DE2326826A1

DE2326826A1 - Mischgarn

Info

Publication number: DE2326826A1
Application number: DE2326826A
Authority: DE
Inventors: James Byron Rhodes; Joseph Robert Ruddy
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1972-05-26
Filing date: 1973-05-25
Publication date: 1973-11-29
Also published as: US3844195A; GB1380032A; CA983693A

Description

E.I. DU PONT DE EEMOÜRS AND COMPAHY 10th. and Market Streets, Wilmington, Delaware 19 898, V₀St.A.

Mischgarn

Die Erfindung betrifft Mischgarne aus Polytetrafluoräthylenfäden und aromatischen Polyamidfäden zur Verwendung in Packungen, die die um rotierende Wellen herum auftretenden Undichtigkeiten verhindern sollen.

Polytetrafluoräthylen ist "bereits als Packungsmaterial, z.B. zum Abdichten von Pumpen, verwendet worden. So "beschreibt die USA-Patentschrift 3 306 155 Packungsmaterial, bei dem Polytetrafluoräthylen auf zwei Arten verwendet wird. Erstens wird es verwendet, um Glasfasern, die zu einem geflochtenen Pakkungsmaterial verarbeitet werden, zu tränken, und zweitens wird es in ladenform als Fadenmantel verwendet, der einen Kern aus Glasfäden einschliesst. Dabei können Mantel und Kern mit Polytetrafluoräthylen getränkt werden.

Polytetrafluoräthylen ist als Packungsmaterial verwendet worden, weil es hohen Temperaturen widersteht und inert ist (d.h. von Lösungsmitteln oder korrosiven Chemikalien nicht

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angegriffen wird-). Bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten oder bei alten, etwas schadhaften Pumpen, oder wenn die Welle beträchtlich schlägt, sind Pplytetrafluoräthylenpackungen nicht dicht genug. Das^Garn gemäss der Erfindung kann für geflochtene Pakkungen verwendet werden, um diesen Nachteil zu vermeiden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Mischgarn, das sich dadurch kennzeichnet, dass es zu 50 bis 80 Gewichtsprozent aus Polytetrafluoräthylenfäden und zu 50 bis 20 Gewichtsprozent aus aromatischen Polyamidfäden besteht. Vorzugsweise besteht das Mischgarn gemäss der Erfindung zu 65 bis 75 Gewichtsprozent aus Polytetrafluoräthylenfäden und zu 35 bis 25 Gewichtsprozent aus aromatischen Polyamidfäden. Ferner bestehen die aromatischen Polyamidfäden vorzugsweise aus PoIy-(m-phenylenisophthalsäureamid). Nach einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung enthält das Garn zusätzlich einen Überzug aus feinen Polytetrafluoräthylenteilchen, und gemäss einer noch weiter bevorzugten Ausführungsform weist das Garn äusserdem einen äusseren Überzug aus einem Polyorganosiloxan auf.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Verwendung dieser Mischgarne in geflochtenem Packungsmaterial.

Die Polytetrafluoräthylenfäden.sind vorzugsweise Endlosfäden in einem mehrfädigen Garn. Die Polytetrafluoräthylenfäden können auf bekannte Weise hergestellt werden. Ein geeignetes Verfahren ist in der USA-Patentschrift 2 772 444 beschrieben. Zur Verwendung in Packungen sollen die Polytetrafluoräthylenfäden zweckmässig gebleicht werden, um etwa noch hinterbliebene organische Stoffe zu entfernen. Dies kann nach dem Verfahren der USA-Patentschrift 2 772 444 oder durch 48-stündiges Erhitzen des Garns im Ofen auf 315° G erfolgen.

laden aus aromatischen Polyamiden, wie Poly-(m-phenylenisophthalsäureamid), weisen sehr vorteilhafte physikalische und

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chemische Eigenschaften, wie Hitzebeständigkeit, chemische Widerstandsfähigkeit und Flammenbeständigkeit, auf. Diese Fäden sind "bereits in Packungen untersucht worden, haben aber "bei hoher Rotatio&sgeschvrindigkeit und/oder starkem Schlagen der ¥elie nur 'eine verhältnismässig kurze Lebensdauer.

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Als aromatische Polyamide werden hier Polymerisate bezeichnet, bei denen die wiederkehrenden Einheiten durch eine Amidgruppe, doh. den Rest

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miteinander verbunden sind, worin R ein Wasser st off atom oder eine niedere Alkylgruppe bedeutet, und wobei das Stickstoffatom und das Kohlenstoffatom eines jeden wiederkehrenden Amidrestes unmittelbar an ein Ringkohlenstoffatom eines aromatischen Restes gebunden sind; dies bedeutet: das Stickstoffatom sowie das Kohlenstoffatom einer jeden wiederkehrenden Amidgruppe ersetzen je ein Wasserstoffatom eines aromatischen Ringes. Ein aromatischer Ring ist ein carbocyclischer Ring mit Resonanz. Geeignete Polyamide sind in der USA-Patentschrift 3 094 511 und in der britischen Patentschrift 1 106 190 beschrieben. Das bevorzugte aromatische Polyamid ist Poly-Cm-phenylenisophthalsäureamid).

