DD234042A1

DD234042A1 - METHOD FOR PRODUCING A MINERAL FIBROUS YARN

Info

Publication number: DD234042A1
Application number: DD27259585A
Authority: DD
Inventors: Maria Hom
Original assignee: Cosid Kautasit Werke Veb
Priority date: 1985-01-16
Filing date: 1985-01-16
Publication date: 1986-03-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines thermoresistenten Fadens aus relativ kurzen, mechanisch gering belastbaren Fasern mineralischen Ursprunges fuer Einsatzgebiete, in denen bisher Asbesterzeugnisse verwendet wurden.The invention relates to a method for producing a thermoresistant thread of relatively short, mechanically low-strength fibers of mineral origin for applications in which asbestos products have been used.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines thermoresistenten Fadens aus relativ kurzen, mechanisch gering belastbaren Fasern mineralischen Ursprunges für Einsatzgebiete, in denen bisher Asbesterzeugnisse verwendet wurden.The invention relates to a method for producing a thermoresistant thread of relatively short, mechanically low-strength fibers of mineral origin for applications in which asbestos products have been used.

Characteristic of the known technical solutions

Für die Herstellung eines thermoresistenten Fadens für technische Erzeugnisse wurde bisher Asbest verwendet. Die Technologie der Vorgarn- und Fadenherstellung erfolgte nach dem Streichgarn-Spinnverfahren und wurde voll beherrscht. Neueste wissenschaftliche Untersuchungen haben ergeben, daß Asbest bei den mit ihm kontaktierten Personen schwere gesundheitsschädigende Wirkungen auslösen kann. Viele Regierungen der Welt haben strenge Bestimmungen zur weiteren Verwendung von Asbest erlasssen mit der Orientierung, in vorgegebenen Fristen den Asbest durch andere geeignete Materialien zu ersetzen. Für viele Anwendungsfälle liegen hierzu Lösungen vor, ohne bisher einen Faserstoff gefunden zu haben, der neben der hohen Thermoresistenz auch noch die anderen universellen Eigenschaften des Asbestes aufweist. Es hat sich allgemein die Erkenntnis durchgesetzt, daß für jeden Anwendungsfall nach speziellen Faserstoffen gesucht werden muß, wobei für viele Anwendungsfälle andere mineralische Faserstoffe eine Alternative zum Asbest darstellen können. Die Komplexität der am Asbest nachweisbaren vorzüglichen Verarbeitungseigenschaften und anwendungstechnischen Daten weisen diese mineralischen Faserstoffe wie alle bisher gefundenen, den Asbest ersetzenden Faserstoffe nicht auf. Die mineralischen Faserstoffe, auf die sich diese Erfindung bezieht, sind Steinwollen, Schlackenwollen oder auch Aluminiumsilikatfaserstoffe, die sich auszeichnen durch gute thermische Resistenz, aber nur geringe mechanische Belastbarkeit und geringe Faserlänge. Während Asbest, wie schon erwähnt, nach dem Streichgarn-Verfahren zu Fäden verarbeitet wurde, indem gegebenenfalls verschiedene Asbestsorten mit einem Spinnträger, wie Viskosefaser oder auch Baumwoll-Strips, zu einem Mischbett angeordnet und nach einem Mischprozeß einem Krempelsatz zugeführt und der so hergestellte Vorgarnfaden auf üblichen Spinnmaschinen zu einem Garn verarbeitet wurde, hat es sich erwiesen, daß weder Spinnverfahren, die mit Auflösewalzen arbeiten oder Verzüge beinhalten noch das Streichgarn-Spinnverfahren in seiner bekannten Form geeignet sind, für die oben genannten Faserstoffe angewendet zu werden. Wie schon seit Jahrzehnten für die Verarbeitung von Minderqualitäten oder zur Herstellung von Garnen mit modischen Effekten bekannt, wurde auch versucht, ein zum Verspinnen geeignetes Vorgarn herzustellen, indem auf einer Krempel in bekannter Weise -ein Träger-Faserstoff zu einem Flor verarbeitet und auf diesen Flor Aluminiumsilikatfasern aufgestreut wurden, und zwar bevor dieser Flor dem Florteiler zugeführt wurde. Auch dieses Verfahren konnte bisher nicht befriedigen. Bei der Verarbeitung der Alternativfaserstoffe, auf die sich diese Erfindung bezieht, nach dem bekannten Streichgarn-Spinnverfahren und auch nach den Verfahren allgemein, bei denen Auflösewalzen und/oder Verzüge zur Anwendung kommen, hat es sich gezeigt, daß die Beschläge der Auflösewalzen oder anderer Auflöseorgane, seien es elastische oder starre Beschläge, in unvertretbar