SE438512B - Av tvinnade fibrer bildad utherdbar trad och sett for dess framstellning - Google Patents

Description

7903563-0 2 På det med företräde nämnda användningsomrâdet har viraväv- nader och virafiltkombinationer till uppgift att tillförsäkra den störningsfria transporten och optimala avvattningseffek- ten för pappersbanan. De tillverkas i måttkonfektion - avpas- sade till de rådande storleksförhållandena hos pappersmaskiner- na. Måttkonfektionen ställer högsta fordringar på de insatta trådarna med avseende på likformighet generellt och speciellt på kraft-längdändringsförhållandet. Särskild vikt skall till- mätas egenskaperna styvhet och formbeständighet för de tvärs mot löpriktningen avsedda trådarna, medan däremot dimensions- stabilitet och flexibilitet skall utmärka längstrådarna (vira- löpriktningen). Hydrolysbeständigheten vid inverkan av överhet- tad, trycklös vattenånga, för vilken virorna ständigt är utsat- ta i pappersmaskinens torrparti under driften, och en passiv, vid behov även aktiv, smutsavvisning räknas till de egenskaper, som väsentligt inverka på torrvirornas driftsduglighet och livslängd. Bortsett från att virorna på grund av den individu- ella måttkonfektionen har ett högt pris förorsakar de genom virafel betingade stillestånden av högproduktiva pappersmaskiner tillika betydande kostnader. Fordringarna på torrvirornas tråd- material har stigit utomordentligt kraftigt beträffande ändamål- orienterade kemisk-teknologiska och fysikaliska egenskaper.

Trâdarna, av vilka man idag framställer viror och virafiltkombi- nationer för pappersmaskiners torrpartier, är främst dragna resp. spunna av polymera substanser och som grundgarn eller tvinnad tråd råa eller utrustade med konsthartser eller också termoplas- ter. Viravävnader av råtrådar behandlas som ytartat utbredda föremål även med konsthartser. Det har emellertid framkommit, att de trådar, som före viraframställningen redan utrustats med konsthartser, möjliggöra en kvalitativt bättre och arbetsdugliga- re torrvira.

De på känt sätt framstälhkiresp. utrustade trådarna kan allt- efter sin schematiska tvärsnittsbild sammanfattas i tre grupper, nämligen: . .._...._._ .__......_...._.._.._.._..._... _.- ...._.._..,..__._..._ .._«.._.___..._,____.....-.-* .._..._ , ..--.~.-_.__.-......_...-_._....__. ._.- __ V 7903565-0 Grupp l: Monofibrer (Fig. l) Grupp 2: Multifibrer råa (Fig. 2) Grupp 3: Multifibrer med konsthartsapplikation genom doppför- rande (Fig. 3) Grupp 4: Multifibrer med termoplastisk plastmantel genom sprutning (Fig. 4).

Det i fig. l åskådliggjorda trådmaterialet är ända till en dia- meter av 0,5 mm i insatsen. Dock har de som formstabila kända monofibrerna av polyester trots specifika förbättringar av den Fpolymera substansen ännu inget särskilt hydrolysskydd, så att den fruktade fibrillationseffekten måste tas med på köpet som ¿brist. I motsats därtil är multifibrerna av polyamid hydrolys~ ibeständigare men otillfredsställande i formstabilitet.

Enligt fig. 2 och 3 insätts även multifibrer på grund av förnät- ningen av det påförda konsthartset med de yttre fibrerna av trå- den som utgångsmaterial för viraframställningen.

Det tyska bruksmönsterskyddet l 958 017 visar exempelvis en viravävnad av polyestergarn med konsthartsommantlinq. Uppfin- ningen utgår från denna ståndpunkt av tekniken.

Vid ett sådant multifilt garn är den goda formstabiliteten resp. dimensionsstabiliteten av polyestern i förbindelse med konst- hartsförstyvningen, vilken samtidigt verkar som hydrolysskydd, av fördel, dock förutsatt, att trådkärnan (se fig. 3) förblir rå och med tilltagande mekanisk avnötning av konsthartsmateria- let fortare nedbryts hydrolytiskt. Med den i jämförelse med monofibern tjockare och mera draghållfasta konsthartsommantlade multifibern uppnår man i regel med mindre trådantal en form- stabil Vira, så att vävningsprocessen blir mera ekonomisk. Ävenledes gynnas förångningseffekten genom den tvångsvis öppnare viran. Visserligen föranleder styvheten av dessa konventionella trådar bearbetningstekniska problem vid spolningen och vävning- en. Sålunda kan till och med utifrån den polymera substansen hydrolysbeständigare polyamidmultifibrer och de av ännu bättre 7903563-0 4 hydrolyshållfasthet utmärkta dralonmultifibrerna insättas blott villkorligt, vartill naturligtvis även den materíalspecifikt svaga form- och dimensionsstabiliteten, alldeles särskilt vid dralonmultifibern, bidrar.

