DE4137627C2 - Hochtemperaturbeständig inertes textiles Flächengebilde, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung - Google Patents
Hochtemperaturbeständig inertes textiles Flächengebilde, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein hochtemperaturbeständig
inertes textiles Flächengebilde gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung
eines solchen textilen Flächengebildes gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 6 und dessen Verwendung
gemäß Patentanspruch 5.
Je nach Verwendungs- und Einsatzzweck stehen
heutzutage eine Vielzahl von Faser- bzw.
Hochleistungsfasermaterialien zur Verfügung, die es
gestatten, hochtemperaturbeständige textile
Flächengebilde zu weben. Beispiele für derartige
Fasern sind u. a. Glasfasern, Polyimidfasern,
Keramikfasern, Quarzglasfasern, Bornitridfasern,
weitere Hochleistungsfasern,
Aluminiumsilicatfasern, metallische Fasern,
Kohlenstoffasern oder Verbundfasern.
Viele dieser Fasern erfüllen die Anforderungen, die
an die Hochtemperaturbeständigkeit gestellt werden,
zwar ganz ausgezeichnet, lassen jedoch hinsichtlich
ihrer Chemikalienbeständigkeit beim Einsatz des aus
den Fasern hergestellten textilen Flächengebildes in
chemisch aggressiver Umgebung zu wünschen übrig. So
kann es z. B. bei Verwendung von textilen
Flächengebilden aus metallischen Fasern, auch aus
diversen Edelstählen, beim Kontakt mit aggressiven
Flüssigkeiten, etwa Säuren und Laugen, oder auch mit
aggressiven Gasen zur Korrosion und somit zur
Beeinträchtigung der Wirksamkeit des Gewebes, bzw.
zu dessen vollständiger Zerstörung kommen. Bei
Glasfasern oder auch Quarzglasfasern tritt dieses
Problem speziell bei Kontakt mit Flußsäure oder auch
Flurwasserstoffgas auf, durch welchen Kontakt die
Fasern des textilen Flächengebildes angegriffen und
zerstört werden können. Solche korrosiv wirkenden
Gase treten u. a. beim Heißgaseinsatz des textilen
Flächengebildes als Filtergewebe in der
Rauchgasbehandlung, in der Carbid-Industrie oder
auch in der Rußproduktion auf.
Bislang wurden speziell für die angegebenen
Einsatzgebiete immer wieder Versuche unternommen,
die Chemikalienbeständigkeit des textilen
Flächengebildes aus hochtemperaturbeständigen Fasern
durch Beschichtung des Gewebes mit chemisch inerten
Überzügen zu verbessern. Eine dominante Rolle spielt
hierbei die Beschichtung mit Polytetrafluorethylen
(PTFE oder Teflon) bzw. mit Copolymeren, die
Tetrafluorethyleneinheiten im Molekül aufweisen.
Insbesondere bei Glasfasergeweben hat sich eine
Teflonbeschichtung bislang bewährt, weil dadurch die
Chemikalienresistenz gegenüber dem nicht
beschichteten textilen Flächengebilde deutlich
gesteigert werden kann.
So ist es aus der Praxis bekannt, die textilen
Flächengebilde als solche mit PTFE auszurüsten.
Dabei wird das textile Flächengebilde, aus
verdrillten Zwirnen oder Garnen gewebt und dann als
Ganzes ausgerüstet.
Falls das textile Flächengebilde ein Gewebe aus
Glasfasern ist, so läßt sich die Ausrüstung des
Gewebes in zwei Stufen unterteilen. Einmal der
sogenannte Coronisationsprozeß und zum anderen das
Appretieren oder Finishen, das Aufbringen und
Aushärten einer synthetischen Ummantelung der
Glasfasergarne im Gewebe.
Beim Coronisationsprozeß wird das noch mit der
Schlichte von der Faserherstellung behaftete fertige
Gewebe kontinuierlich durch einen Brennofen geführt.
Die auf das Gewebe einwirkende Temperatur beträgt
dabei ca. 650°C. Die Verweilzeit des Gewebes im
maximalen Temperaturbereich bewegt sich je nach
Ausführung, Gewicht, Faser zwischen 5 und
20 sec.
Ein sorgfältig kontrollierter Zeit- und
Temperaturablauf ist dabei notwendig, um dem
Glasgewebe folgende Veränderungen zu verleihen:
Die gegebenenfalls noch auf der Faser befindliche
organische Schlichte wird erhitzt und in einen
gasförmigen Zustand überführt. Das Glasgewebe wird
also entschlichtet und die Oberfläche von
anhaftenden Bestandteilen gereinigt. Die in der
Faser durch den Webvorgang entstandenen Spannungen
werden aufgehoben, wodurch das Gewebe Griffigkeit
und Geschmeidigkeit erhält. Durch die Hitze werden
die Glasfasern in einer Lage dauerhaft fixiert. Das
Gewebe erhält dadurch die für ein Filtergewebe
erforderliche Dimensionsstabilität und
Schiebefestigkeit des Fadens.
