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Patent Searching and Data


Title:
SPINNING SOLUTION CONTAINING CELLULOSE CARBAMATE AND CELLULOSE XANTHATE, METHOD FOR THE PRODUCTION OF SHAPED BODIES, AND CORRESPONDINGLY PRODUCED SHAPED BODIES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/137757
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a spinning solution which contains or consists of cellulose carbamate and cellulose xanthate and a suitable solvent. The cellulose carbamate and the cellulose xanthate are present in the solvent in dissolved form. The present invention also relates to the production of a shaped body, in particular of a filament, by means of a shaping method, in particular a spinning method, from the aforementioned spinning solution. The invention also relates to a correspondingly produced shaped body, in particular a filament, which contains or consists of cellulose carbamate and cellulose xanthate.

Inventors:
LEHMANN ANDRÉ (DE)
PROTZ ROBERT (DE)
WEIDEL GERD (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/051419
Publication Date:
August 02, 2018
Filing Date:
January 24, 2017
Export Citation:
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Assignee:
FRAUNHOFER GES FORSCHUNG (DE)
International Classes:
C08L1/08; D01F2/08; C08L1/22; D01F2/24
Domestic Patent References:
WO1997004148A11997-02-06
WO2014201483A12014-12-24
WO2014162062A12014-10-09
Foreign References:
PL168080B11995-12-30
US2805119A1957-09-03
US20120088686A12012-04-12
DE60123377T22007-08-23
Other References:
FOCK, SVENSK PAPPERSTIDN, vol. 60, 1957, pages 911 - 912
Attorney, Agent or Firm:
KRÄNZLE, Rainer (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Spinnlösung, enthaltend oder bestehend aus Cellulosecarbamat und Cellulosexanthogenat, wobei die zuvor genannten Stoffe in einem geeigeten Lösungsmittel gelöst vorliegen.

2. Spinnlösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Cellulosecarbamat und/oder das

Cellulosexanthogenat einen DPCUoxam (bestimmt nach SCAN-CM 15:99) von 150 bis 750, bevorzugt von 250 bis 550 aufweist.

3. Spinnlösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Cellulosecarbamat einen Substitutionsgrad an Carbamat (DPCarbamat) von 0,1 bis 1, bevorzugt von 0,2 bis 0,6 aufweist.

4. Spinnlösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Cellulosexanthogenat einen Frisch-Y-Wert von 100 bis 30, bevorzugt 60 bis 40 aufweist.

5. Spinnlösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der cellulosische Feststoffanteil der Spinnlösung von 4 bis 15 Gew.-%, bevorzugt von 6 bis 10 Gew.-% beträgt.

6. Spinnlösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinnlösung einen Gehalt an

Cellulosecarbamat von 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt von 2 bis 8 Gew.-% und/oder

Cellulosexanthogenat von 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt von 2 bis 8 Gew.-%

aufweist. 2

7. Spinnlösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat von 5:95 bis 95:5, bevorzugt von 60:40 bis 85:15, besonders bevorzugt von 65:35 bis 70:30 beträgt.

8. Spinnlösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkalilaugen, insbesondere Natronlauge oder Kalilauge, wobei bevorzugt die Konzentration an Alkali in der Alkalilauge 4 bis 12 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 6 bis 9 Gew,-

% beträgt.

9. Spinnlösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich Spinnhilfsmittel, insbesondere anorganische Spinnhilfsmittel, wie z.B. Zinkoxid; organische Spinnhilfsmit- tel, wie z.B. quartäre Ammoniumverbindungen; Alkylether, wie z.B.

Polyoxyethylenglycol; sulfonierte Öle und/oder Mischungen hieraus enthält.

10. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, insbesondere eines Filamentes, einer Perle, eines Schwamms, einer Folie aus einer Spinn- lösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spinnlösung mittels eines formgebenden Verfahrensschrittes in einen Formkörper, überführt und während und/oder nach dem formgebenden Schritt das Lösungsmittel aus dem Formkörper entfernt wird.

11. Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Filamenten hergestellt werden, wobei eine Spinnlösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mittels einer Spinndüse zu Filamenten versponnen und die erzeugten Filamente in ein Koagulationsbad eingetragen werden.

12. Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Koagulationsbad Wasser, sowie darin gelöst mindestens eine Komponente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus anorgani- 3

sehen Säuren, wie z.B. Schwefelsäure; Salzen, wie z.B. Natriumsulfat; sowie organischen Flüssigkeiten, z.B. Glycerin, beinhaltet oder hieraus besteht.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinnlösung vor dem formgebenden Verfahrensschritt, insbesondere dem Verspinnen durch Auflösen des Cellulose- carbamates und des Cellulosexanthogenates im Lösungsmittel frisch hergestellt und anschließend gereift wird, wobei das Reifen bevorzugt über einen Zeitraum von 1 bis 72 Std., weiter bevorzugt von 5 bis 36 Std., besonders bevorzugt 12 bis 24 Std. und/oder bei Temperaturen der Spinnlösung von -10 bis +50 °C, bevorzugt 0 bis 30 °C, besonders bevorzugt 15 bis 25 °C durchgeführt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Koagulationsbad auf eine Temperatur von 10 bis 90 °C, bevorzugt 20 bis 70 °C, besonders bevorzugt 30 bis 50 °C temperiert wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente nach Entnahme aus dem Koagulationsbad einem Reckbad zugeführt werden und dort gereckt werden, vorzugsweise mit einem Reckfaktor von 1,1 bis 4, insbesondere 1,5 bis 2,5.

16. Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Reckbad eine wässrige Lösung einer anorganischen Säure, insbesondere Schwefelsäure beinhaltet und/oder auf Temperaturen von 50 bis 99°C, bevorzugt von 60 bis 90 °C, besonders bevorzugt 75 bis 85 °C temperiert ist.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente mit einem Düsenverzug von 0,3 bis 2,0, bevorzugt 0,5 bis 1,5, insbesondere 0,6 bis 0,8 von der Spinndüse abgezogen werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltenen Filamente abschließend gewaschen werden, insbesondere mit Wasser und/oder getrocknet werden.

19. Formkörper, insbesondere Filament, Perle, Schwamm, Folie, enthaltend oder bestehend aus Cellulosecarbamat und

Cellulosexanthogenat.

Formkörper nach vorhergehendem Anspruch, herstellbar oder herge stellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18.

Description:
Spinnlösung enthaltend Cellulosecarbamat und Cellulosexanthogenat, Verfahren zur Herstellung von Formkörpern und entsprechend hergestellte Formkörper Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spinnlösung, die Cellulosecarbamat und Cellulosexanthogenat sowie ein geeignetes Lösungsmittel enthält bzw. hieraus besteht. Das Cellulosecarbamat und das Cellulosexanthogenat liegen dabei im Lösungsmittel gelöst vor. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung die Herstellung eines Formkörpers, insbesondere eines Filaments mittels eines formgebenden Verfahrens, insbesondere eines Spinnverfahrens aus der zuvor genannten Spinnlösung. Die Erfindung betrifft zudem einen entsprechend hergestellten Formkörper, insbesondere ein Filament, das Cellulosecarbamat und Cellulosexanthogenat beinhaltet oder hieraus besteht.

Synthesefasern aus Celluloseregenerat werden gegenwärtig mit einem Produktionsvolumen von ca. 5 Mio. t/a hergestellt, wobei mehr als 90% davon nach dem Viskoseverfahren erzeugt werden. Hierbei findet eine Derivatisierung der Cellulose mit Schwefelkohlenstoff (CS 2 ) zum Cellulosexasnthogenat statt. Dieses Verfahren bei dem durchschnittlich 30 % hochtoxischer Schwefelkohlenstoff bezogen auf die Cellulose als Derivatisierungsagenz zum Einsatz kommt (die Menge variiert je nach Faserart (Modal, Reifencord, Textil) bzw. Formkörper (Folie, Schwamm) erlaubt aufgrund der chemischen sowie physikalischen Gegebenheiten des Prozesses die Variation prozessrelevanter und damit final struktureller Parameter wie z.B. Polymerisationsgrad, Orientierung der kristallinen sowie amorphen Bereiche und Querschnittsmorphologie. Für 1000 kg cellulosische Synthesefaser (Form- körper) nach dem Viskoseprozess werden durchschnittlich 300 kg CS 2 benötigt.

