Angepasst aus der 3. Auflage, Enzyklopädie der Arbeitssicherheit und des Gesundheitsschutzes.

Synthetische Fasern werden aus Polymeren hergestellt, die aus chemischen Elementen oder Verbindungen, die von der petrochemischen Industrie entwickelt wurden, synthetisch hergestellt wurden. Im Gegensatz zu Naturfasern (Wolle, Baumwolle und Seide), die bis in die Antike zurückreichen, haben synthetische Fasern eine relativ kurze Geschichte, die bis zur Perfektionierung des Viskoseverfahrens im Jahr 1891 durch die beiden britischen Wissenschaftler Cross und Bevan zurückreicht. Einige Jahre später begann die Viskoseproduktion in begrenztem Umfang, und Anfang des 1900. Jahrhunderts wurde sie kommerziell hergestellt. Seitdem wurde eine Vielzahl von synthetischen Fasern entwickelt, die jeweils mit speziellen Eigenschaften ausgestattet sind, die sie für eine bestimmte Art von Stoffen geeignet machen, entweder allein oder in Kombination mit anderen Fasern. Den Überblick zu behalten wird dadurch erschwert, dass dieselbe Faser in verschiedenen Ländern unterschiedliche Handelsnamen haben kann.

Die Fasern werden hergestellt, indem flüssige Polymere durch die Löcher einer Spinndüse gedrückt werden, um ein kontinuierliches Filament zu erzeugen. Das Filament kann direkt in Stoff gewebt werden oder, um ihm die Eigenschaften von Naturfasern zu verleihen, kann es zum Beispiel texturiert werden, um es voluminöser zu machen, oder es kann zu Stapeln geschnitten und gesponnen werden.

Klassen synthetischer Fasern

Zu den Hauptklassen von kommerziell verwendeten synthetischen Fasern gehören:

• Polyamide (Nylons). Die Namen der langkettigen polymeren Amide werden durch eine Zahl unterschieden, die die Anzahl der Kohlenstoffatome in ihren chemischen Bestandteilen angibt, wobei das Diamin zuerst betrachtet wird. Daher ist das aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure hergestellte ursprüngliche Nylon in den Vereinigten Staaten und im Vereinigten Königreich als Nylon 66 oder 6.6 bekannt, da sowohl das Diamin als auch die zweibasige Säure 6 Kohlenstoffatome enthalten. In Deutschland wird es als Perlon T, in Italien als Nailon, in der Schweiz als Mylsuisse, in Spanien als Anid und in Argentinien als Ducilo vertrieben.

• Polyester. Polyester wurden erstmals 1941 eingeführt und werden hergestellt, indem Ethylenglykol mit Terephthalsäure umgesetzt wird, um ein Kunststoffmaterial aus langen Molekülketten zu bilden, das in geschmolzener Form aus Spinndüsen gepumpt wird, wodurch das Filament in kalter Luft aushärten kann. Es folgt ein Zieh- oder Streckvorgang. Polyester sind beispielsweise als Terylene in Großbritannien, Dacron in den Vereinigten Staaten, Tergal in Frankreich, Terital und Wistel in Italien, Lavsan in der Russischen Föderation und Tetoran in Japan bekannt.

• Polyvinyle. Polyacrylnitril oder Acrylfaser, erstmals 1948 hergestellt, ist das wichtigste Mitglied dieser Gruppe. Es ist unter verschiedenen Handelsnamen bekannt: Acrilan und Orlon in den Vereinigten Staaten, Crylor in Frankreich, Leacril und Velicren in Italien, Amanian in Polen, Courtelle in Großbritannien und so weiter.

• Polyolefine. Die häufigste Faser in dieser Gruppe, in Großbritannien als Courlene bekannt, wird nach einem ähnlichen Verfahren wie Nylon hergestellt. Das geschmolzene Polymer wird bei 300 °C durch Spinndüsen gedrückt und entweder in Luft oder Wasser gekühlt, um das Filament zu bilden. Es wird dann gezogen oder gedehnt.

• Polypropylene. Dieses Polymer, das in Deutschland als Hostalen, in Italien als Meraklon und in Großbritannien als Ulstron bekannt ist, wird schmelzgesponnen, gestreckt oder gezogen und dann getempert.

