DD234042A1 - Verfahren zur herstellung eines mineralfaserstoff-garnes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines thermoresistenten Fadens aus relativ kurzen, mechanisch gering belastbaren Fasern mineralischen Ursprunges fuer Einsatzgebiete, in denen bisher Asbesterzeugnisse verwendet wurden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines thermoresistenten Fadens aus relativ kurzen, mechanisch gering belastbaren Fasern mineralischen Ursprunges für Einsatzgebiete, in denen bisher Asbesterzeugnisse verwendet wurden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für die Herstellung eines thermoresistenten Fadens für technische Erzeugnisse wurde bisher Asbest verwendet. Die Technologie der Vorgarn- und Fadenherstellung erfolgte nach dem Streichgarn-Spinnverfahren und wurde voll beherrscht. Neueste wissenschaftliche Untersuchungen haben ergeben, daß Asbest bei den mit ihm kontaktierten Personen schwere gesundheitsschädigende Wirkungen auslösen kann. Viele Regierungen der Welt haben strenge Bestimmungen zur weiteren Verwendung von Asbest erlasssen mit der Orientierung, in vorgegebenen Fristen den Asbest durch andere geeignete Materialien zu ersetzen. Für viele Anwendungsfälle liegen hierzu Lösungen vor, ohne bisher einen Faserstoff gefunden zu haben, der neben der hohen Thermoresistenz auch noch die anderen universellen Eigenschaften des Asbestes aufweist. Es hat sich allgemein die Erkenntnis durchgesetzt, daß für jeden Anwendungsfall nach speziellen Faserstoffen gesucht werden muß, wobei für viele Anwendungsfälle andere mineralische Faserstoffe eine Alternative zum Asbest darstellen können. Die Komplexität der am Asbest nachweisbaren vorzüglichen Verarbeitungseigenschaften und anwendungstechnischen Daten weisen diese mineralischen Faserstoffe wie alle bisher gefundenen, den Asbest ersetzenden Faserstoffe nicht auf. Die mineralischen Faserstoffe, auf die sich diese Erfindung bezieht, sind Steinwollen, Schlackenwollen oder auch Aluminiumsilikatfaserstoffe, die sich auszeichnen durch gute thermische Resistenz, aber nur geringe mechanische Belastbarkeit und geringe Faserlänge. Während Asbest, wie schon erwähnt, nach dem Streichgarn-Verfahren zu Fäden verarbeitet wurde, indem gegebenenfalls verschiedene Asbestsorten mit einem Spinnträger, wie Viskosefaser oder auch Baumwoll-Strips, zu einem Mischbett angeordnet und nach einem Mischprozeß einem Krempelsatz zugeführt und der so hergestellte Vorgarnfaden auf üblichen Spinnmaschinen zu einem Garn verarbeitet wurde, hat es sich erwiesen, daß weder Spinnverfahren, die mit Auflösewalzen arbeiten oder Verzüge beinhalten noch das Streichgarn-Spinnverfahren in seiner bekannten Form geeignet sind, für die oben genannten Faserstoffe angewendet zu werden. Wie schon seit Jahrzehnten für die Verarbeitung von Minderqualitäten oder zur Herstellung von Garnen mit modischen Effekten bekannt, wurde auch versucht, ein zum Verspinnen geeignetes Vorgarn herzustellen, indem auf einer Krempel in bekannter Weise -ein Träger-Faserstoff zu einem Flor verarbeitet und auf diesen Flor Aluminiumsilikatfasern aufgestreut wurden, und zwar bevor dieser Flor dem Florteiler zugeführt wurde. Auch dieses Verfahren konnte bisher nicht befriedigen. Bei der Verarbeitung der Alternativfaserstoffe, auf die sich diese Erfindung bezieht, nach dem bekannten Streichgarn-Spinnverfahren und auch nach den Verfahren allgemein, bei denen Auflösewalzen und/oder Verzüge zur Anwendung kommen, hat es sich gezeigt, daß die Beschläge der Auflösewalzen oder anderer Auflöseorgane, seien es elastische oder starre Beschläge, in unvertretbar kurzer Zeit vollkommen verschlossen waren, so daß der Herstellungsprozeß unterbrochen werden mußte. Die Faserverkürzung der anfänglich schon relativ kurzen Fasern war so stark, daß während der Vorgarnherstellung und dem sich anschließenden Verspinnen ein ökonomisch unvertretbar hoher Anteil des Materialeinsatzes als Bestandteile kleiner als 2 mm aus dem jeweiligen Faserverband ausfielen. Eine Wirtschaftlichkeit des Herstellungsprozesses war somit nicht gegeben. Es wurden versuchsweise bekannte Präperationsmittel eingesetzt mit dem Ziel, die Faserverkürzung zu reduzieren und vor allem die elektrostatische Aufladung als Ursache für das Vollsetzen der Kardierbeschläge der Krempel zu beseitigen. Die für diese Zwecke bekannten, handelsüblichen Textilhilfsmittel waren nicht geeignet, die beschriebenen Nachteile zu beseitigen oder ausreichend zu vermindern.

