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Die Erfindung betrifft technische Flächengebilde wie Gewebe, insbesondere Siebgewebe, wie sie z. B. bei der Herstellung von Papier verwendet werden, aber auch für Filtrationszwecke, sowie deren Herstellung und deren Verwendung.
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Unter technischen Flächengebilden sind im Rahmen der Erfindung Flächengebilde zu verstehen, welche aus Fäden, Garnen, Filamenten und dgl. hergestellt werden, hier insbesondere Gewebe, aber auch Maschenware oder Gelege u. a. m.
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Es ist bekannt, Fasern, Fäden und Garne unter der Verwendung von Polylactiden herzustellen und diese zu textilen und technischen Flächengebilden zu verarbeiten. Polylactide sind Polyester der Milchsäure, deren chemische Formel wie folgt lautet:
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Die Milchsäure ist auf Grund ihrer OH- und COOH-Gruppe in der Lage mit sich selbst Polyester, d. h. Polylactide als Homopolymere zu bilden, sie kann jedoch auch Copolymere mit weiteren Monomeren bilden, die über Funktionen verfügen, die mit der OH- und der COOH-Gruppe der Milchsäure reagieren können.
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Es ist bekannt, Polylactidfasern in Form von Garnen oder Filamenten auf verschiedensten Gebieten einzusetzen.
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So werden in der japanischen Patentanmeldung
JP 2010-024576 A Bekleidungsgegenstände beschrieben, die aus textilen Flächengebilden hergestellt sind, die aus Polylactid Multifilamentgarnen aufgebaut sind. Um den Bekleidungsstücken ein natürliches Aussehen zu verleihen, weisen die Filamente eine Dickenverteilung auf, d. h. in einem Garn sind Filamente mit unterschiedlicher Dicke vorhanden.
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In der
japanischen Patentanmeldung 2009-133022 wird ein Filterbeutel für Getränke beschrieben, bei dem ein Gewebe aus Polylactidfasern eingesetzt wird, und zwar als so genannte Kern/Mantelfäden, wobei die Polylactidkomponente den Kern bildet.
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In der
japanischen Patentanmeldung 2004044002 A werden Transportbänder beschrieben, die antistatische Eigenschaften aufweisen und auf Basis von Polylactatfasern aufgebaut sind, welche durch Überziehen mit einem Harz oder Gummi gegen statische Aufladungen geschützt werden sollen.
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Im Allgemeinen werden jedoch für technische Flächengebilde wie technische Gewebe Garne und Filamente aus Polymeren wie beispielweise Polyester oder Polyamide eingesetzt. Diese zeichnen sich durch hohe Festigkeiten aus und sind in der Regel auch widerstandsfähig gegenüber Chemikalien, Bakterien, Insekten und dgl.
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Bei technischen Flächengebilden wie technischen Geweben, die für Filtrationszwecke eingesetzt werden sollen, kommt es darüber hinaus auch auf Eigenschaften wie die Haftoberfläche für das abzufiltrierende feste Gut und die Durchlässigkeit für die abzutrennende Flüssigkeit an.
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Die Haftoberfläche, welche möglichst glatt und groß sein soll, kann günstig beeinflusst werden durch den Einsatz von Monofilamenten, welche an sich in der Regel bereits eine glatte Oberfläche aufweisen, auch kann durch die Dicke (Titer) der Fäden und den Querschnitt der Fasern das Filtrationsverhalten der Gewebe beeinflusst werden.
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Ein wichtiger Faktor ist auch die Maschenweite, die natürlich nicht beliebig vergrößert werden kann. Sie sollte so groß sein, dass die Flüssigkeit gut durchläuft, aber auch so eng, dass die abzufiltrierenden Feststoffe von der Sieboberfläche zurückgehalten werden. Auch sollte das Filtrationsverhalten möglichst lange konstant bleiben. Das Filtrationsverhalten kann auch durch den Einsatz von mehrlagigen Sieben beeinflusst werden.
