JP2022151792A - 工業用テキスタイルおよびその使用 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた製品特性を特徴とし、同時に、その持続可能な生産と持続可能な使用という要件を満たす工業用テキスタイルを提供する。【解決手段】２，５－フランジカルボン酸を使用して製造された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的になる工業用テキスタイル、特に抄紙用具１、プロセスベルトまたはコンベヤベルトを提供する。【選択図】図１
Description
本発明は、工業用テキスタイル、特に、例えば食品または木材産業用の抄紙機用布またはプロセスベルトもしくはコンベヤベルトに関する。さらに、本発明は、２，５－フランジカルボン酸を用いて製造された少なくとも１つのバイオポリマーの使用に関する。
工業用テキスタイルは様々な産業部門で使用されている。
工業用テキスタイルの一例は、コンベヤベルトなどのプロセスベルトである。このような工業用ベルトは、物品を搬送、供給、載置および／またはスタックするために様々な機械で使用される。このようなベルトは、装着されると、エンドレスの形状になり、例えば、機械のローラコンベヤを包含する。コンベヤベルトは、例えば、特許文献１および先行技術に関してそこに引用された文献から明らかになる。特許文献１から従来知られているコンベヤベルトは、担体と、例えば、少なくとも１つのポリマーを含むかまたはそれからなるコーティング材料から作製されたコーティングストリップとを有する。担体は、例えば、スパイラルリンクベルトまたは織布もしくは編布または不織布層であってもよい。
工業用テキスタイルが使用される別の分野は、製紙である。ここでは、抄紙用具（ｐａｐｅｒ ｍａｃｈｉｎｅ ｃｌｏｔｈｉｎｇ）を装着した抄紙機が使用される。抄紙機用ベルトとも呼ばれるこのベルトは、通常、長さと幅の大きなエンドレスのテキスタイル製品、あるいは縫い目によってエンドレスになったもので、その構造と素材の選択は、抄紙機の特定の要件に適応している。抄紙用具は、抄紙機内を循環し、抄紙機を通過する際に抄紙機内で形成される紙ウェブを支持し、それによって脱水プロセスを可能にし、促進する。
抄紙用具は、使用される場所によって、フォーミングファブリック、プレスフェルト、ドライヤーファブリックの３種類に大別される。抄紙機の最初の部分であるフォーミングセクションでは、通常、単層または多層ファブリックが使用され、その上に、紙ウェブが形成されるように紙パルプが塗布される。脱水は、重力の影響下で、およびフォーミングファブリックを通して吸引ボックスによって加えられる負圧の効果によって行われる。したがって、フォーミングファブリックは、一方では非常に透過性でなければならず、他方ではその外側に良好な繊維保持性を有していなければならない。抄紙機の後続セクションであるプレスセクションでは、紙ウェブはプレスフェルトによって引き取られ、ロールプレスを通過し、そこで紙ウェブにまだ含まれている液体がプレス圧力下で押し出され、プレスフェルトを強制的に通されることになる。プレスフェルトは通常、糸システムの形態の担体を有し、そこに１つまたは複数の繊維層が、特に圧力と熱の下でニードル加工、接着、溶着、ラミネート加工されて設けられる。糸システムは、例えば、織物、編物、不織糸層またはスパイラルリンクバンドであり得る。このような糸システムの組合せも公知である。プレスセクションの後にドライヤーセクションが続き、ここで紙ウェブはドライヤーファブリックに移され、ドライヤーファブリックは紙ウェブを熱ロール上にガイドする。ここで、脱水は熱的に行われる。ドライヤーファブリックは、通常、オープンメッシュ、またはスパイラルリンクベルトやリングリンクベルトなどのリンクベルトからなる（タイプについて：特許文献２、特許文献３、および特許文献４）。さらに、抄紙用具の他の形態、例えば、いわゆるシュープレスベルトがあり、これは、例えば、織布または不織布層からなるバッキングと、それに適用された不透過性ポリマー層とから作製される。
過去においては、そのような抄紙機用ベルトの糸システムはウールまたは綿で作られていた。しかしながら、それらの機械的特性は非常に限定されていたので、抄紙機のさらなる発展に追いつくことができなかった。したがって、数十年の間、抄紙機用テープはもっぱら化石原料をベースとするプラスチック、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン等から製造されてきた。抄紙機において極端な機械的、熱的および／または化学的な運転条件にさらされる抄紙用具は一般に数週間の耐用期間しかなく、その後新しい用具と交換しなければならないので、使用されるそのようなプラスチックの量はかなり多い。
工業用テキスタイルの製造のためのポリマープラスチックに使用される化石原料、特に鉱油などの石油化学原料は、枯渇している。燃料の生産において鉱油はまだ代替できないため、鉱油資源を可能な限り節約し、まだ必要な用途のために確保することが一般的に求められている。
さらに、特に植物から得られる再生可能な原料に依存することによって、特に、いわゆる「ＣＯ２排出量」を減少させることによって、エコロジカル・フットプリントを最小化することに焦点を当てることがさらにより重要となる。藻類を含む植物と一部の細菌は、光合成という生化学的プロセスを介してそれらの存在の過程で二酸化炭素（ＣＯ２）から酸素（Ｏ２）を生成し、地球大気の酸素循環の最も重要な駆動源となっている。
したがって、化石原料を、より生態学的に適合性のある代替材料で置き換える努力がなされている。
特許文献５より、タイヤ製造のための再生可能な原料に基づくポリエチレン２，５－フランジカルボキシレート原糸およびこの原糸を用いたタイヤが得られる。
特許文献６は、糸の一部または全部が部分的にまたは全体的にバイオプラスチック、特に１つまたは複数の再生可能な原料、特に植物性原料を用いて製造されるバイオプラスチックからなることを特徴とする抄紙用具を示している。このようなプラスチックを用いることにより、化石資源の保全に寄与している。また、バイオプラスチックは埋め立ての問題が少なく、それらの材料は再使用のために大部分回収することができる。
バイオプラスチックを含むまたはバイオプラスチックからなる従来公知の抄紙用具は、原理的に証明されている。しかしながら、代替的な省資源材料から作製された工業用テキスタイルが依然として必要とされている。