Bei der Verarbeitung der Alternativfasern nach dem Aufstreuverfahren ist der Anteil des Abfalles zwar relativ gering, doch das daraus gefertigte Garn ist nur bedingt verwendbar. Die Alternativfasern werden nach der Florteilung durch das sogenannte Nitscheln in den nur aus Tragfasern bestehenden Flor eingerollt; so daß von einer gewünschten Homogenität der Faserverteilung nicht mehr gesprochen werden kann. Im Fadenkern befinden sich die Aiternativfasern, während die Tragfaseranteile einen Mantel bilden. Das mögliche Optimum der Fadenfestigkeit als ein Kriterium der Weiterverarbeitbarkeit kann so nicht erreicht werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Anteil der Tragfaser im Faden so hoch wird, daß der Charakter des Tragfaserstoffes nicht mehr bedeutungslos ist, das heißt, die wichtigsten technischen Parameter werden zunehmend vom Charakter des Tragfaserstoffes bestimmt und nicht mehr von den Eigenschaften des Alternativfaserstoffes. Dieser Umstand wird dann Dedeutungsvoll, wann das vorgesehene Einsatzgebiet des gefertigten Garnes die Dominanz der Eigenschaften des Alternativfaserstoffes verlangt, so zum Beispiel die thermische Resistenz oder auch die Beständigkeit gegen bestimmte Medien, wenn aus diesem Garn beispielsweise Dichtmaterial und Isolierstoffe gegen Wärme geschaffen werden sollen. Bleibt der Anteil des Tragfaserstoffes jedoch gering, und der Tragfaserstoff besteht aus einem organischen Material, so kann im Extremfall, also bei hoher Wärmebeaufschlagung, sich dieser Faserstoffanteil zersetzen, veraschen oder verkohlen, ohne daß die Funktionsfähigkeit der Dichtung oder des Isoliermaterials wesentlich eingeschränkt wirc^:. Bei einem so hohen Anteil des des Tragfaserstoffes, wie es im Falle des Aufstreuens des Alternativfaserstoffes erforderlich ist, sind erhebliche Verkürzungen der Grenznutzungsdauer und die Verringerung der Einsatzgrenzen der hergestellten Dichtungen und Isoliermaterialien zu erwarten.

Zweck der. Erfindung

Es ist Zweck der Erfindung, ein Verfahren zur Verarbeitbarkeit von mineralischen Faserstoffen, insbesondere Schlackenwolle, Steinwolle oder auch Aluminiumsilikatfasern zu einem Faden oder fadenförmigen Gebilde zu schaffen, der für die Ablösung von Asbestfäden geeignet ist, bei dem der Anteil des Abfalles geringer ist als bei den bekannten Verfahren und die erhofften anwendungstechnischen Daten nicht durch das angewandte Verfahren gemindert werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verarbeitbarkeit von mineralischen Faserstoffen mit hoher Temperaturbeständigkeit, aber geringer mechanischer Belastbarkeit, insbesondere Schlackenwollen, Steinwollen oder auch Aluminiumsilikatfaserstoffe zu schaffen, bei dem die Arbeitselemente für die Faserauflösung und Parallelisierung, wie Krempelbeschläge und andere Kardierzonen, nicht mehr als das übliche Maß zugesetzt werden, die Faserverkürzung in erträglichen Grenzen gehalten wird und der Masseanteil des Spinnträgers nicht größer ist als der, wie er aus der Verarbeitung von Asbest zu fadenförmigen Gebilden bekannt ist. Es ist ein weiterer Bestandteil der Aufgabe, die homogene Mischung von Alternativfasern und Tragfasern im Fadenverband zu sichern. Als Lösung für diese Aufgabenstellung wurde ein Verfahren gefunden, welches durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

- Der Alternativfaserstoff wird· mit einem Öl präpariert, welches unter dem Handeisnamen „Prämol" von der Firma VEB Polychemie Veiten, Deutsche Demokratische Republik, hergestellt und vertrieben wird.

- Der Altemativfaserstoff wird mit einem Spinnträger verarbeitet, der eine Mischung aus einem Faserstoff organischer oder anorganischer Art mit relativ hohen oder vollkommenen Hitzebeständigkeit und einem Zellulose-Faserstoff darstellt, wobei der Anteil des Faserstoffes mit hoher oder vollkommener Hitzebeständigkeit organischer oder anorganischer Art etwa 5 bis 20 Ma.-% des gesamten Tragfaseranteiles betragen soll.

Als geeignete organische Faserstoffe hoher Hitzebeständigkeit seien genannt: voroxidierte PAN-Fasern, metallisierte andere organische Fasern. Als anorganische hitzebeständige Faserstoffe eignen sich: Glas-Fasern, Metall-Fasern und auch Kohlenstoff-Fasern.

