DE1130586B

DE1130586B - Verfahren zur Herstellung elastomerer Fasern

Info

Publication number: DE1130586B
Application number: DEA23999A
Authority: DE
Inventors: Worth Wade
Original assignee: American Viscose Corp
Current assignee: Akzo Nobel UK PLC
Priority date: 1954-12-23
Filing date: 1955-12-21
Publication date: 1962-05-30
Also published as: BE543917A; GB799609A; FR1146618A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen elastomerer Fasern.

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Textilfaden und Filzen bekanntgeworden, bei dem klebende Fasern durch Dispersion von faserbildendem Material in einer gasförmigen Atmosphäre hergestellt werden, wobei die Fasern gleichzeitig mit ihrer Ausbildung mit einer anderen Art von Fasern zusammengebracht werden, und anschließend das Gemisch der Fasern zu einer faserigen Struktur verarbeitet wird, wobei man abschließend die Struktur des Gebildes durch entsprechende Maßnahmen festlegt.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung von filzartigen Produkten aus klebenden und nicht klebenden Fasern bekanntgeworden, bei dem man die Fasern in einem begrenzten Raum zwecks Mischung zusammenbläst, und die gemischten Fasern in Form eines faserigen Produktes absetzen läßt.

Es ist ein wesentlicher Zweck des Verfahrens nach der Erfindung, elastomere Fasern herzustellen, die zweckgebundene Eigenschaften und insbesondere eine verhältnismäßig niedrige Dichte, erhöhte Weichheit und vergrößertes Schüttvolumen besitzen.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Her-Stellungseinrichtung für die praktische Durchführung des Verfahrens;

"Fig. 2 ist eine Darstellung im Schnitt eines Teiles einer gemäß dem Verfahren nach der Erfindung hergestellten Faser in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 ist ein schematischer Aufriß einer weiteren Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung elastomerer Fasern ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeit mit einem Gehalt an elastomerem Material, wie Natur- oder synthetischer Kautschuk, und einem bei bestimmten Temperaturen gasbildenden Stoff in einen nichtturbulenten, in einer Richtung fließenden, ungehinderten Gasstrom hoher Geschwindigkeit zur Bildung einer Vielzahl von festen Fasern ausgestoßen wird, und daß die festen Fasern auf eine unter der Zersetzungstemperatur des gasbildenden Stoffes gelegene Temperatur während einer zur Bildung einer teilweise ausgehärteten Haut auf den festen Fasern ausreichenden Zeitspanne erhitzt und anschließend die teilweise ausvulkanisierten festen Fasern zur Zersetzung des gasbildenden Stoffes auf eine höhere Temperatur erhitzt werden, um in den teilweise ausvulkanisierten festen Fasern Zellen zu bilden.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her-Verf ahren zur Herstellung
elastomerer Fasern

Anmelder:

American Viscose Corporation,
Philadelphia, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Amthor, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Eysseneckstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. Dezember 1954 (Nr. 477 194)

Worth Wade, Rosemont, Pa. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

gestellte Faser ist dadurch gekennzeichnet, daß sie Zellen enthält. Mit diesen Fasern kann ein Vlies, aus einer Vielzahl von elastomeren Fasern bestehend, die an ihren Berührungspunkten miteinander verklebt oder verbunden sind, hergestellt werden. Das Produkt hat praktisch in allen Richtungen in der Ebene des Vlieses einheitliche Elastizitäts- und Festigkeitseigenschaften. Jede der einzelnen Fasern unterscheidet sich von anderen Fasern in der Länge und im Durchmesser und weist längsseits einen nicht einheitlichen Querschnitt oder Durchmesser auf.

Die Zellen der einzelnen Fasern können in einigen der Fasern ein ununterbrochener Hohlraum sein, der sich im wesentlichen über die gesamte Faserlänge hinzieht. In einigen Fasern können die Zellen jedoch langgestreckte Hohlräume oder Blasen sein, die voneinander durch sich quer zur Faser erstreckende Wände getrennt sind, so daß die Zellen nicht längsseits miteinander in Verbindung stehen. Die Fasern sind auf ihrer Oberfläche praktisch frei von Kratern oder Blählöchern.

