DE19800297C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Faserstoffen aus thermoplastischen Kunststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faser­ stoffen aus thermoplastischen Kunststoffen, bei denen der ther­ moplastische Kunststoff geschmolzen und in einen rotierenden Reaktor zur Bildung eines Schmelzefilms geleitet wird und an einer offenen Reaktorkante die Fasern gebildet und gestreckt werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung von Faserstoffen aus thermoplastischen Kunststoffen mit einer Schmelzeinrichtung für den thermoplastischen Kunststoff und ei­ nem beheizten Reaktor zur Ausbildung eines Schmelzefilms aus dem geschmolzenen Kunststoff, der den rotierenden Reaktor über eine Kante einer offenen Seite unter Ausbildung von Fasern ver­ läßt.

Aus derartigen Faserstoffen gebildete Vliese werden insbesondere für die Absorption von Erdöl, Erdölprodukten und Schwermetall­ ionen aus Wasser verwendet. Für besonders effektive Vliese ist es erwünscht, daß die Fasern eine möglichst geringe Stärke auf­ weisen.

Die übliche Art der Herstellung von thermoplastischen Fasern erfolgt durch das Einschmelzen des Ausgangs-Thermoplasten und Extrudieren des geschmolzenen Kunststoffes durch dünne Düsen zur Ausbildung dünner strahlenartiger Fasern. Durch Strecken können die extrudierten Fasern noch dünner gemacht werden, wobei sie gleichzeitig mit einem Spezialluftstrom abgekühlt werden. Diese Verfahren setzen einen sehr homogenen Ausgangs-Thermoplasten voraus, so daß sich insbesondere die Verwendung von Recycling- Kunststoffen, die inhomogen sind und Fremdkörper enthalten kön­ nen, verbietet. Diese würden nämlich die Düsen bzw. Kanäle ver­ stopfen. Die Extrusionsverfahren sehen darüber hinaus vor, daß mit relativ niedrigen Temperaturen, die nur wenig oberhalb der Schmelztemperatur liegen können, gearbeitet wird, um die Abküh­ lungsmaßnahmen nach dem Extrudieren so einfach wie möglich zu gestalten. Die Verarbeitung von Sekundärrohstoffen und Thermo­ plastabfällen erfordert hingegen eine Verarbeitung bei höheren Temperaturen, die nahe den Temperaturen der Thermoplastzer­ setzung liegen.

Insbesondere aus SU 699 041 ist es bekannt, die Thermoplast­ schmelze einem Drehtopf zuzuführen, auf dessen Innenwand der Schmelzefilm gebildet und das Spinnstrecken aus dem Schmelzefilm durch die Bildung von Fasern auf der Topfkante mit einem mit hoher Geschwindigkeit über den Schmelzefilm geleiteten Gas vor­ genommen wird. Der Reaktor ist dabei in Form eines senkrecht aufgestellten Topfes ausgeführt und besteht aus einem Hohlraum und einer Arbeitsoberfläche. Aufgeheiztes Gas wird unter Druck dem inneren Hohlraum des Reaktors und der Oberfläche des Schmelzefilms zugeführt. Auf der Kante des Topfes sind Schlitz­ düsen vorhanden, durch die der Schmelzefilm in einzelne Strahlen aufgeteilt wird und zusammen mit dem aufgeheizten Gas strömt. Dadurch werden die gebildeten Strahlen dünner gemacht und ver­ streckt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Vorrichtung dünne synthetische Fasern erzeugen zu können, die mit höherer Ausbeute aus Hochqualitäts­ rohstoffen, aber auch aus Abfall-Thermoplasten gebildet werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Reaktor so aufgeheizt wird, daß der Schmelzefilm eine Temperatur nahe der Abbautemperatur der thermoplastischen Kunststoffe hat und daß der Reaktor mit einer Bahngeschwindigkeit von wenigstens 10 m/s an seiner Kante gedreht wird.

Erfindungsgemäß wird somit der Reaktor selbst geheizt, so daß der geschmolzene Thermoplast sehr konstante Temperaturbedingun­ gen unterliegt, die nahe der Abbautemperatur für den Thermo­ plasten gewählt werden kann, ohne daß das Risiko besteht, daß durch lokale Überschreitung dieser Temperatur die Qualität des Kunststoffes durch Zersetzungsvorgänge beeinträchtigt wird. Die Faserbildung entsteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf­ grund der hohen Rotationsgeschwindigkeit bzw. der hohen Bahnge­ schwindigkeit an der Kante des Reaktors, wodurch die Kohäsions­ kraft des Schmelzefilms überschritten wird, so daß die Auftei­ lung in die Fasern erfolgt. Auf die Verwendung von verstopfungs­ anfälligen Kanälen oder Düsen kann daher vollständig verzichtet werden.

