EP3249084A1 - Method for making a yarn, method for making a nonwoven fabric and nonwoven fabric - Google Patents

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EP3249084A1
EP3249084A1 EP17173274.6A EP17173274A EP3249084A1 EP 3249084 A1 EP3249084 A1 EP 3249084A1 EP 17173274 A EP17173274 A EP 17173274A EP 3249084 A1 EP3249084 A1 EP 3249084A1
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EP
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yarn
nonwoven
proportion
spinning
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    • D01F2/00—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
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    • D01F2/06—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof from viscose
    • D01F2/08—Composition of the spinning solution or the bath

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of a yarn from a dope, a process for the production of a nonwoven and a non-woven, which is formed from a yarn.
  • the prior art discloses processes for the preparation of a yarn of a spinning composition suitable for producing a nonwoven fabric.
  • the prior art also discloses processes for producing a nonwoven fabric and nonwovens formed from yarn.
  • nonwovens are known in which initially particulate aerogels are or are attached to the yarn by means of an adhesive.
  • Such nonwovens which are also referred to as airgel nonwoven or non-woven airgel, are preferably used for thermal insulation of buildings, for cooling systems and other surface-to-insulating structures.
  • Such webs are relatively stiff and usually have thicknesses from about 5 mm.
  • a nonwoven airgel known as a composite material.
  • yarns are understood to mean fibers of this type which are suitable for producing fleece and / or for producing a textile.
  • airgel is understood in particular to be an open-cell, mesoporous, solid solid which consists of a network of one another connected nanostructures.
  • the term airgel does not refer to a particular material composition but to a geometric arrangement in which a substance may be present.
  • Amorphous silica aerogels are used in the prior art, inter alia, in insulating products, for example as aerogels filled double-shell composite elements of glass fiber reinforced polyester resins, as insulating mats with aerogels on polyester fiberglass as a carrier material or as granules as Einblasdämmstoff.
  • Aerogels that are used as or for insulation materials are often made of amorphous silicic acid (silica). Such silica aerogels have a very good insulating effect, which is achieved by a low solids content and a large number of very small pores. The pore diameter is in the nanometer range and is less than a mean free wavelength of air, which prevents the heat conduction in the gas phase.
  • the thermal conductivity of silica aerogels as a bed with 0.018 W / mK is significantly lower than that of conventional mineral wool insulation materials (0.032-0.034 W / mK) or polystyrene (0.029-0.036 W / mK).
  • the porous, nano-scaled structure also reduces the speed of the sound and gives the airgel sound-absorbing properties.
  • the surface of airgel particles is hydrophobic and thus resistant to moisture and mildew. Aerogels can be formed from translucent particles and therefore used in translucent composite elements. They have a very high porosity of over 90%, in particular over 98% or 99%.
  • Known particulate aerogels are usually stored or arranged in closed geometries, since the particulate aerogels would be unintentionally scattered due to their low density by any air flow, even of the slightest kind.
  • the invention is based on the object to provide an improved process for producing a yarn from a spinning dope, an improved process for producing a nonwoven and an improved nonwoven.
  • the object is achieved according to the method according to the invention by the feature combination specified in claim 1.
  • the method for producing a nonwoven relating to the object is achieved by the feature combination specified in claim 5.
  • the object is achieved according to the invention by the feature combination specified in claim 6.
  • the spinning mass comprises a particulate silicate airgel.
  • the proportion of the silicate airgel is homogeneously mixed with or incorporated in the spinning composition before or during a spinning process with the further constituent or with the further constituents of the spinning mass.
  • the dope is pressed before curing by a number of hole nozzles, whereby the yarn is formed.
  • a silicate airgel in which a maximum dimension of each particle is 20 microns, 15 microns, 10 microns or 8 microns.
  • the yarn produced according to the invention is particularly suitable for producing a very advantageous nonwoven and for producing a particularly advantageous textile.
  • the silicate airgel which in the prior art can be inhaled as the finest dust by humans and can cause health problems, is firmly integrated in the yarn produced according to the invention and consequently in the nonwoven fabric according to the invention and in a textile made from said yarn, whereby health impairments largely excluded are.
  • the silicate airgel preferably has a porosity of 98% or 99%, which means that the silicate airgel contains 98% or 99% air.
  • a nonwoven according to the invention produced with the yarn produced according to the invention is significantly more flexible than a conventional nonwoven in which dust-like and / or particulate aerogels are attached to conventional yarn by means of an adhesive.
  • a textile produced with the yarn produced according to the invention is significantly more flexible than a conventional textile in which particulate aerogels are attached to conventional yarn by means of an adhesive.
  • a nonwoven according to the invention produced with the yarn produced according to the invention can be brought into various and arbitrary shapes and thus can be used universally.
  • the required in the prior art also hazardous to health adhesive, with which initially dusty aerogels are attached to the yarn, unnecessary.
  • Another advantage is the firm binding of the particulate silicate airgel in the yarn.
  • the yarn is very easy to wash without, as in the prior art abrasion of externally arranged on the yarn particles of silicate airgel occurs.
  • particles can not escape or be lost by mechanical stresses, in particular by friction or movement, as is the case with externally arranged on the yarn particles of silicate airgel in the prior art.
  • the spinning mass comprises a proportion of cellulose between 55 vol.% And 65 vol.%.
