EP0663966B2 - Monofilamente mit verbesserter webbarkeit, sowie deren verwendung - Google Patents

Monofilamente mit verbesserter webbarkeit, sowie deren verwendung Download PDF

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EP0663966B2
EP0663966B2 EP94920865A EP94920865A EP0663966B2 EP 0663966 B2 EP0663966 B2 EP 0663966B2 EP 94920865 A EP94920865 A EP 94920865A EP 94920865 A EP94920865 A EP 94920865A EP 0663966 B2 EP0663966 B2 EP 0663966B2
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monofilaments
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polyester
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Etienne Fleury
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    • 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
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/78—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products
    • D01F6/84—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolycondensation products from copolyesters

Definitions

  • the invention relates to a monofilament with a diameter of 0.01 to ⁇ 0.1 mm, made of a copolyester Polyethylene terephthalate / polydialkylsiloxane, the polyethylene terephthalate content of which is at least 85% by weight, for the production of fabrics and for the use of these fabrics.
  • Fine monofilaments are to be understood here as monofilaments whose diameters range from 0.01 to ⁇ 0.1 mm.
  • the object of the invention is to improve the weavability of fine polyester monofilaments in warp and weft, to produce no peeling, splices and no abrasion during weaving and the running times for Extend weaving by reducing cleaning effort.
  • the monofilament has a maximum tensile strength or elongation at break of ⁇ 30%, a strength of at least 45 cN / tex and at the same time an elastic modulus at 5% Has an elongation of> 500 cN / tex.
  • copolyesters are included in the polyester chain built-in comonomers made of functionalized polysiloxanes, the weavability of the monofilaments with a Significantly improve diameters from 0.01 to ⁇ 0.1 mm. There are no visible peeling on fine Monofilament between 0.01 and ⁇ 0.1 mm in diameter. This means that the previously frequent cleaning cycles can be carried out in the weaving mill extend significantly. There are no blockages in the tissue openings.
  • copolyesters are used which are already in the production be modified with functionalized polydialkylsiloxanes and which preferably contain about 0.5% by weight of silicon in the finished thread.
  • Polysiloxanes of the type used as the starting material for the Use according to the invention are known from EP-A-0 269 023.
  • the well-known chemically modified Polymers are used to manufacture matrix fibers, but are in their present form for precision fabrics unsuitable for filter media, screen printing.
  • JP-A-50090715 describes a mixture (blend) of a polyester with a polysiloxane for the production of Multifilaments known.
  • the monofilament has a residual tensile strength of> 85%. based on the knot-free Monofilament with a maximum tensile strength extension of 15%. With this combination, the knot strength of the monofilament significantly improved.
  • the Si content is 0.05 to 2.0% by weight, in particular 0.05 to 1.5, preferably 0.05 to 1.0 % By weight, based on the weight of the monofilament.
  • test device under web-like conditions was used to determine the abrasion and the peeling used.
  • the abrasion of the polyester monofilament modified according to the invention is on the reed from the test device used although still very poorly visible, it is no longer weighable. It is particularly advantageous that the Manufacturing a fabric on a loom does not necessarily mean cleaning the reeds in the meantime is necessary or that the cleaning cycle is extended. This also makes the quality of the fabric significant improved.
  • polyester / polydialkylsiloxane monofilaments according to the invention is particularly useful for the production of fabrics for filter media, sieves and those suitable for screen printing.
  • 13f1 was chosen as the model titer and the copolyester made of polyethylene terephthalate (PET) and polydimethylsiloxane (PDMS) as the polymer. This corresponds to a diameter of 0.034 mm for all (PET) / (PDMS) monofilaments.
  • the spinning conditions for all examples are: melt temperature 290 ° C winding speed 600 m / min Polymer throughput 23 g / min or 27 g / min
  • the monofilaments were further stretched on a stretching machine to the maximum tensile strength of 28 +/- 2% or 20 +/- 2% single-stage stretched at 200 ° C at 100 m / min.
  • FIG. 2 shows the result of a weaving test in the form of photographic recordings of the weaving leaf used again.
  • the threads with positions 1-4 are according to the invention and show very little abrasion and peeling; the threads according to items 5-10 are comparative tests without PDMS and show considerable abrasion or Peels on the reed of the test machine. It follows that the monofilament according to the invention shows significantly improved weavability and longer working cycles.
  • the determination of the coefficient of friction is based on the rope friction equation.