Die Sprühflüssigkeit kann etwa 5 bis 50% oder mehr des faserbildenden elastomeren Materials und vorzugsweise etwa 10 bis 45% Kautschuk oder Kautschuk-Ersatzmittel enthalten. Zu der Sprüh-

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flüssigkeit werden Blähmittel oder bei bestimmten Temperaturen gasbildende Stoffe entweder in Form einer Lösung oder feinverteilter Teilchen zugesetzt. Diese Stoffe werden gleichmäßig in der ganzen Sprühflüssigkeit verteilt, und zwar durch Zugabe des Stoffes zu den verschiedenen Bestandteilen und in üblicher Weise durchgeführtes Vermählen. Die Aktivierungsmittel für das Blähmittel können entweder in Lösung oder in der Form feinverteilter Teilchen gleichzeitig in die Sprühflüssigkeit eingeführt werden, wenn für das betreffende Blähmittel ein Aktivator erforderlich ist. Während des Vermahlens und in den anderen Stufen bei der Herstellung der Fasern und der Vliese ist darauf zu achten, daß die Temperatur unter der Zersetzungstemperatur des Blähmittels gehalten wird. Blähmittel oder bei bestimmten Temperaturen gasbildende Stoffe, die für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind, enthalten Ammoniumcarbonat, Natriumcarbonat, Diazoaminobenzol, Dinitrosopentamethylentetramin u. dgl. Diese Verbindungen können bei erhöhten Temperaturen Gase, wie Ammoniak, Kohlendioxyd, Stickstoff oder andere inerte Gase, abgeben.

Die Fasern werden nach deren Herstellung einer erhöhten Temperatur ausgesetzt und desgleichen vor Beendigung dieser Spezialbehandlung oder Vulkanisation des elastomeren Materials.

Es können verschiedene Verfahren zur Zersetzung des Blähmittels und der Aushärtung oder Vulkanisation des elastomeren Materials wahlweise in Abhängigkeit von der besonderen Art des Elastomeren und des Blähmittels sowie der Menge des letzteren usw. angewandt werden. Die Fasern können z. B. einer ausreichend hohen Temperatur unterworfen werden, um so eine Aushärtung oder Vulkanisation des Elastomeren und eine Zersetzung des Blähmittels zu bewirken. Hierbei wird zunächst das Blähmittel zersetzt und leitet die Aushärtung ein und beendigt diese schließlich, nachdem die Fasern bei einer derartigen Temperatur ausreichend lange gehalten worden sind. Die Fasern können jedoch auch einer ausreichend hohen Temperatur unterworfen werden, um das Blähmittel zu zersetzen, welche aber niedriger als die Temperatur liegt, die notwendig ist, um das Elastomere aushärten zu lassen, und anschließend einer Temperatur ausgesetzt werden, die ausreicht, um das Elastomere auszuhärten und zu vulkanisieren. Nach dem bevorzugten Verfahren werden die frisch gebildeten Fasern drei aufeinanderfolgenden Wärmebehandlungen unterworfen. In der ersten Stufe werden die Fasern einer Temperatur ausgesetzt, welche unter derjenigen Temperatur liegt, welche erforderlich ist, um die gasabgebenden Mittel zu aktivieren, aber hoch genug liegt, um die Fasern mit einer ausgehärteten Haut zu versehen. Die Temperatur wird sodann auf einen ausreichend hohen Grad gebracht, so daß das gasabgebende Mittel aktiviert wird. Anschließend wird noch eine weiter erhöhte Temperatur angewandt, um die Aushärtung oder Vulkanisation des Elastomeren zu beenden.

