DE68917085T2

DE68917085T2 - Gewebe mit hydrophilen und hydrophoben Beschichtungen.

Info

Publication number: DE68917085T2
Application number: DE68917085T
Authority: DE
Inventors: James M Barnewall
Original assignee: Albany International Corp
Current assignee: Albany International Corp
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1989-10-24
Publication date: 1994-11-10
Anticipated expiration: 2009-10-25
Also published as: FI892236A; US4931010A; FI892236A0; FI91901B; ATE109227T1; CA1329742C; JPH02127590A; BR8902640A; EP0367738B1; AU3649289A; JPH0749638B2; DE68917085D1; FI91901C; AU611036B2; EP0367738A3; EP0367738A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Pressengewebe mit verbessertem Wasserentzugsvermögen. Genauer gesagt ist die vorliegende Erfindung auf die Verbesserung der Wasserentzugseigenschaften von Pressengeweben durch Aufbringen hydrophober und hydrophiler Beschichtungen gerichtet.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bei Papierherstellungs-Pressengeweben handelt es sich um endlose Bänder, die zum Befördern einer nassen Papierbahn von einer Formgebungszone durch eine Pressenzone zu einer Trockenzone verwendet werden. In der Pressenzone bzw. Pressenpartie sind normalerweise rotierende zylindrische Preßwalzen vorgesehen, zwischen denen die frisch gebildete Papierbahn hindurchgeführt wird. Beim Eintreten der Bahn in den Walzenspalt wird Wasser aus dem Papier herausgedrückt und von dem Pressengewebe aufgenommen, auf dem das Papier durch den Walzenspalt hindurchbefördert wird.
Papierherstellungs-Pressengewebe sind allgemein bekannt. Solche Gewebe sind typischerweise aus Materialien wie Wolle, Nylon und/oder anderen synthetischen polymeren Materialien und dergleichen gebildet. Bei solchen Geweben enthält die Papierbahn nach dem Durchlaufen des Spalts der Preßwalzen normalerweise immer noch eine beträchtliche Menge Wasser (50 bis 64 % Wasser), wobei sich dies in beträchtlicher Weise zu den Herstellungskosten hinzuaddiert, da während der nachfolgenden Trocknungsstufe sehr viel Energie zum Verdunsten des Wassers erforderlich ist. Eine Verbesserung der Flachmaterial-Wasserentzugseigenschaften der Gewebe wäre somit im Hinblick auf eine Reduzierung der Herstellungskosten äußerst vorteilhaft.
In der GB-A-1 455 843 ist ein Weg zum Herstellen von Papierherstellungs-Naßfilzen mit verschiedenen Eigenschaften hinsichtlich der Wasserabstoßung beschrieben. Diese Filze, bei denen es sich um endlose Bänder oder Riemen aus wasserabsorbierendem Material handelt, besitzen einen gewebten Rücken, eine Wattierung aus Fasern, die mit der Rückenschicht vernadelt sind, um eine hydrophile (oder weniger hydrophobe) Zwischenschicht zu schaffen, sowie eine Oberflächenschicht aus hydrophoben Fasern, d.h. die verschiedenen Schichten, die verschiedene Eigenschaften hinsichtlich einer hydrophoben oder hydrophilen Ausbildung besitzen, sind aus unterschiedlichen Materialien hergestellt.