Die an der Kante des Drehtopfes verstreckten Fasern werden zweckmäßigerweise unter Einwirkung eines Luftstroms stabili­ siert, der vorzugsweise quer zum Faserlauf geleitet wird.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderliche thermische Gleichmäßigkeit in dem Reaktor wird in einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform dadurch unterstützt, daß der Innenraum des Reaktors durch einen mit der Kante einen schmalen umlaufenden Spalt ausbil­ denden Deckel weitgehend abgeschlossen wird. Die bei der Aufhei­ zung des Schmelzefilms austretenden Gase treten durch den Spalt aus und beeinflussen die erfindungsgemäße Faserbildung positiv. Der Deckel ist dabei vorzugsweise ortsfest positioniert. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn der Deckel zur Ausbildung eines umlaufenden Spaltes mit variierender Breite asymmetrisch zur Drehachse des Reaktors positioniert wird.

Bei einer glatten Innenfläche des Reaktors könnte der Schmelze­ film spiralförmige Schlieren, also ungleichmäßige Dicken, aus­ bilden. Dies kann weitgehend dadurch verhindert werden, daß der Schmelzefilm auf der Innenwand des Reaktors durch axial verlau­ fende Rippen unterteilt wird.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist ferner eine Vorrich­ tung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekenn­ zeichnet, daß der rotierende Reaktor von außen beheizt und an seiner offenen Seite durch einen feststehenden Deckel bis auf einen mit der Kante gebildeten umlaufenden Ringspalt verschlos­ sen ist.

Zur Verstärkung der Beschleunigung des Schmelzefilms ist es vor­ teilhaft, wenn sich die Innenwand des rotierenden Reaktors zur Kante hin konisch erweitert, wobei allerdings der Reaktor über den größten Teil seiner axialen Länge zylindrisch ausgebildet sein kann.

Der Ringspalt kann vorzugsweise eine Breite von 15 bis 20 mm aufweisen, wobei durch einen asymmetrisch zur Drehachse des rotierenden Reaktors angeordneten Deckel der Ringspalt mit einer variierenden Breite gebildet sein kann.

Sofern gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Innenwand des Reaktors mit axial verlaufenden Rippen zur Unter­ teilung des Schmelzefilms versehen ist, sind diese vorzugsweise dreieckförmig mit ihrer größten Höhe am Boden des Reaktors und mit ihrer geringsten Höhe am Austrittsende des Schmelzefilms ausgebildet. In Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform eines zylindrischen Reaktors, der sich zur offenen Seite hin konisch erweitert, erstrecken sich die Rippen vorzugsweise über den zylindrischen Teil des Reaktors und enden am Beginn des konischen Teils.

Der Reaktor wird von außen durch einen Erhitzer auf seine Be­ triebstemperatur gebracht, der vorzugsweise ein Widerstandser­ hitzer, ein Induktionserhitzer oder ein Magnetinduktionserhitzer sein kann.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 - schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung

Fig. 2 - eine Draufsicht auf die Lage des Deckels relativ zur Kante des Reaktors

Fig. 3 - zwei Schnittdarstellungen eines Widerstandser­ hitzers

Fig. 4 - zwei Schnittdarstellungen eines Induktionser­ hitzers

Fig. 5 - zwei Schnittdarstellungen eines Magnetinduktions­ erhitzers.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zeigt als Baugruppen einen Extruder 1, eine Vorrichtung zur Faserbildung 2, eine Ein­ heit zur Ausfällung der fertigen Faser 3 und eine Abnahmevor­ richtung 4.

Die Vorrichtung zur Faserbildung 2 besteht aus einem hohlen ro­ tierenden Reaktor 5, der von außen mit einem Reaktor-Erhitzer 6 aufge­ heizt wird. Die offene Seite des Reaktors 5 ist durch einen ko­ nisch erweiterten Kegel 7 ausgeführt. In dem Kegel 7 ist unter Ausbildung eines Ringspaltes 8 ein unbeweglicher Deckel 9 in­ stalliert, der durch eine Stange 10 auf einem Zuführkopf 11 des Extruders 1 befestigt ist. Der unbewegliche Deckel 9 ist exzen­ trisch zur Kontur des sich konisch erweiternden Kegels 7 ange­ ordnet und ist in seiner axialen Lage mittels einer Gewindever­ bindung einstellbar, so daß der Spalt 8 durch den Deckel justierbar ist.

