DE10115941A1 - Verfahren zur Herstellung von Fasern mit funktionalem Mineralpulver und damit hergestellte Fasern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Fasern mit funktionalem Mineralpulver und damit hergestellte FasernInfo
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Abstract
Ein Verfahren zur Herstellung einer Faser mit funktionalen Mineralpulvern umfaßt die folgenden Schritte: ein erstes Pulverisieren eines funktionalen Minerals, dessen Kristallform pinakoid ist, ein zweites Feinpulverisieren der im ersten Schritt pulverisierten funktionalen Mineralpulver auf weniger als 1/3 der Körnung der gewünschten Feinheit, ein Mischen und Vereinigen von 0,1-10 Gew.-% der im zweiten Schritt pulverisierten funktionalen Mineralpulver mit 90-99,9 Gew.-% eines chemisches Harzes, sowie die Verspinnung der Mischung aus den funktionalen Mineralpulvern und dem chemischen Harz.
Description
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fasern mit Mineralpulver,
insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Fasern mit funktionalen Mineralpulvern,
deren Kristallformen (Spaltformen) pinakoid sind, oder die zwei Arten von funktionalen
Mineralpulvern aufweisen, wobei die ersten Kristallformen pinakoid sind, und die zweiten
Kristallformen prismatisch, pyramidal, rhomboedrisch, hexaedrisch (kubisch), oktaedrisch
oder dodekaedrisch sind, sowie damit hergestellte Fasern.
Seit kurzem werden funktionale Minerale wie Elvan, Hornblende, Rutil, Zeolith, Zirkon,
Mullit, Jade oder Turmalin sowie daraus künstlich synthetisierte funktionale Minerale auf
dem Gebiet der Fasern verwendet.
Die funktionalen Minerale wirken als Strahlungsquellen im fernen Infrarotbereich, als
Antibiotika, Geruchsentferner, Isolatoren für elektronische Wellen und Ultraviolettstrahlung,
Absorber, Feuchtigkeitsabsorber, Strahlungsquellen für negative Ionen und als Schutz vor
statischer Elektrizität.
Allgemeine Verfahren zur Herstellung von Fasern mit Mineralpulvern umfassen Verspinnen,
Verstrecken (draft), Verbrennen (combustion), Schneiden (cutting) oder Weben (weaving)
nach einfacher Vermischung und Vereinigung (synthesizing) von Mineralpulvern mit einem
chemischen Harz.
Bei konventionellen Faserherstellungsverfahren kann jedoch jede Kristallform der
verwendeten funktionalen Mineralpulver verschieden sein, wie etwa prismatisch, pyramidal,
rhomboedrisch, hexaedrisch, oktaedrisch oder dodekaedrisch, wodurch Bestandteile von
Verarbeitungsgeräten wie etwa eine Litze, eine Walze und ein Führungskörper verschlissen
werden. Ferner ist es aufgrund der inhärenten Teilchenstruktur nicht möglich, eine Faser mit
glatter Oberfläche zu erhalten, da die vorgenannten funktionalen Mineralpulver und die Faser
oft zerschnitten wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Fasern
mit funktionalen Mineralpulvern, insbesondere Phyllosilicatpulvern bereitzustellen, die als
Strahlungsquellen für fernes Infrarot, blutdruckkontrollierend, schmerzerleichternd,
antibiotisch, geruchsentfernend, als Isolatoren für elektronische Wellen und
Ultraviolettstrahlung, als Absorber, als Feuchtigkeitsabsorber, als Strahlungsquellen für
negative Ionen und als Schutz vor statischer Elektrizität fungieren, wobei die Kristallform der
funktionalen Mineralpulver pinakoid ist.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer
Faser zur Verfügung zu stellen, die gemischte funktionale Mineralpulver aufweist, umfassend
sowohl Phyllosilicat-Mineralpulver und spezielles Mineralpulver, welches als Strahlungs
quelle für fernes Infrarot, blutdruckkontrollierend, schmerzerleichternd, antibiotisch,
geruchsentfernend, als Isolator für elektronische Wellen und Ultraviolettstrahlung, als
Absorber, als Feuchtigkeitsabsorber, als Strahlungsquelle für negative Ionen und als Schutz
vor statischer Elektrizität fungiert, wobei die Kristallformen der Mineralpulver pinakoid,
prismatisch, pyramidal, rhomboedrisch, hexaedrisch, oktaedrisch oder dodekaedrisch sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, durch Verwendung der obigen
Verfahren eine Faser so herzustellen, daß die Oberfläche der Faser glatt wird, da Teilchen der
Phyllosilicat-Mineralpulver auf der Oberfläche verteilt sind, und die Produktivität gesteigert
wird, da Zubehörteile von Verarbeitungsgeräten wie etwa eine Litze, eine Walze oder ein
Führungskörper nicht verschlissen werden.