ZIELE DER ERFINDUNG

Ein Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Pressengewebes.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Pressengewebes mit verbessertem Wasserentzugsvermögen.
Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Verbesserung des Wasserentzugsvermögens des Pressengewebes durch Aufbringen hydrophober und hydrophiler Beschichtungen auf dieses.
Diese und weitere Ziele der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung noch deutlicher.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren geschaffen zum Modifizieren eines Pressengewebes für eine Papierherstellungsmaschine zur Verleihung einer Kombination aus hydrophilen und hydrophoben Eigenschaften, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es folgende Schritte aufweist:
(a) Aufbringen einer hydrophilen oder hydrophoben polymeren Beschichtung als flüssige Zusammenssetzung, Schaumzusammensetzung oder Aufschäumzusammensetzung auf die Oberfläche eines Gewebes zur is Bildung einer Schicht auf dieser;
(b) Trocknen der Beschichtung zur Bildung einer Schicht;
(c) auf die getrocknete Schicht erfolgende Aufbringung einer hydrophoben Beschichtung bei Verwendung einer hydrophilen Beschichtung in Schritt (a) oder einer hydrophilen Beschichtung bei Verwendung einer hydrophoben Beschichtung in Schritt (a);
(d) Trocknen der in Schritt (c) aufgebrachten Beschichtung zur Bildung einer zweiten Schicht;
(e) Wiederholen der Schritte (a) bis (d) je nach Erfordernis; und
(f) Aushärten des auf diese Weise modifizierten Gewebes.
Weiterhin ist auch ein Pressengewebe für Papierherstellungsmaschinen geschaffen, mit einem Filz mit einer Kombination aus hydrophoben und hydrophilen Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Filzes mit wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Harzschichten beschichtet ist, von denen die eine hydrophob und die andere hydrophil ist.
Man hat festgestellt, daß bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Gewebes zum Befördern einer frisch gebildeten Papierbahn durch den durch Preßwalzen gebildeten Spalt die in dem Papier bei Austreten aus dem Spalt verbliebene Wassermenge stark vermindert werden kann. Man nimmt an, daß sich diese Situation aufgrund der Kombination von hydrophilen und hydrophoben Eigenschaften ergibt, die die Tendenz für eine Rückkehr von Wasser in die Papierbahn vermindern, wobei man dieses Phänomen als "Wiederbenässung" bezeichnet. Je weniger Wasser auf den Oberflächenschichten des Pressengewebes verbleibt, desto weniger Wasser kann somit zu der Papierbahn zurückgeführt werden.
Genauer gesagt wird gemäß der Erfindung ein Pressengewebe abwechselnd mit Schichten aus hydrophilem und hydrophobem Beschichtungsmaterial beschichtet. Die Reihenfolge der Aufbringung, ob eine hydrophobe Beschichtung oder eine hydrophile Beschichtung zuerst aufgebracht wird, ist nicht so wichtig wie das Vorhandensein von Schichten sowohl aus hydrophobem als auch aus hydrophilem Harz. Außerdem kann mehr als eine Schicht des einen Typs aufgebracht werden, bevor oder nachdem eine oder mehrere Schichten des anderen Typs aufgebracht werden.
Die zu behandelnden Gewebe beinhalten die im Stand der Technik bekannten Gewebe. Typische derartige Gewebe sind zum Beispiel in den US-Patenten Nr. 2 354 435, 2 567 097, 3 059 312, 3 158 984, 3 617 442, 3 657 068 und 4 382 987 sowie in dem Britischen Patent Nr. 980 288 beschrieben, wobei all diese Patente durch Bezugnahme zu einem Bestandteil der vorliegenden Anmeldung gemacht werden.
Verwendbare Harzzusammensetzungen sind Polyurethane, Polyether, Polyester, Polyisocyanat, Polyolefine, Polyacrylnitrylgummis, Polyacrylate, Polyvinylchloride, Epoxyharze und dergleichen oder eine Kombination aus zwei oder mehr solchen polymeren Harzen. Typisch für verwendbare Harzzusammensetzungen sind die Emulsion 26172 (eine Acrylemulsion, die stellvertretend ist für eine große Reihe von Emulsionen, die von B.F. Goodrich erhältlich sind) und Permuthane HD2004 (eine Polyurethanemulsion auf Wasserbasis, die von C.L. Hauthaway erhältlich ist).
Polyurethanbeschichtungen besitzen die Tendenz, hydrophob zu sein, und Polyacrylbeschichtungen besitzen die Tendenz, hydrophil zu sein. Polyurethanschäume können jedoch hydrophil gemacht werden, indem man ein oberflächenaktives Mittel und/oder ein Detergens oder dergleichen zugibt.
Die Harzbeschichtungszusammensetzung kann durch Mischen der verschiedenen Bestandteile hergestellt werden und dann als flüssige Beschichtung, Schaum oder Aufschäumung aufgebracht werden.
Gemäß der Erfindung wird eine Beschichtung auf eine Oberfläche oder Oberflächen eines Pressengewebes aufgebracht, wonach man sie trocknen und härten läßt. Die Beschichtung kann in herkömmlicher Weise in einer oder mehreren Schichten aufgebracht werden.
Jede Schicht wird getrocknet. Nach dem Trocknen der obersten Schicht wird das beschichtete Gewebe durch geeignete Mittel ausgehärtet. Die Temperatur und die Zeit zum Trocknen oder Härten sind von der verwendeten Beschichtung, den Herstellungsbedingungen und dergleichen abhängig.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sind nicht als Beschränkung der Erfindung auf diese zu verstehen.

