EP1536059A2 - Kombinationszwirne für Papiermaschinenfilze und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

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EP1536059A2
EP1536059A2 EP04022743A EP04022743A EP1536059A2 EP 1536059 A2 EP1536059 A2 EP 1536059A2 EP 04022743 A EP04022743 A EP 04022743A EP 04022743 A EP04022743 A EP 04022743A EP 1536059 A2 EP1536059 A2 EP 1536059A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polyamide
monofilaments
tpu
base fabric
filaments
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04022743A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1536059A3 (de
Inventor
Jürgen Dipl.-Ing. Büdenbender
Thierry Onder De Linden
Michael Dipl.-Ing. Bödecker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Spandex Europe GmbH
Original Assignee
Dorlastan Fibers GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dorlastan Fibers GmbH filed Critical Dorlastan Fibers GmbH
Publication of EP1536059A2 publication Critical patent/EP1536059A2/de
Publication of EP1536059A3 publication Critical patent/EP1536059A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/26—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre with characteristics dependent on the amount or direction of twist
    • D02G3/28—Doubled, plied, or cabled threads
    • D02G3/281—Doubled, plied, or cabled threads using one drawing frame for two slivers and twisting of the slivers to a single yarn, i.e. spin-twisting
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/447—Yarns or threads for specific use in general industrial applications, e.g. as filters or reinforcement
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/02—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyamides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/10—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyurethanes

Definitions

  • the machine speed could be greatly increased with the result being the search for materials with a strong speed increase has increased after the installation of a new paper machine fabric.
  • the invention relates to new (base) fabrics for papermaking machine felts, in particular Press felts with improved properties, in particular with improved elasticity in Direction of felt thickness, higher compressibility and improved Water absorbency during paper production from beginning to end the duration of the felts.
  • the object of the invention is achieved in that in the manufacture of the Support fabric for the paper machine felt in warp and / or weft direction Combination action of polyamide and thermoplastic polyurethane filaments, especially twisted yarns of combination twists having 1 to 20 monofilaments of polyamide 6 and / or polyamide 4.6, polyamide 6.10, polyamide 6.12, polyamide 11 or polyamide 12 and 20 to 1 monofilaments made from thermoplastic Polyurethane can be used instead of twist or single monofilament yarns, which are composed solely of polyamide monofilaments.
  • the textbook of paper and board production (Textbook of Paper and Paperboard Production, VEB-Fachbuchverlag 1987, page 190 ff.) Contains information about the Papermaking in modern papermaking machines, e.g. regarding leaf formation (forming section), the mechanical dewatering (press section) and the thermal Dehydration (drying section) further the smoothing (calendering) and winding.
  • Fabrics for the sheet forming section are mainly made of polyester monofilaments. To increase the abrasion resistance, monofilaments are on Base of polyamide monofilaments together with polyester filaments as alternating Threads used in the transverse direction to the machine run of the paper machine.
  • Press felts in the press section consist of one or more non-woven fabrics needled basic tissues. These press felts are almost exclusively made Polyamide fibers and polyamide monofilaments produced, mainly from pure Polyamide 6 or polyamide 6.6 filaments.
  • Fabric for the drying section used in the last part of the paper machine are usually made of polyester monofilaments that are resistant to hydrolytic Degradation are stabilized, e.g. by stabilizers such as Stabaxol® (commercial Product, manufactured by Rheinchemie, Mannheim).
  • stabilizers such as Stabaxol® (commercial Product, manufactured by Rheinchemie, Mannheim).
  • Patent US-A-4,323,622 discloses a highly elastic dewatering felt for use, for example, in papermaking or in cellulose machines, in which the elastic properties of the felt by an admixture of molecular thermoplastic elastomers is achieved.
  • the Elasticity aligned in the machine direction, and the elastomer material is intended in be able to stretch to at least twice its original length and Finally, quickly substantial to reduce the original length, after the Load is taken from the tissue.
  • the patent US-A-4 533 594 discloses a paper machine felt in which the Mesh layer is a fabric, which in turn is formed from yarn in the machine direction in connection with yarn in the cross machine direction.
  • the Cross-directional yarns are multifilament yarns based on nylon, Polyester or polyacrylonitrile with a polyurethane coating.
  • This patent has set itself the task of a paper machine felt of the batt-on-mesh type to provide, in which the mesh has improved clamping force.
  • One Similar fabric is described in the patent US-A 4,731,281. Herein a fabric of fully encapsulated monofilament yarns is obtained.
  • the Yarns are coated before weaving to give the fabric non-stick properties to rent. The coating can be adjusted so that the thickness of the yarn in Machine direction is different than the thickness of the yarn in the cross machine direction.
  • the coating on the monofilaments consists of another type of polymer and is only physically around the core filament bound.
  • the coating is only very weakly chemically bonded. That means, that the coating can be deformed or moved on the core filament, the originally desired properties therefore decrease.
  • the needling process during the production of the paper machine felt is typically very aggressive in Regarding this type of coating, which in turn means that the originally desired properties are not preserved.
  • the coating on the core yarn only part of the cross section in the Yarn. The actual elastic deformation therefore occurs only in a small part the shell instead, resulting in a low elastic effect.
  • the tensile / relaxation property of a fabric based on this type of yarn thus almost depends only from the properties of the core material.
  • Another press fabric with coated yarn in the press section of a Paper machine can be used in the patent US-A 5 360 518 described. It has a multi-layered structure with a thin one paper-contacting surface and a wide substructure.
  • One of two or more Layers of woven yarns include multicomponent yarns having a plurality of weight-bearing strands.
  • the multicomponent yarns may be multifilaments or Multi-strand game, which are composed of thin polyamide filaments. They can also be and impart polyurethane coated monofilament yarns the press fabric a compressible structure with resilience.
  • the multifilament or Multi strand yarns may also be polyurethane coated.
  • a paper machine felt is described by It is claimed that it has excellent elasticity over a long period of time comprises, and consists of a base fabric and needle-punched nonwoven layer and a separate Film layer with furrows, their orientation in the transverse direction to the machine direction to have.
  • a film may be in the base tissue or between different Layers of the felt be provided.
  • the paper machine felt is then in able to pass smoothly through the wrapping part of the paper machine and is comparatively resistant to fatigue due to the repeated Pressing in the press nip can be done.
  • the lamination of the elastic layers can be very risky on a solid base tissue. Behavior and bumps can be easy be generated. The edges of the film must be connected, these areas always not perfect areas.
  • TPU monofilaments and / or twisted Use yarns based on TPU monofilaments in the base fabric of press felts The expert would probably first serious processing problems expect since monofilaments based on thermoplastic polyurethanes highly elastic and are highly elastic and also a high coefficient of friction exhibit. TPU monofilaments are therefore only larger diameter and processed under tension. Yarns and fabrics made this way defects would be unacceptable to the papermaking industry are. The dimensional stability and tension in paper machine running direction and Transverse to the paper machine direction would not be tolerated. Because the elastic yarns are highly elastic, such a fabric would be a lower modulus in the machine direction and a high contraction in the transverse direction to Have machine direction.
  • the invention relates to a base fabric, in particular for use as Covering for paper machines or as textile for other industrial processes, and is characterized in that the base fabric at least one combination yarn of polyamide and TPU monofilaments.
  • thermoplastic polyurethanes (TPU / polyamide (PA)) combination yarns can either only from Vorzwirnen (with one direction of rotation) or from Vor- and Endzwirnen (Twisting with different direction of rotation) exist.
  • the TPU / PA combination yarns may preferably be in the machine direction and / or transversely to the machine direction be arranged of the press felt of the paper machine.