Enligt fig. 4 är en tråd känd, vid vilken rått multifilt poly- estergarn omhöljs slangartat av en plastmantel, utan att manteln är intimt förbunden med den multifila hållfasthetsbäraren. Man- teln kan avdras mekaniskt. Förstyvningen är trots hög kvantita- tiv termoplastisk mantelandel (ända till l00 %) ringa, varför någon formstabil vira icke kan förväntas av detta trådmaterial ensamt. Dessutom är vid mantelskador hällfasthetsbäraren, den hydrolyskänsliga råa polyestermultifibern, direkt utsatt för den fuktiga hettan itorrpartiet, varför här relativt snabbt sker en lokal hydrostatisk nedbrytning.

Bland de ovan beskrivna kända trådarna för torrviror finner man ingen, som icke uppvisar ett väsentligt, negativt särdrag beträf- fande sina bruksegenskaper i en torrvira.

Till grund för uppfinningen ligger uppgiften att frambringa en tråd av det beskrivna slaget, som icke mera uppvisar nackdelarna hos den kända tekniken och kemiskt-teknologiskt är så högt för- ädlad, att dess egenskaper i vidarebearbetningstillståndet och i sluttillstândet av den därav framställda produkten utgör ett Optimum för det förevarande användningsfallet. Egenskaperna i vidarebearbetningstillståndet, vilka i regel är skilda från egenskaperna i sluttillståndet, skall kunna förutbestämmas resp. inställas.

Tråden enligt uppfinningen kännetecknas av att varje fiber genom doppningen är inbäddad i en konstharts bestående av en kombination av en omodifierad epoxiharts och en plastifierad epoxiharts i förbindelse med en katalytiskt verkan varmhärâare, och att konsthartsen i delvis härdat och vid rumstemperatur- stabilt tillstånd är förbunden med fibrerna till en kompakt tråd som kan uthärdas genom efterföljande värmepåverkan.

Uppfinningen frigör sig därmed först och främst från 7903553-0 5 en ytbehandling av det multifila bärarmaterialet och skapar en tråd, vid vilken alla enskilda fibrer är inneslutna av konst- hartset. Genom tillsatsutfyllningen av kärnomrâdet med konst- hartset görs även detta område av tråden brukbart på det sättet, att speciella egenskaper kan förlänas detsamma. Så kan exempelvis även trädens kärnområde göras relativt hårt eller också flexi- belt. Om ett polyestergarn insätts som bärarmaterial, uppnås genom den motsvarande plasten även hydrolyshållfastheten i kärnan.

Tråden bär som konstharts en harts-härdare-kombination, som är uthärdbar vid temperaturer av ungefär 160 - 2l00C. Därmed är möjligheten given att tillverka tråden till en början flexibel och bearbetningsriktig, så att den kan upplindas på spolar även med liten radie och så att den är hanterlig vid vävningen, utan att brott- och knäckställen eller andra kvarstående deformeringar uppstår på tråden. Först vid behandling med en tydligt över rumstemperatur förhöjd temperatur - kanske i området mellan 160- -2l00C - kan tråden härdas, så att den erhåller en avsevärd styvhet och dimensionsstabilitet, för att så påkänningsriktigt exempelvis som viravävnad uppfylla dess fordringar. Uthärdnings- temperaturen ligger tydligt skild även från förångningstempera- turen för lösningsmedlet, tillsammans med vilket harts-härdare- -kombinationen införs i tråden. Vid rumstemperatur äger någon stelning av tråden icke rum.

Med särskild fördel består harts-härdare-kombinationen av ett omodifierat epoxiharts i blandning med ett internt plasticerat epoxiharts och en katalytiskt verkande varmhärdare. De båda epoxihartserna har den fördelen, att de kan insättas tillsammans i godtyckligt valbart blandningsförhållande alltefter de önskade vidarebearbetningsegenskaperna hos tråden. Vid en särskilt böjlig tråd insätts en högre andel internt plasticerat epoxiharts än vid en tråd, som även redan i vidarebearbetningstillståndet skall uppvisa en viss hårdhet. Den katalytiskt verkande varm- härdaren kan vara en modifierad dicyandiamid eller ett bortri- fluorid-monoetylamin-komplex. 7903565-of 6 Även uppbyggnaden av konsthartset radiellt sett från kärnmitten ända till omkretsen av tråden är bestämbar. Sålunda är en från trådkärnan utåt kvantitativt tilltagande eller också specifikt kvalitativt orienterad konsthartsandel möjlig, vilken i för- bindelse med de polymera syntetiska multifibrerna bildar en mjuk böjlig tråd med särskild bearbetningsgynnsam karakteris- tik, som vid lagring i rumsklimat icke ändrar sitt tillstånd och först under inverkan av de förhöjda temperaturerna uthärdar, varvid styvhetsgraden inställer sig efter den i varje fall ingiv- na karakteristiken. För höjning av trådens flexibilitet och per- manenta elasticitet kan konsthartset uppvisa en hög andel av in- ternt plasticerat epoxiharts. Det är även möjligt, att den kom- pakta hela tråden dessutom är ommantlad med ett konsthartsskikt.

Därvid kan ommantlingen bestämma tråbnshållfasthet, som är er- forderlig för vidarebearbetningen, under det att trådkärnan är gjord relativtnÜuk:och flexibel och uthärdas först efter vidare- bearbetningen.