Nach der thermischen Behandlung läuft das Glasgewebe
üblicherweise im Tauch- bzw. "Dip-Coating"-Verfahren
durch ein Bad mit flüssigem Finish, das in einem
dann folgenden zweiten Trockenofen getrocknet,
ausgehärtet und zusammengesintert wird.
Glasfiltergewebe können mit verschiedenen
Finisharten ausgerüstet werden, u. a.
"SILICON FINISH", bei dem die verwendeten
Silicon-Emulsionen und Dispersionen
Phenylmethylsilan- oder Dimethylsilanderivate sind,
oder "GRAPHIT FINISH", welches normalerweise
zusammen mit Silicon aufgebracht wird. Wenn das
Silicon Finish durch chemische oder thermische
Einflüsse zerstört wird, soll Graphit die
"Faserschmierung" übernehmen und diese Funktion
weiterhin dauerhaft ausüben.
Weiterhin ist auch ein "POLYTETRAFLUORÄTHYLEN
FINISH" bekannt, bei dem PTFE mit Silicon kombiniert
wird. Der Hauptvorteil liegt in der höheren
chemischen Beständigkeit. Einige Formulierungen
erreichen auch höhere Temperaturbeständigkeit
gegenüber Silicon-Finishes, z. B. 250°C bis 305°C
beim sog. HT (high temperature) Finish. Üblich ist
auch ein Drei-Komponenten Finish aus Silicon,
Graphit, PTFE.
Die derart im Tauchverfahren mit PTFE ausgerüsteten
Gewebe weisen zwar gegenüber unbeschichteten
textilen Flächengebilden schon deutlich erhöhte
Standzeiten in aggressiver Umgebung auf, aber
insbesondere an den gegenseitigen Berührungspunkten
der das Gewebe bildenden Zwirne bzw. Fäden
(Berührungspunkte zwischen Kette und Schuß) wirken
aggressive Gase weiterhin zersetzend und zerstörend,
da während der Beschichtung, bei der Verarbeitung
des Gewebes (Konfektionierung) bzw. deren Einsatz in
Filtern, dort offene Stellen, Risse, Löcher
bleiben oder entstehen.
Man hat auch versucht, das Gewebe mit einem
Haftvermittler auszurüsten und darauf dann einseitig
auf der dem aggressiven Gas bzw. Medium exponierten
Seite des textilen Flächengebildes eine
Polytetrafluorethylen-Membran aufzukaschieren. Eine
solche Membran wird beispielsweise aus einem
Polytetrafluorethylenfilm durch Verstrecken in zwei
Richtungen hergestellt. Dadurch entstehen die zum
Gasdurchlaß notwendigen Poren, wodurch allerdings
das unter der aufkaschierten Membran angeordnete
Gewebe wiederum korrosiven Angriffen ausgesetzt ist,
da die Membran nur oberflächlich auf dem Gewebe
aufliegt.
Auch Versuche, Membranen aufzukaschieren, die nicht
glatt sind, sondern über eine spezielle
Vorbehandlung mit einer Struktur versehen sind und
auch u. a. kleinere Poren als gewöhnlich aufweisen,
konnten das Problem der Korrosion im Bereich der
Netzpunkte des Gewebes nicht lösen. Da die Membran
auf jeden Fall zumindest gasdurchlässig sein muß,
kann so ein Eindringen aggressiver Gase nicht
verhindert werden.
Neben dem Beschichten von fertiggestellten
(gelegten, gewirkten, gewebten) textilen
Flächengebilden ist es außerdem bekannt, z. B. aus
der EP 01 71 670, der EP 01 70 981 oder auch der
EP 01 70 201 flexible Bündel geschlichteter Fasern,
also Garne, aus einer wäßrigen Imprägniermischung
mit einem Polymerüberzug zu versehen und die
beschichteten Faserbündel zur Herstellung eines
polymerbeschichteten Gewebes, das aus den Bündeln
der Spinnfäden gebildet ist, zu verwenden. Dabei
kommen verschiedenartigste Polymerüberzüge zur
Verwendung, u. a. Co- oder Terpolymere aus Ethylen
und einem oder mehreren polaren Comonomeren,
des weiteren elastomere Polyurethane oder auch
Polymere aus der Gruppe von Silikon,
Fluorkautschuken, Polysulfidpolymeren,
Ethylen-Propylenkautschuken und Polyethern und
Mischungen von mindestens zwei elastomeren
Polymeren, die im wesentlichen frei von
Kohlenwasserstoffdienfunktionalität und Chlor sind.
All diesen Überzügen ist allerdings gemeinsam, daß
sie auf den Faserbündeln gehärtet werden, d. h. die
eigentliche Film- oder Schichtbildung findet durch
eine chemische Vernetzung der Elastomeren mit
entsprechenden Vernetzungsmitteln statt. Sämtlichen
in den oben genannten Patenten beschriebenen
Überzügen kommt außerdem eine nicht ausreichende
Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit zu.