  • a preferred base fabric is characterized in that the polyamide is selected is from the series Polyamide 4.6, Polyamide 6, Polyamide 6.6, Polyamide 6.12, Polyamide 6.10, polyamide 11, and polyamide 12, as well as copolyamides of the mentioned Polymers or selected mixtures of these polyamides.
  • the combination yarn is made from straight, i.e. untwisted filaments of polyamide and thermoplastic polyurethanes built up.
  • the combination yarn is produced at least part of twisted polyamide filaments and thermoplastic ones Polyurethane filaments.
  • the above Combination yarn a combination of 1 to 10,000 monofilaments of polyamide and 20 to 1 monofilaments of thermoplastic polyurethanes.
  • the combination yarn for the base fabric is a Combination of 1 to 20 monofilaments of polyamide and 20 to 1 monofilaments made of thermoplastic polyurethanes.
  • a base fabric which is characterized in that the Monofilaments in the combination yarn (polyamide and / or TPU monofilaments) have a diameter in the range of 0.05 to 2 mm.
  • a particular advantage of the above-mentioned base fabric is that for its production including the existing paper machine manufacturing technology without further ado Conventional twisting machines and weaving machines can be used.
  • Another advantage is that the elastic modulus of the polyamide in the machine direction is maintained and with the modulus of elasticity of the thermoplastic polyurethane can be combined in the direction of the thickness of the fabric.
  • press felts based on the invention Base fabric, not just a larger paper dewatering capacity but also reach a higher drainage level faster and their Maintain drainage capacity for a longer period than press felts, made without the above-mentioned combination yarns based on TPU polyamide were. It was also found that the paper machine vibrations can be reduced further, if press felts are used, which with the help of above base fabric were made.
  • thermoplastic polyurethane are all types of extrusion thermoplastic polyurethane elastomers based on either polyester or Polyether types, preferably with a Shore hardness of 75 to 99 Shore A.
  • TPU Thermoplastic polyurethane elastomers
  • TPU are made of linear polyols, usually polyester or polyether polyols, organic diisocyanates and short-chain diols (chain extenders) constructed.
  • catalysts may be added to accelerate the formation reaction become.
  • the molar ratios of the structural components can be over a wide Range can be varied, which can adjust the properties of the product. Proven molar ratios of polyols to chain extenders of 1: 1 have proven to 1:12. This results in products ranging from 70 Shore A to 75 Shore D.
  • the structure of the thermoplastically processable polyurethane elastomers can either stepwise (prepolymer process) or by the simultaneous reaction of all Components in one stage take place (one-shot method).
  • the prepolymer process is formed from the polyol and the diisocyanate, an isocyanate-containing prepolymer, which is reacted in a second step with the chain extender.
  • the TPU can be prepared continuously or discontinuously.
  • the most popular technical production processes are the belt process and the extruder process.
  • Suitable organic diisocyanates A) are, for example, aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic, heterocyclic and aromatic diisocyanates, as described in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562 , pp. 75-136.
  • aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate
  • cycloaliphatic diisocyanates such as isophorone diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 1-methyl-2,4-cyclohexane diisocyanate and 1-methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate and the corresponding isomer mixtures
  • 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate 2,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate and 2,2'-dicyclohexylmethane diisocyanate and the corresponding isomer mixtures
  • aromatic Diisocyanates such as 2,4-tolylene diisocyanate, mixtures of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diiso
  • 1,6-hexamethylene diisocyanate isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, Diphenylmethane diisocyanate isomer mixtures with a 4,4'-Diphenylmethandiisocyanatgehalt of> 96 wt .-% and in particular 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and 1,5-naphthylene.
  • the diisocyanates mentioned may be individually or in the form of mixtures with each other are used.
  • component B are linear hydroxyl-terminated polyols with a Molecular weight of 500 to 5000 used. Due to production, these often contain small amounts of nonlinear compounds. Often one therefore speaks of “im Substantially linear polyols. "Preference is given to polyester, polyether, polycarbonate diols or mixtures of these.
  • Suitable polyether diols can be prepared by adding one or more a plurality of alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms in the alkylene radical with a Starter molecule, which contains two active hydrogen atoms bound, converts.
  • Alkylene oxides are e.g. called: ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, epichlorohydrin and 1,2-butylene oxide and 2,3-butylene oxide.
  • ethylene oxide, propylene oxide and mixtures of 1,2-propylene oxide and ethylene oxide used.
  • the alkylene oxides can be used individually, alternately one after the other or as mixtures become.
  • Suitable starter molecules are, for example: water, amino alcohols, such as N-alkyl-diethanolamines, for example N-methyl-diethanol-amine, and Diols such as ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol.
  • Suitable polyether diols are also the hydroxyl-containing polymerization of tetrahydrofuran. It can also be trifunctional polyethers in Proportions of 0 to 30 wt .-%, based on the bifunctional polyether used be, but at most in such an amount that a thermoplastically processable Product is created.
  • the substantially linear polyether diols have molecular weights from 500 to 5000. They can be used individually as well as in the form of Mixtures with each other are used.
  • Suitable polyester diols may be, for example, from dicarboxylic acids having 2 to 12 Carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms, and polyvalent ones Alcohols are produced.
  • suitable dicarboxylic acids are: aliphatic dicarboxylic acids, such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, Azelaic acid and sebacic acid and aromatic dicarboxylic acids, such as phthalic acid, Isophthalic acid and terephthalic acid.
  • the dicarboxylic acids can be used individually or as Mixtures, e.g. in the form of a mixture of amines, glutaric and adipic acid become.
  • the corresponding dicarboxylic acid derivatives such as carboxylic acid diesters with 1 to 4 carbon atoms in the alcohol radical, carboxylic anhydrides or To use carboxylic acid chlorides.
  • polyhydric alcohols examples include glycols with 2 to 10, preferably 2 to 6 carbon atoms, such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,10-decanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 1,3-propanediol and dipropylene glycol.
  • polyhydric alcohols alone or optionally in Mixture be used with each other.
  • esters of carbonic acid with the diols mentioned in particular those having 4 to 6 carbon atoms, such as 1,4-butanediol or 1,6-hexanediol, condensation products of hydroxycarboxylic acids, for example, hydroxycaproic acid and polymerization products of lactones, For example, optionally substituted caprolactones.
  • polyester diols preferably used are ethanediol polyadipates, 1,4-butanediol polyadipates, Ethanediol-1,4-butanediol polyadipate, 1,6-hexanediol neopentyl glycol polyadipate, 1,6-hexanediol-1,4-butanediol polyadipate and poly-caprolactones.
  • the polyester diols have molecular weights of 500 to 5000 and can be used individually or in the form of Mixtures with each other are used.
  • Chain extenders C) are diols or diamines of molecular weight from 60 to 500 used, preferably aliphatic diols having 2 to 14 Carbon atoms, e.g. Ethanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol and especially 1,4-butanediol.
  • diesters are also suitable Terephthalic acid with glycols of 2 to 4 carbon atoms, e.g. Terephthalic acid bis-ethylene glycol or terephthalic acid bis-1,4-butanediol, hydroxyalkylene ether of the hydroquinone, e.g.
  • 2,4-tolylenediamine and 2,6-tolylenediamine 3,5-diethyl-2,4-toluenediamine diamine and 3,5-diethyl-2,6-toluenediamine and primary mono-, di-, tri- or tetraalkyl-substituted 4,4'-diaminodiphenylmethanes. It can also be mixtures of the above chain extender be used. In addition, smaller amounts of triols can be added become.
  • exemplary Alcohols such as octanol and stearyl alcohol or amines such as butylamine may be mentioned and stearylamine.
