DE202012001985U1

DE202012001985U1 - Abrasion resistant monofilaments for paper machine clothing

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Publication number: DE202012001985U1
Application number: DE202012001985U
Authority: DE
Original assignee: Nextrusion GmbH
Current assignee: Perlon Nextrusion Monofil GmbH
Priority date: 2012-02-25
Filing date: 2012-02-25
Publication date: 2012-03-30
Anticipated expiration: 2022-02-26

Abstract

Beansprucht wird 1. ein Gewebe für Papiermaschinenbespannungen, das Polyoxymethylenfäden enthält. 2. ein Gewebe nach Anspruch 1, das in der Blattbildungspartie von Papiermaschinen verwendet wird. 3. ein Gewebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dessen Polyoxymethylenfäden aus Filamenten, insbesondere Monofilamenten bestehen. 4. ein Gewebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dessen Polyoxymethylenfäden insbesondere die Unterseite des Formiersiebes bilden. 5. ein Gewebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, deren Polyoxymethylenfäden einen Farbstoff und/oder Stabilisatoren enthalten können. 6. ein Gewebe nach den Ansprüchen 1 bis 5, deren Polyoxymethylen-Monofilamente eigen Durchmesser von ≥ 30 μm haben. 7. ein Gewebe nach den Ansprüchen 1 bis 5, deren Polyoxymethylen-Monofilamente einen rechteckigen Querschnitt haben, der maximal 1,5 mm breit und mindestens 30 μm hoch ist.1. A fabric for paper machine clothing that contains polyoxymethylene threads is claimed. 2. A fabric according to claim 1 used in the sheet forming section of paper machines. 3. a fabric according to claims 1 and 2, whose polyoxymethylene threads consist of filaments, in particular monofilaments. 4. a fabric according to claims 1 to 3, the polyoxymethylene threads in particular form the underside of the forming fabric. 5. a fabric according to claims 1 to 4, the polyoxymethylene threads may contain a dye and / or stabilizers. 6. a fabric according to claims 1 to 5, the polyoxymethylene monofilaments have their own diameter of ≥ 30 microns. 7. a fabric according to claims 1 to 5, the polyoxymethylene monofilaments have a rectangular cross section which is a maximum of 1.5 mm wide and at least 30 microns high.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf Drähte aus schmelzspinnbaren Kunststoffen mit hoher Abriebbeständigkeit und geringer Gleitreibung. Abriebbeständige Monofilamente lassen sich in technischen Geweben verwenden, insbesondere in Maschinen zur Papierherstellung.The invention relates to wires of melt-spinnable plastics with high abrasion resistance and low sliding friction. Abrasion resistant monofilaments can be used in engineering fabrics, especially in papermaking machines.

Stand der TechnikState of the art

Förderbänder zum Transport bestimmter Artikel werden in der Regel über Leitorgane geführt. Die Leitorgane unterstützen das zu transportierende Gut. Ein Teil der Leitorgane ist mit Antriebsmotoren versehen und sorgt damit für den Lauf des Förderbands. An den Leitorganen entsteht erhöhter Verschleiß auf der Unterseite des Förderbands durch Reibung.Conveyor belts for transporting certain articles are usually guided by control organs. The management bodies support the goods to be transported. Part of the guide elements is provided with drive motors and thus ensures the running of the conveyor belt. At the guide organs increased wear on the underside of the conveyor belt caused by friction.

Kontinuierlich laufende Siebe sind Sonderformen von Transportbändern. Einerseits wird ein Material transportiert, andererseits soll eine andere Materialkomponente von der ersten getrennt werden.Continuous moving screens are special forms of conveyor belts. On one hand, a material is transported, on the other hand, another material component is to be separated from the first.