Um die oben genannten Aufgaben zu erfüllen, umfaßt ein Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Herstellung einer Faser mit funktionalen Mineralpulvern einen ersten Schritt
zur Pulverisierung des funktionalen Minerals, dessen Mineralform pinakoid ist; einen zweiten
Schritt zur Feinpulverisierung der ersten pulverisierten funktionalen Mineralpulver auf
weniger als ein Drittel der Körnung der gewünschten Feinheit; das Mischen und Vereinigen
von 0,1 bis 10 Gew.-% der zweiten pulverisierten funktionalen Mineralpulver und 90 bis
99,9 Gew.-% eines chemischen Harzes; sowie das Verspinnen der Mischung aus dem
funktionalen Mineralpulver und dem chemischen Harz.
Ein anderes Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer Faser mit den
funktionalen Mineralpulvern umfaßt erstens das Pulverisieren von ersten und zweiten
funktionalen Mineralien, wobei die Kristallform bei dem ersten funktionalen Mineral
pinakoid ist, und wobei die Kristallform des zweiten funktionalen Mineralpulvers prismatisch,
pyramidal, rhomboedrisch, hexaedrisch, oktaedrisch oder dodekaedrisch ist; zweitens
Feinpulverisieren der ersten und zweiten pulverisierten funktionalen Mineralpulver auf
weniger als ein Drittel der Körnung der gewünschten Feinheit; Mischen der ersten und
zweiten funktionalen Mineralpulver; das Mischen und Vereinigen von 0,1 bis 10 Gew.-% der
Mischung aus ersten und zweiten Mineralpulvern und 90 bis 99,9 Gew.-% eines chemischen
Harzes; sowie das Verspinnen der Mischung aus ersten und zweiten funktionalen
Mineralpulvern und des chemischen Harzes.
Die beiliegenden Zeichnungen, die beigefügt sind, um ein weitergehendes Verständnis der
Erfindung zu gewährleisten und die einen Teil dieser Beschreibung bilden, zeigen
Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erklärung
der Grundsätze der Erfindung.
In den Zeichnungen ist zu sehen:
Fig. 1 ist eine Zeichnung, die verschiedene Kristallformen des Minerals zeigt.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, welches ein Verfahren zur Herstellung einer Faser mit
funktionalen Mineralpulvern gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, welches ein anderes Verfahren zur Herstellung einer Faser mit
funktionalen Mineralpulvern gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Faser, die nach dem Verfahren aus Fig. 2
hergestellt wurde.
Fig. 5 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Faser, die nach dem Verfahren aus Fig. 3
hergestellt wurde.
Im Folgenden wird nun detailliert auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung Bezug genommen, wobei in den beiliegenden Zeichnungen jeweils ein Beispiel
davon veranschaulicht ist.
Fig. 1 ist eine Zeichnung, welche die verschiedenen Kristallformen des Minerals zeigt. Mit
Bezug auf Fig. 1, steht (a) für eine pinakoide Kristallform, (b) für eine prismatische
Kristallform, (c) für eine rhomboedrische Kristallform, (d) für eine hexaedrische Kristallform,
(e) für eine oktaedrische Kristallform und (f) für eine dodekaedrische Kristallform.
Eine detaillierte Beschreibung der Kristallform des Minerals der Vorgenannten wird erklärt.
- a) pinakoide Kristallformen haben:
Chalcocit, Pyrrhotit, Marcasit, Polybasit, Chrysoberyll, Ilmenit, Brookit, Columbit, Euxenit, Samarskit, Gibbsit, Brucit, Diaspor, Boehmit, Hydromagnesit, Polyhalit, Chloritoid, Chondrodit, Sphen(titanit), Melilith, Hemimorphit, Allanit, Pumpellyit, Hedenbergit, Bronzit, Hypersthene, Wollastonit, Rhodonit, Pyrophyllith, Talk, Paragonit, Margarit, Prehnit, Muskovit, Phlogopit, Biotit, Lepidolit, Zinnwaldit, Beidellit, Montmorillonit, Nontronit, Saponit, Vermiculit, Penninit, Clinochlor, Prochlorit, Thuringit, Kaolinit, Antigorit, Amesit, Cronstedtit, Halloysit, Sanidine, Heulandit, Stilbit, Phillipsit, und dergleichen. - b) prismatische Kristallformen haben:
Dyscrasit, Korund, Rutil, Manganit, Azurit, Malachit, Feldspat, Kernit, Glauberit, Monazit, Tantalit, Colemanit, Brochantit, Triphylit, Apatit, Turquoise, Phenakit, Willemit, Zirkon, Andalusit, Kyanit, Topas, Staurolith, Datolith, Gadolinit, Thortveitit, Lawsonit, Ilvait, Clinozoisite, Pigeonit, Diopsid, Augit, Spodumen, Aegirin, Aegirinaugit, Enstatit, Tremolit, gewöhnliche Hornblende, Glaucophan, Riebeckit, Arfvedsonit, Anthophyllit, Nephelin, Anorthoclas, Orthoclas, Microlin, Albit, Cancrinit, Marialit, Dipyr, Mizzonit, Meionit, Thomsonit, Laumontit, Mordenit, Mellith, Flagstaffit, Elvan, Hornblende, Turmalin, Mullit, Jade, Turmalin und dergleichen. - c) rhomboedrische Kristallform haben:
Calcit, Dolomit, und dergleichen. - d) hexaedrische Kristallform haben:
Halit und dergleichen. - e) octaedrische Kristallform haben:
Fluorit und dergleichen. - f) dodekaedrische Kristallform haben:
Sphalerit und dergleichen.
