DE1225337B

DE1225337B - Verfahren zum Herstellen von Fasern aus thermoplastischen, makromolekularen Substanzen

Info

Publication number: DE1225337B
Application number: DEA27648A
Authority: DE
Inventors: Laurence R V Hervex; Richard P Tschirch; Worth Wade
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1956-08-28
Filing date: 1957-08-02
Publication date: 1966-09-22

Description

Verfahren zum Herstellen von Fasern aus thermoplastischen, makromolekularen Substanzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Fasern aus thermoplastischen, makromolekularen Substanzen, wie natürlichen Gummiarten, synthetischen Polymeren von niederem Molekulargewicht oder Schwefel, wobei die betreffende Substanz in durch Erhitzen verflüssigtem Zustand ununterbrochen aus einer verengten Leitung gedrückt, mittels eines Gasstromes aufgespalten und in eine Atmosphäre geblasen wird, deren Temperatur über der Versprödungstemperatur liegt, und die gebildeten Fasern auf eine Sammelfläche niedergeschlagen werden.
Es ist bekannt, daß verschiedene organische Polymere, synthetischer wie natürlicher Art, sofern deren Polymerisationsgrad hoch genug ist, durch Auspressen aus einer Spinndüse Fasern ergeben, die ohne Schwierigkeiten sich sammeln und nach verschiedensten Verfahren sich verarbeiten lassen.
Es gibt jedoch eine Anzahl von Substanzen, die, wie die der eingangs genannten Art, sich nach der Bildung von Fasern nicht so gewinnen lassen, daß sie ihre Faserform in einer für eine weitere Verarbeitung erwünschten Weise beibehalten und insbesondere nicht kurz nach ihrer Bildung auf der Sammelfläche bereits verfallen.
Um aus solchen Substanzen Fasern von einer ausreichenden Haltbarkeit auf einer Sammelfläche zur Aufnahme der durch Düsen od. dgl. erhaltenen Faser oder Fadenformzug zu erhalten, ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß man die entstandenen Fasern noch auf der Auftreffstelle auf so hoher Temperatur hält, daß sie sich oberhalb der Versprödungstemperatur befinden.
Es sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, um Fasern aus thermoplastischen Substanzen, wie Zuckerlösungen, Glas, Schlacke od. dgl., herzustellen, wobei die auf oder über Schmelztemperatur erhitzte Substanz in eine Atmosphäre tieferer Temperatur ausgedüst, z. B. versprüht oder durch einen Gasstrom oder durch Ausblasen in ein elektrostatisches Feld nach Austreten aus der Düse in Fasern zerrissen wird, die gesammelt werden. Hierbei handelt es sich jedoch um Substanzen, die bei nur verhältnismäßig tiefen Temperaturen so spröde sind, daß sie beim Niederschlagen auf einer Sammelfläche etwas zerfallen könnten, so daß hierbei keine Veranlassung bestand, auf die Temperaturbedingungen bei der Sammlung der in der eben geschilderten Weise frisch gebildeten Faser besondere Rücksicht zu nehmen.
Es wurde dagegen gefunden, daß es zwecks Gewinnung eines brauchbaren Fasergutes aus Substanzen, wie natürlichen Gummiarten, Schwefel u. dgl., davon abhängt, unter welchen Temperaturbedingungen die gebildeten Fasern sich noch auf der Auftreffstelle befinden.
Wie sich gezeigt hat, gelingt es nur bei Beachtung dieser Vorschrift, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, aus thermoplastischen Stoffen der Klasse der amorphen und makromolekularen Substanzen, von denen es bisher nicht möglich war, Fasern zu erhalten, die nicht beim Sammeln nach ihrer Bildung alsbald zerstört wurden, d. h. zerfielen, einwandfrei beschaffene und weiter verwendbare Fasern zu gewinnen.
