DE2739782A1 - Verfahren zur herstellung eines steifen, durchlaessigen stoffes und die nach diesem verfahren hergestellten stoffe - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines steifen, durchlaessigen stoffes und die nach diesem verfahren hergestellten stoffeInfo
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Description
— 4 —
Amtliches Aktenzeichen:
Unser Zeichen : S 95 PaGm 77/1
Anmelder Erfinder
: Societe
L. PAYEN & CIE
94, rue Servient F-69OO3 LYON
: Pierre Payen, Direktor, Lyon
Titel der Anmeldung : Verfahren zur Herstellung eines steifen,
durchlässigen Stoffes und die nach diesem Verfahren hergestellten Stoffe.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
steifen, durchlässigen Stoffes und die nach diesem Verfahren hergestellten Stoffe.
Seit langer Zeit ist es bekannt, gewebte Stoffe für Filterzwecke oder ähnliche Aufgaben einzusetzen, also als ein Teil, durch
das ein flüssiges oder gasförmiges Medium hindurchgeleitet wird, um das Medium von mitgeführten Schmutzstoffen zu reinigen oder
um aus dem Medium feste oder pastöse Stoffe, die mit ihm ver-
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mengt sind, auszuscheiden.
Zunächst wurde vorgeschlagen, derartige Filter aus Metallfaden
herzustellen. Diese Lösung hat eine weite Anwendung gefunden, sie hat jedoch vor allem den Nachteil, daß bei der Filtration
keine chemischen Bestandteile verwendet werden dürfen, mit denen das die Fäden bildende Metall in Reaktion treten könnte.
Weiterhin wurde vorgeschlagen, derartige Filter aus synthetischen Monofilamenten, also aus Chemiefäden, insbesondere aus Polyester,
herzustellen. Doch auch diese Lösung hat Nachteile, die im wesent liehen in der Fähigkeit zur Längenänderung der Monofilamente begründet
sind. Dadurch ist es nicht möglich, diese Filter unter Arbeitsdrücken zu verwenden, die oberhalb der eine bleibende
Dehnung dieser Monofilamente bewirkenden Belastung liegen.
Weiterhin ist vorgeschlagen worden, Filtergewebe aus Glasfäden
herzustellen. Derartige Filter weisen jedoch aufgrund der Bruchfestigkeit bei Querbeanspruchung der einzelnen Glasfilamente
einen geringen Widerstand gegen Verschleiß durch die zu filternden Substanzen auf und werden relativ rasch unbrauchbar. Um diese
Nachteile zu vermeiden wurde vorgeschlagen, die Stoffe nachträglich mit einem geeigneten thermoplastischen Polymer zu überziehen.
Diese Technik hat jedoch nicht zu vollständig zufriedenstellenden Ergebnissen geführt, da sie schwierig durchzuführen
ist und spezielle apparative Vorrichtungen notwendig macht, um
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die Fäden mit einem geeigneten Polymer umhüllen zu können. Schließlich ist es nicht möglich, in zufriedenstellender Weise
den Zusammenhalt zwischen den Fäden, also die Verzerrung des Gitternetzes und die Filterfeinheit des Filtergewebes zu kontrollieren.
In den FR-PSen 1 041 697 und 1 502 610 wurde vorgeschlagen, derartige
Filteröffnungen aufweisende Stoffe aus zuvor mit einer Hülle aus Plastik-Material umgebenen Fäden herzustellen, die untereinander
an ihren Kreuzungspunkten in einem nach dem Weben liegenden Arbeitsschritt, insbesondere durch Heißkalandrieren,
verbunden werden. Diese für Fenstervorhänge geeignete Technik macht spezielle Ausgangsmaterialien notwendig und ist schwierig
und langwierig in ihrer Durchführung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten
durchlässigen, textlien Stoffe, insbesondere Filtergewebe, zu vermeiden und ein Verfahren zur Herstellung eines
derartigen Stoffes zu schaffen, das einfach und in ökonomischer Weise durchführbar ist, bei dem der Stoff praktisch unempfindlich
gegen chemische Substanzen und gegen Druck ist und ein gutes Widerstandsvermögen gegen wiederholte Deformationen aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Ein derartiger Stoff wird vorzugsweise durch Weben hergestellt, erkann jedoch nuch als Gitterwerk ausgebildet sein oder gewirkt
werden.
