DE2735236A1 - Verfahren zur herstellung von fasern - Google Patents

Verfahren zur herstellung von fasern

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DE2735236A1 DE19772735236 DE2735236A DE2735236A1 DE 2735236 A1 DE2735236 A1 DE 2735236A1 DE 19772735236 DE19772735236 DE 19772735236 DE 2735236 A DE2735236 A DE 2735236A DE 2735236 A1 DE2735236 A1 DE 2735236A1
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David Vivian Clee Jones
Roy Frederick Preston
Ronald Alfred James Sambell
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Description

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4. AUG 1S77
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Mappe 2k 3l6
ICI CASE Z/MD.28988Z
UNITED KINGDOM ATOMIC ENERGY AUTHORITY London, Großbritannien
Verfahren zur Herstellung von Faaern
Priorität: 4.8.1976 - Großbritannien
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Fasern und findet Anwendung bei der Herstellung von diskontinuierlichen feuerfesten anorganischen Fasern.
Bei der Herstellung von diskontinuierlichen anorganischen Fasern können herkömmliche Spritztrocknungstechniken verwendet werden, ,jedoch ergeben sie im allgemeinen einen hohen Anteil an nicht-faserigem Material, das üblicherweise als Schrot bezeichnet wird.
Gemäß der Erfindung wird nunmehr ein Verfahren zur Herstellung von Fasern durch eine Spritztrocknungstechnik vorgeschlagen,
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welches dadurch ausgeführt wird, daß man ein faserbildendes Material mit einer vorbestimmten Viskosität einem Atomiseur in einer Spritζtrocknungsvorrichtung zuführt, wobei der Atomiseur so eingestellt wird, daß die Faserbildung auf Kosten der Teilchenbildung begünstigt wird, so daß Fasern aus dem faserbildenden Material entstehen, die Temperatur in einer Trocknungskammer in der Vorrichtung so hält, daß getrocknete Fasern entstehen, und die getrockneten Fasern unter solchen Bedingungen sammelt, daß die Integrität der Fasern nicht wesentlich beeinflußt wird.
Das faserbildende Material ist vorzugsweise eine faserbildende Flüssigkeit mit einer Viskosität im Bereich von 1 bis 200 Poise, vorzugsweise 20 bis 200 Poise. Nötigenfalls kann der faserbildenden Flüssigkeit ein Spinnhilfsmittel zugesetzt werden.
Das faserbildende Material ist vorzugsweise eine faserbildende Flüssigkeit, die ein oder mehrere anorganische Verbindungen enthält, welche sich beim Erhitzen unter Bildung von Oxiden zersetzen. Bevorzugte faserbildende Flüssigkeiten sind wäßrige Flüssigkeiten.
So kann das faserbildende Material beispielsweise aus gewissen anorganischen Solen (kolloidalen Lösungen) ausgewählt werden, die im Vergleich zu der Hauptzahl der anorganischen Sole einen hohen Grad von Viskoelastizität aufweisen. Beispiele für Sole mit einem hohen Grad von Viskoelastizität sind denitriertes Zirkoniumnitrat und Aluminiumchlorohydrat. Solche Sole können mit oder ohne den Zusatz eines Spinnhilfsmittels verwendet werden.
Sole oder Lösungen von anorganischen Verbindungen, welche nicht die Theologischen Eigenschaften aufweisen, die zur Herstellung von faserbildenden Flüssigkeiten nötig sind, können unter Zusatz eines Spinnhilfsmittels verwendet werden. So enthalten beispielsweise verhältnismäßig verdünnte wäßrige Lösungen von Metallsalzen von organischen Säuren, wie z.B. basische Zirkonium- und Aluminiumacetate, vorteilhafterweise ein Spinnhilfsmittel. 909807/0658
Geeignete Spinnhilfsraittel sind z.B. organische Polymere, die in der faserbildenden Flüssigkeit löslich sind. Bevorzugte organische Polymere sind lineare Polymere, insbesondere Polyäthylenoxid, teilweise hydrolysiertes Polyvinylacetat und Polyvinylpyrrolidon. Polyäthylenoxid mit einem niedrigen Molekulargewicht, beispielsweise unterhalb 500 000, wird besonders als Spinnhilfsmittel bevorzugt. Des Spinnhilfsmittel wird in der faserbildenden Flüssigkeit in einer Konzentration verwendet, die nötig ist, die erforderlichen Theologischen Eigenschaften zu schaffen. Es wird ,jedoch bevorzugt, daß die Konzentration unterhalb 10 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt der faserbildenden Flüssigkeit, ausgedrückt als Oxid, liegt, beispielsweise im Bereich von 2 bis 6 Gew.-%.