Als Substanzen der hierfür in Frage kommenden Art sind außer den bereits erwähnten Ausgangsstoffen, wie Schwefel, natürlichen Gummiarten, Naturharzen, noch zu nennen: Naturwachse, synthetische Wachse, Asphalt, Petroleumteer, Kohlenteer, Gelatine, Leim, Ager und beispielsweise auch synthetische makromolekulare Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht von z. B. nicht mehr als ungefähr 10 000, wie sie an sich bisher nicht zu haltbaren Fasern verarbeitbar waren, beispielsweise Polystyrol, Polyäthylen (Molekulargewicht unter 7000) Polyvinylacetat, Polyamide, wie z. B. teilweise hydrolysierte natürliche Proteinsubstanzen, z. B. Kasein, Tein, Sojabohnenprotein und andere.
Zur Bildung der Fasern vorgenannter Art kann man in üblicher Weise vorgehen, z. B. derart, daß der flüssige Strahl der gewählten Substanz in eine Gasströmung von hoher Geschwindigkeit ausgestoßen wird, wobei er anfangs noch einen verhältnismäßig großen Durchmesser hat, und dann in eine Vielzahl von Fasern aufgespalten wird, bevor er auf der Sammelfläche abgelagert wird. Die so gebildeten Fasern werden gesammelt und so lange auf hoher Temperatur gehalten, daß sie sich oberhalb der Versprödungstemperatur des betreffenden Materials befinden.
Durch diese Bedingung bei der Sammlung der gebildeten Fasern werden die Fasern nicht wieder zerstört und behalten den Vorzug einer geringen Neigung zur Kristallbildung; sie behalten ferner ihre Eigentümlichkeit, in ihrer Länge keinen gleichbleibenden Durchmesser zu haben, sondern nach ihren Enden verjüngt zu sein.
Die Temperatur der flüssigen Substanz hängt jeweils von dem verwendeten Material ab, und die Gastemperatur muß unter dem Schmelzpunkt liegen oder wenigstens niedrig genug sein, um den gestreckten Strahl wenigstens teilweise erhärten zu lassen, jedoch so hoch sein, daß die Fasern vor Sprödigkeit bewahrt werden, bevor sie niedergeschlagen werden und auch noch auf der Auftreffstelle sich oberhalb dieser Versprödungstemperatur befinden.
Gegebenenfalls kann man noch einen Sekundärgasstrom von niedriger Geschwindigkeit anwenden, um die gebildeten Fasern zu tragen, bis sie zur Sammelstelle gelangen, wobei natürlich Vorsorge zu treffen ist, daß sich auch in diesem Fall die Fasern auf der Auftreffstelle noch oberhalb der Versprödungstemperatur befinden.
Die gesammelten Fasern können, wenn sie nicht von Natur klebrig sind, gegebenenfalls durch Erhitzen oder Aufbringen eines Weichmachers noch klebrig gemacht werden, wenn man daraus Formgebilde mit besonders günstiger Faserbildung, z. B. durch Formpressen, erhalten will. Als Sammelfläche kann ein Vlies dienen, auf dem sich die gebildete Faserschicht auflagert. Das Verfahren bietet auch die Möglichkeit, zahlreiche und bisher nicht bekannte Erzeugnisse aus Substanzen der obengenannten Art, wie Fasergebilde oder mit Fasern beschichtete Trägerstoffe, z. B. Papiere, herzustellen, die mit einer Schicht von Asphaltfasern belegt sind, oder Schichtgebilde, die von Faserlagen aus den obengenannten Stoffen durchschossen sind.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zum Herstellen von Fasern aus thermoplastischen makromolekularen Substanzen, wie natürlichen Gummiarten, synthetischen Polymeren von niederem Molekulargewicht oder Schwefel, wobei die betreffende Substanz in durch Erhitzen verflüssigtem Zustand ununterbrochen aus einer verengten Leitung gedrückt, mittels eines Gasstromes in Fasern aufgespalten und in eine Atmosphäre geblasen wird, deren Temperatur über der der Versprödungstemperatur liegt, und die gebildeten Fasern auf eine Sammelfläche niedergeschlagen werden, d a -durch gekennzeichnet, daß man die entstandenen Fasern noch auf der Auftreffstelle auf so hoher Temperatur hält, daß sie sich oberhalb der Versprödungstemperatur befinden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 276 082, 712 965, 860696, 952840; österreichische Patentschrift Nr. 105 233; britische Patentschrift Nr. 609 167; USA.-Patentschriften Nr. 1 500 931, 1 807 178, 2156316, 2185417.