EP2363516A1 - Method for manufacturing fibres from polymer dispersions - Google Patents

Method for manufacturing fibres from polymer dispersions Download PDF

Info

Publication number
EP2363516A1
EP2363516A1 EP10009103A EP10009103A EP2363516A1 EP 2363516 A1 EP2363516 A1 EP 2363516A1 EP 10009103 A EP10009103 A EP 10009103A EP 10009103 A EP10009103 A EP 10009103A EP 2363516 A1 EP2363516 A1 EP 2363516A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polymer
fibers
container
polymer dispersion
poly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10009103A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Judith Dr. Haller
Christian Dr. Waschinski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Freudenberg KG filed Critical Carl Freudenberg KG
Publication of EP2363516A1 publication Critical patent/EP2363516A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/18—Formation of filaments, threads, or the like by means of rotating spinnerets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

Producing polymer fibers, comprises adding a polymer dispersion into a rotary spinning device.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Polymerfasern, wobei eine Polymerdispersion einer Rotationsspinnvorrichtung zugeführt wird. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer Polymerdispersion als Faserrohmaterial zum Rotationsspinnen.The invention relates to processes for the production of polymer fibers, wherein a polymer dispersion is fed to a rotary spinning device. The invention also relates to the use of a polymer dispersion as a fiber raw material for rotational spinning.

Stand der TechnikState of the art

Polymerfasern werden im Stand der Technik eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Dabei kommt Mikrofasern und Nanofasern eine besondere Bedeutung zu. Solche Polymerfasern werden üblicherweise durch Spinnverfahren hergestellt. Gelege aus Mikrofasern oder Nanofasern werden beispielsweise als Filter, Separatoren oder zur Absorption von Flüssigkeiten eingesetzt.Polymer fibers are used in the art a variety of applications. Here, microfibers and nanofibers are of particular importance. Such polymer fibers are usually produced by spinning processes. Layers of microfibers or nanofibers are used, for example, as filters, separators or for the absorption of liquids.

Fasern mit Durchmessern im Mikro- und Nanobereich werden im Stand der Technik unter anderem durch Rotationsspinnen hergestellt. Geeignete Vorrichtungen und Verfahren zum Rotationsspinnen sind im Stand der Technik bekannt. Sie nutzen die bei der Rotation auftretenden Zentripetal- bzw. Zentrifugalkräfte. Diese Kräfte bewirken, dass flüssiges Faserrohmaterial in tangentialer Richtung durch Austrittsbereiche aus der Vorrichtung geschleudert wird. Die Geometrie und der Durchmesser der hergestellten Fasern kann durch die Einstellung von physikalischen Parametern beeinflusst werden. Insbesondere werden über die Drehzahl des Behältnisses die Zentripetalkräfte eingestellt, wobei auch die Austragsöffnungen und die Viskosität der Flüssigkeit eine Rolle spielen.Fibers with diameters in the micro and nano range are produced in the prior art, inter alia, by rotation spinning. Suitable rotary spinning apparatus and methods are known in the art. They use the centripetal or centrifugal forces that occur during rotation. These forces cause liquid fiber raw material to be thrown in the tangential direction through exit regions from the device becomes. The geometry and diameter of the fibers produced can be influenced by the adjustment of physical parameters. In particular, the centripetal forces are set via the rotational speed of the container, with the discharge openings and the viscosity of the liquid also playing a role.

Als Faserrohmaterialien werden im Stand der Technik Schmelzen thermoplastischer Polymere eingesetzt. Daher müssen die Polymerrohmaterialien und die Rotationsvorrichtungen erwärmt werden. Je nach dem eingesetzten Material sind Temperaturen von beispielsweise 100 bis 450 °C erforderlich. Dies ist mit einem hohen Energieaufwand verbunden. Da die Eigenschaften der Fasern von der Viskosität der Faserrohmaterialien abhängen, muss eine konstante Temperatur gewährleistet sein. Somit werden besondere konstruktive Anforderungen an die Rotationsvorrichtungen gestellt.As fiber raw materials melting of thermoplastic polymers are used in the prior art. Therefore, the polymer raw materials and the rotary devices must be heated. Depending on the material used, temperatures of, for example, 100 to 450 ° C are required. This is associated with a high energy consumption. Since the properties of the fibers depend on the viscosity of the fiber raw materials, a constant temperature must be ensured. Thus, special design requirements are made of the rotary devices.

In einzelnen Fällen werden im Stand der Technik als Faserrohmaterial zum Rotationsspinnen auch Polymerlösungen eingesetzt. Dabei ist im Allgemeinen eine chemische Nachbehandlung erforderlich, die eine Vernetzung der Fasern bewirkt. Auch die Verarbeitung von Polymerlösungen erfolgt im Stand der Technik oft bei erhöhter Temperatur, um eine Verdampfung des Lösungsmittels bei der Faserherstellung zu erreichen.In individual cases, polymer solutions are used in the prior art as fiber raw material for rotational spinning. In general, a chemical aftertreatment is necessary, which causes crosslinking of the fibers. The processing of polymer solutions is often carried out in the art at elevated temperature to achieve evaporation of the solvent in fiber production.

Die DE 10 2005 048 939 A1 offenbart Vorrichtungen und Verfahren zum Rotationsspinnen. Den Vorrichtungen ist eine Wärmequelle zugeordnet. Die austretenden Fasern werden bevorzugt von Gasströmen geführt. Als Faserrohmateralien werden Schmelzen thermoplastischer Polymere oder Lösungen hydrophiler Polymere, wie Gelatine, eingesetzt.The DE 10 2005 048 939 A1 discloses rotary spinning apparatus and methods. The devices are associated with a heat source. The exiting fibers are preferably guided by gas streams. Fibrous raw materials used are melts of thermoplastic polymers or solutions of hydrophilic polymers, such as gelatin.

Die DE 10 2007 011 606 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Fasergelegen, bei dem als Faserrohmaterial Gelatinelösung eingesetzt wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird der Rotor bei 130°C betrieben und die Gelatinelösung vor dem Einspeisen in die Vorrichtung auf 95°C temperiert. Die Fasern werden nach dem Austragen mit gasförmigem Formaldehyd vernetzt.The DE 10 2007 011 606 A1 discloses a process for the production of fiber webs, in which gelatin solution is used as fiber raw material. According to the embodiment, the rotor is operated at 130 ° C and the Gelatin solution heated to 95 ° C before feeding into the device. The fibers are crosslinked after discharge with gaseous formaldehyde.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Herstellung von Polymerfasern bereitzustellen, welche die oben beschriebenen Nachteile überwinden. Das Verfahren soll es ermöglichen, auf einfache und effiziente Weise Polymerfasern, insbesondere Mikro- und Nanofasern, herzustellen. Das Verfahren soll insbesondere zum Rotationsspinnen geeignet sein.The invention has for its object to provide processes for the production of polymer fibers, which overcome the disadvantages described above. The method should make it possible to produce polymer fibers, in particular micro- and nanofibers, in a simple and efficient manner. The method should be particularly suitable for rotational spinning.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein energieeffizientes Verfahren bereitzustellen, das insbesondere bei niedriger Temperatur durchgeführt werden kann. Die konstruktiven Anforderungen an Vorrichtungen sollen gering gehalten werden. Das Verfahren soll es ermöglichen, eine Vielzahl von Polymeren zu verarbeiten.The invention is also based on the object to provide an energy-efficient method that can be carried out in particular at low temperature. The design requirements for devices should be kept low. The method should make it possible to process a variety of polymers.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Überraschenderweise wird die Aufgabe gelöst durch Verfahren und Verwendungen gemäß den Patentansprüchen.Surprisingly, the object is achieved by methods and uses according to the claims.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Polymerfasern, wobei eine Polymerdispersion einer Rotationsspinnvorrichtung zugeführt wird. Die Polymerdispersion wird durch Rotationsspinnen zu Fasern verarbeitet. Die Fasern können solche begrenzter Länge (Stapelfasern) oder Endlosfasern (Filamente) sein.The invention relates to a process for the preparation of polymer fibers, wherein a polymer dispersion is fed to a rotary spinning device. The polymer dispersion is processed by rotation spinning into fibers. The fibers may be such limited length (staple fibers) or filaments (filaments).

