DE2059845C3

DE2059845C3 - Verfahren zur Herstellung gereinigter Asbestformkörper

Info

Publication number: DE2059845C3
Application number: DE2059845A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 7170 Schwaebisch Hall Fetzer
Original assignee: REX-PATENT GRAF VON REX KG 7170 SCHWAEBISCH HALL
Current assignee: REX-PATENT GRAF VON REX KG 7170 SCHWAEBISCH HALL
Priority date: 1970-12-04
Filing date: 1970-12-04
Publication date: 1978-10-19
Also published as: DE2059845B2; US3738805A; CA952277A; DE2059845A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gereinigter Asbestformkörper, bei dem die Asbestfasern unter Verwendung von anionaktiven Surfactants dispergiert werden und die erhaltene Dispersion anschließend in aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen zu einem fortlaufenden Strang verformt, ',n einem Fällbad koaguliert, zum Garn verdreht und anschließend die Garne zu den gewünschten Asbestformkörpern verarbeitet werden.

Bei derartigen Verfahren zur Herstellung von Asbestformkörpern finden im allgemeinen organische Hilfsmittel Anwendung. So werden wäßrigen Asbestfaserdispersionen im allgemeinen oberflächenaktive Mittel, Netzmittel wie z, B. wasserlösliche Seifen, Na= tnümdödecyiberizölsülfönat oder andere Alkylarylsulfonate zugesetzt. Weiterhin kann die Asbestfaserdispersion andere Stoffe wie z, B. DispersionsstabÜl· satoren, Viskositätsregler und Bindemittel enthalten, die ihre chemischen ünd/öder physikalischen Eigen^ schäften beeinflussen.

Für die Herstellung von Asbestformkörpern aus den Asbestfaserdispersionen wird mit Hilfe einer physikalischen oder chemischen Behandlung im weiteren Verlauf des Herstellungsverfahrens nach Verformen oder Vorverformen die dispergierende Wirkung des Dispersionsmittels aufgehoben. So kann z. B. ein Strang hergestellt werden, der anschließend zum Garn verdreht wird. Auf dieser Stufe des Herstellungsverfahrens enthält der Formkörper, also z. B. das Garn außer Asbest auch noch größere Mengen zum Teil

ίο ausgefällter Hilfsstoffe. Diese beeinflussen bisweilen die Eigenschaften des Formkörpers in unerwünschter Weise. Es ist demzufolge häufig erwünscht, aus den Formkörpern, ehe sie bestimmungsgemäß verwendet werden, die Hilfsstoffe zu entfernen. Die Entfernung sollte einerseits möglichst vollständ-g, andererseits ohne nachteilige Veränderung des Formkörpers erfolgen, von ganz besonderem Vorteil wäre aber eine Verfahrensweise, die es erlaubt, einen mc glichst großen Anteil der Hilfsstoffe unzerstört zurückzugewin-

-° nen, um sie wieder verwenden zu können.

Bekannt sind verschiedene Verfahren zur Entfernung dieser Hilfsstoffe. Infolge der Affinität der Hilfsstoffe zu den Asbestfasern treten hierbei jedoch beträchtliche Schwierigkeiten auf.

So wird in der französischen Patentschrift 1 383 397 ein Wärmebehandlungsverfahren für Asbestkörper vorgeschlagen, bei dem diese in einem Ofen getrocknet und anschließend hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil

JO auf. daß die organischen Stoffe unter Bildung teeriger Produkte gecrackt werden, was eine nachteilige Wirkung auf die erhaltenen Asbeststrukturen hat.

In der US-Patentschrift 2972221 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die organischen Stoffe aus-

J5 gewaschen werden. Mit Hilfe dieses Verfahrens ist eine gewisse Entfernung der oberflächenaktiven Mittel möglich. Es kann aber nicht ausgeschlossen werden, daß noch spürbare Mengen zurückbleiben, die je nach Einsatzzweck eine unerwünschte Rückwirkung auf das Asbesterzeugnis ausüben. Bei großen Asbestformkörpern treten weiterhin infolge der großen spezifischen Oberfläche der Asbestfasern bei Entfernung der Hilfsstoffe zusätzliche Schwierigkeiten auf.

Weiterhin wurde versucht, die Asbestgarne mit Hilfe von Alkalien in wäßriger Lösung zu reinigen. Hierbei hat sich gezeigt, daß es nicht möglich ist, die Asbestgarne vollständig von den anhaftenden Stoffen zu befreien Auf den Asbestgarnen verbleibt im weft) sentlichen ein Rest von 3 bis 5% der organischen Stoffe. Eine Behandlung mit wäßrigem Alkali hat aurerdem eine Quellung des Garns /ur Folge, so daß eine mechanische Weiterverarbeitung in diesem Zustand nicht möglich ist. Beispielsweise kann das Garn nicht gespult, gezwirnt oder verwebt werden.