kurzer Zeit vollkommen verschlossen waren, so daß der Herstellungsprozeß unterbrochen werden mußte. Die Faserverkürzung der anfänglich schon relativ kurzen Fasern war so stark, daß während der Vorgarnherstellung und dem sich anschließenden Verspinnen ein ökonomisch unvertretbar hoher Anteil des Materialeinsatzes als Bestandteile kleiner als 2 mm aus dem jeweiligen Faserverband ausfielen. Eine Wirtschaftlichkeit des Herstellungsprozesses war somit nicht gegeben. Es wurden versuchsweise bekannte Präperationsmittel eingesetzt mit dem Ziel, die Faserverkürzung zu reduzieren und vor allem die elektrostatische Aufladung als Ursache für das Vollsetzen der Kardierbeschläge der Krempel zu beseitigen. Die für diese Zwecke bekannten, handelsüblichen Textilhilfsmittel waren nicht geeignet, die beschriebenen Nachteile zu beseitigen oder ausreichend zu vermindern.For the production of a thermoresistant thread for technical products, asbestos has hitherto been used. The technology of roving and thread production was carried out by the wool-spinning process and was fully mastered. Recent scientific studies have shown that asbestos can cause severe adverse health effects in the persons contacted with him. Many governments around the world have imposed strict regulations on the continued use of asbestos with the aim of replacing asbestos with other suitable materials within specified deadlines. For many applications, solutions are available for this purpose, without hitherto having found a pulp which, in addition to the high thermoresistance, also has the other universal properties of asbestos. It has generally accepted the recognition that for each application, special fibers must be sought, for many applications, other mineral fibers may represent an alternative to asbestos. The complexity of the asbestos detectable excellent processing properties and performance data have these mineral fibers as all previously found, the asbestos-replacing fibers not on. The mineral fibers to which this invention relates are stone wool, slag wool or aluminum silicate fibers, which are characterized by good thermal resistance, but only low mechanical strength and low fiber length. While asbestos, as already mentioned, was processed by the carded yarn process into threads by possibly different Asbestos with a spin backing, such as viscose or cotton strips, arranged to a mixed bed and fed to a carding process after a mixing process and the thus prepared Vorgarnfaden It has been found that neither spinning processes employing opening rollers or containing distortions nor the carded-fiber spinning process in its known form are suitable for the above-mentioned fibrous materials. As has been known for decades for the processing of under-grades or for the production of yarns with fashionable effects, it has also been attempted to produce a suitable roving by processing on a card in a known manner a carrier pulp into a pile and onto this pile Aluminum silicate fibers were sprinkled before that Flor was fed to the Florteiler. Also, this method has not been satisfactory. In the processing of the alternative fibrous materials to which this invention relates, by the known carded-fiber spinning process and also by the processes generally employing disintegration rolls and / or distortions, it has been found that the fittings of the opening rollers or other disintegrators whether elastic or rigid fittings, were completely closed in an unreasonably short time, so that the manufacturing process had to be interrupted. The fiber shortening of the already relatively short fibers was so strong that during the Vorgarnherstellung and the subsequent spinning an economically unacceptably high proportion of the material used as constituents smaller than 2 mm from the respective fiber structure precipitated. An economy of the manufacturing process was thus not given. There have been used experimentally known Verperatingmittel with the aim to reduce the fiber shortening and above all to eliminate the electrostatic charge as a cause for the completion of the Cardierbeschläge the carding. The commercial textile auxiliaries known for this purpose were not suitable for eliminating or sufficiently reducing the disadvantages described.

