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Patent Searching and Data


Title:
THREAD, WOVEN FABRIC, AND METHOD FOR PRODUCING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/011895
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a thread (1) of extruded silicone rubber that is cross-linked after the extrusion and to a woven fabric having warp threads and/or weft threads and a coating consisting of cross-linked silicone rubber, the thread (1) or the coating comprising a fluorinated rubber part. The invention also relates to a method for producing such threads (1) and woven fabrics. The aim of the invention is to improve the thermal and chemical resistance. To this end the fluorinated rubber part is produced only by surface fluorination of the cross-linked thread (1) or the coating by means of a fluorination gas.

Inventors:
ESPE ROLF (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/068619
Publication Date:
January 17, 2019
Filing Date:
July 10, 2018
Export Citation:
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Assignee:
HUECK RHEINISCHE GMBH (DE)
International Classes:
D01F11/08; D02G3/32; D02G3/40; D06M11/09
Domestic Patent References:
WO2000053638A12000-09-14
WO2007107261A12007-09-27
Foreign References:
DE20008249U12000-08-31
US20010029139A12001-10-11
DE20008249U12000-08-31
EP1300235A12003-04-09
DE2319593A11974-11-14
EP0735949A11996-10-09
Attorney, Agent or Firm:
BAUER, Dirk (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Faden (1) aus extrudiertem und nach der Extrusion vernetztem

Silikonkautschuk mit einem Fluorkautschukanteil, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden (1 ) den Fluorkautschukanteil nur oberflächlich aufweist.

2. Gewebe mit Kett- und/oder Schussfäden nach dem vorgenannten Anspruch, oder mit Kett- und/oder Schussfäden und einer Beschichtung aus vernetztem Silikonkautschuk mit einem Fluorkautschukanteil, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung den Fluorkautschukanteil nur oberflächlich aufweist.

3. Gewebe nach dem vorgenannten Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kett- und/oder Schussfäden aus einem vorzugsweise verlitzten Metall, vorzugsweise Kupfer bestehen.

4. Hydraulische Presse mit einem Presspolster aus einem Gewebe nach einem der Ansprüche 2 oder 3.

5. Verfahren zum Herstellen eines Fadens (1 ), wobei der Faden (1) aus

Silikonkautschuk kontinuierlich extrudiert und nach der Extrusion vernetzt wird, und einen Fluorkautschukanteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluorkautschukanteil durch nur oberflächliches Fluorieren des vernetzten Fadens (1) mit einem Fluorierungsgas hergestellt wird.

6. Verfahren zum Herstellen eines Gewebes, wobei Kett- und/oder

Schussfäden mit einer Beschichtung aus Silikonkautschuk versehen werden und der Silikonkautschuk vernetzt wird, und die Beschichtung einen

Fluorkautschukanteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der

Fluorkautschukanteil durch nur oberflächliches Fluorieren der Beschichtung mit einem Fluorierungsgas hergestellt wird.

7. Verfahren zum Herstellen eines Gewebes nach dem vorgenannten Anspruch oder mit nach Anspruch 5 hergestellten Kett- und/oder Schussfäden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kett- und/oder Schussfäden zunächst mit dem Silikonkautschuk beschichtet und anschließend zu dem Gewebe verwebt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Silikonkautschuk vor dem Weben vernetzt und fluoriert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kett- und/oder Schussfäden zunächst zu dem Gewebe verwebt werden und das Gewebe mit dem Silikonkautschuk beschichtet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluorierungsgas zu mindestens 0,5 Vol%, vorzugsweise 10 Vol% aus Fluorgas oder einem Fluorierungsmittel und zu mindestens 50 Vol% aus Inertgas besteht.

Description:
Faden, Gewebe und Verfahren zum Herstellen derselben

Die Erfindung betrifft einen Faden aus extrudiertem und nach der Extrusion vernetztem Silikonkautschuk sowie ein Gewebe mit Kett- und/oder Schussfäden und einer Beschichtung aus vernetztem Silikonkautschuk, wobei der Faden bzw. die Beschichtung einen Fluorkautschukanteil aufweisen. Die Erfindung betrifft weiterhin Verfahren zum Herstellen solcher Fäden und Gewebe.

Solche Fäden und Gewebe kommen in Druckausgleichsgeweben (sog.