  • the structural components optionally in Presence of catalysts, auxiliaries and additives, in such amounts Reaction can be brought that the equivalence ratio of NCO groups to Sum of the NCO-reactive groups, in particular the OH groups of low molecular weight diols / triols and polyols 0.9: 1.0 to 1.2: 1.0, preferably 0.95: 1.0 to 1.10: 1.0.
  • Suitable catalysts of the invention are those of the prior art known and customary tertiary amines, e.g. Triethylamine, dimethylcyclohexylamine, N-methylmorpholine, N, N'-dimethyl-piperazine, 2- (dimethylamino-ethoxy) -ethanol, Diazabicyclo- (2,2,2) octane and the like, and in particular organic Metal compounds such as titanic acid esters, iron compounds, tin compounds, e.g.
  • Tin diacetate, tin dioctoate, tin dilaurate or the Zinndialkylsalze aliphatic Carboxylic acids such as dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate or the like.
  • preferred Catalysts are organic metal compounds, in particular titanic acid esters, Iron or tin compounds.
  • TPU components and the catalysts can also other aids and additives are added.
  • lubricants such as Fatty acid esters, their metal soaps, fatty acid amides and silicone compounds, antiblocking agents, Inhibitors, stabilizers against hydrolysis, light, heat and discoloration, Flame retardants, dyes, pigments, inorganic or organic fillers.
  • Further details of the auxiliaries and additives mentioned are in the literature for example, J.H. Saunders, K.C. Fresh: "High Polymers", Volume XVI, Polyurethanes, Parts 1 and 2, Interscience Publishers 1962 and 1964, R.Gumbleter, H. Müller (Ed.): Paperback of the plastic additives, 3. Edition, Hanser Verlag, Kunststoff 1989, or DE-A 29 01 774.
  • thermoplastics for example, polycarbonates and acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymers, especially ABS.
  • elastomers such as rubber, ethylene-vinyl acetate copolymers, Styrene-butadiene copolymers and other TPU used become.
  • plasticizers such as phosphates, phthalates, adipates, sebacates and alkylsulfonic acid esters.
  • the TPUs which can be used according to the invention can be used continuously in the so-called Extruder process, e.g. in a multi-screw extruder.
  • the dosage TPU components A), B) and C) can be used simultaneously, i. in the one-shot process, or sequentially, i. according to a prepolymer process.
  • the prepolymer may be introduced both batchwise and continuously in one Part of the extruder or in a separate upstream Prepolymeraggregat getting produced.
  • the TPU and polyamide monofilaments are as such after manufacturing process manufactured, which are generally known from the prior art.
  • Another object of the invention is a process for producing a combination yarn filaments made of polyamide and those of thermoplastic Polyurethanes comprising polyamide and thermoplastic polyurethane monofilaments a twisting machine at a speed of 5 to 50 m / min. be supplied and then at a tension of at least 0.1 cN / tex, preferably 0.2 to 4 cN / tex, more preferably 0.3 to 0.8 cN / tex are twisted, wherein the tension refers to the TPU monofilaments.
  • the polyamide monofilaments are made of polyamide 4.6, polyamide 6, polyamide 6.6, polyamide 6.12, polyamide 6.10, polyamide 11 and Polyamide 12 or selected copolymers or mixtures of these polyamides.
  • the TPU monofilaments with a defined supply voltage to the delivery unit of a twisting machine fed and then twisted with the polyamide filaments.
  • Another preferred method is characterized in that the defined Feed tension of the TPU monofilaments by means of an additional TPU delivery unit is manufactured, the TPU delivery unit has a lower delivery speed than the PA monofilament delivery unit has.

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Abstract

Es wird ein Basisgewebe insbesondere zur Verwendung als Bespannung für Papiermaschinen oder als Textil für andere industrielle Verfahren beschrieben. Das Basisgewebe umfasst mindestens ein Kombinationsgam aus Filamenten, die aus Polyamid und thermoplastischen Polyurethanen hergestellt sind.

Description

In Maschinen, die zur Herstellung von Papier, Pappe, Zellstoff oder ähnlichen Produkten dienen, wird die Fasermasse teilweise dadurch entwässert, dass sie entweder zwischen zwei Pressrollen oder in sogenannten Schuhpressen zwischen einer Anpressrolle und einem Pressschuh gequetscht wird. Aus ökonomischen Gründen ist es generell wünschenswert, den größten Teil des Wassers in der Fasermasse in diesem Pressabschnitt zu entfernen. In den vergangenen Jahrzehnten wurden durch intensive Forschung vollkommen neuen Typen von Filzen oder Geweben entwickelt, die für Entwässerung im Pressabschnitt von Papiermaschinen geeignet sind. Mit Hilfe dieser neuen Papiermaschinengewebe ist es möglich geworden, den steigenden Anforderungen an die Entwässerungseffektivität nachzukommen.
In der gleichen Zeit konnte die Maschinenlaufgeschwindigkeit stark gesteigert werden mit der Folge, dass die Suche nach Materialien mit einer starken Geschwindigkeitserhöhung nach der Installation eines neuen Papiermaschinengewebes angestiegen ist. Andere Eigenschaften, wie das Laufverhalten, der Widerstand gegen Schwingungen und der Abriebwiderstand mussten ebenso gesteigert werden.
Die Erfindung betrifft neue (Basis-)Gewebe für Papiermaschinenfilze, insbesondere Pressfilze mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere mit verbesserter Elastizität in Richtung der Filzdicke, einer höheren Kompressibilität und einer verbesserten Wasseraufnahmefähigkeit während der Papierproduktion vom Beginn bis zum Ende der Laufzeit der Filze.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass bei der Herstellung des Stützgewebes für den Papiermaschinenfilz in Kette- und/oder in Schussrichtung Kombinationsgame von Polyamid und thermoplastischen Polyurethan-Filamenten, insbesondere gezwirnte Garne aus Kombinationszwirnen mit 1 bis 20 Monofilamenten von Polyamid 6 und/oder Polyamid 4.6, Polyamid 6.10, Polyamid 6.12, Polyamid 11 oder Polyamid 12 und 20 bis 1 Monofilamente, hergestellt aus thermoplastischem Polyurethan verwendet werden anstelle von Zwirn oder einzelnen Monofilament-Garnen, die einzig aus Polyamid-Monofilamenten zusammengesetzt sind.
Verfahren zur Herstellung von Monofilamenten von thermoplastischen Polymeren sind grundsätzlich bekannt aus dem Stand der Technik (siehe Handbuch der Kunststofftechnik II (Manual of Plastic Technology II), C. Hauser-Verlag, München 1986, Seiten 295-319).
Das Lehrbuch der Papier- und Kartonerzeugung (Textbook of Paper and Paperboard Production, VEB-Fachbuchverlag 1987, Seite 190 ff.) enthält Informationen über die Papierherstellung in modernen Papiermaschinen, z.B. bezüglich der Blattbildung (forming section), der mechanischen Entwässerung (press section) und der thermischen Entwässerung (drying section) ferner der Glättung (calendering) und Wicklung. Gewebe für die Blattbildungssektion bestehen hauptsächlich aus Polyester-Monofilamenten. Um die Abriebbeständigkeit zu erhöhen, werden Monofilamente auf Basis von Polyamid-Monofilamenten zusammen mit Polyester-Filamenten als alternierende Fäden in Querrichtung zum Maschinenlauf der Papiermaschine verwendet.
Pressfilze in der Presssektion bestehen aus einem oder mehreren mit Faservlies benadelten Basisgeweben. Diese Pressfilze werden nahezu ausschließlich aus Polyamidfasern und Polyamid-Monofilamenten hergestellt, vornehmlich aus reinem Polyamid 6 oder auch Polyamid 6.6-Filamenten.