Vorteilhafterweise ist der Hüllfaden ein synthetischer Faden, insbesondere aus Endlosfilamenten. Natürlich muß die chemische
Beschaffenheit des die Hülle bildenden thermoplastischen Polymers mit den zu filternden Substanzen verträglich sein. Erfindungsgemäß
kann der umsponnene Faden nur einen Hüllfaden enthalten. Wie schon angesprochen, besteht der Hüllfaden vorteilhafterweise
aus einem thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise aus Polyamiden (6, 66, 11), aus Polyester, aus Polyolefinen, wie
Polyäthylen oder Polypropylen.
Der Seelenfaden weist, wie schon angesprochen, zwei Merkmale auf: einerseits hat er eine gute Bruchfestigkeit, die zumindest ausreicht,
um den Widerstand und die angestrebten Eigenschaften des fertigen Stoffes erreichen zu können, und andererseits weist er
eine gute Wärmebeständigkeit auf, das heißt, seine mechanischen Eigenschaften werden nicht bei Temperaturen von 300°C oder auch
oberhalb 300° merklich beeinträchtigt.
Man kann zum Beispiel Glasfäden verwenden,sei es den unter der
Bezeichnung Silionne bekannten Glasfaserstoff oder in Form von Glasfasersträngen (sogenannten Rovings), oder thermostabile
Fäden, wie zum Beispiel solche aus aromatischen Polyamiden,
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Polyamid-Imiden, Polyimiden, oder aus feuerfestem Material, wie
Kohlenstoff, Silizium und Bor. Gute Gesultate wurden erhalten mit Endlosfilamenten aus aromatischen Polyamiden mit hohem Spannungswert
(Modul) auf der Basis von Polyphenylenterephtalamid, wie dies von der Firma E.I. Du Pont de Nemours unter dem Warenzeichen
KEVLAR vertrieben wird.
Das Umspinnen wird mittels bekannter Techniken durchgeführt, in einfacher oder doppelter gekreuzter Umspinnung. Es ist wichtig,
daß der Umspinnfaden in regelmäßiger Weise und lückenlos sich um den gespannten Seelenfaden herumwindet. Bei Fehlerhaftigkeiten
ist der Schutz des Seelenfadens im vertigen Gewebe oder Stoff nur unregelmäßig oder unzureichend.
Das Weben dieser Fäden in Kette und Schuß mit poriger Bindung stellt keine speziellen Probleme als die, die durch den Typ des
Fadens selbst gegeben sind. Ist das Gewebe hergestellt, so wird es aufgeheizt auf eine Temperatur, die etwas höher ist als
die Schmelztemperatur des thermoplastischen Polymers, das den Hüllfaden bildet und die niedriger ist als die Schmelz- oder
Deformationstemperatur des Seelenfadens,und während einer zum
Schmelzen des thermoplastischen Polymers ausreichenden Zeitdauer auf dieser Temperatur gehalten. Aus den Daten des Hüllfadens kann
ein Fachmann einfach die Verarbeitungsbedingungen für eine derartige Behandlung ermitteln.
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Als Hinweis seien die Schmelztemperaturen von geläufig als Hüllfaden verwendeten Polymerfasern gegeben:
Polyamid 6 23O°C
Polyamid 66 26O°C
Polyester 26O°C
Polypropylen 175 C
Polyäthylen 1300C.
Während der thermischen Behandlung ist es von entscheidender Wich tigkeit, daß das thermoplastische Polymer der Hülle schmilzt
ohne sich zu zersetzen oder zu degradieren, hierdurch wird die Verwendung von Polyacryl- oder Polyvinylfasern als Hüllmaterial
ausgeschlossen.
Während der thermischen Behandlung kann das Gewebe oder der
Stoff gegebenenfalls gespannt werden. Weiterhin kann diese Behandlung im diskontinuierlichen Arbeitsgang, zum Beispiel in
einem Ofen, oder im kontinuierlichen Arbeitsgang, zum Beispiel in einer Spannvorrichtung, erfolgen.