BEISPIELE

Beispiel 1

Proben aus DURAVENT -Pressengewebe (erhältlich von der Albany International Corp. Felt Div.) wurden mit abwechselnd aufeinanderfolgenden Schichten aus einem Schaum aus Polyurethan (erhältlich von C.L. Hauthaway als Emulsion auf Wasserbasis mit der Bezeichnung Permuthane UE41-035) und Polyacryl (erhältlich von B.F. Goodrich als HYCAR 26138) beschichtet. Die Schäume wurden mit hohem Aufblasverhältnis (niedrige Dichte) aufgebracht, um eine übermäßige Reduzierung der Luftdurchlässigkeit während der Aufbringung mehrerer Schichten zu vermeiden. Jede folgende Schicht wurde getrocknet und gehärtet bevor die nächste Beschichtung hinzugefügt wurde. Selbst nach mehreren Beschichtungen ergab sich nur eine geringfügige Reduzierung der Luftdurchlässigkeit. Obwohl eine beträchtliche Menge Harz zugegeben wurde, blieben die Luftdurchlässigkeit und die Filzsteifigkeit relativ unverändert.
Die Daten für diese Proben sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben: TABELLE I Probe Beschichtung ** % Auftragsmenge während Durchlauf gesamte angesammelte Auftragsmenge Luftdurchlässigkeit m³/min/m² (Kubikfuß/min/Fuß²) Unbeschichtet ACR-Beschichtung ACR/PUR-Beschichtungen ACR/PUR/ACR-Beschichtungen PUR-Beschichtung PUR/ACR-Beschichtung PUR/ACR/PUR-Beschichtung * Kontrolle ** "ACR" = Polyacrylschaumbeschichtung; "PUR" = Polyurethanschaumbeschichtung