  • At least one flame-retardant substance is mixed with or introduced into the spinning mass before or during the spinning process as a further constituent. It has been found in a particularly surprising manner that the introduction together with the airgel before or during the spinning process leads to the fact that the heat-insulating property of the yarn is not affected and that the flame-retardant substance remains stable on the yarn and in the non-woven fabric made from the yarn, whereas, after the spinning process, flame-retardant substances applied or introduced quickly disengage from the yarn or fleece.
  • a metal salt or metal oxide such as, for example, ammonium salts, boron compounds, such as borax and boric acid
  • boron compounds such as borax and boric acid
  • a flame retardant based on metal oxide for example, antimony oxide, and chloroparaffin (40% to 70% chlorine) or polyvinyl chloride may be used.
  • phosphorus compounds such as, for example, diammonophosphate, alkylammonium phosphate, phosphonitrile halides and others.
  • the proportion of silicate airgel in the spinning mass is particularly preferably between 38% by volume and 42% by volume. As a result, a particularly good heat-insulating property of the yarn with surprisingly good strength of the same is economically achievable.
  • the dope comprises a proportion of cellulose between 58 vol.% And 62 vol.%.
  • the spinning dope comprises a proportion of a polymer material which is preferably between 55% by volume and 65% by volume.
  • the polymer material is preferably provided instead of the cellulose.
  • the polymer material is preferably a polyamide (PA), a polypropylene (PP), a polyethylene terephthalate (PET), a polyethersulfone (PES) or a mixture thereof.
  • PA polyamide
  • PP polypropylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PES polyethersulfone
  • One method relates to the production of a nonwoven fabric.
  • a yarn is first prepared according to the aforementioned method and then further processed.
  • the yarn is optionally first crushed.
  • the same is combined to form a nonwoven, that is to say a fibrous layer, which is also referred to as fibrous web, and on appropriate way interconnected.
  • This joining is confusing, not by crossing or entangling the yarns, such as weaving, knitting, knitting, lace making, braiding and making tufted products.
  • a nonwoven produced according to the invention does not tend to release health-damaging, dusty silicate airgel during deformation or processing, since the flaking or abrasion of silicate airgel arranged on the yarn is or is not possible in the prior art.
  • a fleece is made of a yarn.
  • the nonwoven fabric is produced by the process according to the invention.
  • the fleece is made of a yarn which is formed from a spinning mass which comprises a silicate airgel. This silicate airgel is particulate and homogeneously arranged in the yarn.
  • the proportion of silicate airgel in the spinning mass is between 35% by volume and 45% by volume.
  • Such a nonwoven fabric is simple and inexpensive to produce and has both good strength properties and a very good thermal insulation effect.
  • the proportion of silicate airgel in the spinning mass is preferably between 38% by volume and 42% by volume. As a result, strength and thermal insulation effect are particularly high.
  • the spinning mass comprises a proportion of cellulose between 55 vol.% And 65 vol.%.
  • the dope comprises a proportion of a polymer material between 55 vol.% And 65 vol.%.
  • the polymer material is preferably a polyamide (PA), a polypropylene (PP), a polyethylene terephthalate (PET) or a polyethersulfone (PES) or a mixture thereof.
  • PA polyamide
  • PP polypropylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PES polyethersulfone
  • the fleece to a flame-retardant finish comprises a flame-retardant substance.
  • a viscous dope is first prepared.
  • This spinning mass is formed by mixing between 38% by volume and 42% by volume of particulate silicate airgel with between 58% by volume and 62% by volume of cellulose in such a way that both parts are homogeneously mixed with one another. It is possible to use, instead of cellulose, a polymeric material, a mixture of different polymeric materials, or a mixture of cellulose and a number of polymeric materials.
  • the particulate silicate airgel is thus integrated into the spinning mass such that the particles are evenly distributed in the spinning mass.
  • At least one flame-retardant substance is mixed with or introduced into the spinning mass before or during the spinning process as a further constituent.
  • a metal salt or metal oxide is used as the flame retardant substance.
  • the thus prepared dope is pressed through a number of hole nozzles, whereby the yarn is formed, in particular spun.
  • the yarn thus formed is a thread structure, which is resilient due to its physical properties in terms of textile processing.
  • the yarn thus formed is then used according to a first alternative for producing textiles and according to a second alternative for producing a nonwoven.
  • Such textiles and / or such nonwovens can be used, for example, as a subfloor insulating material with a low construction height and nevertheless a high insulating effect on heated vehicle elements.
  • such nonwovens are useful for the insulation of cavities in the vehicle.
  • Such textiles and / or such nonwovens are preferably produced as roll goods, so that a free cutting of insulating material of rolls is possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Garnes aus einer Spinnmasse, wobei die Spinnmasse ein partikelförmiges Silikat-Aerogel umfasst, welches vor oder bei einem Spinnprozess homogen mit einem weiteren Bestandteil oder mit weiteren Bestandteilen der Spinnmasse vermischt oder in diese eingebracht wird, anschließend die derart hergestellte Spinnmasse durch eine Anzahl von Lochdüsen gepresst wird, der Anteil des Silikat-Aerogels an der Spinnmasse zwischen 35 Vol.% und 45 Vol.% beträgt und die Spinnmasse einen Anteil von Zellulose zwischen 55 Vol.% und 65 Vol.% umfasst. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Vlieses und ein solches Vlies.The invention relates to a process for the production of a yarn from a spinning mass, wherein the spinning mass comprises a particulate silicate airgel, which is homogeneously mixed with or introduced into a further component or with further constituents of the spinning mass before or during a spinning process, then the so The dope mass produced is pressed through a number of hole nozzles, the proportion of silicate airgel in the dope is between 35 vol.% and 45 vol.% and the dope comprises a proportion of cellulose between 55 vol.% and 65 vol.%. The invention further relates to a process for producing a nonwoven and such a nonwoven.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Garnes aus einer Spinnmasse, ein Verfahren zur Herstellung eines Vlieses sowie ein Vlies, das aus einem Garn gebildet ist.The invention relates to a process for the production of a yarn from a dope, a process for the production of a nonwoven and a non-woven, which is formed from a yarn.

