BRPI0409544B1

BRPI0409544B1 - Método e dispositivo para a produção de linhas fiadas e fibras de lyocell

Info

Publication number: BRPI0409544B1
Application number: BRPI0409544-8A
Authority: BR
Inventors: Stefan Zikeli; Klaus Weidinger; Lutz Glaser; Werner Schumann
Original assignee: Chemiefaser Lenzing Ag
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2004-02-11
Publication date: 2014-07-22
Also published as: TWI278541B; EP1608803A1; CN1774527A; CN100410430C; TW200422447A; US20060083918A1; DE502004007553D1; DE10314878A1; BRPI0409544A; ATE400677T1; KR100691913B1; EP1608803B1; KR20050119675A; WO2004088010A1; ZA200507946B

Description

MÉTODO E DISPOSITIVO PARA A PRODUÇÃO DE LINHAS

FIADAS E FIBRAS DE LYOCELL A invenção refere-se a um método e um dispositivo para a produção de linhas fiadas de Lyocell a partir de uma solução de fiação que contém água, celulose e óxido de amina terciária e linhas fiadas produzidas por esse método.

Além disso, a invenção refere-se a um dispositivo para a manufatura de linhas fiadas a partir de uma solução de fiação que contém celulose, água e óxido do amina terciária, com uma tubeira de fiação, através da qual a solução de fiação pode ser extrudada em operação para formar linhas fiadas, com um banho de precipitação com um agente de precipitação para precipitar a celulose, através do qual as linhas de fiação são passadas em operação, com um primeiro meio de estiramento, através do qual as linhas fiadas podem ser esticadas em operação, e com um segundo meio de estiramento, através do qual as linhas fiadas esticadas pelo primeiro meio de estiramento podem ser pós-esticadas em operação, e com um dispositivo de aquecimento arranjado na região do segundo meio de estiramento e por meio do qual as linhas fiadas podem ser aquecidas em operação durante o pós- estiramento.

Com o método de fabricação, a solução de fiação é primeiramente extrudada como linhas fiadas, e a seguir as linhas fiadas são esticadas e passadas através de um banho de precipitação, e depois disso a celulose das linhas fiadas coagula. 0 método de produção de linhas fiadas (a seguir, os termos "fibras" e "linhas" são usados como sinônimos) da celulose dissolvida em um óxido de amina terciária, tal como o N-óxido de N-metil morfolina, e água, também denominado método de Lyocell, remonta aos relatórios descritivos das patentes U.S. n° 4.142.913, U.S. n° 4.144.080, U.S. n° 4.211.574, U.S. n° 4.246.221, U.S. n° 4.261.943 e U.S. n° 4.416.698. Nessas publicações de patentes, atribuíveis a McCorsley, o princípio fundamental da produção de fibras de Lyocell com as três etapas do processo de extrusão da solução de fiação como linhas fiadas em um espaço vazio, estiramento das linhas fiadas extrudadas no espaço vazio e precipitação da celulose em um banho de precipitação foi descritos em primeiro lugar.

Após a precipitação e a coagulação da celulose, as linhas fiadas podem ser passadas para etapas de processamento adicionais. Dessa maneira, as linhas fiadas podem ser lavadas, secadas e tratadas ou impregnadas com aditivos. As linhas fiadas podem ser cortadas para a produção de fibras de comprimento padrão. A vantagem do método de Lyocell reside na boa compatibilidade ambiental e nas excelentes propriedades mecânicas das linhas fiadas ou das fibras. Através de vários outros desenvolvimentos do método desenvolvido por McCorsley, a eficiência pôde ser melhorada significativamente.

As fibras de Lyocell diferem no que diz respeito à sua estrutura e as suas propriedades têxteis e em sua manufatura a partir de outras fibras de celulose, tal como descrito, por exemplo, nas patentes DE-A-100 16 307, WO-A- 01/58960, DE-A-197 53 806, DE-A-197 21 609, DE-A-195 11 151 e DE-A-43 12 219.