Für den Fachmann überraschend konnte nachgewiesen werden, daß sich das von der vorgenannten Firma mit „Prämol" bezeichnete Öl als wirksames Mittel zur Verhinderung der elektrostatischen Aufladung der Fasern in Verbindung mit der vorgeschlagenen Faserstoffmischung und des schnellen Zusetzens der Walzenbeschläge oder anderer Kardierstellen erwiesen hat. Diese Wirkung war nicht vorhersehbar, da dieses mit „Prämol" bezeichnete Öl in Emulsion mit Wasser hergestellt und vertrieben wird als Hilfsmittel für spanabhebende Fertigungsprozesse in der Metallindustrie. Gleichzeitig unterstützt das Präperat die schonende Orientierung der Fasern als Voraussetzung für die Florteilung unter Minimierung der Kardierstellen an der Krempel, wodurch die Faserverkürzung eingeschränkt wird. Es wurde untersucht und festgestellt, daß die einzelnen Komponenten des Erfindungsgedankens, also die Verwendung der vorgeschlagenen Präperation bei Verminderung der Kardierstellen einerseits und die verschiedensten Kombinationen der Tragfaserstoffe für sich nicht den erhofften Erfolg bringen. Obwohl die ursächlichen Zusammenhänge über die Ursache der eingetretenen Wirkung noch nicht umfassend erkannt wurden und Gegenstand weiterer Untersuchungen sein können, wird angenommen, daß durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Gedankens die elektrostatische Aufladung durch einen wirksamen Potentialausgleich vermindert wird. Dabei ist es unerheblich, ob der Alternativ-Faserstoff bereits während seines Herstellungsprozesses oder erst während des Mischprozesses mit den Tragfaserstoffen mit der vorgeschlagenen Präperation benetzt wird. Daraus ist erkennbar, daß im Gegensatz zu den aus der Anwendung des Streichgarn-Spinnverfahrens gewonnenen Erkenntnissen, wo eine Befeuchtung des zu verarbeitenden Materials angestrebt wird, bei diesem Vrfahren auf eine Wasserzugabe, also einer Befeuchtung schlechthin, verzichtet werden kann.

Ausführungsbeispiei

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Ausführungsbeispiel 1

Aluminiumsilikat-Faserstoff, hergestellt nach dem Blasverfahren, wird während des Verblasens oder während des Ablagerns nach dem Verblasen mit Prämol im Verhältnis von 1,2 i/100 kg Faserstoff benetzt. Dieser Faserstoff wird mit einer Tragfasermischung, bestehend aus 12 Ma.-% Galsfasern und 88 Ma.-% Baumwollfasern gemischt, wobei der Tragfaseranteil etwa 14 Ma.-% bezogen auf die Gesamtmischung betragen soll. Diese Anteile werden zu einem Mischbett geformt und in einem Offener gemischt und einem Zwei-Krempelsatz vorgelegt, bei dem nur noch 2 Arbeiter/Wender-Paare je Krempel wirksam sind. Das so hergestellte Vorgarn kann auf einer Flügelspinnmaschine oder einer Ringspinnmaschine oder auch nach modernen Spinnverfahren, die ein Vorgarn oder ein

Faserband als Vorlage bedürfen, zu einem Faden versponnen und erforderlichenfalls verzwirnt werden -

Ausführungsbeispiel 2

85 Ma.-% Schlackenwolle werden mit 2 Ma.-% Metall-Spinnfasern und 13 Ma.-% Baumwoll-Strips gemischt. Dabei sollen sich die Schichten der einzelnen Bestandteile in gleicher Reihenfolge wiederholen. Unmittelbar auf jede Schicht Schlackenwolle werden insgesamt 3 Liter einer Emulsion, bestehend aus 1,2 I Prämol und 1,8 I Wasser auf 100 kg Faserstoffe mittels einer Präpariereinrichtung gleichmäßig verteilt. Die weitere Verarbeitung erfolgt wie irn Ausführungsbeispiel 1 angegeben.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zur Herstellung eines thermoresistenten Fadens aus relativ kurzen, mechanisch gering belastbaren Fasern mineralischen Ursprungs, die auf einer Streichgarnkrempel mit reduzierter Anzahl der Kardierstellen aufgelöst und parallelisiert werden und der einen technologisch erforderlichen Tragfaseranteil enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der mineralische Faserstoff während der Herstellung oder in einem Mischbett mit einer Präperation benetzt wird, welches bisher in Emulsion mit Wasser als Verarbeitungshiifsmittel in der Metallindustrie bei der Durchführung spanabhebender Prozesse verwendet wurde und das der Tragfaseranteil aus 5 bis 12 Ma.-% eines thermoresistenten Faserstoffes besteht.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß derthermoresistente Faserstoff ein anorganischer Faserstoff, wie beispielsweise Glasfasern und Metallfasern oder ein organischer Faserstoff, wie voroxidiertes Aramid oder ein metallbeschichteter Faserstoff ist.