In den letzten Jahren steht die Verbesserung existierender Viskoseproduktionen durch Optimierung des Chemikalieneinsatzes, insbesondere Reduktion des Schwefelkohlenstoff-Verbrauches (CS 2 ) im Fokus aktueller Forschung.

Die gänzliche Vermeidung von Schwefelkohlenstoff wird in dem durch die Lenzing AG industriell realisierten Lyoce Ii-Verfahren angewendet und die daraus erhaltenen cellulosische Synthesefaser (Tencel ® ) kommerziell in einem Umfang von gegenwärtig ca. 225 kt/a angeboten. Bei diesem Verfahren wird keine Derivatisierung an der Cellulose vorgenommen, sondern wässriges N- Methyl-morpholin-N-oxid als Lösemittel verwendet. Daher zählt dieses Verfahren zu den sogenannten Direktlöseverfahren. Es ergeben sich hohe Spinnlösungsviskositäten, welche deutlich teureres Prozessequipment, um solch Spinnlösung zu fördern und zu filtrieren, benötigen. Weiterhin bedarf dieser Prozess im Gegensatz zum Viskoseprozess das Luftspaltspinnverfahren zur Umformung der Spinnlösung in Formkörpern wie z.B. Stapelfasern. Aufgrund der nicht vorhandenen Derivatisierung der Cellulose sowie des unterschiedlichen Spinnverfahrens, werden cellulosische Regeneratfasern erzeugt, welche sich strukturell und damit von den textil-physikalischen Eigenschaften von Viskosefasern unterscheiden. Das Lyoce II -Verfahren ermöglicht zwar das gänzliche Weglassen von CS 2 , jedoch resultieren andere Fadeneigenschaften als jene von Viskosefasern (siehe fette Markierung vorher), daher sind Lyocellfasern nur bedingt in Applikationsfelder einsetzbar, in denen Viskosefa- sern Verwendung finden. Beim Lyoce II -Verfahren findet keine

Derivatisierungder Cellulose statt. Die erzeugte Formkörper, insbesondere hieraus erzeugte Spinnfasern besitzen ein anderes Spektrum der textil- physikalischen Kennwerte und zeigen, aufgrund der hohen Orientierung der amorphen Bereiche des teilkristallinen Cellulosepolymers, insbesondere eine hohe Tendenz zum Fibrillieren.

Ein weiteres aus dem Stand der Technik bekanntes Verfahren ist das Carbamatverfahren. Hierbei wird die eingesetzte Cellulose mit Harnstoff zum Cellulosecarbamat derivatisiert. Nachteilig bei gemäß diesem Verfahren hergestellten Formkörpern, insbesondere Spinnfasern ist allerdings deren relativ hohe Sprödigkeit, gegenüber Viskosefasern.

Synthesefasern, die nach dem Viskoseprozess hergestellt wurden, unterscheiden sich somit von Synthesefasern, die nach dem Carbamatprozess hergestellt wurden hinsichtlich ihrer Struktur sowie ihrer überlegenen mechanischen Ei- genschaften.

Seitens der Forschung sind die Umformung von gelöstem Zellstoff aus ionischen Flüssigkeiten (Sixta, WO/2014/162062), Mischungen aus Harnstoff und Natronlauge (Zhang US12088686A1) sowie Natronlauge (Struszczyk DE60123377T2) selbst als Direktlöseverfahren teilweise bis in den Pilotmaßstab vorangetrieben worden. Diese Verfahren ermöglichen nur eine bedingte Einflussnahme auf die Strukturbildung während der Regeneration im Fällbad, da diese hauptsächlich auf den Austausch von Lösemittel zu Nichtlösemittel (Fällbad) basiert.

