EP0303798A2 - Materialbahn, insbesondere Papiermaschinenfilz , Trockensieb, Filtermedium oder dergleichen - Google Patents

Materialbahn, insbesondere Papiermaschinenfilz , Trockensieb, Filtermedium oder dergleichen Download PDF

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EP0303798A2
EP0303798A2 EP88109911A EP88109911A EP0303798A2 EP 0303798 A2 EP0303798 A2 EP 0303798A2 EP 88109911 A EP88109911 A EP 88109911A EP 88109911 A EP88109911 A EP 88109911A EP 0303798 A2 EP0303798 A2 EP 0303798A2
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EP
European Patent Office
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fibers
material web
web according
substance
fabric
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EP0303798A3 (en
EP0303798B1 (de
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Helmut Hälker
Walter Best
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Heimbach GmbH and Co KG
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Thomas Josef Heimbach and Co GmbH
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F7/00—Other details of machines for making continuous webs of paper
    • D21F7/08—Felts
    • D21F7/083—Multi-layer felts
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/0027—Screen-cloths

Definitions

  • the invention relates to a web of material, in particular paper machine felt, dryer fabric, filter medium or the like, with a carrier material and fibers attached to it, all fibers being stable in an essentially neutral, aqueous medium.
  • Such material webs are used in many different ways in the industrial sector. They are known in particular as paper machine felts, dryer fabrics and as filter media.
  • the former usually consist of a carrier material and fibers attached to it. Carrier fabrics in single and multi-layer design, but also knitted fabrics or wire link belts can be used as the carrier material.
  • the fibers are usually connected to this carrier material by applying a corresponding nonwoven fabric to the carrier material and then needling it. However, there is also the possibility of forming threads from the fibers and connecting them to the carrier material, for example weaving them in and optionally needling them.
  • Plastic material is used almost exclusively for the fibers as well as for the threads forming the carrier material, which is not only resistant to the paper stock and the neutral to weakly acidic liquid contained therein, but also compared to common acidic or basic solutions.
  • polyamide, polyester and polyacrylonitrile have established themselves as plastic materials.
  • polypropylene and PTFE fibers are also increasingly being used.
  • filter media are also often constructed similarly to those of paper machine felts. H. they consist of a carrier fabric or knitted fabric with a nonwoven fabric needled onto it. However, there are also filter media that do not have a special carrier fabric or the like, in which the felted fibers themselves also form the carrier material.
  • Paper machine clothing and filter media become clogged over time due to the accumulation of dirt particles.
  • the permeability which is crucial for their function, thus decreases continuously over time, i.e. the functionality of the paper machine felt or the filter medium deteriorates. They are therefore treated with a washing liquid at regular intervals. Since such paper machine clothing and also filter media often have a high liquid content before the treatment, the washing liquor must have a high concentration in order to compensate for the dilution effect when entering the felt. Overconcentrations that pollute wastewater are often the result.
  • Paper machine felts that are used in the press section of a paper machine are also subject to high pressure during operation and are strongly compressed in the process. After some time there is a permanent compression with the result that this effect also reduces the permeability, so that water drainage is impeded.
  • the invention is therefore based on the object, material webs whose permeability deteriorates during operation due to deposits and / or mechanical stress, so that the original permeability can be restored with simple means.
  • the fibers consist at least partially of a substance which is soluble in such a basic or acidic, nucleo- or electrophilic, reductive or oxidative medium against which the carrier material is resistant.
  • fibers are to be used in the material web which are stable under normal operating conditions, but which can at least partially be removed by using a special solution.
  • a special solution By applying such a solution, the open volume within the felt product is increased, not only by at least partially removing the fibers, but also by washing away the dirt particles sitting on these fibers.
  • the proportion of these special fibers leaves adjust so that the original permeability is fully achieved again. Since the resolution according to the invention is limited to the part of the material web that is not load-bearing, the strength of the material web - essentially determined by the carrier material - is not impaired.
  • the fibers according to the invention do not have to be present, or not exclusively, in the form of a nonwoven.
  • Filling threads consisting of such fibers or also other filling material, such as, for example, packing or filling foams, are also covered by the invention. They can also be made wholly or in part from a material that is stable under normal operating conditions, but is soluble in one of the aforementioned media.
  • Plastic materials that are soluble in basic or acidic media, but are otherwise stable, are widely known.
  • a copolymer of vinyl acetate and a small amount of crotonic acid i.e. a polyvinyl acetate with free carboxyl groups
  • crotonic acid i.e. a polyvinyl acetate with free carboxyl groups
  • alkaline aqueous solutions If it is in the form of a low-viscosity block polymer, it can be extruded. It can be stabilized by adding vinyl acetate homopolymers or other synthetic resins. The latter can be present in equal parts with the former, a small percentage of dibutyl phthalate being added as a plasticizer (cf. DE-PS 27 03 005).
  • Esters of phthalic acid and pentaerythritol in the form of an ethanol- and alkali-soluble hard resin are also suitable.