Kommerzielle Pressfilze auf Basis von Polyamid-6-Monofilamenten bieten beachtliche Vorteile gegenüber Filzen, die möglicherweise auch aus anderen Materialien, z.B. Polypropylenpolyester oder Wolle hergestellt werden, wegen ihrer guten Abriebbeständigkeit, ihrer hohen Kompressibilität und ihrer guten Rückstellcharakteristik nach dem Gang durch den Pressspalt.
Gewebe für die Trocknungssektion, die im letzten Teil der Papiermaschine verwendet werden, bestehen üblicherweise aus Polyester-Monofilamenten, die gegen hydrolytischen Abbau stabilisiert sind, z.B. durch Stabilisatoren wie Stabaxol® (kommerzielles Produkt, hergestellt durch Rheinchemie, Mannheim).
Im Speziellen sind die folgenden Typen von Pressfilzen aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt.
Die Patentschrift US-A-4 323 622 offenbart einen hochelastischen Entwässerungsfilz zur Anwendung beispielsweise bei der Papierherstellung oder in Cellulosemaschinen, bei denen die elastischen Eigenschaften des Filzes durch eine Zumischung von molekularen thermoplastischen Elastomeren erreicht wird. Alternativ könnte hier noch ein hochmolekulares verzweigtes Elastomer-Material auf Urethanbasis eingearbeitet werden, um die gewünschte Elastizität zu erreichen. Bei diesem Aufbau aber wird die Elastizität in Laufrichtung der Maschine ausgerichtet, und das Elastomermaterial soll in der Lage sein, sich auf das wenigstens zweifache seiner Originallänge zu dehnen und schließlich schnell substanziell zur ursprünglichen Länge zu reduzieren, nachdem die Last vom Gewebe genommen ist.
Die Nachteile des Standes der Technik gemäß US-A-4 323 622 sind aber schwerwiegend. Die hohe Dehnung des Materials in der Papiermaschine kann eine unerwünschte Dehnung des Gewebes und ebenso des Papiers in Maschinenlaufrichtung mit sich bringen sowie ein Zusammenziehen desselben in Querrichtung zur Maschinenlaufrichtung. Normalerweise führen solche hohen Dimensionsänderungen des Gewebes zu Falten im Filz und in dem Papier, was wiederum den Bruch des Papierblattes zur Folge hat. Unter dem Begriff Maschinenlaufrichtung (MD) wird hierbei die Richtung parallel zur Bewegung der Filze in der papierherstellenden Maschine verstanden.
Die Patentschrift US-A-4 533 594 offenbart einen Papiermaschinenfilz, bei dem die Maschenlage ein Gewebe ist, das wiederum gebildet ist aus Garn in Maschinenlaufrichtung in Verbindung mit Garn in Querrichtung zur Maschinenlaufrichtung. Die Garne mit Querausrichtung sind hierbei Multifilament-Garne auf Basis von Nylon, Polyester oder Polyacrylnitril mit einer Polyurethan-Beschichtung. Diese Patentschrift hat sich zur Aufgabe gestellt, einen Papiermaschinenfilz des batt-on-mesh-Typs bereitzustellen, bei dem das Maschengewebe eine verbesserte Spannkraft aufweist. Ein ähnliches Gewebe findet sich beschrieben in der Patentschrift US-A 4 731 281. Hierbei wird ein Gewebe aus vollständig verkapselten Monofilament-Garnen erhalten. Die Garne werden vor dem Verweben beschichtet, um dem Gewebe Antihafteigenschaften zu verleihen. Die Beschichtung kann so eingestellt sein, dass die Dicke des Garns in Maschinenlaufrichtung anders ist, als die Dicke des Garns in Maschinenquerrichtung.
Die Nachteile des obengenannten Standes der Technik gemäß US-A 4 533 594 sind ebenfalls schwerwiegend. Die Beschichtung auf den Monofilamenten besteht aus einem anderen Typ von Polymer und ist nur physikalisch um das Kernfilament gebunden. Die Beschichtung ist nur sehr schwach chemisch verbunden. Das bedeutet, dass die Beschichtung verformt oder auf dem Kernfilament bewegt werden kann, die ursprünglich gewünschten Eigenschaften nehmen folglich ab. Der Nadelungsprozess während der Herstellung des Papiermaschinenfilzes ist typischerweise sehr aggressiv in Bezug auf diese Art der Beschichtung, was wiederum zur Folge hat, dass die ursprünglich gewünschten Eigenschaften nicht erhalten bleiben. Zusätzlich zu diesen Nachteilen ist die Beschichtung auf dem Kerngarn nur ein Teil des Querschnitts im Garn. Die tatsächliche elastische Deformation findet daher nur in einem kleinen Teil der Hülle statt, woraus ein geringer elastischer Effekt resultiert. Die Zug-/Entspannungseigenschaft eines Gewebes auf Basis dieses Garntyps hängt somit beinahe einzig von den Eigenschaften des Kernmaterials ab.
Ein anderes Pressgewebe mit beschichtetem Garn, das in der Presssektion einer Papiermaschine verwendet werden kann, wird in der Patentschrift US-A 5 360 518 beschrieben. Es weist eine mehrschichtige Struktur auf mit einer dünnen papierberührenden Oberfläche und einem breiten Unterbau. Eine von zwei oder mehr Lagen von gewebten Garnen umfasst Multikomponenten-Garne mit einer Vielzahl von gewichttragenden Strängen. Die Multikomponenten-Garne können Multifilamente oder Multistrang-Game sein, die zusammengesetzt sind aus dünnen Polyamid-Filamenten. Sie können auch Polyurethan-beschichtete Monofilament-Garne sein und verleihen dem Pressgewebe eine kompressible Struktur mit Spannkraft. Die Multifilament- oder Multistrang-Garne können ebenso Polyurethan-beschichtet sein. Nachteile dieses Standes der Technik sind vergleichbar den Nachteilen des Gewebes, das aus der US-A 4 533 594 bekannt ist. Mit Multifilament-Garnen ist es besser möglich, eine stärkere Bindung der Beschichtung zu erreichen. Ein solches Garn leidet aber unter denselben Begrenzungen, wie das oben beschriebene Monofilament-beschichtete Monofilament-Kerngarn. Während der häufig wiederholten Druckphasen im Pressspalt (in der Größenordnung von einigen Millionen Druckvorgängen) wird die Beschichtung abgerissen oder auf dem Kerngarn deformiert und der ursprünglich gewünschte Effekt baut sich ab.
In der Patentschrift US-A-5 194 121 wird der Versuch gemacht, einen Filz mit höherer Elastizität, Rückstellfähigkeit und Dauerhaftigkeit herzustellen, mit einer elastischen Komponente, in der Faserschicht des Filzes. Allerdings wird Polyurethan als unbrauchbar für das Benadeln beschrieben, das die Fasern auf dem Basisgewebe verankern soll. Als alternative Lösung wird hier vorgeschlagen, stattdessen ein Polyamid-Blockcopolymer mit Hart- und Weichsegmenten zu benutzen.
Verschiedene Versuche sind unternommen worden, die Eigenschaften von Polyamid und thermoplastischen Polyurethan zu verbessern, dadurch, dass die Polymere im Extrusionsprozess gemischt wurden. In der Offenlegungsschrift DE 19 829 928 A2 wird ein Prozess zur Herstellung von Filamentmaterial beschrieben, das eine Mischung von Polyamid und thermoplastischem Polyurethan umfasst. Die weit auseinander liegenden Schmelzpunkte der beiden Polymeren führen allerdings zu besonderen Verfahrensproblemen. Das erhaltene Monofilament hat gegenüber konventionellem Polyamid eine geringere Festigkeit. Außerdem wird ein nur kleiner Anstieg der Querschnittselastizität beobachtet. Die thermische Abbaubarkeit des thermoplastischen Polyurethans kann auch sehr nachteilig sein beim Extrudieren, wenn die Verweilzeit im Extruder zu lang wird.
