DE2524609A1

DE2524609A1 - Temperaturbestaendiges gewebe

Info

Publication number: DE2524609A1
Application number: DE19752524609
Authority: DE
Inventors: William H Dutt; J Drew Horn; Eric R Romanski
Original assignee: Albany International Corp
Current assignee: Albany International Corp
Priority date: 1975-02-24
Filing date: 1975-06-03
Publication date: 1977-01-20
Also published as: DE2524609C2; BE835131R; IT1046872B; JPS5199167A

Description

Temperaturbeständiges Gewebe ============================ Die Erfindung bezieht sich auf ein temperaturbeständiges Gewebe aus Kunstfaser, insbesondere ein beschichtetes loses Gewebe, und auf deren Verwendung für endlose Trockner-Bänder.
Die Anforderungen an Trockner-Bänder werden mit fortschreitender Entwicklung der Textilindustrie immer höher. Die Forderung nach Trocknungsöfen mit höherer Temperatur, nach schnellerem Maschinendurchsatz und vollständiger Lösungsmittel-Rückgewinnung aus Umweltschutzgründen haben in der Textilindustrie einen Bedarf an Trockner-Bändern erzeugt, die diesen schwierigen Bedingungen ohne wesentliche Verkürzung ihrer Lebensdauer standhalten können.
Es ist bekannt, in Textiltrocknern Metallmaschenbänder als Trockner-Bänder zu verwenden. Solche Metallbänder zeigen jedoch einen geringen Biegungs-Ermüdungs-Widerstand und ungUnstige Führungs- und Zugeigenschaften, insbesondere wenn sie mit hoher Geschwindigkeit laufen. Außerdem brechen schon nach verhältnismäßig kurzer Zeit einzelne Drahtfasern und biegen sich, woraus eine Spitze entsteht, an der das transportierte Textilmaterial hängenbleibt und beschädigt wird.
Es sind auch synthetische Bänder bekannt, beispielsweise aus Glasfasergeweben, die mit Polytetrafluoräthylen beschichtet sind. Solche synthetischen Gewebe haben im allgemeinen eine kurze Lebensdauer als Trockner-Bänder, da sie einen verhältnismäßig geringen Abriebwiderstand, eine relativ geringe Festigkeit und eine niedrige Spurhaltungsfähigkeit bei hohen Geschwindigkeiten haben.
Für die Papierherstellung ist auch die Verwendung von lockeren Geweben aus Nylon-Fourdrinier-Drähten (Polyamid-Drähten) bekannt, insbesondere von Polyamidgeweben, die mit Phenolaldehydharzen beschichtet sind (USA-PS 3 032 441). Solche Gewebe haben zwar eine gute Haltbarkeit und lange Lebensdauer, jedoch im allgemeinen eine geringe Luftdurchlässigkeit, so daß sie für Anwendungen von begrenztem Wert sind, bei denen ein hoher Luftdurchsatz gefordert wird, wie beispielsweise im Fall von Trockner-Bändern zum Trocknen von Textilien.
Der Erfindung liegt die neue Erkenntnis zugrunde, daß ein bestimmtes lockeres Gewebe mit bestimmten Kett- und Schußfäden und mit besonderen Arten von Harzzusammensetzungen beschichtet sich als besonders günstig für Trockner-Bänder erweist.
Die aus dem erfindungsgemäßen Gewebe hergestellten Trockner-Bänder zeigen eine hohe Temperaturbeständigkeit, trotz des sehr lockeren Gewebes gute Maßbeständigkeit, eine hohe Luftdurchlässigkeit, ausgezeichnete Zug- und Spurhaltungscharakteristika bei hohen Geschwindigkeiten und ein hohes Maß an Abriebfestigkeit. Überraschenderweise werden diese vorteilhaften Eigenschaften mit einem Gewebeerzeugnis erhalten, das wesentlich leichter und flexibler ist als die nach dem Stand der Technik zur Herstellung von Trockner-Bändern verwendeten Gewebe. Die erzielte längere Lebensdauer und bessere Haltbarkeit der leichteren Trockner-Bänder werden vom Fachmann nicht erwartet. Das geringere Gewicht und die bessere Flexibilität der aus dem erfindungsgemäßen Gewebe hergestellten Trockner-Bänder ermöglichen eine leichtere Installation an vorhandenen Textiltrocknern, während die schwereren Trockner-Bänder nach dem Stand der Technik im allgemeinen verhältnismäßig schwierig einzubauen sind.
