Public
Juergen Weigel
BU Textile Chemicals
PG Fiber, Region EMEA
08.10.2012
Anforderungen an Präparationenverbunden mit deren Funktionalitätfür Vliesstoffanwendungen
27. HOFER VLIESSTOFFTAGE
07. UND 08. NOVEMBER 2012
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Clariant
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen2
149 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet Textilhilfsmittel und Farbstoffe:
- 1863 startet Hoechst Farbstoffproduktion
- 1886 startet Sandoz Textilfarbstoffproduktion
Heute:
Global agierende BU Textile Chemicals mit 675 mio. CHF Umsatz
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Clariant, BU Textile Chemicals
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen3
OBA´s, dyeing auxiliaries
classical textiles: apparel, outer wear
technical textiles:domestic textiles,
fibre fill, tissues, geo-textiles,
awings, tarpaulins, sewing threads,
hygienic & medical articles
Pretreatment
PrintingDyeing
Finishing
Natural FibresWool, Cotton
Synthetic FibresPET, PA, PAN, PP, VIS ...
melt, dry and wet spinning
secondary spinningfilament yarn staple fibre
Weaving
printing auxiliaries
x-linker, softener
lubricants, coning oils
fibre finish
fluorocarbons
Afilan®
Elfugin®
Printofix®
Eganal®
Lyocol®
Lyogen®
Sandolube®
Appretan ®Hostalux®
Leucophor®
Arkofix®
Ceranin ®
Pekoflam®
Trefix®Arkofil®lubricants, binders
Sirrix®Bactosol®
flame retardants
Nuva®
bleaching, enzymes
sizing agents
BU
MB
BU
Additives
BU
I&C
S
BU Textile Chemicals
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Hauptanforderung an Spinnpräparation
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen4
Synthetische Fasern und Filamente müssen während der
Herstellungs- und Verarbeitungsprozesse mit Hilfe von speziellen
Schmiermitteln („Spinnpräparationen”) geschützt werden um ein gutes
Laufverhalten bei allen Prozess-Schritten zu garantieren.
Faser Lubrikant: Spinnpräparationen liefern die richtige Faser-Metall
Schmierung für Garne und Fasern um optimale Prozessbedingungen zu ermöglichen.
„Richtige“ Reibung bedeuted dabei nicht automatisch geringe Reibung. Einige Prozesse,
wie zum Beispiel die Texturierung, benötigen ein “bestimmtes” Reibwertniveau.
Faser/Faser Kohäsion: Garne bestehen aus einer Anzahl von separaten
Filamenten. Bewegung dieser Filament relativ zueinander führt zu Filamentbrüchen.
Spinnpräparationen helfen die einzelnen Filamente zusammen zu halten und so zu
schützen.
Antistatikeigenschaften: Die Bewegung von Fasern oder Filamenten über
feste Oberflächen führt zu einer elektrostatischen Aufladung welche verhindert bzw.
abgebaut wird durch die Spinnpräparation.
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Weitere Anforderungen an Spinnpräparation
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen5
Allgemeine Anforderungen
* Leichte Handhabung * Nicht toxisch
* Stabil während Lagerung * Nicht reizend
* Stabil bei Kälte und Hitze * Biologisch abbaubar
Anforderungen bei Faserherstellung
* Benetzung * F/M + F/F Reibung * Keine Korrosion
* Spreiten * Kohäsion * Keine Abrasion
* Geringe Viskosität * Grenzschmierung * Gutes Auswaschverhalten
* Geringe Flüchtigkeit * Geringe elektrostatische Aufladung
* Geringes Rauchverhalten
* Geringes Ablagerungsverhalten an heissen Galettenoberflächen
Anforderungen bei Weiterverarbeitung der Fasern
* F/M + F/F Reibung * Keine Vergilbung
* Kohäsion * Kein Gasfading
* Ger. elektr. Aufladung * Gute Gummiverträglichkeit
* Keine Abrasion * Wasserdispergierbarkeit
* Grenzschmierung * Keine Korrosion
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Herstellung von Polyester Stapelfasern
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen6
Schmelzspinnprozess
Applikation von Spinnpräparation
Ablage des Kabels in Kannen
Entnahme des Kabels
Parallele Ausrichtung des Kabels
Applikation von Spinnpräparation
Verstreckung
Relaxierung
Endgültige Spinnpräp.-Applikation
Kräuselung
Trocknung und Thermofixierung
Schneiden und Ballenpresse
Verpackung von Kabel
12
11
13
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Kabelkohäsion, nass
Verstreckbarkeit
Temperaturstabilität
9
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Viskose Stapelfaser
Spinnbad
Schneiden
Verstreckung
Trockner
LagertankViskoselösung
Spinnpräparation
Applikation
Herstellung von Viskose Stapelfasern
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen7
Weiterverarbeitung
Faser/Faser Kohäsion
Reibung
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Stapelfaser-Charakteristik
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen8
Baumwoll-TYPE: kurze und feine Fasern, kleiner
Titer wie BW-Faser 32-50 mm/ 0,8- 2,8 den.