Weiterhin sind Celadonit und Glaukonit repräsentative dünnschichtige Kristallformen.
In der vorliegenden Erfindung werden die Kristallsysteme der funktionalen Mineralien im
besonderen betrachtet, wie auch deren Kristallformen.
Im Folgenden werden repräsentative funktionale Mineralien des monoklinen Kristallsystems
beschrieben.
- - Monoklines Kristallsystem haben: Acanthit, Polybasit, Jamesonit, Boulangerit, Realgar, Orpiment, Kryolith, Manganit, Azurit, Malachit, Hydrozincit, Natron, Borax, Kernit, Colemanit, Glauberit, Brochantit, Monazit, Lazulith, Carnotit, Chloritoid, Chondrodit, Sphene(titanit), Datolit, Gadolinit, Uranophan, Graphit, Thortveitit, Clinozoisit, Epidot, Allanit, Pumpellyit, Clinoenstatit, Pigeonit, Diopsid, Hedenbergit, Augit, Spodumen, Jadeit, Aegirin, Aegirinaugit, Tremolith, Actinolith, gewöhnliche Hornblende, Glaucophan, Riebeckit, Arfvedsonit, Pyrophyllit, Brucit, Paragonite, Muscovite, Glauconit, Celadonit, Margarit, Phlogopit, Biotit, Lepidolith, Zinnwaldit, Stilpnomelan, Beidellit, Montmorillonit, Nontronit, Saponit, Vermiculit, Penninit, Clinochlor, Prochlorit, Chamosit, Thuringit, Antigorit, Chrysotil, Cronstedtit, Halloysit, Palygorskit, Coesit, Sanidine, Orthoclas, Scolecit, Laumontit, Heulandit, Stilbit, Phillipsit, Hanmotom, Clinoptilolith, Evenkit, und dergleichen.
Wie bei den Vorgenannten ist ein bevorzugtes Charakteristikum von Mineralien, welche die
erfindungsgemäße Aufgabe lösen, daß die Kristallform pinakoid sein sollte und das
Kristallsystem monoklin sein sollte. Ferner sollte deren Härte gering sein.
Dementsprechend sind die unter den verschiedensten Mineralarten gut bekannten
Phyllosilicatmineralien bevorzugt, um die obigen Bedingungen zu erfüllen.
- - Phyllosilicatmineral
- - Pyrophyllit {Al2Si4O10(OH)2}
- - Talkum {Mg3Si4O10(OH)2}
- - Dioktraedrische Gruppe
1. Paragonit {NaAl2(Al,Si3)O10(OH)2}
2. Muscovit {KAl2(AlSi3)O10(OH,F)2}
3. Glaukonit {K,Na(Al,Fe3+*Mg)2(Al,Si)4O10(OH)2}
4. Celadonit {K(Mg,Fe)(FeAl)Si4O10(OH)2}
5. Margarit {CaAl2(Al2Si2)O10(OH)2}
6. Micaschist
7. Lepidomelan {KFeAlSiO(OH,F)} - - Biotitgruppe
1. Phlogopit {KMg3(AlSi3)O10(F,OH)}
2. Lepidolith {K(Li,Al)3(Si,Al)4O10(F,OH)2}
3. Zinnwaldit {KLiFe+2Al(Al,Si3)O10(F,OH)2}
4. Stipnomelan {K(Fe+2,Fe+3,Al)10Si22O30(OH)12} - - Montmorillonitgruppe
1. Beidellit {(Na,Ca/2)0.03Al2(Al,Si)4O10(OH)2.nH2O}
2. Montmorillonit {(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2.nH2O}
3. Nontronit {Na0.33Fe2 +3(Al,Si)4O10(OH)2.nH2O}
4. Saponit {(Ca/2,Na)0.33(Mg,Fe)3(Si,Al)4O10(OH)2.4H2O}
5. Vermiculit {(Mg,Fe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2.4H2O} - - Chloritgruppe
1. Penninit
2. Clinochlor {(Mg,Fe2+)5Al(Si,Al)4O10(OH)8}
3. Prochlorit = Ripidolith {(Mg,Fe,Al)6(Si,Al)4O10(OH)8}
4. Chamosit {(Fe2+,Mg,Fe3+)5Al(Si3Al)O10(OH,O)8}
5. Thuringit - - Kaolinit-Serpentingruppe
1. Kaolinit {Al2Si2O5(OH)4}
2. Antigorit {(Mg,Fe)3Si2O5(OH)4}
3. Chrysotil {Mg3Si2O5(OH)4}
4. Amesit {(Mg2Al)(AlSi)O5(OH)4}
5. Cronstedtit
6. Halloysit {Al2Si2O5(OH)4.2H2O}; (Al2Si2O5(OH)4 durch Entwässern)
7. Palygorskit = Attapulgit {(Mg,Al)2Si4O10(OH).4H2O}.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die funktionale Faser hergestellt
durch Mischen und Synthetisieren einer Art oder mehrerer Arten der obigen
Phyllosilicatmineralien und einem chemischen Harz, welches aus der Gruppe bestehend aus
Polyester, Polyamid, Polypropylen, Polyacrylnitril, Viskosekunstseide und Acetatkunstseide
ausgewählt ist.