Auf der Innenwand des Reaktors 5 sind dreieckförmige flache Rip­ pen 13 in axialer Richtung erstreckt. Die Rippen 13 befinden sich auf der gesamten Mantelfläche des Reaktors 5 in dessen zy­ lindrischen Teil. Sie weisen ihre größte Höhe am Boden des Reak­ tors 5 auf und sind mit ihrer geringsten Höhe (mit ihren Spit­ zen) in Richtung des Schmelzeaustritts orientiert. Das Austritt­ sende des Reaktors 5 ist durch eine Ringluftleitung 14 umgeben, aus der Luft mit hohem Druck aus einer Öffnung 15 (Fig. 1a) austreten kann.

Der Reaktor 5 ist am Ende einer hohlen Welle 16 montiert, die mit Kugellagern 17 versehen ist. Die Kugellager 17 befinden sich in einem gekühlten Gehäuse 18. Am anderen Ende der Welle 16 ist eine Antriebsscheibe 19 eines Riementriebs 20 angebracht, der über eine Abtriebscheibe 21 an der Welle eines Asynchronmotors 22 läuft. Innerhalb der hohlen Welle 16 verläuft ein Zuführauf­ satz 23 eines Zuführkopfes 11, der eine Zentralöffnung 24 für die Zuführung des Schmelzgutes aus dem Extruder 1 in den Reaktor 5 aufweist.

Die ganze Vorrichtung zur Faserbildung 2 ist auf einem separaten Rahmen 32 montiert und in einer Schutzkammer 33 aufgestellt. Im Oberteil der Schutzkammer 33 ist eine mit einem Niederdruckven­ tilator 35 verbundene Luftleitung 34 befestigt. Der Niederdruck­ ventilator 35 ist ausgangsseitig über eine Luftleitung 36 mit einer Gasreinigungsvorrichtung 37 verbunden.

Der Extruder 1 weist einen Vorratsbehälter 39 für einen vorbe­ reiteten Thermoplast auf. Ein Antriebsmotor 40 treibt über einen Riementrieb 41 und ein Reduziergetriebe 42 eine Schnecke 43 des Extruders 1 an. Die Schnecke 43 befindet sich in einem Gehäuse mit einem mantelförmigen Erhitzer 38.

Die Inbetriebnahme der Vorrichtung erfolgt durch Einschaltung des Reaktor-Erhitzers 6 und des Erhitzers 38 sowie des Niederdruckventi­ lators 35 und der Gasreinigungsvorrichtung 37. Dem Extruder 1 wird Wasser zur Kühlung des Gehäuses 18 zugeführt. Der Behälter 39 des Extruders 1 wird mit dem vorbereiteten Thermoplast ge­ füllt. Nachdem die Solltemperaturen erreicht sind, wird der An­ triebsmotor 22 für die Rotations des Reaktors 5 eingeschaltet und die Anordnung im Leerlauf 15 bis 20 Minuten zur Stabilisie­ rung der Betriebstemperaturen laufen gelassen. Nachdem die Be­ triebstemperaturen der Vorrichtung erreicht sind, setzt man den Antriebsmotor 40 des Extruders 1 in Gang und schaltet die An­ triebe der Einheit zur Faserabfüllung 3 und der Abnahmevorrich­ tung 4 ein.

Der Antriebsmotor 40 bringt die Schnecke 43 über den Riementrieb 41 und das Reduziergetriebe 42 in Drehbewegung. Die Schnecke 43 erfaßt den Thermoplast aus dem Behälter 39 und befördert ihn zum Zuführkopf 11. Indem der Stoff durch den erhitzten Teil des Ex­ truders 11 befördert wird, vermischt er sich und schmilzt bis zur Viskosität, die der Thermoplastviskosität im Bereich der Abbautemperatur entspricht. Dann tritt der geschmolzene Stoff durch die Öffnung 24 des Aufsatzes 23 und des Zuführkopfes 11 in den Reaktor 5 ein, wo die gleichen Temperaturen eingehalten wer­ den.