Ein erfindungsgemäßes, äußerst luftdurchlässiges und temperaturbeständiges lockeres Gewebe umfaßt in Dreherbindung (1) Kettfäden mit temperaturbeständigen synthetischen organischen Fasern und (2) Querfäden, die temperaturbeständige synthetische organische Fasern enthalten, welche über eine aus Glasfaser und/oder Metalldraht bestehende Seele geflochten ist, wobei die Fäden des Gewebes mit einem temperaturbeständigen polymeren Kunstharz überzogen sind. Die erfindungsgemäßen Gewebe sind insbesondere für Trockner-Bänder verwendbar, die ebenfalls in den Rahmen der Erfindung fallen.
Der Ausdruck "temperaturbeständig" bezeichnet die Fähigkeit, Temperaturen von etwa 370C (1000F) bis etwa 1500C (3000F) ohne wesentliche Zersetzung standzuhalten.
Der Ausdruck 1'äußerst luftdurchlässig soll besagen, daß das Gewebe eine offene Fläche von mindestens 35% aufweist.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Gewebe so hergestellt, daß man die Kettfäden und die Schußfäden in Dreherbindung verwebt und dann das so hergestellte Gewebe mit einem temperaturbeständigen Harz beschichtet, wie noch im einzelnen beschrieben wird. Das Gewebe hat eine durchschnittliche Fadenzahl von 16x16 bis 3x3 pro Quadratzoll, vorzugsweise 6x5 pro Quadratzoll.
Als Kettfäden können alle Vielfachfäden aus Fasern eines polymeren organischenKunstharzes verwendet werden, die sich bei Temperaturen zwischen etwa 150C (600F) und etwa 1500C (3000F) nicht merklich zersetzen. Beispiele für solche Fasern sind Fasern aus Polyestern wie Polyäthylenterephthalat, Acrylfasern, z.B. aus Polyacrylonitril, modifizierte Acrylfasern (Verel der Fa. Tennessee Eastman Company) und Polyamidfasern wie Nylon 6,6 (Polyhexamethylenadipamid). Mischungen dieser Fasern können gleichfalls zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gewebe verwendet werden.
Allgemein haben die Kettfäden ein Gewicht im Bereich von etwa 840 bis etwa 1680 Denier, wobei der Bereich von etwa 840 bis etwa 1260 Denier bevorzugt wird. Die Bruchfestigkeit der Kettfäden liegt vorteilhafterweise etwa zwischen 9 und 18 kp (min.) (40 bis 20 lbs.) und vorzugsweise zwischen etwa 11,3 und 13,6 kp (min.) (30 bis 25 lbs.). Für die in den Kettfäden verwendeten synthetischen organischen Fasern ist eine Längung im Bereich von 10 bis 7% bei 3 g je Denier sehr vorteilhaft.
Die Querfäden werden durch Umflechten der Seele mit einem Mehrfachfaden aus organischen polymeren Kunstfasern, etwa einem Faden entsprechend der für die Kettfäden gemachten Angaben, hergestellt. Für die Fasern im Querfaden werden solche bevorzugt, die eine Bruchfestigkeit, eine Längung und eine Denier-Zahl haben, wie sie für die Kettfäden als vorteilhaft beschrieben worden ist.