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Bei Filtration, wie sie z. B. bei der Papierherstellung durchgeführt werden wird das Wasser der Faseraufschlämmung im allgemeinen zunächst relativ problemlos zu einem beachtlichen Teil abgetrennt, und die Fasermasse verlässt das Förderband der Nasspartie als eine mehr oder weniger zusammenhängende flache Schicht. Jedoch setzen sich im Laufe der Zeit im Filter Retentate fest, bei denen es sich z. B. um eingeklemmte Faserteilchen oder u. a. auch um sonstige Teilchen, auch um klebrige Materialien handeln kann. Deshalb muss das Sieb in bestimmten Abständen gereinigt werden, was auf verschiedene Weise durchgeführt werden kann. Bei besonders hartnäckigen Ablagerungen, insbesondere bei klebrigen Retentaten lässt sich die Reinigung oft nur mit Hochdruck-Wasserstrahlen erreichen, wobei allerdings auch das Gewebe angegriffen wird und bei mehreren Reinigungen dieser Art auch mehr oder weniger schnell zerstört wird.
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Es besteht somit noch ein Bedürfnis nach technischen Flächengebilden insbesondere nach technischen Geweben, die über verbesserte Eigenschaften verfügen und insbesondere als Siebgewebe Verwendung finden können.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, technische Flächengebilde, insbesondere technische Gewebe zur Verfügung zu stellen, welche u. a. vorteilhaft als Siebe eingesetzt werden können, die während des Siebprozess über längere Zeit weitgehend ihre Siebeigenschaften behalten wie Luftdurchlässigkeit und Haftungsoberfläche, die für das Rückhaltevermögen verantwortlich ist, deren Öffnungsgrad und die Größe der Durchlässe unter Filtration- bzw. Siebbedingungen längerer Zeit konstant bleiben, mit denen eine gezielte Permeation und ein gezieltes Abtrennvermögen eingestellt werden kann, und die nach Gebrauch auch noch umweltfreundlich einem weiteren Verwendungszweck zugeführt werde können.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch technische Flächengebilde insbesondere technische Gewebe, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufgebaut sind aus Garnen oder Fäden, insbesondere Multifilamentgarnen oder Monofilamenten, welche zu 80 bis 99% aus Filamenten aus konventionellen Polymeren wie Polyester, Polyamiden oder Polyolefinen wie Polyethylen oder Polypropylen und dgl. bestehen und zu 1 bis zu 20% aus Polylactidfilamenten, oder dass sie aufgebaut sind aus Monofilamenten, welche zu 80 bis 99% Monofilamente aus Polyethylenterephthalat, Polyamiden oder Polyolefinen wie Polyethylen oder Polypropylen und zu 1 bis 20% Monofilamente aus Polylactiden sind.
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Als konventionelle Polymere werden im Rahmen der Erfindungen vorzugsweise Polyethylenterephthalat, Polyamide, Polyethylen und Polypropylen verwendet. Die Filamente aus diesen Polymeren werden nach an sich bekannten Methoden insbesondere nach dem Schmelzspinnverfahren oder durch Extrusion mittels eines Extruders hergestellt.
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Die Filamente aus Polylactiden werden ebenfalls nach an sich bekannten Verfahren, insbesondere nach dem Schmelzspinnverfahren oder durch Extrusion mittels eines Extruders hergestellt.
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Vorteilhaft sind Filamente aus Copolymeren der Milchsäure. Durch Auswahl geeigneter Comonomeren und des quantitativen Anteils derselben im Copolymer ist es möglich, die Eigenschaften der Polylactidfilamente gezielt einzustellen, hier kommt es besonders auf die Abbaubarkeit der Polylactidfilamente unter bestimmten Bedingungen, nämlich höheren Temperaturen und Feuchtigkeit bzw. die Anwesenheit von Wasser an, Bedingungen, wie sie beim Filtrieren und Sieben anzutreffen sind.
