DE69620459T2

DE69620459T2 - Verbindungsdraht

Info

Publication number: DE69620459T2
Application number: DE69620459T
Authority: DE
Inventors: Daniel Aldrich
Original assignee: Voith Fabrics Heidenheim GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Fabrics Heidenheim GmbH and Co KG
Priority date: 1996-01-03
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2016-12-28
Also published as: ATE215635T1; EP0874937A1; ES2175178T3; WO1997025474A1; TW344764B; AU1384597A; US6060161A; EP0874937B1; DE69620459D1; GB9600052D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gelenkdraht, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich zum Verbinden der Enden von technischen Geweben wie Papiermaschinengeweben, beispielsweise Druckfilze und Trockenpartiestoffe.
Es ist bekannt, die Enden eines technischen Gewebes mit Hilfe eines Monofilament-Gelenkdrahtes zu verbinden, so daß ein Endlosgurt gebildet ist. Jedes Ende des Gewebes ist mit nach außen gerichteten Schlaufen versehen, wobei die beiden Reihen von Schlaufen zum Ineinandergreifen bestimmt und durch einen Gelenkdraht verbindbar sind.
Diese bekannten Monofilament-Gelenkdrähte haben eine geringe Zugfestigkeit. Die Drähte können zusätzlich Fehlerstellen in der Monofilament-Struktur aufweisen. Infolgedessen brechen die Drähte oft beim Einsetzen in den durch die ineinandergreifenden Schlaufen gebildeten Tunnel. Wichtiger ist, daß die Drähte brechen können, während der Gurt in Betrieb ist. Dies kann dazu führen, daß der Gurt beschädigt wird und vor dem Ende seiner geplanten Nutzungsdauer entfernt werden muß. Da diese Gurte, insbesondere die zur Papierherstellung verwendeten, extrem teuer sind, ist dieses Problem von erheblicher Bedeutung.
Ein anderes Problem dieser bekannten Monofilament-Gelenkdrähte besteht darin, daß der Durchmesser der Drähte so bemessen ist, daß sie den Schlaufenbereich nicht ausfüllen, was zu einem hohen Maß an lokaler Durchlässigkeit führt. Auch dies ist von erheblicher Bedeutung bei der Papierherstellung, wo Unterschiede in der Durchlässigkeit des Gurtes zu Markierungen des auf dem Gurt hergestellten Papiers führen.
Als Alternative zu Monofilament-Gelenkdrähten wurden Polyamid enthaltende Multifilament-Gelenkdrähte verwendet, die harzbehandelt sind. Bei der Harzbehandlung erfolgt eine Imprägnierung mit einem Phenol- oder Epoxy- Polymer-Harz, das dann gehärtet wird. Alternativ wurden Multifilament-Gelenkdrähte verwendet, die Polyamid-Multifilamente umfassen, die um einen Polyamid-Monofilament-Kern gewickelt sind. Beide dieser bekannten Strukturen dienen dazu, dem Polyamid-Multifilament eine Steifigkeit ähnlich einem Monofilament zu verleihen. Harzbehandlungsverfahren stellen eine Belastung dar, weil sie mit erhöhten Materialkosten und Produktionszeiten verbunden und zunehmend umweltschädlicher sind, weil die Behandlung mit solchen Harzen eine erhebliche Menge an organischen Lösemitteln erfordert. Außerdem weisen Polyamide im allgemeinen eine geringe Abriebfestigkeit auf.
Für Trockenpartiestoffe wurden das Aramid NOMEX (Handelsname) und Gemische aus NOMEX (Handelsname) und Polyester verwendet, aber keines von beiden konnte den hohen Belastungen in den Walzenspalten einer Preßzone standhalten.
Aus der GB-A-1379211 ist ein Multifilament-Gelenkdraht bekannt, der ein Polyolefin-Material umfaßt, wahlweise in Kombination mit einem anderen Material.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu lösen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Multifilament- Gelenkdraht mit einem Polyolefin-Material vorgesehen, wahlweise in Kombination mit einem anderen Material, wobei der Gelenkdraht keine Harzbeschichtung aufweist.
Die erfindungsgemäßen Multifilamente bilden ausgezeichnete Gelenkdrähte (aufgrund des hohen Maßes an molekularer Ausrichtung in dem Polymer), ohne daß eine herkömmliche Behandlung zur Versteifung, wie z. B. Harzbeschichtung oder Imprägnierung oder Kombination mit einem Monofilament, erforderlich wäre, wie es bei bekannten Multifilament-Gelenkdrähten der Fall ist. Die einzelnen Filamente der Drähte der vorliegenden Erfindung haben im wesentlichen denselben Durchmesser. Das Multifilament weist jedoch noch ein ausreichendes Maß an Flexibilität auf.
Vorzugsweise umfaßt das Material, das wahlweise mit dem Polyolefin kombiniert werden kann, kein Polyamid.