Ferner wird gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die funktionale Faser
nach dem Herstellen einer Mischung aus einer Art von Phyllosilicatmineralien und einer Art
von funktionalen Mineralien mit nicht-pinakoider Kristallform durch Mischen und
Synthetisieren obiger Mischung und der chemischen Harze hergestellt.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung der Fasern mit funktionalen
Mineralpulvern gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf Fig. 2 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Faser mit funktionalen
Mineralpulvern gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wie folgt durchgeführt:
Zuerst wird ein funktionales Mineral mit pinakoider Kristallform pulverisiert (Schritt 101). Als zweites werden die im ersten Schritt pulverisierten funktionalen Mineralpulver noch feiner pulverisiert, um zu gewährleisten, daß deren Feinheit weniger als ein Drittel der Körnung der erwünschten Feinheit entspricht (Schritt 103). Als drittes werden 0,1 bis 10 Gew.-% der pulverisierten funktionalen Mineralpulver aus dem zweiten Schritt vermischt und mit 90 bis 99,9 Gew.-% eines chemischen Harzes vereinigt (Schritt 105). Als viertes wird die Mischung aus den funktionalen Mineralpulvern und dem chemischen Harz nach einem allgemeinen Spinnverfahren versponnen, oder nach einem Doppelspinnverfahren unter Verwendung von Doppeldüsen (Schritt 107). Als letztes wird die Faser mit den funktionalen Mineralpulvern hergestellt durch Verstrecken, Verbrennen, Schneiden oder Weben (Schritt 109).
Zuerst wird ein funktionales Mineral mit pinakoider Kristallform pulverisiert (Schritt 101). Als zweites werden die im ersten Schritt pulverisierten funktionalen Mineralpulver noch feiner pulverisiert, um zu gewährleisten, daß deren Feinheit weniger als ein Drittel der Körnung der erwünschten Feinheit entspricht (Schritt 103). Als drittes werden 0,1 bis 10 Gew.-% der pulverisierten funktionalen Mineralpulver aus dem zweiten Schritt vermischt und mit 90 bis 99,9 Gew.-% eines chemischen Harzes vereinigt (Schritt 105). Als viertes wird die Mischung aus den funktionalen Mineralpulvern und dem chemischen Harz nach einem allgemeinen Spinnverfahren versponnen, oder nach einem Doppelspinnverfahren unter Verwendung von Doppeldüsen (Schritt 107). Als letztes wird die Faser mit den funktionalen Mineralpulvern hergestellt durch Verstrecken, Verbrennen, Schneiden oder Weben (Schritt 109).
Das funktionale Mineral ist vorzugsweise ein Phyllosilicatmineral, mit monokliner
Kristallform und geringer Härte.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das ein anderes Verfahren zur Herstellung einer Faser mit
funktionalen Mineralpulvern gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf Fig. 3 wird ein anderes Verfahren zur Herstellung einer Faser mit vielen Arten
von funktionalen Mineralpulvern gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wie
folgt durchgeführt:
Als erstes werden das erste funktionale Mineral und das zweite funktionale Mineral pulverisiert, wobei die Kristallform des ersten funktionalen Mineralpulvers pinakoid und die Kristallform des zweiten funktionalen Mineralpulvers prismatisch, pyramidal, rhomboedrisch, hexaedrisch, oktaedrisch oder dodekaedrisch ist (Schritt 201). Als zweites werden die im ersten Schritt pulverisierten ersten und zweiten funktionalen Mineralpulver noch feiner pulverisiert, um zu gewährleisten, daß diese eine Feinheit von weniger als ein Drittel der Körnung der gewünschten Feinheit entsprechen (Schritt 203). Als drittes werden die im zweiten Schritt pulverisierten ersten und zweiten funktionalen Mineralpulver vermischt (Schritt 205). Als viertes werden 0,1-10 Gew.-% der gemischten ersten und zweiten funktionalen Mineralpulver und 90-99,9 Gew.-% des chemischen Harzes miteinander vermischt und vereinigt (Schritt 207). Als fünftes wird die Mischung der ersten und zweiten funktionalen Mineralpulver und des chemischen Harzes nach einem allgemeinen Spinnverfahren oder nach einem Doppelspinnverfahren unter Verwendung von Doppeldüsen versponnen (Schritt 209). Schließlich wird die Faser mit funktionalen Mineralpulvern durch Verstrecken, Verbrennen, Schneiden oder Weben hergestellt (Schritt 211).