Ausgehend von den zuvor diskutierten Nachteilen des Stands der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spinnlösung, ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, insbesondere Spinnfasern sowie eines Formkörpers, insbesondere Spinnfasern, anzugeben, wobei sich die physika- lisch-chemischen Eigenschaften des hergestellten Formkörpers gar nicht bzw. nur minimal von den physikalisch-chemischen Eigenschaften von Formkörpern unterscheiden, welche nach dem Viskoseprozess hergestellt wurden. Insbesondere soll es die erfindungsgemäße Spinnlösung bzw. das Herstellungsverfahren ermöglichen, unter Minimierung von Schwefelkohlenstoff im Vgl. zum Viskoseprozess zu arbeiten. Zudem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue Struktur-Eigenschaftsbeziehungen in den hergestellten Formkörpern zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich einer Spinnlösung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, hinsichtlich eines Verfahrens zur Herstellung eines Formkörpers, insbesondere eines Filaments mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 sowie hinsichtlich eines Formkörpers, insbesondere eines Filaments mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19 gelöst. Die jeweilig abhängigen Patentansprüche stellen dabei vorteilhafte Weiterbildungen dar.

Die erfindungsgemäße Spinnlösung gemäß Patentanspruch 1 enthält Cellulosecarbamat und Cellulosexanthogenat, die in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst vorliegen. Der Begriff „Lösungsmittel" umfasst dabei ein einzelnes geeignetes Lösungsmittel sowie Mischungen mehrerer geeigneter Lösungsmittel. Die Spinnlösung kann alternativ auch aus den zuvor genannten Stoffen, d. h. Cellulosecarbamat, Cellulosexanthogenat und Lösungsmittel gebildet sein, so dass gegebenenfalls keine weiteren Zusatzstoffe enthalten sind.

Es wurde gefunden, dass durch Ersatz von Teilen des Cellulosexanthogenates (Cellulosederivat aus Umsetzung von Cellulose mit CS 2 im Viskoseprozess) durch Cellulosecarbamat in der Spinnlösung die Menge an benötigtem CS 2 pro Menge erzeugten Celluloseformkörper reduziert werden kann und somit im Vergleich zum Viskoseverfahren CS 2 eingespart werden kann. Die eingesetzte Spinnlösung weist somit einen reduzierten Schwefelgehalt auf. Trotz alledem konnten völlig überraschenderweise die mechanischen Eigenschaften der aus der Spinnlösung erzeugten Formkörper, insbesondere der erzeugten Spinnfasern, beibehalten werden. Diese sind denen der Spinnfasern aus dem Viskoseprozess ebenbürtig.

Dadurch kann eine umweltfreundlichere und weniger toxische Variante bzw. Abwandlung des Viskoseprozesses bereitgestellt werden.

Die erfindungsgemäße Spinnlösung ist insbesondere frei von extern zugesetztem Kohlenstoffdisulfid.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Spinnlösung ist, dass sie einem formgebenden Verfahren, beispielsweise einem Spinnprozess unterzogen werden kann, unter Beibehaltung der Xanthogenat-Polyelektrolyt-Struktur des umzuformenden cellulosischen Materials während des Spinnprozesses. Hierdurch ist die Beeinflussung der Diffusionsvorgänge sowie Koagulationsgeschwindigkeit durch Salze, welche im Spinnbad enthalten sind, während der Regeneration der gelösten cellulosischen Polymere möglich. Dadurch lassen sich strukturelle Parameter wie Kristallitgröße und -Orientierung, Kristallinitätsgrad als auch Gesamtorientierung der cellulosischen Polymerketten in einem größeren Bereich variieren, als es beispielsweise im Lyocell- bzw. Carbamatprozess allein möglich ist (vergleiche Kennwerte für die Dehnung Bsp. 1 und Bsp. 3).