Bei einer Ausführungsform kann der Automiseur in der Spritztrocknungsvorrichtung (wobei der Atomiseur im Zusammenhang mit der Erfindung als "der Zerfaserer" bezeichnet werden kann) ein Scheibenatomiseur (in der Technik auch als Rotationsflügelatomiseur bezeichnet) sein, welcher vorzugsweise so eingestellt wird, daß sich eine Scheibenumfangsgeschwindigkeit im Bereich vom 10 bis I50 m/sec, vorzugsweise 30 bis 75 m/sec ergibt, ,je nach der Rheologie (beispielsweise der Viskosität) des faserbildenden Materials, um die Faserbildung gegenüber der Bildung von Teilchen zu begünstigen.
Bei einer anderen Ausführungsform kann eine mit zwei Fluiden arbeitende Düse als Atomiseur (Zerfaserer) in der Spritztrocknungsvorrichtung verwendet werden, in welchem Fall der Luftdruck, welcher der mit zwei Fluiden arbeitenden Düse zugeführt wird, vorzugsweise im Bereich von 3*5 bis 10,5 at liegt, um die Faserbildung zu begünstigen.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann ein Atomiseur (Zerfaserer) mit einem rotierenden umgekehrten Becher verwendet werden. In diesem Fall ist es nötig, sicherzustellen, daß das faserbildende Material nicht über die Oberfläche des Bechers gleitet. Die Umfangsgeschwindigkeiten werden vorzugsweise so eingestellt, daß sie im gleichen Bereich wie oben für den
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Scheibenatomiseur erwähnt liegen.
Die Geschwindigkeit, rait der die faserbildende Flüssigkeit dem Atomiseur (Zerfaserer) zugeführt wird, hängt hauptsächlich von den Abmessungen des Atomiseurs ab. So sind im Falle eines Rotationsflügelntomiseurs Zuführgeschwindigkeiten zwischen ungefähr 0,1 l/min und 3 l/min typisch für einen Scheibendurchmesser von 120 mm.
Vorzugsweise wird zum Trocknen der Fasern die Temperatur in der Trocknungskammer der Spritztrocknungsvorrichtung auf einen Bereich von 50 bis 1000C eingestellt, wenn die faserbildende Flüssigkeit ein viskoelastisches Sol wie oben beschrieben ist und ohne Zusatz eines Spinnhilfsmittels verwendet wird, da leicht ein vorzeitiges Gelieren bei höheren Trocknungstemperaturen eintritt. Faserbildende Flüssigkeiten, in denen ein Spinnhilfsmittel enthalten ist, sind im allgemeinen weniger konzentriert, weshalb höhere Trocknungstemperetüren, wie z.B. bis zu 3000C, bei solchen Flüssigkeiten verwendet werden können.
In der herkömmlichen Spritztrocknungspraxis wird Wasserdampf oder heiße Luft dazu verwendet, Wärme zum Trocknen zuzuführen, wobei die Ausbildung der Vorrichtung derart ist, daß die heiße Luft die Trocknungskammer in einer solchen Weise betritt, daß der Atomiseur in einen Heißluftstrom eingetaucht ist. Dies kann dazu verwendet werden, einen turbulenten Luftstrom zu erzeugen, der die Teilchenbildung unterstützt.
Vom Standpunkt der Herstellung von Fasern ist dies in zweifacher Hinsicht unerwünscht. Erstens kann diese Art und Weise der Heißlufteinführung zur Folre haben, daß der Atomiseur (Zerfaserer) unerwünscht heiß wird. Zweitens kann hierdurch ein Luftströmungsschema oder eine Turbulenz erzeugt werden, die ernsthaft die Bildung von langen Fasern und Fasern ohne Mißbildungen (wie z.B. Kinks) inhibieren kann.