Ein Beispiel hierfür ist die Forming-Partie von Papiermaschinen. Die Papierfasern werden in wässriger Suspension auf das Formiersieb aufgetragen. Das Wasser soll dann so schnell wie möglich abgeschieden werden. Auf dem Sieb verbleibt ein feuchtes Blatt (ca. 90% Restfeuchte), das sich abheben lässt und in die nächste Sektion der Papiermaschine befördert wird. In modernen Papiermaschinen wird hierzu ein umlaufendes Formiersieb verwendet, auf dessen Unterseite stehende Saugdüsen das Wasser entfernen. Durch die Reibung der Siebunterseite an den Saugkästen entsteht erhöhter Siebverschleiß.An example of this is the forming section of paper machines. The paper fibers are applied to the forming fabric in aqueous suspension. The water should then be separated as soon as possible. On the screen remains a damp sheet (about 90% residual moisture), which can be lifted and transported to the next section of the paper machine. In modern paper machines this purpose, a circumferential forming fabric is used, on the underside of which standing suction nozzles remove the water. The friction of the underside of the sieve on the suction boxes results in increased screen wear.

Formiersiebe sind mehrlagige Kunststoff-Gewebe aus Monofilamenten, meist auf Basis Polyester. Auf der Gewebeunterseite wird wegen des Verschleißes ein sogenannter Wechselschuss eingesetzt, d. h. auf einen Polyesterfaden(-monofilament) folgt anschließend ein Polyamidmonofilament abwechselnd als Schussfaden. Durch diese Konstruktion ist die Siebunterseite abriebfester. Der Nachteil: Wegen der unterschiedlichen Wasseraufnahme zwischen Polyester und Polyamid quillt das Polyamid starker auf. Dadurch drehen sich die Siebränder nach oben und liegen nicht mehr plan auf der Maschine auf. Diesen unerwünschten Effekt bezeichnet der Fachmann als Edge-Curling.Forming fabrics are multi-layer plastic fabrics made of monofilaments, mostly based on polyester. On the underside of the fabric a so-called interchangeable shot is used because of the wear, d. H. Following on from a polyester thread (monofilament) is a polyamide monofilament alternately as a weft thread. Due to this construction, the lower side of the sieve is more resistant to abrasion. The disadvantage: Because of the different water absorption between polyester and polyamide, the polyamide swells more. As a result, the screen edges turn upwards and no longer lie flat on the machine. This undesirable effect is referred to by the person skilled in the art as edge curling.

Durch andere Schusstypen auf der Siebunterseite versuchte man, dieses Edge-Curling zu vermeiden. Die kanadische Asten-Johnson Gruppe z. B. beschreibt in der EP 287 395 A2 Monofilamente aus einem Blend aus thermoplastischem Polyurethan in Polyester, das abriebbeständig ist und den Wechselschuss aus PA 6 bzw. PA 6.6 in Formiersieben ersetzen kann. Ähnliche Eigenschaften haben Monofilamente aus Elends von mit Isophthalsäure modifiziertem PET mit thermoplastischem Polyurethan (TPU), wie sie in der DE 4410399 A1 beschrieben sind. Auch Kern-Mantel Monofilamente mit einem tragenden Kern aus PET und einem Mantel aus isopthalsäuremodifiziertem PET mit TPU – beschrieben in der DE 195 11 852 A1 – oder einem Kern aus PET mit einem Mantel aus thermo-plastischem Polyetherester (TPEE) mit PET – beschrieben in der DE 195 11 853 A1 – weisen vergleichbare Eigenschaften auf.Other types of shoots on the underside of the sieve tried to avoid this edge curling. The Canadian Asten-Johnson Group z. B. describes in the EP 287 395 A2 Monofilaments made of a blend of thermoplastic polyurethane in polyester, which is resistant to abrasion and can replace the replacement of PA 6 or PA 6.6 in forming fabrics. Similar properties of monofilaments of blends of isophthalic acid modified PET with thermoplastic polyurethane (TPU), as described in US Pat DE 4410399 A1 are described. Also core-sheath monofilaments with a supporting core of PET and a jacket of isopthalic acid-modified PET with TPU - described in the DE 195 11 852 A1 - or a PET core with a thermo-plastic polyetherester (TPEE) shell with PET - described in US Pat DE 195 11 853 A1 - have comparable properties.