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So werden Polylactidfilamente bevorzugt, die sich im Flächengebilde unter Filtrations- oder Siebbedingungen innerhalb einer Zeit von einigen Stunden bis hin zu mehreren Wochen zersetzen, wobei unter Zersetzen ein chemischer Abbau oder auch ein mechanischer Zerfall zu verstehen ist. Während des Zerfalls verkleinert sich der Durchmesser der Filamente und die dabei an sich entstehende Vergrößerung der Öffnungsfläche des Gewebes wirkt dabei der Abnahme der Öffnungsfläche infolge Absetzen von Partikeln auf dem Sieb entgegen, so dass es möglich ist, die Durchlässigkeit für die abzutrennende Flüssigkeit innerhalb dieser Zeit weitgehend konstant zu halten oder doch zumindest zu innerhalb eines annehmbaren Bereichs zu halten, bevor eine nicht mehr hinnehmbare Verstopfung auftritt.
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So sind Siebbedingungen, auf welche die Polylactide im Rahmen der Erfindung vorteilhaft abgestimmt werden, Stattdampfatmosphäre von 125°C oder trockene Hitze von 145°C. Die Temperaturen bzw. Temperaturbereiche können sich nach oben oder unten verschieben.
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Die Filamente können in einem gedrehten Garn vorliegen. Vorzugsweise sind die Garne jedoch ungedreht, so dass die Filamente mehr oder weniger parallel im Garn bzw. Faden nebeneinander liegen.
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Der Titer der Polylactidfilamente kann gleich oder verschieden vom Titer der Filamente aus konventionellen Polymeren sein. Der Bereich für den Titer kann vorteilhaft zwischen 30 und 300% des Titers der Filamente aus den übrigen Polymeren betragen Titer. Vorzugweise beträgt der Titer der Polylactidfäden 33 bis 300% des Titers der konventionellen Fäden.
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So können z. B. bei einer Kette und/oder einem Schuss aus Polyethylenterephthalatfäden diese einen Durchmesser von 0,17 mm bzw. ca. 310 dtex aufweisen, dazu können dann die dazugehörigen Polylactidfäden einen Titer von 93 bis 930 dtex aufweisen.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von technischen Flächengebilden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man Garne, insbesondere Multifilament- oder Monofilamentgarne, die zu 80 bis 99% aus Polyester wie Polyethylenterephthalat, Polyamiden, Polyolefinen u. dgl. und zu 1 bis 20% aus Polylactiden bestehen, durch Weben, Wirken oder Legen zu einem Flächengebilde wie Geweben, Gewirken oder Gelegen verarbeitet.
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Vorzugsweise werden ungedrehte Garne verwendet, besonders bevorzugt Monofilamente.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der vorstehend beschriebenen technischen Flächengebilde als Siebe, insbesondere als Siebe in Vorrichtungen zur Herstellung von Papier in der Nasspartie.
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Es war besonders überraschend, dass durch die Erfindung Flächengebilde erhältlich sind, welche als Siebe lange Zeit während der Benutzung ihr Filtrationsprofil beibehalten, weil in dem Maße, wie sich Teile im Sieb festsetzen, die Polylactidfilamente abgebaut werden und dadurch die ursprüngliche Durchlässigkeit weitgehend erhalten bleibt.
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Die Filamente aus Polylactiden lassen sich ohne große Schwierigkeiten auf Vorrichtungen herstellen wie sie beim Spinnen beispielsweise von Polyethylenterephthalat benutzt werden. Das Verfahren ist deshalb sehr wirtschaftlich. Das Verfahren arbeitet reproduzierbar und zuverlässig und ist sehr flexibel, so ist es möglich maßgeschneidert für die verschiedensten Filtrations- und Siebprozesse brauchbare Siebe und Filter herzustellen.
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Sie können schnell ausgewechselt werden und sind nach Gebrauch leicht und umweltschonend zu entsorgen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010-024576 A [0006]
- JP 2009-133022 [0007]
- JP 2004044002 A [0008]