Als erstes werden das erste funktionale Mineral und das zweite funktionale Mineral pulverisiert, wobei die Kristallform des ersten funktionalen Mineralpulvers pinakoid und die Kristallform des zweiten funktionalen Mineralpulvers prismatisch, pyramidal, rhomboedrisch, hexaedrisch, oktaedrisch oder dodekaedrisch ist (Schritt 201). Als zweites werden die im ersten Schritt pulverisierten ersten und zweiten funktionalen Mineralpulver noch feiner pulverisiert, um zu gewährleisten, daß diese eine Feinheit von weniger als ein Drittel der Körnung der gewünschten Feinheit entsprechen (Schritt 203). Als drittes werden die im zweiten Schritt pulverisierten ersten und zweiten funktionalen Mineralpulver vermischt (Schritt 205). Als viertes werden 0,1-10 Gew.-% der gemischten ersten und zweiten funktionalen Mineralpulver und 90-99,9 Gew.-% des chemischen Harzes miteinander vermischt und vereinigt (Schritt 207). Als fünftes wird die Mischung der ersten und zweiten funktionalen Mineralpulver und des chemischen Harzes nach einem allgemeinen Spinnverfahren oder nach einem Doppelspinnverfahren unter Verwendung von Doppeldüsen versponnen (Schritt 209). Schließlich wird die Faser mit funktionalen Mineralpulvern durch Verstrecken, Verbrennen, Schneiden oder Weben hergestellt (Schritt 211).
Auf der anderen Seite kann ein anorganisches antibiotisches Mittel in den Verfahren gemäß
der ersten und zweiten Aspekte zugesetzt werden, um die Antibiose zu erhöhen. Dabei wird
das anorganische antibiotische Mittel durch Trägerung von 0,5-5 Gew.-% Argonionen auf
95-99,5 Gew.-% Zeolith, Calciumphosphat oder Zirkoniumoxid hergestellt. Es ist bevorzugt, daß
der Mischungsanteil des anorganischen antibiotischen Mittels 3-30 Gew.-% beträgt.
Zusätzlich kann dem obigen Verfahren ein Brennverfahren hinzugefügt werden, um eine
Verunreinigung in dem Mineral bei 600-1200°C zu entfernen, wobei der Brennprozeß vor
dem ersten Pulverisierungsschritt oder nach dem zweiten Feinpulverisierungsschritt
durchgeführt wird. Ferner können zusätzlich Schritte zur Entfernung von metallischen
Elementen durch einen Elektromagneten nach dem Vermischen der Mineralpulver mit
Wasser, sowie Durchleiten des Mineralpulvers durch einen Filter mittels Druck ausgeführt
werden. Weiterhin kann ein Sedimentations- oder ein Zentrifugationsverfahren verwendet
werden, um feine Pulver des Minerals zu erhalten.
In den obigen Verfahren ist das Mischungsverhältnis der Mineralien auf Fasern mit weniger
als 3 Denier Stärke angepaßt. Im Falle einer Faser von mehr als 3 Denier muß das
Mischungsverhältnis der Mineralien verändert werden. Vorliegend sollte die Körnung des
Mineralpulvers weniger als ein Drittel der Feinheit betragen und bevorzugt ist im Fall des
Verspinnens von Fasern mit weniger als 3 Denier insbesondere ein 3 Micron Mineralpulver,
besonders bevorzugt weniger als 1 Micron.
Es ist bevorzugt, daß im Falle einer Faser von weniger als 3 Denier 0,1-3 Gew.-% der
Mineralpulver mit dem chemischen Harz vermischt werden, besonders bevorzugt 1,5-2,5 Gew.-%,
und daß im Falle einer Faser von mehr als 3 Denier 10 Gew.-% der
Mineralpulver mit dem chemischen Harz vermischt werden, besonders bevorzugt 2-6 Gew.-%.
Die Fig. 4 und 5 sind Seitenquerschnittsansichten, welche eine Faser zeigen, die nach den
Verfahren gemäß den Fig. 2 und 3 hergestellt wurde.
In Fig. 4 ist eine Faser 100 mit Mineralpulvern (pinakoid) 200 gezeigt, die nacheinander um
die Oberfläche der Faser 100 angeordnet sind, sowie zweite Mineralpulver 300, deren
Kristallform prismatisch, pyramidal, rhomboedrisch, hexaedrisch, oktaedrisch oder
dodekaedrisch ist, die unregelmäßig im Inneren der Faser 100 angeordnet sind. Da die ersten
Mineralpulver 200 die zweiten Mineralpulver 300 umgeben, ist die Faser angenehm
anzufühlen und hat natürliche Charakteristika basierend auf den ersten und zweiten
Mineralpulvern 200, 300.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele im Detail beschrieben, wobei die vorliegende
Erfindung nicht durch das Folgende beschränkt ist, sondern verschiedenste Abwandlungen
möglich sind.