Um problema especial do método de Lyocell em comparação com os métodos descritos nas patentes acima reside na alta aderência de superfície das linhas fiadas recém extrudadas. Quando as linhas fiadas tocam umas nas outras no espaço vazio, elas grudam umas nas outras, o que conduz a uma qualidade insatisfatória da fibra ou até mesmo em uma interrupção no processo de fiação e a um reinicio da fiação.

Tal como descrito na patente DE-A-284 41 63, McCorsley utilizou as linhas fiadas no espaço vazio através de um rolo com uma solução do banho de precipitação. Esse arranjo não é entretanto prático a altas velocidades de fiação. Uma série de outros desenvolvimentos do método de McCorsley envolve portanto medidas para reduzir a aderência de superfície das linhas fiadas no espaço vazio e melhorar a confiabilidade operacional, também conhecida como confiabilidade de fiação, do método de produção.

Uma medida, que é difundida no estado da técnica na produção de fibras de Lyocell ou de linhas fiadas, consiste em soprar com um gás de resfriamento nas linhas fiadas no espaço vazio a fim de resfriar a superfície das linhas fiadas recém extrudadas e reduzir a sua aderência. Esse tipo de sopro de resfriamento é descrito, por exemplo, nos pedidos de patente WO-A-93-9230, WO-A-94 2818, WO-A-95 01470 e WO-A-95 01473. De acordo com essas publicações, vários tipos e realizações de ventilação são utilizados dependendo do arranjo das aberturas de extrusão através das quais a solução de fiação é extrudada.

Um outro problema na produção de fibras de Lyocell é o desenho do banho de precipitação. Devido à alta velocidade de extrusão, as linhas fiadas são mergulhadas na solução do banho de precipitação a uma alta velocidade e carregam com elas a solução de banho de precipitação circundante. Conseqüentemente, um fluxo é gerado no banho de precipitação, o qual agita a superfície do banho de precipitação e tensiona mecanicamente as linhas fiadas até o ponto de rasgar as mesmas quando da sua imersão no banho de precipitação. A fim de manter a superfície do banho de precipitação tão calmo quanto possível com as aberturas de extrusão arranjadas em um formato anular, nas patentes DE-A- 100 60 877 e DE-A-100 60 879 as linhas fiadas são passadas através de funis de fiação especialmente desenhados cheios com o banho de precipitação. Com os funis de fiação, a solução do banho de precipitação flui para fora junto com as linhas fiadas na extremidade inferior. Essa corrente dirigida pela força da gravidade pode, tal como descrito na patente DE-A-44 09 609, ser explorada para esticar as linhas fiadas.

Com as aberturas da extrusão arranjadas em uma área retangular, de acordo com a patente DE-A-100 37 923 bons resultados forem obtidos quando as linhas fiadas formam uma cortina essencialmente lisa e são defletidas para a superfície do banho de precipitação como uma cortina lisa no banho de precipitação. Um elemento de deflexão é arranjado no banho de precipitação nesse desenho. O processamento adicional de fibras de Lyocell depois da extrusão e da coagulação da celulose para obter determinadas propriedades mecânicas das linhas fiadas é menos bem documentado na literatura de patentes.

No artigo básico "Was ist neu na den neuen Fasern der Gattung Lyocell?" (O que há de novo nas novas fibras do tipo Lyocell?) , Lenzinger Berichte (Relatórios de Lenzinger) 9/94, páginas 37-40, supõe-se que a estrutura da fibra e as propriedades da fibra são determinadas pelo alinhamento molecular durante a extrusão e o estiramento que segue diretamente a extrusão. Aqui, as fibras de Lyocell diferem crucialmente das fibras que são descritas nas patentes DE-A- 197 53 806, DE-A-197 21 609, DE-A-195 11 151, DE-A-100 16 307 e DE-A-43 12 219.

Este tópico é tirado da nova literatura de patentes e foi implementado na prática. Dessa maneira, nas patentes EP-A-823 945, EP-A-853 146 e DE-A-100 23 391 são descritos dispositivos nos quais, depois do pós-estiramento das linhas fiadas extrudadas e depois da coagulação da celulose nas linhas fiadas esticadas, elas são mantidas livres do tensionamento durante o processamento adicional. Esses desenvolvimentos são baseados na idéia de que as propriedades mecânicas das linhas fiadas esticadas e coaguladas não podem mais ser modificadas.