Die erfindungsgemäße Spinnlösung kann dadurch hergestellt werden, dass Cellulosecarbamat und Cellulosexanthogenat durch Rühren bzw. Kneten in dem Lösungsmittel aufgelöst werden. Der Löseprozess erfolgt dabei bevorzugt bei Temperaturen unterhalb 10°C, weiter bevorzugt unterhalb 0°C.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Cellulosecarbamat und/oder das Cellulosexanthogenat einen DP CU oxam (bestimmt nach SCAN-CM 15:99) von 150 bis 750, bevorzugt von 250 bis 550 aufweist.

Weiter vorteilhaft ist, wenn das Cellulosecarbamat einen Substitutionsgrad an Carbamat (DP Ca rbamat) von 0,1 bis 1, bevorzugt von 0,2 bis 0,6 aufweist.

Das Cellulosexanthogenat kann vor Einbringen in die Spinnlösung durch Umsetzung von Cellulose mit CS 2 analog zum Viskoseverfahren hergestellt werden.

Das Cellulosexanthogenat weist vorzugsweise einen Frisch-y-Wert (bestimmt nach Fock, Svensk Papperstidn. 60 (1957), 911-912) von 100 bis 30, bevorzugt 60 bis 40 auf.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform beträgt der cellulosische Feststoffanteil, d. h. die Gewichtssumme aus Cellulosecarbamat und Cellulosexanthogenat der Spinnlösung von 4 bis 15 Gew.-%, bevorzugt von 6 bis 10 Gew.-%. Die Spinnlösung weist vorzugsweise einen Gehalt an Cellulosecarbamat von 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt von 2 bis 8 Gew.-% und/oder Cellulosexanthogenat von 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt von 2 bis 8 Gew.-% auf.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das Gewichtsverhältnis von Cellulosecarbamat zu Cellulosexanthogenat von 5:95 bis 95:5, bevorzugt von 60:40 bis 85:15, besonders bevorzugt von 65:35 bis 70:30 beträgt. Vorzugsweise ist das Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus

Alkalilaugen, insbesondere Natronlauge oder Kalilauge, wobei bevorzugt die Konzentration an Alkali in der Alkalilauge 4 bis 12 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 6 bis 9 Gew,-% beträgt. Um die Verarbeitung der erfindungsgemäßen Spinnlösung zu erleichtern, können Spinnhilfsmittel, insbesondere anorganische Spinnhilfsmittel, wie z.B. Zinkoxid; organische Spinnhilfsmittel, wie z.B. quartäre Ammoniumverbindungen; Alkylether, wie z.B. Polyoxyethylenglycol; sulfonierte Öle und/oder Mischungen hieraus enthalten sein.

Die vorliegende Erfindung betrifft zudem Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, insbesondere eines Filaments, einer Perle, eines Schwamms, einer Folie aus einer erfindungsgemäßen Spinnlösung, wobei die Spinnlösung mittels eines formgebenden Verfahrensschrittes in einen Formkörper, über- führt und während und/oder nach dem formgebenden Schritt das Lösungsmittel aus dem Formkörper entfernt wird.

Insbesondere betrifft das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Herstellung von Filamenten, hierbei wird eine erfindungsgemäße Spinnlösung mittels einer Spinndüse zu Filamenten versponnen und die erzeugten Filamente in ein Koagulationsbad eingetragen.

Das Koagulationsbad enthält vorzugsweise Wasser, sowie darin gelöst mindestens eine Komponente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus anorga- nischen Säuren, wie z.B. Schwefelsäure; Salzen, wie z.B. Natriumsulfat; sowie organischen Flüssigkeiten, z.B. Glycerin oder ist hieraus gebildet. Insbesondere von Vorteil ist, wenn die Spinnlösung vor dem formgebenden Verfahrensschritt, insbesondere dem Verspinnen durch Auflösen des Cellulosecarbamates und des Cellulosexanthogenates im Lösungsmittel frisch hergestellt und anschließend gereift wird, wobei das Reifen bevorzugt über einen Zeitraum von 1 bis 72 Std., weiter bevorzugt von 5 bis 36 Std., besonders bevorzugt 12 bis 24 Std. und/oder bei Temperaturen der Spinnlösung von -10 bis +50 °C, bevorzugt 0 bis 30 °C, besonders bevorzugt 15 bis 25 °C durchgeführt wird.