Presspolstern) in hydraulischen Ein- und Mehretagenheizpressen bei der

Kaschierung von Holzwerkstoffplatten mit Duroplastharz-imprägnierten

Dekorpapieren oder bei der Herstellung von Hochdrucklaminaten zum Einsatz.

Presspolster unterliegen in den Heizpressen hohen Dauertemperaturen, dazu kommen chemische Belastungen durch Oleinwirkung, die durch Olleckagen aus den Anlagen entstehen. Eine weitere chemische Belastung ist die

Dampfeinwirkung von beispielsweise Formaldehyd, welches aus den Platten- und Harzmaterialien entweicht. Dieses führt zu einem vorzeitigen Verschleiß der Polster, die Rückstelleigenschaften nehmen stark ab. Da ausvulkanisierte

Silikonkautschuke und deren Copolymere zu klebrigen Oberflächen neigen, müssen die Fäden zudem nach der Extrusion mit Talkum, Silikonölen oder anderen Additiven behandelt werden, damit sie beim Aufwickelprozess nicht verkleben und es beim späteren Webprozess nicht zu Laufstörungen kommt. Fluorkautschuk (FKM) und Fluor-Silikonkautschuk (MFQ/FVMQ) weisen gegenüber Silikonkautschuk (MVQ/VMQ) eine bessere thermische und chemische Beständigkeit auf.

DE 200 082 49 U1 offenbart ein Presspolster mit einem Faden der einleitend genannten Art und schlägt u.a. vor, den Faden aus einem Blend-Elastomer herzustellen, indem vor der Vernetzung eine Mischung aus einem

(herkömmlichen) Silikonkautschuk und einem Silikon-Fluorkautschuk hergestellt wird. Der Fluorkautschukanteil ist an der Oberfläche des Fadens zu gering, um einen ausreichenden Schutz gegen die aufgeführten Chemikalien zu bilden. Im Hintergrund der Erfindung schlägt EP 1 300 235 A1 vor, zur Herstellung eines Presspolsters ein Gewebe aus metallischen Wärmeleitfäden mit einem

Silikonkautschuk zu beschichten und die Beschichtung anschließend zu vernetzen. DE 23 19 593 A1 offenbart ein weiteres Presspolster mit in einem Silikonelastomer eingebettetem Metallgewebe. Aus EP 0 735 949 A1 ist ein Presspolster mit einem Gewebe aus Silikonelastomerfäden und Metallfäden bekannt.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die thermische und chemische Beständigkeit zu verbessern.

Lösung

Ausgehend von dem bekannten Faden wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass der Faden den Fluorkautschukanteil nur oberflächlich aufweist. Durch die Konzentration des Fluorkautschukanteils an der Oberfläche des Fadens ist deren thermische und chemische Beständigkeit deutlich verbessert.

Vorzugsweise weist erfindungsgemäß ein Gewebe solche Fäden als Kett- und/oder Schussfäden auf. Ein Gewebe mit Fäden aus Silikonelastomer ist aus dem Stand der Technik bekannt.

Ausgehend von dem bekannten Gewebe wird nach der Erfindung alternativ vorgeschlagen, dass die Beschichtung den Fluorkautschukanteil nur oberflächlich aufweist. Auch hier ist durch die Konzentration des Fluorkautschukanteils an der Oberfläche der Beschichtung deren thermische und chemische Beständigkeit deutlich verbessert.

Vorzugsweise bestehen die Kett- und/oder Schussfäden eines

erfindungsgemäßen Gewebes aus einem Metall. Die Kett- und/oder Schussfäden weisen dann eine deutlich erhöhte mechanische Stabilität auf. Weiter

vorzugsweise ist das Metall verlitzt. Die Kett- und/oder Schussfäden weisen dann im Vergleich zu einem Volldraht gleichen Querschnitts eine höhere Zugfestigkeit und zugleich eine höhere Biegeelastizität auf. Weiter vorzugsweise ist das Metall Kupfer. Die Kett- und/oder Schussfäden weisen dann im Vergleich zu anderen Metallen eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf.

Vorzugsweise wird erfindungsgemäß eine hydraulische Presse mit einem

Presspolster aus einem solchen Gewebe betrieben. Presspolster und der Betrieb von hydraulischen Pressen mit Geweben aus oder mit Silikonelastomer sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Ausgehend vom dem bekannten Verfahren zum Herstellen eines Fadens oder eines beschichteten Gewebes wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass der Fluorkautschukanteil durch nur oberflächliches Fluorieren des vernetzten Fadens bzw. der Beschichtung mit einem Fluorierungsgas hergestellt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einem der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Fäden oder Gewebe und zeichnet sich gleichermaßen durch die dort genannten Vorteile aus.