Gegenüber dem dargelegten Stand der Technik ist es
deswegen eine Aufgabe der Erfindung, ein textiles
Flächengebilde der eingangs erwähnten Art zur
Verfügung zu stellen, das bei hinreichender
Hochtemperaturbeständigkeit eine verbesserte
Chemikalienresistenz aufweist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein
Verfahren zur Herstellung eines
hochtemperaturbeständigen und inerten textilen
Flächengebildes anzugeben.
Gelöst werden diese Aufgaben durch ein textiles
Flächengebilde mit den Merkmalen des kennzeichnenden
Teils des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit dem
Merkmal des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 6.
Vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Flächengebildes bzw. des Verfahrens zu seiner
Herstellung werden in den jeweiligen abhängigen
Ansprüchen unter Schutz gestellt.
Unter einem textilen Flächengebilde wird im Rahmen
der Erfindung jede flächige Verbindung bzw.
Anordnung von textilen Fadengebilden verstanden, wie
z. B. Gewebe, Gewirke, Vliesstoffe, Gelege,
Wirkvliese. Bei weitem bevorzugt und auch am
vorteilhaftesten für die später noch genauer zu
beschreibenden Anwendungen des erfindungsgemäßen
Flächengebildes ist jedoch die Ausgestaltung als
Gewebe.
Entgegen einer weitverbreiteten Annahme hat es sich
herausgestellt, daß es trotz der beim Weben
auftretenden hohen mechanischen Beanspruchung der
Fadengebilde möglich ist, mit
hochtemperaturbeständigen Kunststoffen beschichtete
Garne bzw. Fäden, die aus einer Vielzahl von
hochtemperaturbeständigen Filamenten bzw. Fasern
bestehen und auch mit entsprechend beschichteten
Zwirnen, die aus einer Mehrzahl von Garnen oder
Fäden gedrillt werden, hochtemperaturbeständig
inerte textile Flächengebilde herzustellen.
Dabei ist das erfindungsgemäße textile
Flächengebilde dem Gewebe gemäß den
Ausführungsformen des Standes der Technik
insbesondere deswegen überlegen, weil die beim
typischen Webvorgang entstehenden Berührungsflächen
von Kett- und Schußfäden bzw. - zwirnen nun auch
eine Beschichtung mit einem
hochtemperaturbeständigen und inerten, d. h. äußerst
chemikalienresistenten Kunststoff aufweisen.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann
vorgesehen sein, daß die Einzelfäden bzw. Garne den
Kunststoffüberzug aufweisen. Es kann dann aus
mehreren, meist zwei oder drei der beschichteten
Fäden oder Garne ein Zwirn hergestellt werden. Dies
geschieht durch Verdrillen der Einzelfäden oder
Garne.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
können nicht beschichtete Fäden, also Bündel von
Fasern oder Filamenten, einfach oder mehrfach
gezwirnt sein. Erfindungsgemäß weist dann dieser
Zwirn an seiner Oberfläche den Kunststoffüberzug
auf.
Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung möglich,
einen Zwirn aus mehreren beschichteten Fäden oder
Garnen einer weiteren Beschichtung mit einem
hochtemperaturbeständigen Kunststoff zu unterziehen.
Dadurch wird ein besonders beständiges Fadengebilde
erhalten.
Unter Fadengebilde im erfindungsgemäßen Sinne sind
also sowohl Fäden oder Garne oder daraus
hergestellte Zwirne, jeweils sowohl beschichtet als
auch in unbeschichteter Ausführung, zu verstehen.
Unter hochtemperaturbeständig wird im
Erfindungsrahmen in Bezug auf die Fasern verstanden,
daß diese zersetzungsfrei und unbeschadet
Einwirkungen von Temperaturen, die größer als 300°C
sind, widerstehen.
In bezug auf den Kunststoffüberzug bedeutet
hochtemperaturbeständig, daß der verwendete
Kunststoff die in den jeweiligen Einsatzbereichen
üblichen Standzeiten bei Temperaturen von mehr als
250°C zersetzungsfrei widersteht.
Erfindungsgemäß verwendbar sind zur Bereitstellung
der Bündel von Einzelfasern bzw. von Filamenten alle
Fasern, die sich bei Temperaturen, die 300°C
übersteigen, nicht zersetzen. In einer nicht
abschließenden Aufzählung sind dies u. a.
Polyimidfasern, Keramikfasern, Glas- und
Quarzglasfasern, Bornitridfasern, andere
Hochleistungsfasern, Aluminiumsilikatfasern,
metallische Fasern, insbesondere auch aus
Edelstählen, Kohlenstoff- bzw. Graphitfasern, sowie
Verbundfasern daraus und andere Fasern organischen
oder anorganischen Ursprungs.