Uma maneira que parece ir inicialmente no sentido oposto é apresentada somente na patente EP-A-494 851. Nessa publicação, é descrito um método no qual que a celulose extrudada e coagulada essencialmente livre de tensão é esticada. 0 ponto essencial neste método é que não ocorre nenhum estiramento das linhas fiadas recém extrudadas. Com esse método da patente EP-A-494 851, que é incomum para o processamento de Lyocell e que aparentemente não foi desenvolvido ainda mais, uma formação retrospectiva das linhas fiadas deve se tornar possível. 0 método da patente EP-A-494 851 é conseqüentemente similar a um processo de deformação plástica, através do qual o material de partida, as fibras de Lyocell não esticadas, exibe uma consistência borrachenta. As propriedades mecânicas das fibras produzidas de acordo com o método da patente EP-A-4 94 851 não são no entanto compatíveis com os requisitos atuais.

Na patente DE-A-102 23 268 está descrito que uma precipitação de múltiplos estágios e ao mesmo tempo um estiramento de múltiplos estágios das linhas fiadas podem ser executados se o dispositivo umectante for aplicado simultaneamente ao estiramento das linhas fiadas. Com essa medida, o requisito sobre o meio de tratamento é reduzido e o controle do processo de precipitação é melhorado, mas as propriedades de têxteis não são essencialmente afetadas por esse tipo de estiramento retrospectivo.

Na patente JP-A-03-076822 é descrito um método de produção der fibras resistentes ao fogo. Depois da coagulação das fibras não esticadas, os filamentos são esticados pela primeira vez, a seguir um óleo é aplicado, e eles são secados. Em seguida os filamentos são pós-esticados sob vapor e secados outra vez.

Para modificar as propriedades mecânicas, tais como a resistência ao laço, a tendência à fibrilação e a resistência à tração das fibras de Lyocell, atualmente o repertório é essencialmente tomado, tal como descrito no artigo "Strukturbildung von Cellulosefasern aus Aminoxidlosungen" (Formação da estrutura de fibras de celulose a partir de soluções de óxido de amina), Lenzinger Berichte (Relatório Lenzinger) 9/94, páginas 31-35. Por conseguinte, as propriedades físicas relacionadas com têxteis de fibras de Lyocell são ajustadas através da modificação da concentração de celulose na solução de fiação (tal como no pedido de patente WO-A-96 18760), pela variação das condições de extração (tal como na patente DE-A-42 19 658) e o uso de aditivos (tal como nas patentes DE-A-44 26 966, DE-A-218 121, e no pedido de patente WO-A-94 20656) através da modificação das condições de precipitação (tal como na patente AT-B-395 724) . Todos esses métodos permitem entretanto somente um controle indireto das propriedades mecânicas das linhas ou fibras de Lyocell que no gerenciamento do processo é muito impreciso. O objetivo da invenção consiste portanto no aperfeiçoamento dos métodos e dispositivos conhecidos para a manufatura de fibras de Lyocell de maneira tal que as propriedades mecânicas tais como a resistência ao laço e a resistência à tração das fibras de Lyocell podem ser seletivamente influenciadas por um processo que é fácil de controlar.

Este objetivo é atingido para o método de fabricação mencionado na introdução, uma vez que as linhas fiadas esticadas são pós-esticadas e simultaneamente tratadas a quente.

Para o dispositivo mencionado na introdução, esse objetivo é atingido, uma vez que as linhas fiadas podem ser esticadas pelo primeiro meio de estiramento em um espaço vazio antes de entrarem no banho de precipitação.

Surpreendentemente, as propriedades mecânicas aqui em detalhe o módulo de umedecimento - comparadas às fibras convencionais de Lyocell podem ser melhoradas substancialmente através do pós-estiramento ou pela alongamento das linhas fiadas que já tinham sido esticadas no espaço vazio e então coaguladas. Devido ao tratamento a quente durante o pós-estiramento, de acordo com os testes iniciais, o módulo de umedecimento é reduzido ligeiramente e a fibra torna-se outra vez ligeiramente mais elástica.