Im Stand der Technik sind Verfahren zur Herstellung eines zur Herstellung eines Vlieses geeigneten Garnes aus einer Spinnmasse bekannt. Im Stand der Technik sind außerdem Verfahren zur Herstellung eines Vlieses sowie aus Garn gebildete Vliese bekannt.The prior art discloses processes for the preparation of a yarn of a spinning composition suitable for producing a nonwoven fabric. The prior art also discloses processes for producing a nonwoven fabric and nonwovens formed from yarn.

Zur Erzielung von guten Wärmedämmwerten sind Vliese bekannt, bei denen zunächst partikelförmige Aerogele mittels eines Haftmittels am Garn befestigt sind oder werden. Derartige Vliese, welche auch als Aerogelvliese oder als Faservlies-Aerogel bezeichnet werden, werden bevorzugt zur Wärmedämmung an Bauten, für Kühlanlagen und anderen flächigen zu dämmenden Konstruktionen eingesetzt. Derartige Vliese sind relativ steif und weisen üblicherweise Dicken ab etwa 5 mm auf.To achieve good thermal insulation values, nonwovens are known in which initially particulate aerogels are or are attached to the yarn by means of an adhesive. Such nonwovens, which are also referred to as airgel nonwoven or non-woven airgel, are preferably used for thermal insulation of buildings, for cooling systems and other surface-to-insulating structures. Such webs are relatively stiff and usually have thicknesses from about 5 mm.

Beispielsweise ist aus der DE 195 48 128 A1 ein Faservlies-Aerogel als Verbundmaterial bekannt.For example, is from the DE 195 48 128 A1 a nonwoven airgel known as a composite material.

Weiterhin beschreiben die CN 103 388 193 A , die DE 1 047 986 A und die US 2006/0194048 A1 Verfahren zur Herstellung künstlicher Fasern mit einem Aerogel.Furthermore, the describe CN 103 388 193 A , the DE 1 047 986 A and the US 2006/0194048 A1 Process for the production of artificial fibers with an airgel.

Unter Garnen werden im Folgenden derartige Fasern verstanden, die zur Herstellung von Vlies und/oder zur Herstellung eines Textils geeignet sind.In the following, yarns are understood to mean fibers of this type which are suitable for producing fleece and / or for producing a textile.

Im Folgenden wird unter Aerogel insbesondere ein offenzelliger, mesoporöser, solider Feststoff verstanden, der aus einem Netzwerk von miteinander verbundenen Nanostrukturen besteht. Die Bezeichnung Aerogel bezieht sich nicht auf eine bestimmte stoffliche Zusammensetzung sondern auf eine geometrische Anordnung, in welcher eine Substanz vorliegen kann.In the following, airgel is understood in particular to be an open-cell, mesoporous, solid solid which consists of a network of one another connected nanostructures. The term airgel does not refer to a particular material composition but to a geometric arrangement in which a substance may be present.

Aerogele aus amorpher Kieselsäure finden im Stand der Technik unter anderem in Dämmstoffprodukten Verwendung, beispielsweise als mit Aerogelen gefüllte doppelschalige Verbundelemente aus glasfaserverstärkten Polyesterharzen, als Dämmmatten mit Aerogelen auf Polyester-Glasfaser als Trägermaterial oder als Granulat als Einblasdämmstoff.Amorphous silica aerogels are used in the prior art, inter alia, in insulating products, for example as aerogels filled double-shell composite elements of glass fiber reinforced polyester resins, as insulating mats with aerogels on polyester fiberglass as a carrier material or as granules as Einblasdämmstoff.