Nach Abkühlung, die im allgemeinen ohne Hilfsmittel, also durch einfaches Einwirken der Umgebungsluft, erfolgt, ist das erhaltene
Gewebe von sich kreuzenden Fäden gebildet, die mit einer kontinuierlichen, eine Schutzhülle bildenden Umspinnung aus thermoplastischem
Material um den Seelenfaden versehen sind, wodurch
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dieser geschützt wird. Zusätzlich hat man an den Kreuzungspunkten der Fäden eine Eigenverbindung. Der mechanische Halt des so gebildeten
Gitters wird dadurch beträchtlich verbessert. Das so
hergestellte Filtergewebe ist im wesentlichen unempfindlich gegen Deformationen aufgrund wiederholter Beanspruchungen, da als Seele ein Faden mit einer sehr guten mechanischen Widerstandsfähigkeit und vorteilhafterweise einer schwachen Dehnung verwendet wird. Das Gewebe widersteht außerdem in vorzüglicher Weise Abrieb und Ausfransen. Zudem ist die Herstellung einfach durchführbar und führt zu stabilen, keine Gitterverzerrungen aufweisenden Geweben, die somit kontrollierbare Filtereigenschaften
aufweisen.
hergestellte Filtergewebe ist im wesentlichen unempfindlich gegen Deformationen aufgrund wiederholter Beanspruchungen, da als Seele ein Faden mit einer sehr guten mechanischen Widerstandsfähigkeit und vorteilhafterweise einer schwachen Dehnung verwendet wird. Das Gewebe widersteht außerdem in vorzüglicher Weise Abrieb und Ausfransen. Zudem ist die Herstellung einfach durchführbar und führt zu stabilen, keine Gitterverzerrungen aufweisenden Geweben, die somit kontrollierbare Filtereigenschaften
aufweisen.
Es hat sich also überraschenderweise gezeigt, daß durch Verwenden eines speziellen umsponnenen Fadens, der nach einer speziellen
Technik verarbeitet wird, mit Erfolg all die Nachteile vermieden werden konnten, die den derzeit vorgeschlagenen Lösungen
anhaften.
Die Art und Weise, in der die Erfindung realisiert werden kann
und deren Vorteile zeigen sich besser an den folgenden Beispielen
und deren Vorteile zeigen sich besser an den folgenden Beispielen
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Auf einer Bespinnmaschine wird ein Faden gefertigt, dessen
Seele ein Glasfaserstrang (Roving) mit einem Titer von 320 tex und einem Titer der einzelnen Faser von 7 Mikrometer ist und
dessen Hüllfaden aus Polyester-Endlosfilamenten mit einem Titer von 280 dtex bei 50 Fäden besteht. Das Umspinnen erfolgt mit
1500 Drehungen pro Meter in S-Richtung, wodurch sich regelmäßige und eng aneinanderliegende Windungen ergeben und ein Fertig-Titer
von 390 tex erreicht wird.
Mit diesem Faden wird ein durchlässiges Gewebe in Kette und Schuß und einem glatten Gewebebild hergestellt, wie dies für
Filtergewebe bekannt ist, nämlich vier Fäden pro cm in Kette und Schuß.
Dieses Gewebe wird aus dem Webstuhl entnommen und ohne eine spezielle
Spannung i
Ofen eingebracht,
Ofen eingebracht,
zielle Spannung fürzwei Minuten in einen auf 265°C geheizten
Dadurch wird ein steifes, durchlässiges Gewebe erhalten, bei dem die Fäden miteinander an ihren Kreuzungspunkten durch Selbstklebung
verbunden sind und bei dem der Seelenfaden von einer schützvenden Hülle ummantelt ist, die im wesentlichen gleichmäßig
und kontinuierlich ausgebildet ist und aus einem thermoplastische Polymer besteht. Dieses Gewebe hat ein gleichmäßiges und kontrollierbar
herstellbares, im wesentlichen quadratisches Gitter.
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Ein derartiges Gewebe ist einerseits gut beständig gegen Wärme,
gegen chemische Reagenzien, gegen Verschleiß, gegen Reibung und gegen wiederholte Beanspruchungen, und es weist andererseits einen
geringen Druckverlust und eine ausgezeichnete Fähigkeit zum Zurückhalten von Schmutzpartikeln auf. Das Gewebe eignet sich
also in sehr gutem Maße für die Herstellung von Filtern.