Im Reaktor 5 verteilt sich die Schmelze über den Umfang der Innenwand und wird dank der Zentrifugalkraft zwischen den Rippen 13 zum geöffneten Ende des Reaktors 5 transportiert. Indem die die Innenfläche und die Rippen 13 berührende Thermoplastschicht vorgeschoben wird, erhebt sie sich zusätzlich, wodurch ein dün­ ner Schmelzefilm entsteht. Da innerhalb des Reaktors 5 die Rip­ pen 13 eingebaut sind, bewegt sich die Schmelze nicht spiralför­ mig, was bei einer glatten Oberfläche geschehen würde, sondern längs der Reaktorerzeugende. Dadurch erfolgt die Beschichtung der Innenfläche mit dem Schmelzefilm viel gleichmäßiger, was die Qualität der Schmelze wesentlich erhöht. Indem der Schmelzefilm aus dem zylindrischen Teil des Reaktors 5 in den Bereich des konisch erweiterten Kegels 7 gelangt, verringert sich zusätzlich seine Dicke. Dabei verursachen die im Reaktor 5 entstehenden Gase bei ihrem Austritt eine vergleichmäßigte Verteilung des Schmelzefilms im Bereich des Kegels 7. Der Schmelzefilm erhält dank der Drehung des Reaktors 5 die Bewegungsenergie, die größer als die Kraft der Oberflächenspannung ist. Deshalb teilt sich der Schmelzefilm in Strahlen, reißt von der Kante des Kegels 7 ab und streckt sich in Fasern.

Die Herstellung des Faserstoffes in der erfindungsgemäßen Weise ist nur möglich, wenn die Lineargeschwindigkeit an der Kegel­ kante des Reaktors 5 höher als 10 m/s ist. Der aus den Öffnungen 15 der Ringluftleitung 14 ausströmende Luftstrom 44 beeinflußt den im Prozeß des Streckens befindlichen Faserstoff. Der Faser­ stoff gelangt auf das Fließband 45 der Einheit zur Faserausfäl­ lung 3. Mit Hilfe des Fließbandes 45 wird der Faserstoff zur Abnahmevorrichtung 4 befördert, wo die Fasern zu Fertigwaren umgeformt werden.

Die bei der Erzeugung des Faserstoffes entstehenden Gase werden aus der Schutzkammer 33 durch die Luftkanäle 34 und 36 mit Hilfe des Niederdruckventilators 35 in die Gasreinigungsvorrichtung 37 geleitet.

Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht die Herstellung des Fa­ serstoffs aus Thermoplasten mit hervorragenden Absorptionseigen­ schaften, wobei auch Industrie- und Haushaltsabfälle als Roh­ stoff ausgenutzt werden können.

Der Reaktor-Erhitzer 6, der außen am Reaktor 5 aufgebaut ist, kann als Widerstandserhitzer 25, Induktionserhitzer 26 oder als Magnetin­ duktionserhitzer ausgeführt sein.

In allen Fällen werden diese Erhitzer 25, 26 und der Reaktor 5 mit dem Außenmantel 27 thermisch isoliert.

Gemäß Fig. 3 ist der Reaktor-Erhitzer 6 als Widerstandserhitzer 25 aus­ geführt, der sich in einem hitzebeständigen keramischen Massiv­ gehäuse 28 befindet. Zwischen dem Elektroerhitzer und dem Schutzmantel 27 ist ein wärmeisolierender Stoff 29, z. B. Kaolin­ watte, untergebracht.

Die Variante gemäß Fig. 4 zeigt einen Reaktor-Erhitzer 6 als abkühlba­ ren Induktionserhitzer 26, der in dem Schutzmantel 27 unterge­ bracht ist. Auch hier ist der Raum zwischen dem Erhitzer 26 und dem Schutzmantel 27 mit wärmeisolierendem Stoff gefüllt.

Gemäß Fig. 5 enthält der Induktionserhitzer 26 zusätzlich Plat­ ten 30 aus einer Ferromagnetlegierung (z. B. aus Ni-Co), die längs der Reaktormantelwand auf der Außenfläche des Reaktors 5 befestigt und mit isolierten Leitern verbunden ist.