Für die in den Querfäden verwendete Seele können Glasfasern einzeln oder als Bündel, beispielsweise D-Glas-, E-Glas-und ähnliche Fasern; ferner Metalldraht, etwa aus im Handel unter den Bezeichnungen Chromel R, Rene 41, Halstelloy B, Phosphorbronce und dergleichen erhältlichen Metalle, sowie Kombinationen hiervon benützt werden. Bevorzugt wird ein Glasfaserbündel, also Mehrfachglasfaser, mit einer einzigen Phosphorbronzedraht-Ader. Die Herstellung solcher zusammengesetzter Fäden ist an sich bekannt und braucht deshalb hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden.
Das gewebte Gewebe wird in zum Beschichten von Geweben üblicher Weise mit dem Harz überzogen, beispielsweise durch Tauchen, Besprühen oder Bestreichen mit einer im folgenden noch beschriebenen temperaturbeständigen Harzzusammensetzung.
Das Beschichtungsmaterial wird so aufgebracht, daß es die Kettfäden und die Schußfäden und die sie bildenden Fasern vollständig und gleichmäßig umschließt. Dies dient im allgemeinen auch der erhöhten Stabilität des Gewebes, indem die Kettfäden und die Schußfäden an ihren Kreuzungspunkten miteinander verbunden werden.
Auf eine genaue Menge des aufgebrachten Harzes kommt es im allgemeinen nicht an, jedoch sind die erfindungsgemäßen Gewebe vorteilhafterweise in einem solchen Verhältnis mit Harz überzogen, daß sich das Gewebegewicht hierdurch um etwa 5 bis 100% erhöht. Der Harzanteil beträgt also 2,5 bis 50% des Gewichts des erfindungsgemäßen Gewebes. Bevorzugt wird ein derartiger Harzanteil, daß das Gewicht des Gewebes hierdurch um etwa 5% bis etwa 30% erhöht wird. Die bevorzugten Gewebe haben dann ein Gewicht, das 2,5% bis 15% Harzgewicht umfaßt.
Der verwendete Harzüberzug kann aus jeder temperaturbeständigen Harzüberzugs-Zusammensetzung aus Lösungen, Mischungen oder Dispersionen von polymeren Kunstharzen hergestellt sein, beispielsweise Beschichtungszusammensetzungen aus Polyamidsäuren, die beim Aushärten eine Polyimidbeschichtung oder eine Polyamid-imid-Beschichtung ergeben, wie dies an sich bekannt ist (siehe z.B. USA-PS 3 179 633; 3 179 634; 3 518 219; 3 541 036; 3 546 152; 3 652 500 und 3 702 788).
Polyamidbeschichtungszusammensetzungen wie etwa Nylonbeschichtungen sind allgemein bekannt und beispielsweise in Form von Copolymeren von Nylon 6, Nylon 6,10 und Nylon 6,6 erhältlich, die in organischen Lösungsmitteln, wie etwa aliphatischen Alkoholen und Mischungen von aliphatischen Alkoholen mit Wasser gelöst sind.
Zur Beschichtung der Kett- und Schußfäden der erfindungsgemäßen Gewebe können auch Phenol-Aldehyd-Harze verwendet werden.
Das Harz wird bevorzugt in Form einer wässrigen oder alkoholischen Lösung angewandt. Die Phenol-Aldehyd-Harze umfassen auch Resole und Novolake, obgleich es bei der Verwendung von Novolaken notwendig ist, zusätzliches Aldehyd vorzusehen, damit genug Aldehyd vorhanden ist, um ein Molverhältnis von Aldehyd zu Phenol von mindestens 1 : 1 zu erreichen und dadurch dem Phenol-Aldehyd-Harz hitzehärtbare Eigenschaften zu verleihen. Die Resole oder Vorkondensate von Phenolen und Aldehyden (A-Stufe) und Novolak-Harzen sind dem Kunstharz-Chemiker geläufig. Die Resol-Harze werden durch Kondensation von Phenolkörpern mit einem Molekular-Überschuß eines Aldehydes in Gegenwart eines alkalischen Katalysators erzeugt. Vorzugswei se wird das Resolharz durch Polymerisation von mindestens 1,1 Mol Aldehyd für jedes Mol Phenolkörper hergestellt. In den meisten Fällen ist es nicht nötig, ein Molverhältnis von 1,5 1 zwischen Aldehyd und Phenol zu übersteigen. Größere Verhältnisse können zwar angewandt werden, sind jedoch unwirtschaftlich.
