DE2649313A1

DE2649313A1 - Papiermachergewebe sowie verfahren zur herstellung eines solchen gewebes

Info

Publication number: DE2649313A1
Application number: DE19762649313
Authority: DE
Inventors: Bryan James Gisbourne
Original assignee: Scapa Porritt Ltd
Current assignee: Scapa Blackburn Ltd
Priority date: 1975-10-30
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1977-05-05
Also published as: FR2329798B1; IT1070928B; BR7607321A; NL7612043A; SE420934B; AU1918876A; JPS5259704A; DE2649313C2; CH613733A5; FR2329798A1; SE7612078L; NO763672L; NO147997B; GB1512558A; CA1062972A; NO147997C; BE847839A; ZA766408B; JPS5980498U; NZ182445A

Description

Patentanwalt Dipl.-lng. Wolter Jadtisch

7 Stuttgart N. MenzelstraSe <0 2 6 £ 9 3 1 3

SCAPA-PORRITT LIMITED A 35 515 - flo

Cartmell Road, Blackburn, BB2 2SZ 28. Oktober 1976 Lancashire/Großbritannien

Papiermachergewebe sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Gewebes

Die Erfindung betrifft ein Papierraachergewebe aus einem durchbrochenen Maschenband, das aus Garnen aus synthetischem polymerem Material besteht, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gewebes.

Bei der Papierherstellung wird üblicherweise eine flüssige Suspension von Zellulosefasern, die mit anderen für das Papier geeigneten Materialien gemischt sind, auf einem endlosen Band mit einer durchbrochenen Maschenstruktur aufgebracht, das auf Walzen abgestützt ist. Die Walzen werden zum Antrieb des Bandes gedreht. Überschüssiges Wasser wird zur Bildung eines feuchten Zellulosegewebes durch das Band hindurch, üblicherweise unter Zuhilfenahme von Saugvorrichtungen, entfernt. Anschließend wird weiteres Wasser aus diesem Gewebe entfernt, indem dieses durch einen Walzenspalt geführt und dann über erhitzten Walzen getrocknet wird.

.Das durchbrochene Maschenband wurde ursprünglich aus gewobenen Metalldrähten hergestellt, insbesondere aus Phosphor-Bronze-Drähten. Gegenwärtig ist es üblich, "Drähte" aus synthetischen polymeren Materialien, wie monofilen Polyestergarnen, zu verwenden.

In den Fällen, bei denen das Maschenband aus solchen synthe-

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tischen Materialien und die flüssige Suspension zusätzlich zu den Zellulosefasern ein Abriebfüllmaterial, wie Kalziumkarbonat, enthält, kann das Sieb rasch verschlissen werden, wodurch die Lebensdauer dieses Siebes entsprechend beträchtlich verringert wird. Der Verschleiß ist darauf zurückzuführen, daß sich das Sieb gegen die Walzen und die Saugvorrichtungen bewegt. Dies könnte natürlich dadurch ausgeglichen werden, daß dickere Garne verwendet werden. Dickere Garne ergeben aber ein gröberes Sieb mit schlechten Entwässerungseigenschaf ten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein .durehbrcchenes ,

einer -Papiermaschine Maschenband zur Verwendung als Papiermacher gewebe im Naßbereich /zu schaffen, bei dem die Abriebfestigkeit und dementsprechend die Lebensdauer erhöht werden können, ohne die Fadendichte und die Entwässerungseigenschaften des Gewebes wesentlich zu ändern bzw. zu beeinträchtigen.

Das erfindungsgemäße Papiermachergewebe ist gekennzeichnet durch eine Beschichtung der Garne aus einem unterschiedlichen synthetischen polymeren Material, das eine bessere Abriebfestigkeit als das Material der Garne hat, wobei die Beschichtung im wesentlichen nur in Form eines kohärenten, kontinuierlichen, dünnen Filmes besteht, der sich im wesentlichen nur über die Oberflächen der Garne erstreckt und innig mit diesen verbunden ist.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung wird eine unerwartet hohe Abriebfestigkeit erhalten, ohne die Maschenstruktur und die Entwässerungseigenschaften merklich zu beeinträchtigen.

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Die Verbesserung der Abriebfestigkeit ist unerwartet, weil eigentlich angenommen wurde., daß der dünne Film verschleißen und dadurch seine Sehutzwirkung praktisch, sofort verlieren würde. Es hat sich aber gezeigt, daß die kontinuierliche, kohärente Ausbildung des dünnen Filmes und dessen innige Verbindung mit den Garnen wesentlich zur Verbesserung der Abriebfestigkeit beitragen. Andere BeSchichtungsausbildungen ergeben nicht die gleiche Verbesserung.