Bei der Verarbeitung der Alternativfasern nach dem Aufstreuverfahren ist der Anteil des Abfalles zwar relativ gering, doch das daraus gefertigte Garn ist nur bedingt verwendbar. Die Alternativfasern werden nach der Florteilung durch das sogenannte Nitscheln in den nur aus Tragfasern bestehenden Flor eingerollt; so daß von einer gewünschten Homogenität der Faserverteilung nicht mehr gesprochen werden kann. Im Fadenkern befinden sich die Aiternativfasern, während die Tragfaseranteile einen Mantel bilden. Das mögliche Optimum der Fadenfestigkeit als ein Kriterium der Weiterverarbeitbarkeit kann so nicht erreicht werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Anteil der Tragfaser im Faden so hoch wird, daß der Charakter des Tragfaserstoffes nicht mehr bedeutungslos ist, das heißt, die wichtigsten technischen Parameter werden zunehmend vom Charakter des Tragfaserstoffes bestimmt und nicht mehr von den Eigenschaften des Alternativfaserstoffes. Dieser Umstand wird dann Dedeutungsvoll, wann das vorgesehene Einsatzgebiet des gefertigten Garnes die Dominanz der Eigenschaften des Alternativfaserstoffes verlangt, so zum Beispiel die thermische Resistenz oder auch die Beständigkeit gegen bestimmte Medien, wenn aus diesem Garn beispielsweise Dichtmaterial und Isolierstoffe gegen Wärme geschaffen werden sollen. Bleibt der Anteil des Tragfaserstoffes jedoch gering, und der Tragfaserstoff besteht aus einem organischen Material, so kann im Extremfall, also bei hoher Wärmebeaufschlagung, sich dieser Faserstoffanteil zersetzen, veraschen oder verkohlen, ohne daß die Funktionsfähigkeit der Dichtung oder des Isoliermaterials wesentlich eingeschränkt wirc^:. Bei einem so hohen Anteil des des Tragfaserstoffes, wie es im Falle des Aufstreuens des Alternativfaserstoffes erforderlich ist, sind erhebliche Verkürzungen der Grenznutzungsdauer und die Verringerung der Einsatzgrenzen der hergestellten Dichtungen und Isoliermaterialien zu erwarten.In the processing of the alternative fibers after the Aufstreuverfahren the proportion of waste is relatively small, but the yarn produced therefrom is only partially usable. The alternative fibers are rolled after the pile division by the so-called Nitscheln in the existing only of carrier fibers Flor; so that it is no longer possible to speak of a desired homogeneity of the fiber distribution. The thread core contains the Aiternativ fibers, while the Tragfaseranteile form a coat. The possible optimum of the thread strength as a criterion of further processibility can not be achieved in this way. Another disadvantage is that the proportion of the support fiber in the thread is so high that the character of the fibrous base material is no longer meaningless, that is, the most important technical parameters are increasingly determined by the character of the fibrous base material and no longer by the properties of the alternative pulp. This circumstance is then Dedeutungsvoll when the intended use of the finished yarn requires the dominance of the properties of the alternative fiber material, such as thermal resistance or resistance to certain media, if from this yarn, for example, sealing material and insulating materials against heat to be created. However, the proportion of the support fiber substance remains low, and the supporting fiber consists of an organic material, it may, in extreme cases, so high heat application, decompose, ash or char the fiber content without the operability of the seal or the insulating material WiRC substantially ^restricted. With such a high proportion of the fibrous fibrous web as is required in the case of the scattering of the alternative fibrous material, considerable shortening of the marginal service life and reduction of the operating limits of the seals and insulating materials produced are to be expected.

Purpose of. invention

Es ist Zweck der Erfindung, ein Verfahren zur Verarbeitbarkeit von mineralischen Faserstoffen, insbesondere Schlackenwolle, Steinwolle oder auch Aluminiumsilikatfasern zu einem Faden oder fadenförmigen Gebilde zu schaffen, der für die Ablösung von Asbestfäden geeignet ist, bei dem der Anteil des Abfalles geringer ist als bei den bekannten Verfahren und die erhofften anwendungstechnischen Daten nicht durch das angewandte Verfahren gemindert werden.It is an object of the invention to provide a process for the processability of mineral fibers, especially slag wool, rock wool or aluminum silicate fibers into a thread or thread-like structure, which is suitable for the replacement of asbestos fibers, in which the proportion of the waste is less than that known methods and the expected application data are not mitigated by the method used.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verarbeitbarkeit von mineralischen Faserstoffen mit hoher Temperaturbeständigkeit, aber geringer mechanischer Belastbarkeit, insbesondere Schlackenwollen, Steinwollen oder auch Aluminiumsilikatfaserstoffe zu schaffen, bei dem die Arbeitselemente für die Faserauflösung und Parallelisierung, wie Krempelbeschläge und andere Kardierzonen, nicht mehr als das übliche Maß zugesetzt werden, die Faserverkürzung in erträglichen Grenzen gehalten wird und der Masseanteil des Spinnträgers nicht größer ist als der, wie er aus der Verarbeitung von Asbest zu fadenförmigen Gebilden bekannt ist. Es ist ein weiterer Bestandteil der Aufgabe, die homogene Mischung von Alternativfasern und Tragfasern im Fadenverband zu sichern. Als Lösung für diese Aufgabenstellung wurde ein Verfahren gefunden, welches durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:The object of the invention is to provide a process for the processability of mineral fibers with high temperature resistance, but low mechanical strength, especially slag wool, stone wool or aluminum silicate fibers, in which the working elements for the fiber dissolution and parallelization, such as carding and other carding zones, not more be added as the usual level, the fiber shortening is kept within tolerable limits and the mass fraction of the spinning support is not greater than that, as it is known from the processing of asbestos into thread-like structures. It is a further part of the task to secure the homogeneous mixture of alternative fibers and carrier fibers in the thread structure. As a solution to this problem, a method has been found which is characterized by the following features:

