DE2427585A1

DE2427585A1 - Verfahren zur umwandlung thermoplastischer materialien in fasern

Info

Publication number: DE2427585A1
Application number: DE19742427585
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P Antrag
Original assignee: Charbonnages de France CDF
Current assignee: Charbonnages de France CDF
Priority date: 1973-06-08
Filing date: 1974-06-07
Publication date: 1974-12-19
Also published as: FR2232619A1; NL7407551A; BE816013A; JPS5052313A; DK303074A; LU70265A1; FR2232619B1; IT1019643B

Description

Verfahren zur Umwandlung thermoplastischer 24 2 758 5 Materialien in Fasern.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung thermoplastischer Materialien in Fasern mittels eines heißen Gases, wie heißer Luft, nach dem Blasverfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bislang wurden bei Verfahren dieser Art zur Herstellung von Fasern aus einem thermoplastischen Material zwei Gasstrahlen erforderlich, die sich, im allgemeinen mit beträchtlichen Geschwindigkeiten, auf einem oder mehreren Streifen aus dem thermoplastischen Material kreuzen. In dieser Weise bildet sich ein Wirbel oder Wirbelzustand, der den Streifen zerstäubt. Aufgrund der relativ großen eingesetzten Energien und des sich bildenden Wirbels erhält man relativ kurze Fasern. Andererseits erhält man erhebliche Mengen, die im Bereich von 10% bis 40% liegen, von nicht-faserigem Material in Form von Staub, Schuppen etc.

Ziel der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu überwinden und ein Verfahren zur Herstellung von Fasern bereitzustellen, die praktisch frei sind von nicht in Faserform .vorliegenden Substanzen, und bei dem - verglichen mit den bekannten ^verfahren. - eine wesentlich geringere Menge Heißgas benötigt wird.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs erwähnten Art erreicht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen dünnen Streifen eines thermoplastischen Materials in flüssiger Form auf einen mit großer Geschwindigkeit strömenden dünnen, flachen Gasstrahl auftreffen läßt, der auf eine Temperatur erwärmt ist, die mindestens gleich ist der Erweichungstemperatur des plastischen Materials.

Die Strömungsgeschwindigkeit des dünnen, flachen Gasstrahls beträgt 30 bis 250 m/Sek, vorzugsweise etwa 100 m/Sek, so daß das thermoplastische Material nicht in den dünnen, flachen Gasstrahl eindringen kann, sondern durch diesen in die Faserform überführt wird. Währenddem die Luft sich von der Ausströmstelle entfernt, nimmt sie augenblicklich eine hinreichend langsame Geschwindigkeit an, so daß die Fasern beispielsweise einige 10 cm nach dem

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Ort ihrer Entstehung der Schwerkraft folgend nach unten sinken und leicht, beispielsweise auf einem Sieb, aufgefangen werden können.

Für die Durchführung des Verfahrens ist es von Vorteil, wenn das thermoplastische Material in dem Augenblick des Aufeinandertreffens des thermoplastischen Materials und des Gases eine Temperatur aufweist, die einer Viskosität von 100 bis 500 Centistokes entspricht. Die Arbeitstemperatur variiert somit mit der meßbaren Erweichungstemperatur der genannten Faser. Wie bereits erwähnt, muß das Gas eine Temperatur aufweisen, die mindestens gleich ist dieser Erweichungstemperatur und vorzugsweise geringfügig höher liegt.

Die Dicke des flachen Heißgasstrahls kann gering sein und unterhalb 2/10 mm liegen, da lediglich die obere Oberfläche des Strahls in wirksamer Weise an der Umwandlung des Streifens aus dem thermoplastischen Material in die Fasern teilnimmt.

Weitere Ausführungsformen, Gegenstände und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den Beispielen und der Zeichnung. Im folgenden ist als Beispiel eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.

In der beigefügten Zeichnung ist ein Querschnitt durch eine bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandte Vorrichtung dargestellt.