  • Mixed polymers of unsaturated organic acids such as acrylic acid, methacrylic acid and in particular maleidic anhydride, can also be used.
  • copolymers of maleic anhydride and ethyl vinyl ether are preferred, preferably in a ratio of 1: 1, copolymers of maleic anhydride, methacrylate and terpolymers of maleic anhydride, methacrylate and butyl acrylate, finally methacrylic acid or acrylic acid copolymers, in particular copolymers of acrylic acid with methacrylate .
  • They should be solvent-free and in particular in the form of block polymers. These polymers are soluble in basic solutions, but not in water (cf. DE-OS 31 26 979).
  • Particularly good properties in terms of elasticity, strength and defined resolving power in Alkaline media have polymers of 2.5 to 6 moles of at least one acrylate per mole or methacrylic acid, 0 to 0.5 moles of a termonomer, provided with customary polymerization additives.
  • the acrylate is preferably an ester with an alcohol having 1 to 18 carbon atoms, in particular methyl acrylate and ethyl acrylate.
  • the polymer can be a copolymer or a terpolymer.
  • vinyl ethers with 3 to 18 carbon atoms in particular vinyl isobutyl ether, aromatic vinyl hydrocarbons with 8 to 11 carbon atoms, in particular styrene, acrylate or methacrylate with an alcohol residue with 1 to 18 carbon atoms, in particular n-butyl acrylate, butyl methacrylate and stearyl methacrylate.
  • the molar ratio of acrylate to organic acids in the copolymers and also in the terpolymers should preferably be 3: 1 to 5: 1, in particular 4: 1.
  • the ratio of organic acid to the termonomers is preferably 1: 0.1 to 1: 0.4, in particular 1: 0.2 to 1: 0.3.
  • An initiator used for the polymerization can also be provided, in amounts of 0.5 to 25 mmol per mole of total monomer mixture.
  • the molecular weight of the polymer can be controlled by varying the amount.
  • Particularly preferred terpolymers are obtained from ethyl acrylate, methacrylic acid and vinyl isobutyl ether.
  • the aforementioned polymers are described in DE-OS 34 35 468 in connection with protective, packaging, agricultural and intermediate films.
  • the material web can thus be optimally adapted to the respective operating conditions in the sense that the original permeability of the material web can essentially be restored by treatment with the respective solvent.
  • both of the aforementioned variants can also be combined with one another in the sense that part of the fibers consist entirely of the substance and part of the fibers only partially consist of this substance.
  • the interface with the remaining fiber material should run in the longitudinal direction of the fibers, the soluble substance being intended to lie partly on the surface of the fiber.
  • the cross-sectional area distribution remains the same over the length of the fibers.
  • the cross-sectional proportion of the soluble substance varies over the length of the fibers, in order in extreme cases to achieve a division of the fibers when this material is removed.
  • the interface can run essentially transversely to the circumference of the fibers and have an S-shaped course.
  • the soluble substance forms at least one fiber cladding for a fiber core which is insoluble in the presence of this medium.
  • This design has the advantage that the entire surface of the fiber is dissolved during the dissolving process and the dirt particles deposited on it are thus washed away. Even if the fiber jacket is made relatively thin, this results in a high cleaning and opening effect.
  • the soluble substance forms a fiber jacket for a water-soluble fiber core.
  • a fiber constructed in this way requires only a small amount of the solvent to dissolve it, since only the fiber cladding has to be dissolved with this medium, while the further dissolution of the fibers can be done by water.
  • Polyvinyl alcohols are particularly suitable.
  • the soluble fibers can, however, also be constructed in such a way that the soluble substance is present as a fiber core and is surrounded by a fiber cladding which is soluble in an essentially neutral medium after a considerable delay and contains a solubilizer for the dissolution of the fiber core.
  • the solubilizer should predominantly exist at the interface to the fiber core.
  • a detergent is incorporated into the threads, which consist partially or entirely of the soluble substance. This can be done so that the substance encloses the detergent and / or that it is contained therein. In the latter case, this can be done by physically mixing the detergent with the substance, ie mechanically integrating the detergent, for example in the form of a powder, into a polymer matrix made of the detachable substance. The fibers can then be made from this mixture by extrusion.
  • the detergent can also be chemically bound to the substance formed as a polymeric carrier.
  • Polyacrylic acid esters for example, can be used as polymeric carriers for the detergent, via the ester bonds of which surfactant molecules are chemically linked.
  • polyacrylic acid esters are used as a film-like coating on z. B. applied polyamide fibers.
  • the surfactant is split off from the polymeric carrier and becomes effective as a detergent.
  • the remaining polyacrylic acid on the fiber surface depending on the degree of crosslinking, more or less quickly dissolves in water and, together with the dirt, peels off the fiber.
  • the dissolved polyacrylic acid has a good primary washing power and a high binding capacity for calcium ions.
  • polymers with free OH groups e.g. B. to use methylol groups.
  • This can be done e.g. B. obtained by reaction of phenol or resorcinol with formaldehyde.