So wird bei einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren zur
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Einführung von Heißluft diese tangential in die Trocknungskammer eingeführt, wodurch verbesserte Faserbildungsbedingungen entstehen.
Die Heißluft wird vorzugsweise tangential auf eine im wesentlichen zylindrische Wandung der Trocknungskammer geführt.
Die Einführung von Heißluft auf diese Weise vermeidet im wesentlichen eine direkte Erhitzung des Atomiseurs (Zerfaserers).
Die Richtung der Einführung der Heißluft erfolgt im Falle eines Rotationsscheiben- oder Rotationsbecheratomiseurs vorzugsweise in der gleichen Richtung wie die Faserbildung am Atomiseur (Zerfaserer). Die Eintrittstemperatur der Heißluft wird vorzugsweise zwischen 50 und 25O°C gehalten, wobei die entsprechenden Austrittstemperaturen 4-0 bis 1500C betragen.
Jedoch wird der Atomiseur (Zerfaserer) nach wie vor im wesentlichen die gleiche Temperatur wie die Trocknungskammer erreichen, und in dem Fall, in dem ein Rotationsflügelatomiseur (Zerfaserer) verwendet wird, werden heiße Luft und Bruchstücke (aus der Trocknungskammer) aufgrund der zwangsläufig auftretenden Zentrifugalpumpwirkung durch den Atomiseurscheibe gepumpt.
Dies kann eine unerwünschte vorzeitige Verfestigung des faserbildenden Materials (beispielsweise eine vorzeitige Gelierung im Falle eines faserbildenden Sols) innerhalb des Atomiseurs (Zerfaserers) zur Folge haben. Dieser unerwünschte Effekt kann durch die Einführung von kalter Luft (d.h. Luft mit im wesentlichen der gleichen Temperatur wie das faserbildende Material), welche vorzugsweise eine relative Feuchte von nicht weniger als 50 % und insbesondere mehr als 95 % aufweist, in das Zentrum des Inneren der Atomiseurscheibe (Zerfasererscheibe) verhindert werden.
Die Menge der Luft, die so dem Inneren der Scheibe zugeführt wird, sollte vorzugsweise mindestens etwas im Überschuß zur
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Luftpumpkapazität der Scheibe sein.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es außerdem bevorzugt, daß die mittlere relative Feuchte in der Trocknungskammer im Bereich von 1 bis 10 % liegt.
Das Sammeln der Fasern kann absatzweise oder kontinuierlich erfolgen.
Ein absatzweises Sammeln ist bei einer "Durchzug"-Spritztrocknung anwendbar, wo heiße Luft durch die Spritztrocknungsvorrichtung mittels eines Ventilators gezogen wird, der in einem Abzugskanal aus der Trocknungskammer arbeitet. Des spritzgetrocknete Produkt wird aus der Trocknungskammer im Luftstrom durch den Abzugskanal getragen und zweckmäßigerweise von diesem Luftstrom durch einen Zyklonenabscheider abgetrennt.
Zwar ist diese Art der Abtrennung für spritzgetrocknete Produkte annehmber, jedoch besteht die Tendenz, daß die Fasern im Zyklonenabscheider brechen.
So wird es gemäß der Erfindung bevorzugt, ein Drahtnetz anstelle eines Zyklonenabscheiders zu verwenden, um die Fasern aus dem Luftstrom so abzutrennen, daß ihre Integrität praktisch nicht beeinträchtigt wird (d.h., daß sie nicht wesentlich beschädigt werden).
Das Drahtnetz kann so angeordnet werden, daß heiße Luft dieses durchströmt, bevor es in den Abzugskanal gelangt, wobei das Produkt auf dem Netz festgehalten wird.
Bei einem typischen Spritztrockner mit einer Trocknungskammer, die einen zylindrischen oberen Abschnitt und einen konischen unteren Abschnitt aufweist, kenn das Netz dort angeordnet werden, wo der konische untere Abschnitt beginnt.