Konsthartset och det multifila polymera bärarmaterialet är av- stämda till varandra. Det multifila bärarmaterialet i tråden be- står av polyester, polyamid, polyakrylnitril, aramid, glas eller liknande, vilket är insatt som garn eller som ett- eller fler- « stegs tvinnad tråd - även kallad kord. Det multifila bärarmateri- I alet kan vara insatt rent eller i blandningar, t.ex. polyester med polyakrylnitril eller polyester med nylon och polyakrylnitril.

Till följd av utbildningen enligt uppfinningen av den nya tråden är i jämförelse med det konventionella trådmaterialet en bättre bearbetbarhet i spol- och vävprocessen given, vilket ger sig tillkänna på virakvaliteten genom optimerad precision och även reducerar utskottet. Därmed är betydande kostnadsbesparingar för- bundna. Dessutom kan bestämda strukturella effekter i viravävna- den uppnås genom att t.ex. längstråden vävs redan uthärdad eller. långtgående uthärdad, inslaget däremot vävs in som mjuk tråd för att uthärdas först senare i viran. Även den omvända insatsmöjlig- heten för trådarna kan användas. Den flexibla tråden äger en yt- terligare betydande fördel. Den avspjälkar inga flyktiga substan- ser vid den termiska efterbehandlingen och är sålunda miljövän- 7905563-0 lig i vidarebearbetningsstegen, i motsats till kända, med fe- nolharts utrustade trådar. Det är klart, att vidhäftningen av harts-hårdare-kombinationen vid det multifila bärarmaterialet är utmärkt, emedan tråden är fullständigt fasthållen. Härpå uppbyggs ett optimalt skydd för tråden vid mekanisk pàkänning, likaså formbeständigheten i värm samt motstàndsförmágan mot kemikalier, lösningsmedel och vatten. Naturligtvis uppnås genom inbäddningen av de enskilda fibrerna i hela tràdförbandet vid polyestermultifibrer ett överliggande skydd mot hydrolytisk ned- brytning i fuktig värme, t.ex. i pappersmaskinens föràngningsme- dium. Polyesterfibrer äger materialspecifikt god formbeständig- het och dimensionsstabilitet, som ytterligare optimeras genom tràdprepareringen enligt uppfinningen.

Sättet enligt uppfinningen kännetecknas av att som konstharts an- vändes en kombination av en omodifierad epoxiharts och en plasti- fierad epoxiharts i förbindelse med en katalytiskt verkande varm- härdare i lösning, att tråden i spänningsfritt tillstånd under omväxlande stukning och dragning doppas i konsthartsbadet och in- dränkes till trådkärnan, att lösningsmedlet i en efterföljande temperaturkontrollerad förångningsfas avlägsnas ur tråden och att konsthartsen därefter härdas till delvis uthärdat tillstànd genom varmhärdaren och förbindes med syntetfibrerna för att med dessa bilda en vid rumstemperatur stabil kompakt tråd som kan uthärdas genom efterföljande värmepåverkan.

Det är viktigt att râtråden föres vid låg spänning genom badet så att de enskilda fibrerna på ytan lämnar fria luckor mellan sig, genom vilka konsthartslösningen kan tränga in i trådkärnan.

Därefter följer en omväxlande stukning och dragning av träden i badet, såsom vid genomdränkning av en svamp med vatten genom samman- tryckning och efterföljande återfjädring av materialet. Konstharts- lösningen insuges i trådkärnan under stukningen. Efter förånq~ ningen av lösningsmedlet uthärdas konsthartset genom partiell katalys delvis, och förbindes med fibrerna i tråden till en kom- pakt tråd. Graden av uthärdning vid den partiella katalysen beror av de önskade vidarebearbetningsegenskaperna. 7903563-0 Râtrâdens fibrer uppluckras före neddoppningen. Detta kan ske genom flerfaldig ombockning av tråden i ett bockningsverk.

Detta steg är särskilt viktigt när råtråden genom en föregående termisk behandling har bringats på ett reproducerbart utgångs- tillstånd med motsvarande utgångsegenskaper. För uppnående av kraft-längdändringsegenskaperna och fastställande av värme- krympningsegenskaperna kan sålunda före neddoppningen en termisk behandling vid temperaturer av ungefär 180 - 250oC genomföras på råtråden, under vilken behandling råtråden även sträcks, krymps eller hålls på ingångslängd, alltefter råtrådmaterialets olika leveransegenskaper. Vidare är det väsentligt, att den så behand- lade råtråden före neddoppningen avkyls ungefär vid rumstempera- tur, för att det inte genast skall inträda en stelning i neddopp- ningsbadet. Råtråden omböjs efter en sådan termisk behandling flera gånger före neddoppningen, alltså bockas och öppnas, sär- skilt i ytområdet. Därmed förbereds råtråden för genomdränk- ningen i neddoppningsbadet.

Med särskild fördel förs den ända intill trådkärnan indränkta råtråden vertikalt ut ur neddoppningsbadet, för att oregelbun- denheter i genomdränkningen med konsthartslösningen skall kunna utjämna sig ytterligare genom utflytning. I tyngdriktningen uppträder denna effekt alldeles särskilt.