  • the measurement of the coefficient of friction was carried out using a device from Rothschild Mess Instrumente, Zurich, for 2 minutes.
  • the determination of the coefficient of friction "ceramic / thread", the ceramic pin has a diameter of 20 mm and a Roughness of 0.45.
  • the monofilament made of PET / PDMS is about 10% lower friction coefficient in both In the case of thread / thread as well as in the case of ceramic / thread.
  • the monofilament according to the invention shows a significantly lower fibrillation.
  • the claimed monofilaments made of PET / PDMS are also less stiff than known monofilaments. According to the invention, the peeling of homogeneous polyester monofilaments with a diameter ⁇ 0.1 mm and a residual elongation ⁇ 30% has been successfully eliminated for the first time.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Monofilament mit einem Durchmesser von 0.01 bis < 0,1 mm, aus einem Copolyester aus Polyethylenterephthalat/Polydialkylsiloxan, dessen Polyethylenterephthalat-Anteil wenigstens 85 Gew.-% aufweist, zur Herstellung von Geweben, sowie zur Verwendung dieser Gewebe.
Beim Weben von dichten Geweben aus feinen Monofilamenten aus Polyester treten häufig Abschälungen und Abspleissungen von der Oberfläche des Monofilaments auf. Die Abschälrückstände lagern sich auf den Webblättern ab. Hierdurch wird ein Verweben oft unmöglich oder der Reinigungszyklus der Webmaschine wird zu kurz. Wegen Abschälungen tritt auch eine Verschlechterung der Gewebequalität, insbesondere durch Verstopfung der Gewebeöffnungen auf. Das Phänomen ist in der schlechten Scheuerbeständigkeit von Polyesterfäden gegenüber beispielsweise Polyamidfäden begründet.
Unter feinen Monofilamenten sind hier solche Monofile zu verstehen, deren Durchmesser im Bereich von 0,01 bis < 0,1 mm liegen.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Webbarkeit von feinen Monofilamenten aus Polyester zu verbessern. Den Nachteil der unzureichenden Webbarkeit hat man zum Beispiel durch Herstellen eines Kern/Mantel-Fadens mit einem Mantel aus Polyamid zu umgehen versucht. Diese Lösung verlangt jedoch einen erhöhten Aufwand bei der Monofilherstellung und ist somit nicht wirtschaftlich.
Es sind aber auch Monofilamente mit feinem Durchmesser bekannt, sogenannte Bikomponentfäden, deren Kern aus einem anderen Copolyester besteht als der Mantel (EP-A-0 399 053). Hier ist es gelungen, durch chemische Modifikation des Mantels relativ feine Polyestermonofilamente herzustellen, welche nahezu abriebfrei webbar sind. Aber auch hier gilt, wie oben beschrieben, der höhere Arbeitsaufwand bei der Herstellung von Kern/Mantel-Fäden als nachteilig.
Es ist auch bekannt (EP-A-0 269 023), Silikon modifizierte Polyester in Form einer Matrixfaser herzustellen. Die Silikon-Matrix dient dabei als Schutz vor der mechanischen Beanspruchung des Fadens beim Weben und anderen textilen Verfahren. Beschichtungen in allen Formen haben bei feinen Monofilamenten den Nachteil, dass ein Verweben wegen der Abschälungen und verstärkten Fibrillierung unmöglich wird. Bei der Beschichtung von Monofilen handelt es sich aussedem um ein aufwendiges Verfahren.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Webbarkeit von feinen Polyester Monofilamenten in Kette und Schuss zu verbessern, beim Weben keine Abschälungen, Abspleissungen und keinen Abrieb zu erzeugen und die Laufzeiten beim Weben durch verminderten Reinigungsaufwand zu verlängern.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst, wobei das Monofilament eine Höchstzugkraftdehnung oder Bruchdehnung von < 30 %, eine Festigkeit von wenigstens 45 cN/tex und gleichzeitig einen E-Modul bei 5% Dehnung von > 500 cN/tex aufweist. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass Copolyester mit in die Polyesterkette eingebauten Comonomeren aus funktionalisierten Polysiloxanen die Webbarkeit der Monofilamente mit einem Durchmesser von 0.01 bis < 0.1 mm erheblich verbessern. Es treten keine sichtbaren Abschälungen bei feinen Monofilen zwischen 0.01 und < 0.1 mm Durchmesser auf. Somit lassen sich in der Weberei die bisher häufigen Reinigungszyklen deutlich verlängern. Es treten keine Verstopfungen der Gewebeöffnungen auf.
Erfindungsgemäß werden Copolyester eingesetzt, welche bereits bei der Herstellung mit funktionalisierten Polydialkylsiloxanen modifiziert werden und die im fertigen Faden vorzugsweise etwa 0.5 Gew.-% Silizium enthalten. Polysiloxane der Art, die als Ausgangsmaterial für den erfindungsgemässen Einsatz vorgesehen sind, sind aus der EP-A-0 269 023 bekannt. Die bekannten chemisch modifizierten Polymere dienen zur Herstellung Matrixfasern, sind jedoch in der vorliegenden Form für Präzisionsgewebe für Filtermittel, Siebdruck ungeeignet.
Aus der JP-A-50090715 ist eine Mischung (Blend) aus einem Polyester mit einem Polysiloxan zur Herstellung von Multifilamenten bekannt.
Es ist besonders zweckmässig, wenn der Reibungskoeffizient "Faden/Faden" µ < 0,30 und der Reibungskoeffizient "Keramik/Faden" µ < 0,50 beträgt. Das hat den Vorteil einer verbesserten Webbarkeit des Monofilaments auf den handelsüblichen Webmaschinen.
Es ist auch zweckmässig, wenn das Monofilament eine Restreisskraft von > 85 %. bezogen auf das knotenfreie Monofil bei einer Höchstzugkraftdehnung von 15%, aufweist. Bei dieser Kombination wir die Knotenfestigkeit des Monofils erheblich verbessert.