Für die Phenol-Komponente des Harzes kann jedes ein oder mehrwertrge Phenol, vorzugsweise einkernig, verwendet werden, wie Phlorogluzin, Resorzin, Orzin, o-, m- und p-Kresole und natürlich Phenol selbst. Die Phenol-Komponente sollte möglichst in mindestens einer ortho- oder para-Position zu der Hydroxyl-Gruppe unsubstituiert sein, da es sonst unmöglich ist, ein vernetztes, thermisch härtbares Harz durch Erhitzen zu erhalten. Vorzugsweise sollte die Phenol-Komponente im Mittel mindestens 2,2 nicht substituierte reaktive Plätze am Kern haben, d.h. nicht substituierte C-Atome in ortho- und para-Position zu einer Hydroxyl-Gruppe. So hat ortho-Kresol, bei dem eine orto- und eine para-Position unsubstitutioniert sind, zwei reaktive Plätze. Phenol selbst hat drei reaktive Plätze, da zwei ortho- und eine para-Position nicht substituiert sind. Wenn ortho-Kresol und Phenol als Mischung von Phenol-Komponenten verwendet werden, wird das Mischungsverhältnis vorzugsweise so berechnet, daß man eine Mischung erhält, die im Mittel mindestens 2,2 nicht substituierte Plätze aufweist.
Die Aldehyd-Komponente des Resol-Harzes kann jedes aliphatische Aldehyd mit bis zu 4 C-Atomen sein, wie Propionaldehyd, Acetaldehyd und Formaldehyd. Bevorzugt werden jedoch niedrigere Aldehyde mit nicht mehr als zwei C-Atomen verwendet, insbesondere Formaldehyd. Formaldehyd kann in jeder handelsüblichen Form verwendet werden, insbesondere als wässrige Lösung (Formalin) mit 37 Gew.% Formaldehyd in Wasser und einem Zusatz von 1 bis 15% Methanol, um eine Polymerisierung des Formaldehyds während der Lagerung zu vermeiden. Andere wässrige Lösungen von Formaldehyd mit einem Anteil von 30 bis 60 Gew.% Formaldehyd können ebenfalls verwendet werden.
Auch andere Formaldehyd-Donatoren, die Formaldehyd freisetzen, können angewandt werden, z.B. Paraformaldehyd und Hexamethylentetramin. Schließlich können auch Akrylaldehyde und Glyoxal verwendet werden.
Zum Herstellen des erfindungsgemäßen Gewebes werden als Harzbeschichtungen die Polyamid-imid-Polymere bevorzugt, insbesondere Polytrimellitamide, die durch die Reaktion aromatischer Diamine mit Arylhalogenderivaten von Trimellitsäure-Anhydriden in an sich bekannter Weise (USA-PS 3 049 518, 3 260 691) hergestellt werden. Beschichtungszusammensetzungen aus dem bevorzugten Polytrimellitamid sind allgemein bekannt und im Handel erhältlich, beispielsweise die Zusammensetzung von Polytrimellitamid-Polymer-Lack (USA-PS 3 451 848).
Zusätzlich zum als Überzug auf das gewebte Gewebe aufgebrachten temperaturbeständigen Harz können auch noch andere üblicherweise verwendete Überzugsmaterialien gleichzeitig mit dem temperaturbeständigen Harz oder in einer getrennten Behandlung aufgebracht werden. Beispielsweise können mit Vorteil Siliziumverbindungen getrennt oder gleichzeitig mit dem Aufbringen der temperaturbeständigen Harzbeschichtung aufgebracht werden, um die Gleiteigenschaften (release characteristics) des Gewebes zu verbessern. Solche Siliziumverbindungen zum Verbessern der Gleiteigenschaften synthetischer Fasern sind an sich bekannt und werden in der Fertigbearbeitung von Textilien vielfach angewandt.