Beispiel 1 wird mit einer einzigen Änderung wiederholt. Statt das Gewebe diskontinuierlich in einem Ofen zu erhitzen, wird
die thermische Behandlung kontinuierlich durchgeführt, indem das vom Webstuhl kommende Gewebe eine auf eine Temperatur von
290 C geheizte Spannvorrichtung durchläuft, in der es für 90 Sekunden verbleibt und dabei gespannt wird. Hierdurch wird kontinuierlich
ein steifes Filtergewebe ähnlich dem des Beispiels 1 erhalten.
BEISPIEL 3;
BEISPIEL 3;
Mit einer Bespinnungsmaschine wird ein Faden hergestellt, der aus
einem wärmebeständigen aromatischen Polyamid-Seelenfaden auf der Basis von Poly(Polyphenylenterephtalamid), wie dies unter dem
Warenzeichen KEVLAR Typ 29 vertrieben wird, mit einem Titer von 220 dtex besteht, und einen Hüllfaden aus Polyester mit einem
Titer von 78 dtex und 23 Endlosfilamenten aufweist. Das Umspinnen
erfolgt mit 1900 Umdrehungen pro Meter in S-Richtung, wodurch sich regelmäßige und eng aneinanderliegende Windungen ergeben und
ein Fertig-Titer von 350 dtex erreicht wird.
Mit diesem Faden wird ein durchlässiges Gewebe in Kette und
Schuß in Köperbindung, 2 hoch, 1 tief, für die Anwendung als Filtergewebe in der Papierindustrie, ein sogenanntes "Foudrinier-
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Tuch" hergestellt. Es werden 22 Kettfaden pro cm und 23 Schußfäden
pro cm verwebt. Das Gewicht eines Quadratmeters eines derartigen Gewebes beträgt ungefähr 160 g.
Sobald das Gewebe den Webstuhl verläßt, wird es ungespannt für vier Minuten in einen auf 290° geheizten Ofen eingebracht. Hierdurch
wird ein steifes, durchlässiges Gewebe erhalten, bei dem die Fäden an ihren Krejzungspunkten durch Selbstklebung miteinander
verbunden sind und bei dem der Seelenfaden von einer im wesentlichen gleichmäßigen und kontinuierlichen Schutzhülle aus
einem thermoplastischen Polymer (Polyester) umhüllt ist. Dieses Gewebe hat ein gleichmäßiges und kontrollierbar herstellbares
Gitter.
Ein derartiges Gewebe widersteht gut Einflüssen von Temperatur und chemischen Reagenzien, dem Verschleiß, Reibung und wiederholten
Beanspruchungen, es hat einen geringen Druckverlust.
Ein derartiges Gewebe eignet sich in sehr guter Weise für Filtergewebe
der Papierindustrie (Foudrinier-Tuch).
Es wird ein Gewebe hergestellt, mit einer Bindung und Eigenschaften,
wie sie für die Herstellung von Segeln für Segelschiffe üblich sind, wobei in der Kette jeweils ein aromatischer Polyamid-Faden
von 220 dtex (Markenzeichen KEVLAR,Typ 29) und ein umsponnener, nach dem Beispiel 3 hergestellter Faden abwechselt. Als
Sch/ußfaden wird ebenfalls abwechselnd ein aromatischer Polyamidfaden
von 220 dtex und danach beim nächsten Schuß ein umsponnener nach Beispiel 3 gefertigter Faden eingeschossen.
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Nach Heizen ohne Spannen unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 3 erhält man ein Gewebe, das sich in vorzüglicher
Weise für Segel eignetund eine gute Maßhaltigkeit aufweist.
Die nach der Erfindung hergestellten Stoffe können zahlreiche Anwendungen finden, zum Beispiel als Filtergewebe, Gewebe für
die Papierindustrie, Schiffssegel und Verstärkungen, insbesondere für Schichtstoffe.
Beispiel 3 wird mit folgenden Änderungen durchgeführt: Das Umspinnen erfolgt mit 1590 Umdrehungen pro Meter in S-Richtung,
der Titer des umsponnenen Fadens ist 350 dtex, die Bindung ist Köperbindung 6x6 mit doppelseitigem Ketteneffekt. Das
Gewebe enthält 46 Fäden pro cm in der Kette und 24 - 25 Fäden pro cm im Schuß und das Gewicht des fertigen Gewebes ist 250 g
pro Quadratmeter.