In der Patentschrift US-A-6 514 386 wird ein Papiermaschinenfilz beschrieben, von dem behauptet wird, dass es eine hervorragende Elastizität über einen langen Zeitraum umfasst, und aus einem Basisgewebe und Nadelvlieslage besteht sowie einer separaten Filmlage mit Furchen, die ihre Orientierung in Querrichtung zur Maschinenlaufrichtung haben. Ein solcher Film kann im Basisgewebe oder zwischen unterschiedlichen Lagen des Filzes vorgesehen sein. Der Papiermaschinenfilz ist danach in der Lage, den Umwindungsteil der Papiermaschine glatt zu durchlaufen und ist vergleichsweise widerstandsfähig gegen Ermüdung, die aufgrund der wiederholten Pressung im Pressspalt erfolgen kann.
Vom Gesichtspunkt der Filzherstellung kann die Laminierung der elastischen Lagen auf ein festes Basisgewebe sehr riskant sein. Verhalten und Unebenheiten können leicht erzeugt werden. Die Kanten des Film müssen verbunden werden, wobei diese Bereiche immer nicht perfekte Bereiche darstellen.
Obwohl es grundsätzlich denkbar wäre, TPU-Monofilamente und/oder verzwirnte Garne auf Basis von TPU-Monofilamenten im Basisgewebe von Pressfilzen einzusetzen, würde der Fachmann wohl zunächst schwerwiegende Verarbeitungsprobleme erwarten, da Monofilamente auf Basis von thermoplastischen Polyurethanen hochelastisch und hoch dehnbar sind und zudem einen hohen Reibungskoeffizient aufweisen. TPU-Monofilamente werden daher nur mit größerem Durchmesser und unter Spannung verarbeitet. Garne und Gewebe, die auf diese Weise hergestellt werden, würden Defekte aufweisen, die für die Papiermaschinenindustrie unakzeptabel sind. Die Dimensionsstabilität und Spannung in Papiermaschinenlaufrichtung und Querrichtung zur Papiermaschinenlaufrichtung würden nicht tolerierbar werden. Da die elastischen Garne hochdehnbar sind, würde ein solches Gewebe ein niedrigeres Modul in Maschinenlaufrichtung und eine hohe Kontraktion in Querrichtung zur Maschinenlaufrichtung aufweisen. Diese Nachteile könnten teilweise dadurch behoben werden, dass ein solches Gewebe auf ein anderes Gewebe auf Polyamid laminiert würde. Allerdings blieben immer noch Probleme der Herstellung wegen der sehr unterschiedlichen Zug-Entspannungscharakteristik solcher zweier Basisgewebe. Das Einrollen der Gewebekanten wird z.B. ein Ergebnis dieser nicht zueinander passenden übereinanderliegenden Basisgewebe sein.
Überraschenderweise wurde nun aber gefunden, dass die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik weitgehend vermieden werden können, wenn TPU-Monofilamente simultan mit ein oder mehreren Polyamid-Monofilamenten und/oder Polyamid-Multifilamenten zu technischen Basisgeweben verarbeitet werden, insbesondere, wenn sie zuerst verzwirnt und dann verwebt werden. Es wurde ferner überraschenderweise gefunden, dass diese Kombinationsgarne (Zwirne) auf Basis von thermoplastischem Polyurethan und Polyamid-Monofilamenten nahezu wie die gängigen reinen Polyamid-Garne in Basisgewebe oder Filze verarbeitet werden können.
Gegenstand der Erfindung ist ein Basisgewebe, insbesondere zur Verwendung als Bespannung für Papiermaschinen oder als Textil für andere industrielle Prozesse, und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Basisgewebe wenigstens ein Kombinationsgarn aus Polyamid und TPU-Monofilamenten enthält.
Die thermoplastischen Polyurethane (TPU/Polyamid (PA)) Kombinationsgarne können entweder nur aus Vorzwirnen (mit einer Drehrichtung) oder aus Vor- und Endzwirnen (Zwirnen mit verschiedener Drehrichtung) bestehen. Die TPU/PA-Kombinationsgarne können bevorzugt in Maschinenlaufrichtung und/oder quer zur Maschinenlaufrichtung des Pressfilzes der Papiermaschine angeordnet sein.
Ein bevorzugtes Basisgewebe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid ausgewählt ist aus der Reihe Polyamid 4.6, Polyamid 6, Polyamid 6.6, Polyamid 6.12, Polyamid 6.10, Polyamid 11, und Polyamid 12, sowie Copolyamiden der genannten Polymere oder ausgewählten Mischungen dieser Polyamide.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Kombinationsgarn aus geraden, d.h. unverzwirnten Filamenten aus Polyamid und thermoplastischen Polyurethanen aufgebaut.
In einer bevorzugten Variante des Basisgewebes ist das Kombinationsgarn hergestellt aus wenigstens einem Teil von verzwirnten Polyamidfilamenten und thermoplastischen Polyurethan-Filamenten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung des Basisgewebes wird das oben genannte Kombinationsgarn eine Kombination von 1 bis 10.000 Monofilamenten von Polyamid und 20 bis 1 Monofilamenten von thermoplastischen Polyurethanen aufweisen.
Ganz besonders bevorzugt ist das Kombinationsgarn für das Basisgewebe eine Kombination von 1 bis 20 Monofilamenten aus Polyamid und 20 bis 1 Monofilamenten aus thermoplastischen Polyurethanen.
Besonders bevorzugt ist auch ein Basisgewebe, das dadurch charakterisiert ist, dass die Monofilamente in dem Kombinationsgarn (Polyamid und/oder TPU-Monofilamente) einen Durchmesser im Bereich von 0,05 bis 2 mm aufweisen.
Ein besonderer Vorteil des obengenannten Basisgewebes ist, dass zu seiner Herstellung ohne weiteres die bestehende Papiermaschinen-Herstellungstechnologie einschließlich konventioneller Zwirnmaschinen und Webmaschinen verwendet werden kann.
Ein weiterer Vorteil ist, dass der Elastizitätsmodul des Polyamids in Maschinenlaufrichtung erhalten bleibt und mit dem Elastizitätsmodul des thermoplastischen Polyurethans in Richtung der Dicke des Gewebes kombiniert werden kann.
Es wurde ferner gefunden, dass Pressfilze, die auf Basis der erfindungsgemäßen Basisgewebe hergestellt werden, nicht nur eine größere Papierentwässerungskapazität haben sondern auch einen höheren Entwässerunglevel schneller erreichen und ihre Entwässerungskapazität über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten als Pressfilze, die ohne die genannten Kombinationsgarne auf Basis von TPU-Polyamid hergestellt wurden. Es wurde außerdem noch gefunden, dass die Papiermaschinenschwingungen weiter reduziert werden können, wenn Pressfilze benutzt werden, die mit Hilfe des obengenannten Basisgewebes hergestellt wurden.
Hieraus folgt, dass weniger Energie für den Trockenschritt am Ende des Papierherstellungsprozesses notwendig ist. Alternativ kann die Papiermaschine bei höheren Geschwindigkeiten betrieben werden, bei ansonsten gleichem Energieverbrauch.