  • Stearic acid can be bound to these free OH groups like an ester: The cleavage also occurs here in the alkaline medium.
  • Polyamides whose free amino end groups form a Schiff base with benzaldehyde can also be used as carriers.
  • a -CH2OH group in the 0 position can be used to add stearic acid form.
  • surfactants with a substituted phenyl radical can also be used. If the substituent is an OH group, this can be used for binding to a polyacid.
  • R branched C9 - C12 alkyl
  • the fibers or a part thereof are constructed in multiple layers from different substances, the substances being soluble in media with different pH values.
  • the fiber then consists of a substance that is only soluble in acidic media and a substance that is only soluble in basic media.
  • the fibers or the cladding layer only partially contain the soluble substance, this can be done, for example, by physically mixing the soluble substance in the fibers or the cladding layer with a material that is resistant to the medium that dissolves the substance.
  • the fiber (1) shown in Figure (1) consists of two components, namely a polyamide (2) and an in a basic or acidic, nucleophilic or electrophilic, reductive or oxidative medium soluble substance (3).
  • the boundary surface extending in the longitudinal direction of the fiber (1) is S-shaped.
  • the substance (3) can be removed by using an appropriate solvent. This results in a corresponding loss of cross-section and mass, with the result that a paper machine felt, which at least partially consists of such fibers (1), becomes more open again. Dirt particles that have settled on the fabric (3) are also washed away.
  • the fiber (4) shown in FIG. (2) has a polyamide core (5) which is surrounded by a soluble substance (6) in the form of a jacket.
  • a detergent (7) is enclosed in a ring between the two. If a suitable solvent is used, the substance (6) is dissolved and then releases the detergent (7) after the dissolution. This results in a very uniform distribution of the detergent (7) which is adapted to the respective requirements, with the result that intensive cleaning also takes place inside the felt. Overconcentrations, which in the worst case can lead to an attack of the carrier material, are avoided, as are underconcentrations that only incompletely remove dirt particles. Otherwise, this fiber (4) has the advantage that all dirt particles that have settled on the coat are washed away when the substance (6) dissolves.
  • the fiber (8) shown in FIG. (3) also has a polyamide core (9) which is suitable for basic or acidic media is insoluble. It is surrounded by a total of three cladding layers (11, 12, 13) with an outwardly decreasing thickness.
  • Each of these cladding layers (10, 11, 12) consists of a different material, but what all the materials have in common is that they are soluble in a basic or acidic medium, but are stable in an essentially neutral medium. However, the solubility of the materials is limited to certain pH ranges, and these ranges do not overlap.
  • the cladding layers (10, 11, 12) can thus be deliberately dissolved one after the other at intervals, so that the original permeability of the paper machine felt can be restored three times in accordance with the number of cladding layers (10, 11, 12). It is advantageous that the dirt particles sitting on the respective cladding layer (10, 11, 12) are also released and can be washed away.

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Abstract

Eine Materialbahn, insbesondere Papiermaschinenfilz, Trockensieb, Filtermedium oder dergleichen hat ein Trägermaterial und daran befestigte Fasern, wobei alle Fasern in einem im wesentlichen neutralen, wässrigen Medium beständig sind. Deren Durchlässigkeit verschlechtert sich im Betrieb durch Ablagerungen und/oder mechanische Beanspruchung. Damit die ursprüngliche Durchlässigkeit mit einfachen Mitteln wiederhergestellt werden kann, besteht mindestens ein Teil der Fasern (1, 4, 8) wenigstens Teilweise aus einem Stoff (3, 6, 10, 11, 12), der in einem solchen basischen oder sauren, nukleo- oder elektrophilen, reduktiven oder oxidativen Medium löslich ist, gegenüber dem das Trägermaterial beständig ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Materialbahn, insbesondere Papiermaschinenfilz, Trockensieb, Filtermedium oder dergleichen, mit einem Trägermaterial und daran befestigten Fasern, wobei alle Fasern in einem im wesentlichen neutralen, wässrigen Medium beständig sind.
  • Solche Materialbahnen werden im industriellen Bereich vielfältig eingesetzt. Bekannt sind sie insbesondere als Papiermaschinenfilze, Trockensiebe und als Filtermedien. Erstere bestehen gewöhnlich aus einem Trägermaterial und daran befestigten Fasern. Als Trägermaterial kommen Trägergewebe in ein- und mehrlagiger Ausführung, aber auch Gewirke oder Drahtgliederbänder in Frage. Die Fasern werden mit diesem Trägermaterial meist dadurch verbunden, daß ein entsprechendes Faservlies auf das Trägermaterial aufgebracht und mit diesem dann vernadelt wird. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, aus den Fasern Fäden zu bilden und diese mit dem Trägermaterial zu verbinden, z.B. einzuweben und gegebenenfalls zusätzlich zu vernadeln. Sowohl für die Fasern als auch für die das Trägermaterial bildenden Fäden wird heute fast ausnahmslos Kunststoffmaterial verwendet, das nicht nur beständig gegenüber dem Papierstoff und der darin enthaltenen, neutral bis schwach sauren Flüssigkeit ist, sondern auch gegenüber üblichen sauren oder basischen Lösungen. Als Kunststoffmaterial haben sich insbesondere Polyamid, Polyester und Polyacrylnitril durchgesetzt. Es finden jedoch auch zunehmend Polypropylen- und PTFE-Fasern Verwendung.