Weitere Eigenschaften und kennzeichnende Merkmale der aus dem elastomeren· Material gebildeten Fasern können gegebenenfalls durch Zugabe von Zusatzmitteln zur Sprühflüssigkeit, wie z. B. Ruß, Härtungs- oder Vulkanisierungsmittel, wie Schwefel, Beschleuniger, Antioxydantien, Plastifizierungsmittel, Mittel zur Behebung der Klebrigkeit, wie Paraffinwachs, Stearinsäure und Farbstoffe und Pigmente erhalten werden. Es können Schleifmaterialteilchen, wie Schmirgelstaub, Siliciumcarbid, Quarz usw., in die Sprühflüssigkeit eingearbeitet werden, um so Produkte mit guten Abriebeigenschaften zu erhalten. Es können Füllmittel, wie Ton, Kreide, Koalin u. dgl, zugesetzt werden, um so zweckmäßige Eigenschaften zu erhalten und den Preis der Fasern herabzusetzen. Die Menge des Zusatzmittels kann innerhalb eines weiteren Bereiches in Abhängigkeit von den besonderen Erfordernissen verändert werden. Im Fall fester Füllstoffe, wie etwa Ton, können die feinverteilten Pigmente u.dgl. zu etwa 50 bis etwa 150⁰Zo, bezogen auf das Gewicht des Elastomeren, in die Sprühflüssigkeit eingebracht werden.

Die Viskosität der Sprühflüssigkeit kann in starkem Ausmaß verändert werden, wenn die Menge des Lösungsmittels und der Zusatzstoffe sowie der Mahlgrad verändert werden. Die Viskosität der Sprühflüssigkeit kann durch Zusatz von Methanol sowie

zo weiterer Lösungsmittel herabgesetzt werden, die ebenfalls die Aushärtung beschleunigen. Lösungen, z. B. mit ungefähr 30% Feststoffen, welche ungefähr zu gleichen Teilen aus in Lösungsbenzol gelöstem und verteiltem Naturkautschuk und Füllstoff bestehen, können durch Zugabe von etwa 2% Methanol zur Lösung in ihrer Viskosität etwa um 50% herabgesetzt werden. Es ist möglich, Elastomere enthaltende Sprühflüssigkeiten zu benutzen, die für die Anwendung in üblichen Spinnverfahren völlig ungeeignet sind.

Der Haupt- sowie der Nebengasstrom können Raumtemperatur oder eine andere zweckmäßige Temperatur aufweisen, sofern diese Temperatur unter derjenigen liegt, bei der das Blähmittel zersetzt wird.

Das Gas kann aus einem chemisch reaktionsfähigen Gas, Dampf, Luft oder anderen inerten Gas, wie Stickstoff, Kohlendioxyd u. dgl., bestehen.

Es können vorgebildete Fasern und/oder abgesonderte Teilchen, die vorzugsweise aus nicht klebendem, elastomerem Material bestehen, in den Nebengasstrom eingeführt werden. Hierdurch werden die vorgebildeten, unterteilten, nicht klebenden Materialien mit den klebenden, elastomeren Fasern in Beirührung gebracht, während sich die letzteren in einem klebrigen oder kittartigen Zustand befinden, wodurch die vorgebildeten Fasern oder abgesonderten Teilchen mit den elastomeren Fasern zusammenhängen. Die so gesammelten Fasern werden in wahlloser Verteilung abgelagert, um so ein Vlies zu bilden.

In Fig. 1 wird schematisch und in Form eines Fließbildes ein Verfahren zur wirtschaftlichen Herstellung hohler Fasern und geschichteter, faseriger Vliese aufgezeigt. Das elastomere Material, das Blähmittel und die zweckmäßigen Zusätze, Füll-, Vulkanisierungsmittel, Beschleuniger, Antioxydantien u. dgl. werden gründlich in einer Gummimühle 1 in üblicher Weise vermischt. Nach der erforderlichen Mahldauer wird das elastomere Gemisch in einen üblichen ummantelten Gummimischer 2 übergeführt und in dem Lösungsmittel, das aus einem passenden Behälter 3 zugeführt wird, unter Ausbildung der Sprühflüssigkeit aufgelöst. Die Sprühflüssigkeit wird sodann in einen geeigneten Vorratsbehälter 4 eingeführt, von wo aus sie zu einer Pumpe 5 läuft. Es kann ein Sieb oder Filter 6 zwischen den Vorratsbehälter und die Pumpe geschaltet werden. Von der Pumpe 5 gelangt die Sprühflüssigkeit zu den Sprühmundstücken 7, die in

sie umgebenden Türmen 8 angeordnet sind. Der Hauptgasstrom wird durch ein Gebläse 10 zu den Düsen 9 gefördert. Der Nebengasstrom wird durch ein Gebläse 11 zum Boden der Türme 8 geleitet. Die Temperaturen der Gasströme müssen unterhalb derjenigen bleiben, bei welcher das Blähmittel zersetzt wird. Die Sprühflüssigkeit wird verdünnt, und in den Türmen werden die nicht zusammenhängenden elastomeren Fasern ausgebildet.