Vorzugsweise werden die Kett- und/oder Schussfäden in einem

erfindungsgemäßen Verfahren zunächst mit dem Silikonkautschuk beschichtet und anschließend zu dem Gewebe verwebt. Diese Reihenfolge ist beispielsweise aus DE 200 082 49 U1 bekannt.

Weiter vorzugsweise wird der Silikonkautschuk in einem solchen

erfindungsgemäßen Verfahren vor dem Weben vernetzt und fluoriert. Auch das Vernetzen vor dem Weben ist beispielsweise aus DE 200 082 49 U1 bekannt. Durch die Fluorierung wird die Oberflächenspannung des Silikonelastomers (also des Silikonkautschuks nach der Vernetzung) gesenkt. Die Laufeigenschaften des Fadens in der Webmaschine werden so erheblich verbessert, das Gewebe weist im Betrieb einen verringerten Abrieb an den Elastomerfäden auf.

Alternativ vorzugsweise werden die Kett- und/oder Schussfäden in einem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst zu dem Gewebe verwebt und das Gewebe mit dem Silikonkautschuk beschichtet. Diese Reihenfolge ist

beispielsweise aus EP 1 300 235 A1 bekannt. Vorzugsweise besteht in einem erfindungsgemäßen Verfahren das Fluorierungsgas zu mindestens 0,5 Vol% aus Fluorgas oder einem

Fluorierungsmittel und zu mindestens 50 Vol% aus Inertgas. Weiter vorzugsweise besteht das Fluorierungsgas zu 10 Vol% aus dem Fluorgas oder

Fluorierungsmittel.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert: Ein erfindungsgemäßer Faden 1 wird zunächst in 1 ,5 mm Stärke kontinuierlich aus einem unvernetzten Silikonkautschuk mit einem Seelenfaden aus verlitzten Kupferfäden extrudiert und in einer an den Extruder anschließenden Heizzone zu dem Silikonelastomer vernetzt. Die Zeichnungsfigur zeigt schematisch eine Vorrichtung 2 zur weiteren Herstellung eines erfindungsgemäßen Fadens 1 nach der Extrusion und Vernetzung: Der Faden 1 durchläuft ein erstes

Schleusensystem 3 in eine Behandlungskammer 4. In einem Rollensystem 5 mit auf- und absteigenden Rollen 6 bestimmen die Anzahl der Rollen 6 und deren Abstände die Einwirkungsdauer des Fluorierungsgases von etwa zwei Minuten.

Über ein Ventil 7 zum Einlass von Inertgas, ein Ventil 8 zum Einlass eines

Fluorgasgemisches und ein Ventil 9 zum Einlass von Luft wird die Vorrichtung 2 begast. Über ein Dosiermessgerät 10 werden die eingeleiteten Gasmengen gemessen. Ein weiteres Ventil 1 1 regelt die Abluftleitung 12, und ein letztes Ventil 13 das Abgas zum Absorber 14 zur Abscheidung von Fluorwasserstoff und Fluorgasgemischen.

Der fluorierte Faden 1 verlässt über ein zweites Schleusensystem 15 die

Vorrichtung 2 und wird zur anschließenden nicht dargestellten Aufwickelstation geleitet. Die Schleusensysteme 3, 15 verhindern das Austreten des nicht dargestellten Fluorierungsgases aus der Behandlungskammer 4.

Der Faden 1 weist nach Austritt aus der Heizzone noch eine Temperatur zwischen 50 und 80 °C auf, die die Fluorierung begünstigt. In einer alternativen Ausführung kann die Behandlungskammer 4 zusätzlich mit einer Heizung ausgerüstet werden. Die Behandlungskammer 4 wird zunächst unter Atmosphärendruck bei

Raumtemperatur mit Inertgas (Stickstoff, Argon, Neon, Helium oder ein anderes aus der Reihe der Edelgase) gespült und von Luft befreit, dann wird das

Fluorierungsgas aus 10 Vol% Fluorgas (F 2 ) und 90 Vol% Stickstoff (N 2 ).

eingeleitet. In einer alternativen Ausführung kann das Fluorierungsgas anstelle molekularen Fluors aus Halogen- oder Edelgasfluorid bestehen.