Ao contrário do método e do dispositivo da patente DE-A-102 23 268, o tratamento a quente executado durante o pós-estiramento facilita uma melhoria decisiva das propriedades têxteis das fibras de Lyocell.

Dessa maneira, as fibras de Lyocell produzidas com o método de acordo com a invenção podem atingir um módulo de umedecimento de pelo menos 250 cN/tex e de um número de abrasão com umidade por 25 fibras de pelo menos 18. Com o método de acordo com a invenção, valores do módulo de umedecimento da invenção de pelo menos 300 cN/tex ou 350 cN/tex podem ser obtidos. 0 alongamento com força de tensão máximo com umidade pode aqui assumir valores relativamente baixos, por exemplo, de no máximo 12%.

Quanto mais elevado o tensionamento especificado com o qual as linhas fiadas são pós-esticadas ou estendidas, mais elevado o módulo de umedecimento parece ser para as linhas fiadas e fibras acabadas. Um aumento substancial no módulo de umedecimento comparado às fibras convencionais pode ser obtido de acordo com uma implementação vantajosa do método se o tensionamento especificado com o qual o pós- estiramento é executado for de pelo menos 0,8 cN/tex. Valores mais elevados para o módulo de umedecimento podem ser obtidos se, de acordo com uma realização adicional, o tensionamento especificado durante o pós-estiramento for de pelo menos 3,5 cN/tex.

Geralmente, valores mais elevados para o módulo de umedecimento são obtidos se as linhas fiadas forem coaguladas antes do pós-estiramento. O tratamento a quente pode ser executado como um processo de secagem em um estágio depois de um processo de lavagem ou de impregnação, isto é, a denominada secagem com tensão. Alternativamente, o tratamento a quente pode ocorrer em uma atmosfera de vapor ou de vapor seco. 0 vapor ou o vapor seco pode conter agentes de impregnação que agem nas linhas fiadas e levam a um tratamento secundário químico. O tratamento a quente é de preferência executado em um forno no qual as linhas fiadas esticadas e coaguladas são pós-esticadas com um tensionamento especificado entre duas polias de liço. Aqui, um gás inerte quente, tal como o ar quente, ou o vapor ou vapor seco, pode ser passado através das superfícies das galettes e das linhas fiadas que se encontram nos mesmos.

Depois do pós-estiramento, as linhas fiadas podem ser frisadas, contanto que a frisagem natural das linhas fiadas seja reduzida significativamente devido ao pós- estiramento. Aqui, o tratamento com vapor seco ao mesmo tempo que a frisagem também é possível.

Finalmente, as linhas fiadas podem ser cortadas para a manufatura de fibras de comprimento padrão. A seguir, a invenção é explicada mais detalhadamente com base em uma realização e com base em resultados experimentais e em exemplos experimentais com referência aos desenhos.

Os seguintes são mostrados: a Figura 1 é uma vista geral esquemática de um sistema para a manufatura de fibras de Lyocell pós-estiradas; a Figura 2 uma realização de um dispositivo de pós- estiramento em uma vista esquemática; a Figura 3 é uma realização adicional do dispositivo de pós-estiramento em uma vista esquemática.

Primeiramente, a estrutura básica de um sistema 1 para a manufatura de fibras de Lyocell é descrita com base na representação esquemática da Figura 1. 0 sistema 1 da Figura 1 é usado para a manufatura de fibras de Lyocell de comprimento padrão.

Uma solução de fiação altamente viscosa que contém água, celulose e óxido de amina terciária, por exemplo, N- óxido de N-metil morfolina, é passada, por exemplo, através de um sistema de tubulação 2. 0 sistema de tubulação 2 é construído de uma maneira modular a partir de das seções de tubulação de fluido 2a de um determinado comprimento, as quais são unidas umas às outras através de padrão 2b.

As seções de tubulação de fluido são dotadas de um dispositivo de estabilização de temperatura interna 3, o qual é embutido nas seções de tubulação de fluido 2 no ponto do fluxo do núcleo da solução de fiação e através do qual a temperatura da solução de fiação no sistema de tubulação 2 é controlada em circuito fechado.