  • Auch Filtermedien werden heute häufig ähnlich denen von Papiermaschinenfilzen aufgebaut, d. h. sie bestehen aus einem Trägergewebe oder -gewirke mit einem darauf aufgenadelten Faservlies. Es gibt jedoch auch Filtermedien, die kein besonderes Trägergewebe oder dergleichen aufweisen, bei denen also die verfilzten Fasern selbst gleichzeitig auch das Trägermaterial bilden.
  • Papiermaschinenbespannungen und Filtermedien setzen sich mit der Zeit durch Ablagerung von Schmutzteilchen zu. Die für ihre Funktion entscheidende Durchlässigkeit nimmt somit über die Zeit hin ständig ab, d.h. die Funktionsfähigkeit des Papiermaschinenfilzes bzw. des Filtermediums verschlechtert sich. Sie werden deshalb in regelmäßigen Abständen mit einer Waschflüssigkeit behandelt. Da solche Papiermaschinenbespannungen und auch Filtermedien häufig vor der Behandlung einen hohen Flüssigkeitsgehalt haben, muß die Waschflotte eine hohe Konzentration haben, um den Verdünnungseffekt beim Eintreten in den Filz zu kompensieren. Überkonzentrationen, die das Abwasser belasten, sind oft die Folge.
  • Hinzu kommt, daß die Schmutzpartikeln teilweise sehr tief in die Filze eindringen und deshalb selbst bei intensiver Reinigung nur unvollständig entfernt werden. Es ist deshalb nicht möglich, durch einen reinen Waschvorgang die ursprüngliche Durchlässigkeit wieder zu erreichen.
  • Papiermaschinenfilze, die in der Pressenpartie einer Papiermaschine eingesetzt werden, unterliegen zudem während des Betriebes hohen Druckbeanspruchungen und werden dabei stark komprimiert. Nach einiger Zeit tritt eine bleibende Komprimierung auf mit der Folge, daß sich auch durch diesen Effekt die Durchlässigkeit verringert, die Wasserabführung also behindert wird.
  • Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, Materialbahnen, deren Durchlässigkeit sich im Betrieb durch Ablagerungen und/oder mechanische Beanspruchung verschlechtert, so auszubilden, daß mit einfachen Mitteln die ursprüngliche Durchlässigkeit wiederhergestellt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Teil der Fasern wenigstens teilweise aus einem Stoff besteht, der in einem solchen basischen oder sauren, nukleo- oder elektrophilen, reduktiven oder oxidativen Medium löslich ist, gegenüber dem das Trägermaterial beständig ist.
  • Allgemein sollen also bei der Materialbahn Fasern verwendet werden, die unter den normalen Betriebsbedingungen beständig sind, sich jedoch durch Anwendung einer besonderen Lösung zumindest teilweise herauslösen lassen. Durch Aufbringen einer solchen Lösung wird also das offene Volumen innerhalb des Filzproduktes vergrößert, und zwar nicht nur durch das zumindest teilweise Herauslösen der Fasern, sondern auch durch das Wegspülen der auf diesen Fasern sitzenden Schmutzteilchen. Der Anteil dieser besonderen Fasern läßt sich so einstellen, daß die ursprüngliche Durchlässigkeit wieder vollständig erreicht wird. Da die Auflösung erfindungsgemäß auf den Teil der Materialbahn beschränkt ist, der nicht tragend ist, wird die Festigkeit der Materialbahn - im wesentlichen bestimmt durch das Trägermaterial - nicht beeinträchtigt.
  • Die erfindungsgemäßen Fasern müssen nicht oder nicht ausschließlich in Vliesform vorliegen. Von der Erfindung erfaßt werden auch aus solchen Fasern bestehende Füllfäden oder auch anderes Füllmaterial, wie beispielsweise Füllkörperchen oder Füllschaumstoffe. Auch sie können ganz oder teilweise aus einem Material hergestellt werden, das unter normalen Betriebsbedingungen beständig, jedoch in einem der vorgenannten Medien löslich ist.
  • Im Stand der Technik sind zwar Verfahren zur Herstellung von Papiermaschinenfilzen bekannt, bei dem in das Trägergewebe zunächst wasserlösliche Gewebefäden oder -garne eingewebt werden, die dann in einer anschließenden Verfahrensstufe durch eine Heißwasserbehandlung wieder entfernt werden (vgl. EP-OS 0 123 431, DE-OS 24 37 303, DE-GM 70 31 398). Des weiteren wird in der DE-OS 34 19 708 vorgeschlagen, bei der Herstellung eines Papiermaschinenfilzes teilweise besondere Fasern oder Partikel vorzusehen, die durch eine Wasserbehandlung oder durch eine Behandlung mit basischen oder sauren Medien nach einer vorherigen Komprimierung des Filzes herausgelöst werden. Bei all diesen Verfahren wird jedoch versucht, zunächst ein dichteres, in dieser Form nicht einsetzbares Produkt zu erhalten, das erst durch die nachfolgende Herauslösung der Gewebefäden bzw. Fasern die gewollte Offenheit erhält. Erst in dieser Form geht dann der Papiermaschinenfilz an den Kunden.