Als Faserrohmaterial wird eine Polymerdispersion eingesetzt. Das bedeutet, dass die Polymerdispersion in die Rotationsspinnvorrichtung eingespeist wird und durch diese zu Fasern verarbeitet wird.The fiber raw material used is a polymer dispersion. This means that the polymer dispersion is fed into the rotary spinning device and is processed by this into fibers.

Als Polymerdispersion bezeichnet man eine kolloidal stabile Dispersion von Polymerpartikeln in einer flüssigen, insbesondere einer wässrigen Phase. Polymerdispersionen werden auch als Latex bezeichnet. Die Dispersion ist durch Koexistenz einer flüssigen und einer festen Polymerphase gekennzeichnet. Der Durchmesser der Polymerpartikel kann beispielsweise zwischen einigen 10 Nanometern und wenigen Mikrometern liegen. Erfindungsgemäß liegt der mittlere Durchmesser der Partikel beispielsweise bei mindestens 10 nm, 20 nm oder 50 nm. Je nach Teilchendurchmesser und Polymergehalt erscheinen Polymerdispersionen als mehr oder weniger trübe bis weiße Flüssigkeiten. Die kolloidale Stabilität der Dispersion wird meistens durch grenzflächenaktive Stoffe, wie Tenside oder Schutzkolloide erzielt. Polymerdispersionen können durch verschiedene Polymerisationsverfahren, wie Emulsionspolymerisation oder Suspensionspolymerisation, direkt aus den Monomeren oder auch durch Dispergieren von Polymeren hergestellt.A polymer dispersion is a colloidally stable dispersion of polymer particles in a liquid, in particular an aqueous phase. Polymer dispersions are also referred to as latex. The dispersion is characterized by the coexistence of a liquid and a solid polymer phase. The diameter of the polymer particles may for example be between a few tens of nanometers and a few micrometers. According to the invention, the average diameter of the particles is, for example, at least 10 nm, 20 nm or 50 nm. Depending on the particle diameter and polymer content, polymer dispersions appear as more or less turbid to white liquids. The colloidal stability of the dispersion is mostly achieved by surfactants, such as surfactants or protective colloids. Polymer dispersions can be prepared by various polymerization methods, such as emulsion polymerization or suspension polymerization, directly from the monomers or by dispersing polymers.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Dispersionen unterscheiden sich von Polymerlösungen, bei denen einzelne Polymermoleküle in Lösungsmitteln gelöst sind. Der Einsatz von Polymerlösungen beim Rotationsspinnen wird beispielsweise in der DE 10 2007 011 606 A1 für Gelatinelösung beschrieben.The dispersions used according to the invention differ from polymer solutions in which individual polymer molecules are dissolved in solvents. The use of polymer solutions in rotational spinning, for example, in the DE 10 2007 011 606 A1 described for gelatin solution.

Bevorzugt sind wässrige Polymerdispersionen, da deren Einsatz einfach und umweltschonend erfolgen kann. Es sind jedoch auch Polymerdispersionen mit organischen flüssigen Phasen einsetzbar. Es sind auch Polymerdispersionen einsetzbar, die als flüssige Phase ein Gemisch aus Wasser mit einem organischem Lösungsmittel, beispielsweise einem Alkohol, enthalten. Bevorzugt besteht die flüssige Phase (ohne darin enthaltene Feststoffe) aus Wasser oder weist einen Wasseranteil von mindestens 70, 80 oder 90 Vol.% auf.Preference is given to aqueous polymer dispersions, since their use can be simple and environmentally friendly. However, it is also possible to use polymer dispersions with organic liquid phases. It is also possible to use polymer dispersions which contain as the liquid phase a mixture of water with an organic solvent, for example an alcohol. The liquid phase (without solids contained therein) preferably consists of water or has a water content of at least 70, 80 or 90% by volume.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Polymerdispersion mindestens ein Polymer auf, das ausgewählt ist aus Homopolymeren oder Copolymeren, die monomere Untereinheiten aufweisen, ausgewählt aus Acrylsäureester (Acrylat), Methacrylsäureester (Methacrylat), Acrylamid, Methacrylamid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylonitril, Styrol, Butadien, Ethylen, Vinylacetat, Vinylhalogeniden, Vinylchlorid, Vinylalkohol, Vinylester, Vinylethern, Ethylenoxid, Isopren, alpha-Methylstyrol, Vinylsulfonsäure, Vinylsulfonenen Vinylsulfonsäureestern, oder Derivaten davon.In a preferred embodiment of the invention, the polymer dispersion comprises at least one polymer selected from homopolymers or copolymers having monomeric subunits selected from acrylic acid ester (acrylate), methacrylic acid ester (methacrylate), acrylamide, methacrylamide, acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile, styrene , Butadiene, ethylene, vinyl acetate, vinyl halides, vinyl chloride, vinyl alcohol, vinyl esters, vinyl ethers, ethylene oxide, isoprene, alpha-methylstyrene, vinylsulfonic acid, vinylsulfonenen vinylsulfonic acid esters, or derivatives thereof.

Insbesondere ist das mindestens eine Polymer ausgewählt aus Poly-(p-xylylen), Polyvinylidenhalogeniden, Polyestern, Polyethern, Polyethylen, Polypropylen, Poly(Ethylen/Propylen) (EPDM), Polyolefinen, Polycarbonaten, Polyurethanen, natürlichen Polymeren, Polysäuren, Polylactat, Polycarbonsäuren, Polysulfonsäuren, sulfatierten Polysacchariden, Polylactiden, Polyglycosiden, Polyamiden, Poly(alkyl)styrolen, Polyacrylnitrilen, Polyacrylamiden, Polyimiden, Polyphenylenen, Polysilanen, Polysiloxanen, Polybenzimidazolen, Polybenzthiazolen, Polyoxazolen, Polysulfiden, Polyesteramiden, Polyarylenvinylenen, Polyetherketonen, Polyurethanen, Polysulfonen, Ormocerenen, Siliconen, vollaromatischen Copolyestern, Poly(alkyl)acrylaten, Poly(alkyl)methacrylaten, Polyhydroxyethylmethacrylaten, Polyethylenterephthalaten, Polybutylenterephthalat, Polymethacrylnitrilen, Polyvinylacetaten, Polyisopren, Neopren, Buna N, Polybutadien, Polytetrafluorethylen, modifizierten und nicht modifizierten Cellulosen, Homo-und Copolymerisaten von [alpha]-Olefinen, sowie Kombinationen davon.In particular, the at least one polymer is selected from poly (p-xylylene), polyvinylidene halides, polyesters, polyethers, polyethylene, polypropylene, poly (ethylene / propylene) (EPDM), polyolefins, polycarbonates, polyurethanes, natural polymers, polyacids, polylactate, polycarboxylic acids , Polysulfonic acids, sulfated polysaccharides, polylactides, polyglycosides, polyamides, poly (alkyl) styrenes, polyacrylonitriles, polyacrylamides, polyimides, polyphenylenes, polysilanes, polysiloxanes, polybenzimidazoles, polybenzothiazoles, polyoxazoles, polysulfides, polyesteramides, polyarylenevinylenes, polyetherketones, polyurethanes, polysulfones, ormocerenes, Silicones, wholly aromatic copolyesters, poly (alkyl) acrylates, poly (alkyl) methacrylates, polyhydroxyethyl methacrylates, polyethylene terephthalates, polybutylene terephthalate, polymethacrylonitriles, polyvinyl acetates, polyisoprene, neoprene, Buna N, polybutadiene, polytetrafluoroethylene, modified and unmodified celluloses, Homo- and copolymers of [alpha] -olefins, as well as combinations thereof.