Allen vorgenannten Erfindungen ist gemeinsam, dass dem Polyester ein relativ weiches, abriebbeständiges Material hinzugefügt wird. Durch die Weichheit ändert sich aber auch die Charakteristik des Monofilaments: Bei gleichem Durchmesser und gleicher Spannung sind die Kröpfungspunkte des Schussfadens breiter, wenn er über einem Kettfaden abgelegt wird. Damit verändert sich auch die Entwässerungsleistung des Formiersiebs.It is common to all the above inventions that a relatively soft, abrasion-resistant material is added to the polyester. Due to the softness but also changes the characteristics of the monofilament: For the same diameter and the same tension, the Kröpfungspunkte the weft thread are wider when it is placed over a warp thread. This also changes the drainage performance of the forming fabric.

Ein anderer Ansatzpunkt, abriebbeständige Monofilamente herzustellen, besteht durch Hinzufügen harter Partikel. So werden in der DE 10 2004 041 755 A1 dem Polyester kugelförmige Nanopartikel aus anorganischen Oxiden zudosiert. Die DE 10 2005 033 350 A1 beschreibt plättchenförmige Teilchen aus anorganischen Oxiden, Hydroxiden, Carbonaten, Hydrogencarbonaten, Nitriden und Carbiden von weniger als 100 nm Dicke, die einem Polyester gute Abrieb- und Biegebeständigkeiten verleihen.Another approach to making abrasion resistant monofilaments is by adding hard particles. So be in the DE 10 2004 041 755 A1 spherical nanoparticles of inorganic oxides are added to the polyester. The DE 10 2005 033 350 A1 describes platelet-shaped particles of inorganic oxides, hydroxides, carbonates, bicarbonates, nitrides and carbides of less than 100 nm thickness, which impart good abrasion and bending resistance to a polyester.

Die Praxis zeigt jedoch, dass durch harte Zusätze zwar gute Abrieb- und Biegebeständigkeiten des Monofilaments erzielt werden, dafür erkauft man dies jedoch durch erhöhten Abrieb an den Saugkästen.However, practice shows that good abrasion and bending resistance of the monofilament are achieved by hard additives, but you can buy this, however, by increased abrasion of the suction boxes.

Ein anderer Ansatz, der einerseits gute Abriebbeständigkeiten des Monofilaments aufweist, andererseits erhöhten Abrieb an den Saugkästen vermeidet, ist der Einbau von Kügelchen aus Duroplasten, z. B. aus bereits vernetztem Melamin-Formaldehydharz in die Monofilament-Matrix des schmelzspinnbaren Polymeren. Als Reibfläche dienen hierbei die aus der Monofilament-Oberfläche herausstehenden Kugelkalotten der Duroplastteilchen. Monofilamente mit diesen Eigenschaften sind in der DE 10 2009 053 588 A1 beschrieben. Problematisch ist das Verspinnen dieser Monofilamente, da nur Filtermaterialien mit großer Maschenweite eingesetzt werden können, die die duroplastischen Kügelchen durchlassen. Die nur grobe Filterung begünstigt erhöhte Durchmesserschwankungen der Monofilamente, die sich ungünstig auf die Masseverteilung in der Papierfläche auswirken können.Another approach, on the one hand has good abrasion resistance of the monofilament, on the other hand avoids increased abrasion on the suction boxes, is the incorporation of pellets of thermosets, z. B. from already crosslinked melamine-formaldehyde resin in the monofilament matrix of the melt-spinnable polymer. The friction surfaces used here are the spherical calottes of the thermoset particles projecting from the monofilament surface. Monofilaments with these properties are in the DE 10 2009 053 588 A1 described. The problem is the spinning of these monofilaments, since only filter materials with a large mesh size can be used, which pass through the thermosetting beads. The only coarse filtering favors increased diameter fluctuations of the monofilaments, which can adversely affect the distribution of mass in the paper surface.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Monofilamente mit guter Abriebbeständigkeit, geringer Gleitreibung und guter Formstabilität zu erhalten und in Papiermaschinenbespannungen einzusetzen. Object of the present invention is to obtain monofilaments with good abrasion resistance, low sliding friction and good dimensional stability and to use in paper machine clothing.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Verwendung von Polyoxymethylen (POM), das in den bekannten Schmelzspinnprozessen mit anschließender mehrfacher Verstreckung und Aufspulung zu Monofilamenten verarbeitet wird. Der Herstellprozess von POM-Monofilamenten ist z. B. in der WO 2006 027 078 A1 beschrieben.The object is achieved by the use of polyoxymethylene (POM), which is processed in the known melt spinning processes with subsequent multiple drawing and winding to monofilaments. The manufacturing process of POM monofilaments is z. B. in the WO 2006 027 078 A1 described.