In den folgenden Beispielen sind Art und Verfahren der Herstellung und Verwendung der erfindungsgemäßen Gewebe unter Angabe der als besonders günstig angesehenen Arbeitsweisen zur Verwirklichung der Erfindung angegeben.
Beispiel 1 (A) Weben des Gewebes Ein zweifacher, kontinuierlicher Faden von 1200 Denier (Gewicht etwa 0,101 g pro 30 Zoll), der aus Polyäthylenterephthalat (Dacron) besteht und 9,95 Drehungen einfach (twist singles) und 9,95 Drehungen doppelt (twist ply) aufweist, wird als Kettfaden mit einem Schußfaden verwebt, der als 4-strangige Litze aus dem gleichen 1200 Denier-Faden, aus dem der Kettfaden besteht, um eine aus einem 75/1 Glasfaserbündel mit einer einzelnen Ader aus Phosphorbronzendraht mit einem Durchmesser von 0,2032 mm (0,008 Zoll) bestehenden Seele geflochten ist. Die Kettfäden sind in fünf Gruppen von je 0,79 Fäden je cm (2 päden je Zoll) angeordnet und werden auf umgekehrten Dreherbindungs-Harnischen gewebt, um eine Halbdrehung zwischen jeder Schußfadeneinbringung zu erzeugen. Die Quer- oder Schußfäden werden zu 2,43 Fäden je am (6 Fäden je Zoll) eingebracht.
(B) Beschichten des Gewebes Eine Behandlungslösung wird durch Verdünnen einer 30%igen Losung von Polytrimellitamid-Polymerisat, das durch Reaktion von p, p'-Diaminodiphenylmethan mit Trimellitanhydridsäurechlorid in N-Methylpyrrolidon (AI 1030, Amoco Chemicals Co., Chicago, Illinois, USA) hergestellt ist, mit so viel N-Methylpyrrolidon erzeugt, daß ein Polymergehalt von etwa 10 Gewichtsprozent erreicht wird. Das Gewebe gemäß der obigen Beschreibung (A) wird mit der Behandlungslösung so imprägniert, daß das harz imprägnierte Gewebe nach dem Trocknen und nach dem Aushärten ein um 10% erhöhtes Gewebegewicht hat. Nach der Behandlung mit der Harz lösung wird das nasse Gewebe bei einer Temperatur von 65 0C (1500F) getrocknet und dann bei einer Temperatur von etwa 1770C (3500F) ausgehärtet.
Das so erhaltene beschichtete Gewebe hat eine offene Fläche von mindestens 35%, ist leicht, biegsam und widerstandsfähig gegen Abrieb.
Beispiel 2 Entsprechend Beispiel 1 wird ein erfindungsgemäßes Gewebe mit einer Länge von 40,02 m (133,3 Fuß) und einer Breite von 37,2 cm (94,5 Zoll) hergestellt. Die Gewebebahn wird an ihren Enden durch einen Rückfaltsaum zur Herstellung eines endlosen Transportbandes verbunden. Das Band kann leicht in einen Bahntrocknungsofen als Träger von Strickgeweben während eines Wärme-Konsolidierungsvorgangs installiert werden. Das Band läuft mit einer Geschwindigkeit von etwa 82 m pro Minute (90 yards pro Minute) bei einer Temperatur zwischen 38 und 1500C (100 bis 3000F). Das Band zeigt gute Mitnehmabigenschaften, ausgezeichnete Maßbeständigkeit und hohe Abriebfestigkeit. Insbesondere ist die Abriebfestigkeit an den Rändern bemerkenswert hoch im Vergleich zu Bändern aus lockerev Glasfasergewebe, das mit Polytetrafluoräthylen überzogen ist, da diese Bänder bei einem Betrieb unter gleichen Bedingungen an den Rändern einem hohen Abrieb unterliegen.