Um fluido controlado pela temperatura é passado através dos módulos de alimentação 4 arranjados entre duas seções de tubulação de fluido adjacentes através do dispositivo de estabilização de temperatura interna, tal como indicado pelas setas 5. Os módulos de alimentação 4 exibem essencialmente a dimensão dos flanges padrão e podem ser dotados de tais flanges para a conexão. A determinadas distâncias, os módulos de estouro 6, arranjados analogamente entre as seções de tubulação de fluido 2a, são substituídos em lugar dos módulos de alimentação 4. Os módulos de estouro 6 exibem essencialmente o mesmo desenho que os módulos de alimentação 4. Eles são dotados de elementos de estouro que não são mostrados na Figura 1 e que estouram quando alguma pressão é excedida no sistema de tubulação 2, permitindo um desvio da pressão para fora. 0 estouro pode ocorrer particularmente durante uma reação exotérmica espontânea da solução de fiação devido ao super-envelhecimento ou ao super-aquecimento. A solução de fiação emitida para fora durante o estouro é apanhada nos recipientes de coleta 7, de onde ela pode ser reciclada ou removida. A solução de fiação é passada para uma cabeça de fiação 8 através do sistema de tubulação 2. A cabeça de fiação 8 é dotada de uma tubeira de fiação 9 que compreende um grande número de aberturas de extrusão (não ilustradas), normalmente muitos milhares de aberturas de extrusão. A solução de fiação é extrudada como linhas fiadas 10 através das aberturas de extrusão. 0 arranjo das aberturas de extrusão na tubeira de fiação 9 pode ser de formato circular, anular ou retangular; a seguir, é feita referência somente a um arranjo retangular como um exemplo. A fim de que as condições de fiação ideais prevaleçam nas aberturas de extrusão, além do dispositivo de estabilização de temperatura 3 no sistema de tubulação 2, outros dispositivos instalados podem ser empregados, os quais podem analogamente ser facilmente unidos às seções de tubulação de fluido 2a ou aos módulos de alimentação 4 ou os módulos de estouro 6 através de flanges padrão. Dessa maneira, um recipiente de equalização de pressão 11a pode ser arranjado no sistema de tubulação 2 para compensar as variações da pressão e as variações de fluxo de volume na solução de fiação no sistema de tubulação 2 através da alteração do seu volume interno, assegurando uma pressão de extrusão constante nas aberturas de extrusão da cabeça de fiação 8.

Além disso, um dispositivo de filtro mecânico 11b com um elemento de filtro retropurgável (não mostrado) pode ser empregado no sistema de tubulação 2. 0 elemento de filtro exibe uma finura entre 5 pm e 25 μη. Devido ao dispositivo de filtro 11b, ocorre uma filtração continua ou - ao utilizar vasos de armazenagem temporários de operação alternada (não ilustrados) - descontínua da solução de fiação.

As aberturas de extrusão são limitadas em um espaço vazio 12 através do qual as linhas fiadas recém extrudadas 10 passam e no qual as linhas fiadas são esticadas pelo tensionamento. No espaço vazio 12, um fluxo de gás refrigerante 13, produzido por um dispositivo ventilador 14, é dirigido sobre as linhas fiadas 10. A temperatura, a umidade e a composição do fluxo de gás refrigerante 13 podem ser controlados aos valores especificados predeterminados ou variáveis por um dispositivo climático 15. O fluxo de gás refrigerante 13 age a uma distância da tubeira de fiação 9 nas linhas fiadas 10 e exibe um componente de velocidade na direção de extrusão E de modo que as linhas fiadas são esticadas pelo fluxo de gás refrigerante 13. Para facilitar um bom transporte de calor, o fluxo de gás refrigerante 13 é turbulento.

Depois de terem cruzado o espaço vazio 12, as linhas fiadas 10 entram em um banho de precipitação 16. A fim de evitar a agitação acima da superfície do banho de precipitação 16, o fluxo de gás refrigerante 13 é espaçado suficientemente da superfície 17 do banho de precipitação, de modo que não colide na superfície.

