DE1794294B2

DE1794294B2 - Verfahren zur Ausrüstung von Papiermaschinengeweben

Info

Publication number: DE1794294B2
Application number: DE1794294A
Authority: DE
Inventors: Hugh Edward Markham Ontario Garrett; Felix Tibor Kentville Nova Scotia Matsuka
Original assignee: Huyck Corp Rensselaer Ny (vsta)
Current assignee: Huyck Corp Rensselaer Ny (vsta)
Priority date: 1963-03-29
Filing date: 1964-03-26
Publication date: 1975-06-12
Also published as: BE645873A; US3313645A; DE1794293B2; DE1794294C3; DE1469389A1; DE1794294A1; DE1794293A1; GB1048468A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrüsten von Papiermaschinengeweben in Form von gewebten Riemen oder Bändern, die in der Papierherstellung als Formungsgewebe, Preßgewebe und Trocknergewebe bekannt sind und dazu verwendet werden, entweder eine Pulpenaufschlämmung oder eine nasse Papierbahn durch eine Papiermaschine zu befördern. Die dabei erhaltenen Gewebe zeichnen sich durch eine große Stabilität unter besonders ungünstigen Bedingungen, die bei bestimmten Verwendungen auftreten, aus.

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 Zugfestigkeit und eine hohe Dimensionsstabilität besitzen, so daß sie auf der Preßpartie nicht krumpen oder ausbeulen; ferner dürfen sie unter den bei ihrer Verwendung herrschenden feuchten Arbeitsbedingungen nicht angegrifLa werden. Sie müssen beständig sein gegen Ermüdung infolge wiederholter Biegungen und gegen Ermüdung infolge der Preßwirkung 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 Zug; festigkeit und eine hohe Beständigkeit gegenüber Strecken, Krumpen, Abrieb, Biegungsermüdung, chemischer Einwirkung u. dgl. sowohl in feuchtem als auch in trockenem Zustand aufweisen.

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 Faserstoffen, beispielsweise aus Polyamid und Polyester, erhalten. Diese synthetischen Fasern besitzen jedoch im allgemeinen nicht den für Papierhersteüungsgewebe erforderlichen Steifheitsgrad. Auch haben Gewebe aus Synthesegarnen, die

294

normalerweise eine glatte Oberfläche besitzen, eine Neigung zum Gleiten oder Verschieben, und es fehlt ihnen daher die erforderliche Dimensionsstubilitäi, d. h., Syrthesegarne niigen 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, Abrie^stigkeit usw., durch Harzbehandlungen zu verbes.'· _.i. So ist beispielsweise in der US-PS 30 32 441 angegeben, daß es sehr erwünscht wäre, Gewebe durch eine geeignete Behandlung oder andere Ausrüstungsmaßnahmen zu stabilisieren oder auf andere Weise zu konditionieren, damit sie die an sie gestellten Forderungen erfüllen. Bei Fasern, die sich von Polyesterharzen ableiten, waren diese Behandlungen jedoch bisher stets erfolglos geblieben.

Weiterhin sind Verfahren zum Imprägnieren oder Überziehen von Fasern mit Polyurethanen bekannt (deutsche Auslegeschriften 10 23 449 und 1112 041, französische Patentschrift 10 85 465 und US-PS 29 55 961). Bei diesen bekannten Verfahren ist es jedoch unvermeidlich, daß die behandelte Faser während der Behandlung quillt, so daß die Festigkeit eines aus solchen Fasern hergestellten Gewebes, insbesondere die Dimensionsstabilität, nach der Behandlung nicht mehr im gewünschten Maß gewährleistet ist.

Aufgabe der Erfindung war es nun, nichtmetallische Papiermaschinengewebe zu liefern, die eine verbesserte Dimensions«tabilität, Widerstandsfähigkeit gegen Verschieben, Steifheit und Verschleißfestigkeit aufweisen.