Um einen 2 Denier starken Faden, der ferne Infrarotstrahlung abstrahlt, herzustellen, die gut für
den menschlichen Körper ist, und der eine überlegene Qualität aufweist, wird ein erstes
pulverisiertes Muskovit, dessen Kristallform pinakoid ist, auf 325 Mesh pulverisiert und
anschließend wird als zweites das Muskovitpulver noch feiner pulverisiert, so daß die
maximale Körnung der Muskovitpulver nach dem Brennen der im ersten Schritt
pulverisierten Muskovitpulver bei 800°C weniger als ein Micron aufweist. Danach werden
die feinen Mineralpulver nach weiteren Verfahrensschritten zur Entfernung von metallischen
Elementen mittels eines Elektromagneten nach Mischen der Mineralpulver mit Wasser sowie
Durchleiten des Mineralpulvers durch einen Filter mittels Druck gewonnen.
Ferner werden 17 Gew.-% der Muskovitpulver und ein anorganisches antibiotisches Mittel
gemischt, und anschließend werden die gemischten Pulver in einer Polymerisierung unter
Verwendung von Polyester behandelt. Dabei wurde eine Faser mit 2 Gew.-% der obigen
gemischten Pulver nach dem allgemeinen Spinnverfahren bei 283°C hergestellt. Es ergab
sich, daß ein Verschleiß von Zubehörteilen wie etwa eine Litze, eine Walze oder eines
Führungskörpers und Zerschneiden der Faser sich nicht zutrug, und eine Faser mit einer
glatten Oberfläche und einer überlegenen Qualität erhalten wurde.
Dieses Beispiel wurde nach dem gleichen Verfahren wie Beispiel 1 durchgeführt, mit der
Ausnahme, daß anstelle von Polyester Polyamid verwendet wurde.
Nach Behandeln der gemischten Pulver in der Polymerisation unter Verwendung von
Polyester wie in Beispiel 1, wurden Späne mit 2 Gew.-% Mineralpulver durch ein
Batchpolymerisationsverfahren bei 290°C Polymerisationstemperatur und 2700 Poise
Viskositätskoeffizient hergestellt. Danach wird eine 1,4 Denier starke Stapelfaser bei 283°C
Spinntemperatur versponnen. Im Ergebnis gab es weder Verschleiß an Zubehörteilen noch
Zerschneiden der Faser, und eine Faser mit glatter Oberfläche und einer überlegenen Qualität
wurde erhalten.
Um eine 1,4 Denier starke Acrylstapelfaser herzustellen, die ferne Infrarotstrahlung abstrahlt,
die gut für den menschlichen Körper ist, sowie zur Entfernung von Gerüchen und mit
antibiotischen Eigenschaften, feuchtigkeitsabsorbierend etc. wird nach dem Brennprozeß
zuerst Elvan pulverisiert, dessen Kristallform nicht pinakoid ist, sowie Muskovit, dessen
Kristallform pinakoid ist. Anschließend werden in einem zweiten Schritt Elvan und
Muskovitpulver noch feiner pulverisiert, so daß die jeweilige maximale Körnigkeit der Pulver
weniger als ein Micron ist. Danach werden 22 Gew.-% des Elvanpulvers, 61 Gew.-% des
Muskovitpulvers und 17 Gew.-% Zeolithpulver, welches 3 Gew.-% Silberionen als
anorganisches antibiotisches Mittel trägt, vermischt. Schließlich werden die vermischten
Pulver mit Polyacrylnitril vereinigt und anschließend wird die Faser mit 2 Gew.-% der
gemischten Pulver nach einem allgemeinen Spinnverfahren hergestellt, wobei ein Verschleiß
und Schneiden der Fasern nicht auftrat, und eine Faser mit glatter Oberfläche und überlegener
Qualität erhalten wurde.
Dieses Beispiel wurde nach dem gleichen Verfahren wie Beispiel 4 durchgeführt, mit der
Ausnahme, daß anstelle von Polyacrylnitril Viskosekunstseide verwendet wurde, so daß eine
Faser mit 2 Gew.-% gemischtem Pulveranteil hergestellt wurde.
Dieses Beispiel wurde nach dem gleichen Verfahren wie Beispiel 4 durchgeführt, mit der
Ausnahme, daß anstelle von Viskosekunstseide Acetatkunstseide verwendet wurde, so daß
eine Faser mit 2 Gew.-% gemischtem Pulveranteil hergestellt wurde.
Um eine 6 Denier starke Polyesterstapelfaser herzustellen, die Infrarotstrahlung und negative
Ionen abstrahlt, die gut für den menschlichen Körper sind, wurde als erstes Muskovit
pulverisiert, dessen Kristallform pinakoid ist, und Turmalin, dessen Kristallform nicht
pinakoid ist. Anschließend wurden als zweites die Muskovit- und Turmalinpulver fein
pulverisiert, so daß die jeweilige maximale Körnung der Pulver weniger als 5 Micron
beträgt. Danach werden 70 Gew.-% der Muskovitpulver, 15 Gew.-% der Turmalinpulver und
15 Gew.-% Zeolithpulver, welches 2 Gew.-% Argonionen als anorganisches antibiotisches
Mittel trägt, gemischt. Ferner wurden 20 Gew.-% der vermischten Pulver und 80 Gew.-%
Polyester miteinander vermischt und geschmolzen, um Masterbatch-Chips zu fabrizieren.