Die Verwendung einer Beschichtung, die im wesentlichen nur in Form eines dünnen Filmes besteht und die sich im wesentlichen nur über die Garnoberflächen erstreckt, d.h. eine Beschichtung, die die öffnungen in dem Gewebe nicht überdeckt und die an den Garnverkreuzungen keine Agglomerationen bildet, stellt sicher, daß die Maschen- bzw. Siebstruktur und die Entwässerungseigenschaften nicht nachteilig beeinflußt werden, wie dies bereits oben erläutert worden ist.

Als polymeres Beschichtungsmaterial kann jedes geeignete Material verwendet werden. Vorzugsweise wird aber ein durch Wärme härtbares Harz, insbesondere ein Epoxy- und/oder Phenolharz, verwendet. Anstatt oder zusätzlich kann ein thermoplastisches Harz verwendet werden, wie Polytetrafluorethylen.

Die polymeren Garne können aus jeder geeigneten chemischen Verbindung und physikalischen Struktur bestehen. Normalerweise sind diese polymeren Garne monofile Garne, vorzugsweise Polyestergarne des Polyäthylenterephthalat-Typs (wie sie beispielsweise unter dem Warenzeichen "Trevira" vertrieben werden). Anstatt oder zusätzlich können Polyamidgarne

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(wie beispielsweise Nylongarne) und/oder andere Materialien verwendet werden, wie sie üblicherweise bei Papiermachergeweben eingesetzt werden.

Um sicherzustellen, daß die Entwässerungseigenschaften nicht wesentlich verändert werden, sollte das Beschichtungsmaterial vorzugsweise nicht in einer größeren Menge als Io % des Gewichtes des Gewebes zugegeben werden. Bei einer besonderen, bevorzugten Ausführungsform liegt die Zugabemenge im Bereich von 1 1/2 bis 2 %,

Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gewebes ist dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Beschichtungsmaterial durch Behandlung des Gewebes mit einer Lösung eines Harzes in einem Verdampfungsmedium auf das Gewebe aufgebracht wird, daß das Verdampfungsmedium anschließend durch Verdampfen entfernt wird, wobei das Harz auf den Gewebegarnen abgelagert wird, und daß das abgelagerte Harz zur Bildung der Beschichtung ausgehärtet wird.

Vorzugsweise ist das Verdampfungsmedium nicht wässerig.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, den geforderten dünnen Film auf den Garnen aufzubringen.

Vorzugsweise wird die Lösung so auf das Gewebe aufgebracht, daß dieses gerade, gesättigt ist. Dies kann in geeigneter Weise durch Aufspritzen, Eintauchen oder dgl. erfolgen. Vorzugsweise wird aber ein Verfahren angewandt, bei dem die Flüssigkeit durch Kapillarwirkung auf das Gewebe übertragen

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wird, wobei das Gewebe gerade gesättigt werden kann, ohne daß überschüssige Flüssigkeit durch Entwässern entfernt werden muß. Dadurch kann das Gewebe beispielsweise über und in Kontakt mit einer Auftrag-walze geführt werden, die drehbar gelagert ist und in einen diese Lösung enthaltenden Trog eintaucht.

Die Verdampfung des Lösungsmittels kann durch Lufttrocknung, ggf. unter Verwendung von Gebläsen und/oder Heizeinrichtungen, durchgeführt werden.

Das Lösungsmittel kann in Übereinstimmung mit dem polymeren Material gewählt werden. Vorzugsweise ist das Lösungsmittel aber ein organisches Lösungsmittel. Für Phenolharze ist Isopropanol" und für Epoxidharze Äthylazetat geeignet. Es können auch andere Lösungsmittel, wie Methanol, oder Lösungsmischungen verwendet werden.

Ggf. können zusätzliche Materialien zugemischt oder in der Lösung aufgelöst werden, die dann zusammen mit dem aufgelösten Beschichtungsmaterial abgelagert werden. So kann beispielsweise fein verteiltes Polytetrafluor-äthylen-Pulver in der Lösung dispergiert werden. Ein solches Pulver kann in einer Menge bis zu Io % des Gewichtes an Phenolharz in einer Isopropanol -Lösung von 3 1/2 Gew. -% Phenolharz zugegeben werden.

Nach der Verdampfung des Lösungsmittels kann das auf dem Gewebe abgelagerte Harz durch Erwärmen auf geeignete Weise ausgehärtet werden.

