DE1794294C3

DE1794294C3 - Verfahren zur Ausrüstung von Papiermaschinengeweben

Info

Publication number: DE1794294C3
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: 1979-11-15
Also published as: US3313645A; DE1469389A1; DE1794294B2; DE1794293B2; DE1794294A1; BE645873A; DE1794293A1; GB1048468A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrüsten von Papiermaschinengeweben in Form von gewebten 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 angegriffen werden. Sie müssen beständig sein gegen Ermüdu ng 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 Zugfestigkeit 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 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., 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

ίο 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, Abriebfestigkeit usw., durch Harzbehandlungen zu verbessern. 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 Diniensionsstabilität, Widerstandsfähigkeit gegen Verschieben, Steifheit und Verschleißfestigkeit aufweisen. Es wurde nun gefunden, daß beim Überziehen von Geweben mit einer Harzkombination, die auf dessen Garnen haftet und sie mit einem Harzüberzug einhüllt, die Kettfäden und Füllfasern und Garne an den Garnkreuzungen 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 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-Papierherstellungsgcweben, die aus synthetischen Stoffen bestehen, die in beträchtlicher Menge, d. h. mehr als 10"{, Polyesterfasern und/oder Silikatfasern, Polyamidfasern oder Polyolelinfasern 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. gebildet werden. Zwar wird die vorliegende Erfindung an Hand des Beispiels von Geweben beschrieben, die mindestens teilweise aus Polyesterfasern bestehen, 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, Polyamidfasern, insbesondere einem Hochtemperatur-Polyamid und anderen synthetischen Fasern und natürlich vorkommenden tierischen und pflanzlichen Fasern bestehen, welche die aufgebrachten Harze nicht absorbieren und auch nicht mit ihnen reagieren, aber einer erfindungsgemäßen Behandlung zugänglich sind.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Gewebe bestehen vorzugsweise zu 10 bis 100 Gewichtsprozent, insbesondere zu 20 bis 80 Gewichtsprozent, aus Polyesterfasern, Silikatfasern, Hochtemperaturpoiyamidfasern und/oderPolyolefinfasern.

Die oben geschilderten Vorteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausrüsten von Geweben erzielt, wobei die Gewebe mit einer Folge von Harzen behandelt werden, die infolge ihrer Haftfähigkeit die Garne, aus denen diese bestehen, mit einem geeigneten Überzug einhüllen und die Kettfäden und Füllgarne an den Garnüberkreuzungen miteinander verbinden, und wobei die Harze anschließend getrocknet und gehärtet werden. Dabei erhält man Gewebe mit verbesserten Dimensionsstabilitäts-, Steifheits- und Verschleißfestigkeitseigenschaften. 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 die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Harz-Kombination 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 werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur Ausrüstung von Geweben aus Polyesterfasern geeignet. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere anwendbar auf Gewebe, die zu einer beträchtlichen Menge aus Garnen aus Polyesterfasermaterial in Form von Vielfachfäden, Einfäden, Stapelfasern oder anderen geeigneten Formen oder Kombinationen davon bestehen.

Erfindungsgemäß werden die Gewebe in zwei Behandlungsstufen mit Aldehydharzen, z. B. auf die in der US-PS 30 32 441 beschriebene Art und Weise, vorbehandelt und anschließend mit Urethanharzen behandelt. Gemäß dem in dieser Patentschrift beschriebenen Verfahren wird in der ersten Slufe das Endlosgewebe mit einem Phenol-Aldehydharz behandeil, vorzugsweise mit einem solchen, das ein Molverhältnis von Aldehyd zu Phenol von weniger als 1 : I aufweist, beispielsweise einem Novolak. 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-Aldchydharzes, unterworfen. Das dabei verwendete Amino-Aldchydharz enthält vorzugsweise einen ausreichenden molaren Überschuß an Aldehyd, um einen eventuellen molaren Unterschuß an Aldehyd im Phenol-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.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zu behandelnde Gewebe vor der Behandlung zweckmäßigerweise, vorzugsweise in beiden Richtungen gespannt, um bestimmte Längen-Breiten-Dimensionen mit gleichmäßigen Garnzahlen innerhalb jeder Dimension herzustellen und das Gewebe rechtwinklig

ίο 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

Die erfindungsgemäße Kombination besteht nun darin, daß die Behandlung durch eine dritte Stufe durch Aufbringen eines Polyurethans, welches wegen der Vorbehandlung fest an der Oberfläche ohne wesentlich einzudringen haftet, vervollständigt wird. Dieser erfindungsgemäße Verfahrensschritt kann mit handelsüblichen Polyurethanharzen durchgeführt werden.

Die Aufbringung des Polyurethans auf das Gewebe kann mit Hilfe einer Auftragwalze oder durch Eintauchen des Gewebes in eine Polyurethanlösung 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 Polyurethanharzes zwischen den einzelnen Stufen erfolgen. In den verschiedenen Stufen können gleiche oder verschiedene Polyurethane verwendet werden.

Die Menge des aufgebrachten Polyurethanharzes liegt zwischen 5 und 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen etwa 8 und 30 Gewichtsprozent, des unbehandelten Gewebes, wobei die Zwischenräume des Gewebes offengelassen werden.

Nachdem das gesamte Harz aufgebracht ist, wird es zweckmäßigei weise zur Trocknung erhitzt, damit es sich bei den nachfolgenden Behandlungen nicht vom Material wieder ablöst. Nach dem Trocknen wird das erhaltene Gewebe zur Härtung des Harzes weiter erhitzt. Nach dem Trocknen und Härten wird das harzhaltige Gewebe weiter erhitzt, um eine Hitzehärtung der Fasern, aus denen es besteht, zu bewirken. Die besten Ergebnisse werden bei einer Hitzehärtungstemperatur von etwa 218°C erhalten. Die Trocknungs-, Härtungs- und Hitzehärtungstemperaturen können entsprechend den jeweils verwendeten Harzen variiert werden.

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 Garndurchmesser 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 Harzüberzitges wichtig, daß die Harze, die eine Verstopfung des Gewebes verursachen, nicht im Überschuß aufgetragen werden. Die Webart des verwendeten Gewebes sollte so - in, daß die Neigung zum Verstopfen möglichst

gen.ig 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 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 Anzahl der Tauchvorgänge und auch die Konzentration und 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 erfinduingsgemäßen 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 und mit den Behandlungsbedingungen.

Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung.

Beispiel

Stufe 1

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 dick«: 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 von 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, se 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.

Stufe 2

Es wurde eine Melamin-Formaldehydharzbehandlungslösung verwendet, die in der Weise hergestellt wurde, daß ein Reaktionsgefäß mit 37%igem 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 85⁰C 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 etwa 100 Gewichtsprozent Behandlungdösung durch das Gewebe aufgenommen wurden. Das behandelte Gewebe wurde, immer noch unter leichter Spannung stehend, an der Luft bei 99 bis 127 C getrocknet, indem es durch eine Heizzone geführt wurde.

Stufe 3

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 getrocknet und bei 191^CC gehärtet und hitzegehärtet. Das Gewebe nahm 18,6% Urethanharz auf, das zäh an den Garnen haltete. 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 verwendet 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 US-PS 30 32 441 behandelt trocken naß

Erfindungsgemäß 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:

Verfahren zur Ausrüstung von Papiermaschinengeweben in Form von gewebten 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 Polyurethanharzes derart aufbringt, daß die Zwischenräume des Gewebes offengelassen werden.