In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das Polymer ausgewählt aus Styrol-Acrylat, Styrol-Butadien, Reinacrylat und Polyvinylacetat. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden Polymere eingesetzt, die nicht isolierte Doppelbindungen aufweisen. In einer weiteren besonderen Ausführungsform werden Dispersionen von thermoplastischen Polymeren eingesetzt.In preferred embodiments of the invention, the polymer is selected from styrene-acrylate, styrene-butadiene, pure acrylate and polyvinyl acetate. In a particular embodiment of the invention, polymers are used which have non-isolated double bonds. In another special Embodiment are used dispersions of thermoplastic polymers.

Erfindungsgemäße werden unter dem Begriff "Copolymere" allgemeine Polymere verstanden, die durch Polymerisation von 2, 3, 4 oder mehr unterschiedlichen Monomeren erhalten werden. Erfindungsgemäß sind übliche Arten von Copolymeren einsetzbar, wie statistische Copolymere, alternierende Copolymere, Blockcopolymere oder Propfcopolymere. Es können Copolymere eingesetzt werden, in die ein geringer Anteil eines Monomers einpolymerisiert ist, um bestimmte Eigenschaften zu erzeugen. Die Copolymere können nach der Polymerisation chemisch verändert sein, beispielsweise mit reaktiven Gruppen ausgestattet sein.According to the invention, the term "copolymers" is understood as meaning general polymers which are obtained by polymerization of 2, 3, 4 or more different monomers. Conventional types of copolymers can be used according to the invention, such as random copolymers, alternating copolymers, block copolymers or graft copolymers. Copolymers can be used in which a small proportion of a monomer is copolymerized in order to produce certain properties. The copolymers can be chemically modified after the polymerization, for example be equipped with reactive groups.

Die Polymerdispersion kann übliche Zusatzstoffe, wie grenzflächenaktive Substanzen, wie Tenside, Schutzkolloide, Stabilisatoren, Verdicker, Weichmacher, Salze und Farbstoffe enthalten. Die Stabilisierung von Polymerdispersionen erfolgt beispielsweise mit anionischen oder kationischen Tensiden durch Bildung einer elektrisch geladenen Doppelschicht oder durch sterische Stabilisierung mit nichtionogenen Tensiden oder Schutzkolloiden. Die grenzflächenaktiven Substanzen können niedermolekulare Verbindungen oder Polymere und Copolymere sein.The polymer dispersion may contain conventional additives such as surfactants such as surfactants, protective colloids, stabilizers, thickeners, plasticizers, salts and dyes. The stabilization of polymer dispersions is carried out, for example, with anionic or cationic surfactants by formation of an electrically charged double layer or by steric stabilization with nonionic surfactants or protective colloids. The surfactants may be low molecular weight compounds or polymers and copolymers.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Polymerdispersion einen Feststoffgehalt von 20 bis 80 Gew.%, bevorzugt 30 bis 70 Gew.% oder 40 bis 60 Gew.% auf. Der Feststoffanteil kann beispielsweise nach DIN EN ISO 3251 T. 2-D bestimmt werden. Bevorzugt liegt der Polymeranteil an der Dispersion bei etwa 20 bis 80 Gew.%. Der Anteil der Polymere an den gesamten Feststoffen liegt im Allgemeinen bei 100% oder etwas darunter, falls Additive enthalten sind.In a preferred embodiment of the invention, the polymer dispersion has a solids content of from 20 to 80% by weight, preferably from 30 to 70% by weight, or from 40 to 60% by weight. The solids content can be determined, for example, according to DIN EN ISO 3251 T. 2-D. Preferably, the polymer content of the dispersion is about 20 to 80 wt.%. The proportion of polymers in total solids is generally 100% or slightly lower if additives are included.

Die Viskosität der Dispersion bei 23°C kann zwischen 40 und 3000 mPas, insbesondere zwischen 200 und 2000 mPas oder zwischen 500 und 1800 mPas liegen. Die Viskosität kann beispielsweise nach DIN ISO 3219 bestimmt werden.The viscosity of the dispersion at 23 ° C. can be between 40 and 3000 mPas, in particular between 200 and 2000 mPas or between 500 and 1800 mPas. The viscosity can be determined, for example, according to DIN ISO 3219.

Geeignete Polymerdispersionen sind beispielsweise kommerziell erhältlich. Polymerdispersionen auf der Basis von Acrylaten werden beispielsweise on der Firma BASF unter der Marke Acronal angeboten, wobei der Einsatz von Acronal 290 D bevorzugt ist.Suitable polymer dispersions are commercially available, for example. Polymer dispersions based on acrylates are available, for example, from BASF under the brand name Acronal, the use of Acronal 290 D being preferred.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit einer Rotationsspinnvorrichtung durchgeführt. Dabei wird ein Faserrohmaterial aus einem rotierenden Behältnis unter Ausnützung der Zentripetalkräfte ausgetragen. Solche Verfahren sind im Stand der Technik bekannt. Grundsätzlich ist jede Vorrichtung aus dem Stand der Technik geeignet, mit der flüssige Faserrohmaterialien unter Einsatz von Rotoren zu Fasern verarbeitet werden. Bevorzugt ist dabei der Einsatz der Vorrichtungen, die in DE 10 2005 048 939 A1 und DE 10 2007 011 606 A1 beschrieben werden. Auf die in diesen Druckschriften beschriebenen Vorrichtungen wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen. Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich jedoch von den bekannten Verfahren, da nach dem Stand der Technik als Faserrohmaterialien nicht Polymerdispersionen, sondern Polymerschmelzen oder Polymerlösungen eingesetzt werden.The inventive method is carried out with a rotary spinning device. In this case, a fiber raw material is discharged from a rotating container by utilizing the Zentripetalkräfte. Such methods are known in the art. In principle, any device is suitable from the prior art, are processed with the liquid fiber raw materials using rotors to fibers. Preference is given to the use of the devices that are in DE 10 2005 048 939 A1 and DE 10 2007 011 606 A1 to be discribed. The devices described in these documents are hereby incorporated by reference. However, the method according to the invention differs from the known methods, since according to the state of the art fiber dispersions do not use polymer dispersions but polymer melts or polymer solutions.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Fasern nach dem Austragen aus der Rotationsspinnvorrichtung auf einer Ablagevorrichtung zu einem Fasergelege gelegt.In a preferred embodiment of the invention, the fibers are laid on a storage device to a fiber fabric after discharging from the rotary spinning device.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung ein Behältnis zur Aufnahme von Faserrohmaterial, wobei das Behältnis in Rotation versetzbar ist und wobei das Behältnis Austrittsbereiche für das Faserrohmaterial aufweist, wobei den Austrittsbereichen Führungsmittel zur gerichteten, kontaktlosen Führung des aus dem Behältnis austretenden Faserrohmaterials zugeordnet sind. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in DE 10 2005 048 939 A1 dargestellt (Figur 1, Absätze [0048] bis [0052]).In a preferred embodiment of the invention, the device comprises a container for receiving raw fiber material, wherein the container is set in rotation and wherein the container outlet areas for the Having fiber raw material, wherein the outlet regions are associated with guide means for directional, contactless guidance of the exiting the container fiber raw material. Such a device is for example in DE 10 2005 048 939 A1 represented ( FIG. 1 , Paragraphs [0048] to [0052]).