Das Produkt muß vom Netz häufig genug entfernt werden, so daß die Luftströmungsdynamik in der Trocknungskammer nicht in un-
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günstiger Weise beeinflußt
Ein kontinuierliches Sammeln der Fasern kann in einem "Zug-Druck"- oder "Doppelventilator"-Spritztrockner durchgeführt werden, in welchem Luft durch einen Ventilator in die Trocknungskammer gedruckt und durch einen anderen Ventilator daraus wieder herausgezogen wird. Die beiden Ventilatoren werden so eingestellt, daß ihre Wirkung ausgewogen ist, damit das Faserprodukt frei durch einen unteren Teil der Trocknungskammer, welche üblicherweise einen konischen Querschnitt aufweist, und durch eine Austragsöffnung auf einen Sammler fällt.
Gemäß der Erfindung wird weiterhin eine Spritztrocknungsvorrichtung für die Herstellung von Fasern vorgeschlagen, in welcher Fasern aus einem faserbildenden Material gebildet werden und welche eine Trocknungskammer, einen Atomiseur (Zerfaserer) in der Trocknungskammer zur Überführung eines faserbildenden Materials in Fasern, Mittel zur Einführung von heißer Luft in die Trocknungskammer tangential auf eine im wesentlichen zylindrische Wandung derselben und Mittel zum Sammeln getrockneter Fasern aufweist.
Vorzugsweise ist der Atomiseur (Zerfaserer) einen Scheibenatomiseur (d.h. einen Rotationsflügelatomiseur), insbesondere einen Scheibenatomiseur mit einer Vielzahl von faserbildenden Kanten am Rand, wobei die Kanten so profiliert sind, daß eine Vielzahl von faserbildenden Stellen geschaffen wird.
Die Kanten können zur Schaffung der Vielzahl der faserbildenden Stellen dadurch profiliert sein, daß eine Vielzahl von Nuten in den Vorderkanten eines jeden Flügels des Atomiseurs ausgebildet ist.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Nuten eine ähnliche Funktion wie die Vielzahl von Löchern in einem herkömmlichen Spinnkopf ausüben, da viele Stellen zur Faserbildung gesohaffen werden. Vorzugsweise wird ein Mittel für die tangentiale Einführung heißer Luft weg von der Nachbarschaft der Atomiseurscheibe
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(Zerffisererscheibe) vorgesehen, indem die heiße Luft auf die Wandung der Trocknungskammer gerichtet wird. Es wird außerdem bevorzugt, daß das Mittel zum tangentialen Einführen derart ausgebildet ist, daß Luft in die Trocknungskammer in der gleichen Richtung wie die Faserbildung durch die Atomiseurscheibe (Zerfasererscheibe) beim Betrieb eingeführt werden kann.
Die erfindungsgemäße Spritztrocknungsvorrichtung kann mit einem Mittel zur Einführung feuchter Luft in das Zentrum des Inneren der Atomiseurscheibe (Zerfasererscheibe) ausgerüstet sein.
Das Mittel zum Sammeln getrockneter Fasern gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Drahtnetz sein, das im Weg der die Fasern enthaltenden Abluft, welche die Trocknungskammer verläßt, liegt, so daß die Fasern aus der Abluft durch Rückhaltung auf dem Netz herausgefiltert werden.
Das Mittel zum Sammeln getrockneter Fasern gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine öffnung in einem unteren Teil der Trocknungskammer und ein Sammler (beispielsweise ein Förderband oder ein Behälter), der unterhalb dieser öffnung angeordnet ist, sein.
Die Erfindung wird nun näher unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, welche einen Teil eines Rotationsflügelatomiseurs (Zerfaserers) gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Zeichnung ist nicht maßstabsgetreu.
In der Zeichnung ist ein Randteil eines Rotationsflügelatomiseurs (Scheibenzerfaserers) 1 für die Anordnung in einer Trocknungskammer einer Spritztrocknungsvorrichtung gezeigt, wobei der Atomiseur 1 eine Vielzahl von radialen Flügeln 2 (es sind nur zwei gezeigt) aufweist, die am Rand 3 des Atomiseurs 1 enden.
Die vorderen Ränder der Flügel 2 sind mit einer Vielzahl von Nuten 4 ausgerüstet, welche eine Vielzahl von Rinnen an den Rändern ergeben, welche durch die peripheren Begrenzungen der
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Flügel 2 gebildet werden, so daß an einem jeden Rand eine Vielzahl von Stellen für die Faserbildung beim Betrieb entsteht.