Bekleidungsindustrie
WOLL-TYPE: mittlere Faserlänge, mittlerer
Titer wie Wolle 50- 100 mm/ 3- 7 den.
Bekleidungsindustrie
Teppich-TYPE : mittlere bis hohe Faserlänge,
mittlerer Titer 60- 120 mm/ 6- 12 den.
Teppichindustrie
Vliesstoff-Type: kurze bis mittlere Faserlänge,
kleiner bis hoher Titer 5 - 60 mm/ 1 - 17 den.
Verschiedenste Vliesstoffe
Stapelfasertypen in Abhängigkeit der Weiterverarbeitung
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Theorie, Reibung, Stribeck Kurve
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen9
Source:
J. Bartz; Additive für Schmierstoffe
Zusammenhang zwischen Viskosität (h), Scherrate (g), Belastung (P)
daraus resultierende Schmierfilmdicke und Reibungszustände
h*g.
P
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen10
Many people are familiar with static friction,
since they interact with it on an almost daily
basis. For example, when someone slides a
book across a table, static friction is at work.
Initially, a small level of force needs to be
exerted to get the book to move. Once it is
moving, however, kinetic friction comes into
play, and less effort will be required to move
the book. The amount of force required can
vary. For example, if a book has a library
cover on it and it got damp, the wet book will
require more force to move, while a brand
new paperback book might slide very easily
across a dry wooden table with a varnished
surface.
Stick – Slip Phänomen
K O H Ä S I O N
Source: www.Honigmann.com
Source: www.wisegeek.com
Statische Reibung, Mischreibung„Knirsch-Griff“
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Stick Slip Messergebnis
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen11
Sägezahnkurve
Ha
ftkra
ft [
cN
]
Messzeit [Minuten]Geschwindigkeit: 1-5 mm/min
UG
UG
OG
OG
Hohe Faser-Faser-Haftung
Hohe Kohäsion
Knirsch
Geringe Faser-Faser-Haftung
Geringe Kohäsion
Weich
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Stick Slip, Beispiel aus der PraxisVerbesserung der Faser-Faser-Haftung
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen12
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Referenz LeominLS-N
L. LS-N/A.HSG-V
AfilanHSG-V
F/M 100
F/M 300
F/F 20
Dynamische Reibwertmessung
Reib
wert
[m]
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Stick Slip, Beispiel aus der PraxisVerbesserung der Faser-Faser-Haftung
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen13
Statische Reibwertmessung
0
5
10
15
20
25
30
Referenz Leomin LS-N L. LS-N/A.HSG-V
Afilan HSG-V
Haftkra
ft [
cN
]
UG
OG
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Elektrostatische Aufladung – AntistatikPhosphorsäureester
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen14
O H
O
P O H
O
O
O
P O
O
O
O
P O H
O
OH
O
P O
O
O
O
P O
O
O
O
P O
O
O
n
M o n o e s t e r D i e s t e r T r i e s t e r
K +
- - -K +
K +
K O H
P 2 O 5
mono/di Phosphorsäureester, Synthese
Grosse Variationsmöglichkeiten
in Bezug auf:
Antistatik
Hydrophilie
Klimaempfindlichkeit
durch Verwendung von
verschiedenen Fettalkoholen
pH-Wert Variation
Fettalkohole:
lineare von C1 bis C18
verzweigte synthetisch
ethoxylierte Fettalkohole
pH-Wert:
sauer
neutral
alkalischClariant Produktempfehlungen:
Afilan AKT Leomin PN Afilan SPC
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Elektrostatische Aufladung – AntistatikPhosphorsäureester
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen15
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
65% rel. Feuchtigkeit 86% rel. Feuchtigkeit
Ge
wic
hts
zu
na
hm
e [
%]
C4 Phos. C12 Phos. C18 Phos. C10/C18 Phos.