In einer konstruktiv besonders günstigen Ausgestaltung umfassen die Führungsmittel mindestens eine Gasströmung. Dabei werden die Fasern durch einen Gasstrom transportiert. Sofern der Gasstrom laminar ausgebildet ist, können die Fasern zwischen den laminaren Schichten gestreckt und geformt werden. Es kann auch ein Gasströmungsfeld eingesetzt werden, dass mehrere Gasströmungen umfasst. Beispielsweise können die Fasern in einer ersten Strömung gestreckt, in einer zweiten Strömung umgelenkt und in einer dritten Strömung gekühlt und/oder durch eine chemische Behandlung funktionalisiert werden. Dabei können die einzelnen Strömungen unterschiedliche Temperaturen und/oder Geschwindigkeiten aufweisen. Als Gas werden bevorzugt Luft oder Inertgase wie Stickstoff eingesetzt, wobei der Einsatz von Luft im Allgemeinen einfacher und kostengünstiger ist. In einer bevorzugten Ausführungsform sind den Führungsmitteln Gebläse zugeordnet, beispielsweise Ventilatoren oder Pumpen. Mit diesen können Fasern geblasen oder angesogen werden können.In a structurally particularly favorable embodiment, the guide means comprise at least one gas flow. The fibers are transported by a gas stream. If the gas stream is laminar, the fibers can be stretched and formed between the laminar layers. It is also possible to use a gas flow field which comprises a plurality of gas flows. For example, the fibers may be stretched in a first flow, redirected in a second flow and cooled in a third flow and / or functionalized by a chemical treatment. The individual flows may have different temperatures and / or speeds. As the gas, air or inert gases such as nitrogen are preferably used, and the use of air is generally easier and less expensive. In a preferred embodiment, the guide means are associated with fans, such as fans or pumps. With these fibers can be blown or sucked.

Das Behältnis kann als kegelstumpfartiger Hohlkörper ausgebildet sein. Dabei kann der Hohlkörper derart angeordnet sein, dass er sich nach oben verjüngt. Diese konkrete Ausgestaltung stellt sicher, dass eine Schmelze des Faserrohmaterials bei der Rotation des Behältnisses nicht aus diesem herausschwappt. Das Behältnis ist beispielsweise von oben befüllbar. Dies ermöglicht das Befüllen des Behältnisses während dessen Rotation. Insoweit ist ein kontinuierlicher Fertigungsprozess realisierbar.The container may be formed as a truncated cone-like hollow body. In this case, the hollow body may be arranged such that it tapers upwards. This specific embodiment ensures that a melt of the fiber raw material does not spill out of the container during the rotation of the container. The container can be filled, for example, from above. This allows the container to be filled during its rotation. In that regard, a continuous manufacturing process is feasible.

Dem Behältnis könnten Abrisskanten zugeordnet sein, die bewirken, dass Gasströmungen oder Verwirbelungen umgelenkt, abgelenkt oder unterbrochen werden. Die Abrisskanten könnten umfänglich am Behältnis angeordnet sein und als radial abragende Vorsprünge ausgestaltet sein.The container could be associated with demolition edges, which cause gas flows or turbulence deflected, deflected or interrupted become. The separation edges could be circumferentially arranged on the container and be configured as radially projecting projections.

Die Austrittsbereiche des Behältnisses könnten als Durchgänge ausgestaltet sein. Hierbei ist denkbar, dass die Durchgänge kreisförmig, oval oder rechteckförmig ausgestaltet sind. Ganz in Abhängigkeit von der Form der Durchgänge kann auf die Fasergeometrie Einfluss genommen werden. Die Durchgänge weisen beispielsweise einen Durchmesser oder eine Weite bis 500 µm auf. Diese Dimensionierung ist für die Erzeugung von Nanofasern und Mikrofasern vorteilhaft. Die Durchgänge sind beispielsweise in einem Abstand von einem Zentimeter voneinander positioniert. Denkbar ist auch, dass die Durchgänge in mehreren Reihen übereinander angeordnet sind. Hierdurch ist der Durchsatz an Faserrohmaterial auf besonders einfache Weise steigerbar. Durch Verringerung oder Vergrößerung des Durchmessers ist es möglich, Nano- bzw. Mikrofasern im Bereich von 50 nm bis 200 µm zu erzeugen.The exit areas of the container could be designed as passages. It is conceivable that the passages are circular, oval or rectangular. Depending on the shape of the passages, the fiber geometry can be influenced. The passages have, for example, a diameter or a width of up to 500 μm. This dimensioning is advantageous for the production of nanofibers and microfibers. The passages are positioned, for example, at a distance of one centimeter from each other. It is also conceivable that the passages are arranged in several rows one above the other. As a result, the throughput of fiber raw material can be increased in a particularly simple manner. By reducing or increasing the diameter, it is possible to produce nano- or microfibers in the range of 50 nm to 200 microns.

Das Behältnis kann beispielsweise mit bis zu 25.000 Umdrehungen pro Minute rotieren. Bei dieser hohen Drehzahl ist es möglich, Nanofasern mit einem Durchmesser von 50 nm zu erzeugen. Durch Wahl der Rotationsgeschwindigkeit und Viskosität des Faserrohstoffs können auch Fasern mit größerem Durchmesser erzeugt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Rotationsspinnen bei 200 bis 10000 rpm, insbesondere bei 200 bis 5000 rpm oder 300 bis 1000 rpm.The container can, for example, rotate at up to 25,000 revolutions per minute. At this high speed, it is possible to produce nanofibers with a diameter of 50 nm. By choosing the rotational speed and viscosity of the fiber raw material, fibers with a larger diameter can also be produced. In a preferred embodiment of the invention, the rotation spinning takes place at 200 to 10,000 rpm, in particular at 200 to 5000 rpm or 300 to 1000 rpm.

Das Behältnis kann eine Wärmequelle aufweisen. Damit kann die Temperatur des Faserrohmaterials eingestellt werden. Geeignete Wärmequellen sind beispielsweise Heizstrahler, Infrarotstrahler oder Heißluftgebläse. Mit solchen Wärmequellen kann die Wärmestrahlung auch bei hohen Drehzahlen des Behältnisses auf das Faserrohmaterial einwirken. Die Wärmequelle kann aber auch im Behältnis integriert sein. Erfindungsgemäß wurde jedoch gefunden, dass Polymerdispersionen bei Raumtemperatur zu Fasern verarbeitet werden können. Dies ist vorteilhaft, da gegenüber üblichen Verfahren mit Polymerschmelzen der Energieaufwand erheblich reduziert wird. Es ist daher bevorzugt, das Verfahren ohne Zufuhr von Wärme durchzuführen. In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung zur Faserherstellung keine Wärmequelle zur Erwärmen des Faserrohmaterials und/oder des Rotors auf.The container may have a heat source. Thus, the temperature of the fiber raw material can be adjusted. Suitable heat sources are, for example, radiant heaters, infrared radiators or hot air blowers. With such heat sources, the heat radiation can act on the fiber raw material even at high speeds of the container. The heat source can also be integrated in the container. According to the invention, however, it has been found that polymer dispersions are processed into fibers at room temperature can. This is advantageous since compared to conventional methods with polymer melts the energy consumption is significantly reduced. It is therefore preferable to carry out the process without supplying heat. In one embodiment of the invention, the apparatus for fiber production has no heat source for heating the fiber raw material and / or the rotor.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Polymerdispersion bei einer Temperatur von 15 bis 80°C, insbesondere bei 15 bis 50°C, bevorzugt bei 20 bis 40°C und besonders bevorzugt bei Raumtemperatur verarbeitet, wobei damit insbesondere die Temperatur der Dispersion in dem rotierenden Behältnis bezeichnet ist.In a preferred embodiment of the invention, the polymer dispersion is processed at a temperature of 15 to 80 ° C, in particular at 15 to 50 ° C, preferably at 20 to 40 ° C and more preferably at room temperature, whereby in particular the temperature of the dispersion in the rotating container is called.