POM ist bekannt für seine Festigkeit und die guten Gleiteigenschaften. Ein weiterer Vorteil ist die geringe Wasseraufnahme. Dadurch ist das Material weitgehend dimensionsstabil. Ein Edge-Curling, wie dies bei Polyamid-Wechselschuss auftritt, wird mit POM-Monofilamenten im Unterschuss vermieden.POM is known for its strength and good sliding properties. Another advantage is the low water absorption. As a result, the material is largely dimensionally stable. Edge curling, as occurs with polyamide interchange, is avoided with POM monofilaments in excess.

Durch die geringe Gleitreibung ist auch die Antriebsleistung der Papiermaschine geringer, so dass mit der Verwendung von POM-Monofilamenten auch eine nicht unerhebliche Energieeinsparung verbunden ist!Due to the low sliding friction and the drive power of the paper machine is lower, so that with the use of POM monofilaments and a significant energy saving is connected!

Die Nachteile von POM sind die reduzierte Hydrolysebeständigkeit, die sehr hohe Steifigkeit und der niedrige Schmelzpunkt. Das Homopolymer POM-H schmilzt bereits bei 175°–178°C, das Copolymer POM-C schon bei 163°–166°C. Hinzu kommt die thermische Zersetzung bei Temperaturen > 220°C unter Bildung von Formaldehyd, so dass die Verspinnung möglichst unterhalb 220°C erfolgen sollte.The disadvantages of POM are the reduced hydrolysis resistance, the very high rigidity and the low melting point. The homopolymer POM-H melts at 175 ° -178 ° C, the copolymer POM-C at 163 ° -166 ° C. In addition, the thermal decomposition at temperatures> 220 ° C with the formation of formaldehyde, so that the spinning should take place below 220 ° C as possible.

Dadurch, dass die für Formiersiebe sonst üblichen Monofilamente aus Polyethylenterephthalat (PET) bestehen, sind Fixiertemperaturen der Gewebe von 190°C durchaus üblich. Mischgewebe aus PET- mit POM-Monofilamenten im Unterschuss wurden schon wegen des geringen Schmelzpunktes von POM nicht verwendet. Zusätzlich legt sich das POM-Monofilament wegen seiner Steifigkeit nicht um den PET-Kettfaden. Die Kröpfung ist dadurch nur minimal.Due to the fact that the monofilaments otherwise customary for forming fabrics consist of polyethylene terephthalate (PET), fixing temperatures of the fabrics of 190 ° C. are quite common. Mixed fabrics of PET with POM monofilaments in deficit were not used because of the low melting point of POM. In addition, because of its rigidity, the POM monofilament does not wrap around the PET warp. The cranking is therefore minimal.