Über das Dosiermessgerät 10 wird die Füllung der Behandlungskammer 4 kontrolliert, das Ventil zum Absorber ist geschlossen. Da der Prozess

kontinuierlich ist, muss das Prozessgas nachreguliert werden.

Die Fluorierung ist eine chemische Reaktion und keine Beschichtung. Daher liegt die Eindringtiefe der Fluoratome in die Oberfläche des Silikonelastomers im molekularen Bereich - der Faden bzw. die Beschichtung weisen insoweit einen nur„oberflächlichen" Fluorsilikonanteil auf. Die Hauptkette von Silikonkautschuk besteht aus alternierenden Silizium- und Sauerstoffatomen und daran

ansetzenden Kohlenwasserstoffgruppen. Durch die Fluorierung werden an der Oberfläche in den Kohlenwasserstoffgruppen Wasserstoff- durch Fluoratome ersetzt. Hierbei entstehender Fluorwasserstoff (HF) wird über einen

Calciumcarbonatabsorber geleitet und in Calciumfluorid (Flussspat) umgewandelt.

Nach der Fluorierung bestehen die Elastomerfäden aus Polymethylsiloxan- und Fluor-Silkonkautschuk-Copolymeren. Aufgrund der im Vergleich zu Kohlenstoff und Wasserstoff höheren Bindungsenergie von Kohlenstoff und Fluor weist der entstehende Fluorkautschuk eine deutlich höhere thermische und chemische Beständigkeit auf.

Die hohe Elastizität des Silikonelastomers bleibt erhalten. Die fluorierten

Oberflächen weisen weiterhin eine Sperrschicht gegen unpolare Substanzen auf, gleichzeitig wird eine Permeation, Diffusion und Migration und der Austritt flüchtiger Bestandteile aus dem Silikonelastomer, die zur Geruchsbelästigung führen können, vermindert. Insgesamt wurde eine längere Einsatzdauer der Presspolster bei gleichbleibender Materialqualität beobachtet. Die Beschichtung des Fadens 1 weist vor der Fluorierung eine

Oberflächenspannung von 31 mN/m, nach der Fluorierung von 56 mN/m auf. Die Haft-/ Gleitreibung sinkt um die Hälfte von ca. 4,5 N auf 2 N, die Reibungskräfte auf Glas sinken von ca. 10 N auf 0,8 N. Die Oberfläche des erfindungsgemäßen Fadens 1 weist damit nach der Fluorierung keine Klebrigkeit mehr auf. Der Einsatz von Trennmitteladditiven, speziell Talkum, bevor die Fäden 1 auf den Spulen aufgewickelt werden ist nicht erforderlich, Verschmutzungen durch Ablagerungen der Trennmitteladditive an den Maschinenteilen der Webanlagen treten nicht mehr auf. In der Webanlage läuft der Faden 1 ohne Stillstandzeiten ganz besonders in Schussrichtung einwandfrei, die Haft- und Gleitreibung sowie die Klebrigkeit ist gegenüber dem zuvor bekannten Stand der Technik deutlich verringert

beziehungsweise aufgehoben. Zudem ist die anaerobe Alterung durch

Depolymerisation des Silikonelastomers weitestgehend verhindert.

Der erfindungsgemäße Faden 1 und das aus dem erfindungsgemäßen Gewebe hergestellte Presspolster weisen eine hohe Beständigkeit gegenüber heißem Dampf, heißen naphthenischen und aromatischen Ölen, Benzin, aliphatischen und aromatischen Olefinen, Ketone, Silikonöl, Chlorwasserstoffen, Säuren und

Laugen, sowie eine gute Dauerbeständigkeit bei hohen Temperaturen (> 130°C) auf. Es zeichnet sich weiterhin durch eine hohe Flexibilität und

Rückstelleigenschaft aus.

In der Figur sind

1 Faden

2 Vorrichtung

3 Schleusensystem

4 Behandlungskammer

5 Rollensystem

6 Rolle

7 Ventil für Inertgas

8 Ventil für Fluorgas/-gemisch

9 Ventil für Luft

10 Dosiermessgerät

1 1 Ventil für Abluft

12 Abluftleitung

13 Ventil für Abluft

14 Absorber

15 Schleusensystem