DD237618A1 - Verfahren zur herstellung alkoholischer suspensionen von anorganischen stoffen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung alkoholischer Suspensionen von anorganischen Stoffen, die bei der Faserstoffherstellung als Fuellstoffzusaetze verwendet werden. Das Ziel der Erfindung besteht in der vollstaendigen Beseitigung der Agglomerate. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das es durch eine veraenderte Verfahrensfuehrung ermoeglicht, ein fuer die Faserherstellung verbessertes Zusatzprodukt zu erhalten. Die erfindungsgemaesse Loesung sieht ein Verfahren vor, bei dem der Ultraschallbehandlung eine Paste, bestehend aus agglomerierten Teilchen einer Teilchengroesse von maximal 60 mm vorgelegt und die Paste 150 bis 180 Minuten lang mit Ultraschall behandelt wird.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung alkoholischer Suspensionen von anorganischen Stoffen, insbesondere glykolischer Titandioxid-Suspensionen, die bei der Faserstoffherstellung als Füllstoffzusätze verwendet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, bei der Faserstoffherstellung während der Polykondensation den entstehenden Polymeren Füllstoffe zuzudosieren, um die Optik der daraus herzustellenden Fäden zu beeinflussen.

Üblich ist es beispielsweise Polyamid- oder Polyethylenterephthalat-Faserstoffe mit anorganischen Weißpigmenten, beispielsweise Titandioxid, zu mattieren, um die Transparenz und den Glanz, der für unbehandelte Fäden typisch ist, zu beseitigen.

Beim Herstellungsprozeß der Polyethylenterphthalat-Faserstoffe erfolgt die Mattierung durch Zugabe der Suspension in einer geeigneten Stufe des technologischen Prozesses, zum Beispiel nach der Umesterung oder Veresterung.

Die Anforderungen, die an die Suspension gestellt werden, betreffen einmal die Korngröße der suspendierten Partikel, wobei eine weitestgehend einheitliche Korngrößenverteilung ohne Agglomerate erforderlich ist und zum anderen in der Suspension enthaltene Fremdstoffe, die sich störend auf den Herstellungsprozeß der Faserstoffe auswirken.

Die Herstellung der Suspension erfolgt bekanntlich mittels heizbarer Kneter oder schneilaufender Rührwerksmühlen, wobei aus dem einzusetzenden anorganischen Pigment, beispielsweise Titandioxid, und Alkohol, beispielsweise Ethylenglykol, ein Konzentrat aufbereitet wird, in dem die einzelnen Pigmentpartikel homogenisiert und mit Ethylenglykol benetzt sind. Diese Paste wird mit weiterem Ethylenglykol auf einen Gehalt von 20% Titandioxid verdünnt und in einer schnellaufenden Mühle gemahlen bis der erforderliche Zerteilungsgrad erreicht ist. Dem Mahlvorgang ist ein Sedimentations- oder Zentrifugierprozeß nachgeschaltet, um vorhandene gröbere Teilchen abzutrennen.

Eine andere Möglichkeit, die homogene Verteilung feiner Teilchen einer festen Phase in einem flüssigen Medium zu erreichen, wirdvonSartorund Seemann im Chemie-Technik 4,1975 Seite 395, beschrieben. Sie schlagen vor, einen Schwingstab und einen stabförmig ausgebildeten Dispergiereinsatzzu verwenden. Der aus dem zu dispergierenden Stoff bestehende Dispergierstab steht innerhalb der flüssigen Phase mit der vibrierenden Stirnfläche des Schwingstabes in Kontakt. An der Kontaktstelle werden aus dem Dispergiereinsatz Teilchen abgeriebenundan die umgebende Flüssigkeit abgegeben.

Im Hinblick auf die Verwendungsfähigkeit der vorgeschlagenen Verfahren sind folgende Nachteile feststellbar:

Bei der Herstellung der Suspension mittels schnellaufender Rührwerksmühlen tritt metallischer und mineralischer Abrieb auf, der auf den mechanischen Verschleiß der Kugeln oder Perlen sowie der Mühlenwandung zurückzuführen ist. Dieser Abrieb führt während des Polykondensationsprozesses durch katalytische Beeinflussung der ablaufenden Reaktion zu Störungen des Polykondensationsprozesses.