Aus diesen aromatischen Polyamiden können Fäden gemäss der deutschen Offenlegungsschrift 2 044 281 ersponnen werden. Vorzugsweise bedient man sich dabei einer zusätzlichen letzten Verfahrensstufe,, in der die Fäden erhitzt werden, um ihren kristallinen Anteil zu vergrössern*

Die Polytetrafluoräthylenfäden können mit den aromatischen Polyamidfäden durch Fachen, vorzugsweise ohne Drehung, zu einem Garn vereinigt werden. Gegebenenfalls können die Fadengarne nach der USA-Patentschrift 3 110 151 verflochten werden.

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Es wurde überraschenderweise gefunden? dass der Zusatz von 50 Ms 80 fa Pölytetrafluoräthylenfäden su den aromatischen Polyami'dfäden zu einem Packungsmaterial Ton viel- längerer Lebensdauer ,führte "^f or zugsweise "beträgt der Anteil der PoIytetrafluoräthylenfäden 65 "bis 75 Gewichtsprozent,

Es hat s.ieh als zweckmässig erwiesen,, die Garne gemäss der Erfindung mit feinen Polytetrafluoräthylentellchen zu 'beschichten. Dies erfolgt«, indem man das Garn durch eine wässrige Dispersion von Polytetrafluoräthylentellchen leitet«, Zu diesem Zweck eignen sich wässrige Dispersionen.» wie sie in den USA-Patentschriften 2 772 444 und 3 391 099 beschrieben sind_o Vorzugsweise werden die Polytetrafluoräthylenteilchen in Mengen von etwa 50 bis 100 %_t bezogen auf das Gewicht der Fädenj auf dem Garn abgeschieden» Wenn' sich die Polytetrafliioräthylenteilchen auf dem Garn befinden, sind die Packungen undurchlässiger für Flüssigkeit en s, und Undichtigkeiten werden daher vermindert.

Ferner sind die Garne gemäss der Erfindung vorzugsweise mit einem flüssigen inerten Schmiermittel, wie einem Polyorganosiloxan (Siliconflüssigkeit) von der in der canadisehen Patentschrift 536 465 beschriebenen Art? in Mengen von 20 bis 50 #, bezogen auf das Fas'ergewicht, überzogen. Die Siliconflüssigkeit soll eine Yiscosität von 800 bis 1200 cSt bei 25° C haben und flüssig bleiben, d„h® sie soll in Berührung mit der faseroberfläehe ni&ht erhärten. Die bevorzugten SiIiaonflüssigkeiten sind Polyalkylsiloxane, wie Polymethylsiloxan. Die Beschichtung der Garne mit einer flüssigkeit dieser Art ergibt Packungen, die weicher sind und sich leichter durch Verformung dem zur Verfügung stehenden Packungsraum anpassen lassen.

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B e i g ρ i e 1 -. 1 .·

Yier Stränge eines 180~fädigen gebleichten Polytetrafluöräthylengarns-von 1525 den werden mit zwei Strängen eines βΟΟ-fädigen'Poly-^m-phenyleHisophthalsäureamid)-garns von 1200 den vereinigt« indem die einzelnen Garne von. Packungen, die sieh auf" einem Magazin-Spulenbehälter befinden,, abgezogen imd'-.die sechs Garne an einer- kraft schlüssig getriebenen Zuführwalze vereinigt werden« Das vereinigte Garn "besteht zu 72 Gewichtsprozent aus Polytetrafluoräthylenfäden. V©n der 2uführungswalze wird das-Garn durch eine wässrige Dispersion von feinen Polytetrafluoräthylenteilchen geleitet^ in der 61 ρ7 fo Polytetrafluoräthylenteilchen_s "bezogen auf das Faden-' gewicht;, auf dem Garn abgeschieden werden« Die Dispersion enthält 65 Gewichtsprozent Polytetrafluoräthylenteilehen mit einem mittleren Durchmesser von O₉ 2 μ und 5 f* eines nichtionogenen lensids auf der Basis -von Octylphenoxyätiianol ("Triton X-IOO") als StaMlisiermittelo Das Garn wird"'getrocknet und dann durch einen Behälter geleitet, der Polymethylsiloxan mit einer bei 25° G bestimmten Ifiscosität von 1000 eSt enthält^ wo diese Flüssigkeit in einer Menge von 29_P8 f», bezogen auf das Fasergewicht^ auf das Garn aufgebracht wird. Dann nrird das Garn in -einer herkömmlichen Flechtmaschine zu einer quadratischen Packung mit Gittermuster mit einer Seitenlange von 9s5 um verarbeitete Hach dsm flechten wird die Pakkung in herkömmlicher Weise im Kalander auf die richtige Grosse ausgewalzt«