Die Fasern werden auf endlosen Siebbändern 12 gesammelt, die sich am oberen Ende der Türme befinden. Das verdampfte Lösungsmittel und die den Türmen zugeführten Gase werden durch Saugkasten 13 entfernt. Die Vliese werden von den Sammelbändern 12 abgenommen und unter Druck zwischen Quetschwalzen 14 zusammengebracht. Die geschichtete Matte kann dann durch eine Staubkammer 15 geführt werden, in der ein Mittel, wie Talkum, zur Beseitigung der Klebrigkeit auf die Oberfläche gebracht wird, um so die Klebrigkeit der Oberfläche zu vermindern. Die Matte kann anschließend zwischen ein weiteres Paar von Walzen 16 geführt werden, von wo es durch eine Kammer 17 zur Vorhärtung oder Vorvulkanisierung geführt wird. Die gesammelten frisch gebildeten Fasern werden in der Kammer 17 einer ausreichend hohen Temperatur für die Vorbehandlung oder Vulkanisierung des Elastomeren unterworfen, und zwar nur so lange, wie notwendig, um in den Fasern eine teilweise ausgehärtete Haut herzustellen.

Die Temperatur soll unter der Zersetzungstemperatur des Blähmittels gehalten werden. Wenn das elastomere Material z. B. aus natürlichem, rauchgetrocknetem Kautschuk besteht, wird Dinitrosopentamethylentetramin als bei bestimmten Temperaturen gasbildendes Mittel verwendet, und es wird Harnstoff als ein Aktivator für das Tetramin zugegeben. Hierbei wird die Temperatur der Kammer 17 bei etwa 90° C gehalten.

Die Matte wird sodann durch die Kammer 18 geführt, in der die Fasern auf eine höhere Temperatur gebracht werden, so daß das Blähmittel und das bei bestimmten Temperaturen gasbildende Mittel zersetzt wird, wodurch die praktisch festen Fasern in hohle oder röhrenförmige Fasern umgewandelt werden. Im Falle des Vorliegens des Elastomeren und des Blähmittels kann die Temperatur der Kammer 18 bei etwa 110° C liegen. Die Matte läuft dann zu einer Aushärtungskammer 19, wo sie über geheizte Walzen 20 geführt wird. Die Temperatur der Fasern wird auf die erforderliche Aushärtungs- oder Vulkanisierungstemperatur erhöht und bei einer derartigen Temperatur so lange gehalten, daß das elastomere Material ausgehärtet oder vulkanisiert wird, z. B. kann wie in dem obenerwähnten besonderen Fall die Temperatur um etwa 125° C liegen.

Die ausgehärtete vulkanisierte Matte kann dann durch eine Stützvorrichtung 20 geführt werden, um sie so auf die gewünschte Breite zu beschneiden. Die fertig behandelte Matte wird anschließend mit Talkum in einer Staubkammer 22 angestäubt und auf einer passenden Aufwickelrolle 23 aufgerollt.

Gegebenenfalls können die Kammern für die Wärmebehandlung in eine einzelne Kammer zusammengelegt werden, die in drei Abteilungen oder Zonen geteilt ist, und die einzelnen Abteilungen können mit besonderen Mitteln zur Regulierung ihrer Temperatur versehen werden. Wo die Stufen der Vorhärtung und der Zersetzung des gasbildenden Mittels vereinigt sind, kann die Vorhärtungskammer oder -abteilung weggelassen werden.