Es ist zweckmässig, wenn der Si-Gehalt 0,05 bis 2,0 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 1,5, bevorzugt 0,05 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Monofilaments beträgt.
Zur Bestimmung des Abriebs und der Abschälungen wurde eine Testvorrichtung unter webähnlichen Bedingungen eingesetzt.
Der Abrieb des erfindungsgemäss modifizierten Polyestermonofils ist auf dem Webblatt von der eingesetzten Testvorrichtung zwar noch sehr schwach sichtbar, ist jedoch nicht mehr wägbar. Es ist besonders vorteilhaft, dass bei der Herstellung eines Gewebes auf einer Webmaschine eine zwischenzeitliche Reinigung der Webblätter nicht unbedingt erforderlich ist, bzw. dass der Reinigungszyklus verlängert ist. Dadurch wird auch die Qualität der Gewebe erheblich verbessert.
Die Verwendung der erfindungsgemässen Polyester/Polydialkylsiloxan-Monofilamente ist besonders zur Herstellung von Geweben für Filtermittel, Siebe und solche für den Siebdruck geeignet.
Die Erfindung soll anhand eines Beispiels näher beschrieben werden.
Als Modelltiter wurde 13f1 gewählt und als Polymer der Copolyester aus Polyethylenterephthalat (PET) und Polydimethylsiloxan (PDMS). Dies entspricht bei allen (PET)/(PDMS)-Monofilamenten einem Durchmesser von 0,034 mm. Die Spinnbedingungen sind bei allen Beispielen:
Schmelzetemperatur 290°C
Wickelgeschwindigkeit 600 m/min
Polymerdurchsatz 23 g/min bzw. 27 g/min
Die Monofilamente wurden weiter auf einer Streckanlage auf die Höchstzugkraftdehnung von 28 +/-2 % bzw. 20 +/-2 % einstufig bei 200°C mit 100 m/min verstreckt.
Die wichtigsten Fadeneigenschaften sind in Tabelle I zusammengefasst:
Polymer Dehnung [%] Festigkeit [cN/tex] Modul bei 5 % Dehnung[cN/tex]
PET 27 55 695
PET 19 62 860
PET/PDMS 29 56 685
PET/PDMS 19 59 840
Die Erfindung soll anhand einer Zeichnung näher beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1
das K/D-Diagramm Polyester gegen Polyester/PDMS
Fig. 2
eine photographische Aufnahme von einem Webblatt der Testvorrichtung (nach dem Test)
Es werden, wie aus dem K/D-Diagramm der Fig. 1 ersichtlich, mit Polyester/Polydimethylsiloxan 2,2' etwa die gleichen mechanischen Eigenschaften bei einer bestimmten Restdehnung, verglichen mit reinem Polyethylenterephthalat 1,1' erhalten. Alle verstreckten Fäden wiesen Kochschrumpfwerte von 5-6% auf.
Figur 2 gibt das Ergebnis eines Webtests in Form von photographischen Aufnahmen des eingesetzten Webblatts wieder. Die Fäden mit den Positionen 1-4 sind erfindungsgemäss und zeigen sehr wenig Abrieb und Abschälungen; die Fäden gemäss den Positionen 5-10 sind Vergleichsversuche ohne PDMS und zeigen erheblichen Abrieb bzw Abschälungen auf dem Webblatt der Testmaschine. Es geht daraus hervor, dass das erfindungsgemässe Monofilament eine wesentlich verbesserte Webbarkeit und längere Arbeitszyklen zeigt.
Die Bestimmung des Reibungskoeffizienten beruht auf der Seilreibungsgleichung. Die Messung des Reibungskoeffizienten erfolgte mit einem Gerät der Firma Rothschild Messinstrumente, Zürich, während 2 Minuten. Die Bestimmung des Reibungskoeffizienten "Keramik/Faden" weist der Keramikstift einen Durchmesser von 20 mm und eine Rauhigkeit von 0,45 auf.
Folgende Tabelle II zeigt die Reibungskoeffizienten "Faden/Faden" sowie "Keramik/Faden" Polyester im Vergleich zu Polyester/PDMS.
Polymer µF/F µK/F
PET 0.33 0.53
PET/PDMS 0.29 0.48
Überraschend ist, dass das Monofilament aus PET/PDMS um etwa 10% tiefere Reibungskoeffizienten sowohl im Fall Faden/Faden als auch im Fall Keramik/Faden aufweist.
Folgende Tabelle III zeigt die Knoten-"Restreisskraft" Polyester im Vergleich zu Polyester/PDMS ausgedrückt in Prozenten.
Polymer Dt= 28 % Dt= 18 %
PET 90 81
PET/PDMS 91 89
Dt = Dehnung
Obwohl bei der Variante mit Dt=28% kein wesentlicher Unterschied festzustellen war, zeigt die Variante PET/PDMS mit Dt=18% überraschend einen geringeren Reisskraftverlust.
Zur weiteren Bestimmung der Webbarkeit wurde folgende selbst entwickelte Methode (Fibrillationstest) angewendet:
Prinzip der Testmethode
Zur Bestimmung der Fibrillation von Monofilamenten für Siebgewebe wird ein Bündel von gleichen Monofilamenten mit einer Frequenz von 2000 bis 3200 U/min während 10 Minuten gegen einen genormten Festkörper geschlagen. In der Tabelle IV sind die Resultate des Fibrillationstests zusammengefasst, wobei die Benotung folgende Bedeutung hat:
Benotung der Fibrillation
0.0 - 0.5 gar keine bzw. sehr schwache Fibrillation
0.5 - 1.5 schwache Fibrillation
1.5 - 3.5 mittelstarke bis starke Fibrillation
3.5 - 4.5 sehr starke Fibrillation
> 4.5 sehr starke Beschädigung
Die Fibrillationstestresultate sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
Polymer Restdehnung= 28 % Restdehnung= 20 %
2000/10 2000/15 2000/10 2000/15
PET 1.0 1.5 1.3 2.2
PET/DMS 0.0 0.1 0.3 0.4
Es bedeutet 2000/10: 2000 Umdrehungen/min, 10 Minuten lang.
Es geht daraus hervor, dass das erfindungsgemässe Monofilament eine wesentlich geringere Fibrillation zeigt. Die beanspruchten Monofilamente aus PET/PDMS sind auserdem weniger steif als bekannte Monofilamente. Nach der Erfindung ist es erstmals gelungen, die Abschälungen von homogenen Polyester-Monofilamenten mit einem Durchmesser < 0.1 mm und einer Restdehnung < 30% zu eliminieren.