Dieses Polyolefin kann aus einem Gel gesponnen sein, was eine bevorzugte massegemittelte Molekülmasse von 500 000 bis 8 000 000, insbesondere von 1 500 000 bis 4 000 000 ergibt, oder schmelzgesponnen sein, was eine bevorzugte massegemittelte Molekülmasse von 50 000 bis 3 000 000, insbesondere von 750 000 bis 2 000 000 ergibt. Diese Garne haben vorzugsweise eine Festigkeit von über 10 g/Denier.
Das Polyolefin ist üblicherweise ein Homo- oder Copolymer von Ethylen oder Propylen. Es kann auch andere Polyolefin-Zusätze (vorzugsweise nicht mehr als 2 Gew.-%) enthalten, deren durchschnittliche Molekülmasse geringer ist als die des Polyolefin-Wirtsmaterials. Beispiele solcher Zusätze enthalten lineares Polyethylen; isotaktisches Polypropylen; Polybut-1-en; Copolymere von Ethylen mit But-1-en, Hex-1-en, (Meth)Acrylsäure oder Vinylacetat; mit Acrylsäure oder Styren gepfropftes Polyethylen; und Ethylen-Propylen-Gummis. Diese Zusätze erhöhen die Spleißfestigkeit.
Die Gelenkdrähte gemäß der Erfindung weisen eine verbesserte Zugfestigkeit auf und sind daher weniger anfällig für Brüche. Außerdem weisen die Drähte ein erhöhtes Verformungsvermögen auf, so daß sie sich der Konfiguration der ineinandergreifenden Schlaufen anpassen und dadurch eine geringere Tendenz zur Markierung von auf dem Gurt hergestellten Produkten, wie z. B. Papierbahnen, zeigen. Der Gurt zeigt außerdem eine geringere Tendenz, sich während der Installierung zu dehnen, und hat eine höhere Abriebfestigkeit. Diese Abriebfestigkeit ist während des Einsetzens des Gelenkdrahtes in den durch die ineinandergreifenden Schlaufen gebildeten Tunnel und während des Betriebs des Gurtes von Bedeutung. Die Multifilamente verringern auch die Gefahr einer Beschädigung der ineinandergreifenden Schlaufen.
Der Gelenkdraht kann vorteilhaft dadurch in Position gebracht werden, daß zunächst an einem Ende eine Metallführung angebracht und diese in die ineinandergreifenden Schlaufen eingesetzt wird.
Die Bruchfestigkeit des Multifilament-Garnes der vorliegenden Erfindung liegt üblicherweise im Bereich von 1,5 bis 4 N/tex, und die Zugfestigkeit liegt üblicherweise im Bereich von 1 bis 4 GPa.
Die Multifilament-Struktur des Drahtes kann eine mehrfach gezwirnte, geflochtene oder umhüllte Konstruktion umfassen. Da nur die Oberfläche des Gelenkdrahtes abriebfest sein muß, kann der Gelenkdraht einen Kern umfassen, der beispielsweise aus Aramid, wie z. B. NYLON, hergestellt ist, sowie eine Ummantelung aus Polyolefin. In solchen Fällen kann der Gelenkdraht nur 25 Gew.-% an Polyolefin enthalten. Normalerweise enthält der Gelenkdraht mindestens 40 Gew.-% an Polyolefin und üblicherweise 50% oder mehr.
Der Durchmesser der Gelenkdrähte liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 mm bis 1,1 mm und vorteilhaft in der Größenordnung von 0,8 mm (0,035"). Dies kann durch Verwendung eines einfachen oder mehrfachen Multifilament- Faserbündels erreicht werden.
Mit dem Polyolefin-Material kann jedes geeignete Material kombiniert werden. Die verschiedenen Filamente des Multifilaments können aus denselben oder aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein. Übliche Zusatzmaterialien können Metall, Polyester, Polyvinylalkohol oder Polyamide, wie z. B. Aramide oder Nylon, enthalten.
Vorzugsweise enthält der Gelenkdraht nur hochmolekulares Polyethylen, d. h. mit einem Molekulargewicht in der Größenordnung von 2-6 · 10&sup6;. Vorteilhaft wird aus einem Gel gesponnenes, hochmolekulares Polyethylen verwendet. Dieses hat eine gute Chemikalien- und Hydrolyse-Beständigkeit, insbesondere gegen Oxidationsmittel. Diese Garne sind um etwa 40% fester als P-Aramide und haben eine ausgezeichnete Festigkeit gegenüber Chemikalien und Hydrolyse.
Zur Herstellung der aus einem Gel gesponnenen Filamente wird eine Lösung aus 1 bis 5 Gew.-% ultrahochmolekulares Polyethylen in einem organischen Lösemittel von hoher Temperatur (z. B. Decalin oder Paraffinöl) extrudiert und die gelatineartigen Filamente bei einer Temperatur nahe dem Schmelzpunkt des Polymers auf das Vielhundertfache ihrer Länge gedehnt. Dies ergibt ein Polymer mit einem sehr hohen Grad an linearer Ausrichtung des Polymers und einem hohen Kristallisationsgrad, was zu seiner Festigkeit beiträgt.
Beispiele von geeigneten Garnmaterialien enthalten aus einem Gel gesponnenes, hochmolekulares Polyethylen, wie es z. B. unter den Handelsnamen DYNEEMA, SPECTRA vertrieben wird, oder ähnliche Materialien, die nicht aus einem Gel, sondern aus einer Polymerschmelze gesponnen wurden, wie z. B. CERTRAN.