In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein für den ÜTaßbereich. einer Papiermaschine bestimmtes

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Papiermachergewebe mit einer Lösung von Phenolharz (Typ F79, vertrieben von PERS, Barcelona) in Isopropanol behandelt worden. Das Gewebe ist aus monofilen Polyestergarnen (wie "Trevira") in Kette und Schuß gewoben worden. Das Gewebe weist dreißig Kettenenden und vierunazwanzig Schußfäden pro cm auf. Die Ketten- und Schußfäden haben jeweils einen Durchmesser von o.2 ram. Das Harz wurde als flüssiges Phenolharz verwendet, das 7o Gew.-% Festsubstanz in Isopropanol enthält. Dieses wurde mit weiterem Isopropanol so weit verdünnt, daß J5 1/2 Gew.-^ Harz erhalten werden. Das Harz ist vom Phenol-Aldehyd-(genauer Phenolformaldehyd-)Typ und ist leicht lösbar..sogar in Isopropanol/Wasser-Mischungen. Wenn bis zu 3o Gew. -% gewünscht werden, kann Isopropanol durch. Wasser in der oben beschriebenen Harzlösung ersetzt werden, wobei das Harz in Lösung bleibt.

Zur Behandlung des Gewebes wird dieses straff gespannt horizontal über und in Berührung mit einer horizontal drehbar gelagerten Walze geführt, die in einem die Lösung enthaltenden Trog eintaucht. Die Walze wird in der gleichen Richtung wie das Gewebe angetrieben, hat jedoch eine dreieinhalbmal größere Oberflächengeschwindigkeit als das Gewebe. Die Lösung wird von der Oberfläche der Walze aufgenommen und an die Unterseite des Gewebes abgegeben. Die Lösung dringt infolge Kapillarwirkung in das Gewebe ein, bis das Gewebe gesättigt ist, d.h. Sättigung der Räume zwischen den Fasern.

Das Gewebe wird anschließend getrocknet, indem es in Luft geführt wird, so daß das Lösungsmittel, verdampft, während sich das Harz auf den Garnen ablagert. Das abgelagerte Harz wird

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dann ausgehärtet, indem beispielsweise das Gewebe an Infraroterhifczern vorbeigeführt wird. Das ausgehärtete Harz bildet einen dünnen kohärenten Film, der sämtliche Garnoberflächen bedeckt, aber sich nicht über die Zwischenräume zwischen den Garnen, erstreckt und an den Garnverkreuzungen keine Agglomerationen bildet. Die Garne werden wirkungsvoll von Hülsen umhüllt und haben gleichmäßig dicke Wände, die sicher mechanisch über die gesamte Garnoberfläche an die Garne gebunden sind.

Die Aufnahme der Harzbeschichtung, die 3 1/2 % des Gewebegewichtes beträgt, ist normalerweise angemessen, obwohl oben eine Aufnahme von 1 1/2 bis 2 % angegeben worden ist.

Anschließend wurden Versuche an unbehandeltem Gewebe und an Gewebe durchgeführt, das mit Phenolharz behandelt worden ist.

Diese VergleL chsversuche wurden wie folgt durchgeführt.

Das Gewebe wurde unter Spannung in Kontakt mit dem oberen Teil des ümfangsbereiches einer Scheibe gehalten, die in einer vertikalen Ebene dreht. Auf die äußere Oberfläche des Gewebes wurde kontinuierlich ein Brei aus Abriebmaterial aufgebracht, wie es gewöhnlich bei der Papierherstellung verwendet wird.

In bestimmten Zeitabständen wurde die Probe von dem Versuchsaufbau entfernt und ihre Dicke gemessen. Bei allen Versuchen wurde die Scheibe mit gleicher Geschwindigkeit gedreht, die Probe unter konstanter Spannung gehalten und der Brei in konstanten Mengen zugegeben.

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- sr -

Das verwendete Abriebraaterial war Kalziumkarbonat.

Bei diesen Versuchen wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Dicke in mm

Zelt in Minuten Unbeschichtete Probe mit Phenolharz

beschichtete Probe

0 0.49 0.49

10 0.37 0.41

40 0.25 0.32

Bei einem zweiten Versuch wurden verschiedene Proben aus dem gleichen gewobenen Gewebe jeweils mit einem Phenolharz auf ähnliche Weise wie beim ersten Versuch und mit einem Epoxidharz behandelt. Die Epoxidharzprobe wurde durch Behandlung des Gewebes mit einer Äthylazetatlösung eines polyamidausgehärteten Epoxidharzes erhalten, um die gleiche Gewichtsaufnahme wie mit dem Phenolharz zu erhalten.