Claims (5)

  1. Monofilament mit einem Durchmesser von 0,01 - < 0,1 mm aus einem Copolyester aus Polyethylenterephthalat/Polydialkylsiloxan, dessen Polyethylenterephthalatanteil wenigstens 85 Gew.-% beträgt, zur Herstellung von Geweben, wobei das Monofilament eine Höchstzugkraftdehnung von < 30 %, eine Festigkeit von wenigstens 45 cN/tex und gleichzeitig einen E-Modul bei 5 % Dehnung von > 500 cN/tex aufweist.
  2. Monofilament nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Faden/Faden Reibungskoeffizienten µ < 0,30 und einen Keramik/Fäden Reibungskoeffizienten µ < 0,50.
  3. Monofilament nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Restreisskraft von > 85 % bezogen auf das knotenfreie Monofil bei einer Höchstzugkraftdehnung von 18 %.
  4. Monofilament nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einem Si-Gehalt von 0,05 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Monofilaments.
  5. Verwendung der Monofilamente mit einem Durchmesser von 0,01 < 0,1 mm, aus einem Copolyester aus Polyethylenterephthalat/ Polydialkylsiloxan zur abschäl- und abriebfreien Herstellung von dichten Präzisionsgeweben für Filtermittel, Siebe und solche für den Siebdruck.
EP94920865A 1993-08-06 1994-07-27 Monofilamente mit verbesserter webbarkeit, sowie deren verwendung Expired - Lifetime EP0663966B2 (de)

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