Aerogele, die als oder für Dämmstoffe verwendet werden, sind häufig aus amorpher Kieselsäure (Silica) gebildet. Derartige Silica-Aerogele weisen eine sehr gute Dämmwirkung auf, welche durch einen geringen Feststoffgehalt und eine große Anzahl sehr kleiner Poren erzielt wird. Der Porendurchmesser liegt im Nanometer-Bereich und ist geringer als eine mittlere freie Wellenlänge von Luft, wodurch die Wärmeleitung in der Gasphase verhindert wird. Die Wärmeleitfähigkeit von Silica-Aerogelen als Schüttung liegt mit 0,018 W/mK deutlich tiefer als jene von herkömmlichen Mineralwolle-Dämmstoffen (0,032 - 0,034 W/mK) oder Polystyrol (0,029 - 0,036 W/mK). Die poröse, nanoskalierte Struktur verringert zudem die Geschwindigkeit des Schalls und verleiht dem Aerogel schalldämmende Eigenschaften. Die Oberfläche von Aerogelpartikeln ist hydrophob und damit beständig gegen Feuchte und Schimmelbildung. Aerogele können aus transluzenten Partikeln gebildet sein und deshalb in lichtdurchlässigen Verbundelementen eingesetzt werden. Sie weisen eine sehr hohe Porosität von über 90%, insbesondere über 98% oder 99% auf. Bekannte partikelförmige Aerogele werden üblicherweise in geschlossenen Geometrien aufbewahrt oder angeordnet, da die partikelförmigen Aerogele infolge ihrer geringen Dichte durch jedwede Luftströmung, auch geringster Art, ungewollt verstreut werden würden.Aerogels that are used as or for insulation materials are often made of amorphous silicic acid (silica). Such silica aerogels have a very good insulating effect, which is achieved by a low solids content and a large number of very small pores. The pore diameter is in the nanometer range and is less than a mean free wavelength of air, which prevents the heat conduction in the gas phase. The thermal conductivity of silica aerogels as a bed with 0.018 W / mK is significantly lower than that of conventional mineral wool insulation materials (0.032-0.034 W / mK) or polystyrene (0.029-0.036 W / mK). The porous, nano-scaled structure also reduces the speed of the sound and gives the airgel sound-absorbing properties. The surface of airgel particles is hydrophobic and thus resistant to moisture and mildew. Aerogels can be formed from translucent particles and therefore used in translucent composite elements. They have a very high porosity of over 90%, in particular over 98% or 99%. Known particulate aerogels are usually stored or arranged in closed geometries, since the particulate aerogels would be unintentionally scattered due to their low density by any air flow, even of the slightest kind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Garnes aus einer Spinnmasse, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Vlieses sowie ein verbessertes Vlies anzugeben.The invention is based on the object to provide an improved process for producing a yarn from a spinning dope, an improved process for producing a nonwoven and an improved nonwoven.

Die Aufgabe wird das Verfahren betreffend erfindungsgemäß gelöst durch die in Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination. Das Verfahren zur Herstellung eines Vlieses betreffend wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die in Patentanspruch 5 angegebene Merkmalskombination. Das Vlies betreffend wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die in Patentanspruch 6 angegebene Merkmalskombination.The object is achieved according to the method according to the invention by the feature combination specified in claim 1. The method for producing a nonwoven relating to the object is achieved by the feature combination specified in claim 5. Regarding the nonwoven, the object is achieved according to the invention by the feature combination specified in claim 6.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei einem Verfahren erfolgt die Herstellung eines zur Herstellung eines Vlieses oder eines Textils geeigneten Garnes aus einer Spinnmasse. Erfindungsgemäß umfasst die Spinnmasse ein partikelförmiges Silikat-Aerogel. Der Anteil des Silikat-Aerogels wird vor oder bei einem Spinnprozess homogen mit dem weiteren Bestandteil oder mit den weiteren Bestandteilen der Spinnmasse vermischt oder in diese eingebracht. Anschließend wird die Spinnmasse vor deren Aushärtung durch eine Anzahl von Lochdüsen gepresst, wodurch das Garn gebildet wird.In one method, the production of a suitable for the production of a nonwoven or a textile yarn from a dope. According to the invention, the spinning mass comprises a particulate silicate airgel. The proportion of the silicate airgel is homogeneously mixed with or incorporated in the spinning composition before or during a spinning process with the further constituent or with the further constituents of the spinning mass. Subsequently, the dope is pressed before curing by a number of hole nozzles, whereby the yarn is formed.

Als partikelförmiges Silikat-Aerogel wird im Folgenden ein solches Silikat-Aerogel aufgefasst, bei dem eine maximale Abmessung eines jeden Partikels 20µm, 15 µm, 10µm oder 8 µm beträgt.As a particulate silicate airgel in the following, such a silicate airgel is understood, in which a maximum dimension of each particle is 20 microns, 15 microns, 10 microns or 8 microns.

Das erfindungsgemäß hergestellte Garn ist besonders zur Herstellung eines sehr vorteilhaften Vlieses und zur Herstellung eines besonders vorteilhaften Textils geeignet. Das Silikat-Aerogel, das im Stand der Technik als feinster Staub vom Menschen eingeatmet werden kann und gesundheitliche Probleme verursachen kann, ist beim erfindungsgemäß hergestellten Garn und folglich beim erfindungsgemäßen Vlies sowie bei einem aus dem genannten Garn hergestellten Textil fest eingebunden, wodurch gesundheitliche Beeinträchtigungen weitgehend ausgeschlossen sind.The yarn produced according to the invention is particularly suitable for producing a very advantageous nonwoven and for producing a particularly advantageous textile. The silicate airgel, which in the prior art can be inhaled as the finest dust by humans and can cause health problems, is firmly integrated in the yarn produced according to the invention and consequently in the nonwoven fabric according to the invention and in a textile made from said yarn, whereby health impairments largely excluded are.

Das Silikat-Aerogel weist bevorzugt eine Porosität von 98% oder 99% aus, das bedeutet, dass das Silikat-Aerogel 98% bzw. 99% Luft enthält.The silicate airgel preferably has a porosity of 98% or 99%, which means that the silicate airgel contains 98% or 99% air.