  • Kunststoffmaterialien, die in basischen oder sauren Medien löslich, ansonsten jedoch beständig sind, sind vielfältig bekannt. So ist beispielsweise ein Copolymer aus Vinylacetat und einem geringen Anteil Crotonsäure, also ein Polyvinylacetat mit freien Carboxylgruppen, in alkalischen wässrigen Lösungen löslich. Wenn es als niedrigvikoses Blockpolymerisat vorliegt, kann es extrudiert werden. Durch Beimischen von Vinylacetat-­Homopolymeren oder anderen Kunstharzen läßt es sich stabilisieren. Letztere können zu gleichen Teilen mit ersterem vorliegen, wobei als Weichmacher noch ein geringer Prozentsatz Dibutylphthalat zugemischt werden kann (vgl. DE-PS 27 03 005). Weiterhin sind Ester aus Phthalsäure und Pentaerythrit in Form eines äthanol- und alkalilöslichen Hartharzes geeignet. Es können auch Mischpolymere von ungesättigten organischen Säuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure und insbesondere Maleidensäureanhydrid verwendet werden. Dabei kommen wegen ihrer Flexibilität vor allem Copolymere von Maleinsäureanhydrid und Äthylvinyläther, vorzugsweise im Verhältnis 1:1 in Frage, ferner Copolymere aus Maleinsäureanhydrid, Methacrylat sowie Terpolymere aus Maleinsäureanhydrid, Methacrylat und Butylacrylat, schließlich Methacrylsäure- bzw. Acrylsäurecopolymere, insbesondere Copolymere von Acrylsäure mit Methacrylat. Sie sollten lösungsmittelfrei sein und insbesondere in Form von Blockpolymerisaten vorliegen. Diese Polymere sind in basischen Lösungen löslich, nicht jedoch in Wasser (vgl. DE-OS 31 26 979).
  • Besonders gute Eigenschaften in Bezug auf Elastizität, Festigkeit und definiertes Auflösungsvermögen in alkalischen Medien besitzen Polymerisate aus 2,5 bis 6 Mol von mindestens einem Acrylat pro Mol oder Methacrylsäure, 0 bis 0,5 Mol eines Termonomeren, versehen mit üblichen Polymerisationszusätzen. Das Acrylat ist vorzugsweise ein Ester mit einem Alkohol mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methyacrylat und Äthylacrylat. Das Polymer kann ein Copolymer oder ein Terpolymer sein. Hierzu eignen sich insbesondere Vinyläther mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere Vinylisobutyläther, aromatische Vinylkohlenwasserstoffe mit 8 bis 11 Kohlenstoffatomen, insbesondere Styrol, Acrylat bzw. Methacrylat mit einem Alkoholrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere n-Buthylacrylat, Butylmethacrylat und Stearylmethacrylat. Das Molverhältnis von Acrylat zu organischen Säuren sollte bei den Copolymeren als auch bei den Terpolymeren vorzusweise bei 3:1 bis 5:1, insbesondere 4:1 liegen. Bei den Terpolymeren liegt das Verhältnis von organischer Säure zu den Termonomeren vorzugsweise bei 1:0,1 bis 1:0,4, insbesondere 1:0,2 bis 1:0,3.
  • Es kann darüber hinaus ein für die Polymerisation verwendeter Initiator vorgesehen sein, und zwar in Mengen von 0,5 bis 25 mMol pro Mol Monomer-Gesamtgemisch. Durch Variationen der Menge kann das Molekulargewicht des Polymers gesteuert werden.
  • Besonders bevorzugte Terpolymere erhält man aus Äthylacrylat, Methacrylsäure und Vinylisobutyläther. Die vorgenannten Polymere sind in der DE-OS 34 35 468 im Zusammenhang mit Schutz-, Verpackungs-, Landwirtschafts- ­und Intermediärfolien beschrieben.