Es wird darauf hingewiesen, daß zur einfacheren Darstellung nur zwei Flügel 2 gezeigt sind und daß ähnliche Flügel 2 rund um den gesamten Atomiseur (Zerfaserer) 1 angeordnet sind.
Beim Betrieb wird der Atomiseur (Zerfaserer) 1 in einer Trocknungskammer einer Spritztrocknungsvorrichtung angeordnet und in der durch den Pfeil 5 gezeigten Richtung in Drehung versetzt.
Faserbildende Flüssigkeit wird zum Atomiseur (Zerfaserer) 1 zugeführt und bewegt sich unter der Zentrifugalkraft in etwa in der Richtung, die durch Pfeile 6 angezeigt ist, entlang der radialen Flügel 2, wobei sie an den Rinnen austritt, welche durch die Nuten 4 an den peripheren Endungen der Flügel 2 geschaffen werden.
Das faserbildende Material wird vom rotierenden Atomiseur (Zerfaserer) 1 abgeschleudert und in eine Vielzahl von Fasern gezogen.
Die Fasern werden dann in der Trocknungskammer getrocknet, so daß getrocknete Fasern entstehen.
Es wird darauf hingewiesen, daß bei Abwesenheit der Nuten 4 Fasern möglicherweise von ein oder mehreren willkürlichen Stellen an einem jeden vorderen Rand und nicht von einer Vielzahl von vorbestimmten Stellen gezogen würden.
Die GB-PS 1 265 394 (UKAEA) bezieht sich auf die Herstellung von anorganischen Fasern aus Solen durch Spritztrocknung, wobei Gelfasern entstehen, worauf sich eine Calcinierung anschließt, um calcinierte anorganische Fasern herzustellen« Wie oben bereits erwähnt, können gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ähnliche faserbildende Sole als faserbildendes Mate-
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rial verwendet werden, in welchem Fall die gesammelten Fasern Gelfasern sind, die zur Herstellung von polykristallinen Fasern calciniert werden können. Fasern aus anderen faserbildenden Materialien, welche anorganische Verbindungen enthalten, die sich beim Erhitzen unter Bildung von Oxiden zersetzen, können ebenfalls zur Herstellung von polykristallinen Oxidfasern calciniert werden, beispielsweise bei Temperaturen im Bereich von 500 bis 150O0C.
So können, wenn von dem entsprechenden faserbildenden Sol oder von der entsprechenden Lösung ausgegangen wird, polykristalline Fasern hergestellt werden, welche beispielsweise Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid und Siliciumdioxid sowie Gemische davon enthalten. Magnesiumoxid, Calciumoxid oder Yttriumoxid können in die Fasern beispielsweise dadurch einverleibt werden, daß man das entsprechende Nitrat oder Oxid in das faserbildende Sol oder in die faserbildende Lösung einverleibt.
Schließlich bezieht sich die Erfindung auch auf die durch das erfindungegemäße Verfahren erhaltenen Fasern.
Übliches Spritztrocknen, insbesondere ohne ein Spinnhilfsmittel, ergibt keine reproduzierbare Ausbeute an zufriedenstellenden Fasern, da ein solches Produkt einenDurchmesser im Submikronbereich und eine Länge von etwa 1 mm aufweist und deshalb für die Gesundheit gefährlich ist.
Die vorliegende Erfindung kann dazu verwendet werden, die obigen Nachteile weitgehend zu vermeiden.
Die Erfindung wird nun durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
BEISPIEL 1
Ein denitriertes Zirkoniumnitrat/Calciumnitrat-Sol wurde gemäß der Vorschrift der GB-PS 1 181 794- hergestellt. Es besaß eine Viskosität von 100 Poise und einen äquivalenten Oxidgehalt von kg/1 (die Zusammensetzung war dabei derart, daß das Zir-
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koniumdioxidprodukt 6 Gew.-% Calciumoxid enthalten würde).