Verfahrensmäßig wird der Ausgangsrohstoff in dem Extruder 1 vor­ geschmolzen und umgerüht, so daß eine homogene Schmelze ent­ steht, deren Temperatur nahe der Abbautemperatur des Polymers ist. Aus dem Extruder 1 wird die Schmelze dem rotierenden Reak­ tor 5 zugeführt, dessen Wändetemperatur auf eine Temperatur nahe der Abbautemperatur vorgeheizt sind. Durch die Rotation des Reaktors 5 wird die Schmelze gleichmäßig auf der inneren Ober­ fläche verteilt. Dabei bildet sich ein Paraboloid der Rotation, und sie bewegt sich unter der Einwirkung von Zentrifugalkräften in Richtung der offenen Seite. Da die offene Seite des Reaktors 5 die Form eines auseinanderlaufenden Kegels 7 hat, verringert sich die Dicke des Films proportional zur Vergrößerung der Sei­ tenoberfläche. Auf diese Weise ist es möglich, dünnere Fasern zu bekommen. Nach dem Verlassen der Kante des auseinanderlaufenden Kegels 7 teilt sich die Folie in einzelne Strahlen, die unter Einwirkung der Zentrifugalkraft und aufgrund einer hohen Rota­ tionsgeschwindigkeit des Reaktors 5 zur Faser werden. Die ent­ stehende Faser kommt in den Luftstrom 44, der senkrecht zu den auseinanderfliegenden Fasern gerichtet ist und somit die Fasern in die Einheit 4 zur Ausfällung der Fasern zwingt. Dabei verlän­ gert und kühlt sich die Faser.

Da der Vorgang der Filmbildung in einem praktisch geschlossenen Raum erfolgt, entsteht innerhalb des Reaktors 5 ein Gasmedium mit einem Überdruck. Dadurch können Abbauvorgänge aufgrund des Luftmangels reduziert werden.

Darüber hinaus entsteht im Reaktor 5 eine stabile Temperatur. Deshalb können mögliche Schwankungen bei der Wärmeversorgung für den Vorgang der Filmbildung kompensiert werden. Dies führt zur Senkung von Energiekosten, um die vorgegebene Temperatur auf­ rechtzuerhalten. Der Überdruck im Innern des Reaktors 5 führt zu einem Gasstrom, der eine gewisse Zeit der Faser eine ausreichen­ de Wärme zuführt, damit sie noch länger werden kann.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht es, hochwertige Fasern nicht nur mit Rohstoffen einer Sorte, sondern auch mit einer Kombination von Rohstoffen durchzuführen. Dies liegt daran, daß der Rohstoff zuerst im Extruder 1 eingeschmol­ zen und umgerührt wird und danach eine gewisse Zeit innerhalb des Reaktors 5 bleibt. Dadurch wird die gesamte Menge gleich­ mäßig erwärmt und die Viskosität gemittelt, so daß die Produk­ tion der Faser aus einer homogenisierten Schmelze erfolgt.

Im Falle einer Störung, durch die die Schmelze die erforderliche Viskosität nicht erreicht, erfolgt unter Einwirkung der Zentri­ fugalkraft eine Selbstreinigung des Reaktors 5.

Die Verwendung von Thermostabilisatoren in dendritischer Form, die über freie Ionen verfügt, ermöglicht eine schnelle Unter­ drückung der Vorgänge beim Abbau von Polymeren durch die Zusam­ menführung von freien Radikalen der zerrissenen Polymerketten. Hieraus resultiert eine Steigerung der Fasermenge im Vergleich zu den schweren Metallen, und der Ausstoß von Schadstoffen in die Umwelt wird reduziert.

Beispiel 1

Die hergestellten Fasern haben überwiegend eine Dicke von 5 bis 20 µm und sind in Geflechte gewunden, deren Querschnittsgröße im Bereich von 25 bis 100 µm liegt. Das Geflecht enthält kugel- und tropfenartige Teilchen, die teils mit den Fasern zusammengewach­ sen, teils von den Fasern isoliert sind. Außerdem gibt es zahl­ reiche Faserverdickungen, deren Länge zwischen dem drei- und zehnfachen der Querschnittsgröße dieser Verdickungen liegt. Die Querschnitte dieser Verdickungen und der kugel- und tropfenarti­ gen Teilchen liegen im Bereich von 30 bis 200 µm.

Beispiel 2

Es handelt sich um ein Grobfasermuster, in dem der größte Teil der Fasern eine Dicke von 50 bis 400 µm hat. Es gibt eine gerin­ gere Anzahl dünnerer Fasern mit einer Größe von 5 bis 20 µm. Es sind zahlreiche kugel- und tropfenartige Teilchen mit einer Größe von 50 bis 300 µm vorhanden.