したがって、本発明の課題は、優れた製品特性を特徴とし、同時に環境、すなわち我々の生活空間を尊重し慎重に扱うという側面から、その持続可能な生産と持続可能な使用という要件を満たす工業用テキスタイルを規定することである。
この課題は、２，５－フランジカルボン酸を使用して製造された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的になる工業用テキスタイル、特に抄紙用具またはプロセスベルトもしくはコンベヤベルトによって解決される。
本出願人は、バイオモノマー２，５－フランジカルボン酸に基づいて高品質のバイオポリマーを得ることができることを確立しており、このバイオポリマーは、工業用テキスタイル、例えば抄紙用具およびプロセスベルトまたはコンベヤベルトに特に適した材料であり、様々な利点を併せ持つ。２，５－フランジカルボン酸に基づいて得られるバイオポリマーは、熱可塑性であり、１００％リサイクル可能であり、焼却に対してＣＯ２ニュートラルである。
２，５－フランジカルボン酸から製造される１つまたは複数のバイオポリマーは、工業用テキスタイルにおいて、特に、化石、石油化学原料から製造される従来のポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の代替物として使用することができる。これは、例えば、コンベヤベルトまたは抄紙用具、特に織物の形成および乾燥の場合である。本発明によれば、化石原料に基づく成分を、優れた特性を有する再生可能な原料から製造されたものに置き換えることができるので、高度の持続可能性が、同時に最適な品質で達成される。
本発明において使用される２，５－フランジカルボン酸に基づくバイオポリマーは、生分解性および非生分解性の両方であり得る。
バイオポリマーは、特に、バイオベースもしくは生分解性、またはバイオベースおよび生分解性の両方であるポリマーを意味すると理解される。
言い換えれば、「バイオポリマー」という総称は、２つのグループに分けることができる。第１のグループは、バイオベースのバイオポリマー、すなわち天然ポリマーまたは少なくとも部分的に生物起源の（再生可能な）原料から製造されたポリマーを含み、これは生分解性ポリマーおよび非生分解性ポリマーの両方を含み得る。第２のグループは、生分解性バイオポリマーを含み、これは、バイオベースのポリマーおよび石油化学ベースのポリマーの両方を含み得る。
本発明に従って使用されるバイオポリマーまたはポリマーは、バイオプラスチックであり得る。これは、それらが合成的に製造された場合である。
特に、バイオベースバイオポリマーから、好ましくは生分解性バイオベースバイオポリマーから作製されたバイオプラスチックが、本発明の文脈において使用される。
本文脈における生分解性とは、特に好気性生分解性を意味する。
特に、それは、規格ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １４８５１および／または規格ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １４８５２および／または、規格ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １４８５５－１および／または規格ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １７５５６の意味における生分解性として理解されるべきである。
好気性生分解の定義は、これらの規格のセクション３．１に記載されている。これは、「酸素の存在下での微生物による有機化合物の二酸化炭素、水および存在する任意の他の元素のミネラル塩（ミネラル化）ならびに新しいバイオマスへの分解」として具体的に定義される。この場合、生分解性には、特にこの種の好気性生分解も含まれる。
ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １４８５１（２０１９年７月）は、とりわけ、水性媒体におけるプラスチック材料の完全好気性生分解度の求め方－閉鎖呼吸計で酸素要求量を測定することによる方法に関する。
ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １４８５２（２０１８年１２月）は、とりわけ、放出された二酸化炭素の分析による、水性媒体プロセスにおけるプラスチック材料の完全好気性生分解度の求め方を扱う。
ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １４８５５－１（２０１３年４月）は、とりわけ、放出された二酸化炭素の分析による、制御された堆肥化プロセスの条件下でのプラスチック材料の完全好気性生分解度の求め方に関する。
ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １４８５５－１において、「堆肥化」および「分解」という用語は、３．２および３．３でも説明されている。したがって、堆肥化は、堆肥を製造するための好気性プロセスとして理解されるべきである。堆肥は、主に植物残渣からなり、場合によっては他の有機物と混合され、限られたミネラル含有量を有する混合物の生分解によって生成される有機土壌改良材である。さらに、パラグラフ３．３によれば、分解とは、物質を非常に小さな断片に物理的に破壊することである。
ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １７５５６（２０１９年９月）は、プラスチックと、呼吸計での酸素要求量または発生する二酸化炭素の量を測定することによる土壌中のプラスチック材料の完全好気性生分解度の求め方を対象としている。
嫌気性生分解の説明または定義は、例えば、２つの規格ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １４８５３およびＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １５９８５において、両方とも項目３．１に記載されている。そこでは、「３．１ 完全嫌気性生分解」という見出しの下に、酸素排除下での微生物による有機化合物の分解であって、それによって二酸化炭素、メタン、水および他の含有元素のミネラル塩（ミネラル化）ならびに新しいバイオマスが形成されることが述べられている。
ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １４８５３（２０１８年２月）は、プラスチックと、水性媒体中でのプラスチック材料の完全嫌気性生分解度の求め方－バイオガス発生の分析を使用した方法に関する。
ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １４８５３では、３．２で一次嫌気性生分解も区別されている。これによれば、特殊な性質の喪失を引き起こすのは、微生物による化合物の構造変化（変質）である。
ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ １５９８５（２０１８年２月）は、プラスチックと、嫌気性高固形分消化条件下での完全嫌気性生分解度の求め方－放出されたバイオガスの分析を使用する方法に関する。
ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）は、２，５－フランジカルボン酸を用いて製造される特に好適なバイオポリマーであることが証明されている。したがって、有利なさらなる展開において、２，５－フランジカルボン酸を用いて製造されるバイオポリマーまたは少なくとも１つのバイオポリマーが、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）（ポリエチレン２，５－フランジカルボキシレートまたはポリエチレンフランジカルボキシレートまたはポリエチレンジカルボキシフラノエートとも称される）および／またはそのコポリマーであることを提供するものである。
２，５－フランジカルボン酸およびそれに基づくバイオポリマー、例えばＰＥＦを得るための様々な方法が知られている。
例えば、糖［Ｃ６Ｈ１２Ｏ６］、グリコースまたはフルクトースから、中間体５－ヒドロキシメチルフルフラール（ＨＭＦ）［Ｃ６Ｈ６Ｏ３］（５－（ヒドロキシメチル）－２－フルアルデヒド、５－オキシメチルフルフロール、５－（ヒドロキシメチル）－フルフロール（ｈｉｓｔ．）を脱水素（－３Ｈ２Ｏ）により得ることができ、これから２，５－フランジカルボン酸（ＦＤＣＡ）［Ｃ６Ｈ４Ｏ５］を酸化（＋Ｏ２）することにより得ることができる。ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）［［Ｃ８Ｈ６Ｏ５］ｎ］は、２，５－フランジカルボン酸から、例えば、モノエチレングリコール（ＭＥＧ）［Ｃ２Ｈ６Ｏ２］を添加した重縮合によって得ることができる。
特に望ましくない副生成物を生じず、生成物の着色を防止する、比較的エネルギー効率の良い重合方法も知られている。これは、予備重合によってジメチルフランジカルボキシレートとエチレングリコールからオリゴマー（ＭＷ＜５ｋｇ／ｍｏｌ）を得ることを含む。解重合により、これらのオリゴマーおよび高沸点溶媒から、２個以上の繰り返し単位を有する環状オリゴマーが得られる。開環重合により、数分以内に環を移動させることによってポリマー（ＭＷ＞５ｋｇ／ｍｏｌ）が得られる。
２，５－フランジカルボン酸（ＦＤＣＡ）とエチレングリコール（ＭＥＧ）とからの芳香族ポリエステルとして、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）と化学的に同等である。従来のポリエステルの製造におけるテレフタル酸（ＰＴＡ）を２，５－フランジカルボン酸（ＦＤＣＡ）で置き換えて、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）を合成することが可能である。
ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）よりもいくつかの利点を有する。それは、再生可能な植物ベースの原料に由来することができ、リサイクル可能であるため、ＰＥＴよりも５０％～７０％低いカーボンフットプリントを有する。それは、工業的堆肥化条件下でＰＥＴよりも速い速度で分解することができる。さらに、Ｏ２、ＣＯ２およびＨ２Ｏに対するＰＥＦのバリア特性は、ＰＥＴのバリア特性よりも数倍高い。機械的特性に関して、ＰＥＦは、ＰＥＴと比較してより高いヤング率Ｅおよび引張強度を有する。それはまた、比較的低い重量および密度を有する。熱特性に関しては、ＰＥＴよりも高いガラス転移温度、低い融点、および熱固定なしでのより高い熱安定性を特徴とする。さらに、添加物も少なくて済む。
ＰＥＦの代わりにまたはそれに加えて、ポリエステルおよび／またはポリアミド（ＰＡ）および／またはポリウレタン（ＰＵ）および／またはそれらのコポリマーも可能である。したがって、さらなる実施形態は、２，５－フランジカルボン酸（ＦＤＣＡ）から製造されたバイオポリマーまたは少なくとも１つのバイオポリマーが、ポリエステルおよび／またはポリアミド（ＰＡ）および／またはポリウレタン（ＰＵ）および／またはポリエステルのコポリマーおよび／またはポリアミド（ＰＡ）のコポリマーおよび／またはポリウレタン（ＰＵ）のコポリマーであることを特徴とする。
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）に類似して、フラノエート間の鎖がより長いポリエステルもまた、ＦＤＣＡ系バイオポリマーとみなすことができる。
特に好ましくは、本発明に従って使用される２，５－フランジカルボン酸を使用して製造される少なくとも１つのバイオポリマーはさらに、１００％バイオベースのバイオポリマー、例えば１００％バイオベースのＰＥＦである。ＤＩＮ ＥＮ １７２２８－２０１９年６月（プラスチック－バイオベースのポリマー、プラスチック、およびプラスチック製品－定義、特性、およびコミュニケーション）、セクション３．２によれば、バイオベースのポリマーは、全体的または部分的にバイオマスに由来するポリマーであり、セクション３．８ではバイオマスは、化石および／または地質学的供給源からの材料を除いて、生物学的起源の材料として定義される。
２，５－フランジカルボン酸は、好ましくは、１つまたは複数の再生可能な、特に植物性原料、好ましくはトウモロコシ、コムギ、ジャガイモまたはタピオカの単糖（単糖類）から製造されたものである。