Den indränkta råtråden torkas efter avgången från neddoppnings- badet ända till fullständig förångning av lösningsmedlet, vis- serligen vid en lägre temperatur än som motsvarar uthärdningen.

Här kan temperaturer av ungefär 80 - 15000 användas. Ändamålet med detta steg är en trådpreparering med inifrån utåt kvantita- tivt och kvalitativt särskilt homogen hartsandel.

Det är emellertid även möjligt, att den genomdränkta råtråden efter avgången från neddoppningsbadet partiellt torkas under blott delvis förångning av lösningsmedlet och därefter förs genom ett ytterligare neddoppningsbad med en hartslösning av _,...,..-.-..._...._. .._..__-_.- ...___ ...___ ,._ 7903563-0 9 högre konsistens eller med en annan harts-hårdare-kombination, varefter torkas ända till fullständig förångning av lösnings- medlet. Här äger den partiella förångningen av lösningsmedlet till en början rum vid ungefär 120 - l40OC. Den andra neddopp- ningsprocessen ansluter sig härefter. Den restlösa förångningen av lösningsmedlet kan sedan genomföras vid 80 - l5OOC. Ändamå- let med detta steg är en trådpreparering med inifrån utåt kvan- titativt ökande hartsandel och/eller kvalitativt orienterande hartskomponenter.

Särskilt fördelaktigt är det att genomföra en sig anslutande partiell katalys av konsthartset under förhöjd trådspänning.

Därmed uppnås under den partiella uthärdningen av hartset en in- tim bindning vid det multifila bärarmaterialet, så att en bear- betningsvänlig mjuk smidig tråd uppstår, som är uthärdbar i en senare termisk process för att erhålla sina slutgiltiga egen- skaper.

En ytterligare variant består i att mellan den första och den andra neddoppningsprocessen för råtråden äger en partiell kata- lys av konsthartset och efter den andra neddoppningsprocessen en fullständig katalys av den i det andra neddoppningsbadet på- förda harts-härdare-filmen med plasticerad beständigt elastisk karaktär rum. Därmed uppnås en trådkärnpreparering, som först vid en senare termisk behandling fullständigt katalyserar och därmed uthärdar, under det att trådmaterialet för vidarebearbet- ningen till följd av den mjuka trådkärnan är bearbetningsvänlig och genom den redan uthärdade men flexibla, beständigt elastiska ytterfilmen erhåller ett ytskydd mot mekanisk pâkänning under bearbetningen, vilket naturligtvis även gör sig fördelaktigt märkbart på det färdiga alstret. Även omvändningen av denna variant är möjlig, varvid den plasticerade flexibla beständigt elastiska epoxihartskomponenten införs i trådkärnan och ytter- filmen görs hård men flexibel. Därmed förbättras i förbandet med multifiberns enskilda fibrer dämpningsegenskapen hos och därmed kompressibiliteten av den i pappersmaskinen under presstryck lö- pande virafiltkombinationen. 7905563-'0 10 Som konstharts finner en blandning av omodifierat och internt plasticerat epoxiharts, som varmhärdare en katalytiskt verkande varmhärdare, i synnerhet modifierad dicyandiamid eller ett bor- trifluorid-monoetylamin-komplex, och som lösningsmedel för harts-härdare~kombinationen dimetylformamid användning. Denna principiella uppbyggnad av konsthartset resp. av konsthartslös- ningen har visat sig särskilt fördelaktig.

Uppfinningen skall ytterligare förtydligas och beskrivas med hjälp av bifogade ritningar. Fig. l visar ett tvärsnitt genom en monofiber (teknikens ståndpunkt). Fig. 2 visar ett tvärsnitt genom en multifiber som råtråd (teknikens ståndpunkt). Fig. 3 visar ett tvärsnitt genom en multifiber med konsthartspålägg genom neddoppningsförfarande (teknikens ståndpunkt). Fig. 4 visar ett tvärsnitt genom en multifiber med sprutad termoplas- tisk konsthartsmantel (teknikens ståndpunkt). Fig. 5 visar ett tvärsnitt genom tråden enligt uppfinningen med konstharts-hel- preparering. Fig. 6 visar ett tvärsnitt genom tråden enligt uppfinningen i en ytterligare utföringsform med tillägg av I särskilt utbildad konsthartsyttermantel. Fig. 7 visar ett prin- cipiellt flytschema över framställningen av tråden. Fig. 8 visar en anläggningsdel för framställning av reproducerbara utgångs- egenskaper för tråden. Fig. 9 visar den vidare anläggningsdelen med neddoppningsbaden. Fig. 10 visar den vidare anläggningsdelen vid slutet av anläggningen.

Fig. l visar en monofiber l, alltså en enda tråd av relativt stor diameter, vilken som sådan hör till teknikens ståndpunkt.

Fig. 2 visar en multifil tråd 2 av ett antal fibrer 3 på ytan av tråden 2 och ytterligare likartade fibrer 4 i trådens kärn- område. Fibrerna 3 och 4 bildar det multifila syntetiska poly- mera bärarmaterialet 3, 4. Fig. 2 visar den multifila tråden 2 i fullt obehandlat tillstånd, alltså råtråden.