Der Vorrichtung ist bevorzugt eine Ablageeinrichtung zur Aufnahme von Faserrohmaterial zugeordnet. Die Ablageeinrichtung kann als Plattform ausgestaltet sein, auf der die Fasern zur Bildung eines Faserflors abgelegt werden können. Die Ablageeinrichtung kann auch eine rotierende Einrichtung sein, auf der Fasern zur Beschichtung eines zylindrischen Körpers oder zur Erzeugung eines Wickelvlieses aufgenommen werden.The device is preferably associated with a storage device for receiving fiber raw material. The storage device can be configured as a platform on which the fibers can be deposited to form a batt. The storage device may also be a rotating device, are received on the fibers for coating a cylindrical body or for producing a winding mat.

Zwischen der Ablageeinrichtung und dem Behältnis könnte eine elektrische Potentialdifferenz bestehen. Diese konkrete Ausgestaltung erlaubt die Fertigung von elektrostatisch aufgeladenen Fasern. Solche Fasern sind insbesondere für die Verwendung als Partikelfilter geeignet, da deren elektrostatische Ladung Schwebeteilchen aus der Luft anzieht.Between the storage device and the container could exist an electrical potential difference. This specific embodiment allows the production of electrostatically charged fibers. Such fibers are particularly suitable for use as particulate filters since their electrostatic charge attracts suspended particles from the air.

Des Weiteren ist denkbar, dass die elektrische Potentialdifferenz zur Unterstützung der Herstellung von Nanofasern verwendet wird. Hierbei addieren sich die Effekte der Zentripetalkräfte und des elektrischen Feldes, das heißt das Faserrohmaterial wird einerseits durch die Zentripetalkräfte in dünnen Fäden tangential vom rotierenden Behältnis weg geschleudert und durch das elektrische Feld aufgesplittet.Furthermore, it is conceivable that the electrical potential difference is used to support the production of nanofibers. In this case, the effects of the centripetal forces and the electric field, that is, the fiber raw material is on the one hand by the centripetal forces in thin Threads thrown tangentially away from the rotating container and split by the electric field.

Die Form der Fasern und insbesondere der Faserndurchmesser hängen von den Einstellungen der Vorrichtung und der Beschaffenheit Polymerdispersion ab. Maßgeblich sind insbesondere die Viskosität, die Oberflächenspannung und die Temperatur der Dispersion, die Rotationsgeschwindigkeit und die Größe der Austragsöffnungen. Dabei können der Dispersion zur Modifizierung der Oberflächenspannung Zusatzstoffe, beispielsweise Tenside, zugesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der mittlere Durchmesser der Fasern zwischen 10 nm und 1000 µm, insbesondere zwischen 50 nm und 500 µm. In einer Ausführungsform werden Nanofasern mit mittlerem Durchmesser zwischen 10 und 1000 nm hergestellt. In einer weiteren Ausführungsform werden Mikrofasern mit mittlerem Durchmesser von 1 bis 500 µm hergestellt.The shape of the fibers and in particular the fiber diameter depend on the settings of the device and the nature of the polymer dispersion. Decisive in particular are the viscosity, the surface tension and the temperature of the dispersion, the rotational speed and the size of the discharge openings. In this case, additives, for example surfactants, can be added to the dispersion to modify the surface tension. In a preferred embodiment of the invention, the average diameter of the fibers is between 10 nm and 1000 μm, in particular between 50 nm and 500 μm. In one embodiment, nanofibers of average diameter between 10 and 1000 nm are produced. In another embodiment, microfibers with a mean diameter of from 1 to 500 μm are produced.

Auf diese Weise wird ein verfestigtes Gelege erhalten. Die Fasern können nach dem Austragen getrocknet werden, beispielsweise im Luftstrom. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Fasern nach dem Austragen eine Klebrigkeit auf, die ausreichend ist, um die Fasern an Kontaktstellen miteinander zu verbinden.In this way, a solidified scrim is obtained. The fibers can be dried after being discharged, for example in the air stream. In a preferred embodiment, after discharge, the fibers have a tackiness sufficient to bond the fibers together at contact points.

Die Fasern können nach dem Austragen aus der Vorrichtung chemisch nachbehandelt werden, beispielsweise vernetzt werden. Eine solche Nachbehandlung erfordert jedoch einen zusätzlichen Arbeitsschritt und den Einsatz von Prozesschemikalien, was mit einem erhöhten Aufwand und Kosten verbunden ist. In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Fasern nach dem Austragen aus der Rotationsspinnmaschine nicht chemisch nachbehandelt, insbesondere nicht vernetzt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Einsatz von Polymerdispersionen kann die Herstellung von Fasern auf einfache Weise erfolgen, ohne dass eine chemische Vernetzung erforderlich ist. Ungeachtet dessen können in einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens die Fasern durch eine chemische Nachbehandlung modifiziert werden. Die Nachbehandlung kann eine Vernetzung sein oder auch eine andere Modifizierung, die nicht der Vernetzung und/oder nicht der Faserstabilität dient. Beispielsweise können die Fasern chemisch hydrophiliert oder hydrophobiert werden oder so behandelt werden, dass die elektrischen Eigenschaften verändert werden.After being discharged from the device, the fibers can be chemically aftertreated, for example cross-linked. However, such a post-treatment requires an additional step and the use of process chemicals, which is associated with increased effort and costs. In one embodiment of the invention, the fibers are not chemically post-treated after discharge from the rotary spinning machine, in particular not crosslinked. In the method according to the invention using polymer dispersions, the production of fibers can be carried out in a simple manner, without chemical crosslinking is required. Regardless, in another embodiment of the method, the fibers may be modified by a chemical aftertreatment. The aftertreatment may be a crosslinking or other modification that does not serve for crosslinking and / or fiber stability. For example, the fibers may be chemically hydrophilized or hydrophobed or treated so as to alter the electrical properties.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden Fasergelege erhalten. Die Gelege könne als Halbzeuge dienen und weiterverarbeitet, beispielsweise verstärkt oder verfestigt werden, und/oder in Laminaten miteinander oder mit anderen Materialien, verbunden werden.By the method according to the invention fiber fabrics are obtained. The scrims may serve as semifinished products and be further processed, for example reinforced or consolidated, and / or bonded in laminates with each other or with other materials.

Die Lagen (Gelege) können beispielsweise Flächengewichte zwischen 20 und 500 g/m2 aufweisen. Das Flächengewicht kann beispielsweise nach DIN 53854 bestimmt werden.The layers (scrim) may have, for example, basis weights between 20 and 500 g / m 2 . The basis weight can be determined, for example, according to DIN 53854.