Die so gebildeten Fasern weisen eine Struktur auf, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die einzelnen Fasern haben verhältnismäßig dicke Wände 25 und längliche Zellen oder Blasen 26. Ein Ende einer Faser 24 ist in der Zeichnung dargestellt. Die Zellen erstrecken sich in der Längsrichtung innerhalb der Faser und werden

ίο durch Querwände 27 unterteilt. Die Hohlräume sind von verschiedener Länge, und an einigen Stellen können zwei oder mehrere Längszellen in einer einzelnen Lage entlang der Faser gelegen sein. In einigen Fällen kann sich die Zelle im wesentlichen über die Länge der Faser erstrecken. Die Fasern weichen in ihrem Durchmesser über ihre Länge hin voneinander ab und haben im allgemeinen spitz zulaufende Enden. In den Fällen, bei denen die Wärmebehandlung in Anwendung kommt, um die Faser mit einer teilweise ausgehärteten Haut aus elastomerem Material zu versehen, werden die Oberflächen der Faser verhältnismäßig weich und sind frei von Kratern und Blählöchern, wie es in Fig. 2 gezeigt wird.

Verhältnismäßig dicke Erzeugnisse können erhalten werden, wenn ein einzelnes, nicht ausgehärtetes Vlies in sich geschichtet wird oder wenn in der beschriebenen Vorrichtung hergestellte geschichtete Vliese in sich geschichtet werden. Andererseits können die Vliese mit einem anderen Stoff geschichtet und das Blähmittel sodann zersetzt werden, wobei abschließend das Elastomere ausgehärtet oder vulkanisiert wird.

Die faserigen Vliese aus elastomerem Material zeigen einen einzigartigen weichen Griff, sind leicht zusammengepreßt, hochporös und besitzen eine sehr niedrige Dichte. Jedoch ist die Durchlässigkeit der Matten im wesentlichen größer pro Dickeneinheit als bei Schaum- und Schwammgummi auf Grund der völlig wahllosen Anordnung der hohlen Fasern und infolge der faserigen Struktur der Vliese im Vergleich zu der zellartigen Struktur von Schaum- und Schwammgummi. Die Zerreiß- und Zugfestigkeit der Vliese ist pro Dickeneinheit auch wesentlich größer als bei Schaum- und Schwammgummi, obgleich die Durchlässigkeit größer ist. Die folgende Tabelle enthält Angaben über die verschiedenen Eigenschaften der einzelnen Arten der weiter oben beschriebenen Strukturen.

Probe
(Kautschuk)

Matte aus festen Fasern
Matte aus röhrenartigen

Fasern

Schaum

_6o. Schwamm

Dichte
(g/cm")

0,56

0,24
0,31
0,08

Zugfestigkeit
(kg/cm³)

5,95

3,1

1,47

0,77

Luftdurch
lässigkeit

291
6,1

Die Luftdurchlässigkeit wurde nach einem abgeänderten Verfahren einer Methode, die im Bulletin T 460, M 49 of the Technical Association of the Pulp and Paper Industry beschrieben wird, unter Anwendung des Gurley-Densometers gemessen. Das Probestück wurde am oberen Ende eines Zylinders

mit offenem Boden und einer Mündung im oberen Ende festgeklemmt. Die normale Mündung (6,45 cm²) wurde zu einer Mündung mit einem Durchmesser von 3,5 mm oder einer Fläche von etwa 0,09 cm² verkleinert.

Zur Bestimmung der Luftdurchlässigkeit wurde die Fallzeit des unter seinem eigenen Gewicht in einem mit Öl gefüllten, etwas weiteren zylindrischen Gefäß fallenden Zylinder gemessen.

