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Die Erfindung betrifft einen Faden mit einem präparierten
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Kernraden aus multifilem, synthetischen, polymeren Trägermaterial
d mit einem Überzug aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyamid. Die
Erfindung zeigt gleichzeitig ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Fadens
aus einem präparierten Kernfaden aus einem multifilen, synthetischen, polymeren
Trägermaterial und einem Überzug aus thermoplastischem Kunststoff insbesondere Polyamid,
sowie ein aus derartige Fällen hergestelltes siebartiges Gewebe.
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toter Eine Kernfaden wird ein multifiler Faden verstanden, dessen
Filamente beispielsweise durch Drehung zusammengehalten Snü Garn oder Zwirn) und
der als Kernfaden etwa kreisförmigen Querschnitt besitzt.
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Ein Faden mit den im Oberbegriff niedergelegten Merkmalen ist aus
der DE-OS 19 59 574 bekanntgeworden. Neben einem monofilen Trägermaterial wird auch
ein präpariertes multifiles Trägermaterial eingesetzt. Nähere Hinweiae über die
Art und Weise der präparation werden nicht beschrieben. Auf einen solchen präpdrierten
oder auch unbehandelten Kernfaden wird ein Überzug aus einem gegen mechanische Beanspruchung
widerstandsfähigen thermoplastischen Kunststoff aufgebracht. Als Kunststoffe sind
geeignet Polyurethan, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylfluorid Polytetra@@@@oräthylen-Perfluorpropylen
u.a. Da der Kernfaden unbenandelt !1sibt, ist er bei Verwendung eines multifilen
Trägermaterials ls relativ weich. Der Kernfaden bleibt auch bei der Weiterverarbeitung
weich, so daß der Kernfaden eine ungenügende S@@@@@@tät im Sinne von Sreifheit aufweist.
Bei Verwendung von mono@ilem Trägermaterial ist der Kernfaden zwar har, aber dadurch
schlechter verarbeitbar. Als weiterer Nachteil einer derart @@@gebauten Fadens aus
einem Kernfaden und einem Überzug ist die unzureichende Bindung zwischen dem Kernfaden
und dem Überzug zu @@nnen. Der Überzug läßt sich von dem Kernfaden
leicht
abziehen. Bei Beschädigung oder einsetzendem Verschleiß, beispielsweise bei einem
aus derartigen Fäden hergestellten Siebgewebe, trägt der Kernfaden zur Steifheit
nichts bei und bildet damit auch keinen nennenswerten Widerstand gegen Verschbißbeanspruchung.
Insbesondere erfolgt bei einer derartigen Beschädigung des Überzuges ein beschleunigter
hydrolytischer Abbau des Kernfadens in feuchter Hitze. Dies ist dann der Fall, wenn
der Kernfaden aus Polyester besteht. Bei Verwendung anderer Trägermaterialien wirken
sich wieder andere Nachteile des Kernfadens i4besonderer Weise aus.
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Das DE-GM 19 58 .017 zeigt ein Siebgewebe aus Polyestergarn mit Kunstharzummantelung.
Bei der Herstellung eines derartigen Garns wird eine lückenlose Ummantelung des
Kernfadens angestrebt. Die Ummantelung besteht aus Acrylharz, welches in wässriger
Dispersion vorliegt. Die Aufbringung des Überzuges geschieht durch ein Tauchverfahren.
Dabei ist jedoch eine Durchtränkung bis in den Fadenkern hinein nicht möglich, weil
das Kunstharz als wässrige Dispersion aufgrund der Teilchengröße und Viskosität
nicht tief in den durch Drehung geschlossenen Kernfaden eindringen kann. Auch ist
eine mechanische Nachhilfe nicht zweckmäßig, da sie zu Ungleichmäßigkeiten führt,
bedingt, dadurch, daß die Fadendichte ein homogenes Verfließen der wässrigen Dispersion
zwischen den Filamenten verhindert und Ungleichmäßigkeiten in den Randzonen des
Fadens bei der dem Tauchen folgenden thermischen Behandlung zur Bildung von Kunststoffnoppen
an der Fadenoberfläche führen. Der multifile Kernfaden bleibt also unbehandelt.