Schließlich werden 25 Gew.-% der Masterbatch-Chips und 75 Gew.-% Polyesterchips
vereinigt, und nach einem allgemeinen Spinnverfahren eine Faser mit 2 Gew.-% vermischtem
Pulveranteil hergestellt, wobei ein Verschleiß von Zubehörteilen und ein Zerschneiden
der Faser nicht auftrat, und eine Faser mit glatter Oberfläche und überlegener Qualität
erhalten wurde.
In den obigen Beispielen wurden natürliche funktionale Mineralien exemplifiziert. Es können
jedoch erfindungsgemäß auch verschiedenartigste künstliche funktionale Mineralien
verwendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden durch Verwendung von nur einer Art von
funktionalem Mineral, insbesondere eines Phyllosilicatminerals, dessen Kristallform pinakoid
ist, oder durch Verwendung vieler Arten von funktionalen Mineralien, deren Kristallformen
prismatisch, pyramidal, rhomboedrisch, hexaedrisch, oktaedrisch oder dodekaedrisch sind,
vermischt mit dem funktionalen Mineral, dessen Kristallform pinakoid ist, Fasern hergestellt,
die eine glatte Oberfläche aufweisen, aufgrund dessen, daß die Teilchen der Phyllosilicat
mineralpulver über die Oberfläche der Faser verteilt sind, und die Produktivität der
Faserherstellung wird gesteigert, da Bestandteile der Maschinen wie etwa eine Litze, eine
Walze, oder ein Führungskörper nicht verschlissen werden.
Zusätzlich werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch Verwendung des funktionalen
Minerals, insbesondere eines Phyllosilicatminerals, Fasern hergestellt, die multifunktional
sind, z. B. als Strahlungsquellen von ferner Infrarotstrahlung wirken, blutdruckkontrollierend,
schmerzerleichternd, antibiotisch, geruchsentfernend sind, elektronische Wellen isolieren,
Ultraviolettstrahlung isolieren, als Absorber, Feuchtigkeitsabsorber, Strahlungsquellen für
negative Ionen fungieren und vor statischer Elektrizität schützen.
Andere Ausführungsformen der Erfindung sind für den Fachmann aus der Betrachtung der
Beschreibung und der Ausführung der darin beschriebenen Erfindung offensichtlich.
Es ist beabsichtigt, daß die Beschreibung und die Beispiele nur exemplarisch gedacht sind,
wobei der wahre Umfang und Geist der Erfindung durch die folgenden Ansprüche und deren
Äquivalente angegeben ist.
Claims (28)
1. Verfahren zur Herstellung einer Faser mit funktionalen Mineralpulvern
umfassend die folgenden Schritte:
- 1. Pulverisieren eines funktionalen Minerals, dessen Kristallform pinakoid ist;
- 2. Feinpulverisieren der im ersten Schritt pulverisierten funktionalen Mineralpulver auf weniger als ein Drittel der Körnung der gewünschten Feinheit;
- 3. Mischen und Vereinigen von 0,1-10 Gew.-% der im zweiten Schritt pulverisierten funktionalen Mineralpulver mit 90-99,9 Gew.-% eines chemischen Harzes; sowie
- 4. Verspinnen der Mischung aus den funktionalen Mineralpulvern und dem chemischen Harz.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das funktionale Mineral ein natürliches
oder künstliches funktionales Mineral ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das funktionale Mineral ein
Phyllosilicatmineral ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Phyllosilicatmineral aus der Gruppe
bestehend aus Pyrophylit, Talkum, Paragonit, Muskovit, Glaukonit, Celadonit, Margarit,
Micaschist, Lepidomelan, Phlogopit, Lepidolit, Zinnwaldit, Stipnomelan, Beidellit,
Montmorillonit, Nontronit, Saponit, Vermiculit, Penninit, Clinochlor, Prochlorit, Chamosit,
Thuringit, Kaolinit, Antigorit, Chrysotil, Amesit, Cronstedtit, Halloysit und Palygorskit
ausgewählt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt des Brennens des
funktionalen Minerals oder der funktionalen Mineralpulver bei 600 bis 1200°C.
6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt des Zumischens von
3 bis 30 Gew.-% eines anorganischen antibiotischen Mittels.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das anorganische antibiotische Mittel durch
Trägerung von Silberionen auf Zeolith, Calciumphosphat oder Zirkonium hergestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend die folgenden Schritte:
- - Entfernen metallischer Elemente mittels eines Elektromagneten nach Mischen der funktionalen Mineralpulver mit Wasser; und
- - Durchleiten der funktionalen Mineralpulver durch einen Filter mittels Druck.
9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die feinen Pulver des funktionalen Minerals
durch ein Sedimentations- oder ein Zentrifugationsverfahren erhalten werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das chemische Harz aus der Gruppe
bestehend aus Polyester, Polyamid, Polypropylen, Polyacrylnitril, Viskosekunstseide und
Acetatkunstseide ausgewählt ist.