Den multifila tråden 2 enligt fig. 2.kan enligt fig. 3 genom neddoppningsprocess förses med ett konsthartspålägg 5, vilket 7903563-0 ll emellertid i bästa fall sträcker sig över området av fibrerna 3 på den yttre ytan av tråden 2, under det att kärnområdet, alltså fibrerna 4, förblir fritt från konstharts.

En ytterligare tråd 2 från den kända teknikens område är visad i fig. 4. Här pâläggs på fibrerna 3 och 4 en sprutad termoplas- tisk konsthartsmantel 6, vilken inte en gång ingår någon intim förbindning med fibrerna 3 på ytan utan kan avdras mekaniskt.

Fig. 5 visar tråden enligt uppfinningen, bestående av den mul- tifila tråden 2, fibrerna 3 och 4, som här även bildar bärarma- terialet 3, 4. Mellan samtliga fibrer 3 och 4 befinner sig konstharts 7, i vilket de enskilda fibrerna 3, 4 är fullständigt inbäddade och inneslutna. Konsthartset 7 är intimt förbundet med de enskilda fibrerna 3 och 4.

Fig. 6 visar en ytterligare utföringsform av tråden 2 enligt uppfinningen, vilken har en inre uppbyggnad sådan som förklara- des med hjälp av fig. 5. Förutom det i kärnan anordnade konst- hartset 7 är dessutom en särskild konsthartsommantling 8 utvän- digt pâlagd, vilken i jämförelse med konsthartset 7 kan förläna tråden i omrâdet av ytan en annan egenskap än den som eftersträ- vas i kärnområdet.

Förfaringssättet för framställning av tråden enligt uppfinningen skall förklaras i det följande i detalj ännu en gång med hjälp av fig. 7-10, varvid fig. 7 visar en principiell översiktsskiss över hela förloppet av förfaringssättet och den därvid till användning kommande anläggningen, under det att fig. 8, 9 och 10 skall ses i anslutning till varandra och visar tre delområden av anläggningen enligt fig. 7.

De från spolstället 9 avlöpande råa trådarna av polyester forme- ras över en trådledstång 10, en trådförarskena ll till en på bredden och i det enskilda avståndet tillrättalagd trådskara.

Denna trådskara passerar en spännregel 12, ledvalsar 13 och 14, en valsgrupp (sträckverk 15), en ledvals 16 och förs över en led- -v-a-v-a-.fi-...euwv-..-w ..._.._....-..._-....>_ ,..~,-..,,-__............. ..........r..........._.a-<_..~.... . _., , __.. ..._..,._..__.__fi.-._......__....,-... _., f. 7903563-0 12 vals l7 in i termokanalen 18, vilken trådskaran genomlöper över vändvalsarna 19, 20 och 21 för att därefter över en led- vals 22 övertas av en ytterligare valsgrupp (sträckverk 23).

Sträckverkens 15 och 23 valsgrupper är hastighetsmässigt steg- löst och av varandra oberoende reglerbara, så att trådlängden mellan dessa valsgrupper kan längsgående sträckas, krympas el- ler också hållas på ingångslängden. Då den förekommande rå- trådbehandlingen i termokanalen l8 sker vid hög temperatur 180 - 250°C, helst 236°C (polyester), termofixeras det rådande tillståndet och avkyls trådskaran med de så erhållna stabila kraft-längdändringsegenskaperna på den följande vägsträckan till rumstemperatur. Därvid påkänns trådskaran över vändvalsar 24, 25, 26 i ett trådbockningsverk 27, som valfritt består av roterande och/eller arreterade axlar med ungefär 30 mm diameter, mekaniskt på sådant sätt, att den genom temperatur, spänning “spinndip", och möjliga andra aviveringar åstadkomma förstyv- ningen och mekaniska slutningen av trådytan åter uppluckras och trådskaran över en vändvals 28 upptas av en valsgrupp (sträckverk 29). över en ledvals 30 avges den såtillvida re- producerbart förberedda tråden 2. Den i framställningsförfaran- det enligt uppfinningen integrerade råtrådförbehandlingen i avsnittet från sträckverket l5 till och med sträckverket 29 möjliggör tillrättaläggningen av råtråden på ett optimalt tek- nologiskt utgångstillstånd för den speciella konsthartshögför- ädlíngen. Tråden kommer över vändvalsar 31 och 32 med lös spän- ning ü1i ett neddoppningsbad 33 (fig. 7 och 9). I det avsnitt av neddoppningsbadet 33, i vilket den råa multifila tråden 2 införs med lös spänning, sker mellan neddoppningsvalsarna 34 och 35 i det med en harts-härdare-lösning 50 fyllda karet med automatisk nívåreglering inträngningen av harts-härdare-lös- ningen 50 i tråden 2 genom kapillärverkan. Efter vändning om- kring neddoppningsvalsen 35 passerar trådskaran en slalomsträæ ka, på vilken valsarna 36-40 drivs steglöst reglerbart i förhål- lande till varandra och som grupp mot neddoppningsvalsarna 34 och 35 med tendensmässigt differentierade hastigheter, så att de utöva en stuk-drag-effekt på trådskaran. Denna utbildning 7903563-0 13 av neddoppningsstationen 33-40 tillförsäkrar en optimal genom- trängning av den multiffla tråden 2 med harts-härdare-lösningen 50 vid varje praktiskt möjlig konsistens och ända in i trådkär- nan (jfr. fig. 5). över valsen 40, vid behov även vid anslutan- de flankerande kontakt med till och från svängbara avstryknings- valsar 41 och 42, lämnar trâdskaran neddoppningsstationen 33-40 vertikalt uppåt. Genom denna anordning uppnås en egaliserings- effekt, i det att en fin utflytning av harts-härdare-lösningen 50 fysikaliskt understöds. En ledvals 43 styr trådskaran in i en förångningskanal 44, genom vilken den över vändvalsarna 45 och 46 kommer fram till ledvalsen 47 för att därefter genomlöpa ett neddoppningsbad 48 med neddoppningsvalsarna 51 och 52. Därvid erhåller de redan konsthartsgenomdränkta trådarna ännu ett yt- ligt pålägg av samma konsistens som den på neddoppningsstationen 33-40 upptagna lösningen eller behandlas med en kvalitativt an- nan harts-härdare-lösning 50' resp. även förses med en modifie- rad i värme självhärdande qznürflyüunisfihn och leds över en vals 49 åter in i förångningskanalen 44 eller också - utan bi- vägen 47, 48, 49 - från vändvalsen 46 direkt vidare genom för- ångningskanalen 44 över de följande anordnade vändvalsarna 53, 54, 55 ända fram till en ledvals 56 för att sedan vidare över en ledvals 57 komma in i en valsgrupp (sträckverk 58). Det nu föl- jande sista behandlingsavsnittet sträcker sig över ledvalsarna 59 och 60, genom termokanalen 61 med vändvalsarna 62, 63, 64, 65.