Die Acrylharzummantelung, die im Tauchverfahren aufgebracht wird, kann sich ungleichmäßig,
jedenfalls nicht homogen, ausbilden. Die Bindung des Überzuges aus Acrylharz an
den Kernfaden ist hier vergleichsweise schon besser, da eine Vernetzung mit den
äußeren Filamenten des Kernfadens stattfindet. Jedoch ist als Nachteil eine unzureichende
Abriebfestigkeit
des Überzuges festzustellen. Infolge des un behandelten Kernfadens wird dieser bei
Beschädigungen des Überzuges in feuchter Hitze ebenfalls schnell hydrolytisch abgebaut.
Als Lösungsmittel für das Acrylharz wird Wasser benutzt.
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Damit entsteht beim Verdampfen des Wassers ein mehr oder weniger poröses
Ge£Uge des Überzuges, der sich auch nachteilig aus wirken kann.
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Aus der DE-OS 22 14 571 ist eine Vorrichtung bekannt, die zum Tränken
und Überziehen eines fadenförmigen Materials mit einem fließfähigen polymeren Harz
dient (Extrusionsverfahren).
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Verwendung eines multifilen Kernfadens bleibt auch dieser u:-behandelt,
da sich beim Extrudieren Kunststoff nicht bis in den Fadenkern hinein einbringen
läßt.
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Die Nachteile der bisher bekannten Fäden aus einem Kernfaden und einem
Überzug lassen sich wie folgt zusammenfassen: Es wird immer ein Überzug aus einem
thermoplastischen Kunststoff verwendet, so daß auf jeden Fall der Uberzug weich
ist und weich bleibt. Eine gewisse Steifheit läßt sich dadurch er zielen, daß die
Wandstärke des Überzuges vergrößert wird. Dabei handelt es sich jedoch nur um eine
Scheinsteifheit, die insbesondern dan: vetlorengeht, wenn das spätere Endprodukt,
beispielsweise das Gewebe, in der Wärme angewendet bzw. Wärme ausgesetzt w wird.
Besteht der Kernfaden aus einem multifilen Trägermaterial, so ist dieses von Haus
aus relativ weich. Über eine Präparierung eines solchen Kernfadens ist nichts bekannten.
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Besteht ¢-s Trägermaterial des Kernfadens aus einem monofilen Matera.,
danr liegt wieder thermoplastischer Kunststoff vor der aber infolge seiner Gestalt
eine gewisse Steifheit besitz Diese Stei@he@t kann bei der Weiterverarbeitung störend
sein Auch ein derart aufgebauter Faden erweicht sich in der Wärme
Den
bekannten Fäden ist weiterhin gemeinsam nachteilig, daß die Bindung zwischen Überzug
und Kernfaden mehr oder weniger unzureichend ist. Die mechanischen Anforderungen,
die an derartige Fäden bzw. Fadengebilde gestellt werden, können in den meisten
Fällen auch nur unzureichend erfüllt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Faden der eingangs
beschriebenen Art aufzuzeigen und herzustellen, der diese Nachteile nicht mehr besitzt
und beize die Bindung zwischen Kernfaden und Überzug wesentlich verbessert ist.
Gleichzeitig soll der Kernfaden eine definierte Härte bzw. Steifigkeit bekommen.
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Erfindungsgemäß wird dies bei einem Faden der eingangs beschriebenen
Art dadurch erreicht, daß der Kernfaden mit einer Kunstharz-Härter-Kombination aus
einem unmodifzierten und/oder intern plastifizierten Epoxydharz in Verbindung mit
einem katalytisch wirkenden Heißhärter präpariert ist, daß der Kernfaden durch diese
Pärparation eine definierte Ausgangssteifheit aufweist, die in Abhängigkeit von
Temperatur und Zeit zu einer vergleichsweise erhöhten Endsteifigkeit gesteuert steigerbar
ist, und daß der Überzug aus thermoplastischem Kunststoff über das zwischen den
Filamenten verteilt angeordnete Epoxydharz mit den Filamenten des Kernfadens fest
verbunden ist. Durch die Präparierung des Kernfadens kann dessen Steifheit gesteuert
festgelegt werden, so daß damit der Kernfaden auch zu einer Steigerung der mechanischen
Eigenschaften beiträgt. Die an sich mechanisch anfälligen Filamente des Kernfadens
werden durch das Epoxydharz zu einem kompakten Kernfaden zusammengefaßt, so daß
sie weniger anfällig sind. Gleichzeitig aber stellt das Epoxydharz auch die feste
Bindung zu dem thermoplastischen Überzugsmaterial her, so daß sich der Überzug vom
Kernfaden nicht mehr abziehen oder ablösen läßt. Die Kernfaden und Überzug
ergänzen
einander und unterstützen einander hinsichtlich der mechanischen und sonstiger Eigenschaften.