Beispiel 2

Ein Polyurethanschaum, der die Tendenz hat, hydrophob zu sein, wurde durch Zugabe von 20 % Detergens zu der Emulsion hydrophil gemacht, wonach die Mischung aufgeschäumt wurde.
Schaumschichten wurden auf Gewebeproben aufgebracht. Bei der ersten Schicht handelte es sich um einen hydrophoben Polyurethanschaum, bei der zweiten Schicht um mit Detergens versetzten hydrophilen Schaum, und bei der Abschlußschicht handelte es sich um den hydrophoben Polyurethanschaum. Jede Schicht wurde vor der Aufbringung der nächsten Schicht getrocknet. Nach der Aufbringung aller Schichten wurden die Proben bei 148,9ºC (300ºF) ausgehärtet.
Die resultierenden Schichtstrukturen wurden in mehreren Zyklen gewaschen und getrocknet. Die Proben zeigten eine viel raschere Benetzung als unbehandelte Gewebeproben.
Nachdem drei Schichten auf die Gewebe aufgebracht waren, betrug die Gesamtauftragsmenge nahezu 15 % Feststoffe. Die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Resultate von Luftdurchlässigkeitstests zeigen jedoch, daß die Gewebe nicht nennenswert zugesetzt waren, d.h. daß die Hohlräume nicht ausgefüllt waren. TABELLE II Probe Gewebe Luftdurchlässigkeit (Kubikfuß/min/Fuß²) unbeschichtet beschichtet * Kontrolle
Daraus folgt, daß durch Beschichten eines Gewebes mit abwechselnd aufeinanderfolgenden Schichten aus hydrophilen/hydrophoben Schäumen, die hydrophilen/hydrophoben Eigenschaften der Gewebestruktur und der Unterschicht modifiziert werden können. Der Ort und die Bewegung von Wasser in der Gewebestruktur ließ sich somit steuern. Außerdem dürften die Flachmaterial-Aufnahme und die Entwässerungsfähigkeit des Gewebes verbessert sein, und außerdem dürfte eine verminderte Tendenz für eine Wiederbenässung des Flachmaterials bestehen, wenn das Gewebe und das Flachmaterial bzw. die Papierbahn aus dem Pressenspalt austreten.
Die vorstehenden speziellen Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Ausführung der Erfindung und sollten nicht als Begrenzung des Schutzumfangs der Ansprüche in irgendeiner Weise verstanden werden.

Claims

1. Verfahren zum Modifizieren eines Pressengewebes für eine Papierherstellungsmaschine zur Verleihung einer Kombination aus hydrophilen und hydrophoben Eigenschaften, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es folgende Schritte aufweist:

(a) Aufbringen einer hydrophilen oder hydrophoben polymeren Beschichtung als flüssige Zusammensetzung, Schaumzusammensetzung oder Aufschäumzusammensetzung auf die Oberfläche eines Gewebes zur Bildung einer Schicht auf dieser;

(b) Trocknen der Beschichtung zur Bildung einer Schicht;

(c) auf die getrocknete Schicht erfolgende Aufbringung einer hydrophoben Beschichtung bei Verwendung einer hydrophilen Beschichtung in Schritt (a) oder einer hydrophilen Beschichtung bei Verwendung einer hydrophoben Beschichtung in Schritt (a);

(d) Trocknen der in Schritt (c) aufgebrachten Beschichtung zur Bildung einer zweiten Schicht;

(e) Wiederholen der Schritte (a) bis (d) je nach Erfordernis; und

(f) Aushärten des auf diese Weise modifizierten Gewebes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der hydrophoben Beschichtung um eine Polyurethanbeschichtung handelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der hydrophilen Beschichtung um eine Polyacrylbeschichtung oder eine Polyurethanbeschichtung mit einem oder mehreren Zusatzstoffen handelt, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus oberflächenaktiven Mitteln, Detergentien, Stabilisatoren und Emulgatoren.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zwei oder mehr Schichten auf das Gewebe aufgebracht werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede Schicht bei Raumtemperatur an der Luft getrocknet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das modifizierte Gewebe zur Aushärtung desselben bei Raumtemperatur an der Luft getrocknet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das modifizierte Gewebe für eine Zeitdauer von ca. 1 Minute bis 5 Stunden auf eine erhöhte Temperatur erwärmt wird.

8. Pressengewebe für Papierherstellungsmaschinen, mit einem Filz mit einer Kombination aus hydrophoben und hydrophilen Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Filzes mit wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Harzschichten beschichtet ist, von denen die eine hydrophob und die andere hydrophil ist.

9. Gewebe nach Anspruch 8, das zwei oder mehr Harzschichten aufweist, wobei eine oder mehrere Schichten des hydrophilen Typs vor oder nach der Aufbringung einer oder mehrerer Schichten des hydrophoben Typs aufgebracht worden sind.

10. Gewebe nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die erste Schicht eine hydrophobe Schicht ist.

11. Gewebe nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die erste Schicht eine hydrophile Schicht ist.