Hydrophilie als Mass für Antistatik-Wirkung
Gewichtszunahme nach Lagerung (10 Tage)
unter verschiedenen klimatischen Bedingungen
Phos. = Phosphat
Abnehmende
Hydrophilie
Zunehmende
C-Kettenlänge
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Elektrostatische Aufladung – AntistatikPhosphorsäureester
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen16
O H
O
P O H
O
O
O
P O
O
O
O
P O H
O
OH
O
P O
O
O
O
P O
O
O
O
P O
O
O
P O C l3
- H C l
M o n o e s t e r D i e s t e r T r i e s t e r
- - -
N a +
N a O H
3
3
N a +
N a +
Tri Phosphorsäureester, Synthese
Variationsmöglichkeiten
in Bezug auf:
Thermostabilität
Kohäsion
Emulgierbarkeit
durch Verwendung von
verschiedenen Fettalkoholen
ethoxylierte Fettalkohole
lineare Fettalkohole
Polyethylenglykole
Clariant Produktempfehlungen:
Hostaphat FL340N Hostaphat KL340D Hostaphat FO380 Hostaphat W327
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Elektrostatische Aufladung – AntistatikPhosphorsäureester
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen17
Antista
tik S
chutz
Emulgierverhalten in typischen
Spinnpräparationen
gering
hoch
gering g
ut
PhosphonatesLeomin AN
P2O5-estersLeomin PN, Afilan SPC
POCl3-estersHostaphat FL340N
Phosphorsäureester, Antistatik-Wirksamkeit
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Nassvliesstoff / wet laid
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen18
Endanwendungen:
Tapeten Fahrzeugbau
Luftfilter Tee- und Kaffeefilter
Verpackung Schallschutz
Vorteil von Kurzschnittfasern:
Reissfestigkeit im
nassen und trockenen Zustand
Dimensionsstabilität
Grundlagen Nassvliestechnik
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Nassvliesstoff / wet laid
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen19
Benetzbarkeit – Oberflächenspannung - Dispergierbarkeit
Allgemeine Regel:
Benetzung
Flüssigkeit < Polymer
Oberflächenenergien von typischen Fasermaterial-Polymer
Oberflächenenergie
Polymer [mN/m]
Polyester ca. 41
Polyamid 66 ca. 46
Polyamid 6 ca. 43
Polypropylen ca. 31
Baumwolle ca. 46
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Nassvliesstoff / wet laid
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen20
„soil release“ Produkte als Dispergator für Kurzschnittfasern
Hydrophile Oligopolyester
Hydroperm T, Hydroperm SRHA, Hydroperm 3702
„soil release“ Effekt
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Nassvliesstoff / wet laid
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen21
Vergleich Schnellnetzung und Permanentnetzung
Bestimmung von Sinkzeiten ausgerüsteter Fasern
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1 2 3 4Genagen C100 Hydroperm T G. C100/H. T (50/50)
Zyklen
Sin
kze
it[s
]schwimmt auf
Wasseroberfläche
Präparationsauflage: 0,4%
Sin
kze
it
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Chemie von Spinnpräparationen
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen22
Fettsäurealkoxylate
Fettalkoholalkoxylate
Mineralöl
Esteröl
EO/PO Copolymere
Phosphorsäureester
Alkylsulfonate
Ethylen/Propylen [Cracker]
Rohöl
Fettalkohol/Fettsäuren
Natürliche Öle und Fette
Palmkernöl
Kokosnussöl
Rapsöl
Rizinusöl
Fettalkohol
Phosphor
Alkane
Schwefel
nachwachsende
Rohstoffe
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Spinnpräparationen für Viskoseanwendungen
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen23
Reibung und Faser/Faser Kohäsion, Hygiene
Afilan HSG-V pa
Afilan CVN pa
Afilan CVS liq
Leomin AN liq
Leomin PN pa
Afilan SPC pa
Afilan SM liq
Leomin LS-N liq
Produkt Einstufung
Reibung und Faser/Faser Kohäsion, Hygiene emulgierbar
Antistatik und Reibung
emulgierbar
löslich
emulgierbar
FDA Löslichkeit
löslich
Reibung für Rayon (Textil) emulgierbar
Reibung für Rayon (technisch) löslich
Excellente Antistatik
Antistatik und Reibung, klimaunempfindlich emulgierbar
Reibung und Faser/Faser Kohäsion
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Leomin PN pa
Afilan SPR pa
Afilan AKT liq
Afilan V5066 liq
Afilan MF3 liq
Leomin LS-N liq
Afilan HPP liq
Afilan SEL pa
Afilan REL pa
Spinnpräparationen für Polyesteranwendungen
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen24
Antistatik und Reibung, Klimaunempfindlich
Produkt Einstufung
Antistatik und Reibung emulgierbar
Reibung und ausgeprägte Faser/Faser Kohäsion
emulgierbar
löslich
löslich
FDA Löslichkeit
löslich
Hydrophilierung, Hygiene löslich
Reibung, Füllfaser, Silikon emulgierbar
Reibung und Faser/Faser Kohäsion
Reibung und ausgeprägte Faser/Faser Kohäsion löslich
Effiziente Antistatik, Sekundärspinnen
löslichReibung, Füllfaser, Silikonfrei
Juergen Weigel, BU Textile Chemicals, PG Fiber, Region EMEA, 08.10.2012
Spinn-Präparationendie
unsichtbare Unbekannte
oder
Spinn-Präparationen
die
unsichtbaren Helfer
im
Hintergrund
für
optimale Prozess- und Verarbeitungsbedingungen
mit einer Vielzahl von
Funktionalitäten
Zusammenfassung
Öffentlich, Anforderungen an Präparationen verbunden mit deren Funktionalität für Vliesstoffanwendungen25
Dr. Jürgen Weigel
Clariant International AG
TCR Reinach
CH4132 Muttenz
Top Related