Bei dem von Sartor und Seemann vorgeschlagenen Dispergierverfahren gelingt es nicht, die Agglomerate vollständig zu beseitigen. Das Vorhandensein von Agglomeraten führt jedoch bei der Synthesefaserherstellung zu Spinnstörungen, die den Bruch von Elementarfäden zur Folge haben.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Verhinderung des Eintragens von metallischen oder mineralischen Fremdstoffen und der vollständigen Beseitigung der Agglomerate.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung alkoholischer Suspensionen von anorganischen Stoffen zu schaffen, das es durch eine veränderte Verfahrensführung ermöglicht, ein für die Faserherstellung verbessertes Zusatzproduktzu erhalten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung alkoholischer Suspensionen von anorganischen Stoffen, insbesondere glykolischer Titandioxid-Suspensionen, gelöst, bei dem der anorganische Stoff unter Zusatz von Alkohol in einen pastösen Zustand versetzt und anschließend der Einwirkung von Ultraschall ausgesetzt wird, welches dadurch charakterisiert ist, daß der Ultraschallbehandlung eine Paste, bestehend aus agglomerierten Teilchen einer Teilchengröße von maximal δΟμηη, vorgelegt und die Paste 150 bis 180 Minuten lang mit Ultraschall behandelt wird. Überraschend wurde gefunden, daß nach Beendigung der Ultraschallbehandlung eine Suspension vorliegt, deren Teilchen einen annähernd kugeläquivalenten Durchmesser bei einer Teilchengröße von kleiner als 10/tm aufweisen.

Offensichtlich hat die Ausgangsteilchengröße der der Ultraschallbehandlung zu unterziehenden Paste einen entscheidenden Einfluß auf die zu erreichende erfindungsgemäße Qualität der Suspension. Übersteigen die agglomerierten Bruchstücke den erfindungsgemäßen Teilchengrößenwert, dann ist es nicht mehr möglich, eine völlig homogene, von Agglomeraten freie Suspension nach Abschluß der Ultraschallbehandlung zu erhalten.

Das Einhalten der erfindungsgemäßen Ultraschallbehandlungszeit ist erforderlich, damit fast alle Partikel mit annähernd kugeläquivalentem Durchmesser in der Suspension vorliegen, da diese Teilchenform für das störungsfreie Inkorporieren des Zusatzstoffes in das Polymerengefügte vorteilhaft ist.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Suspension läßt dem Produktionsprozeß ohne Vornahme weiterer Behandlungen direkt zusetzen.

Der Einsatz dieser Suspension, beispielsweise einer Titandioxid-Suspension in der Synthesefaserherstellung, ermöglicht einen Produktionsablauf, der frei von auf Titandioxid zurückzuführende Spinnstörungen ist, was sich in einem fadenbruchfreien Elementarfadenlauf ausdrückt. Gegenüber den bekannten Verfahren weist die erfindungsgemäße Lösung folgende Vorteile auf:

Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach durchzuführen. Es ermöglicht die Herstellung von Suspensionen, die keine Agglomerate und Fremdstoffe aufweisen. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Suspensionen führen bei ihrem Einsatz als Zusatzstoffe zu Polymeren zu einer Gebrauchswertverbesserung des Erzeugnisses.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel nachstehend näher erläutert werden:

In einem Gefäß wird aus Titandioxid unter Zusatz von Ethylenglykol eine Paste hergestellt, die nach ihrer Fertigstellung agglomerierte Teilchen aufweist, deren durchschnittliche Teilchengröße bei 45μ,ηι liegt.

Diese Paste wird der Einwirkung von Ultraschall unterzogen. Nach einer 160minütigen Ultraschallbehandlung liegt eine Suspension vor, die keine Agglomerate mehr aufweist und deren Teilchengröße bei 8/xm liegt, wobei die Teilchen einen annähernd kugeläquivalenten Durchmesser besitzen.

Die erhaltene Suspension bedarf keines nachfolgenden Sedimentations- oder Zentrifugierprozesses mehr und läßt sich sofort dem Polykondensationsvorgang als Zusatzkomponente zuführen. Die suspendierten Titandioxidteilchen werden dabei in das Polymergefüge eingebaut. Sie ermöglichen einen störungsfreien Ablauf des sich an den Polykondensationsprozeß anschließenden Spinnprozesses, da sie auf Grund ihrer Teilchengröße und -form keine Fadenbrüche verursachen.

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Verfahren zur Herstellung alkoholischer Suspensionen von anorganischen Stoffen, insbesondere glykolischer Titandioxid-Suspensionen, bei dem der anorganische Stoff unter Zusatz von Alkohol in einem pastösen Zustand versetzt und anschließend der Einwirkung von Ultraschall ausgesetzt wird, gekennzeichnet dadurch, daß der Ultraschallbehandlung eine Paste, bestehend aus agglomerierten Teilchen einer Teilchengröße von maximal 60/u.m vorgelegt und die Paste 150 bis 180 Minuten lang mit Ultraschall behandelt wird.