Ganz besonders bevorzugt sind allerdings die
Filamente aus Glas- und/oder Quarzglasfasern, wie
beispielsweise E-Glasfasern, 621-Glasfasern,
A-Glasfasern, S-Glasfasern, C-Glasfasern und deren
Fluor- oder Borderivate. Besonders zweckmäßig lassen
sich Bündel der relativ preiswerten E-Glasfasern
erfindungsgemäß ausrüsten und zu textilen
Flächengebilden verarbeiten. Neben der
Preiswürdigkeit ist u. a. auch das günstige
Verhältnis von Stabilität zu Gewicht der
E-Glasfasern und dadurch bedingt auch die günstige
mechanische Stabilität eines daraus hergestellten
Flächengebildes hervorzuheben.
Die Bündel von Glas- oder Quarzglasfasern, die
üblicherweise den Rückstand einer stärkehaltigen
oder auch nicht stärkehaltigen Schlichte tragen,
können auch ungeschlichtet mit einem
erfindungsgemäßen Kunststoffilm versehen werden. Da
beim Trocknen bzw. beim Sintern die
Schlichterückstände einfach verbrennen, bzw. vor dem
Auftragen des Kunststoffs oder während des Vorgangs
auch ganz oder teilweise ausgewaschen werden, ist
das Aufbringen der Kunststoffschichten nicht an das
Vorhandensein der Schlichterückstände, z. B. in ihrer
Funktion als Haftvermittler, gebunden. Der
erfindungsgemäße Kunststoffüberzug umhüllt lediglich
die Fäden, Garne oder Zwirne. Zur Verarbeitung der
Bündel von Einzelfasern kann es jedoch von Vorteil
sein, wenn die Fasern geschlichtet sind, um so ihre
Beweglichkeit gegeneinander zu vergrößern und den
gegenseitigen Abrieb zu verhindern.
Die Schlichte mit der die Faserbündel geschlichtet
sein können kann alle dem Fachmann bekannten
üblichen Zusätze wie Kupplungsmittel, Gleitmittel,
Filmbildner, Faserschutzmittel, etc. aufweisen.
Die geschlichteten oder nicht geschlichteten Bündel
von Fasern weisen im allgemeinen 200 bis über 3000
Filamente auf. Die Bündel werden üblicherweise auf
Garnrollen zu Fäden oder Garnen gewickelt.
Als Kunststoffüberzugsschicht, die die Fadengebilde
aufweisen, kommt jedes gegen aggressive Gase bzw.
Chemikalien resistente und bis zu Temperaturen von
mehr als 250°C stabile, dem Fachmann geläufige
Polymer in Frage. In einer nicht abschließenden
Aufzählung von möglichen Polymeren sind dies
Polyimide, Polyetheretherketone oder auch
Polytetrafluorethylen, bzw. Copolymere, die
Monomerbausteine der vorgenannten Polymere zusammen
mit anderen geeigneten Monomeren aufweisen.
Bevorzugt beim textilen Flächengebilde der
vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von
Fluorkunststoff (PTFE) bzw. eines seiner
Copolymeren, oder auch Mischungen von seinen
Copolymeren. Hierzu zählen u. a. PFA =
Tetrafluorethylen/Perfluoralkylvinylether-Copolymer,
FEP = Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymer,
ETFE = Tetrafluorethylen/Ethylen-Copolymer, ECTFE =
Ethylen/Chlortrifluorethylen-Copolymer, PVDF =
Polyvinylidendifluorid.
Diese Polymere und Copolymere können allein oder als
Verschnitte für die Imprägnierung, insbesondere von
Glas, verwendet werden.
Als Auflage auf dem Fasermaterial verleihen sie gute
Alterungsbeständigkeit, universelle Chemikalien- und
Lösemittelbeständigkeit, sehr hohe thermische
Stabilität, Zähigkeit und Flexibilität, niedrigen
Reibungskoeffizient, geringe Wasseraufnahme,
Witterungsbeständigkeit, gute Antiadhäsion und
dadurch gute schmutzabweisende Eigenschaften.
Die Kunststoffbeschichtung ist entweder auf die
Fäden bzw. Garne oder die daraus hergestellten
Zwirne in geeigneter Dicke aufzubringen, so daß die
Oberfläche des Fadengebildes im wesentlichen rundum
einen Polymerfilm aufweisen.
Die Kunststoffbeschichtung kann auf jede geeignete
und bekannte Weise auf die Fadengebilde aufgebracht
werden, beispielsweise aus wäßriger Emulsion,
Dispersion, aus Lösungen in organischen
Lösungsmitteln in Form von pastösen, d. h.
hochviskosen Massen oder trocken als Pulver.
Wenn man eine wäßrige Emulsion oder Dispersion zur
Beschichtung verwendet, kann man das Fadengebilde in
ein das Polymer enthaltende Bad "dippen"
(dip-coating). Das Dippen kann auch mehrfach
wiederholt werden - unterbrochen von
Trockenvorgängen -, das Fadengebilde kann aber auch
nach dem sogenannten "kiss-roll-coating"-Verfahren
mittels Walzen oder auch mittels anderer
Applikationsvorrichtungen mit der wäßrigen Emulsion
oder Dispersion des Polymers in Kontakt gebracht und
beschichtet werden. Außerdem kann auch ein
"die-coater" verwendet werden, bei dem das
Fadengebilde durch feststehende oder einstellbare
Düsen gezogen oder gedrückt wird. Dabei kann das
Fadengebilde u. a. auch maximal gestreckt werden, so
daß seine gesamte Oberfläche mit der
Beschichtungsmischung in Kontakt kommen muß.