Die in der Zeichnung verdeutlichte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem V-förmigen oder keilförmigen Metallblock 1, der mit einer Blaskammer 2 versehen ist, die mit einer der Oberflächen 3 des Keils einen Spalt 4 bildet, dessen Ausströmöffnung 5 gegenüber der Kante 6 geringfügig zurückversetzt ist. Die andere Fläche 7 des Keils ist mit einer Kappe 8 versehen, die zusammen mit der erwähnten Fläche ebenfalls einen Spalt 9 bildet, der an der Stelle 10 sehr nahe der Kante des Keils endet. Es ist wichtig, daß die Oberflächen und insbesondere die Fläche 3 des Keils, die im Bereich der Blaskammer vorliegt, möglichst perfekt eben und

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poliert sind, damit Luftwirbelbewegungen in der Faserbildungszone 11 vermieden werden.

Der Winkel des Keils liegt vorteilhafterweise unterhalb 35° und ist vorzugsweise kleiner oder gleich 30 , da größere Winkel zu gewissen Turbulenzen führen können.

Es versteht sich, daß die Vorrichtung an sich bekannte Einrichtungen aufweist, mit denen die Gase vorerhitzt und auf eine gewünschte Temperatur gebracht und das thermoplastische Material auf die gewünschte Viskosität gebracht werden können.

In den folgenden Beispielen wird ein Keil mit einem Winkel von 30° und geraden öffnungen 5 und 10 verwendet.

Beispiel 1

Zur Überführung eines Teerpechs, das im Hinblick auf die spätere Behandlung zur Bildung von Kohlenstoffasern bereitet wurde, in Fasern wendet man folgende Arbeitsbedingungen an: Temperatur des Produkts 245°C, Temperatur des Blasgases 285°C, Blasdruck 0,250 bar.

Die erhaltenen Fasern besitzen einen Durchmesser zwischen 4 und 8 ja und eine Länge, die sich in Abhängigkeit von dem Durchmesser der Fasern, von 10 bis 50 mm erstreckt.

Beispiel 2

Ausgehend von geschmolzenem Polypropylen stellt man sehr feine Fasern mit einem Durchmesser von 2 bis 6 /u her. Die Temperatur des Produktes und des Gases betragen 28O°C bzw. 33O°C. Der Blasdruck wird konstant bei 0,200 bar gehalten.

Beispiel 3

Ausgehend von einem rohen, fluiden Teerpech mit einer Temperatur von 145°C und Gasen mit einer Temperatur von 22O°C stellt man bei

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einem Druck von 0,250 bar Fasern mit einem Durchmesser zwischen 4 und 8 /u her, die in Abhängigkeit von ihrem Durchmesser eine Länge von 10 bis 50 mm aufweisen.

Beispiel 4

Ausgehend von einem fluiden Erdölharz mit einer Temperatur von 135°C stellt man mit Gasen mit einer Temperatur von 200°C bei einem Druck von 0,200 bar Fasern mit einem Durchmesser von 2 bis 6 /u her.

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Claims

Patentansprüche

U^) Verfahren zur Umwandlung thermoplastischer Materialien in Fasern mittels eines heißen Gases nach dem Blasverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man einen dünnen Streifen eines thermoplastischen Materials in flüssiger Form auf einen mit großer Geschwindigkeit strömenden dünnen, flachen Gasstrahl auftreffen läßt, der auf eine Temperatur erwärmt ist, die mindestens gleich ist der Erweichungstemperatur des plastischen Materials.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Strömungsrichtungen des dünnen Streifens aus dem thermoplastischen Material und des dünnen, flachen Heißgasstrahls konvergent sind und einen Winkel von weniger als 35 bilden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel im Höchstfall 30° beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

g e k e η η ζ e i c h ne t, daß die Strömungsgeschwindigkeit der heißen Gase zwischen 30 m/Sek und 250 m/Sek liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn-

z ei c h ne t, daß die Strömungsgeschwindigkeit der heißen Gase etwa 100 m/Sek beträgt.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der seine Viskosität 100 bis 500 Centistokes beträgt.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen V-förmigen oder keilförmigen Metallblock (1), eine Blaskammer (2) zur Zuführung der heißen Gase, die mit einer der

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Flächen (3) des Keils einen Spalt (4) bildet, dessen Ausströmöffnung (5) gegenüber der Kante (6) des Keils geringfügig zurückversetzt ist, und eine Kappe (8), die mit der anderen Fläche (7) des Keils einen Zuführungsspalt für das erhitzte fluide plastische Material bildet, der in der Nähe der Kante (6) des Keils endet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen der genannten Spalte geradlinig sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die beiden Flächen (3 und 7) des Keils gebildete Winkel weniger als 35 beträgt.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel kleiner oder gleich 30 ist.

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