11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Mischens und
Synthetisierens die folgenden Schritte umfaßt:
- - Mischen von 10 bis 30 Gew.-% Mineralpulver und 70 bis 90 Gew.-% des chemischen Harzes, ausgewählt aus Polyester, Polyamid oder Polypropylen;
- - Herstellen von Masterbatch-Chips durch Schmelzen der Mineralpulver und des chemischen Harzes; sowie
- - Vereinigen der Masterbatch-Chips mit einem Basismaterial der Masterbatch-Chips.
12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Mischens und Vereinigens
den Schritt des Mischens und Polymerisierens des Mineralpulvers und des chemischen
Harzes, ausgewählt aus Polyester oder Polyamid, umfaßt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Anteil an Mineralpulvern bei 0,1 bis
10 Gew.-% und der Anteil des chemischen Harzes ohne die Mineralpulver nach der
Polymerisation bei 90 bis 99,9 Gew.-% liegt.
14. Verfahren zur Herstellung einer Faser mit funktionalen Mineralpulvern,
umfassend die folgenden Schritte:
- 1. Pulverisieren von ersten und zweiten funktionalen Mineralien, wobei die Kristallform des ersten funktionalen Minerals pinakoid ist, und die Kristallform des zweiten funktionalen Mineralpulvers aus prismatisch, pyramidal, rhomboedrisch, hexaedrisch, oktaedrisch oder dodekaedrisch ausgewählt ist;
- 2. Feinpulverisieren der ersten und zweiten pulverisierten funktionalen Mineralpulver auf weniger als ein Drittel der Körnung der gewünschten Feinheit;
- 3. Mischen der ersten und zweiten funktionalen Mineralpulver;
- 4. Mischen und Vereinigen von 0,1 bis 10 Gew.-% der gemischten ersten und zweiten funktionalen Mineralpulver mit 90 bis 99,9 Gew.-% eines chemischen Harzes; sowie
- 5. Verspinnen der Mischung aus ersten und zweiten funktionalen Mineralpulvern und des chemischen Harzes.
15. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die ersten und zweiten funktionalen
Minerale natürliche oder künstliche funktionale Minerale sind.
16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das erste funktionale Mineral ein
Phyllosilicatmineral ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Phyllosilicatmaterial aus der Gruppe
bestehend aus Pyrophylit, Talkum, Paragonit, Muskovit, Glaukonit, Celadonit, Margarit,
Micaschist, Lepidomelan, Phlogopit, Lepidolit, Zinnwaldit, Stipnomelan, Beidellit,
Montmorillonit, Nontronit, Saponit, Vermiculit, Penninit, Clinochlor, Prochlorit, Chamosit,
Thuringit, Kaolinit, Antigorit, Chrysotil, Amesit, Cronstedtit, Halloysit und Palygorskit
ausgewählt ist.
18. Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend den Schritt des Brennens der
ersten und zweiten funktionalen Minerale oder der ersten und zweiten funktionalen
Mineralpulver bei 600 bis 1200°C.
19. Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend den Schritt des Zumischens
von 3 bis 30 Gew.-% eines anorganischen antibiotischen Mittels.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das anorganische antibiotische Mittel
durch Trägerung von Silberionen auf Zeolith, Calciumphosphat oder Zirkonium hergestellt
wird.
21. Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend die folgenden Schritte:
- - Entfernen von metallischen Elementen mittels eines Elektromagneten nach Mischung der ersten und zweiten funktionalen Mineralpulver mit Wasser; sowie
- - Durchleiten der ersten und zweiten funktionalen Mineralpulver durch einen Filter mittels Druck.
22. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die feinen Pulver des ersten und zweiten
funktionalen Minerals nach einem Sedimentations- oder Zentrifugationsverfahren erhalten
werden.
23. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das chemische Harz aus der Gruppe
bestehend aus Polyester, Polyamid, Polypropylen, Polyacrylnitril, Viskosekunstseide und
Acetatkunstseide ausgewählt ist.
24. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Mischens und
Synthetisierens die folgenden Schritte umfaßt:
- - Mischen von 10 bis 30 Gew.-% der Mischung aus ersten und zweiten Mineralpulvern mit 70 bis 90 Gew.-% des chemischen Harzes, ausgewählt aus Polyester, Polyamid oder Polypropylen;
- - Herstellen von Masterbatch-Chips durch Schmelzen der Mineralpulver und des chemischen Harzes; und
- - Vereinigen der Masterbatch-Chips mit einem Basismaterial der Masterbatch-Chips.
25. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Mischens und Vereinigens
den Schritt des Mischens und Polymerisierens der Mischung aus den ersten und zweiten
Mineralpulvern und dem chemischen Harz, ausgewählt aus Polyester oder Polyamid, umfaßt.
26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Gehalt der Mischung aus ersten und
zweiten Mineralpulvern bei 0,1 bis 10 Gew.-% liegt und der Gehalt des chemischen Harzes
ohne die Mineralpulver nach der Polymerisation bei 90 bis 99,9 Gew.-% liegt.
27. Faser, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1.
28. Faser, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 14.
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