本発明による工業用テキスタイルは、モノフィラメントを含むことができる。そして、モノフィラメントの一部または全部が、２，５－フランジカルボン酸から製造された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的になる場合、非常に有利であることが証明されている。従来の工業用テキスタイルでは、モノフィラメントは通常、ポリマー、例えば、従来の化石石油化学原料から製造されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステルから作製される。この実施形態によれば、２，５－フランジカルボン酸から製造された１つまたは複数のバイオポリマーは、そのような従来のポリマーの代替物として工業用テキスタイルにおいて使用することができ、非常に好ましくは、モノフィラメントの形態で、例えば、織布および／または不織布層および／または編布および／またはスパイラルリンクバンドなどのために紡糸することができる。
本発明による工業用テキスタイルは、モノフィラメントまたはモノフィラメント撚糸および／またはマルチフィラメントまたはマルチフィラメント撚糸および／または短繊維糸および／または多成分糸の形態の繊維および／または糸を含むことも可能である。そして、繊維の一部もしくは全部および／または糸の一部もしくは全部が、２，５－フランジカルボン酸を使用して調製された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的に作製されることがさらに好ましい。
別の実施形態は、工業用テキスタイルが、糸を有する糸システムを含むか、またはそれからなることを特徴とする。そして、糸の一部または全部が、２，５－フランジカルボン酸を使用して製造された少なくとも１つのバイオポリマーからなることが好ましい。
糸システムが存在する場合、それは、１つまたは複数の織布、編布、不織布層、スパイラルリンクバンド、および／またはそれらの組み合わせを形成し得る。そして、糸システムの糸のいくつかまたはすべては、モノフィラメントまたはモノフィラメント撚糸および／またはマルチフィラメントまたはマルチフィラメント撚糸および／または短繊維糸および／または多成分糸であってもよい。そして、好ましくは、モノフィラメントもしくはモノフィラメント撚糸および／またはマルチフィラメントもしくはマルチフィラメント撚糸および／または短繊維糸および／または多成分糸として形成された糸の一部または全部は、２，５－フランジカルボン酸を使用して製造された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的になる。
フィラメントシステムはまた、複数の層を有してもよく、その場合、少なくとも１つの層は、２，５－フランジカルボン酸を使用して調製された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的に作製されたフィラメントを含むか、またはそれからなってもよい。
別の実施形態は、工業用テキスタイルにコーティングが施されていることを特徴とし、好ましくは、コーティングは、２，５－フランジカルボン酸を使用して調製された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的に構成されている。
工業用テキスタイルはまた、繊維層を備えていてもよい。その場合、繊維層は、２，５－フランジカルボン酸を用いて製造された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的になっていてもよい。
換言すれば、本発明により提供される少なくとも１つのバイオポリマーは、工業用テキスタイルのコーティングおよび／または不織布層に適していることも示されている。
工業用テキスタイルは、２，５－フランジカルボン酸を使用して製造された１つまたは複数のバイオポリマーから全体的になることが可能である。あるいは、それはまた、１つまたは複数のそのようなバイオポリマーおよび追加的に他の材料を含んでもよく、それらはまた、再生可能な、特に植物ベースの原料に由来するものおよび化石ベースの原料に由来するものの両方である。例えば、少なくとも１つのバイオポリマーは、従来の鉱油ベースのプラスチックと組み合わせおよび／またはブレンドして、例えば化合物および／またはブレンドを形成することもできる。
工業用テキスタイルの少なくとも５０重量％、特に少なくとも７０重量％、好ましくは少なくとも９０重量％、特に好ましくは１００重量％が、２，５－フランジカルボン酸から製造される少なくとも１つのバイオポリマーを使用して作製される場合、特に好適であることが証明されている。
本発明による工業用テキスタイルがＦＤＣＡベースのバイオポリマーから全体的になるわけではない場合、他の、好ましくはより小さいポリマー部分は、
－ 生分解性の天然またはバイオベースのバイオポリマー［デンプンおよび／またはセルロースおよび／またはリグニンおよび／またはキチンおよび／またはキトサンおよび／またはポリ乳酸（ＰＬＡ）および／またはポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）および／またはポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）および／またはポリエチレン－コ－イソソルビド－テレフタレートポリマー（ＰＥＩＴ）および／またはコポリマー］、および／または
－ 非生分解性のバイオベースのバイオポリマー（バイオベースのセバシン酸を使用したポリアミド６．１０）、および／または
－ 生分解性の石油化学ベースのバイオポリマー、および／または
－ 非生分解性の石油化学ベースのポリマー［ポリアミド（ＰＡ）および／またはポリエステル、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）および／またはポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）および／またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）および／またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）および／またはポリエチレン（ＰＥ）および／またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）および／またはポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）および／またはポリウレタン（ＰＵ）および／またはコポリマー］