Vorzugsweise wird das Koagulationsbad auf eine Temperatur von 10 bis 90 °C, bevorzugt 20 bis 70 °C, besonders bevorzugt 30 bis 50 °C temperiert.

Die Filamente können nach Entnahme aus dem Koagulationsbad einem Reckbad zugeführt werden und dort gereckt werden, vorzugsweise mit einem Reckfaktor von 1,1 bis 4, insbesondere 1,5 bis 2,5.

Das zuvor erwähnte Reckbad ist hierbei vorzugsweise eine wässrige Lösung einer anorganischen Säure, die insbesondere Schwefelsäure beinhaltet und/oder auf Temperaturen von 50 bis 99°C, bevorzugt von 60 bis 90 °C, besonders bevorzugt 75 bis 85 °C temperiert.

Im Falle der Herstellung von Filamenten werden diese vorzugsweise mit einem Düsenverzug von 0,3 bis 2,0, bevorzugt 0,5 bis 1,5, insbesondere 0,6 bis 0,8 von der Spinndüse abgezogen.

Die erhaltenen Formkörper, insbesondere Filamente, werden vorzugsweise abschließend gewaschen, insbesondere mit Wasser bzw. insbesondere hieran anschließend getrocknet.

Die Erfindung betrifft zudem einen Formkörper, insbesondere Filament, Perle, Schwamm, Folie, enthaltend oder bestehend aus Cellulosecarbamat und Cellulosexanthogenat.

Vorzugsweise ist der zuvor beschriebene Formkörper nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt bzw. herstellbar. Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne die Erfindung hierauf zu beschränken. Die in den Beispielen bestimmten Messwerte wurden nach den folgenden

Vorschriften bestimmt:

Reißfestigkeit: bestimmt nach DI N EN ISO 527-1:2012 Dehnung: bestimmt gemäß DI N EN ISO 5079: 1996

E-Modul: bestimmt gemäß EN ISO 527-1:2012 Verfileichsbeispiel 1 (Carbamatprozess)

9% Cellulosecarbamat (CC, DP Cu oxam : 258, N-Gehalt 2,2%) wurde in einer 7 Gew % wässrigen Natriumhydroxidlösung in der Kälte bei - 4 °C unter Rühren innerhalb 90 min gelöst. Die Nachreife erfolgte über Nacht für 20h bei 22 °C. Die so erzeugte Spinnlösung wurde bei einer Temperatur von +5 °C mittels einer Spinnpumpe zur Spinndüse (300 Loch, 70μιη), welche in ein 40 °C temperiertes, wässriges Spinnbad aus 80 g/l Schwefelsäure und 240 g/l Natriumsulfat ragte, gefördert. Die koagulierten Filamente wurden mittels eines Düsenverzugs von 0,7 abgezogen und weiter in einem Reckbad (Reckfaktor 1,15, 80°C, 20 g/l H 2 S0 4 ) geführt und anschließend der Wäsche (60 °C, destilliertes Wasser) zugeführt, bevor diese bei 80 °C mit Hilfe von Trockengaletten isometrisch getrocknet und final als Filamentgarn aufgespult wurden.

Die so erzeugten Filamente hatten einen Reißfestigkeit von 17 cN/tex, eine Dehnung von 6% sowie einen E-Modul von 1020 cN/tex.

Es wurde kein externes CS 2 für diese Umformung eingesetzt. Verfileichsbeispiel 2 (Viskoseprozess)

8% Na-Cellulosexanthogenat (CX, DP Cu oxam : 330, Frisch-y-Wert: 51,8) wurde in einer 7 Gew % wässrigen Natriumhydroxidlösung in der Kälte bei 0 °C unter Rühren innerhalb 90 min gelöst. Die Nachreife erfolgte über Nacht für 20h bei 22 °C.