Dieses Sol wurde mit einer Geschwindigkeit von 0,1 l/min einem Rotationsflügelscheibenatomiseur (Zerfeserer) in einem Durchzugsspritztrockner zugeführt, wobei Fasern gebildet wurden. Die Umfangsgeschwindigkeit des Scheibenatomiseurs war 50 m/sec, und die Temperatur in der Trocknungskammer des Spritztrockners war 800C. Die Soltemperatur war am Punkt der Zerstäubung auf die Atomiseurscheibe (Zerfasererscheibe) 300C. Luft mit 300C und 85 % relativer Feuchte wurde dem Inneren der Scheibe mit einer Geschwindigkeit von 20 nr/st zugeführt.
Die Fasern wurden in der Spritztrocknungsvorrichtung getrocknet, und das Produkt, welches 95 % Fasern enthielt, wurde auf einem Drahtnetz gesammelt. Anschließend wurden die Fasern calciniert, wobei polykristalline Fasern erhalten wurden, die typischerweise einen Durchmesser von 5 ρ und eine Länge von 2 cm besaßen.
BEISPIEL 2
Eine wäßrige Lösung wurde hergestellt, welche folgende Zusammensetzung aufwies:
Aluminiumoxychloridlösung in Wasser 75»5 Gew.-% (23,5 Gew.-% als Al2O5)
Aluminiumoxychloridpulver 18,9 Gew.-%
(4-7 Gew.-% als Al2O5)
Polysiloxan/Polyäther-Mischpolymer 5,7 Gew.-% (20 Gew.-% als SiO2)
Polyäthylenoxid (mittleres Molekular- 0,79 Gew.-% gewicht 300 000)
Die Zusammensetzung besaß eine Viskosität von 20 Poise bei 25°C und hatte einen solchen äquivalenten Oxidgehalt, daß das Faserprodukt ungefähr 95 Gew.-# Al2O5 und 5 Gew.-% SiO2 enthalten würde.
Die Zusammensetzung wurde mit einer Geschwindigkeit von I50 ml/min zu einem Rotationsflügeischeibenatomiseur (Zerfaserer) in einem Zug-Druck -Spritztrockner (Doppelventilatorspritz-
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trockner) geführt, und es wurden Fesern hergestellt. Der Scheibendurchmesser war 120 mm. Die Scheibe wurde mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 57 m/sec in Drehung versetzt. Die Temperatur der zugeführten Zusammensetzung war 35°C am Verteilungspunkt auf die Atomiseurscheibe. Luft mit 35°C und einer relativen Feuchte von 96 % wurde dem Inneren der Scheibe mit einer Geschwindigkeit von 50 nr/st zugeführt. Die Temperatur der Trocknungsluft war 1800C am Eintritt und 600C am Austritt.
Die getrockneten Fasern wurden auf einem Drahtnetz gesammelt und calciniert. Die erhaltenen polykristallinen Fasern aus AIuminiumoxid/Siliciumdioxid besaßen einen mittleren Durchmesser von 2,5 μ, wobei 0,1 Gew.-% einen Durchmesser von weniger als 1 μ aufwiesen, 3 Gew.-% einen Durchmesser von mehr als 5,5 μ aufwiesen und 95 Gew.-% einen Durchmesser von weniger als 4,5 μ aufwiesen. Nur 1-2 Gew.-% an nicht-faserigem Material (Schrot) waren im Faserprodukt anwesend.
BEISPIEL 3
Es wurde eine wäßrige Lösung hergestellt, die die folgende Zusammensetzung aufwies:
Aluminiumoxychloridlösung in Wasser 73,9 Gew.-% (23,5 Gew.-% als Al2O5)
Aluminiumoxychloridpulver (4? Gew.-% 18,8 Gew.-% als Al2O5)
Polysiloxon/Polyäther-Mischpolymer 5,68 Gew.-%
(20 Gew.-% als SiO2)
Polyäthylenoxid (mittleres Molekular- 1,57 Gew.-X gewicht 200 000)
Diese Zusammensetzung wurde durch Zusatz von Wasser auf eine Viskosität von 10 Poise bei 250C eingestellt. Sie besaß einen solchen äquivalenten Oxidgehalt, daß das Faserprodukt ungefähr 95 Gew.-% Al2O5 und 5 Gew.-% SiO2 enthalten würde.