Ein mit dem erfindungsgemäß hergestellten Garn hergestelltes erfindungsgemäßes Vlies ist deutlich flexibler als ein übliches Vlies, bei welchem staubförmige und/oder partikelförmige Aerogele mittels eines Haftmittels an herkömmlichem Garn befestigt sind. Ebenso ist ein mit dem erfindungsgemäß hergestellten Garn hergestelltes Textil deutlich flexibler als ein übliches Textil, bei welchem partikelförmige Aerogele mittels eines Haftmittels an herkömmlichem Garn befestigt sind.A nonwoven according to the invention produced with the yarn produced according to the invention is significantly more flexible than a conventional nonwoven in which dust-like and / or particulate aerogels are attached to conventional yarn by means of an adhesive. Likewise, a textile produced with the yarn produced according to the invention is significantly more flexible than a conventional textile in which particulate aerogels are attached to conventional yarn by means of an adhesive.

Insbesondere ist vorteilhaft, dass die Gefahr gesundheitlicher Beeinträchtigungen nicht nur bei der Durchführung des Verfahrens deutlich reduziert ist, sondern dass ein mit dem erfindungsgemäß hergestellten Garn hergestelltes erfindungsgemäßes Vlies bei Deformation oder Bearbeitung nicht zur Freigabe von gesundheitsgefährdendem, partikelförmigen Silikat-Aerogel durch Abplatzen neigt.In particular, it is advantageous that the risk of health impairments is significantly reduced not only in the implementation of the method, but that a produced according to the invention produced yarn according to the invention is not prone to release of health-endangering, particulate silicate airgel by flaking in deformation or processing.

Ein mit dem erfindungsgemäß hergestellten Garn hergestelltes erfindungsgemäßes Vlies ist aufgrund seiner verbesserten Flexibilität in vielfältige und beliebige Formen bringbar und dadurch universell verwendbar. Außerdem ist das im Stand der Technik erforderliche, ebenfalls gesundheitsgefährdende Haftmittel, mit welchem zunächst staubförmige Aerogele am Garn befestigt werden, entbehrlich.Due to its improved flexibility, a nonwoven according to the invention produced with the yarn produced according to the invention can be brought into various and arbitrary shapes and thus can be used universally. In addition, the required in the prior art, also hazardous to health adhesive, with which initially dusty aerogels are attached to the yarn, unnecessary.

Dabei ist vorgesehen, dass der Anteil des Silikat-Aerogels an der Spinnmasse zwischen 35 Vol.% und 45 Vol.% beträgt. Dadurch ist die Wärmedämmeigenschaft des Garns erstaunlich deutlich verbessert, während seine Festigkeit erstaunlich wenig beeinträchtigt ist, obwohl zu erwarten gewesen wäre, dass das Aerogel keinen Beitrag zur Festigkeit des Garns leistet und somit die Festigkeit des Garns deutlich reduziert wäre.It is envisaged that the proportion of silicate airgel in the spinning mass between 35 vol.% And 45 vol.% Is. As a result, the heat-insulating property of the yarn is remarkably improved significantly, while its strength is surprisingly little affected, although it would have been expected that the airgel would make no contribution to the strength of the yarn and thus the strength of the yarn would be significantly reduced.

Ein weiterer Vorteil ist die feste Bindung des partikelförmigen Silikat-Aerogels in dem Garn. Dadurch ist das Garn sehr gut waschbar, ohne dass wie im Stand der Technik ein Abrieb von äußerlich am Garn angeordneten Partikeln des Silikat-Aerogels auftritt. Zudem können keine Partikel durch mechanische Belastungen, insbesondere durch Reibung oder Bewegung austreten oder verloren gehen, so wie dies bei äußerlich am Garn angeordneten Partikeln des Silikat-Aerogels im Stand der Technik der Fall ist.Another advantage is the firm binding of the particulate silicate airgel in the yarn. As a result, the yarn is very easy to wash without, as in the prior art abrasion of externally arranged on the yarn particles of silicate airgel occurs. In addition, particles can not escape or be lost by mechanical stresses, in particular by friction or movement, as is the case with externally arranged on the yarn particles of silicate airgel in the prior art.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Spinnmasse einen Anteil von Zellulose zwischen 55 Vol. % und 65 Vol. % umfasst. Dadurch ist trotz der Einbindung des Silikat-Aerogels eine hohe Festigkeit des Garns erzielbar.It is further provided that the spinning mass comprises a proportion of cellulose between 55 vol.% And 65 vol.%. As a result, a high strength of the yarn can be achieved despite the integration of the silicate airgel.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird vor oder bei dem Spinnprozess als weiterer Bestandteil zumindest eine flammhemmende Substanz mit der Spinnmasse vermischt oder in diese eingebracht wird. Es hat sich hierbei in besonders überraschender Weise ergeben, dass das Einbringen gemeinsam mit dem Aerogel bereits vor oder beim Spinnprozess dazu führt, dass die Wärmedämmeigenschaft des Garns nicht beeinflusst wird und dass die flammhemmende Substanz stabil am Garn und im aus dem Garn hergestellten Vlies verbleibt, wohingegen sich nach dem Spinnprozess auf- oder eingebrachte flammhemmende Substanzen schnell wieder vom Garn bzw. Vlies lösen.According to a possible embodiment of the method, at least one flame-retardant substance is mixed with or introduced into the spinning mass before or during the spinning process as a further constituent. It has been found in a particularly surprising manner that the introduction together with the airgel before or during the spinning process leads to the fact that the heat-insulating property of the yarn is not affected and that the flame-retardant substance remains stable on the yarn and in the non-woven fabric made from the yarn, whereas, after the spinning process, flame-retardant substances applied or introduced quickly disengage from the yarn or fleece.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens wird als flammhemmende Substanz ein Metallsalz oder Metalloxid, wie beispielsweise Ammoniumsalze, Borverbindungen, wie Borax und Borsäure, verwendet. Auch kann eine flammhemmende Substanz auf Basis von Metalloxid, beispielsweise von Antimonoxid, und von Chlorparaffin (40 % bis 70 % Chlor) oder von Polyvinylchlorid verwendet werden. Auch ist eine Verwendung von Tetrakis-(Hydroxymethyl)-Phosphoniumchlorid und/oder Tris-(1-Aziridinyl)-Phosphinoxid und/oder Tetrakis-(Hydroxy-methyl)-Phosphoniumhydroxid] möglich, wobei alle zuvor genannten flammhemmenden Substanzen den Vorteil haben, dass diese als Permanent-Ausrüstung geeignet sind und beispielsweise bei einem Waschen des Garns oder Vlieses nicht vom Garn bzw. Vlies gelöst werden.According to a development of the process, a metal salt or metal oxide, such as, for example, ammonium salts, boron compounds, such as borax and boric acid, is used as the flame-retardant substance. Also, a flame retardant based on metal oxide, for example, antimony oxide, and chloroparaffin (40% to 70% chlorine) or polyvinyl chloride may be used. It is also possible to use tetrakis- (hydroxymethyl) -phosphonium chloride and / or tris- (1-aziridinyl) -phosphine oxide and / or tetrakis (hydroxy-methyl) -phosphonium hydroxide], with all the abovementioned flame-retardant substances having the advantage that this as Permanent equipment are suitable and, for example, when washing the yarn or nonwoven not be solved by the yarn or fleece.