Neben dem Polymer und weiteren üblichen Emulgatoren
und Dispersionsmitteln kann die
Beschichtungsemulsion, -dispersion, -lösung oder
-masse weitere übliche Zusätze wie z. B. Weichmacher,
Kupplungsmittel und/oder Wachse enthalten. Des
weiteren ist es möglich, bei der Beschichtung der
Fadengebilde Zusätze zur Beeinflussung der
Eigenschaften der Oberfläche des Fadengebildes
einzubringen. U.a. kommen hierfür in Frage
Aktivkohle, Zeolithe, Edelmetalle sowie
Katalysatoren.
Das nach einer der vorbeschriebenen Methoden
behandelte, beschichtete Fadengebilde wird
getrocknet und anschließend nach einem allgemein
bekannten Verfahren zu einem textilen Flächengebilde
verarbeitet.
Wird es gewebt, kann prinzipiell aus den Fäden bzw.
Zwirnen jedes bekannte textile gewebte
Flächengebilde erzeugt werden. Gewebe mit
Kreuzköperbindungsart sind jedoch besonders
bevorzugt. Diese Webart vereint größtmögliche
Stabilität mit hoher Flexibilität des Gewebes. Es
ist allerdings auch eine einfache
Leinwandbindungsart oder eine einfache Köperbindung
möglich.
Obwohl das derart gewebte textile Flächengebilde
über hohe Temperaturbeständigkeit und Inertheit
gegen Chemikalien verfügt, kann die
Korrosionsbeständigkeit noch weiter dadurch
verbessert werden, daß das textile Flächengebilde
zusätzlich eine weitere Überzugsschicht aus einem
hochtemperaturbeständigen Kunststoff aufweist. Diese
zusätzliche hochtemperaturbeständige
Kunststoffüberzugsschicht kann wiederum nach einem
allgemein bekannten Verfahren auf das textile
Flächengebilde aufgebracht werden. Neben
Imprägnierverfahren und
Oberflächenbeschichtungsverfahren aus Lösungen,
Emulsionen, Dispersionen oder auch
Pulverbeschichtungsverfahren, kann diese zusätzliche
Beschichtung auch durch Laminieren mit einem
vorgeformten Film oder flächigen Gebilden ausgeführt
sein.
Ganz besonders bevorzugt ist jedoch eine zusätzliche
Beschichtung des textilen Flächengebildes analog zur
Beschichtung des textilen Fadengebildes, wobei die
Analogie sich sowohl auf die Art des Kunststoffs als
auch auf die Beschichtungsmethode erstreckt.
Ist vorgesehen auch das textile Flächengebilde zu
beschichten, so ist es zweckmäßig eventuelle
Zusätze, die der Beschichtung bestimmte
Eigenschaften aufprägen, wie z. B. Aktivkohle,
Zeolithe, Edelmetalle oder Katalysatoren dem
äußeren Beschichtungsfilm zuzusetzen.
Die hochtemperaturbeständigen, inerten textilen
Flächengebilde gemäß der vorliegenden Erfindung
finden eine besonders zweckmäßige Verwendung als
Faserfiltergewebe, insbesondere als
Glasfaserfiltergewebe, für den Heißgaseinsatz zur
Filtration von Partikeln aus Rauchgasen oder zur
Abscheidung von Rußen bei der Rußherstellung. Dazu
werden aus den textilen Flächengebilden Schläuche
hergestellt, die von dem zu reinigenden Heißgas
entweder von der Schlauchinnenseite oder der äußeren
Seite des Schlauches angeströmt werden. Bei einer
solchen Verwendung des textilen Flächengebildes als
Filtermedium ist es besonders vorteilhaft, daß das
aus erfindungsgemäß beschichteten textilen
Fadengebilden gewebte textile Flächengebilde neben
den durch die Webart bestimmten Poren im
Größenbereich von ca. 100 µm die im wesentlichen
für das Zurückhalten der Partikel verantwortlich
sind, auch noch weitere Strukturen aufweisen kann,
die eine Filtration positiv unterstützen können.
Die Lebensdauer des textilen Flächengebildes gemäß
der Erfindung kann vorteilhaft beeinflußt werden,
indem das Flächengebilde zusätzlich beschichtet oder
eine Membran aufkaschiert wird, um einen optimalen
Chemiekalienschutz der Fasern zu gewährleisten und
Korrosion zu verhindern.