Es wurde run gefunden, daß beim Überziehen \on Geweben mit einer Harzkombination, die auf dessen Garnen haftet und sie mit einem Harzüberzug einhüllt, die Kettfäden und Füllfasern und Garne an den Garnkreu7ungen besonders vorteilhaft miteinander verklebt werden und auf diese Weise Papiermaschinengewebe mit höchst erwünschten Eigenschaften gebildet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ausrüstung von Papiermaschinengeweben in Form von gewebten Riemen oder Bändern durch Aufbringen von Harzlösungen unter anschließendem Härten ist dadurch gekennzeichnet, daß man auf das Papiermaschinengewebe in erster Stufe ein Phenol-Aldehydharz und in zweiter Stufe ein Amino-Aldehydharz in bekannter Weise und dann in einer dritten Stufe 5 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das unbehandelte Gewebe, eines Polyurethanharzes derart aufbringt, daß die Zwischenräume des Gewebes offengelassen werden.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Dimensionsstabilität, die Steifheit, die Verschleißfestigkeit und andere Qualitäten sowohl von flachen als auch von offengewebten Endlos-Papierherstellungsgeweben, die aus synthetischen Stoffen bestehen, die in beträchtlicher Menge, d.h. mehr als 10% Polyesterfasern und/oder Silikalfasern, Polyamidfasern oder Polyolefinfasem 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,

3 4

Stapelfasern usw. gebildet werden. Zwar wird die vor- ausreichend Aldehyd zur Verfügung zu stellen, um ein

liegende Erfindung an Hand des Beispiels von Geweben Verhältnis \on Aldehyd zu Phenol von mehr als 1 : 1

beschrieben, die mindestens teilweise aus Polyester- zu liefern.

fasern bestehen, jedoch ist sie in gleicher Weise auch Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Gewebe anwendbar, die mindestens teilweise aus 5 wird das zu behandelnde Gewebe vor der Behandlung Silikatfasern, Polyolefinfasern, die aus Olefinen mit zweckrnäßigerweise, vorzugsweise in beiden Richtunweniger als 5 Kohlenstoffatomen hergestellt wurden. gen gespannt, um bestimmte Längen-Breiten-Dimen-Polyamidfasern, insbesondere einem Hochtemperatur- siop.en mit gleichmäßigen Garnzahicn innerhalb jeder Polyamid und anderen synthetischen Fasern und Dimension herzustellen und das Gewebe rechtwinklig natürlich vorkommenden tierischen und pflanzlichen io zu machen, so daßjedes Quergarn desselben im rechten Fasern bestehen, welche die aufgebrachten Harze nicht Winkel zu jedem Längsgarn liegt. Die kritischen Beabsorbieren und auch nicht mit ihnen reagieren, aber handlungs- und Fertigstellungsarbeiten werden ausgeeiner erfindungsgemäßen Behandlung zugänglich sind. führt, während das Gewebe gespannt ist.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren be- Die erfindungsgemäße Kombination besteht nun handelten Gewebe bestehen vorzugsweise zu 10 bis 15 darin, daß die Behandlung durch eine dritte Stufe 100 Gewichtsprozent, insbesondere zu 20 bis SO Ge- durch Aufbringen eines Polyurethans, welches wegen wichtsprozejjt, aus Polyesterfasern,Silikatfasern, Hoch- der Vorbehandlung fest an der Oberfläche ohne weternperaturpolyamidfasern und/oderPoiyulefinfasern. sentlich einzudringen haftet, vervollständigt wird. Die-Die oben geschilderten Vorteile werden durch das ser erfindungsgenäDi; Verfahrensschriu kann mit erfindunssgemäße Verfahren zum Ausrüsten von Ge- *° handelsüblichen Polyurethanharzen durchgeführt werweben erzielt, wobei die Gewebe mit einer Folge von den.