Die Lagen können so hergestellt werden, dass sie eine geringe Porosität und hohe Oberfläche aufweisen, so dass daraus gebildete Gewebe je nach Verwendung sehr gute Filter, Dämpfungs- oder Absorptionseigenschaften aufweisen. Die Lagen können beispielsweise in Luftfiltern, Flüssigkeitsfiltern, als akustische Dämpfungselemente, als Wundverbände, als Reinigungsmittel oder als Batterieseparatoren Verwendung finden. Erfindungsgemäß kann auch ein Substrat durch das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Gelege beschichtet werden.The layers can be made to have low porosity and high surface area so that fabrics formed therefrom have very good filtering, damping or absorption properties depending on their use. The layers can be used, for example, in air filters, liquid filters, as acoustic damping elements, as wound dressings, as cleaning agents or as battery separators. According to the invention, a substrate can also be coated with a scrim by the method according to the invention.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung einer Polymerdispersion als Faserrohmaterial zum Rotationsspinnen.The invention also provides the use of a polymer dispersion as a fiber raw material for rotational spinning.

Die erfindungsgemäßen Verfahren und Verwendungen lösen die erfindungsgemäße Aufgabe. Der Einsatz von Polymerdispersionen alsThe methods and uses of the invention solve the object of the invention. The use of polymer dispersions as

Ausgangsstoff ermöglicht es, auf einfache Weise eine Vielzahl von verschiedenen Polymerfasern herzustellen. Es wird ein breites Spektrum neuer Anwendungen für das Rotationsspinnen erschlossen. Beispielsweise können Polymere oder Zusatzstoffe verarbeitet werden, die nur eine beschränkte Temperaturbeständigkeit aufweisen.Starting material makes it easy to produce a variety of different polymer fibers. It opens up a wide range of new applications for rotational spinning. For example, polymers or additives can be processed, which have only a limited temperature resistance.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei Raumtemperatur oder bei vergleichsweise niedriger Temperatur eingesetzt werden. Das Aufschmelzen thermoplastischer Polymere ist nicht erforderlich. Insbesondere bei großtechnischen Verfahren ist dies mit einer erheblichen Energieeinsparung verbunden. Die Rotationsspinnvorrichtungen können ohne Wärmequelle betrieben werden, wodurch der konstruktive Aufwand verringert wird.The process according to the invention can be used at room temperature or at a comparatively low temperature. The melting of thermoplastic polymers is not required. This is associated with a considerable energy saving, especially in large-scale processes. The rotary spinning devices can be operated without a heat source, whereby the design effort is reduced.

Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Figur 1:FIG. 1:
zeigt erfindungsgemäß hergestellte Gelege aus Fasern, die durch Rotorspinnen aus einer Polymerdispersion hergestellt wurden.In accordance with the invention, scrims made from fibers produced by rotor spinning from a polymer dispersion are shown.
Figur 2:FIG. 2:
zeigt eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines erfindungsgemäß hergestellten Geleges.shows an electron micrograph of a gel prepared according to the invention.
Ausführungsbeispiel: Herstellung eines Faser-WirrgelegesExemplary embodiment: Production of a fiber entanglement

Als Polymerdispersion wurden 20g Styrolacrylat eingesetzt (Markenbezeichnung Acronal 290D, Firma BASF). Diese weist einen Feststoffanteil von etwa 50 Gew.% und eine Viskosität von 700 bis 1500 mPas auf. Die Dispersion enthält 7 Gew.% Polyvinylalkohol (bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt).The polymer dispersion used was 20 g of styrene acrylate (trade name Acronal 290D, BASF). This has a solids content of about 50 wt.% And a viscosity of 700 to 1500 mPas. The dispersion contains 7% by weight of polyvinyl alcohol (based on the total solids content).

Die Dispersion wurde mit einer Rotorspinnvorrichtung verarbeitet, die in Fig. 1 von DE 10 2007 011 606 A1 gezeigt und in der entsprechenden Beschreibung erläutert wird. Das Verfahren wurde bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Spinnvorrichtung umfasst einen Spinnrotor, der von einem Antriebsaggregat um eine vertikale Drehachse in Rotation versetzt wird. Der Spinnrotor weist einen Behälter zur Aufnahme der Polymerdispersion auf, die während des Spinnvorgangs kontinuierlich über einen Trichter von einem Zulaufkanal aus zugegeben wird. Der Behälter weist an seinem äußeren Umfang eine Mehrzahl an Öffnungen auf, über die durch Zentrifugalkraft die Spinndispersion in Filamentform ausgetragen wird. Der Spinnrotor mitsamt dem Antriebsaggregat und der Ablegevorrichtung sind in einem Gehäuse angeordnet, welches einen Spinnraum von der Umgebung abgrenzt. Der Spinnrotor wird bei einer Rotationsdrehzahl von 640 rpm betrieben.The dispersion was processed with a rotor spinning device, which in Fig. 1 from DE 10 2007 011 606 A1 shown and explained in the corresponding description. The process was carried out at room temperature. The spinning device comprises a spinning rotor, which is set in rotation by a drive unit about a vertical axis of rotation. The spinning rotor has a container for receiving the polymer dispersion, which is added during the spinning process continuously via a funnel from an inlet channel. The container has at its outer periphery a plurality of openings through which the spin dispersion is discharged in filament form by centrifugal force. The spinning rotor together with the drive unit and the depositing device are arranged in a housing which delimits a spinning space from the environment. The spinning rotor is operated at a rotational speed of 640 rpm.

In einem vorgegebenen Abstand zu den Öffnungen ist eine Ablegevorrichtung in Form einer Zylinderwandung vorgesehen, welche die Fasern auffängt. Mittels einer Absaugung werden die Fasern als Vlies auf der Ablegevorrichtung abgelegt. Aufgrund der über den Abstand vorgegebenen Flugzeit bei einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit werden die Fasern soweit verfestigt, dass die Faserform beim Auftreffen auf die Ablegevorrichtung im Wesentlichen erhalten bleibt, andererseits sich noch die Bereiche ausbilden können, in denen zwei oder mehrere Fasern bzw. Filamente miteinander verkleben.At a predetermined distance from the openings, a depositing device in the form of a cylinder wall is provided, which catches the fibers. By means of a suction, the fibers are deposited as fleece on the depositing device. Due to the predetermined over the distance flight time at a certain rotational speed, the fibers are solidified to the extent that the fibrous shape is substantially retained when hitting the depositing device, on the other hand can still form the areas in which two or more fibers or filaments stick together.

Es wurden Fasern mit einer Filamentdicke von etwa 1,5 µm erhalten. Die Dicke wurde dabei mittels Lichtmikroskop- und REM-Aufnahmen bestimmt. Das Fasergelege ist in Fig. 1 dargestellt. Bei weiteren Versuchen wurde festgestellt, das Polymerdispersionen von Acronal 290D, die zusätzlich mit 0,5 bis 2 Volumenanteilen Wasser vermischt wurden, nicht zu Fasern verarbeitet werden konnten.Fibers having a filament thickness of about 1.5 μm were obtained. The thickness was determined by light microscopy and SEM images. The fiber fabric is in Fig. 1 shown. In further experiments it was found that polymer dispersions of Acronal 290D, which were additionally mixed with 0.5 to 2 volumes of water, could not be made into fibers.