Des weiteren kann man den Abscheidegrad in solchen
Fällen auch dadurch noch weiter verbessern, daß man
bei der zusätzlichen Nachbehandlung dem
Polymerbeschichtungsmittel Mittel zur Vergrößerung
der Oberfläche (beispielsweise Kieselsäuren)
und/oder zur Steuerung der triboelektrischen Ladung
zusetzt, so daß Stäube besser gebunden werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur
Herstellung eines textilen Flächengebildes, das
hochtemperaturbeständig und inert ist, wobei es aus
textilen Fadengebilden mit einer Vielzahl von
Filamenten besteht, die eine Temperaturbeständigkeit
von <300°C aufweisen und zumindest zu einem Garn
zusammengeführt sind, wobei zwei oder mehrere Garne
zusammengezwirnt sein können und die Oberfläche des
textilen Fadengebildes eine Überzugsschicht aus
Kunststoff mit einer Temperaturbeständigkeit <250°C
aufweist, wobei in einer weiteren Ausführungsform
die Filamente auch zu zwei oder mehreren
zusammengezwirnten Garnen zusammengeführt sind, und
die Oberfläche der Garne und gegebenenfalls die
Oberfläche des textilen Fadengebildes eine
Überzugsschicht aufweist, die eine
Temperaturbeständigkeit von <250°C aufweist.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein
Fadengebilde mit zumindest zu einem Garn
zusammengeführter Vielzahl von Filamenten mit einer
Temperaturbeständigkeit <300°C bereitgestellt und
das textile Fadengebilde mit einem Kunststoffüberzug
beschichtet. Dabei wird das textile Fadengebilde im
Dip-Coating-Verfahren beschichtet, zum Dippen ein
Kunststoff mit einer Temperaturbeständigkeit von
<250°C verwendet und dann erst aus den bereits
beschichteten Fadengebilden ein textiles
Flächengebilde hergestellt, vorzugsweise gewebt. Bei
dem Kunststoffüberzug handelt es sich vorzugsweise
um einen PTFE- bzw. einem PTFE-haltigen
Copolymerfilm.
Weiterhin bevorzugt ist es beim erfindungsgemäßen
Verfahren, daß man vor dem Beschichten das
Fadengebilde ausbildet, indem man die Garne
miteinander zu einem Zwirn verdrillt. Dies geht
selbstverständlich nur, wenn mehr als ein Garn
bereitgestellt wurde. In diesem Fall wird nur der
Zwirn beschichtet.
Alternativ dazu kann man genau ein Garn aus einer
Vielzahl von Filamenten bereitstellen, beschichten
und dann erst zwirnen. Man erhält dann einen Zwirn
aus beschichteten Garnen, die dann gewebt werden.
Gegebenenfalls kann man vor dem Weben den Zwirn aus
beschichteten Garnen ebenfalls mit einem
Kunststoffüberzug versehen.
Weiterhin kann es von Vorteil sein, daß nach der
Verarbeitung zum textilen Flächengebilde, also etwa
nach dem Weben, eine zusätzliche
Kunststoffüberzugsschicht mit einer
Temperaturbeständigkeit von <250°C auf das textile
Flächengebilde aufgebracht wird. Hierbei muß es sich
nicht um eine Überzugsschicht handeln, es ist
genauso möglich, eine poröse hochtemperaturfeste
Membran aufzukaschieren. Eine Nachbehandlung im
Dip-Coating-Verfahren ist allerdings bevorzugt.
Weitere Eigenschaften und Vorteile des
erfindungsgemäßen textilen Flächengebildes werden
anhand der nachfolgenden Figuren erläutert und sind
aus den sich daran anschließenden Beispielen
ersichtlich.
In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1
a-d schematische Schnitte durch vier
verschiedene Ausführungsformen der
beschichteten textilen Fadengebilde, die
zum erfindungsgemäßen Flächengebilde
verarbeitet werden können;
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch eine
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
textilen Flächengebildes, das aus einem
Fadengebilde gewebt wurde, das aus einem
Garn besteht, welches mit
hochtemperaturbeständigem Kunststoffilm
versehen ist;
Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch eine
weitere Ausführungsform des
erfindungsgemaßen textilen Flächengebildes,
das aus einem Zwirn gewebt wurde, der aus
zwei Fäden besteht, wobei der Zwirn mit
einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff
beschichtet ist und das textile
Flächengebilde ebenfalls mit einer
zusätzlichen hochtemperaturbeständigen
Kunststoffilmschicht versehen ist;
Fig. 4 das Warenbild einer Kreuzköperbindung.
In der Fig. 1a ist ein Querschnitt durch ein
textiles Fadengebilde 20, 30 dargestellt. Man
erkennt, daß das textile Fadengebilde 20, 30 aus
einem Garn 60 besteht, das eine Vielzahl von
Filamenten 40 aufweist, die zu dem Garn 60
zusammengeführt sind, wobei das Garn 60 von einem
hochtemperaturbeständigen Kunststoffilm 50 rundum
eingeschlossen ist. In der Fig. 1b ist ein
Fadengebilde 20, 30 aus zwei zu einem Zwirn 70
verdrillten Garnen 60 abgebildet und man sieht, daß
der Zwirn mit Kunststoff 50 beschichtet wurde. In
der Fig. 1c schließlich ist ein beschichtetes
gezwirntes Fadengebilde 20, 30 aus 3 Garnen 60 zu
erkennen und in der Fig. 1d sieht man einen mit
Kunststoff 50 beschichteten Zwirn 70, der aus zwei
beschichteten Garnen 60 gedrillt wurde.