• Polyurethane. Erstmals 1943 als Perlon D durch die Reaktion von 1,4-Butandiol mit Hexamethylendiisocyanat hergestellt, sind die Polyurethane zur Grundlage einer neuen Art von hochelastischer Faser namens Spandex geworden. Diese Fasern werden aufgrund ihrer gummiartigen Elastizität manchmal als Snap-Back oder Elastomer bezeichnet. Sie werden aus einem linearen Polyurethankautschuk hergestellt, der durch Erhitzen bei sehr hohen Temperaturen und Drücken gehärtet wird, um ein „vulkanisiertes“ vernetztes Polyurethan zu erzeugen, das als Monofil extrudiert wird. Der Faden, der häufig in Kleidungsstücken verwendet wird, die Elastizität erfordern, kann mit Rayon oder Nylon überzogen werden, um sein Aussehen zu verbessern, während der Innenfaden für die „Stretch“ sorgt. Spandex-Garne sind beispielsweise in den Vereinigten Staaten als Lycra, Vyrene und Glospan und in Großbritannien als Spandrell bekannt.

SONDERPROZESSE

Heften

Seide ist die einzige Naturfaser, die als Endlosfaden vorliegt; andere Naturfasern kommen in kurzen Längen oder „Heftklammern“ vor. Baumwolle hat eine Stapellänge von etwa 2.6 cm, Wolle von 6 bis 10 cm und Flachs von 30 bis 50 cm. Die kontinuierlichen synthetischen Filamente werden manchmal durch eine Schneide- oder Heftmaschine geführt, um kurze Heftklammern wie die Naturfasern herzustellen. Sie können dann auf Baumwoll- oder Wollspinnmaschinen erneut gesponnen werden, um ein Finish zu erzeugen, das frei von dem glasigen Aussehen einiger synthetischer Fasern ist. Beim Spinnen können Kombinationen aus synthetischen und natürlichen Fasern oder Mischungen aus synthetischen Fasern hergestellt werden.

Crimpen

Um synthetischen Fasern das Aussehen und die Haptik von Wolle zu verleihen, werden die verdrillten und verschlungenen geschnittenen oder gestapelten Fasern durch eines von mehreren Verfahren gekräuselt. Sie können durch eine Kräuselmaschine geführt werden, in der heiße Riffelwalzen eine dauerhafte Kräuselung verleihen. Das Kräuseln kann auch chemisch erfolgen, indem die Koagulation des Filaments so gesteuert wird, dass eine Faser mit asymmetrischem Querschnitt entsteht (dh eine Seite ist dickhäutig und die andere dünn). Wenn diese Faser nass ist, neigt die dicke Seite dazu, sich zu kräuseln, wodurch eine Kräuselung entsteht. Um gekräuseltes Garn herzustellen, das in den Vereinigten Staaten als Non-Torque-Garn bekannt ist, wird das synthetische Garn zu einem Stoff gestrickt, fixiert und dann durch Rückspulen aus dem Stoff gewickelt. Das neueste Verfahren führt zwei Nylonfäden durch eine Heizung, die ihre Temperatur auf 180 °C erhöht, und führt sie dann durch eine sich schnell drehende Spindel, um die Kräuselung zu bewirken. Die Spindeln in der ersten Maschine liefen mit 60,000 Umdrehungen pro Minute (U/min), aber neuere Modelle haben Drehzahlen in der Größenordnung von 1.5 Millionen U/min.

Synthetische Fasern für Arbeitskleidung

Die Chemikalienbeständigkeit von Polyestergewebe macht das Gewebe besonders geeignet für Schutzkleidung für den Umgang mit Säuren. Polyolefin-Gewebe eignen sich zum Schutz gegen lange Einwirkung von Säuren und Laugen. Hochtemperaturbeständiges Nylon eignet sich gut für Kleidung zum Schutz vor Feuer und Hitze; es hat bei Raumtemperatur eine gute Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln wie Benzol, Aceton, Trichlorethylen und Tetrachlorkohlenstoff. Die Beständigkeit bestimmter Propylengewebe gegenüber einer Vielzahl von korrosiven Stoffen macht sie für Arbeits- und Laborkleidung geeignet.