- Der Alternativfaserstoff wird· mit einem Öl präpariert, welches unter dem Handeisnamen „Prämol" von der Firma VEB Polychemie Veiten, Deutsche Demokratische Republik, hergestellt und vertrieben wird.The alternative fiber material is prepared with an oil which is manufactured and sold under the trade name "Premol" by the company VEB Polychemie Veiten, German Democratic Republic.

- Der Altemativfaserstoff wird mit einem Spinnträger verarbeitet, der eine Mischung aus einem Faserstoff organischer oder anorganischer Art mit relativ hohen oder vollkommenen Hitzebeständigkeit und einem Zellulose-Faserstoff darstellt, wobei der Anteil des Faserstoffes mit hoher oder vollkommener Hitzebeständigkeit organischer oder anorganischer Art etwa 5 bis 20 Ma.-% des gesamten Tragfaseranteiles betragen soll.- The Altemativfaserstoff is processed with a spinning carrier, which is a mixture of an organic or inorganic fiber with relatively high or perfect heat resistance and a cellulose pulp, wherein the proportion of the pulp with high or perfect heat resistance of organic or inorganic nature about 5 to 20 Ma .-% of the total load fiber content should be.

Als geeignete organische Faserstoffe hoher Hitzebeständigkeit seien genannt: voroxidierte PAN-Fasern, metallisierte andere organische Fasern. Als anorganische hitzebeständige Faserstoffe eignen sich: Glas-Fasern, Metall-Fasern und auch Kohlenstoff-Fasern.Suitable organic fibers of high heat resistance include: pre-oxidized PAN fibers, metallised other organic fibers. As inorganic refractory fibers are: glass fibers, metal fibers and carbon fibers.

Für den Fachmann überraschend konnte nachgewiesen werden, daß sich das von der vorgenannten Firma mit „Prämol" bezeichnete Öl als wirksames Mittel zur Verhinderung der elektrostatischen Aufladung der Fasern in Verbindung mit der vorgeschlagenen Faserstoffmischung und des schnellen Zusetzens der Walzenbeschläge oder anderer Kardierstellen erwiesen hat. Diese Wirkung war nicht vorhersehbar, da dieses mit „Prämol" bezeichnete Öl in Emulsion mit Wasser hergestellt und vertrieben wird als Hilfsmittel für spanabhebende Fertigungsprozesse in der Metallindustrie. Gleichzeitig unterstützt das Präperat die schonende Orientierung der Fasern als Voraussetzung für die Florteilung unter Minimierung der Kardierstellen an der Krempel, wodurch die Faserverkürzung eingeschränkt wird. Es wurde untersucht und festgestellt, daß die einzelnen Komponenten des Erfindungsgedankens, also die Verwendung der vorgeschlagenen Präperation bei Verminderung der Kardierstellen einerseits und die verschiedensten Kombinationen der Tragfaserstoffe für sich nicht den erhofften Erfolg bringen. Obwohl die ursächlichen Zusammenhänge über die Ursache der eingetretenen Wirkung noch nicht umfassend erkannt wurden und Gegenstand weiterer Untersuchungen sein können, wird angenommen, daß durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Gedankens die elektrostatische Aufladung durch einen wirksamen Potentialausgleich vermindert wird. Dabei ist es unerheblich, ob der Alternativ-Faserstoff bereits während seines Herstellungsprozesses oder erst während des Mischprozesses mit den Tragfaserstoffen mit der vorgeschlagenen Präperation benetzt wird. Daraus ist erkennbar, daß im Gegensatz zu den aus der Anwendung des Streichgarn-Spinnverfahrens gewonnenen Erkenntnissen, wo eine Befeuchtung des zu verarbeitenden Materials angestrebt wird, bei diesem Vrfahren auf eine Wasserzugabe, also einer Befeuchtung schlechthin, verzichtet werden kann.Surprisingly, it has been demonstrated to those skilled in the art that the oil referred to by the aforementioned company as "premol" has proven to be an effective means of preventing electrostatic charging of the fibers in conjunction with the proposed pulp mixture and rapid addition of roller fittings or other carding stations Impact was unpredictable as this "premol" designated oil is emulsion-formulated with water and sold as an aid to metal-cutting operations in the metalworking industry. At the same time the preparation supports the gentle orientation of the fibers as a prerequisite for the pile division while minimizing the carding points on the carding, whereby the fiber shortening is restricted. It has been investigated and found that the individual components of the inventive concept, ie the use of the proposed preparation in reducing Kardierstellen on the one hand and the most diverse combinations of fibrous carrier materials do not bring the expected success. Although the causal relationships on the cause of the effect occurred have not yet been comprehensively recognized and may be the subject of further investigations, it is assumed that the use of the inventive concept reduces the electrostatic charge by an effective equipotential bonding. It is irrelevant whether the alternative pulp is already wetted during its manufacturing process or during the mixing process with the fibrous carrier materials with the proposed preparation. It can be seen that in contrast to the knowledge gained from the application of the coating yarn spinning process, where a humidification of the material to be processed is sought, in this method to a water addition, ie a humidification par excellence, can be dispensed with.