Die TPU/PA-Polyfilament-Kombination können auch im nicht verzwirnten Zustand verarbeitet werden. Dies kann so geschehen, dass TPU und Polyamid-Monofilamente zeitgleich auf diese Spule nach der Herstellung aufgewickelt werden. Zur Herstellung der TPU-Filamente geeignetes thermoplastisches Polyurethan sind alle Extrusionstypen thermoplastischer Polyurethan-Elastomere sowohl auf Basis von Polyester oder Polyether-Typen, bevorzugt mit einer Shore-Härte von 75 bis 99 Shore A.
Thermoplastische Polyurethan-Elastomere (TPU) sind von technischer Bedeutung, da sie ausgezeichnete mechanische Eigenschaften zeigen und sich kostengünstig thermoplastisch verarbeiten lassen. Durch die Verwendung unterschiedlicher chemischer Aufbaukomponenten lassen sich ihre mechanischen Eigenschaften über einen großen Bereich variieren. Zusammenfassende Darstellungen von TPU, ihren Eigenschaften und Anwendungen finden sich in Kunststoffe 68 (1978), S. 819-825 und Kautschuk, Gummi, Kunststoffe 35 (1982), S. 568-584.
TPU werden aus linearen Polyolen, meist Polyester- oder Polyether-Polyolen, organischen Diisocyanaten und kurzkettigen Diolen (Kettenverlängerern) aufgebaut. Zur Beschleunigung der Bildungsreaktion können zusätzlich Katalysatoren zugesetzt werden. Die molaren Verhältnisse der Aufbaukomponenten können über einen breiten Bereich variiert werden, woduch sich die Eigenschaften des Produkts einstellen lassen. Bewährt haben sich molare Verhältnisse von Polyolen zu Kettenverlängerern von 1:1 bis 1:12. Hierdurch ergeben sich Produkte im Bereich von 70 Shore A bis 75 Shore D. Der Aufbau der thermoplastisch verarbeitbaren Polyurethanelastomeren kann entweder schrittweise (Prepolymerverfahren) oder durch die gleichzeitige Reaktion aller Komponenten in einer Stufe erfolgen (one-shot-Verfahren). Beim Prepolymerverfahren wird aus dem Polyol und dem Diisocyanat ein isocyanathaltiges Prepolymer gebildet, das in einem zweiten Schritt mit dem Kettenverlängerer umgesetzt wird. Die TPU können kontinuierlich oder diskontinuierlich hergestellt werden. Die bekanntesten technischen Herstellverfahren sind das Bandverfahren und das Extruderverfahren.
Erfindungsgemäß verwendbare thermoplastisch verarbeitbare Polyurethane sind erhältlich durch Umsetzung der polyurethanbildenden Komponenten
  • A) organisches Diisocyanat,
  • B) lineares hydroxylterminiertes Polyol mit einem Molekulargewicht von 500 bis 5000,
  • C) Diol- oder Diamin-Kettenverlängerer mit einem Molekulargewicht von 60 bis 500,
    • wobei das Molverhältnis der NCO-Gruppen in A) zu den gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen in B) u. C) 0,9 bis 1,2 beträgt.
    Als organische Diisocyanate A) kommen beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische, heterocyclische und aromatische Diisocyanate in Betracht, wie sie in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, S.75-136 beschrieben werden.
    Im einzelnen seien beispielhaft genannt: aliphatische Diisocyanate, wie Hexamethylendiisocyanat, cycloaliphatische Diisocyanate, wie Isophorondiisocyanat, 1,4-Cyclohexan-diisocyanat, 1-Methyl-2,4-cyclohexan-diisocyanat und 1-Methyl-2,6-cyclohexan-diisocyanat sowie die entsprechenden Isomerengemische, 4,4'-Dicyclohexylmethan-diisocyanat, 2,4'-Dicyclohexylmethan-diisocyanat und 2,2'-Dicyclohexylmethan-diisocyanat sowie die entsprechenden Isomerengemische, aromatische Diisocyanate, wie 2,4-Toluylendiisocyanat, Gemische aus 2,4-Toluylendiisocyanat und 2,6-Toluylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat und 2,2'-Diphenylmethandiisocyanat, Gemische aus 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat und 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, urethanmodifizierte flüssige 4,4'-Diphenylmethandiisocyanate und 2,4'-Diphenylmethandiisocyanate, 4,4'-Diisocyanatodiphenyl-ethan-(1,2) und 1,5-Naphthylendiisocyanat. Vorzugsweise verwendet werden 1,6-Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Dicyclohexylmethandiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat-Isomerengemische mit einem 4,4'-Diphenylmethandiisocyanatgehalt von >96 Gew.-% und insbesondere 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und 1,5-Naphthylendiisocyanat. Die genannten Diisocyanate können einzeln oder in Form von Mischungen untereinander zur Anwendung kommen. Sie können auch zusammen mit bis zu 15 Gew.-% (berechnet auf die Gesamtmenge an Diisocyanat) eines Polyisocyanates verwendet werden, beispielsweise Triphenylmethan-4,4',4"triisocyanat oder Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanaten.
    Als Komponente B) werden lineare hydroxylterminierte Polyole mit einem Molekulargewicht von 500 bis 5000 eingesetzt. Produktionsbedingt enthalten diese oft kleine Mengen an nichtlinearen Verbindungen. Häufig spricht man daher auch von "im wesentlichen linearen Polyolen". Bevorzugt sind Polyester-, Polyether-, Polycarbonat-Diole oder Gemische aus diesen.
    Geeignete Polyether-Diole können dadurch hergestellt werden, dass man ein oder mehrere Alkylenoxide mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest mit einem Startermolekül, das zwei aktive Wasserstoffatome gebunden enthält, umsetzt. Als Alkylenoxide seien z.B. genannt: Ethylenoxid, 1,2-Propylenoxid, Epichlorhydrin und 1,2-Butylenoxid und 2,3-Butylenoxid. Vorzugsweise werden Ethylenoxid, Propylenoxid und Mischungen aus 1,2-Propylenoxid und Ethylenoxid eingesetzt. Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Als Startermoleküle kommen beispielsweise in Betracht: Wasser, Aminoalkohole, wie N-Alkyl-diethanolamine, beispielsweise N-Methyl-diethanol-amin, und Diole, wie Ethylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butandiol und 1,6-Hexandiol. Gegebenenfalls können auch Mischungen von Startermolekülen eingesetzt werden. Geeignete Polyether-Diole sind ferner die hydroxylgruppenhaltigen Polymerisationsprodukte des Tetrahydrofurans. Es können auch trifunktionelle Polyether in Anteilen von 0 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die bifunktionellen Polyether, eingesetzt werden, jedoch höchstens in solcher Menge, dass ein thermoplastisch verarbeitbares Produkt entsteht. Die im wesentlichen linearen Polyether-Diole besitzen Molekulargewichte von 500 bis 5000. Sie können sowohl einzeln als auch in Form von Mischungen untereinander zur Anwendung kommen.