Claims (14)

Verfahren zur Herstellung von Polymerfasern, wobei eine Polymerdispersion einer Rotationsspinnvorrichtung zugeführt wird.Process for the preparation of polymer fibers, wherein a polymer dispersion is fed to a rotary spinning device. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Polymerdispersion mindestens ein Polymer aufweist, das ausgewählt ist aus Homopolymeren oder Copolymeren, die monomere Untereinheiten aufweisen, ausgewählt aus Acrylsäureester (Acrylat), Methacrylsäureester (Methacrylat), Acrylamid, Methacrylamid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylnitril, Styrol, Butadien, Ethylen, Vinylacetat, Vinylhalogeniden, Vinylchlorid, Vinylalkohol, Vinylester, Vinylethern, Ethylenoxid, Isopren, alpha-Methylstyrol, Vinylsulfonsäure, Vinylsulfonenen Vinylsulfonsäureestern, oder Derivaten davon.The method of claim 1, wherein the polymer dispersion comprises at least one polymer selected from homopolymers or copolymers having monomeric subunits selected from acrylate, methacrylic acid ester (methacrylate), acrylamide, methacrylamide, acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile, styrene, Butadiene, ethylene, vinyl acetate, vinyl halides, vinyl chloride, vinyl alcohol, vinyl esters, vinyl ethers, ethylene oxide, isoprene, alpha-methylstyrene, vinylsulfonic acid, vinylsulfonenen vinylsulfonic acid esters, or derivatives thereof. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Polymer ausgewählt ist aus Poly-(p-xylylen), Polyvinylidenhalogeniden, Polyestern, Polyethern, Polyethylen, Polypropylen, Poly(Ethylen/Propylen) (EPDM), Polyolefinen, Polycarbonaten, Polyurethanen, natürlichen Polymeren, Polysäuren, Polylactat, Polycarbonsäuren, Polysulfonsäuren, sulfatierten Polysacchariden, Polylactiden, Polyglycosiden, Polyamiden, Poly(alkyl)styrolen, Polyacrylnitrilen, Polyacrylamiden, Polyimiden, Polyphenylenen, Polysilanen, Polysiloxanen, Polybenzimidazolen, Polybenzthiazolen, Polyoxazolen, Polysulfiden, Polyesteramiden, Polyarylenvinylenen, Polyetherketonen, Polyurethanen, Polysulfonen, Ormocerenen, Siliconen, vollaromatischen Copolyestern, Poly(alkyl)acrylaten, Poly(alkyl)methacrylaten, Polyhydroxyethylmethacrylaten, Polyethylenterephthalaten, Polybutylenterephthalat, Polymethacrylnitrilen, Polyvinylacetaten, Polyisopren, Neopren, Buna N, Polybutadien, Polytetrafluorethylen, modifizierten und nicht modifizierten Cellulosen, Homo- und Copolymerisaten von [alpha]-Olefinen sowie Kombinationen davon.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one polymer is selected from poly (p-xylylene), polyvinylidene halides, polyesters, polyethers, polyethylene, polypropylene, poly (ethylene / propylene) (EPDM), polyolefins, polycarbonates , Polyurethanes, natural polymers, polyacids, polylactate, polycarboxylic acids, polysulfonic acids, sulfated polysaccharides, polylactides, polyglycosides, polyamides, poly (alkyl) styrenes, polyacrylonitriles, polyacrylamides, polyimides, polyphenylenes, polysilanes, polysiloxanes, polybenzimidazoles, polybenzothiazoles, polyoxazoles, polysulfides, polyesteramides , Polyarylenevinylenes, polyetherketones, polyurethanes, polysulfones, ormocerenes, silicones, wholly aromatic copolyesters, poly (alkyl) acrylates, poly (alkyl) methacrylates, polyhydroxyethyl methacrylates, polyethylene terephthalates, polybutylene terephthalate, polymethacrylonitriles, polyvinyl acetates, Polyisoprene, neoprene, Buna N, polybutadiene, polytetrafluoroethylene, modified and unmodified celluloses, homo- and copolymers of [alpha] olefins and combinations thereof. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polymer ausgewählt ist aus Styrol-Acrylat und Styrol-Butadien.A method according to any one of the preceding claims, wherein the polymer is selected from styrene-acrylate and styrene-butadiene. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polymerdispersion einen Feststoffgehalt von 20 bis 80 Gew.% aufweist.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the polymer dispersion has a solids content of 20 to 80 wt.%. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polymerdispersion bei einer Temperatur von 15 bis 50°C, insbesondere bei Raumtemperatur, verarbeitet wird.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the polymer dispersion at a temperature of 15 to 50 ° C, in particular at room temperature, is processed. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polymerdispersion eine Viskosität von 40 bis 3000 mPas aufweist.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the polymer dispersion has a viscosity of 40 to 3000 mPas. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polymerdispersion grenzflächenaktive Substanzen wie Tenside, Schutzkolloide, Stabilisatoren, Verdicker, Weichmacher, Salze und/oder Farbstoffe enthält.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the polymer dispersion surface-active substances such as surfactants, protective colloids, stabilizers, thickeners, plasticizers, salts and / or dyes. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rotationsspinnen bei 200 bis 5000 rpm erfolgt.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the rotation spinning takes place at 200 to 5000 rpm. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ein Behältnis zur Aufnahme von Faserrohmaterial umfasst, wobei das Behältnis durch mindestens eine Wärmequelle erwärmbar ist, wobei das Behältnis in Rotation versetzbar ist und wobei das Behältnis Austrittsbereiche für das Faserrohmaterial aufweist, wobei den Austrittsbereichen Führungsmittel zur gerichteten, kontaktlosen Führung des aus dem Behältnis austretenden Faserrohmaterials zugeordnet sind.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the device comprises a container for receiving raw fiber material, wherein the container by at least one heat source can be heated, wherein the container is set in rotation and wherein the container has exit areas for the fiber raw material, wherein the exit areas guide means for directional, contactless guidance of the exiting the container fiber raw material are assigned. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fasern nach dem Austragen aus der Rotationsspinnvorrichtung auf einer Ablagevorrichtung zu einem Fasergelege gelegt werden.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the fibers are laid on a storage device to a fiber fabric after discharge from the rotary spinning device. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mittlere Durchmesser der Fasern zwischen 10 nm und 1000 µm ist.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the mean diameter of the fibers is between 10 nm and 1000 μm. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fasern nach dem Austragen aus der Rotationsspinnmaschine nicht chemisch vernetzt werden.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the fibers are not chemically crosslinked after discharge from the rotary spinning machine. Verwendung einer Polymerdispersion als Faserrohmaterial zum Rotationsspinnen.Use of a polymer dispersion as a fiber raw material for rotational spinning.
EP10009103A 2010-03-05 2010-09-02 Method for manufacturing fibres from polymer dispersions Withdrawn EP2363516A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010010553 DE102010010553A1 (en) 2010-03-05 2010-03-05 Process for the preparation of fibers from polymer dispersions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2363516A1 true EP2363516A1 (en) 2011-09-07

Family

ID=43795067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10009103A Withdrawn EP2363516A1 (en) 2010-03-05 2010-09-02 Method for manufacturing fibres from polymer dispersions

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2363516A1 (en)
DE (1) DE102010010553A1 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8685424B2 (en) 2010-10-14 2014-04-01 Zeus Industrial Products, Inc. Antimicrobial substrate
US9034031B2 (en) 2009-08-07 2015-05-19 Zeus Industrial Products, Inc. Prosthetic device including electrostatically spun fibrous layer and method for making the same
US9198999B2 (en) 2012-09-21 2015-12-01 Merit Medical Systems, Inc. Drug-eluting rotational spun coatings and methods of use
US9655710B2 (en) 2011-01-28 2017-05-23 Merit Medical Systems, Inc. Process of making a stent
US9827703B2 (en) 2013-03-13 2017-11-28 Merit Medical Systems, Inc. Methods, systems, and apparatuses for manufacturing rotational spun appliances
US9856588B2 (en) 2009-01-16 2018-01-02 Zeus Industrial Products, Inc. Electrospinning of PTFE
US9987833B2 (en) 2012-01-16 2018-06-05 Merit Medical Systems, Inc. Rotational spun material covered medical appliances and methods of manufacture
US10010395B2 (en) 2012-04-05 2018-07-03 Zeus Industrial Products, Inc. Composite prosthetic devices
US10028852B2 (en) 2015-02-26 2018-07-24 Merit Medical Systems, Inc. Layered medical appliances and methods
US10507268B2 (en) 2012-09-19 2019-12-17 Merit Medical Systems, Inc. Electrospun material covered medical appliances and methods of manufacture
US10799617B2 (en) 2013-03-13 2020-10-13 Merit Medical Systems, Inc. Serially deposited fiber materials and associated devices and methods