Beispiel 3

Der größte Teil der Fasern hat einen Querschnitt von 1 bis 10 µm. Vorhanden sind grobere Fasern mit einer Dicke von 20 bis 50 µm mit den Verdickungen bis 100 µm. Es gibt auch kugel- und tropfenartige Teilchen.

Beispiel 4

Der größte Teil der Fasern hat einen Querschnitt von 1 bis 10 µm. Eine geringe Anzahl der Fasern hat eine Größe bis 20 µm. Die dickeren Fasern haben Verdickungen mit dem maximalen Quer­ schnitt von 50 bis 150 µm. Die vorhandenen kugel- und tropfen­ artigen Teilchen haben eine Größe von 100 bis 400 µm.

Die Dicke und die Porosität der Fasermuster in loser Lagerung ohne Verdichtung wurde piknometrisch nach den Standards GOST 18955. I-73 bestimmt mit der Ausnutzung von Tetrachlorid-Kohlen­ stoff als piknometrische Flüssigkeit und der Waage WLR-200, die die Meßgenauigkeit von ±0,05 mg haben. Die erhaltenen Angaben sind in der Tabelle 1 angeführt.

Tabelle 1

Die Dichte- und Porositätsdaten bei der losen Lagerung bei 20°C.

Das Absorptionsvermögen der Fasermuster für den Prozeß des Sam­ melns des Erdöls und der Erdölprodukte vom Wasserspiegel bei der wiederholten Ausnutzung des Stoffes im Zyklus Absorption-Regene­ ration wurde nach folgender Methodik bestimmt.

Das Fasermuster im Ausgangszustand ließ man mit dem Wasserspie­ gel kontaktieren, der eine 3 bis 6 mm dicke Erdölschicht ent­ hielt. Für die Tests benutzte man das westsibirische Erdöl und als Erdölprodukt das Industrieöl I-L-A-10 (GOST 20799-88) und das Dieselöl der Marke 3-02 (GOST-305-82).

Den Grad der Sättigung des Stoffes mit den Flüssigkeiten kon­ trollierte man nach der Wiegemethode. Dann schleuderte man das mit dem Erdöl (Erdölprodukt) gesättigte Muster bei dem Trennungsfaktor 100 ± 3. Den Gehalt des an den Fasern gebliebenen Erdöls (Erdölprodukte) bestimmte man nach GOST 6370-83. Fugat entwässerte man mit Kupfersulfat nach GOST 26378.0-84 und danach bestimmte man darin den Erdölgehalt (Gehalt des Erdölproduktes) nach GOST 6370-83. Aufgrund der erhaltenen Angaben berechnete man das Verhalten der Masse des im gegebenen Prozeß aufgesaugten Erdöls vor und nach dem Schleudern zur Masse des zu überprüfen­ den Musters. Die Resultate sind in den Tabellen 2 und 3 angege­ ben.

Tabelle 2

Absorptionskapazität des Beispiels 4 in Bezug auf das Industrieöl I-L-A-10 und das Dieselöl 3-02 bei den wiederholten Sättigungszyklen des Faserstoffs mit den Erdölprodukten (Absorption - Regeneration)

Zum Vergleich werden die Absorbtionskapazitäten der bekannten Stoffe angegeben, die für das Sammeln der Kohlenwasserflüssig­ keiten verwendet werden (g/g): Lignin - 2,2; Torf - 2,6-7, 7; Filterperlit - 7,0-9,2; Asbest (bei Auffaserung) - 5,8-6,4; Dor­ nit - 1,9-2,5, technische Watte - 7,0-7,2. Dabei muß man berück­ sichtigen, daß alle diese bekannten Stoffe nur Einwegstoffe sind. Die durchgeführten Untersuchungen mit den genannten Stof­ fen haben gezeigt, daß sie solche Eigenschaften besitzen, die es erlauben, sie für das Sammeln des Erdöls und der Erdölprodukte vom Wasserspiegel zu benutzen.

Zu diesen Eigenschaften gehören:

• - Hydrophobie, gutes Anfeuchten mit Erdöl und Erdölprodukten;
• - ihre Dichte ist niedriger als Wasserdichte, was die Schwimmfähigkeit dieser Stoffe beeinflußt;
• - hohe Porosität der Stoffe;
• - hohe Absorptionskapazität der Stoffe, in Bezug auf Erdöl und Erdölprodukte sogar nach dem zwanzigsten Verwendungs­ zyklus;
• - "flache" Senkungscharakteristik der Absorptionskapazität nach den mehrmaligen Zyklen Absorption-Regeneration;
• - hoher Grad der Entfernung der aufgesaugten Flüssigkeit aus dem Stoff im Zentrifugalkraftfeld (90-98%).