  • Das Einbringen der in einem basischen oder sauren, nukleo- oder elektrophilen, reduktiven oder oxidativen Medium löslichen Fasern kann auf verschiedene Weise erfolgen. Eine Möglichkeit besteht darin, sämtliche Fasern zum Teil aus dem besagten löslichen Stoff herzustellen. Dies hat den Vorteil, daß die Öffnung der Materialbahn durch die Behandlung mit dem Medium sehr gleichmäßig erfolgt, die Durchlässigkeit also über die Fläche nach der Behandlung relativ konstant ist. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, nur einen Teil der Fasern aus dem Stoff bestehen zu lassen. In diesem Fall sollte garantiert sein, daß die Fasern gleichmäßig über die Fläche des Filzproduktes verteilt sind. Andererseits eröffnet diese Variante die Möglichkeit, Flächenbereiche, die einer hohen Beanspruchung oder starker Verschmutzung unterliegen, vermehrt mit solchen löslichen Fasern auszustatten, während der Anteil in anderen Flächenbereichen niedriger ist. Dies läßt sich auch mit der erstgenannten Variante dadurch erreichen, daß in den stark beanspruchten bzw. verschmutzten Bereichen Fasern eingelagert werden, bei denen der Anteil des Stoffes größer ist als in anderen Flächenbereichen. Durch Wahl des Anteils wie auch durch die Verteilung der erfindungsgemäß löslichen Fasern läßt sich somit die Materialbahn optimal an die jeweiligen Betriebsbedingungen in dem Sinne anpassen, daß durch eine Behandlung mit dem jeweiligen Lösungsmittel die ursprüngliche Durchlässigkeit der Materialbahn im wesentlichen wiederhergestellt werden kann.
  • Selbstverständlich können beide vorgenannen Varianten auch miteinander in dem Sinne kombiniert werden, daß ein Teil der Fasern vollständig aus dem Stoff und ein Teil der Fasern nur teilweise aus diesem Stoff bestehen.
  • Soweit Fasern verwendet werden, die nur teilweise aus dem löslichen Stoff bestehen, sollte die Grenzfläche zu dem übrigen Fasermaterial in Längsrichtung der Fasern verlaufen, wobei der lösliche Stoff teilweise an der Oberfläche der Faser liegen soll. Normalerweise wird man bei der Herstellung solcher Fasern bemüht sein, daß die Querschnittsflächenverteilung über die Länge der Fasern gleich bleibt. Es ist jedoch denkbar, daß der Querschnittsanteil des löslichen Stoffes über die Länge der Fasern variiert, um im Extremfall beispielsweise eine Aufteilung der Fasern beim Herauslösen dieses Materials zu erreichen.
  • Die Grenzfläche kann im Querschnitt im wesentlichen quer zum Umfang der Fasern verlaufen und dabei einen S-förmigen Verlauf haben. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Fasern so aufzubauen, daß der lösliche Stoff zumindest einen Fasermantel für einen in Gegenwart dieses Mediums unlöslichen Faserkern bildet. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß beim Lösungsprozeß die gesamte Oberfläche der Faser aufgelöst und damit die auf ihr abgelagerten Schmutzteilchen weggeschwemmt werden. Selbst wenn der Fasermantel relativ dünn ausgebildet wird, entsteht hierdurch ein hoher Reinigungs- und Öffnungseffekt.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der lösliche Stoff einen Fasermantel für einen wasserlöslichen Faserkern bildet. Eine solchermaßen aufgebaute Faser benötigt zu ihrer Auflösung nur eine geringe Menge des Lösungsmittels, da mit diesem Medium ledglich der Fasermantel aufgelöst werden muß, während die weitere Auflösung der Fasern durch Wasser geschehen kann. Als Material für den wasserlöslichen Faserkern bieten sich vor allem Polyvinylalkohole an.
  • Die löslichen Fasern können aber auch so aufgebaut sein, daß der lösliche Stoff als Faserkern vorliegt und von einem Fasermantel umgeben ist, der in einem im wesentlichen neutralen Medium stark verzögert löslich ist und einen Lösungsvermittler für die Auflösung des Faserkerns enthält. Dabei sollte der Lösungsvermittler vorwiegend an der Grenzschicht zum Faserkern vorliegen.
  • In besonders bevorzugter Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß in die teilweise oder ganz aus dem löslichen Stoff bestehenden Fäden ein Waschmittel inkorporiert wird. Dieses kann so geschehen, daß der Stoff das Waschmittel umschließt und/oder daß es darin enthalten ist. Im letzteren Fall kann dies dadurch geschehen, daß das Waschmittel physikalisch mit dem Stoff vermischt wird, das Waschmittel also beispielsweise in Form eines Pulvers mechanisch in eine Polymermatrix aus dem lösbaren Stoff eingebunden wird. Die Fasern können dann aus diesem Gemisch durch Extrusion hergestellt werden.
  • Alternativ dazu kann das Waschmittel aber auch chemisch an den als polymeren Träger ausgebildeten Stoff gebunden werden. Als polymere Träger für das Waschmittel können beispielsweise Polyacrylsäureester dienen, über deren Esterbindungen Tensidmolekühle chemisch verknüpft werden.
    Figure imgb0001
  • Diese Polyacrylsäureester werden als folienartiger Überzug auf z. B. Polyamidfasern aufgebracht. Bei Anwendung eines alkalischen Mediums spaltet sich das Tensid vom polymeren Träger ab und wird als Waschmittel wirksam. Zugleich löst sich die zurückbleibende Polacrylsäure auf der Faseroberfläche je nach partiellem Vernetzungsgrad mehr oder weniger schnell in Wasser auf und schält sich mitsamt dem aufsitzenden Schmutz von der Faser ab. Die gelöste Polyacrylsäure hat ein gutes primäres Waschvermögen und ein hohes Bindevermögen für Calciumionen.