を含むことができ、またはそれによって与えられることが可能である。
－ 生分解性の天然またはバイオベースのバイオポリマー［デンプンおよび／またはセルロースおよび／またはリグニンおよび／またはキチンおよび／またはキトサンおよび／またはポリ乳酸（ＰＬＡ）および／またはポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）および／またはポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）および／またはポリエチレン－コ－イソソルビド－テレフタレートポリマー（ＰＥＩＴ）および／またはコポリマー］、および／または
－ 非生分解性のバイオベースのバイオポリマー（バイオベースのセバシン酸を使用したポリアミド６．１０）、および／または
－ 生分解性の石油化学ベースのバイオポリマー、および／または
－ 非生分解性の石油化学ベースのポリマー［ポリアミド（ＰＡ）および／またはポリエステル、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）および／またはポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）および／またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）および／またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）および／またはポリエチレン（ＰＥ）および／またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）および／またはポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）および／またはポリウレタン（ＰＵ）および／またはコポリマー］
を含むことができ、またはそれによって与えられることが可能である。
工業用テキスタイルは、抄紙機用のフォーミングまたはドライファブリックとして設計されることがさらに好ましい。フォーミングまたはドライファブリックにおけるＦＤＣＡベースのバイオポリマーの好ましい使用は、ＰＥＦバイオポリマーが、これまで従来のフォーミングおよびドライファブリックにおいて好ましい材料であった従来のポリエステルＰＥＴと化学的に類似していることに基づいている。ＰＥＦの類似の化学構造により、ＰＥＴのものに匹敵するＰＥＦの機械的特性、特に高い弾性率が得られる。その利点は、主に、再生可能な原料から、すなわち持続的に製造することができるバイオポリマーの使用にある。
あるいは、本発明による工業用テキスタイルは、プレスフェルト、トランスファーベルトまたは抄紙用具のための担体であってもよい。また、他のプロセスベルトまたはコンベヤベルトが本発明に従って設計されることを提供することも可能である。
また、本発明の目的は、２，５－フランジカルボン酸に基づいて製造された少なくとも１つのバイオポリマーを、工業用テキスタイル、特に抄紙用具またはプロセスベルトもしくはコンベヤベルトの製造のために使用することである。抄紙用具の場合、それはフォーミングまたはドライヤーファブリックであることが特に好ましい。
本発明の実施形態に関しては、従属請求項および添付図面を参照した実施形態の以下の説明も参照されたい。
図面は次のことを示す。
フォーミングファブリックとして設計された本発明による工業用テキスタイルの第１の例を純粋に概略的な断面図で示したものである。
プレスフェルトとして設計された本発明による工業用テキスタイルの第２の実施形態を純粋に概略的な分解斜視図で示したものである。
ドライヤーファブリックまたはコンベヤベルトとして、あるいは、例えば抄紙用具またはコンベヤベルトのための担体として設計された本発明による工業用テキスタイルの第３の実施形態を純粋に概略的な断面図で示したものである。
ドライヤーファブリックまたはコンベヤベルトとして、あるいは、例えば抄紙用具またはコンベヤベルトのための担体として設計された本発明による工業用テキスタイルの第４の実施形態を純粋に概略的な上面図で示したものである。
例えば抄紙用具またはコンベヤベルトのための担体として設計された工業用テキスタイルの第５の実施形態を純粋に概略図で示したものである。
図１～図５は、本発明による工業用テキスタイルのいくつかの実施形態を純粋に概略的な表現で示しており、各図にはそれぞれのテキスタイルの１つのセクションのみが示されている。図中、同一または対応する構成要素には、それぞれ同一の参照符号が付されている。
５つの実施形態はいずれも、２，５－フランジカルボン酸から製造される少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的になるということを共通に有する。好ましくは、少なくとも１つのバイオポリマーは、１００％バイオベースであり、生分解性である。
図１は、第１のファブリック層２と第２のファブリック層３を備えた抄紙用具１として設計された工業用テキスタイルを示す。２つのファブリック層２、３は、一方が他方の上に置かれる。第１のファブリック層２の外側は抄紙用具１の紙側４を形成し、第２のファブリック層３の外側は抄紙用具１の機械側５を形成する。２つのファブリック層は、抄紙用具１の意図された走行方向に延在し、経糸を形成する縦糸６、７と、それに対して横方向に延在する、例えば８、９、１０で示される横糸とを、既知の方法で含む。抄紙用具１は、固有の紙側単一結合糸９を介して接続された紙側および機械側ファブリック層２、３を有する多層扁平ファブリックとして形成されると言うこともできる。
例えば、縦糸６の一部または全部および／または縦糸７の一部または全部および／または横糸８の一部または全部および／または横糸９の一部または全部および／または横糸１０の一部または全部がそれぞれ、２，５－フランジカルボン酸から製造された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的になっていてもよい。モノフィラメントに紡糸されたポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）は、特に適切なバイオポリマーであることが証明されている。