Die so erzeugte Spinnlösung wurde bei einem Spinn-y-Wert von 38 bei einer Temperatur von +10 °C mittels einer Spinnpumpe zur Spinndüse (300 Loch,

70μιη), welche in ein 40 °C temperiertes, wässriges Spinnbad aus 80 g/l Schwefelsäure und 240 g/l Natriumsulfat ragte, gefördert. Die koagulierten Filamente wurden mittels eines Düsenverzugs von 0,7 abgezogen und weiter in einem Reckbad (Reckfaktor 1,15, 80°C, 20 g/l H 2 S0 4 ) geführt und anschlie- ßend der Wäsche (60 °C, destilliertes Wasser) zugeführt, bevor diese bei 80 °C mit Hilfe von Trockengaletten isometrisch getrocknet und final als Filamentgarn aufgespult wurden.

Die so erzeugten Filamente hatten einen Reißfestigkeit von 17 cN/tex, eine Dehnung von 18% sowie einen E-Modul von 780 cN/tex.

Hier wurden 32 Teile CS 2 bezogen auf die Teile der erzeugten Cellulosregeneratfilamente für diese Umformung eingesetzt. Beispiel 3

Na-Cellulosexanthogenat (CX, DP Cu0 x: 340, Frisch-y-Wert: 52,4) wurde in Alkalilauge bei 5 °C gelöst, um Cellulosegehalt von 8,8 Gew% sowie einen Alkaligehalt von 7,0 Gew% zu realisieren. Weiterhin von Cellulosecarbamat (CC, DPcuox: 258, N-Gehalt 2,2%) wurde in einer 7 Gew % wässrigen Natriumhydroxidlösung in der Kälte bei - 4 °C unter Rühren innerhalb 90 min gelöst, um eine CC-Konzentration von 9,5% zu realisieren.

Zu der Lösung aus Cellulosecarbamat in 7 Gew% Alkali wurde die Lösung des CX unter Rühren gegeben und ein Verhältnis von CC:CX von 67:33 einzustellen, wobei die final resultierende Cellulosekonzentration 8,5 Gew% betrug und die des Alkali 7 Gew%.

Die so erzeugte niedrigviskose Spinnlösung wurde nach der Reife (20h bei 22 °C) bei einer Temperatur von +5 °C mittels einer Spinnpumpe zur Spinndüse

(300 Loch, 70μιη), welche in ein 40 °C temperiertes wässrigen Spinnbad aus 80 g/l Schwefelsäure und 240 g/l Natriumsulfat ragte, gefördert. Die koagulierten Filamente wurden mittels eines Düsenverzugs von 0,7 abgezogen und weiter in einem Reckbad (Reckfaktor 1,15, 80°C, 20 g/l H 2 S0 4 ) geführt und anschließend der Wäsche (60 °C, destilliertes Wasser) zugeführt, bevor diese bei 80 °C mit Hilfe von Trockengaletten isometrisch getrocknet und final als Filamentgarn aufgespult wurden.

Die so erzeugten Filamente hatten einen Reißfestigkeit von 17 cN/tex, eine Dehnung von 12% sowie einen Modul von 970 cN/tex.

Ferner wurden die Düsenverzüge auf 0.6 sowie 0.9 bei konstantem Reckfaktor variiert, wobei folgende textil-physikalischen Eigenschaften der Einzelfilamen- te resultierten:

DV Reißfestigkeit E-Modul [cN/tex] Bruchdehnung [%]

[cN/tex]

0.6 17 ±0.7 938 ±53 15 ±1.6

0.9 18 ±0.8 990 ±45 11 ±0.7

Zur Erzeugung des CX wurden vorab 10 Teile CS2 bezogen auf die Teile der erzeugten Cellulosregeneratfilamente zur Derivatisierung der Cellulose eingesetzt.