In der Fig. 2 ist ein Querschnitt durch ein
textiles Flächengebilde 10 dargestellt. Man erkennt,
daß das textile Flächengebilde aus Fadengebilden 20
und 30 gewebt ist, wobei im vorliegenden Beispiel 20
den Schußfaden bezeichnet und 30 für die Kettfäden
steht. Sowohl die Schuß- als auch die Kettfäden
bestehen im vorliegenden Beispiel jeweils aus einem
einzigen Garn 60. Die Kettfäden 30 lassen im Schnitt
erkennen, daß sie aus einer Vielzahl in
Fadenrichtung verlaufende Einzelfasern, sog.
Filamente 40 aufgebaut sind; jedes textile
Fadengebilde 20, 30 besteht also aus zu einem
einzigen Bündel zusammengefaßter Vielzahl von
Filamenten 40. Die Fadengebilde 20, 30 tragen an
ihrer Oberfläche einen Kunststoffüberzug bzw. -film
50. Dieser umhüllt im wesentlichen vollständig die
Bündel von Einzelfasern 40 und schützt die textilen
Flächengebilde 10 vor Korrosion durch aggressive
Medien. Dabei ist besonderes Augenmerk auf die
Berührungspunkte bzw. Flächen der Webfäden zu
richten, bei denen man erkennen kann, daß durch die
Beschichtung der textilen Fadengebilde 20, 30 vor
dem Weben gerade an den Berührungspunkten oder
Flächen ein besonders guter Schutz zur Verfügung
gestellt wird, da alle sich berührenden Flächen mit
Kunststoff 50 beschichtet sind.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist
Gegenstand der Fig. 3. Im Unterschied zur
Ausführungsform nach Fig. 2 bestehen sowohl Kett-
als auch Schußfäden aus einem Zwirn 70, der sich aus
zwei verdrillten Garnen 60 zusammensetzt, die
wiederum aus einer Vielzahl von Filamenten 40
bestehen. Im dargestellten Beispiel 3 weisen die
Garne wie in der Ausführungsform 1b keine
Beschichtung auf, vielmehr sind lediglich die Zwirne 70
von einer erfindungsgemäßen
Kunststoffüberzugsschicht 50 umhüllt. Zusätzlich
dazu ist allerdings eine Kunststoffschicht 80
vorhanden, die das gesamte textile Flächengebilde 10
umhüllt bzw. schützend umgibt und somit eine
optimale Inertheit bei Temperaturbeständigkeit auch
im Bereich der Kreuzungspunkte der Gewebefäden
garantiert.
In der Fig. 4 ist eine gewebte Ware in
Kreuzköperbindung dargestellt. Dieses Gewebe
vereinigt die hohe Inertheit des textilen
Fadengebildes mit seiner webartbedingten hohen
Festigkeit und Elastizität.
Einige Ausführungsformen der Erfindung werden im
folgenden noch an 4 Beispielen erläutert, wobei als
Fasermaterial jeweils E-Glasfasern zum Einsatz
kamen. In den Beispielen 1 bis 4 ist jeweils das
Ausgangsgewicht der Garne bzw. der Zwirne und deren
Drehung angegeben. Als Dip wurde jeweils
Hexafluorpropylen/Tetrafluorethylen-Copolymer bei
den angegebenen Bedingungen verwendet.
Die Glasfäden oder Glaszwirne wurden dabei in der
Fluorkunststoffdispersion getränkt, die überflüssige
Flotte abgestreift und die Fäden oberhalb der
Sintertemperatur getrocknet und aufgewickelt. Die
Glaskonstruktionen sowie die Ausrüstungsbedingungen
sind in der Tabelle beispielhaft zusammengestellt.
Aus diesen in der Tabelle I genannten Fadengebilden
werden beispielsweise Gewebe hergestellt, die in der
Tabelle II dargestellt sind:
Bezugszeichenliste
10 textiles Flächengebilde
20 Schußfaden
30 Kettfaden
40 Filamente bzw. Fasern
50 Kunststoffüberzug bzw. -film
60 Garn
70 Zwirn
80 zusätzlicher Kunststoffüberzug bzw. -film
20 Schußfaden
30 Kettfaden
40 Filamente bzw. Fasern
50 Kunststoffüberzug bzw. -film
60 Garn
70 Zwirn
80 zusätzlicher Kunststoffüberzug bzw. -film
Claims (11)
1. Hochtemperaturbeständig inertes textiles
Flächengebilde, das aus textilen Fadengebilden
mit einer Vielzahl von Filamenten aufgebaut ist,
wobei die Filamente eine Temperaturbeständigkeit
von <300°C aufweisen und zumindest zu einem
Garn zusammengeführt sind, wobei zwei oder
mehrere Garne zusammengezwirnt sein können, und
daß eine Kunststoffschicht aus Polyimid,
Polyetheretherketon, Fluorkunststoff oder
Monomerbaustein der genannten Polymeren
aufweisendem Copolymer aufweist, wobei die
Polymere und Copolymere allein oder als
Verschnitte vorliegen können und die
Temperaturbeständigkeit der Kunststoffschicht
<250°C ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberfläche des textilen Fadengebildes (20, 30)
mit der Kunststoffschicht überzogen ist.
