins auf etwa 85°C erhitzt. Dabei erhielt man einen dicken Sirup, der beim Abkühlen erstarrte. Das erhaltene Melamin-Formaldehydharz wurde mit einer ausreichenden Menge Wasser verdünnt, so daß eine Behandlungslösung entstand, die etwa 15 °/° Harzfeststoffe enthielt. Der Lösung können noch 5 Gew.% Harnstoff und 10 Gew.$ Salzsäure zugesetzt werden.

Das getrocknete behandelte Gewebe der Stufe 1 wurde kontinuierlich durch die erhaltene Melamin-Formaldehydbehandlungslösung, immer noch unter leichter Spannung stehend, geleitet, so daß etwa 100 Gew.% Behandlungslösung durch das Gewebe aufgenommen wur-

den. Das behandelte Gewebe wurde, immer noch unter leichter Spannung stehend, an der Luft bei 99 ϊ
es durch eine Heizzone geführt wurde.

Spannung stehend, an der Luft bei 99 bis 127°C getrocknet, indem

Stufe 3'· Das getrocknete behandelte Gewebe der Stufe 2 wurde mit einem Polyurethanharz (ünithane Resin 390-T der Thiokol Chemical Corp.), das mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von 10 % verdünnt worden war, gesättigt, bei 7i°G getrocknet und bei 191⁰C gehärtet und hitzegehärtet» Das Gewebe nahm 18,6 % Urethanharz auf, das zäh an den Garnen haftete. Im Gegensatz zu dem unbehandelten Gewebe war das beschichtete Gewebe dimensiönsstabil, steif und beständig gegen Verschieben.

Für den Fachmann ist es natürlich klar, daß anstelle der hier erwähnten speziellen Harze auch geeignete Lösungen vieler anderer Urethanharze verwendet werden können, die in der Lage sind, auf der Oberfläche der Garne, welche das zu behandelnde Gewebe bilden, einen Überzug zu bilden.

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Claims

F at entansprüche

1. Verfahren zum Ausrüsten von Geweben durch Aufbringen von Harzlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß auf Papiermaschinengewebe ein UrethanharZjdas fest an der Oberfläche des Gewebes ohne wesentlich einzudringen haftet, derart aufgebracht wird, daß das Harz zwischen etwa 5 und 40 Gew*%, vorzugsweise zwischen etwa 8 und 30 Gew.%, des unbehandelten Gewebes ausmacht, wobei die Zwischenräume des Gewebes offengelassen werden·

2» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe in erster Stufe mit einem Phenolaldehydharz, in zweiter Stufe mit einem Aminoaldehydharz in an sich bekannter Weise und dann in dritter Stufe gemäß Anspruch 1 ausgerüstet und gehärtet wird.

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