No banho de precipitação 16, as linhas fiadas 10 são defletidas por um defletor de formato essencialmente de rolo 18 para uma unidade de feixes 19 fora do banho de precipitação, de modo que elas passam outra vez através da superfície 17 do banho de precipitação. 0 defletor ou desviador pode ser configurado rigidamente ou fixado, ou pode girar com as linhas fiadas. A unidade de feixes 19 é acionada de modo rotativo e, tal como o primeiro meio de estiramento, exerce um tensionamento, agindo de volta nas aberturas de extrusao da tubeira de fiação 9, através do desviador 18 nas linhas fiadas 10, o que estica as linhas fiadas. Naturalmente que o desviador 18 também pode ser impelido como um meio de estiramento. A fim de esticar as linhas fiadas 10 tão suavemente quanto possível, o tensionamento também pode ser produzido unicamente pelo fluxo de gás refrigerante 13 como o primeiro meio de estiramento. Isto tem a vantagem de que o tensionamento é transferido para as linhas fiadas 10 por uma tensão de atrito que age distribuída sobre a superfície das linhas fiadas.

Da unidade de feixes 19, as linhas fiadas 10 são combinadas em um feixe de linhas fiadas 20. Em seguida, as linhas fiadas 10, ainda umedecidas com a solução de banho de precipitação 16 e combinadas com um feixe de linhas fiadas 20, são colocados sem tensão sobre um dispositivo de transporte 21 e transportadas no mesmo principalmente livres de tensionamento. Durante o transporte das linhas fiadas no dispositivo de transporte 21, ocorre a coagulação completo ou quase completa da celulose das linhas fiadas com tão pouco efeito de tensão quanto possível. O dispositivo de transporte 21 pode, tal como mostrado na Figura 1, ser configurado como um vibrotransportador, o qual transporta o feixe de linhas fiadas 20, ou opcionalmente uma série de feixes de linhas fiadas 20 simultaneamente, por meio de vibrações na direção de transporte F. As vibrações do dispositivo de transporte 21 são indicados pela seta dupla 22. Devido ao movimento para a frente e para trás 21, o feixe de linhas fiadas 20 é colocado em ordem no dispositivo de transporte. Em vez do vibrotransportador 22, outros dispositivos de transporte, tal como uma série de polias de liço arranjadas consecutivamente, pode ser usada com uma velocidade circunferencial que é quase constante ou que é reduzida na direção de transporte.

Durante o transporte no dispositivo de transporte 21, vários tratamentos do feixe de linhas fiadas 20 podem ocorrer, por exemplo, o feixe de linhas fiadas 20 pode ser lavado uma vez ou muitas vezes, secado e branqueado, por exemplo por um sistema de borrifo 23 do qual um meio de tratamento 24 é aspergido no feixe de linhas fiadas 20. O feixe de linhas fiadas 20 é tomado por uma polia de liço 25 do dispositivo de transporte 21 e passado para uma segunda unidade pós-estiramento 26 através da qual as linhas fiadas completamente coaguladas 10 são pós-esticadas.

Na realização da Figura 1, o pós-estiramento ocorre durante o tratamento a quente ou a secagem simultâneos na forma de secagem com tensão, pois dessa maneira as propriedades mecânicas das linhas fiadas 10 são influenciadas de modo mais favorável. Propriedades ligeiramente piores, que no entanto ainda são excelentes comparadas com o estado da técnica, são obtidas quando o tratamento a quente durante o pós-estiramento é omitido. O segundo meio pós-estiramento 26 também pode ser disposto imediatamente depois da unidade de formação de feixes 19, isto é, entre o dispositivo de transporte 21 e o banho de precipitação 16, de modo que as linhas fiadas pós- esticadas são sujeitadas primeiramente a outras etapas de tratamento.

Para executar o tratamento a quente,· o meio de pós- estiramento 26 na seção de entrada da linha fiada 20 pode compreender um dispositivo de aquecimento 27 que coloca o feixe de linhas fiadas 20 em uma determinada temperatura e seca ao mesmo tempo o feixe de linhas fiadas 20 pelo menos na superfície.