Da die Kunstharz-Härter-Kombination mit einem Lösungsmittel aufgebracht wird und
das Lösungsmittel verdampft ist, bevor der Überzug aufgebracht ist, kann eine Behinderung
des Überzuges durch ein wie immer geartetes Lösungsmittel nicht stattfinden. Es
besteht auch keine Gefahr, daß der Überzug mehr oder weniger porös würde. Eine sprunghafte
Änderung der mechanischen Eigenschaften eines beispielsweise aus derartigen Fäden
hergestellten Gewebes tritt auch dann nicht ein, wenn der aber zug zumindest stellenweise
weitgehend abgenutzt ist oder durch Verschleiß beeinträchtigt wurde.
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Der katalytisch wirkende Heißhärter kann ein modifiziertes Dizyandiamid
oder ein Bortrifluorid-Monoäthylamin-Komplex sein. Auch andere Heißhärter sind denkbar.
Wesentlich ist, daß der Heißhärter bei seiner Aktivierung keinerlei Stoffe abspaltet,
die den Überzug gefährden oder zu einer Ablösung bringen könnten.
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Der Kernfaden kann für besondere Anwendungsfälle einen hohen Anteil
an intern plastifiziertem Epoxydharz aufweisen, wobei aer Überzug aus Polyamid bestehen
kann. Dies ergibt einen kompressiblen Faden, der ein beachtliches Rückfederungsvermögen
aufweist, so daß sich ein solcher Faden sehr gut als TrägepFwebe für Preßfilze verwenden
läßt, die bekanntlich durch ein Walzenpaar infolge Quetschung entwässert werden
und danach wieder auffedern müssen, um erneut Feuchtigkeit aufnehmen zu können.
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Der thermoplastische Überzug kann aus Polyurethan, Polyvinyliden fluorid,
Polyvinylfluorid, Polyvinylchlorid, Polytetrafluoräthylen-Perfiuorpropylen, Polyamid,
einem modifizierten Polyolefin, Polyzarbonat, Polyimid oder Polybutylen bestehen.
Auch weitere
thermoplastische Kunststoffe sind denkbar. Der thermoplastische
Überzug bleibt in allen Fällen weich. Dies ist besonders günstig für die Herstellung
von Geweben, weil hierdurch die Schiebefestigkeit des Gewebes begünstigt bzw. erreicht
wird und somit auch Siebe herstellbar sind, die einen sehr großen freien Flächenanteil
aufweisen. Besonders bei weitmaschigen Geweben wirkt sich auch der Vorteil des erfindungsgemäßen
Fadens in besonderer Weise aus, indem nämlich der Kernfaden je nach der in Abhängigkeit
von Temperatur und Zeit zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt durchgeführten thermischen
Behandlung mit je nach Erfordernis erwünschter definierter Steifheit und Formstabilität
ausgehärtet werden kann. Es bietet sich also insbesondere der Vorteil, eine vergleichsweise
geringe Ausgangssteifigkeit vorzusehen, den Faden dann zu verweben und das Gewebe
der thermischen Behandlung zu unterziehen, so daß dann die definierte Endsteifigkeit
erreicht wird.
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Der Überzug kann im Extrusionsverfahren auf den Kernfaden aufgebracht
werden. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere zur gleichmäßigen Aufbringung
und zur gleichmäßigen Einhaltung bestimmter Schichtdicken des Uberzuges.
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Das multifile Trägermaterial des Kernfadens kann aus Polyester, Polyamid,
Polyacrylnitril, Aramid, Glas od. dgl. bestehen, welches als Garn und/oder als ein-
oder mehrstufiger Zwirn eingesetzt wird. Auch Kohlefasern sind denkbar.