図２は、抄紙機用のプレスフェルトとして形成された、本発明による工業用テキスタイルの第２の実施形態の断面を示す。これは、例えば、グラフィックペーパーの製造や、ティッシュ分野における紙ウェブの脱水に特に適している。プレスフェルト１１は、担体不織布１２と、担体不織布１２の紙側に設けられ、溶融繊維接着剤層１３によって接着された不織布層１４と、不織布層１４の紙側に設けられた担体ファブリックの形態の担体１５と、担体不織布１５の紙側に設けられたカードされた短繊維不織布１６とを含む。このようにして積層されたプレスフェルト層はニードリングによって互いに結合される。
この実施形態の例では、プレスフェルト１１の層１２～１６のうちの１つまたは複数またはすべてが、それぞれ、２，５－フランジカルボン酸、特に２，５－フランジカルボン酸ベースのポリアミドを使用して調製された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的に作製され得ることは事実である。例えば、不織布層１４の糸１４ａのすべてまたは一部、および／または担体１５の糸１５ａのすべてまたは一部が、そのようなバイオポリマーで作製されてもよい。
同様に、担体不織布１２および／または溶融繊維接着剤層１３および／または短繊維不織布１６は、それぞれ部分的にまたは全体的にそのようなバイオポリマーから作製することができる。
図３は、抄紙機用のドライヤーファブリックとして設計された、本発明による工業用テキスタイル１７の第３の実施形態の断面を通る縦断面図を示す。これは、縦糸１９および横糸２０を有する織物として形成された糸システム１８を含む。図から分かるように、それは平織りの単層平織物である。ファブリックは機械側にコーティング２１を備えている。
この実施形態の例では、縦糸１９の一部または全部および／または横糸２０の一部または全部はそれぞれ、２，５－フランジカルボン酸、特にＰＥＦを使用して製造された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的に作製され得る。代替的または追加的に、コーティング２１は、少なくとも１つのそのようなバイオポリマーから部分的にまたは全体的に作製され得る。
図４は、ドライヤーファブリックとして、またはコンベヤベルトとして形成されるか、あるいはまた抄紙用具またはコンベヤベルトや他のプロセスベルトのための支持体を形成する工業用テキスタイル２２の別の実施形態を示す。
テキスタイル２２は、複数の平坦なスパイラル２４、２５、２６、２７を有するスパイラルリンクバンド２３を備え、これらのスパイラルは、ドライヤーファブリックまたはコンベヤベルトの意図された走行方向に対して横方向に縁部から縁部まで延在する。一例として２８で示されるそれらの頭部湾曲部を用いて、それらは、連結ワイヤ２９、３０、３１を挿入するためのチャネルがそれぞれの場合に形成されるように互いに重なり合い、それを介して個々のスパイラル２４、２５、２６、２７がヒンジ状に互いに連結される。
平坦なフィラーワイヤ３２は、スパイラル２４、２５、２６、２７の直線状の巻き脚部によって形成されたキャビティに挿入され、ここではそのうちの１つのみが示されている。これらのフィラーワイヤ３２は、特定の用途に従ってスパイラルリンクバンド２３の透過性を調整するために使用することができる。これらは省略することもできる。
スパイラルリンクバンド２３は、２，５－フランジカルボン酸、特にＰＥＦから作製された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的になる。これに関して、スパイラル２４、２５、２６、２７の一部または全部、および／または連結ワイヤ２９、３０、３１の一部または全部、および／またはフィラーワイヤ３２の一部または全部は、存在する場合、２，５－フランジカルボン酸ベースのバイオポリマーを含むか、またはそれからなってもよい。
最後に、図５は、本発明による工業用テキスタイル３３の第５の実施形態を示し、これは、特に、抄紙用具、または抄紙用具用もしくはプロセスベルトやコンベヤベルト用の支持体を形成することができる。
テキスタイル３３は、多成分糸３５として形成された立糸と、多成分糸３５を取り囲むステッチ糸３６、特に経編ステッチ糸とを含む縦糸３４を含む。縦糸３４の立糸の各多成分糸３５は、この場合、３つの単糸を含み、これらは、例示として、３７、３８、および３９として概略図で示される。この場合、単糸３７、３８、３９は、モノフィラメント３７、短繊維糸３８およびマルチフィラメント３９であり、これは例としてのみ理解されるべきである。縦糸３４のステッチ糸３６は、モノフィラメントから形成されている。上記構成の縦糸３４に加えて、テキスタイル３３はさらに、モノフィラメントのマガジン緯糸によって提供される横糸４０を含む。
また、第５の実施形態例では、糸３４、４０の一部または全部は、それぞれ部分的にまたは全体的に、２，５－フランジカルボン酸を使用して作製された少なくとも１つのバイオポリマー、特にＰＥＦで作製される。
図５は１つの層のみを示しているが、もちろん、この層に加えて、同じまたは異なる設計の他の層が存在することも可能であり、この場合、複数の層は、機械的に、好ましくはニードリングによって、または材料的に接着、溶接もしくは融着によって互いに接合されることに留意されたい。
さらに、工業用テキスタイル１、１１、１７、２２、３３が、２，５－フランジカルボン酸を使用して製造されたバイオベースのバイオポリマーを最大限に、特に１００％含む場合、特に持続可能であることに留意すべきである。工業用テキスタイル１、１１、１７、２２、３３が、少なくとも５０重量％、特に少なくとも７０重量％、好ましくは少なくとも９０重量％、特に好ましくは１００重量％の、２，５－フランジカルボン酸を使用して製造された少なくとも１つのバイオポリマーからなる場合、特に好適であることが示されている。
工業用テキスタイルがＦＤＣＡベースのバイオポリマーから全体的になるわけではない場合、他の、好ましくはより小さいポリマー部分は、