Alternativ ist auch eine Verwendung von Phosphorverbindungen, wie beispielsweise Diammonphosphat, Alkyl-Ammonphosphat, Phosphornitrilhalogenide und weitere, möglich.Alternatively, it is also possible to use phosphorus compounds such as, for example, diammonophosphate, alkylammonium phosphate, phosphonitrile halides and others.

Besonders bevorzugt beträgt der Anteil des Silikat-Aerogels an der Spinnmasse zwischen 38 Vol.% und 42 Vol.%. Dadurch ist eine besonders gute Wärmedämmeigenschaft des Garns bei erstaunlich guter Festigkeit desselben kostengünstig erzielbar.The proportion of silicate airgel in the spinning mass is particularly preferably between 38% by volume and 42% by volume. As a result, a particularly good heat-insulating property of the yarn with surprisingly good strength of the same is economically achievable.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Spinnmasse einen Anteil von Zellulose zwischen 58 Vol. % und 62 Vol. % umfasst. Dadurch ist trotz der Einbindung des Silikat-Aerogels eine besonders hohe Festigkeit des Garns erzielbar.It is preferably provided that the dope comprises a proportion of cellulose between 58 vol.% And 62 vol.%. As a result, a particularly high strength of the yarn can be achieved despite the integration of the silicate airgel.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Spinnmasse einen Anteil eines Polymermaterials umfasst, der bevorzugt zwischen 55 Vol. % und 65 Vol. % beträgt. Das Polymermaterial ist bevorzugt anstatt der Zellulose vorgesehen. Dadurch ist ebenfalls eine besonders gute Wärmedämmeigenschaft des Garns bei erstaunlich guter Festigkeit desselben kostengünstig erzielbar.An embodiment of the method provides that the spinning dope comprises a proportion of a polymer material which is preferably between 55% by volume and 65% by volume. The polymer material is preferably provided instead of the cellulose. As a result, a particularly good thermal insulation property of the yarn with surprisingly good strength of the same is also achieved inexpensively.

Bevorzugt ist dabei das Polymermaterial ein Polyamid (PA), ein Polypropylen (PP), ein Polyethylenterephthalat (PET), ein Polyethersulfon (PES) oder eine Mischung daraus. Dadurch ist das Garn mit erstaunlich guter Festigkeit kostengünstig herstellbar.In this case, the polymer material is preferably a polyamide (PA), a polypropylene (PP), a polyethylene terephthalate (PET), a polyethersulfone (PES) or a mixture thereof. As a result, the yarn can be produced inexpensively with astonishingly good strength.

Ein Verfahren betrifft die Herstellung eines Vlieses. Erfindungsgemäß wird zunächst ein Garn gemäß dem vorgenannten Verfahren hergestellt und anschließend weiterverarbeitet. Dabei wird das Garn optional zunächst zerkleinert. Anschließend wird selbiges zu einem Vlies, also zu einer Faserschicht, die auch als Faserflor bezeichnet wird, zusammengefügt und auf geeignete Weise miteinander verbunden. Dieses Verbinden erfolgt wirr, also nicht durch Verkreuzen oder Verschlingen der Garne, wie es beim Weben, Wirken, Stricken, der Spitzenherstellung, dem Flechten und dem Herstellen von getufteten Erzeugnissen erfolgt.One method relates to the production of a nonwoven fabric. According to the invention, a yarn is first prepared according to the aforementioned method and then further processed. The yarn is optionally first crushed. Subsequently, the same is combined to form a nonwoven, that is to say a fibrous layer, which is also referred to as fibrous web, and on appropriate way interconnected. This joining is confusing, not by crossing or entangling the yarns, such as weaving, knitting, knitting, lace making, braiding and making tufted products.