I stället för direkt in i termokanalen 61 kan trâdskaran från ledvalsen 59 över en vändvals 66 föras in i ett ytterligare ned- doppningsbad 67 fyllt med en harts-härdare-lösning 50", nämligen över neddoppningsvalsarna 68, 69 och 70 till ledvalsen 60 och därifrån in i termokanalen 61. Samtliga kombinationer mellan neddoppningsbaden 33, 48 och 67 är möjliga. över ledvalsar 68, 69 (fig. 7 och 10) kommer trådskaran till en ytterligare valsgrupp (sträckverk 70). Den därmed kopplade vals- gruppen 71 sörjer för en glidningsfri överlämning av de enskilda trådarna i trâdskaran till spolmaskinen 72 för enkeltrådupplind- ning. Ä~...4>.__..._.._...___., 7903565-0 14 Valsgrupperna (sträckverken 29, 58, 70) är liksom valsgrupperna (sträckverken 15 och 23) hastighetsmässigt steglöst och av var- andra oberoende inom förutbestämda program reglerbara, så att trådskaran vid varje tillfälle är tvångsvis påverkbar i längd- riktningen mellan tvâ valsgrupper, som även allmänt kan beteck- nas som sträckverk. Därigenom kan trådskaran i förångningszonen för lösningsmedel korresponderande med neddoppningsstationerna föras fram under lös spänning, så att lösningsmedlet bättre kan avgå ur trådkärnan. Den i förångningskanalen 44 doserat ström- mande varmluften kan ha en temperatur av 80 - l60°C. Den upptar praktiskt taget förångningsmediet, vilket som definierad lös- ningsmedelånga-luft-blandning i en lösningsmedel-återvinnings- anläggning, som samtidigt tjänar som avluft-anläggning, tillförs över kanalen 73. I tid-väg-uppvärmningsfasen utbildas harts-här- dare-substansen som preparering av alla enskilda fibrer 3, 4 till ett homogent förband i den multifila tråden 2, som i den följande fasen i termokanalen Gl vid temperaturer av 90 - l80oC, företrädesvis l40°C, polymeriserar blott så långt, att trädens sluttillstând, som är mjukt och flexibelt, utmärker sig gentemot konventionella trådar genom bättre vidarebearbetningsegenskaper.

Först en senare termisk behandling av den av dessa nya trådar framställda viran, som alltefter virans konstruktion och ytvikt samt i beroende av termofixeringsanläggningen inkl. temperatur, uppehållstid och värmemediets art (kontakt-, konvektions-, strålningsvärme) skulle ske vid 170 - 21000, åstadkommer uthärd- ningen av konsthartset. Därmed inställer sig de slutgiltiga sär- dragen hos tråden 2 och präglar i omedelbar följd de förbätt- rade viraegenskaperna.