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Das Verfahren zur Herstellung eines derartigen Fadens kennzeichnet
sich erfindungsgemäß dadurch, daß der Kernfaden mit einer Kunstharz-Härter-Lösung
aus einem unmodifizierten und/oder intern plastifizierten Epoxydharz, einem katalytisch
wirkenden Heißhärter und einem Lösungsmittel für das Kunstharz und den Härter möglichst
bis in den Fadenkern hinein durchtränkt wird
und in der folgenden
temperatur- und zeitgesteuerten Verdampfungsphase des Lösungsmittels die verbleibende
Kunstharz-Härter-Kombination zwischen den Filamenten verteilt wird, daß dabei das
Kunstharz mit dem multifilen Trägermaterial durch die vom Härter in Wärme eingeleitete
Polymerisation mit den Filamenten zu einem kompakten Kernfaden mit definierter Ausgangssteifheit
verbunden wird und daß der Überzug aus thermoplastischem Kunststoff vor oder nach
der in Wärme eingeleiteten Polymerisation auf den Kerfaden aufgebracht, insbesondere
extrudiert, wird. Der Kernfaden kann somit mit der Kunstharz-Härter-Lösung getränkt
werden, so daß in der Regel sämtliche Filamente bis in den Fadenkern hinein erreicht
werden. In der Verdampfungsphase wird das Lösungsmittel entfernt, so daß die Hnstharz-Härter-Kombination
verteilt über den Querschnitt des Fadenkerns zurückbleibt. Hierdurch werden die
einzelnen Filamente zu einem kompakte Faden verbunden.
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Durch eine Wärmebehandlung in begrenztem Umfang kann eine Polymerisation
eingeleitet werden, so daß eine definierte Ausgangssteifheit des Kernfadens entsteht,
die entweder gleich oder aber niedriger als die gewünschte Endsteifigkeit liegen
kann. Eine gewisse Ausgangssteifigkeit kann z.B. sinnvoll sein, um das Aufbringen
des Überzuges im Extrudierverfahren zu begünstigen.
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Selbstverständlich muß diese Ausgangssteifheit relativ niedrig liegen,
so daß ein sich etwa anschließender Verwebprozeß nicht behindert wird. Bei dem Aufbringen
des Überzuges verbindet sich dessen thermoplastischer Kunststoff fest mit dem Epoxydharz,
welches zwischen den Filamenten des Kernfadens verankert ist.
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Je nach Art der verwendeten Msterialien findet sogar eine chemische
Bindung statt, so daß ein solcher Faden nur durch Zerstörung des Überzuges und/oder
des Kernfadens geöffnet werden kann. Dem Herstellungsverfahren eines derartigen
Fadens kann sich dann beisielsweise ein Webprozeß anschließen, der zu einem auch
weitmaschigen Sieb führt. Dieses Sieb kann dann
einer thermischen
Behandlung unterzogen werden, bei der die Akt ivierungs temperatur des katalytisch
wirkenden Heißhärters überschritten wird. Auf diese Weise bekommt das Sieb eine
solche Endsteifheit und Formstabilität, die nicht erzielbar wäre, wenn diese Steifheit
bereits in dem zu verwebenden Faden vorläge. Die Anordnung des Überzuges aus weichem
thermoplastischem Material bestimmt im wesentlichen die Schiebefestigkeit eines
solchen Gewebes, so daß ohne weiteres auch weitmaschige Gewebe herstellbar sind.
Es steht auch nichts im Wege, an den Bindungspunkten im Gewebe einen partiellen
Schmelzprozeß durchzuführen, um auf diese Weise die Bindungspunkte der einzelnen
Fäden oder der einzelnen Lagen miteinander zu versteifen. Ein solcher Schmelzprozeß
kann mit der thermischen Behandlung zur Erzielung der Endsteifigkeit kombiniert
bzw. in dem gleichen Verfahrensschritt durchgeführt werden.
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Durch eine unmittelbar fortgesetzte oder zu einem beliebig späteren
Zeitpunkt erfolgende Wärmebehandlung kann das Epoxydharz vermittels des Heißhärters
bis zur permanenten Endfestigkeit des Kernfadens ausgehärtet werden. Diese thermische
Behandlung kann sich auch unmittelbar anschließen, so daß dann ein harter Faden
für die speziellen Einsatzzwecke entsteht.
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Als katalytisch wirkender Heißhärter kann ein modifiziertes Dizyandiamid
oder ein Bortrifluorid-Monoäthylamin-Komplex Verwendung finden. Diese Heißhärter
wirken nur katalytisch, spalten daher keine Stoffe ab, was sich nachteilig auswirken
könnte.