Der Webstoff hatte sowohl in der Kette als auch im Schuß monofile Polyestergarne. Das Gewebe enthielt 26 Kettengarne und 2o Schußgarne pro cm, wobei jedes Garn einen Durchmesser von 0.25 mm aufwies. Die Proben wurden dem gleichen Versuch unterworfen, wie er anhand des ersten Beispieles beschrieben wurde. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:

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	Unbeschichtete Probe	_ o/ _	Mit Phenolharz beschichtete Probe
	0.55 0.43 0.38 0.325		0.55 0.49 0.44
Zeit in Minuten	Mit Epoxidharz beschichtete Probe
O 10 20 40	0.55 0.47 0.38

Wie sich aus den vorigen Beispielen ergibt, verbesserte die Beschichtung des Gewebes mit dem Epoxidharz in einer Menge von 3.5 Gew.-^ die Abriebfestigkeit. Bei Behandlung mit Phenol harz, wiederum 3.5 Gew.-^, wurden noch bessere Ergebnisse erzielt.

Die beschichteten Gewebe der oben beschriebenen Beispiele ergaben in unerwarteter Weise auch eine Verringerung des Energieverbrauches zum Antrieb des Gewebes in einer Papiermaschine. , Außerdem wurde die Absaugung in der Vakuumentwässerungsvorrichtung verbessert. So lief beispielsweise ein unbeschichtetes Gewebe auf einer Papiermaschine mit einer Geschwindigkeit von 668 m/min bei einem Energieverbrauch von 422 Kw und bei einem Vakuumentwässerungsdruck von 17.2 cm Hg. Das gleiche Gewebe, aber mit Phenolharz beschichtet, wie es in den Beispielen beschrieben ist, lief auf der gleichen Maschine mit einer Geschwindigkeit von 679 m/min bei einem Energieverbrauch von 3o6 Kw und einem Vakuumentwässerungsdruck von 14.8 cm Hg.

(Patentansprüche)

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Claims

Patentanwalt

DIpU-In₈. WaIt₂T Jackisch

Stattgart N. Monzelstraße 40 Z D 4 3 J I J

SCAPA-PORRITT LIMITED A 35 515 - fIo

Cartmell Road, Blacknurn, BB2 2SZ 28. Oktober 1976 Lancashire/Großbritannien

PATENTANSPRÜCHE

apiermachergewebe aus einem durchbrochenen Maschenband, s aus Garnen aus synthetischem polymeren Material besteht, gekennzeichnet durch eine Beschichtung der Garne aus einem unterschiedlichen synthetischen polymeren Material, das eine bessere Abriebfestigkeit als das Material der Garne hat, und daß die Beschichtung im wesentlichen nur in Form eines kohärenten, kontinuierlichen dünnen Filmes besteht,der sich im wesentlichen nur über die Oberflächen der Garne erstreckt und innig mit diesen verbunden ist.
2. Papiermachergewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Beschichtungsmaterial ein durch Wärme härtbares Harz ist.
3. Papiermaehergewebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Epoxid- und/oder ein Phenolharz ist.
4·. Papiermaehergewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die polymeren Garne monofile Garne sind.
5« Papiermaehergewebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die monof ile Garne Polyestergarne sind.

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6. Papiermachergewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Besehichtungsmateriales höchstens Io % des Gewichtes des Gewebes beträgt»
7. Papiermachergewebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Baschichtungsmateriales 1 1/2 bis 2 $ des Gewichtes des Gewebes beträgt.
8. Papiermachergewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Beschichtungsmaterial Polytetrafluoräthylen enthält.
9· Verfahren zur Herstellung des Gewebes nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Besehichtungsmaterial durch Behandlung des Gewebes mit
einer Lösung eines Harzes in einem Verdampfungsmedium
auf das Gewebe aufgebracht wird, daß das Verdampfungsmedium anschließend durch Verdampfen entfernt wird, wobei
das Harz auf den Gewebegarnen abgelagert wird, und daß
das abgelagerte Harz zur Bildung der Beschichtung ausgehärtet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verdampfungsmedium nicht wässerig ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder lo, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung derart auf das Gewebe aufgebracht wird, daß dieses gesättigt ist.

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12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Flüssigkeit auf das Gewebe durch Kapillarwirkung bewirkt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe über und in Kontakt mit einer Auftragwalze geführt wird, die drehbar gelagert ist und in einen die Lösung enthaltenden Trog eintaucht.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfungsmedium ein organisches Lösungsmittel ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Isopropanol ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis I5, dadurch gekennzeichnet, daß das BeSchichtungsmaterial mit

3 1/2 Gew.-^ in dem Verdampfungsmedium enthalten ist.

17· Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lösung Polytetrafluoroäthylen-PuIver dispergiert wird.

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