Claims

1. Multifilament-Gelenkdraht mit einem Polyolefin-Material, wahlweise in Kombination mit einem anderen Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkdraht keine Harzbeschichtung aufweist.

2. Multifilament-Gelenkdraht nach Anspruch 1, wobei die einzelnen Filamente des Multifilament-Drahtes denselben Durchmesser aufweisen.

3. Multifilament-Gelenkdraht nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Polyolefin eine massegemittelte Molekülmasse von 500 000 bis 8 000 000 aufweist.

4. Multifilament-Gelenkdraht nach Anspruch 4, wobei das Polyolefin eine massegemittelte Molekülmasse von 1 500 000 bis 4 000 000 aufweist.

5. Multifilament-Gelenkdraht nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Polyolefin eine massegemittelte Molekülmasse von 50 000 bis 3 000 000 aufweist.

6. Multifilament-Gelenkdraht nach Anspruch 5, wobei das Polyolefin eine massegemittelte Molekülmasse von 750 000 bis 2 000 000 aufweist.

7. Multifilament-Draht nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Polyolefin-Material ein Homo- oder Copolymer von Ethylen oder Propylen ist.

8. Multifilament-Gelenkdraht nach einem vorhergehenden Anspruch,

wobei der Gelenkdraht einen der folgenden Stoffe aufweist, die entweder allein oder in Kombination vorhanden sind: lineares Polyethylen; isostatisches Polypropylen; Polybut-1-en; Copolymere von Ethylen mit But-1-en, Hex-1-en, (Meth)Acrylsäure oder Vinylacetat; mit Acrylsäure oder Styren gepfropftes Polyethylen; oder Ethylen-Propylen-Gummis.

9. Multifilament-Gelenkdraht nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bruchfestigkeit des Drahtes im Bereich von 1,5 bis 1,4 N/tex und die Zugfestigkeit des Drahtes im Bereich von 1 bis 4 GPa liegen.

10. Multifilament-Gelenkdraht nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der Gelenkdraht 25 Gew.-% oder mehr an Polyolefin-Material enthält.

11. Multifilament-Gelenkdraht nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der Gelenkdraht mindestens 40 Gew.-% an Polyolefin-Material enthält.

12. Multifilament-Gelenkdraht nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der Gelenkdraht mindestens 50 Gew.-% an Polyolefin-Material enthält.

13. Multifilament-Gelenkdraht nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Polyolefin-Material aus einem Gel gesponnen wird.