  • Eine andere Möglichkeit besteht darin, Polymere mit freien OH-Gruppen, z. B. Methylolgruppen zu verwenden. Diese kann man, z. B. durch Reaktion von Phenol oder Resorcin mit Formaldehyd erhalten. An diese freien OH-Gruppen kann Stearinsäure esterartig gebunden werden:
    Figure imgb0002
     Die Spaltung tritt hier ebenfalls im alkalischen Medium ein.
  • Als Träger können auch Polyamide benutzt werden, deren freie Aminoendgruppen mit Benzaldehyd eine Schiffsche-Base bilden. Eine in 0-Stellung befindliche -CH₂OH-Gruppe kann ausgenutzt werden, um Stearinsäure zu bilden.
    Figure imgb0003
  • Schließlich können auch Tenside mit einem substituierten Phenylrest verwendet werden. Ist der Substituent eine OH-Gruppe, so kann diese für die Bindung an eine Polysäure genutzt werden.
    Figure imgb0004
     R = verzweigtes C₉ - C₁₂-Alkyl
  • Nach der Erfindung ist desweiteren vorgesehen, daß die Fasern oder ein Teil davon mehrschichtig aus unterschiedlichen Stoffen aufgebaut sind, wobei die Stoffe in Medien mit unterschiedlichen pH-Werten löslich sind. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die solchermaßen aufgebauten Fasern in mehreren Stufen durch entsprechende Applikation von Lösungen aufzulösen und damit wiederholt die ursprüngliche Durchläsigkeit des Filzproduktes herzustellen. Im einfachsten Fall besteht die Faser dann aus einem nur in sauren Medien löslichen und einem nur in basischen Medien löslichen Stoff. Es ist jedoch auch möglich, innerhalb dieser Bereiche Stufungen vorzusehen.
  • Als Alternative dazu ist es natürlich auch möglich, mehrere Gruppe von Fasern vorzusehen, die teilweise oder ganz in basischen oder sauren Medien mit voneinander abweichenden pH-Werte löslich sind. Bei gleichmäßiger Verteilung dieser Fasern kann hierduch ein entsprechender Effekt erzielt werden. Natürlich lassen sich die beiden vorgenannten Fasertypen auch miteinander kombinieren.
  • Soweit die Fasern bzw. die Mantelschicht den löslichen Stoff nur teilweise enthalten, kann dies beispielsweise dadurch geschehen, daß der lösliche Stoff in den Fasern bzw. deren Mantelschicht mit einem Material physikalisch gemischt ist, das gegenüber dem Medium beständig ist, das den Stoff löst.
  • Es ist aber auch möglich, den Stoff chemisch an ein Material durch Bildung von Kettenmolekülen zu binden, wobei dieses Material gegenüber dem Medium beständig ist, das den löslichen Stoff löst.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht. Es zeigen:
    • Figur (1) einen Querschnitt durch eine Faser für einen Papiermaschinenfilz;
    • Figur (2) einen Querschnitt durch eine anders aufgebaute Faser für einen Papiermaschinenfilz;
    • Figur (3) einen Querschnitt durch eine weitere Faser für einen Papiermaschinenfilz.
  • Die in Figur (1) dargestellte Faser (1) besteht aus zwei Komponenten, nämlich aus einem Polyamid (2) und einem in einem basischen oder sauren, nukleo- oder elektrophilen, reduktiven oder oxidativen Medium löslichen Stoff (3). Die sich in Längsrichtung der Faser (1) erstreckende Grenzfläche ist S-förmig ausgebildet. Durch Anwendung eines entsprechenden Lösungsmittels kann der Stoff (3) entfernt werden. Hierdurch entsteht ein entsprechender Querschnitts- und Masseverlust mit der Folge, daß ein Papiermaschinenfilz, der zumindest teilweise aus solchen Fasern (1) besteht, wieder offener wird. Dabei werden auch Schmutzpartikel, die sich auf dem Stoff (3) abgesetzt haben, mit weggeschwemmt.
  • Die in Figur (2) dargestelte Faser (4) weist einen Polyamidkern (5) auf, der von einem löslichen Stoff (6) mantelförmig umgeben ist.
  • Zwischen beiden ist ein Waschmittel (7) ringförmig eingeschlossen. Bei Anwendung eines passenden Lösungsmittels wird der Stoff (6) aufgelöst und setzt dann nach der Auflösung das Waschmittel (7) frei. Hierdurch wird eine sehr gleichmäßige und den jeweiligen Erfordernissen angepaßte Verteilung des Waschmittels (7) erreicht, was zur Folge hat, daß auch im Inneren des Filzes eine intensive Reinigung vonstatten geht. Überkonzentrationen, die im schlimmsten Fall zu einem Angriff des Trägermaterials führen können, werden ebenso vermieden wie Unterkonzentrationen, die Schmutzteilchen nur unvollständig entfernen. Im übrigen hat diese Faser (4) den Voteil, daß alle Schmutzteilchen, die sich auf dem Mantel abgesetzt haben, bei der Auflösung des Stoffes (6) weggeschwemmt werden.