No meio de pós-estiramento 26, as linhas fiadas são passadas sobre duas polias de liço 28, 29, as quais são impelidas de maneira tal que o feixe de linhas fiadas 20 é sujeitado a um tensionamento pós-estiramento predeterminado ZN entre eles. O feixe de linhas fiadas sujeitado a esse tensionamento é mantido a uma alta temperatura especificada e durante o pós-estiramento ele pode ser impregnado particularmente com um gás inerte quente, tal como o ar, ou vapor, por exemplo, vapor seco e com os agentes de intumescimento ou outros agentes para o tratamento químico da fibra, tal como indicado pelas setas 30. As polias de liço 28, 29 também podem ser aquecidas para suportar o efeito de secagem.

Devido ao pós-estiramento, o feixe de linhas fiadas 20 exibe um frisado reduzido em comparação com as fibras convencionais de modo que ele é frisado através de uma caixa de empanque 31. Em seguida, o feixe de linhas fiadas 20 é cortado por um dispositivo cortador 32. Se uma fibra sem fim tiver que ser produzida, a frisagem e/ou o corte podem naturalmente ser omitidos.

Depois da frisagem e do corte, as fibras de comprimento padrão podem ser transportadas em uma orientação aleatória na forma de um cabo sem fim frisado 33 em um dispositivo de transporte 34 para outras etapas de processamento. A Figura 2 mostra esquematicamente uma realização de um meio de pós-estiramento 26. Com esta realização, ocorre o pós-estiramento na forma de secagem com tensão.

Tal como já foi descrito para a Figura 1, o meios de pós-estiramento 26 compreende duas polias de liço 28, 29 que são impelidas de maneira tal que o feixe de linhas fiadas 20 é tensionado ou estendido entre elas com um tensionamento predeterminado ZN de pelo menos 0,8 cN/tex, de preferência de pelo menos 3,5 cN/tex. A este respeito, a polia de liço 29 que segue na direção de transporte F pode ser girada a uma velocidade predeterminada maior do que a polia de liço 28 precedente na direção de transporte F, com o que um resvalamento, que determina essencialmente o tensionamento Zn, pode prevalecer entre a polia de liço 29 e o feixe de linhas fiadas 20 em laço em torno da galette. A contração do feixe de linhas fiadas 20 durante a secagem também pode ser explorada para o seu estiramento. Uma vez que o feixe de linhas fiadas encurta durante o processo de secagem, um alongamento ou pós-estiramento também ocorre então se esse encurtamento não for compensado pela velocidade de rotação das polias de liço 28, 29. Desta maneira, o pós- estiramento também pode ocorrer quando as galettes 28, 29 giram essencialmente na mesma velocidade ou a velocidades apenas ligeiramente diferentes.

Uma ou ambas as polias de liço 28, 29 podem ser dotadas de uma superfície 30 que seja pelo menos permeável a gases e através da qual um gás inerte quente, um vapor ou um vapor seco é comprimido do espaço interior das polias de liço. 28, 29 através do feixe de linhas fiadas 20 em laço em torno das polias de liço 28, 29.

Alternativa ou adicionalmente à formação de laços conforme ilustrado na Figura 2, um rolo 28a, 29a, também permeável ao vapor e que gira ativa ou passivamente com a polia de liço, pode ser arranjado em uma posição oposta a cada polia de liço 28, 29, conforme ilustrado esquematicamente na Figura 3. Os rolos 28a, 29a também apresentam superfícies permeáveis através das quais o gás inerte ou o vapor são extraídos. Cilindros grandes também podem ser empregados em vez dos rolos.

Em vez das polias de liço 28, 29 cilindros maiores ou cilindros de sucção com uma superfície perfurada também podem ser utilizados, através dos quais o gás quente é extraído.

Na região entre as polias de liço 28, 29, ar quente ou um outro gás quente inerte, vapor ou vapor seco é passado através do gás ou dos feixes de linhas fiadas 20. A eficácia de pós-estiramento foi comprovada em uma série de testes.

Os testes foram realizados em um feixe de linhas fiadas de 79.270 linhas fiadas individuais e um título total de 110.978 dtex, que corresponde a um único título de 1,4 dtex. A Tabela I fornece uma visão geral dos resultados dos testes .