Es ist vorteilhaft, dass die Gefahr gesundheitlicher Beeinträchtigungen bei der Durchführung des Verfahrens deutlich reduziert ist. Zudem neigt ein erfindungsgemäß hergestelltes Vlies bei Deformation oder Bearbeitung nicht zur Freigabe von gesundheitsgefährdendem, staubförmigem Silikat-Aerogel, da die im Stand der Technik üblichen Abplatzungen oder ein Abrieb von auf dem Garn angeordnetem Silikat-Aerogel nicht möglich sind bzw. ist.It is advantageous that the risk of health impairments in the implementation of the method is significantly reduced. In addition, a nonwoven produced according to the invention does not tend to release health-damaging, dusty silicate airgel during deformation or processing, since the flaking or abrasion of silicate airgel arranged on the yarn is or is not possible in the prior art.

Ein Vlies ist aus einem Garn gebildet. Erfindungsgemäß ist das Vlies nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Dabei ist das Vlies aus einem Garn hergestellt, welches aus einer Spinnmasse gebildet ist, die ein Silikat-Aerogel umfasst. Dieses Silikat-Aerogel ist partikelförmig und homogen im Garn angeordnet.A fleece is made of a yarn. According to the invention, the nonwoven fabric is produced by the process according to the invention. The fleece is made of a yarn which is formed from a spinning mass which comprises a silicate airgel. This silicate airgel is particulate and homogeneously arranged in the yarn.

Dabei beträgt der Anteil des Silikat-Aerogels an der Spinnmasse zwischen 35 Vol. % und 45 Vol. %. Ein derartiges Vlies ist einfach und kostengünstig herstellbar und weist sowohl gute Festigkeitseigenschaften als auch eine sehr gute Wärmedämmwirkung auf.The proportion of silicate airgel in the spinning mass is between 35% by volume and 45% by volume. Such a nonwoven fabric is simple and inexpensive to produce and has both good strength properties and a very good thermal insulation effect.

Bevorzugt beträgt der Anteil des Silikat-Aerogels an der Spinnmasse zwischen 38 Vol. % und 42 Vol. %. Dadurch sind Festigkeit und Wärmedämmwirkung besonders hoch.The proportion of silicate airgel in the spinning mass is preferably between 38% by volume and 42% by volume. As a result, strength and thermal insulation effect are particularly high.

Weiterhin ist vorgesehen, dass die Spinnmasse einen Anteil von Zellulose zwischen 55 Vol. % und 65 Vol. % umfasst.It is further provided that the spinning mass comprises a proportion of cellulose between 55 vol.% And 65 vol.%.

Eine dazu alternative Ausgestaltung sieht vor, dass die Spinnmasse einen Anteil eines Polymermaterials zwischen 55 Vol. % und 65 Vol. % umfasst.An alternative embodiment provides that the dope comprises a proportion of a polymer material between 55 vol.% And 65 vol.%.

Bevorzugt ist dabei das Polymermaterial ein Polyamid (PA), ein Polypropylen (PP), ein Polyethylenterephthalat (PET) oder ein Polyethersulfon (PES) oder eine Mischung daraus.The polymer material is preferably a polyamide (PA), a polypropylene (PP), a polyethylene terephthalate (PET) or a polyethersulfone (PES) or a mixture thereof.

In einer Weiterbildung umfasst das Vlies zu einer flammhemmenden Ausrüstung eine flammhemmende Substanz.In a further development, the fleece to a flame-retardant finish comprises a flame-retardant substance.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden näher erläutert.An embodiment of the invention will be explained in more detail below.

Zur Herstellung eines Garnes wird zunächst eine viskose Spinnmasse hergestellt. Diese Spinnmasse wird gebildet, indem zwischen 38 Vol. % und 42 Vol. % partikelförmiges Silikat-Aerogel mit zwischen 58 Vol. % und 62 Vol. % Zellulose derart vermengt werden, dass beide Anteile homogen miteinander vermischt sind. Es ist möglich, statt Zellulose ein Polymermaterial, eine Mischung aus verschiedenen Polymermaterialien oder eine Mischung aus Zellulose und einer Anzahl von Polymermaterialien zu verwenden.To produce a yarn, a viscous dope is first prepared. This spinning mass is formed by mixing between 38% by volume and 42% by volume of particulate silicate airgel with between 58% by volume and 62% by volume of cellulose in such a way that both parts are homogeneously mixed with one another. It is possible to use, instead of cellulose, a polymeric material, a mixture of different polymeric materials, or a mixture of cellulose and a number of polymeric materials.

Das partikelförmige Silikat-Aerogel ist also derart in die Spinnmasse integriert, dass die Partikel gleichmäßig in der Spinnmasse verteilt sind.The particulate silicate airgel is thus integrated into the spinning mass such that the particles are evenly distributed in the spinning mass.