Das Band gemäß diesem Beispiel zeigt auch bessere Maßbeständigkeit, Festigkeit und Mitnehmereigenschaften im Vergleich zu polytetrafluoräthylenbeschichteten Glasfaserbändern. Im Vergleich zu einem Band aus rostfreiem Stahldraht zeigt das Band gemäß Beispiel 2 eine bessere Dauerbiegefestigkeit und verbesserte Führungs- und Zugeigenschaften.
Wenn man dem Beispiel 2 folgt, aber die Polyäthylen-Terephthalat-Garne von Beispiel 1 durch Acrylgarne, modifizierte Acrylgarne oder Polyamidgarne ersetzt, die sich bei Temperaturen bis zu etwa 1500C (3000F) nicht zersetzen, erhält man endlose Förderbänder, die vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich Luftdurchlässigkeit, Temperaturbeständigkeit, Dauerbiegefestigkeit und Mitnahmevermögen bei hohen Geschwindigkeiten aufweisen.
Unerwarteterweise haben sich die erfindungsgemäßen Gewebe als bemerkenswert knitterfest erwiesen. Dies ist ein besonderer Vorteil für endlose Förderbänder aus erfindungsgemäßen Geweben.
Ein AusfUhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gewebes ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 einen Schußfaden, Fig. 2 einen Schnitt durch das Gewebe parallel zu den Kettenfäden und Fig. 3 einen Schnitt durch das Gewebe parallel zu den Schußfäden, wobei mit 1 der Schußfaden, mit 2 die viersträngige Litze, mit 3 der Füller aus Glasfaserbündeln, mit 4 die Ader aus Phosphorbronzedraht und mit 5 der Kettfaden bezeichnet sind.
- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche S TemperaturbestEndigeß, stark luftdurchlässiges offenes Gewebe, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß es in Dreherbindung a) Kettfäden aus wärmebeständigen organischen Kunstfasern, und b) Schußfäden aus wärmebeständigen, über eine Seele aus Glas faser und/oder Metalldraht geflochtenen organischen Kunstfasern besteht, wobei die Garne dieses Gewebes mit einem wärmebeständigen polymeren Kunstharz beschichtet sind.
2. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettfäden aus Polyesterfasern, Acrylfasern, modifizierten Acrylfasern, Polyamidfasern und/oder Mischungen dieser Fasern bestehen.
3. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußfäden aus Polyäthylenterephthalat-Fasern bestehen und daß die Seele Mehrfach-Glasfasern und eine einzelne Metalldrahtlitze aufweist.
4. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußfäden aus Polyesterfasern, Acrylfasern, modifizierten Acrylfasern und/oder Polyamidfasern bestehen.
5. Gewebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalldraht ein Phosphorbronze-Draht ist.
6. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz ein Polyamid-imid ist.
7. Gewebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz ein Polytrimellitamid ist.
8. Gewebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz das Reaktionsprodukt von p, p'-Diaminodiphenylmethan und Trimellitanhydridsäurechlorid ist.
9. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung 2,5 bis 50% des Gewebegewichts ausmacht.
10. Gewebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung 2,5 bis 15% des Gewebegewichts ausmacht.
11. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyamidfasern der Kettfäden und der Schußfäden ein Gewicht von etwa 480 bis etwa 1680 Denier, eine Bruchfestigkeit von etwa 18,1 bis etwa 9,05 kp (40 bis 20 lbs.) (min.) und eine Dehnung etwa von 10 bis 7% bei 3 g pro Denier aufweisen.
12. Endloses Trockner-Band, bestehend aus einer wärmebeständigen, stark luftdurchlässigen Gewebebahn nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Enden der Gewebebahn miteinander verbunden sind.