Es ist bekannt, daß kalandrierter Gummi eine merkbar verschiedene Elastizität und Festigkeit in Kalandrierrichtung aufweist im Vergleich zur Elastizität und Festigkeit quer zur Kalandrierrichtung. Es ist ebenfalls bekannt, daß faserige Produkte, in denen die Fasern und Fäserchen mehr oder weniger orientiert sind, da durch die übliche Textilausrüstung gebildet, verschiedene Elastizitäten und Festigkeiten in der Richtung ihrer Orientierung und in einer quer zu dieser querverlaufenden Richtung aufweisen. Die Matten, deren Herstellung vorstehend angegeben ist, besitzen im wesentlichen dieselben Elastizitäts- und Festigkeitsmerkmale in allen Richtungen ihrer Ebene. Läßt man nach Umbiegen oder Krümmen einer Ecke Produkte, welche Fasern von zwei oder mehr verschiedenen Elastomeren oder verschiedenen elastomeren Zusammensetzungen enthalten, können gebildet werden, indem Sprühflüssigkeiten verschiedener Elastomeren oder von verschiedenen Zusammensetzungen den einzelnen Sprüheinheiten zugeführt werden. Produkte mit Farbmischungen können hergestellt werden, indem Sprühflüssigkeiten mit verschiedenen Farbmitteln den einzelnen Sprüheinheiten zugeleitet werden. Andererseits kann die Sprühflüssigkeit, welche zu einigen der Sprühmundstücke oder zu den Sprüheinheiten eines Turmes geleitet werden, frei von Blähmitteln sein, um Körper mit hohlen oder röhrenförmigen und festen Fasern zu liefern. Die beiden Vliese werden anschließend geschichtet und erhitzt, um das Blähmittel zu aktivieren und das Elastomere auszuhärten oder zu vulkanisieren. Durch Anbringen einer Schablone auf einem zuerst gebildeten Vlies kann eine Lage aus denselben oder unterschiedlichen elastomeren Fasern auf dem ersten Vlies in vorbestimmten Abschnitten gebildet werden. Das Verfahren kann auch ausgeübt werden, indem man den Gasnebenstrom geringer Geschwindigkeit in Gegenstromrichtung zu dem Hauptgasstrom hoher

der Matte diese los, so schnellt der Teil in seine ursprüngliche Lage viel rascher zurück als ein Schwamm 25 Geschwindigkeit führt, d.h., daß ein Sprühmundstück oder Schaumgummiblock der gleichen Dicke. Es ist und Düsen am oberen Ende des Turmes angebracht ebenfalls bekannt, daß nach Verletzen von Gummimatten aus Schaum- und Schwammgummi der Gummi
leicht durchreißt. Die ganz wahllose Anordnung der
Fasern in den Matten läuft offenbar auf eine Lokali- 30
sierung einer Verletzung in Form eines Loches oder
Abriebes hinaus, und die Matte reißt, wenn sie verletzt ist, beim Dehnen nicht durch.

Die faserigen Matten können, ohne zu reißen, mit den üblichen Mitteln genäht, geklebt oder genagelt werden.

Wenn eine Matte oder Lage von losen, getrennten
Fasern, welche nicht miteinander verbunden sind,
hergestellt werden soll, dann wird der Sammler in
weiterem Abstand von dem Sprühmundstück oder 40 führt wird, versehen werden. Heizmittel 31 können der Düse angeordnet, ein Mittel zur Beseitigung der in dem Kanal angebracht werden, um eine Temperaturkontrolle des Nebengasstromes zu ermöglichen. Ein dritter Gasanschluß kann noch eingeführt werden, indem geeignete Gebläse 32 angeordnet werden, 45 vorzugsweise über der Stelle, an der sich die Fasern bilden. Vorgebildete nicht klebende Fasern oder Teilchen können mittels eines oder aller Gasströme eingebracht werden.

Sofern es erwünscht ist, können die Fasern auf einer geformten Sammelfläche abgesetzt werden. Zum Beispiel kann ein röhrenförmiger Sammler von Gurt-

sind. Die Richtung des Hauptgasstromes und die Richtung des Ausstoßes zeigen abwärts. Der Nebengasstrom geringer Geschwindigkeit wird durch den Turm aufwärts geführt mit einer Geschwindigkeit, welche ausreicht, um den Fall der verdünnten Fasern zu verlangsamen, so daß die Fasern auf dem Sammelsieb in gewünschtem Zustand sich absetzen.

Bei der Herstellung von zusammengesetzten Vliesen können vorgebildete, nicht klebende Fasern oder Teilchen in beide Gasströme eingeführt werden. Wie in Fig. 3 gezeigt wird, kann der Turm 28 mit der erforderlichen Spinneinheit 29 und einem Kanal 30, durch welchen der Gasnebenstrom dem Turm zuge-

Klebrigkeit wie Talkum in die Sprühflüssigkeit eingebracht, und ferner ein Mittel zur Beseitigung der Klebrigkeit, z. B. Talkum, mit dem Haupt- oder Nebengasstrom eingeblasen. Ebenfalls wird die Gastemperatur ziemlich erhöht, aber noch unter der Aktivierungstemperatur des Blähmittels gehalten, um von den Fasern mehr Lösungsmittel zu verdampfen, bevor diese sieh absetzten oder gesammelt werden.