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2001578A (en) * 1977-07-29 1979-02-07 Ici Ltd Spinning fibres
US4485055A (en) * 1981-07-22 1984-11-27 Basf Aktiengesellschaft Reproducible production of shaped articles of various geometries from polymer dispersions, melts or solutions
WO2004090206A1 (en) * 2003-04-03 2004-10-21 E.I. Dupont De Nemours And Company Rotary process for forming uniform material
US20050136253A1 (en) * 2003-12-18 2005-06-23 Michael John G. Rotary spinning processes for forming hydroxyl polymer-containing fibers
DE102005048939A1 (en) 2005-07-01 2007-01-11 Carl Freudenberg Kg Centrifugal melt spinning, especially for producing nanofibers, uses an air stream to guide and treat fibers emerging from rotating melt container
DE102007011606A1 (en) 2007-03-02 2008-09-04 Carl Freudenberg Kg Fiber-tangled structure useful as cell settling material, wound covering, medical implant and carriers for pharmaceutical active substance and for producing depot medicament, comprises fibers made of partially interlaced gelatin material

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2001578A (en) * 1977-07-29 1979-02-07 Ici Ltd Spinning fibres
US4485055A (en) * 1981-07-22 1984-11-27 Basf Aktiengesellschaft Reproducible production of shaped articles of various geometries from polymer dispersions, melts or solutions
WO2004090206A1 (en) * 2003-04-03 2004-10-21 E.I. Dupont De Nemours And Company Rotary process for forming uniform material
US20050136253A1 (en) * 2003-12-18 2005-06-23 Michael John G. Rotary spinning processes for forming hydroxyl polymer-containing fibers
DE102005048939A1 (en) 2005-07-01 2007-01-11 Carl Freudenberg Kg Centrifugal melt spinning, especially for producing nanofibers, uses an air stream to guide and treat fibers emerging from rotating melt container
DE102007011606A1 (en) 2007-03-02 2008-09-04 Carl Freudenberg Kg Fiber-tangled structure useful as cell settling material, wound covering, medical implant and carriers for pharmaceutical active substance and for producing depot medicament, comprises fibers made of partially interlaced gelatin material

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9856588B2 (en) 2009-01-16 2018-01-02 Zeus Industrial Products, Inc. Electrospinning of PTFE
US9034031B2 (en) 2009-08-07 2015-05-19 Zeus Industrial Products, Inc. Prosthetic device including electrostatically spun fibrous layer and method for making the same
US8685424B2 (en) 2010-10-14 2014-04-01 Zeus Industrial Products, Inc. Antimicrobial substrate
US10653512B2 (en) 2011-01-28 2020-05-19 Merit Medical Systems, Inc. Electrospun PTFE coated stent and method of use
US9655710B2 (en) 2011-01-28 2017-05-23 Merit Medical Systems, Inc. Process of making a stent
US10653511B2 (en) 2011-01-28 2020-05-19 Merit Medical Systems, Inc. Electrospun PTFE coated stent and method of use
US11623438B2 (en) 2012-01-16 2023-04-11 Merit Medical Systems, Inc. Rotational spun material covered medical appliances and methods of manufacture
US10675850B2 (en) 2012-01-16 2020-06-09 Merit Medical Systems, Inc. Rotational spun material covered medical appliances and methods of manufacture
US9987833B2 (en) 2012-01-16 2018-06-05 Merit Medical Systems, Inc. Rotational spun material covered medical appliances and methods of manufacture
US10005269B2 (en) 2012-01-16 2018-06-26 Merit Medical Systems, Inc. Rotational spun material covered medical appliances and methods of manufacture
US10010395B2 (en) 2012-04-05 2018-07-03 Zeus Industrial Products, Inc. Composite prosthetic devices
US10507268B2 (en) 2012-09-19 2019-12-17 Merit Medical Systems, Inc. Electrospun material covered medical appliances and methods of manufacture
US11541154B2 (en) 2012-09-19 2023-01-03 Merit Medical Systems, Inc. Electrospun material covered medical appliances and methods of manufacture
US9198999B2 (en) 2012-09-21 2015-12-01 Merit Medical Systems, Inc. Drug-eluting rotational spun coatings and methods of use
US9827703B2 (en) 2013-03-13 2017-11-28 Merit Medical Systems, Inc. Methods, systems, and apparatuses for manufacturing rotational spun appliances
US10799617B2 (en) 2013-03-13 2020-10-13 Merit Medical Systems, Inc. Serially deposited fiber materials and associated devices and methods
US10953586B2 (en) 2013-03-13 2021-03-23 Merit Medical Systems, Inc. Methods, systems, and apparatuses for manufacturing rotational spun appliances
US10028852B2 (en) 2015-02-26 2018-07-24 Merit Medical Systems, Inc. Layered medical appliances and methods
US11026777B2 (en) 2015-02-26 2021-06-08 Merit Medical Systems, Inc. Layered medical appliances and methods

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010010553A1 (en) 2011-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2363516A1 (en) Method for manufacturing fibres from polymer dispersions
EP1856312B1 (en) Method for producing nanofibres and mesofibres by the electrospinning of colloidal dispersions
KR101519169B1 (en) Production of nanofibers by melt spinning
McEachin et al. Production and characterization of polycaprolactone nanofibers via forcespinning™ technology
EP2057307A2 (en) Process for producing nano- and mesofibres by electrospinning colloidal dispersions
US8668854B2 (en) Process and apparatus for producing nanofibers using a two phase flow nozzle
Xu et al. A comparative study of jet formation in nozzle‐and nozzle‐less centrifugal spinning systems
DE102005048939A1 (en) Centrifugal melt spinning, especially for producing nanofibers, uses an air stream to guide and treat fibers emerging from rotating melt container
Wang et al. Fabrication of large‐scale superhydrophobic composite films with enhanced tensile properties by multinozzle conveyor belt electrospinning
CN106087453B (en) A kind of thermoplastic block copolymers micro/nano fibrous membrane material and preparation method thereof
DE2208921C3 (en)
US10590565B2 (en) Polymeric nanofibers and nanofibrous web
Li et al. Fabrication and characterization of electrospun nanofibers of high DP natural cotton lines cellulose
Sun et al. Research on parametric model for polycaprolactone nanofiber produced by centrifugal spinning
EP2222902A2 (en) Process for producing nano- and mesofibres by electrospinning colloidal dispersions comprising at least one essentially water-insoluble polymer
Gholipour-Kanani et al. A review on centrifugal and electro-centrifugal spinning as new methods of nanofibers fabrication
Yan et al. Electro-aerodynamic field aided needleless electrospinning
CN110523142B (en) Bark-imitated polypropylene/polycarbonate nanofiber melt-blown air filter material and preparation method thereof
CN108532016A (en) Thermoplastic polymer nanofiber fiber and its manufacturing method
Yan et al. Guiding parameters for electrospinning process
DE102014015563A1 (en) Nanofiber coating, process for their preparation and filter medium with such a coating
TWI684619B (en) Thermoplastic polymer nanofiber and method for producing the same
EP1065301A1 (en) Reactive fibrous cellulosic coagulates
Karakaş et al. Structure and process parameter relations of electrospun nanofibers
Sunil Biopolymer Electrospinning

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME RS

17P Request for examination filed

Effective date: 20120306

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20160401