Harzen behandelt werden, die infolge ihrer Haftfähig- Dk Aufbringung des Polyurethans auf das Gewebe keit die Garne, aus denen diese bestehen, mit einem kann mit Hilfe einer Auftragwalze oder durch Eingeeigneten Überzug einhüllen und die Kettfaden und tauchen des Gewebes in eine Polyurethanlösung oder Füllgarne an den Garnüberkreuzungen miteinander ²5 durch Aufstreichen oder Aufsprühen erfolgen. Der verbinden, und wobei die Harze anschließend ge- Auftrag kann gewünschtenfalls wiederholt werden, trocknet und gehärtet werden. Dabei erhält man Ge- um die Harzaufnahme zu erhöhen. Gewünschtenfalls webe mit verbesserten Dimensionsstabilitäts-, Steif- kann die Aufbringung auch in mehrertn Stufen unter lieits- und Verschleißfestigkeitseigenschaften. Einige teilweiser Aushärtung des Polyurethanharzes zwischen der dem Fachmann bekannten, zum Ausrüsten von 30 den einzelnen Stufen erfolgen. In den verschiedenen Synthesefasergeweben verwendeten Harze reagieren Stufen können gleiche oder verschiedene Polyurethane mit einigen der bisher verwendeten Synthesefasern oder verwendet werden.

lösen sie teilweise auf, so daß nach dem Härten das Die Menge des aufgebrachten Polyurethanharzes Harz zu einem Bestandteil der Faser selbst wird. Dem- liegt zwischen 5 und 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise gegenüber neigt die in dem erfindungsgemäßen Ver- 35 zwischen etwa 8 und 30 Gewichtsprozent, des unbefahren verwendete Harz-Kombination dazu, das Garn handelten Gewebes, wobei die Zwischenräume des tu umhüllen und auf den Fasern zu haften unter BiI- Gewebes offengelassen werden.

dung eines Überzugs auf diesen Fasern, ohne dadurch Nachdem das gesamte Harz aufgebracht ist, wird es tu einem Teil der Fasern selbst zu werden. zweckmäßigerweise zur Trocknung erhitzt, damit es Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur 4° sich bei den nachfolgenden Behandlungen nicht vom Ausrüstung von Geweben aus Polyesterfasern ge- Material wieder ablöst. Nach dem Trocknen wird das «ignet. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren ins- erhaltene Gewebe zur Härtung des Harzes weiter erbesondere anwendbar auf Gewebe, die zu einer be- hitzt. Nach dem Trocknen und Härten wird das harzträchtlichen Menge aus Garnen aus Polyesterfaser- haltige Gewebe weiter erhitzt, um eine Hilzehärtung material in Form von Viefiachfäden, Einfäden, Stapel- 45 der Fasern, aus denen es besteht, zu bewirken. Die lasern oder anderen geeigneten Formen oder Kombina- besten Ergebnisse werden bei einer Hitzehärtungstemtionen davon bestehen. ' peratur von etwa 218"C erhalten. Die Trocknungs-, Erfindungsgemäß werden die Gewebe in zwei Be- Härtungs- und Hitzehärtungstemperaturen können handlungsstufen mit Aldehydharzen, z. B. auf die in entsprechend den jeweils verwendeten Harzen variiert der US-PS 30 32 441 beschriebene Art und Weise, 5° werden.

vorbehandelt und anschließend mit Urethanharzen be- Nach der erfindungsgemäßen Behandlung ist das handelt. Gemäß dem in dieser Patentschrift beschrie- Gewebe schwerer und steifer als zuvor. Es besteht nun benen Verfahren wird in der ersten Stufe das Endlos- eine festere Bindung zwischen den Farnen, als sie mit gewebe mit einem Phenol-Aldehydharz behandelt, vor- bekannten Behandlungsverfahren erzielbar ist. Durch fcugsweise mit einem solchen, das ein Molverhältnis 55 den Harzüberzug, der die Garne gegeneinander von Aldehyd zu Phenol von weniger als 1 : 1 aufweist, fixiert, haben sich die Garndurchinesser erhöhl. Die beispielsweise einem Novolak. Nach dem Trocknen Zwischenräume zwischen den Kettgarnen und den Und teilweisen Aushärten des im Verlaufe der ersten Schußgarnen werden kleiner, es muß jedoch darauf geStufe absorbierten Phenol-Aldehydharzes wird das achtet werden, daß diese nicht verstopfen. Es ist daher Gewebe einer weiteren Behandlung unter Verwendung ^6o bei dem erfindungsgemäßen Auftrag des Harzübertines Amino-Aldehydharzes, beispielsweise eines Me- zuges wichtig, daß die Harze, die eine Verstopfung des lamin-, Harnstoff-, substituierten Harnstoff- oder Gewebes verursachen, nicht im Überschuß aufgetragen substituierten Melamin-Aldehydharzes, unterworfen. werden. Die Webart des verwendeten Gewebes sollte Das dabei verwendete Amino-AIdehydharz enthält vor- so sein, daß die Neigung zum Verstopfen möglichst zugsweise einen ausreichenden molaren Überschuß an ^6s gering ist. Wenn Harze zur Verstopfung des Gewebes Aldehyd, um einen eventuellen molaren Unterschuß neigen, ist es zweckmäßig, das Harz beispielsweise mit an Aldehyd im Phenol-Aldehydharz, das in der ersten Preßluft aus den Zwischenräumen herauszublasen. Stufe eingesetzt wurde, zu kompensieren und hierdurch Die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens

geht beispielsweise daraus hervor, daß der Wasserablauf 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 Aniahl der Tauchvorgänge und auch die Konzentration wnd Anzahl der Sprühvorgänge beeinflussen die Menge des aufgetragenen Harzes direkt.

Ein mit Harz unter Spannung behandeltes Gewebe wird anfänglich bei der Ingebrauchnahme schrumpfen. Ein mit 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 erfindungsgemäßen Behandlung erzielt wird, kann diese dadurch erreicht werden, daß man auf das Gewebe eine besondere Zugtechnik anwendet. Der angewendete optimale Zug ändert sich mit jedem Gewebe ui>d mit den Behändlungsbedingungen.

Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung.

Beispiel
Cf_Uf_e 1

25

Es wurde ein Phenol-Formaldehydharzkondensat verwendet, das durch Mischen von Phenol mit einer 37%igen wäßrigen Formaldehydlösung, Wasser und Bariumhydroxyd und Erhitzen der erhaltenen Mischung auf über 66° C 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%igem Äthanol gelöst, bis die erhaltene Lösung 5 Gewichtsprozent Harzfeststoffe enthielt.

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

Sture* 2

Es wurde eine Melamin-Formaldehydharzbehandlungslösung verwende), die in der Weise hergestellt wurde, daß ein Reaktionsgefäß mil 37%igem wäßrigern Formaldehyd beschickt, der pH-Wert mit wäßriger Natconlauge auf etwa 8 eingestellt und unter Rühren Mefamin zugesetzt wurdt. 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 Gewichtsprozent Harnstoff und 10 Gewichtsprozent 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 eiwa

100 Gewichtsprozent Behandlungslösung durch das Gewebe aufgenommen wurden. Das behandelte Gewebe wurde, immer noch unter leichler Spannung stehend, an der Luft bei 99 bis 127¹¹C getrocknet, indem es durch eine Heizzone geführt wurde.

Das getrocknete behandelte Gewebe der Stufe 2 wurde mit einem Polyurethanharz, das mit Wasser auf einen Feststoff gehalt von 10% verdünnt worden war, gesättigt, bei 71^c 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 Gewebe dimensionsstabil, steif und beständig gegen Verschieben.

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

Vergleich der Reißfestigkeit von erfindungsgemäß behandelten Geweben mit Geweben, die nach der US-PS 30 32 441 behandelt wurden

Gemäß OS-PS 30 32 441 behandelt trocken naß

Erfindungsfcemäß mit Urethanharz
behandelt

trocken

naß

Belastung in kg, bis zum Aus- 57,02 ±
reißen der Garnkreuzungen einer 2,49
Probe von 5,08 cm Breite mit
92 Kreuzungsstellen

Belastung in kg pro Garn- 0,62

kreuzung

48,22 ± 1,73

0,53 68,95 ±
6,29

0,75

67,90
4,81

0,73

Claims

Patentanspruch:

17 I

Verfahren zur Ausrüstung von Papiermaschinengeweben in Form von gewebten Riemen oder Bändern durch Aufbringen von Harzlösungen unter anschließendem Härten, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das Papiermaschinengewebe in erster Stufe ein Phenol-Aldehydharz und in zweiter Stufe ein Amino-Aldehydharz in bekannter Weise und dann in einer dritten Stufe 5 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das unbehandelte Gewebe, eines Polyurethanhan:es derart aufbringt, daß die Zwischenräume des Gewebes offengelassen werden.