Beispiel 4

Analog zum Beispiel 3 wurde zu der Lösung aus Cellulosecarbamat in 7 Gew% Alkali die Lösung des CX unter Rühren gegeben und ein Verhältnis von CC:CX von 33:67 eingestellt, wobei die final resultierende Cellulosekonzentration 8,5 Gew% betrug und die des Alkali 7 Gew%.

Die niedrigviskose Spinnlösung wurde nach der Reife (20h bei 22 °C) bei einer Temperatur von +5 °C mittels einer Spinnpumpe zur Spinndüse (300 Loch, 70μιη), welche in ein 40 °C temperiertes wässrigen Spinnbad aus 80 g/l

Schwefelsäure und 240 g/l Natriumsulfat ragte, gefördert. Die koagulierten Filamente wurden mittels eines Düsenverzugs von 0,7 abgezogen und weiter in einem Reckbad (Reckfaktor 1,15, 80°C, 20 g/l H 2 S0 4 ) geführt und anschließend der Wäsche (60 °C, destilliertes Wasser) zugeführt, bevor diese bei 80 °C mit Hilfe von Trockengaletten isometrisch getrocknet und final als Filamentgarn aufgespult wurden.

Die so erzeugten Filamente hatten einen Reißfestigkeit von 17 cN/tex, eine Dehnung von 17% sowie einen Modul von 890 cN/tex.

Zur Erzeugung des CX wurden vorab 21 Teile CS 2 bezogen auf die Teile der erzeugten Cellulosregeneratfilamente zur Derivatisierung der Cellulose eingesetzt.

Beispiel 5 Analog zum Beispiel 3 wurde zu der Lösung aus Cellulosecarbamat in 7 Gew%

Alkali die Lösung des CX unter Rühren gegeben und ein Verhältnis von CC:CX von 50:50 eingestellt, wobei die final resultierende Cellulosekonzentration 8,5 Gew% betrug und die des Alkali 7 Gew%. Die niedrigviskose Spinnlösung wurde nach der Reife (20h bei 22 °C) bei einer

Temperatur von +5 °C mittels einer Spinnpumpe zur Spinndüse (300 Loch, 70μιη), welche in ein 40 °C temperiertes wässrigen Spinnbad aus 80 g/l Schwefelsäure und 240 g/l Natriumsulfat ragte, gefördert. Die koagulierten Filamente wurden mittels eines Düsenverzugs von 0,7 abgezogen und weiter in einem Reckbad (Reckfaktor 1,33, 80°C, 20 g/l H2S04) geführt und anschließend der Wäsche (60 °C, destilliertes Wasser) zugeführt, bevor diese bei 80 °C mit Hilfe von Trockengaletten isometrisch getrocknet und final als Filamentgarn aufgespult wurden.

Die so erzeugten Filamente hatten eine Reißfestigkeit von 32 cN/tex, eine Dehnung von 6% sowie einen Modul von 1200 cN/tex.

Zur Erzeugung des CX wurden vorab 15 Teile CS 2 bezogen auf die Teile der erzeugten Cellulosregene-ratfilamente zur Derivatisierung der Cellulose eingesetzt. Beispiel 6

Es wurde wie nach Beispiel 4 verfahren und aus der Spinnlösung bei -2°C eine Mischung mit Baumwollfasern und Natriumcarbonat hergestellt. Pro 1 Teil Cellulose in Form der gelösten Cellulosederivate kamen dabei 0,5 Teile

Baumwollfasern und 9,3 Teile Na 2 C0 3 x 10H 2 O. Diese Mischung wurde bei 100 °C 8 Stunden zu einem Schwamm koaguliert. Der Schwamm wurde mit Wasser ausgewaschen, mit Säure neutralisiert, nochmals mit Glycerin enthaltenen Wasser gewaschen und getrocknet. Nach dem Trocknen wurde die Wasser- aufnähme bestimmt. Der Schwamm nahm 125% seines Trockengewichtes an

Wasser auf.