I det följande är de framträdande egenskaperna hos den kontinuer- ligt förlöpande femstegiga förädlingsprocessen än en gång sam- manfattade: I det första steget äger en längsgående förändring av fiäflåfiäfiflfin rum under inverkan av hög temperatur, vid polyester företrädes- vis 236%, almäfit iso - z5o°c. Detta tjänar till att uppnå en ----- - V ._......._ .V.~_~.._.~..--»-~... :s--wvw-v-_~__..___- _....._..__..~ ...__ ,- _ 7903563-0 15 anpassning av kraft-längdändringsgegenskaperna och värme- krympningskännetecknen till de teknologiska fordringarna i slutprodukten t.ex. viran. Därtill ansluter sig som andra steg en kylning av den i det första steget uppvärmda trådskaran till rumstemperatur, vidare en brytning av den betingade styv- effekten av de termiskt behandlade råtrådarna ävensom en upp- luckring av fibrerna i råtrådförbandet och en inledning med lös spänning av dessa trådar i neddoppningsstationen. Detta sker i ändamål att uppnå en optimering av upptagningsvilligheten hos de termiskt förbehandlade trådarna. Det tredje steget omfat- tar indränkningen av trâdskaran med prepareringslösningen (Komthartslösningen) genom en tvåfas-neddoppningsprocess med kapillärverkningsfas och stuk-dragfas för att åstadkomma en optimal genomdränkning av tråden med prepareringslösningen vid varje praktiskt möjlig konsistens. I det fjärde steget äger antingen en partiell förångning av lösningsmedlet rum i varmluft av l20 - l50°C; i anslutning därtill genomförs en andra neddopp- ningsprocess i en lösning av högre konsistens eller med en annan harts-härdare~kombination och åstadkomms därefter den praktiskt taget restlösa förângningen av lösningsmedlet i varmluft av företrädesvis 80 - l60°C. Detta sker i syfte att uppnå en tråd- preparering med inifrån utåt kvantitativt växande hartsandel och/eller kvalitativt orienterade hartskomponenter. Å andra sid- an kan även en fullständig förångning av lösningsmedlet i varm- luft 80 - l60OC genomföras på den direkta vägen genom förång- ningskanalen utan mellanliggande andra neddoppningsprocess för att få en trädpreparering med inifrån utåt kvantitativt och kvalitativt särskilt homogen hartsandel.

I det anslutande femte steget sker en partiell katalys genom kort uppehållstid i varmluft av 80 - l60ÜC under förhöjd tråd- spänning. Detta steg har till syfte att uppnå en begynnande härd- ning av hartset och bindning vid den multifila textila hållfast- hetsbäraren, så att en bearbetsvillig mjuk smidig tråd uppstår, vilken är uthärdbar i en senare termisk process för att erhålla sina slutgiltiga egenskaper. Även varianter är möjliga: Det sker _ _ ._...__................__.,....._~_..,_....._. .a _ 7903565-0 16 en partiell katalys av den i den första neddoppningsprocessen i tråden inträngda och de enskilda fibrerna omslutande harts- -härdare-komponenten med duroplast-karaktär vid samtidig full- ständig katalys av en i den andra neddoppningsprocessen pålagd speciell harts-härdare-film med plasticerad permanentelastisk karaktär. Detta har som mål en kärnpreparering, som fullstän- digt katalyserar och därmed uthärdar först vid en senare termisk virabehandling och väsentligen bestämmer viraegenskaperna uti- från materialet men ända dittills är bearbetningsvillig som till en början mjuk komponent i tråden och genom den redan uthärdade men flexibla, permanentelastiska ytterfilmen erhåller ett ytskydd mot mekanisk påkänning under bearbetningen ända till den färdiga viran.

En omvändning av denna variant, vid vilken den plasticerade flexibla permanentelastiska epoxihartskomponenten införs i tråd- kärnan och ytterfilmen är hård men dock flexibelt utförd, för- bättrar i förening med multifiberns fibrer dämpningsegenskaper- na och därmed kompressibiliteten hos den i pappersmaskinen under presstryck löpande virafiltkombinationen.

Vid det ovan beskrivna förfaringssättet för framställning av trådarna insätts ett konstharts som polymert preparerings- och ytbeläggningsmaterial. Som bäst lämpad befanns vara en konst- hartsblandning av två epoxi-flythartser, av vilka det ena är icke-modifierat, det andra internt plasticerat. Båda hartserna är 100-procentigt reaktiva och blandbara med varandra i varje förhållande. I viralängstrådarna skulle t.ex. den internt plas- ticerade komponenten överväga,i'UÉüïïåÉflIB»åetißkeflmfiifikflfide konsthartset. Därigenom förblir viran i det uthärdade tillstånd- et lämpligt flexibel i löpriktningen vid god dimensionsstabili- tet men blir i tvärriktningen styvare och utpräglat formstabil.

Flythartserna skall förtunnas så med ett lämpligt lösningsmedel, att en fastsubstanshalt av företrädesvis 30 - 40% erhålls. Men även lösningar med en fastsubstanshalt av 5 - 60% är användbara.

Många gångbara lösningsmedel löste visserligen konsthartserna 7903563-0 17 men svek vid de som kristallint pulver föreliggande varmhär- daresubstanserna. Man fann blott ett lösningsmedel. som oklan- derligt löser både alla lämpliga epoxihartser och de speciella katalytiskt verkande varmhärdarna, t.ex. en modifierad dicyan- diamid eller ett bortrifluorid-monoetylamin-komplex, så att den separat bildade härdarelösningen kan inblandas i hartslösningen.