Die Zusammensetzung wurde mit einer Geschwindigkeit von 50 ml/min einem Rotationsflügelscheibenatomiseur (Zerfaserer) in einem Zug-Druck -Spritztrockner (üoppelventilatorspritztrock-
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ner) zugeführt, und es wurden Fesern hergestellt. Der Scheibendurchmesser vmr 120 mm. Die Scheibe wurde mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 94- m/sec in Drehung versetzt. Die Temperatur der zugeführten Zusammensetzung war am Verteilungspunkt auf die Atomiseurscheibe 35°C. Luft mit 35°C und einer relativen Feuchte von 95 % wurde dem Inneren der Scheibe mit einer Geschwindigkeit von 70 nr/st zugeführt. Die Temperatur der Trocknungsluft war 1200C am Eintritt und 400C am Austritt.
Die getrockneten Fasern wurden auf einem Drahtnetz gesammelt und calciniert. Die erhaltenen polykristallinen Fasern aus AIuminiumoxid/Siliciumdioxid besaßen einen mittleren Durchmesser von 1,5 p» wobei 40 Gew.-% einen Durchmesser von weniger als 1 u hatten, 2 Gew.-% einen Durchmesser von mehr als 2,5 ρ hatten und 95 Gew.-% einen Durchmesser von weniger als 2 u hatten.
Nur 1-2 Gew.-% an nicht-faserigem Material (Schrot) waren im Faserprodukt anwesend.
BEISPIEL 4
Eine wäßrige Lösung wurde hergestellt, welche die in Beispiel 2 bezeichnete Zusammensetzung aufwies.
Die Zusammensetzung wurde mit einer Geschwindigkeit von 200 ml/min einem Rotationsflügelscheibenatomiseur (Zerfaserer) in einem
Zug-Druck -Spritztrockner (Doppelventilatorspritztrockner) zugeführt, und es wurden Fasern hergestellt. Der Scheibendurchmesser war 120 mm. Sie wurde mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 38 m/sec in Drehung versetzt. Die Temperatur der zugeführten Zusammensetzung war am Verteilungspunkt auf die Atomiseurscheibe 35°C. Luft mit 35°C und mit einer relativen Feuchte von mehr als 95 % wurde dem Inneren der Scheibe mit einer Geschwindigkeit von 50 nr/st zugeführt. Die Temperatur der Trocknungsluft war 220°C am Eintritt und 800C am Austritt.
Die getrockneten Fasern wurden auf einem Drahtnetz gesammelt und calciniert. Die erhaltenen polykristallinen Fasern aus AIu-
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miniumoxid/Siliciumdioxid besaßen einen mittleren Durchmesser von 4-,5 Ji, wobei 0,1 Gew.-% einen Durchmesser von weniger als 2,5 u hatte und 95 Gew.-% einen Durchmesser von weniger als 6,5 ρ hatten. Es waren 3 Gew.-% an nicht-faserigem Material (Schrot) im Faserprodukt vorhanden.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche;
    1. Verfahren zur Herstellung^VOn Fasern durch eine Spritztrocknungsteohnik, dndurch gekennzeichnet, daß man ein faserbildendes Material einer vorbestimmten Viskosität einem Atomiseur in einer Spritztrocknungsvorrichtung zuführt, wobei der Atomiseur so eingestellt ist, daß die Bildung von Fasern gegenüber der Bildung von Teilchen bevorzugt wird, so daß Fasern aus dem faserbildenden Material gebildet werden, die Temperatur in einer Trocknungskammer in der Vorrichtung auf einem Wert hält, daß getrocknete Fasern entstehen, und die getrockneten Fasern unter solchen Bedingungen sammelt, daß die Integrität der Fesern nicht wesentlich beeinflußt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das faserbildende Material eine faserbildende Flüssigkeit mit einer Viskosität im Bereich von 1 bis 200 Poise ist.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das faserbildende Material eine faserbildende Flüssigkeit ist, die ein oder mehrere anorganische Verbindungen enthält, welche sich beim Erhitzen unter Bildung von Oxiden zersetzen.
    4·. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß das faserbildende Material aus anorganischen Solen ausgewählt ist, welche einen hohen Grad von Viskoelastizität aufweisen.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Sol aus denitriertem Zirkoniumnitrat oder Aluminiumchlorohydrat besteht.
    6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das faserbildende Material aus einer faserbildenden Flüssigkeit, welche ein Spinnhilfsmittel enthält, besteht.