Das geringe Gewicht dieser synthetischen Stoffe macht sie den schweren gummierten oder kunststoffbeschichteten Stoffen vorzuziehen, die sonst für einen vergleichbaren Schutz erforderlich wären. Sie sind auch in heißer und feuchter Atmosphäre viel angenehmer zu tragen. Bei der Auswahl von Schutzkleidung aus synthetischen Fasern sollte darauf geachtet werden, den Gattungsnamen der Faser zu bestimmen und Eigenschaften wie Schrumpfung zu überprüfen; Empfindlichkeit gegenüber Licht, chemischen Reinigungs- und Waschmitteln; Beständigkeit gegen Öl, ätzende Chemikalien und gängige Lösungsmittel; Hitzebeständigkeit; und Anfälligkeit für elektrostatische Aufladung.

Gefahren und ihre Vermeidung

Unfälle

Zusätzlich zu einer guten Haushaltsführung, was bedeutet, Böden und Durchgänge sauber und trocken zu halten, um Ausrutschen und Stürze zu minimieren (Behälter müssen auslaufsicher sein und, wenn möglich, Ablenkbleche haben, um Spritzer zu vermeiden), müssen Maschinen, Antriebsriemen, Riemenscheiben und Wellen ordnungsgemäß geschützt werden . Maschinen zum Spinnen, Krempeln, Wickeln und Schären sollten eingezäunt werden, um zu verhindern, dass Materialien und Teile herausfliegen und die Hände der Arbeiter nicht in die gefährlichen Bereiche gelangen. Sperrvorrichtungen müssen vorhanden sein, um einen Neustart von Maschinen zu verhindern, während sie gereinigt oder gewartet werden.

Feuer und Explosion

Die Kunstfaserindustrie verwendet große Mengen giftiger und brennbarer Materialien. Lagereinrichtungen für brennbare Stoffe sollten im Freien oder in einer speziellen feuerfesten Konstruktion liegen und von Wällen oder Deichen umschlossen sein, um Verschüttungen zu lokalisieren. Die Automatisierung der Abgabe giftiger, brennbarer Substanzen durch ein gut gewartetes System aus Pumpen und Rohren verringert die Gefahr beim Bewegen und Entleeren von Behältern. Geeignete Brandbekämpfungsausrüstung und -kleidung sollten leicht verfügbar sein und die Arbeiter in ihrer Verwendung durch regelmäßige Übungen geschult werden, die vorzugsweise in Absprache mit oder unter der Beobachtung der örtlichen Brandbekämpfungsbehörden durchgeführt werden.

Beim Austritt der Filamente aus den Spinndüsen zur Trocknung an der Luft oder durch Spinnen werden große Mengen an Lösungsmitteldämpfen freigesetzt. Diese stellen eine erhebliche Gift- und Explosionsgefahr dar und müssen von LEV entfernt werden. Ihre Konzentration muss überwacht werden, um sicherzustellen, dass sie unterhalb der Explosionsgrenzen des Lösungsmittels bleibt. Die abgezogenen Dämpfe können destilliert und zur weiteren Verwendung zurückgewonnen oder verbrannt werden; auf keinen Fall dürfen sie in die allgemeine Umweltatmosphäre freigesetzt werden.

Wo brennbare Lösungsmittel verwendet werden, sollte das Rauchen verboten und offenes Licht, Flammen und Funken beseitigt werden. Elektrische Geräte sollten eine zertifizierte explosionssichere Konstruktion aufweisen, und Maschinen sollten geerdet sein, um den Aufbau statischer Elektrizität zu verhindern, die zu katastrophalen Funken führen könnte.

Giftige Gefahren

Der Kontakt mit potenziell toxischen Lösungsmitteln und Chemikalien sollte durch eine angemessene LEV unter den entsprechenden maximal zulässigen Konzentrationen gehalten werden. Atemschutzausrüstung sollte zur Verwendung durch Wartungs- und Reparaturteams und durch Arbeiter verfügbar sein, die damit beauftragt sind, auf Notfälle zu reagieren, die durch Lecks, Verschütten und/oder Feuer verursacht werden.

Zurück