Tabelle 3

Absorptionskapazität der Fasermuster in Bezug auf das westsibirische Erdöl bei den mehrmaligen Erdölsätti­ gungszyklen Absorption-Regeneration

In der Tabelle 4 ist die Absorptionskapazität des Faserstoffs angegeben. Der Faserstoff ist auf der Versuchsvorrichtung aus den Abfällen des Polypropylens der Marke (21030-21060)-60 mit dem Thermostabilisator Titandioxyd mit der Teilchengröße 3-5 µm mit dem Gehalt 1% Masse erzeugt.

Für die Wasserreinigung von Eisen (III) bei dem Anfangsgehalt des Eisens (III) von 10 mg/l in der Lösung wurden Fasermuster mit einer Lagerungsdichte der Fasern im Filter - 260 kg/m³ be­ nutzt.

Tabelle 4

Absorbtionskapazität des Faserstoffs im Prozeß der Wasser­ reinigung von den Ionen des Eisens III.

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung von Faserstoffen aus thermo­ plastischen Kunststoffen, bei denen der thermoplastische Kunststoff geschmolzen und in einem rotierenden Reaktor (5) zur Bildung eines Schmelzefilms geleitet wird und an einer offenen Reaktorkante die Fasern gebildet und gestreckt wer­ den, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Reaktor (5) so aufgeheizt wird, daß der Schmelzefilm eine Temperatur nahe der Abbautemperatur der thermischen Kunststoffe hat und daß der Reaktor (5) mit einer Bahngeschwindigkeit von wenigstens 10 m/s an seiner Kante gedreht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Reaktors (5) durch einen mit der Kante einen schmalen Spalt (8) ausbildenden Deckel (9) weitgehend abge­ schlossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (9) zur Ausbildung eines umlaufenden Spaltes (8) mit variierender Breite asymmetrisch zur Drehachse des Reaktors positioniert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schmelzefilm auf der Innenwand des Reak­ tors (5) durch axial verlaufende Rippen (13) unterteilt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die sich bildende Faser der Einwirkung eines Luftstroms (44) unterworfen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom quer zu der aus dem Reaktor (5) austretenden Faser gerichtet ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem thermoplastischen Kunststoff wenigstens ein Dispersermineralstoff mit dendritischer Partikelform zugesetzt wird.

8. Vorrichtung zur Herstellung von Faserstoffen aus thermo­ plastischen Kunststoffen, mit einer Schmelzeinrichtung für den thermoplastischen Kunststoff und einem beheizten rotie­ renden Reaktor (5) zur Ausbildung eines Schmelzefilms aus dem geschmolzenen Kunststoff, der den rotierenden Reaktor (5) über eine Kante einer offenen Seite unter Ausbildung von Fasern verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß der rotie­ rende Reaktor (5) von außen beheizt und an seiner offenen Seite durch einen feststehenden Deckel (9) bis auf einen mit der Kante gebildeten umlaufenden Ringspalt (8) ver­ schlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Innenwand des rotierenden Reaktors (5) zur Kante hin konisch erweitert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (5) über den größten Teil seiner axialen Länge zylindrisch ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ringspalt (8) eine Breite von etwa 15 bis 20 mm aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Deckel (9) asymmetrisch zur Drehachse des rotierenden Reaktors (5) angeordnet ist, so daß ein Ringspalt (8) mit variierender Breite gebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Reaktor (5) auf seiner Innenwand eine Vielzahl von axial ausgerichteten Rippen zur Unterteilung des Schmelzefilms aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (13) in Längsrichtung dreieckförmig mit ihrer größten Höhe am Boden des Reaktors (5) und mit ihrer ge­ ringsten Höhe am Austrittsende des Schmelzefilms ausgebil­ det sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rippen (13) am Ende des zylindrischen Teils des Reaktors (5) enden.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Reaktor (5) an seinem Austrittsende von einer ringförmigen Luftleitung (14) umgeben ist, die einen in axialer Richtung des Reaktors (5) gerichteten ringförmigen Austrittsspalt (15) aufweist.