－ 生分解性の天然またはバイオベースのバイオポリマー［デンプンおよび／またはセルロースおよび／またはリグニンおよび／またはキチンおよび／またはキトサンおよび／またはポリ乳酸（ＰＬＡ）および／またはポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）および／またはポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）および／またはポリエチレン－コ－イソソルビド－テレフタレートポリマー（ＰＥＩＴ）および／またはコポリマー］、および／または
－ 非生分解性のバイオベースのバイオポリマー（バイオベースのセバシン酸を使用したポリアミド６．１０）、および／または
－ 生分解性の石油化学ベースのバイオポリマー、および／または
－ 非生分解性の石油化学ベースのポリマー［ポリアミド（ＰＡ）および／またはポリエステル、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）および／またはポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）および／またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）および／またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）および／またはポリエチレン（ＰＥ）および／またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）および／またはポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）および／またはポリウレタン（ＰＵ）および／またはコポリマー］
を含んでもよく、またはそれによって与えられることが可能である。
－ 生分解性の天然またはバイオベースのバイオポリマー［デンプンおよび／またはセルロースおよび／またはリグニンおよび／またはキチンおよび／またはキトサンおよび／またはポリ乳酸（ＰＬＡ）および／またはポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）および／またはポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）および／またはポリエチレン－コ－イソソルビド－テレフタレートポリマー（ＰＥＩＴ）および／またはコポリマー］、および／または
－ 非生分解性のバイオベースのバイオポリマー（バイオベースのセバシン酸を使用したポリアミド６．１０）、および／または
－ 生分解性の石油化学ベースのバイオポリマー、および／または
－ 非生分解性の石油化学ベースのポリマー［ポリアミド（ＰＡ）および／またはポリエステル、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）および／またはポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）および／またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）および／またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）および／またはポリエチレン（ＰＥ）および／またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）および／またはポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）および／またはポリウレタン（ＰＵ）および／またはコポリマー］
を含んでもよく、またはそれによって与えられることが可能である。
２，５－フランジカルボン酸をベースに製造されたバイオポリマーを工業用テキスタイル１、１１、１７、２２、３３に用いることで、特に持続可能な製品を得ることができる。２，５－フランジカルボン酸から、優れた熱的特性ならびに機械的特性を特徴とする非常に高品質のバイオポリマーが入手可能であるので、それらから得られる製品も優れた品質を示す。
１ 抄紙用具
２、３ ファブリック層
６、７、８、９、１０ 糸
１１ プレスフェルト
１２ 担体不織布
１３ 溶融繊維接着剤層
１４ 不織布層
１４ａ 糸
１５ 担体
１５ａ 糸
１６ 短繊維不織布
１７ 工業用テキスタイル
１８ 糸システム
１９、２０ 糸
２１ コーティング
２２ 工業用テキスタイル
２４、２５、２６、２７ スパイラル
２９、３０、３１ 連結ワイヤ
３２ フィラーワイヤ
３３ 工業用テキスタイル
３４ 糸
３５ 多成分糸
３６ ステッチ糸
３７、３８、３９ 単糸
４０ 糸
２、３ ファブリック層
６、７、８、９、１０ 糸
１１ プレスフェルト
１２ 担体不織布
１３ 溶融繊維接着剤層
１４ 不織布層
１４ａ 糸
１５ 担体
１５ａ 糸
１６ 短繊維不織布
１７ 工業用テキスタイル
１８ 糸システム
１９、２０ 糸
２１ コーティング
２２ 工業用テキスタイル
２４、２５、２６、２７ スパイラル
２９、３０、３１ 連結ワイヤ
３２ フィラーワイヤ
３３ 工業用テキスタイル
３４ 糸
３５ 多成分糸
３６ ステッチ糸
３７、３８、３９ 単糸
４０ 糸
Claims (14)
- ２，５－フランジカルボン酸を使用して製造された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的になる工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）、特に抄紙用具、プロセスベルトまたはコンベヤベルト。
- ２，５－フランジカルボン酸から製造されたバイオポリマーまたは少なくとも１つのバイオポリマーが、ポリアミドおよび／またはポリエステルおよび／またはポリウレタンおよび／またはポリアミドのコポリマーおよび／またはポリエステルのコポリマーおよび／またはポリウレタンのコポリマーであることを特徴とする、請求項１に記載の工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）。
- ２，５－フランジカルボン酸から調製されたバイオポリマーまたは少なくとも１つのバイオポリマーが、ポリエチレンフラノエートおよび／またはそのコポリマーであることを特徴とする、請求項１に記載の工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）。