2. Hochtemperaturbeständig inertes textiles
Flächengebilde, das aus textilen Fadengebilden
mit einer Vielzahl von Filamenten aufgebaut ist,
wobei die Filamente eine Temperaturbeständigkeit
von <300°C aufweisen und zu zwei oder mehreren
zusammengezwirnten Garnen zusammengeführt sind,
und daß eine Kunststoffschicht aus Polyimid,
Polyetheretherketon, Fluorkunststoff oder
Monomerbausteine der genannten Polymeren
aufweisendem Copolymer aufweist, wobei die
Polymere und Copolymere allein oder als
Verschnitte vorliegen können und die
Temperaturbeständigkeit der Kunststoffschicht
<250°C ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberfläche der Garne (60) und gegebenenfalls die
Oberfläche des textilen Fadengebildes (20, 30)
mit der Kunststoffschicht überzogen ist.
3. Textiles Flächengebilde nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Oberfläche des textilen
Flächengebildes (10) zusätzlich mindestens eine
weitere Überzugsschicht (80) aus Polyimid,
Polyetheretherketon, Fluorkunststoff oder
Monomerbausteine der genannte Polymeren
aufweisendem Copolymer aufweist, wobei die
Polymere und Copolymere allein oder als
Verschnitte vorliegen können und die
Temperaturbeständigkeit der Kunststoffschicht
<250°C ist.
4. Textiles Flächengebilde nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Überzugsschicht aus
Kunststoff (50, 80) Zusätze wie Aktivkohle,
Zeolithe, Edelmetalle und/oder Katalysatoren
aufweist.
5. Verwendung des textilen Flächengebildes nach
einem der vorhergehenden Ansprüche als
Filtergewebe für den Heißgaseinsatz.
6. Verfahren zur Herstellung eines textilen
Flächengebildes nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei dem man die Schritte ausführt:
- a) Bereitstellen eines Fadengebildes mit zumindest zu einem Garn zusammengeführter Vielzahl von Filamenten mit einer Temperaturbeständigkeit von <300°C, und
- b) Beschichten des textilen Fadengebildes im dip-coating-Verfahren mit einem Überzug aus einem Kunststoff aus Polyimid, Polyetheretherketon, Fluorkunststoff oder Monomerbausteine der genannten Polymeren aufweisendem Copolymer, wobei die Polymere und Copolymere allein oder als Verschnitte verwendet werden können und der zum Dippen verwendete Kunststoff eine Temperaturbeständigkeit von <250°C aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die bereits
beschichteten Fadengebilde zu einem textilen
Flächengebilde verarbeitet, vorzugsweise gewebt,
werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß man zeitlich vor dem
Beschichten beim Vorliegen von mehr als einem
Garn das Fadengebilde ausbildet, indem man die
Garne miteinander zu einem Zwirn verdrillt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß man beim Vorliegen genau
eines Garns gemäß Schritt a) von Anspruch 6
zeitlich nach dem Beschichten des textilen
Fadengebildes gemäß Schritt b) von Anspruch 6
ein textiles Fadengebilde aus einer Mehrzahl
beschichteter Garne zwirnt, und dieses textile
Fadengebilde gegebenenfalls nochmals mit einem
Überzug aus einem Kunststoff gemäß Schritt b)
von Anspruch 6 beschichtet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß nach der
Verarbeitung zum textilen Flächengebilde eine
zusätzliche Kunststoffüberzugsschicht aus einem
Kunststoff gemäß Schritt b) von Anspruch 6 mit
einer Temperaturbeständigkeit von <250°C auf
das textile Flächengebilde aufgebracht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß man den zusätzlichen
Kunststoffüberzug im Dip-Coating-Verfahren
aufbringt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4137627A DE4137627C2 (de) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | Hochtemperaturbeständig inertes textiles Flächengebilde, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4137627A DE4137627C2 (de) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | Hochtemperaturbeständig inertes textiles Flächengebilde, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4137627A1 DE4137627A1 (de) | 1993-05-19 |
DE4137627C2 true DE4137627C2 (de) | 1993-10-21 |
Family
ID=6444899
Family Applications (1)
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DE4137627A Expired - Fee Related DE4137627C2 (de) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | Hochtemperaturbeständig inertes textiles Flächengebilde, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung |
Country Status (1)
Country | Link |
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