Überraschend wurde gefunden, dass die Steifigkeit der POM-Monofilamente vorteilhaft im Unterschuss eines Formiersiebs genutzt werden kann. Die Gewebeunterseite wird schussbetont ausgeführt, d. h. ein Schussfaden liegt über mehreren Kettfäden, ehe wieder ein Bindungspunkt vorliegt (ähnlich einer Atlas-Bindung). Durch die hohe Steifigkeit und bei entsprechend dichter Gewebeeinstellung der ohnehin mehrlagigen Formiersiebe ist die Verschiebefestigkeit der Siebunterseite gegeben. Lediglich beim Thermofixieren der Formiersiebe muss mit entsprechend niedrigen Temperaturen von max. 135°C gearbeitet werden. Die verringerte Hydrolysebeständigkeit der PET- und POM-Monofilamente spielt bei Formiersieben keine Rolle, da in diesem Bereich mit Temperaturen ≤ 50°C gearbeitet wird.Surprisingly, it has been found that the rigidity of the POM monofilaments can advantageously be utilized in the deficit of a forming fabric. The underside of the fabric is designed shot-emphasized, d. H. a weft thread lies over several warp threads before another binding point is present (similar to an atlas binding). Due to the high rigidity and with correspondingly tight fabric setting of the already multi-ply forming fabrics, the displacement resistance of the lower side of the sieve is given. Only when thermofixing the forming fabrics must with correspondingly low temperatures of max. 135 ° C are worked. The reduced hydrolysis resistance of the PET and POM monofilaments plays no role in forming fabrics, since temperatures of ≦ 50 ° C. are used in this area.

In einer besonderen Ausführungsform werden auch bändchenförmige POM-Unterschussfäden verwendet. Durch die geringere Dicke schmiegt sich das POM-Profil besser um die Kettfäden. Durch die größere Breite wird die Reibungsfläche mit der geringen Gleitreibung des Polyacetals besser genutzt.In a particular embodiment, ribbon-shaped POM undercut filaments are also used. Due to the smaller thickness, the POM profile nestles better around the warp threads. The larger width makes better use of the friction surface with the low sliding friction of the polyacetal.

Überraschend zeigt sich, dass bei entsprechend dichter Konstruktion auch ein Formiersieb hergestellt werden kann, dass zu 100% oder nahezu 100% aus POM-Monofilamenten darstellbar ist. Dieses (nahezu) sortenreine POM-Gewebe hat den Vorteil, dass es bei 130°C fixiert werden kann und durch die Steifigkeit des Polyacetals ausreichend formstabil und schiebefest ist. Insbesondere bei diesem Sieb werden die Abriebbeständigkeit und die energiesparende, geringe Gleitreibung optimal genutzt.Surprisingly, it can be seen that, with a correspondingly dense construction, a forming fabric can also be produced that is 100% or nearly 100% of POM monofilaments. This (almost) unmixed POM fabric has the advantage that it can be fixed at 130 ° C and is sufficiently dimensionally stable and non-slip due to the rigidity of the polyacetal. In particular, with this sieve, the abrasion resistance and energy-saving, low sliding friction are optimally used.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 287395 A2 [0006]
DE 4410399 A1 [0006]
DE 19511852 A1 [0006]
DE 19511853 A1 [0006]
DE 102004041755 A1 [0008]
DE 102005033350 A1 [0008]
DE 102009053588 A1 [0010]
WO 2006027078 A1 [0012]

Claims

Claimed 1. a tissue for papermachine clothing containing polyoxymethylene filaments. 2. A fabric according to claim 1, which is used in the sheet forming section of paper machines. 3. a fabric according to claims 1 and 2, the polyoxymethylene threads of filaments, in particular monofilaments. 4. a fabric according to claims 1 to 3, form the Polyoxymethylenfäden particular the underside of the forming fabric. 5. A fabric according to claims 1 to 4, whose Polyoxymethylenfäden may contain a dye and / or stabilizers. 6. a fabric according to claims 1 to 5, whose polyoxymethylene monofilaments have intrinsic diameter of ≥ 30 microns. 7. a fabric according to claims 1 to 5, whose polyoxymethylene monofilaments have a rectangular cross-section which is at most 1.5 mm wide and at least 30 microns high.