    Geeignete Polyester-Diole können beispielsweise aus Dicarbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoff-atomen, vorzugsweise 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, und mehrwertigen Alkoholen hergestellt werden. Als Dicarbonsäuren kommen beispielsweise in Betracht: aliphatische Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure und Sebacinsäure und aromatische Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure. Die Dicarbonsäuren können einzeln oder als Gemische, z.B. in Form einer Bemstein-, Glutar- und Adipinsäuremischung, verwendet werden. Zur Herstellung der Polyester-Diole kann es gegebenenfalls vorteilhaft sein, anstelle der Dicarbonsäuren die entsprechenden Dicarbonsäurederivate, wie Carbonsäurediester mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest, Carbonsäureanhydride oder Carbonsäurechloride zu verwenden. Beispiele für mehrwertige Alkohole sind Glykole mit 2 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,10-Decandiol, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol, 1,3-Propandiol und Dipropylenglykol. Je nach den gewünschten Eigenschaften können die mehrwertigen Alkohole allein oder gegebenenfalls in Mischung untereinander verwendet werden. Geeignet sind ferner Ester der Kohlensäure mit den genannten Diolen, insbesondere solchen mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie 1,4-Butandiol oder 1,6-Hexandiol, Kondensationsprodukte von Hydroxycarbonsäuren, beispielsweise Hydroxycapronsäure und Polymerisationsprodukte von Lactonen, beispielsweise gegebenenfalls substituierten Caprolactonen. Als Polyester-Diole vorzugsweise verwendet werden Ethandiol-polyadipate, 1,4-Butandiol-polyadipate, Ethandiol-1,4-butandiol-polyadipate, 1,6-Hexandiol-neopentylglykol-polyadipate, 1,6-Hexandiol-1,4-butandiol-polyadipate und Poly-caprolactone. Die Polyester-Diole besitzen Molekulargewichte von 500 bis 5000 und können einzeln oder in Form von Mischungen untereinander zur Anwendung kommen.
    Als Kettenverlängerungsmittel C) werden Diole oder Diamine mit einem Molekulargewicht von 60 bis 500 eingesetzt, vorzugsweise aliphatische Diole mit 2 bis 14 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Ethandiol, 1,6-Hexandiol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol und insbesondere 1,4-Butandiol. Geeignet sind jedoch auch Diester der Terephthalsäure mit Glykolen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Terephthalsäure-bis-ethylenglykol oder Terephthalsäure-bis-1,4-butandiol, Hydroxyalkylenether des Hydrochinons, wie z.B. 1,4-Di(-hydroxyethyl)-hydrochinon, ethoxylierte Bisphenole, (cyclo)aliphatische Diamine, wie z.B. Isophorondiamin, Ethylendiamin, 1,2-Propylen-diamin, 1,3-Propylen-diamin, N-Methyl-propylen-1,3-diamin, N,N'-Dimethyl-ethylendiamin und aromatische Diamine, wie z.B. 2,4-Toluylen-diamin und 2,6-Toluylen-diamin, 3,5-Diethyl-2,4-toluylen-diamin und 3,5-Diethyl-2,6-toluylendiamin und primäre mono-, di-, tri- oder tetraalkylsubstituierte 4,4'-Diaminodiphenylmethane. Es können auch Gemische der oben genannten Kettenverlängerer eingesetzt werden. Daneben können auch kleinere Mengen an Triolen zugesetzt werden.
    Weiterhin können in geringen Mengen auch übliche monofunktionelle Verbindungen eingesetzt werden, z.B. als Kettenabbrecher oder Entformungshilfen. Beispielhaft genannt seien Alkohole wie Oktanol und Stearylalkohol oder Amine wie Butylamin und Stearylamin.
    Zur Herstellung der TPU können die Aufbaukomponenten, gegebenenfalls in Gegenwart von Katalysatoren, Hilfsmitteln und Zusatzstoffen, in solchen Mengen zur Reaktion gebracht werden, daß das Äquivalenzverhältnis von NCO-Gruppen zur Summe der NCO-reaktiven Gruppen, insbesondere der OH-Gruppen der niedermolekularen Diole/Triole und Polyole 0,9:1,0 bis 1,2:1,0, vorzugsweise 0,95:1,0 bis 1,10:1,0 beträgt.
    Geeignete erfindungsgemäße Katalysatoren sind die nach dem Stand der Technik bekannten und üblichen tertiären Amine, wie z.B. Triethylamin, Dimethylcyclohexylamin, N-Methylmorpholin, N,N'-Dimethyl-piperazin, 2-(Dimethylamino-ethoxy)-ethanol, Diazabicyclo-(2,2,2)-octan und ähnliche sowie insbesondere organische Metallverbindungen wie Titansäureester, Eisenverbindungen, Zinnverbindungen, z.B.
    Zinndiacetat, Zinndioctoat, Zinndilaurat oder die Zinndialkylsalze aliphatischer Carbonsäuren wie Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat oder ähnliche. Bevorzugte Katalysatoren sind organische Metallverbindungen, insbesondere Titansäureester, Eisen- oder Zinnverbindungen.
    Neben den TPU-Komponenten und den Katalysatoren können auch andere Hilfsmittel und Zusatzstoffe zugesetzt werden. Genannt seien beispielsweise Gleitmittel wie Fettsäureester, deren Metallseifen, Fettsäureamide und Siliconverbindungen, Antiblockmittel, Inhibitoren, Stabilisatoren gegen Hydrolyse, Licht, Hitze und Verfärbung, Flammschutzmittel, Farbstoffe, Pigmente, anorganische oder organische Füllstoffe. Nähere Angaben über die genannten Hilfs- und Zusatzstoffe sind der Fachliteratur zu entnehmen, beispielsweise J.H. Saunders, K.C. Frisch: "High Polymers", Band XVI, Polyurethane, Teil 1 und 2, Interscience Publishers 1962 bzw. 1964, R.Gächter, H.Müller (Ed.): Taschenbuch der Kunststoff-Additive, 3.Ausgabe, Hanser Verlag, München 1989, oder DE-A 29 01 774.
    Weitere Zusätze, die in das TPU eingearbeitet werden können, sind Thermoplaste, beispielsweise Polycarbonate und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymerisate, insbesondere ABS. Ebenfalls können andere Elastomere wie Kautschuk, Ethylen-Vinylacetatcopolymerisate, Styrol-Butadiencopolymerisate sowie andere TPU verwendet werden. Weiterhin zur Einarbeitung geeignet sind handelsübliche Weichmacher wie Phosphate, Phthalate, Adipate, Sebacate und Alkylsulfonsäureester.
    Die erfindungsgemäß verwendbaren TPU können kontinuierlich im sogenannten Extruderverfahren, z.B. in einem Mehrwellenextruder, hergestellt werden. Die Dosierung der TPU-Komponenten A), B) und C) kann gleichzeitig, d.h. im one-shot-Verfahren, oder nacheinander, d.h. nach einem Prepolymer-Verfahren, erfolgen. Dabei kann das Prepolymer sowohl batchweise vorgelegt, als auch kontinuierlich in einem Teil des Extruders oder in einem separaten vorgeschalteten Prepolymeraggregat hergestellt werden.
    Die TPU und Polyamid-Monofilamente werden als solche nach Herstellungsverfahren hergestellt, die generell aus dem Stand der Technik bekannt sind.
    Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kombinationsgarns von Filamenten, hergestellt aus Polyamid und solchen aus thermoplastischen Polyurethanen, bei denen Polyamid und thermoplastische Polyurethan-Monofilamente einer Zwirnmaschine bei einer Geschwindigkeit von 5 bis 50 m/min. zugeliefert werden und dann bei einer Spannung von wenigstens 0,1 cN/tex, bevorzugt 0,2 bis 4 cN/tex, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,8 cN/tex verzwirnt werden, wobei sich die Spannung auf die TPU-Monofilamente bezieht.
    In einem bevorzugten Verfahren bestehen die Polyamid-Monofilamente aus Polyamid 4.6, Polyamid 6, Polyamid 6.6, Polyamid 6.12, Polyamid 6.10, Polyamid 11 und Polyamid 12 oder ausgewählten Copolymeren oder Mischungen dieser Polyamide.
    In einem weiteren, besonders bevorzugten Verfahren werden die TPU-Monofilamente mit einer definierten Zuführungsspannung dem Zulieferaggregat einer Zwirnmaschine zugeführt und dann mit dem Polyamid-Filamenten verzwirnt.