Jeder Turm 8 ist nur mit einem einzigen Sprühmundstück? und einer Düse9 versehen dargestellt. Diese Darstellungsweise dient lediglich dem Zweck, die Zeichnung und die vorausgegangenen entsprechenden Erläuterungen zu vereinfachen. Eine Anzahl von in Abständen angeordneten Mundstücken werden vorzugsweise innerhalb jedes Turmes angebracht. Der Turm ist mit einem einzelnen Nebengebläse versehen. In einer bevorzugten Ausführung der Vorrichtung wird eine Mehrzahl von Türmen verwendet, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, von denen jede eine Anzahl von in Abständen angebrachten Sprühmundstücken und Düsen enthält. Jedes Sprühmundstück ist mit einer gesonderten, es selbst umgebenden Hauptgasdüse versehen. Sofern gewünscht, können die relativen Geschwindigkeiten des Ausstoßens der Sprühflüssigkeit und des Hauptgasstromes in verschiedenen Sprüheinheiten verändert werden, um Fasern verschiedener Größen und Längen zu liefern.

form drehbar am oberen Ende des Turmes an Stelle des endlosen Bandes angebracht und mit geeigneten Drehvorrichtungen versehen werden. Die Fasern werden hierdurch in der Form des gewünschten Gegenstandes abgesetzt, und es wird die erwünschte Dicke erhalten, indem der geformte Sammler langsam oder so ausreichend oft gedreht wird, bis ein Körper der gewünschten Dicke gebildet ist. Die Fasern können unmittelbar auf einem vorgeformten Gegenstand abgesetzt werden, wobei der Gegenstand selbst als Sammler dient, um eine Lage von einem netzartigen, faserigen, elastomeren Gewebe zu liefern.

Beispiel

Es wurde eine Kautschukmischung hergestellt, welche Kreide und Ton als Füllmittel, Zinkoxyd als

Aktivator, Beschleuniger wie einzeln angegeben, Schwefel als Vulkanisierungsmittel, Dibetanaphthylparaphenylendiamin als Antioxydans, eine übliche Mischung von 40% Dinitrosopentamethylentetramin und 60% inertem, organischem Füllstoff als Blähmittel und Harnstoff als Aktivator für das Blähmittel enthielt. Die Zusammensetzung war folgende:

Gewichtsteile

Elastomere (2 Smoked Sheet) 100

Füllmittel:

Kreide 60

Ton 40

Aktivierungsmittel:

Zinkoxyd 5

Beschleuniger:

Tetraäthylthiuramdisulfid 0,5

Mercaptobenzothiazol 1,0

Vulkanisierungsmittel:

Schwefel 2,5

Antioxydans 1,0

Blähmittel ..., 7,5

Aktivierungsmittel für Blähmittel:

Harnstoff 3,7

Es wurde eine Sprühflüssigkeit mit 4O°/o der Kautschukmischung hergestellt, indem diese in einem Naphtha- oder Petroleumkohlenwasserstoff als Kautschuklösungsmittel gelöst und verteilt wurde. Die Viskosität der Flüssigkeit, so wie sie mit dem Scherscheibenviskosimeter gemessen wurde, betrug zwischen 10 000 und 12 000 cP. Die Sprühflüssigkeit wurde durch eine Mündung von einem Durchmesser von 1,5 mm in einem gleichmäßigen Anteil von etwa 42 cm³ pro Minute oder mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 22,8 m pro Minute ausgestoßen. Der Hauptluftstrom wurde zu der Düse in einer Menge von etwa 0,71 m³ pro Minute oder mit einer Geschwindigkeit von etwa 6,48 m pro Minute zugeführt. Der Durchmesser der Düse betrug 12,5 mm und derjenige der über die Düse hinausragenden Mündung 19 mm. Der Nebenluftstrom wurde durch den Turm (1,20 m Durchmesser) in einem Anteil von ungefähr 0,178 m³ oder mit einer Geschwindigkeit von etwa 152 m pro Minute und einer Temperatur von etwa 60° C geleitet. Das Sammelsieb befindet sich etwa 3,05 m von der Mündung.