    809807/0158
    ORIGINAL INSPECTED
    7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spinnhilfsmittel aus einem linearen organischen Polymer besteht.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das lineare organische Folymer aus Polyäthylenoxid, teilweise hydrolysiertem Polyvinylacetat oder Polyvinylpyrrolidon besteht.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyäthylenoxid ein Molekulargewicht unterhalb 500 000 aufweist.
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Spinnhilfsmittel in einer Konzentration in der faserbildenden Flüssigkeit von weniger als 10 Gew.-% verwendet wird, bezogen auf den Feststoffgehalt der faserbildenden Flüssigkeit, ausgedrückt als Oxid.
    11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das faserbildende Material aus einer wäßrigen faserbildenden Flüssigkeit besteht.
    12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Atomiseur ein Scheibenatomiseur ist.
    I?. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe des Atomiseurs im Bereich von 10 bis I50 m/sec liegt.
    14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe des Atomiseurs im Bereich von 30 bis 75 m/sec liegt.
    15· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der Trocknungskammer der Spritztrocknungsvorrichtung bis zu 300°C beträgt·
    809807/0660
    16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der Trocknungskammer der Spritztrocknungsvorrichtung auf einem Wert im Bereich von 50 bis 1000C gehalten wird.
    17· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß heiße Luft tangential in die Trocknungskammer eingeführt wird.
    18. Verfahren nach Anspruch 17* dadurch gekennzeichnet, daß die heiße Luft tangential auf eine im wesentlichen zylindrische Wand der Trocknungskammer geführt wird.
    19· Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Atomiseur aus einer rotierenden Scheibe oder einem rotierenden Becher besteht und daß heiße Luft in der gleichen Richtung wie die Faserbildung am Atomiseur eingeführt wird.
    20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Atomiseur aus einem Rotationsscheibenatomiseur besteht und daß Luft mit im wesentlichen der gleichen Temperatur wie die des faserbildenden Materials in das Zentrum des Inneren der Atomiseurscheibe eingeführt wird.
    21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft eine relative Feuchte von nicht weniger als 50 % aufweist.
    22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft eine relative Feuchte von mehr als 95 % aufweist.
    25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der in das Zentrum des Innern der Atomiseurscheibe eingeführten Luft mindestens etwas im Überschuß zur Luftpumpkapazität der Scheibe liegt.
    809807/0658
    24·. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere relative Feuchte in der Trocknungskammer im Bereich von 1 bis 10 % liegt.
    25· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern auf einem Drahtnetz gesammelt werden.
    26. Spritztrocknungsvorrichtung für die Herstellung von Fasern aus einem faserbildenden Material, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Trocknungskammer, einen Atomiseur in der Trocknungskammer zur Überführung eines faserbildenden Materials in Fasern, ein Mittel für die Einführung von heißer Luft in die Trocknungskammer tangential auf eine im wesentlichen zylindrische Wand derselben und ein Mittel zum Sammeln getrockneter Fasern aufweist.
    27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Atomiseur aus einem Scheibenatomiseur besteht.
    28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenatomiseur eine Vielzahl von faserbildenden Rändern an seinem Umfang aufweist, wobei die Händer so profiliert sind, daß eine Vielzahl von Faserbildungsstellen entsteht.
    29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die faserbildenden Ränder am Rand der Scheibe so profiliert sind, doß eine Vielzahl von Nuten in den Vorderrändern eines jeden Flügels des Atomiseurs gebildet wird.
    30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum tangentialen Einführen heißer Luft so angeordnet ist, daß die heiße Luft in die Trocknungskammer in der gleichen Richtung eingeführt wird, wie die Fasern von der Atomiseurscheibe gebildet, werden.
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    31· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ilittel zum Einführen von feuchter Luft in das Zentrum des Inneren der Atomiseurscheibe vorgesehen ist.
    32. Vorrichtung n8ch einem der Ansprüche 2f, bis 3^1, dadurch gekennzeichnet, d«ß d?r> Mittel zum Sammeln der getrockneten Fasern aus einem Drahtnetz besteht, das im Strömungsweg des Fesern enthaltenden Abgases, das die Trocknungskammer verläßt, angeordnet ist.
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