Ausführungsbeispiei

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Ausführungsbeispiel 1The invention will be explained in more detail below by exemplary embodiments. Embodiment 1

Aluminiumsilikat-Faserstoff, hergestellt nach dem Blasverfahren, wird während des Verblasens oder während des Ablagerns nach dem Verblasen mit Prämol im Verhältnis von 1,2 i/100 kg Faserstoff benetzt. Dieser Faserstoff wird mit einer Tragfasermischung, bestehend aus 12 Ma.-% Galsfasern und 88 Ma.-% Baumwollfasern gemischt, wobei der Tragfaseranteil etwa 14 Ma.-% bezogen auf die Gesamtmischung betragen soll. Diese Anteile werden zu einem Mischbett geformt und in einem Offener gemischt und einem Zwei-Krempelsatz vorgelegt, bei dem nur noch 2 Arbeiter/Wender-Paare je Krempel wirksam sind. Das so hergestellte Vorgarn kann auf einer Flügelspinnmaschine oder einer Ringspinnmaschine oder auch nach modernen Spinnverfahren, die ein Vorgarn oder einAluminum silicate pulp, produced by the blown process, is wetted with premolar in the ratio of 1.2 l / 100 kg of pulp during blowing or during deposition after blowing. This fibrous material is mixed with a carrier fiber mixture consisting of 12% by weight of gals fibers and 88% by weight of cotton fibers, wherein the carrying fiber content should be about 14% by weight, based on the total mixture. These portions are formed into a mixed bed and blended in an opener and presented to a two-card stack, in which only two worker / Wender pairs per card are effective. The roving thus produced can on a wing spinning machine or a ring spinning machine or even modern spinning processes that a roving or a

Faserband als Vorlage bedürfen, zu einem Faden versponnen und erforderlichenfalls verzwirnt werden -Need sliver as a template, spun into a thread and twisted if necessary -

Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2

85 Ma.-% Schlackenwolle werden mit 2 Ma.-% Metall-Spinnfasern und 13 Ma.-% Baumwoll-Strips gemischt. Dabei sollen sich die Schichten der einzelnen Bestandteile in gleicher Reihenfolge wiederholen. Unmittelbar auf jede Schicht Schlackenwolle werden insgesamt 3 Liter einer Emulsion, bestehend aus 1,2 I Prämol und 1,8 I Wasser auf 100 kg Faserstoffe mittels einer Präpariereinrichtung gleichmäßig verteilt. Die weitere Verarbeitung erfolgt wie irn Ausführungsbeispiel 1 angegeben.85% by weight of slag wool is mixed with 2% by weight of metal staple fibers and 13% by weight of cotton strips. The layers of the individual constituents should repeat themselves in the same sequence. Immediately on each layer of slag wool, a total of 3 liters of an emulsion consisting of 1.2 l of premol and 1.8 l of water is uniformly distributed to 100 kg of fiber by means of a preparation device. The further processing is carried out as indicated in embodiment 1.

Claims

claims:

1. A process for producing a thermoresistant yarn of relatively short, mechanically low-strength fibers of mineral origin, which are dissolved and parallelized on a carded yarn card with a reduced number of carding and containing a technologically required support fiber content, characterized in that the mineral pulp during manufacture or is wetted in a mixed bed with a preparation, which has hitherto been used in emulsion with water as processing aid in the metal industry in the execution of cutting processes and the carrying fiber content consists of 5 to 12 wt .-% of a thermoresistant pulp.

2. Method according to item 1, characterized in that the thermoresistant pulp is an inorganic pulp such as glass fibers and metal fibers or an organic pulp such as pre-oxidised aramid or a metal-coated pulp.