Weiterhin wurde versucht, mit Hilfe von Lösungsmitteln wie Trichlorethylen, Benzin oder Toluol eine Reinigung durchzuführen. Es hat sich jedoch gezeigt, dali das hierbei erhaltene Produkt sehr schleimig ist und erst nach einer vollständigen Trocknung weiterverarbeitet werden kann. Ein Durchfluten, wie es beim Färben und ähnlichen Prozessen üblicherweise erfolgt, ist infolge dieses Anquellens nicht möglich.

In der US-Patentschrift 3452532 wird schließlich die Entfernung der Hilfsstoffe durch Erhitzen im Wasserdampfstrom unter Luftausschluß beschrieben. Zwar ist der Reinigungseffekt hier spürbar besser als bei anderen bekannten Verfahren. Die hohen Ener-

giekosten und das Arbeiten unter Luftausschluß lassen dieses Verfahren aber noch nicht ideal erscheinen. Auch wird ein spürbarer Teil der Hilfsstoffe zersetzt und fällt für die Wiederverwendung aus.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mit den bisherigen Verfahren verbundenen Nachteile zu vermeiden. So sollen beispielsweise durch die Vermeidung hoher Temperaturen neben einer Ersparnis an Energiekosten weiterhin die empfindlichen organischen Stoffe schonend behandelt und der wiedergewinnbare Anteil an diesen Hilfsstoffen erhöht werden.

Es wurde nun gefunden, daß Asbestformkörper, die aus hilfsmittelhaltigen Asbestfaserdispersionen durch Verformen und Koagulationsbehandlung erhalten wurden, unter Verwendung von Lösungsmittel dadurch gereinigt werden können, daß man als Lösungsmittel

a) niedere aliphatische Alkohole, gegebenenfalls im Gemisch mit wäßrigen anorganischen Basen und/oder

b) wäßrige Lösungen organischer Basen verwendet. Beispiele hierfür geeigneter niedriger aliphatischer

Alkohole sind Methanol, Äthanol, n-Propanol, Isopropanol, Butanol und Isobutanol.

Beispiele für organische Basen sind solche, die in wäßriger Lösung einen pH oberhalb? 8 aufweisen, insbesondere aliphatische und aromatische Amine, Mono-, Di-, Triethanolamine sowie heterocyclische Basen wie insbesondere Pyridin.

Ebenfalls verwendbar sind wäßrige Gemische dieser Stoffe wie z. B. ein Gemisch aliphatischer Alkohole mit aliphatischen Aminen.

Weitere Beispiele für Gemische sind die Kombinationen von niederen aliphatischer,¹ Alkoholen mit wäßrigem Ammoniak bzw. wäßrigen Alkalien.

Besonders gute Ergebnisse wurden durch Verwendung von Dimethylformamid erzielt.

Die Verwendung dieser vorgenannten Verbindungen und Gemische hat den Vorteil, daß sie nicht quellend wirken. Zudem ist dadurch eine schonende Behandlung möglich und es gelingt, die Hilfsstoffe wieder zu gewinnen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Beispielen näher beschrieben.

Beispiel 1

Unextrahiertes Feingarn (bis 220 tex) von der Spinnmaschine wurde in offener Weise auf perforierte Achsen (von 3.8 cm Durchmesserund 15,3 cm Länge) zu Zylindern (von 8,9 cm bis 11,4 cm Durchmesser) gewickelt. Diese wurden in Behälter eingebracht, die jeweils 140 Zylinder faßten und anschließend mit einem Lösungsmittel, bestehend aus einer Mischung aus 79,3% Isopropanol, 3,5% Ammoniak und 17,2% Wasse^r, bei 70 bis 75 C extrahiert. Das Flottenverhältnis, bezogen auf Asbest, betrug 1 : 7,4. Die Lösung zirkulierte zehnmal pro Stunde durch den Behälter.

Das Verfahren wurde stufenweise im kontinuierlichen Gegenstromverfahren durchgeführt. Hierbei kamen fünf Extraktionsstufen zur Anwendung, auf die eine Dampfstufe zur Entfernung des restlichen Lösungsmittels folgte.

Die erste Extraktion wurde mit Lösungsmittel vorgenommen, das bereits vier Waschungen hinter sich hatte. Bei den folgenden Waschungen wurde mit Lösungsmittel gearbeitet, das von Stufe zu Stufe sauberer wurde, bis in der fünften Stufe mit reinem Lösungsmitte] gewaschen wurde. Die Durchführung des Prozesses erfolgte in drei Behältern.

Nach jedem Lösungsmittelwechsel ließ man die Garnkuchen abtropfen. Der Feuchtigkeitsgehalt im Garn betrug 150 Gew.%. Nach der fünften Waschstufe wurde das restliche Lösungsmittel mit Heißdampf (bis zu 10° C überhitzt) aus dem Garn entfernt. Der Wirkungsgrad pro Stufe betrug 30 bis 40%. Das extrahierte Garn zeigte bei 800° C einen Glühvjrlust

ι" von 14 bis 15%.