  • Auch die in Figur (3) dargestellte Faser (8) weist einen Polyamidkern (9) auf, der für basische oder saure Medien unlöslich ist. Er wird von insgesamt drei Mantelschichten (11, 12, 13) mit nach außen abnehmender Dicke umgeben. Jede dieser Mantelschichten (10, 11, 12) besteht aus einem unterschiedlichen Material, wobei allen Materialien jedoch gemeinsam ist, daß sie in einem basischen oder sauren Medium löslich, jedoch in einem im wesentlichen neutralen Medium beständig sind. Die Löslichkeit der Materialien ist jedoch auf bestimmte pH-Wert-Bereiche beschränkt, wobei diese Bereiche sich nicht überschneiden. Durch Anwendung entsprechender Lösungsmittel können somit die Mantelschichten (10, 11, 12) gezielt nacheinander in zeitlichen Abständen aufgelöst werden, so daß jeweils die ursprüngliche Durchlässigkeit des Papiermaschinenfilzes entsprechend der Anzahl der Mantelschichten (10, 11, 12) drei Mal wiederhergestellt werden kann. Dabei ist es von Vorteil, daß dabei auch die auf der jeweiligen Mantelschicht (10, 11, 12) sitzenden Schmutzteilchen freikommen und weggeschwemmt werden können.

Claims (19)

1. Materialbahn, insbesondere Papiermaschinenfilz, Trockensieb, Filtermedium oder dergleichen, mit einem Trägermaterial und daran befestigten Fasern, wobei alle Fasern in einem im wesentlichen neutralen, wässrigen Medium beständig sind,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Fasern (1, 4, 8) wenigstens teilweise aus einem Stoff (3, 6, 10, 11, 12) besteht, der in einem solchen basischen oder sauren, nukleo- oder elektrophilen, reduktiven oder oxidativen Medium löslich ist, gegenüber dem das Trägermaterial beständig ist.
2. Materialbahn nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Fasern (1, 4, 8) zum Teil aus dem Stoff (3, 6, 10, 11, 12) bestehen.
3. Materialbahn nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der Fasern (1, 4, 8) teilweise oder ganz aus dem Stoff (3, 6, 10, 11, 12) besteht.
4. Materialbahn nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Fasern vollständig aus dem Stoff und ein Teil der Fasern (1, 4, 8) nur teilweise aus dem Stoff (3, 6, 10, 11, 12) besteht.
5. Materialbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff (3, 6, 10, 11, 12) eine in Längsrichtung der Fasern (1, 4, 8) verlaufende Grenzfläche zu dem übrigen Material (2, 7, 9) hat und teilweise an der Oberfläche der Faser (1, 4, 8) liegt.
6. Materialbahn nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche im Querschnitt im wesentlichen quer zum Umfang der Fasern (1) verläuft.
7. Materialbahn nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche einen S-förmigen Verlauf hat.
8. Materialbahn nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff (6, 10, 11, 12) zumindest einen Fasermantel für einen in Gegenwart des Mediums unlöslichen Faserkern (5, 9) bildet.
9. Materialbahn nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff einen Fasermantel für einen wasserlöslichen Faserkern bildet.
10. Materialbahn nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff als Faserkern vorliegt und von einem Fasermantel umgeben ist, der in einem im wesentlichen neutralen Medium stark verzögert löslich ist und einen Lösungsvermittler für die Auflösung des Faserkerns enthält.
11. Materialbahn nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Lösungsvermittler vorwiegend an der Grenzschicht zum Faserkern vorliegt.
12. Materialbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff ein Waschmittel umschließt.
13. Materialbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff ein Waschmittel enthält.
14. Materialbahn nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das Waschmittel physikalisch mit dem Stoff vermischt ist.
15. Materialbahn nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das Waschmittel chemisch an den als polymerer Träger ausgebildeten Stoff gebunden ist.
16. Materialbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (8) oder ein Teil davon mehrschichtig aus unterschiedlichen Stoffen (10, 11, 12) aufgebaut sind, wobei die Stoffe (10, 11, 12) in Medien mit unterschiedlichen ph-Werten oder gegenüber nukleo-, elektrophilen, reduktiven bzw. oxidativen Medien ein unterschiedliches Lösungsverhalten haben.
. Materialbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnt, daß ein Teil der Fasern teilweise oder ganz aus in basischen Medien und ein Teil der Fasern teilweise oder ganz aus in sauren Medien löslichen Stoffen bestehen.
18. Materialbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff in den Fasern bzw. deren Mantelschicht mit dem übrigen Fasermaterial physikalisch vermischt ist, das gegenüber dem Medium beständig ist, das den Stoff löst.
19. Materialbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff in den Fasern bzw. deren Mantelschicht durch Bildung von Kettenmolekülen chemisch gebunden ist.
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