Das Vlies wurde einer Hitzebehandlung bei etwa 90° C unterworfen, so daß eine teilweise ausgehärtete Haut auf den Fasern gebildet wird. Die Temperatur wurde dann auf etwa 110⁰C erhöht, so daß das Blähmittel aktiviert und hierdurch die festen Fasern in hohle umgewandelt wurden. Die Matte wurde anschließend einer Hitzebehandlung bei etwa 125° C ausgesetzt, so daß der Kautschuk vulkanisiert wurde. Die hohlen Fasern und die faserige Matte hatten die Merkmale und Eigenschaften, wie sie vorstehend beschrieben worden sind.

Der hohe Grad von Elastizität, Weichheit, Abriebwiderstand und Durchlässigkeit der Produkte macht sie besonders geeignet zur Verwendung als Einleg- und Zwischensohlen, für Fußbekleidung, weiche Vorleger, Möbelpolsterung, Matratzen, Kissen u. dgl. Für einige dieser Verwendungszwecke muß Schaum- und Schwammgummi mit einem Textilgewebe wie Baumwolleinen verstärkt sein. Die Matten haben jedoch einen ausreichenden Abriebwiderstand, um ihren Gebrauch ohne derartige Verstärkungen zu erlauben. Wegen der faserigen Struktur und dem hohen Grad von Elastizität sind die Produkte auch höchst geeignet als Mittel, um den Schall aufzunehmen und zu verschlucken sowie Schall und Schwingungen zu dämpfen. Die Körper sind auf Grund ihrer geringen Dichte und der Hohlräume in den Fasern auch höchst geeignet für die Herstellung von Rettungsgeräten, Schwimmwesten u. dgl. Die Matten können mit wasserdichten Umhüllungen versehen werden, um die Durchlässigkeit der Matten für zusätzlichen Auftrieb auszunutzen. Andere Arten der Benutzung werden sich für den Fachmann von selbst ergeben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung elastomerer Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeit mit einem Gehalt an elastomerem Material, wie Natur- oder synthetischer Kautschuk, und einem bei bestimmten Temperaturen gebildeten Stoff in einen nichtturbulenten, in einer Richtung fließenden, ungehinderten Gasstrom hoher Geschwindigkeit zur Bildung einer Vielzahl von festen Fasern ausgestoßen wird und daß die festen Fasern auf eine unter der Zersetzungstemperatur des gasbildenden Stoffes gelegene Temperatur während einer zur Bildung einer teilweise ausgehärteten Haut auf den festen Fasern ausreichenden Zeitspanne erhitzt und anschließend die teilweise ausvulkanisierten festen Fasern zur Zersetzung des gebildeten Stoffes auf eine höhere Temperatur erhitzt werden, um in den teilweise ausvulkanisierten festen Fasern Zellen zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gasbildende Stoff aus Diazoaminobenzol oder Dinitrosopentamethylentetramin besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Material ausvulkanisiert wird, indem entweder die Fasern für eine genügend lange Zeitdauer auf der erhöhten Temperatur gehalten oder auf eine erhöhte Temperatur erhitzt werden.

4. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstoßrichtung für die Flüssigkeit mit der Richtung des Gasstromes, in den sie ausgestoßen wird, zusammenfällt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in der Schwebe gehalten werden mittels eines Nebengasstromes, der dem Hauptgasstrom entgegengerichtet ist und dessen Geschwindigkeit größer ist als die Ausstoßgeschwindigkeit der Flüssigkeit, aber niedriger als die des Hauptgasstromes.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern vor ihrem der Zellbildung dienenden Erhitzen gesammelt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gesammelten Fasern durch einen ersten Abschnitt geführt werden, welcher auf der Temperatur für das teilweise Vulkanisieren der Fasern gehalten wird, und daß dann

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die teilweise vulkanisierten Fasern zur Zellbildung durch einen zweiten Abschnitt höherer Temperatur geführt werden, und daß schließlich die Zellen enthaltenden Fasern durch einen dritten Abschnitt geführt werden, welcher auf der zur Ausvulkanisation des elastomeren Materials erforderlichen Temperatur gehalten wird.

8. Faser, hergestellt nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie Zellen enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 874 666, 867167;
»Angewandte Chemie«, Bd. 64, Heft 65, S. 65 bis 76.

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