Det bör ges akt på att vid varje tillfälle en av de katalytiska varmhärdarna för uppfyllande av den särskilda härdningskarakte- ristiken hos de nya pappersviratrådarna är representerad i den funna harts-härdare-kombinationen med en andel av 3,5 - 6,0%, hänfört till hartsandelen. Det som särskilt lämpligt befunna lösningsmedlet dimetylformamid (DMF) i förbindelse med de spe- ciella katalytiska varmhärdarna säkrar vid rumstemperatur en ovanligt lång livslängd och förhindrar bildningen av agglomere- ringar på valsarna i hela kontaktområdet med harts-härdare-lös- ningen. Förmodligen bidrar därtill den utpräglade svårflyktig- heten hos dimetylformamiden. Ävenledes torde den enligt uppfin- ningen optimalt uppnådda fullständiga prepareringen av multifib- rerna därigenom vara gynnad.

I praktiken blir nämligen tidsfasen för utflytningen av prepa- reringslösningen mellan de enskilda fibrerna i multifibern för- längd, emedan viskositeten analogt med den relativt svåra för- ångningen av lösningsmedlet stiger blott långsamt. Den kvantita- tiva andelen av prepareringssubstansen i den preparerade tråden uppnådde t.ex. genom neddoppning i en lösning med 35 % fastsub- stansandel på neddoppningsstationerna 33 - 40 och 48 tillsam- mans 19 % och utan neddoppning på neddoppningsstationen 48 om- kring 15 %. Det är att föredra att alltefter beskickning (“Vor- gabe") för viran reglera in på en prepareringsupptagning av l2 - 20%, som emellertid även genom mekanisk höjning av neddopp- ningsspänningen kan reduceras till 8%.

Claims (11)

7903563-Û 18 Patentkrav

1. Av tvinnade fibrer bildad tråd, varvid fibrerna består av syntetiskt polymermaterial och tråden är behandlad genom doppning i ett konsthartsbad och därefter utsatt för termisk påverkan, k ä n n e t e c k n a d av att varje fiber (3,4) genom doppningen är omgiven av och inbäddad i den från badet i tråden impregnerade konsthartsen (7), att denna konstharts består av en kombination av en omodifie- rad epoxiharts och en plastifierad epoxiharts i förbindel- se med en katalytiskt verkande varmhärdare, och att konst- hartsen i delvis härdat och vid rumstemperatur stabilt tillstånd är förbunden med fibrerna till en kompakt tråd som kan uthärdas genom efterföljande värmepåverkan.

2. Tråd enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att konsthartsen (7) kan uthärdas vid en temperatur av omkring 1so°-21o°c.

3. Tråd enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att varmhärdaren är en modifierad dicyaniddiamid eller ett bor- trifluorid-monoetylamin-komplex.

4. Tråd enligt krav 1, k.ä n n e t e c k n a d av att den kompakta hela tråden 2 är omgiven av ett ytterligare konsthartsskikt (8).

5. Tråd enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att polymermaterialet är polyester, polyamid, polyakrylnitril, aramid och/eller glas.

6. Sätt att tillverka en av tvinnade syntetfibrer av poly- mermaterial bildad tråd, varvid tråden behandlas genom doppning i ett konsthartsbad och därefter utsättes för termisk påverkan, k ä n n e t e c k n a t av att som konstharts användes en kombination av en omodifierad epoxi- harts och en plastifierad epoxiharts i förbindelse med en 7903563-0 \°I katalytiskt verkande varmhärdare i lösning, att tråden i spänningsfritt tillstånd och under omväxlande stukning och dragning doppas i konsthartsbadet och indränkes till tråd- kärnan, att lösningsmedlet i en efterföljande temperatur- kontrollerad förângningsfas avlägsnas ur tråden och att konsthartsen i anslutning därtill härdas till delvis uthär- dat tillstånd genom varmhärdaren och förbindes med syntet- fibrerna för att med dessa bilda en vid rumstemperatur sta- bil kompakt tråd som kan uthärdas genom efterföljande vär- mepåverkan.

7. Sätt enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att som lösningsmedel användes dimetylformamid.

8. Sätt enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att som katalytiskt verkande varmhärdare användes en modifierad dicyandiamid eller ett bortrifluorid-monoetylamin-komplex.

9. Sätt enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att konsthartsen tillsättes en stor andel plastifierad epoxi- harts för höjning av trädens flexibilitet, permanentelasti- citet och kompressibilitet.

10. Sätt enligt något av krav 6-9, k ä n n e t e c k - n a t av att den indränkta tråden sedan den lämnat konst- hartsbadet och lösningsmedlet delvis förångats ledes genom ett ytterligare bad innehållande en annan lösning av konst- harts och hårdare, varefter lösningsmedlet avlägsnas.

11. Sätt enligt något av krav 6-10, k ä n n e t e c k - n a t av att konsthartsens härdning till delvis uthärdat tillstånd sker vid förhöjd trådspänning.