Das verwendete Lösungsmittel wurde zusammen mit dem Kondensat der Dampfstufe durch fraktionierte Destillation zurückgewonnen. Sowohl das azeotrope Gemisch von isopropanol und Wasser als

>> auch Ammoniak konnten durch das vorgeschlagene Verfahren zurückgewonnen werden. Aufgetretene Lösungsmittelverluste wurden vor dem nächsten Zyklus ausgeglichen. Die benutzte Seife konnte außerdem aus den Nachläufen der Fraktionskolonne zu-

-° rückgewonnen werden.

Beispiel 2

Mittlere Garne (220 tex und höher) wurden von der Spinnmaschine in offenen Windungen auf perfo-

²⁾ rierte Achsen gewickelt. Zur Herstellung von Paketen von 12,1 bis 12,7 cm Durchmesser wurden für mittlere Garne Achsen von fc ,4 cm Durchmesser und einer Länge von 20,3 cm verwendet. Diese Pakete wurden anschließend im Behälter eingesetzt, die jeweils 440

Zylinder faßten und bei 70 bis 75 ° C mit Lösungsmittel wie in Beispiel 1 behandelt. Das Flottenverhältnis, bezogen auf Asbest, betrug 1:4,9. Die Lösung zirkulierte zehnmal pro Stunde durch den Behälter.
Das Verfahren wurde wie in Beispiel 1 im stufen-

^r' weisen Gegenstromprinzip geführt, wobei sieben Waschstufen und eine Dampfstufe zur Anwendung kamen. Es wurden vier Behälter benutzt.

Der Feuchtigkeitsgehalt des Garns, das Ausdampfen, der Stufenwirkungsgrad, der erhaltene Glühver-

■"' lust des extrahierten Garns und die Lösungsmittelrückgewinnung erfolgten wie in Beispiel 1.

Beispiel 3

30 m nasses Rohgarn mit einer Feinheit von 1050 tex wurden zu einem zylindrischen Knäuel gewickelt und in eine zylindrische Soxleth-Apparatur von 5 cm Durchmesser und 15 cm Höhe eingebracht. Das Garn wurde sodann mit n-Butanol extrahiert. Nach 2()maligem Umlauf von 300 ml wurde die Extraktion beendet und das nasse Garn an der Luft getrocknet. Das trokkene Garn hatte eine Feinheit von 840 tex und einen Glühverlust von 13,8%. An der Luft war hei 800 C kein Aufflammen und kein Aufglimmen zu beobachten.

Beispiel 4

Nach dem allgemeinen Verfahren des Beispiels 3 wurde an Stelle von n- Butanol Propylamin verwendet. Es wurde hierbei ein Garn mit einer Feinheit von 845 tex und einem ülühverlust \υη 14,3% erhalten. Das Garn flammte nicht mehr auf und zeigte ein geringes kurzes Aufglimmen bei 800° C an der Luft.

Beispiel 5

Nach dem allgemeinen Verfahret des Beispiels 3 Wurde als Lösungsmittel Dimethylformamid verwen^ det. Hierbei wurde ein Garn mit einer Feinheit von

849 tex und einem Glühverlust von 14,7% erhalten. Bei 80(1" C wurde an der Luft ein kurzes Aufglimmen beobachtet,

Beispiel 6
Nach dem allgemeinen Verfahren des Beispiels 3 wurden Gemische von Diethylamin und Isopropanol im Verhältnis von 10:90 bis 90:10 verwendet, Die erhaltenen Garne lagen in ihrer Feinheit zwischen 843 und 852 tex, die Glühverlustc zwischen 14,5% und 14,8%. Bei 800" C glimmten die Garne an der Luft kurze Zeit auf.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von gereinigten Asbestformkörpern, die aus hilfsmittelhaltigen Asbestfaserdispersionen durch Verformen und Koagulationsbehandlung erhalten wurden, unter Verwendung von Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man die Asbestformkörper einer Behandlung mit

a) niederen aliphatischen Alkoholen, gegebenenfalls im Gemisch mit wäßrigen anorganischen Basen und/oder

b) wäßrigen Lösungen organischer Basen unterwirft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Asbestformkörper einer Behandlung mit wäßrigen aliphatischen Alkoholen unterwirft.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Asbestformkörper einer Behandlung mit Dimethylformamid unterwirft.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Asbestformkörper einer Behandlung mit organischen Basen unterwirft, die in wäßriger Lösung einen pH oberhalb 8 aufweisen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von wäßrigen Alkalien und aliphatischen Alkoholen verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von Ammoniak, Wasser und Isopropanol verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Asbestformkörper einer Behandlung mit einer Mischung aus mindestens 70% n-Isopropanol, 3,5% Ammoniak und 10% Wasser unterwirft.