In einer möglichen Ausgestaltung wird vor oder bei dem Spinnprozess als weiterer Bestandteil zumindest eine flammhemmende Substanz mit der Spinnmasse vermischt oder in diese eingebracht wird. Beispielsweise wird als flammhemmende Substanz ein Metallsalz oder Metalloxid verwendet.In one possible embodiment, at least one flame-retardant substance is mixed with or introduced into the spinning mass before or during the spinning process as a further constituent. For example, a metal salt or metal oxide is used as the flame retardant substance.

Anschließend wird die derart hergestellte Spinnmasse durch eine Anzahl von Lochdüsen gepresst, wodurch das Garn gebildet, insbesondere gesponnen wird. Das so gebildete Garn ist ein Fadengebilde, welches auf Grund seiner physikalischen Eigenschaften im Sinne der Textilverarbeitung belastbar ist.Subsequently, the thus prepared dope is pressed through a number of hole nozzles, whereby the yarn is formed, in particular spun. The yarn thus formed is a thread structure, which is resilient due to its physical properties in terms of textile processing.

Das derart gebildete Garn wird anschließend gemäß einer ersten Alternative zur Herstellung von Textilien und gemäß einer zweiten Alternative zur Herstellung eines Vlieses verwendet.The yarn thus formed is then used according to a first alternative for producing textiles and according to a second alternative for producing a nonwoven.

Derartige Textilien und/oder derartige Vliese sind beispielsweise als Untergrunddämmmaterial mit geringer Aufbauhöhe und dennoch hoher Dämmwirkung an beheizten Fahrzeugelementen verwendbar. Insbesondere derartige Vliese sind für die Dämmung von Hohlräumen im Fahrzeug verwendbar.Such textiles and / or such nonwovens can be used, for example, as a subfloor insulating material with a low construction height and nevertheless a high insulating effect on heated vehicle elements. In particular, such nonwovens are useful for the insulation of cavities in the vehicle.

Bevorzugt werden derartige Textilien und/oder derartige Vliese als Rollenware hergestellt, so dass ein freier Zuschnitt von Dämmmaterial von Rollen möglich ist.Such textiles and / or such nonwovens are preferably produced as roll goods, so that a free cutting of insulating material of rolls is possible.

Claims (8)

Verfahren zur Herstellung eines Garnes aus einer Spinnmasse, wobei - die Spinnmasse ein partikelförmiges Silikat-Aerogel umfasst, welches vor oder bei einem Spinnprozess homogen mit einem weiteren Bestandteil oder mit weiteren Bestandteilen der Spinnmasse vermischt oder in diese eingebracht wird, - anschließend die derart hergestellte Spinnmasse durch eine Anzahl von Lochdüsen gepresst wird, - der Anteil des Silikat-Aerogels an der Spinnmasse zwischen 35 Vol.% und 45 Vol.% beträgt und - die Spinnmasse einen Anteil von Zellulose zwischen 55 Vol.% und 65 Vol.% umfasst. Process for producing a yarn from a dope, wherein the spinning mass comprises a particulate silicate airgel which is homogeneously mixed with or introduced into a further constituent or with further constituents of the spinning mass before or during a spinning process, - Subsequently, the thus prepared dope is pressed through a number of hole nozzles, - The proportion of silicate airgel in the spinning mass between 35 vol.% And 45 vol.% Is and - The dope comprises a proportion of cellulose between 55 vol.% And 65 vol.%. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass vor oder bei dem Spinnprozess als weiterer Bestandteil zumindest eine flammhemmende Substanz mit der Spinnmasse vermischt oder in diese eingebracht wird.Method according to claim 1,
characterized in that prior to or during the spinning process as a further component, at least one flame-retardant substance is mixed with the spinning mass or introduced into it. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass als flammhemmende Substanz ein Metallsalz oder Metalloxid verwendet wird.Method according to claim 2,
characterized in that a metal salt or metal oxide is used as the flame-retardant substance. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Silikat-Aerogels an der Spinnmasse zwischen 38 Vol.% und 42 Vol.% beträgt.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that the proportion of silicate airgel in the spinning mass between 38 vol.% And 42 vol.% Is. Verfahren zur Herstellung eines Vlieses,
wobei zunächst ein Garn gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt wird, welches anschließend weiterverarbeitet wird.Method for producing a nonwoven
wherein first a yarn is produced according to one of the preceding claims, which is subsequently processed. Vlies, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 5,
wobei - das Garn aus einer Spinnmasse gebildet ist, welche ein Silikat-Aerogel umfasst, - der Anteil des Silikat-Aerogels an der Spinnmasse zwischen 35 Vol.% und 45 Vol.% beträgt und - die Spinnmasse einen Anteil von Zellulose zwischen 55 Vol.% und 65 Vol.% umfasst. Nonwoven, produced by the method according to claim 5,
in which the yarn is formed from a dope comprising a silicate airgel, - The proportion of silicate airgel in the spinning mass between 35 vol.% And 45 vol.% Is and - The dope comprises a proportion of cellulose between 55 vol.% And 65 vol.%. Vlies nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Silikat-Aerogels an der Spinnmasse zwischen 38 Vol.% und 42 Vol.% beträgt.Nonwoven according to claim 6,
characterized in that the proportion of silicate airgel in the spinning mass between 38 vol.% And 42 vol.% Is. Vlies nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies zu einer flammhemmenden Ausrüstung eine flammhemmende Substanz umfasst.Nonwoven according to claim 6 or 7,
characterized in that the fleece to a flame retardant finish comprises a flame retardant substance.
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