Nach thermischer Behandlung in kontinuierlichem Arbeitsgang weist das durchlässige Gewebe die folgenden Eigenschaften auf:
Seine mit einem INSTRON-Dynamometer gemessene
Bruchfestigkeit beträgt in Kettrichtung 754 da N
und in Schußrichtung 441 da N
seine Bruchdehnung, ebenfalls mit einem INSTRON-Dynamometer bestimmt, beträgt in Kettrichtung 16,7%
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-15- | und in Schußrichtung | 2739782 | demselben | qm wiegt, | zeigen. Man kann |
und seine Scheuerfestigkeit, mit einem | 8,1 % | Gewebebild mit Monofilamenten aus Polyester eines Titers von | sie daher erfolgreich als Gewebe in der Papierindustrie einsetzei | ||
Scheuerprüfgerät bis zum totalen Verschleiß | 250 dtex hergestellt ist und ungefähr 400 g pro | ||||
geprüft, beträgt | die folgenden Eigenschaften: | 384 da N | |||
9100 Scheu ertouren. |
Seine Bruchfestigkeit beträgt in | 182 da N | |||
Im Vergleich dazu hat ein klassisches Entwässerungsgewebe der | Schußrichtung | ||||
Papierherstellung, das in derselben Bindung und | und in Kettrichtung | 54 % | |||
seine Bruchdehnung beträgt | 48 % | ||||
in Kettrichtung | |||||
und in Schußrichtung | 220 Scheu ertouren. |
||||
und seine Scheuerfestigkeit bis zum totalen | hergestellten | ||||
Verschleiß beträgt | Gewebe wesentlich resistenter sowohl gegen Bruch als auch gegen | ||||
Hieraus ersieht man, daß die nach der Erfindung | Verschleiß sind und wesentlich weniger Dehnung |
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Beispiel 5 wird wiederholt mit einer Satinbindung von 4 und einem klassischen Gewebebild für Gewebe der Papierindustrie,
Damit werden ähnliche Resultate wie im Beispiel 5 erhalten.
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Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung eines durchlässigen, textlien Stoffes
dessen sich kreuzende Fäden mit einem thermoplastischen Polymer umhüllte Chemiefäden sind, bei dem der Stoff einer thermischen
Nachbehandlung bei einer etwas oberhalb der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Umhüllungsmaterials liegenden Temperatur
unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß ein umsponnener Faden hergestellt wird, indem ein Chemiefaden mit guter Bruchfestigkeit und ausgezeichneter Wärmebeständigkeit
als Seelenfaden verwendet wird, der mit mindestens einem Hüllfaden aus einem thermoplastischen Polymer gleichmäßig
mit lückenlos aneinanderliegenden Windungen umwickelt wird, und dieser umsponnene Faden zu einem Flächengebilde verarbeitet, insbesondere
verwebt wird und der so erzeugte Stoff der thermischen Nachbehandlung unterzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Seelenfaden ein Faden aus der Gruppe der Glas- oder thermostabilen
Polymerfäden oder ein Faden aus einem feuerfesten Material verwendet wird.
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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Seelenfaden ein auf der Basis von Polyphenylenterephtalamid
hergestellter Faden verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hüllfaden ein synthetischer Faden aus Endlosfilamenten verwendet
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Hüll Jaden ein Faden aus der Gruppe der Polyamid-, Polyesteroder
Polyolefinfäden verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Seelenfaden mit nur einem Hüllfaden umsponnen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß während der thermischen Behandlung der Stoff gespannt wird.
8. Durchlässiger, textiler Stoff, bestehend aus Chemiefäden, die mit einem thermoplastischen Polymer umhüllt sind und deren
Hüllen an den Kreuzungspunkten der Fäden miteinander durch thermische Nachbehandlung verschweißt sind, hergestellt nach
einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff aus umsponnenen Fäden besteht, deren Seelenfaden ein
Chemiefaden mit guter Bruchfestigkeit und ausgezeichneter Wärme-
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beständigkeit ist, der gleichmäßig und lückenlos mit mindestens einem Faden aus einem thermoplastischen, bei der thermischen
Nachbehandlung des Stoffes schmelzbaren Polymer umsponnen ist.
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Publication Number | Publication Date |
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