Ein Teil der so hergestellten Packung wird verv/endet_g um-«ixe Welle einer Pumpe₅ die -sum Fördern von Pigmentdispersionen verwendet wird, abzudichten. Die Pmapenwelle hat einen Durchmesser von 9»5 CB]₅ läuft mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 400 U/min und schlägt verhältnismässig stark«, Die Packung versagt nach 33 Tagen _o Eine in ähnlicher Weise aus 100 fo PoIy-(m-phenylenisophthaisäureamid)-garn hergestellte Packung versagt bereits nach 6 Tagen_o

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Beispiel--. 2

Nach dein Verfahren'des Beispiels 1 werden geflochtene Packungen aus verschiedenen Kombinationen von Polyte.trafluoräthylen garn und P©iy-(m-phenylenisophthalsäureamid)--garn sowie aus lOO-prozentigem Polytetrafluoräthylengarn hergestellte Die vereinigten Garne werden., wie in Beispiel 1 beschrieben, mit einer Bi-spersion von" Polytetrafluorethylenteilchen und mit Polymethylsiloxan behandelt_o Diese Packungen i?erden verwendet ₉ im Wellen in einer B-Stellen-Packraigsprüfvorrichtung afozudieh teru Die Prüfvorrichtung besteht aus Tier waagerecht angeordneten Zylindern mit Stopfbüchsen an !seiden Enden» In äen Zylindern werden axial Wellen von 5 em Durchmesser gelagert» Jede Welle erstreckt sich zn "beiden Enden des betreffenden Zy linders durch, die Stopfbüchsen hindurch und ist durch geflochtene Packungen" abgedichtete, die in die Stopfbuchsen gepackt sind. Jedem Zylinder wird wischen den Stopfbüchsen Wasser un-

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ter einem Überdruck γοη I₅ 75 kg/em sug@füfcr-t₉ im& das Heraus= lecken von Wasser zwischen der ¥©11© und der Packung itfird an beiden Buden beobachtete

Beil» Abdichten der- Stopfbüchsen aiit den Packungen wird festgestellt", dass ein erheblich höherer Druck auf das zu 100 f° aus Polytetrafluoräthylen "bestehende Packungsmaterial ausgeübt werden muss.als auf das nach Beispiel 1 hergestellte Packungsmaterial, um eine gute anfängliche Abdichtung zu erzielen* Das gleiche trifft auf die Packung zu_s die 85 _s 7 fo Polytetrafluorätliylan enthält =

Die Wellen werdeEL durch Treibriemen angetrieben₉ und zwar" zwei Wellen (vier Stellen) mit 1800 U/min und zwei Wellen mit 3600 ü/aain. Bei "beiden Geschwindigkeiten laufen die Wellen, die nicht unter Belastung stehen_s glatt "bei nur geringem Schlagern* Bei 1800 U/min verhalten sich alle Packungen zufriedenstellend» Bei 3600 U/min sind die Packungen aus 100 # PoIytetrafluoräthylengam an drei Wellen'zu undicht» Die nach Bei-

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spiel 1 hergestellte Packung verhall; sich an allen Stellen" ■befriedigend. Die Packungen^ die 85 _s 7 $ ode.r 39 $ Polytetra- fluoräthjlenfäden^ bezogen auf das gesamte Fadengewieirfe in der Paefciang, enthalten^ -verhalten sich jedoch nicht zufriedenstellende»

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Claims

E.I. du Pont de Nemours and Company. £-621 Pat entansprüch

1. Mischgarn, dadurch gekennzeichnet, dass es zu 50 bis 80 Gewichtsprozent aus Polytetrafluoräthylenfaden und zu 50 bis 20 Gewichtsprozent aus aromatischen Polyamidfäden besteht.

2. Mischgarn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zu 65 bis 75 Gewichtsprozent aus Polytetrafluoräthylenfäden und zu 35 bis 25 Gewichtsprozent aus aromatischen Polyamidfäden besteht.

3. Mischgarn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aromatischen Polyamidfäden aus Poly-(m-phenylenisophthalsäureamid) bestehen.

4. Mischgarn nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es ausserdem einen Überzug aus feinen Polytetrafluoräthylenteilchen aufweist.

5. Mischgarn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ausserdem einen Überzug aus einem organischen Polysiloxan aufweist.

6. Verwendung des Garns gemäss Anspruch 1 bis 5 in geflochtener Form als Packungsmaterial.

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