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Als Lösungsmittel für das Kunstharz und den Härter wird ein solches
mit einer Dielektrizitätskonstanten von mehr als 7 eingesetzt. Das sind im allgemeinen
Lösungsmittel, wie Pyridin, Chinolin und andere organische Basen, organische Säurenitrile,
wie insbesondere Butyronitril, Acetonitril und Methoxypropionitril.
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Aber auch Ketone, wie Aceton, Methyläthyleton und Alkencarbonate,
insbesondere Propylencarbonat, Athylencarbonat sind geeignet.
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Als ether kommen insbesondere Dimethoxyäthylen und Tetrahydrofuran
in Frage. Von den Alkoholen eignen sich besonders tertiäre Alkohole, da diese bei
höherer Temperatur stabil sind. Besonders geeignet sind schließlich Säureamide und
Formamide, insbesondere N.N-Dimethylformamid. Auch Sulfoxide, Lactone und Ester
können geeignet sein. Wie aus dieser Zusammenstellung hervorgeht, sind dies alles
Lösungsmittel, die mindestens ein Sauerstoffatom und ein Stickstoffatom und/oder
beide oder mehrere dieser Atome im Molekül enthalten. Sauerstoff- und Stickstoffatome
zeichnen sich dadurch aus, daß sie ganz ähnliche Atomradien wie Kohlenstoff besitzen,
ihre Elektronegativität aber stärker ausgeprägt ist.
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Andere Lösungsmittel mit Dielektrizitätskonstanten kleiner als 7 können
direkt nicht verwendet werden. Sie können aber geeignet sein, um durch Zumischung
die Dielektrizitätskonstante der anderen angegebenen Lösungsmittel zu variieren,
um damit gewünschte Produkt- und Fasereigenschaften zu erzeugen.
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Mit den erfindungsgemäßen Fäden können siebartige Gewebe hergestellt
werden, wobei die Fäden gleiche oder ungleiche Ausgangssteifheit aufweisen können,
so daß für Kette und Schuß Fäden unterschiedlicher Ausgangssteifheit eingesetzt
werden können. Bei einer thermischen Nachbehandlung des Gewebes kann dann gleiche
oder ungleiche Endsteifheit der Fäden im Gewebe erzielt werden, je nachdem, welche
Endeigenschaften im Fadenmaterial bereits durch die Präparation latent untergebracht
wurden. Die unterschiedlichen Eigenschaften müssen sich nicht nur auf Kettqfind
Schuß beziehen, sondern können auch unterschiedliche Gewebelagen betreffen, sofern
das Gewebe mehrere Lagen aufweist. Beispielsweise bei Geweben für Papiermaschinen,
insbesondere bei rundgewebten Geweben, ist es vorteilhaft, wenn die sich in Längsrichtung
erstreckenden Fäden vergleichsweise weicher oder flexibler sind als die sich in
Querrichtung erstreckenden
Fäden des Gewebes. Auch unterschiedliche
dynamische Eigenschaften können auf diese Weise vorprogrammiert sein.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung weiter verdeutlicht und beschrieben.
Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Faden: Der dargestellte
Faden setzt sich aus einem Kernfaden 1 und einem Überzug 2 zusammen. Der Kernfaden
1 besteht aus einem multifilen Trägermaterial, also einer Vielzahl einzelner dünner
Filamente 3. Diese einzelnen Filamente 3 sind bis in den Fadenkern des Kernfadens
1 hinein mit einer Kunstharz-Härter-Kombination 4 untereinander zu einem kompakten
Faden definierter Steifheit verbunden. Der Kernfaden 1 ist zumindest weitgehend
lösungsmittelfrei.
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Der Überzug 2 besteht aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise
aus Polyvinylchlorid, Polyamid udgl. Der Überzug 2 kann vorteilhaft im Extrusionsverfahren
auf den Kernfaden 1 aufgebracht sein. Zwischen dem Epoxydharz der Kunstharz-Härter-Kombination
4 des Kernfadens 1 und dem thermoplastischen Kunststoff des Überzuges 2 entsteht
im Übergangsbereich zwischen Kernfaden und Überzug eine feste Bindung, die je nach
Art der verwendeten Materialien auch als chemische Bindung ausgebildet sein kann,
so daß sich der Überzug 2 ohne Zerstörung des Fadens nicht ablösen läßt.