- 前記２，５－フランジカルボン酸が、１つまたは複数の再生可能な、特に植物性原料、好ましくはトウモロコシの単糖から製造されたものであることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）。
- 前記工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）が、繊維（１２、１３、１６）および／または糸（６～１０、１４ａ、１５ａ、１９、２０、２４～２７、２９～３２、３４～４０）、特にモノフィラメント（６～１０、１９～２０、２４～２７、２９～３２、３６～３７、４０）および／またはモノフィラメント糸（１４～１５）および／またはマルチフィラメント（３９）および／またはマルチフィラメント糸および／または短繊維糸（３８）および／または多成分糸（３５）の形態のものを含み、好ましくは、前記繊維の一部または全部および／または前記糸（６～１０、１４ａ、１５ａ、１９～２０、２４～２７、２９～３２、３４～４０）の一部または全部が、２，５－フランジカルボン酸を用いて調製された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的になることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）。
- 前記工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）が、糸（６～１０、１４ａ、１５ａ、１９～２０、２４～２７、２９～３２、３４～４０）を含む糸システムを含むかまたはそれからなり、好ましくは、前記糸（６～１０、１４ａ、１５ａ、１９～２０、２４～２７、２９～３２、３４～４０）の一部または全部が、２，５－フランジカルボン酸を使用して製造された少なくとも１つのバイオポリマーからなることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）。
- 前記糸システムが、１つまたは複数の織布（２，３，１５，１８）、編布（３３）、不織布層（１４）、スパイラルリンクバンド（２３）および／またはそれらの組合せを形成することを特徴とする、請求項６に記載の工業用テキスタイル（１，１１，１７，２２，３３）。
- 前記糸システムの糸の一部または全部が、モノフィラメント（６～１０、１９～２０、２４～２７、２９～３２、３６～３７、４０）および／またはモノフィラメント撚糸（１４～１５）および／またはマルチフィラメント（３９）および／またはマルチフィラメント撚糸および／または短繊維糸（３８）および／または多成分糸（３５）として形成され、好ましくは、モノフィラメント（６～１０、１９～２０、２４～２７、２９～３２、３６～３７、４０）および／またはモノフィラメント撚糸（１４～１５）および／またはマルチフィラメント（３９）および／またはマルチフィラメント糸および／または短繊維糸（３８）および／または多成分糸（３５）として形成された糸の一部または全部が、２，５－フランジカルボン酸を用いて製造された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的になることを特徴とする、請求項６または７に記載の工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）。
- 前記糸システムが複数の層（２、３、１４、１５）を含み、少なくとも１つの層が、２，５－フランジカルボン酸を使用して製造された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的になる糸（６～１０、１４ａ、１５ａ、１９～２０、２４～２７、２９～３２、３４～４０）を含有するかまたはそれからなることを特徴とする、請求項６～８のいずれか一項に記載の工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）。
- 前記工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）がコーティング（２１）を備え、好ましくは、前記コーティング（２１）が、２，５－フランジカルボン酸を使用して調製された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的になることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）。
- 前記工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）が、繊維層（１２、１３、１６）を備え、好ましくは、前記繊維層が、２，５－フランジカルボン酸を使用して調製された少なくとも１つのバイオポリマーから部分的にまたは全体的になることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載の工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）。
- 前記工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）が、２，５－フランジカルボン酸を使用して製造された少なくとも１つのバイオポリマーを少なくとも５０重量％、特に少なくとも７０重量％、好ましくは少なくとも９０重量％含むことを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）。
- 前記工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）が、抄紙機用のフォーミングファブリック、プレスフェルト、トランスファーベルトまたはドライヤーファブリックとして形成されることを特徴とする、請求項１～１２のいずれか一項に記載の工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）。
- 工業用テキスタイル（１、１１、１７、２２、３３）、特に製紙用織物、または好ましくは食品産業や木材産業用のプロセスベルトまたはコンベヤベルトを製造するための、２，５－フランジカルボン酸から製造される少なくとも１つのバイオポリマーの使用。
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