    Ein weiteres bevorzugtes Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Zuführspannung der TPU-Monofilamente mittels einer zusätzlichen TPU-Liefereinheit hergestellt wird, wobei die TPU-Liefereinheit eine geringere Liefergeschwindigkeit als die PA Monofil-Liefereinheit hat.
    Die nachfolgenden Beispiele illustrieren die Vorteile der Erfindung in Bezug auf die Kombinationsgarne ohne Einschränkung der Erfindung als solche.
    Beispiele Beschreibung des Zwirnvorgangs
    Zwirncharakteristik:
  • Der Vorzwirn der Monofilamente besteht aus wenigstens einem TPU-Monofilament und wenigstens einem Polyamid-Monofilament und/oder einem Polyamid-Multifilament. Wenigstens zwei dieser Vorzwirne werden zusammen verzwirnt, um das gezwirnte Garn (Auszwirnen) zu bilden, das beim Weben verarbeitet wird.
  • Herstellung eines gezwirnten PA/TPU-Kombinationsgarns:
  • Die TPU-Monofilamente müssen mit einer definierten Zulieferspannung zu der Liefereinheit der Zwirnmaschine zugeführt werden und werden dann mit dem Polyamid-Monofilamenten in die Zwirnmaschine geliefert und verzwirnt. TPU-Monofil wird produziert und PA Monofil wird von einer Garnrolle entnommen.
  • Beide Monofile werden einer gemeinsamen Spule zugeführt, wobei die Wickelgeschwindigkeit durch die Zuliefergeschwindigkeigt des PA Monofils gegeben ist. Da das TPU Monofil mit geringerer Geschwindigkeit zugeliefert wird, erhält es gegenüber dem PA Monofil eine gewisse Zuführspannung.
  • Für die Herstellung des anfänglichen Vorzwirns und die nachfolgenden Zwirnschritte wurde eine Zwirnmaschine vom Typ Alma Saurer AZB-T verwendet.

    • Claims (13)

    1. Basisgewebe insbesondere zur Verwendung als Bespannung für Papiermaschinen oder als Textil für andere industrielle Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisgewebe mindestens ein Kombinationsgarn aus Filamenten, hergestellt aus Polyamid und thermoplastischen Polyurethanen umfasst.
    2. Basisgewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid ausgewählt ist aus der Reihe Polyamid 4.6, Polyamid 6, Polyamid 6.6, Polyamid 6.12, Polyamid 6.10, Polyamid 11, Polyamid 12, Copolyamiden der vorgenannten Polyamide oder ausgewählten Mischungen dieser Polyamide.
    3. Basisgewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kombinationsgarn aus glatten (unverzwirnten) Filamenten von Polyamid und thermoplastischen Polyurethanen aufgebaut ist.
    4. Basisgewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kombinationsgarn aus wenigstens einem verzwirnten Filament-Anteil von Polyamid oder thermoplastischen Polyurethan-Filamenten hergestellt ist.
    5. Basisgewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kombinationsgarn eine Kombination von 1 bis 10.000 Monofilamenten von Polyamid und 20 bis 1 Monofilamenten von thermoplastischem Polyurethan aufweist.
    6. Basisgewebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kombinationsgarn eine Kombination von 1 bis 20 Monofilamenten aus Polyamid und 20 bis 1 Monofilamenten aus thermoplastischem Polyurethan aufweist.
    7. Basisgewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Monofilamente in dem Kombinationsgarn einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,05 bis 2 mm aufweisen.
    8. Verfahren zur Herstellung von Kombinations-Garn aus Filamenten, hergestellt aus Polyamid und thermoplastischen Polyurethanen, dadurch gekennzeichnet, dass Polyamid und thermoplastische Polyurethan-Monofilamente eine Geschwindigkeit von 5 bis 50 m/min einer Zwirnmaschine zugeführt werden und dann miteinander verzwirnt werden bei einer Spannung der TPU-Monofilamente von wenigstens 0,1 cN/tex, bevorzugt 0,2 bis 4 cN/tex, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,8 cN/tex.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyamid-Monofilamente hergestellt sind auf Basis von Polyamid 4.6, Polyamid 6, Polyamid 6.6, Polyamid 6.12, Polyamid 6.10, Polyamid 11 und Polyamid 12 oder ausgewählten Mischungen oder Copolyamiden dieser Polyamide.
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die TPU-Monofilamente der Zwirnmaschine mit der definierten Zulieferspannung der Zuliefereinheit der Zwirnmaschine zugeliefert werden und dann mit den Polyamidfilamenten verzwirnt werden.
    11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Zuführspannung der TPU-Monofilamente mit Hilfe einer zusätzlichen TPU-Liefereinheit erzeugt wird, wobei die TPU-Liefereinheit eine geringere Liefergeschwindigkeit als die PA-Monofil-Liefereinheit.
    12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Lieferspannung der TPU-Monofilamente durch den spannungskontrollierten Rollenabzug der Filamente von der TPU-Spule erzeugt wird.
    13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Lieferspannung der TPU-Monofilamente durch eine gemeinsame parallele Wicklung der TPU-Monofilamente zusammen mit den Polyamid-Monofilamenten auf eine Spule erzeugt wird, die als Lieferspule für die Zwirnmaschine dient.
    EP04022743A 2003-10-06 2004-09-24 Kombinationszwirne für Papiermaschinenfilze und Verfahren zu ihrer Herstellung Withdrawn EP1536059A3 (de)

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    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    GB2425542A (en) * 2005-04-26 2006-11-01 Autoliv Dev A webbing belt
    CA2748585C (en) 2008-12-31 2017-02-14 Basf Se Article comprising thermoplastic polyurethane and polyamide 6/66 copolymer
    US20100199406A1 (en) 2009-02-06 2010-08-12 Nike, Inc. Thermoplastic Non-Woven Textile Elements
    US20130255103A1 (en) 2012-04-03 2013-10-03 Nike, Inc. Apparel And Other Products Incorporating A Thermoplastic Polymer Material
    US20130260104A1 (en) * 2012-04-03 2013-10-03 Nike, Inc. Yarns, Threads, And Textiles Incorporating A Thermoplastic Polymer Material
    PL2859044T3 (pl) 2012-06-12 2018-05-30 Basf Se Termoplastyczna kompozycja poliuretanowa
    CN105544059A (zh) * 2015-12-03 2016-05-04 太仓圣丹绒服装有限公司 一种用于工业的面料
    DE102016107811A1 (de) * 2016-04-27 2017-11-02 AstenJohnson PGmbH Industrielles Gewebe, insbesondere Transportband
    CN106192123B (zh) * 2016-08-31 2018-05-15 艾艾精密工业输送系统（上海）股份有限公司 一种输送带用高弹工业布及其制备方法
    CN114451628B (zh) 2019-08-02 2024-08-27 耐克创新有限合伙公司 用于鞋类物品的鞋外底
    CN114729480B (zh) 2019-11-18 2025-01-03 耐克创新有限合伙公司 具有泡沫表面特征的针织部件
    DE202021101509U1 (de) * 2021-03-23 2021-07-06 Heimbach Gmbh Industrielles Textil und Verwendung

    Family Cites Families (3)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US4350731A (en) * 1981-06-08 1982-09-21 Albany International Corp. Novel yarn and fabric formed therefrom
    WO2000051801A1 (en) * 1999-03-01 2000-09-08 Geschmay Corp. Transfer fabric
    US20040127127A1 (en) * 2002-12-30 2004-07-01 Dana Eagles Bicomponent monofilament

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