Em uma primeira série de testes (Testes 1 a 7) o feixe de linhas fiadas foi secados a 73°C durante quinze minutos sob várias condições.

No teste 1 o feixe de linhas fiadas foi secado sem tensão.

No teste 2 o feixe de linhas fiadas foi secado sem tensão, umedecido outra vez e secado sob tensão. Para fazer isto, o feixe de linhas fiadas foi passado através de dois olhais a uma distância de 50 cm e carregado em cada extremidade durante a secagem com 19 quilogramas.

No teste 3 o feixe de linhas fiadas foi secado sem tensão, umedecido outra vez e secado sob tensão. Para fazer isto, o feixe de linhas fiadas foi passado através de dois olhais a uma distância de 50 cm e carregado em cada extremidade durante a secagem com 38 quilogramas.

No teste 4 o feixe de linhas fiadas foi apertado entre dois prendedores a uma distância de 3 8 cm e então secado.

No teste 5 o feixe de linhas fiadas úmido foi secado sob tensão. 0 feixe de linhas fiadas foi passado através de dois olhais a uma distância de 50 cm e carregado em cada extremidade com um peso de 9 quilogramas.

No teste 6 o feixe de linhas fiadas úmido foi secado sob tensão. 0 feixe de linhas fiadas foi passado através de dois olhais a uma distância de 50 cm e carregado em cada extremidade com um peso de 19 quilogramas.

No teste 7 o feixe de linhas fiadas úmido foi secado sob tensão. O feixe de linhas fiadas foi passado através de dois olhais a uma distância de 50 cm e carregado em cada extremidade com um peso de 38 quilogramas.

Em uma segunda série dos testes o feixe de linhas fiadas foi sujeitado ao tratamento com uma solução da soda cáustica (NaOH) antes da secagem. Primeiramente, o feixe de linhas fiadas foi tratado com uma solução de NaOH a 5% por cinco minutos e lavado em seguida com água totalmente deionizada. A solução de NaOH foi neutralizada com ácido fórmico a 1% e lavada outra vez com água totalmente deionizada. O feixe de linhas fiadas foi secado então no secador a 73°C por trinta minutos.

No teste 8 o feixe de linhas fiadas foi secado sem tensão.

No teste 9 o feixe de linhas fiadas foi secado sem tensão, umedecido outra vez e secado sob tensão. Para fazer isto, o feixe de linhas fiadas foi passado através de dois olhais a uma distância de 50 cm e carregado em cada extremidade com 19 quilogramas.

No teste 10 o feixe de linhas fiadas foi secado sem tensão, umedecido outra vez e secado sob tensão. Para fazer isto, o feixe de linhas fiadas foi passado através de dois olhais a uma distância de 50 cm e carregado em cada extremidade com 38 quilogramas.

No teste 11 o feixe de linhas fiadas foi apertado entre dois prendedores a uma distância de 38 cm e secado em seguida.

No teste 12 o feixe de linhas fiadas úmido foi secado sob tensão. O feixe de linhas fiadas foi passado através de dois olhais a uma distância de 50 cm e carregado em cada extremidade com um peso de 9 quilogramas.

No teste 13 o feixe de linhas fiadas úmido foi secado sob tensão. O feixe de linhas fiadas foi passado através de dois olhais a uma distância de 50 cm e carregado em cada extremidade com um peso de 19 quilogramas.

No teste 14 o feixe de linhas fiadas úmido foi secado sob tensão. O feixe, de linhas fiadas foi passado através de dois olhais a uma distância de 50 cm e carregado em cada extremidade com um peso de 38 quilogramas.

Com o feixe de linhas fiadas seco, o titulo, a resistência à tensão máxima relacionada com o denier, o alongamento de força de tensão máximo, a força de tensão máxima úmida relacionada com o denier, a solicitação da força de tensão máxima úmida, a força de tensão máxima de laço relacionada com o denier, o módulo de umedecimento e o número de abrasão com umidade foram então determinados. Ao fazer isto, as seguintes especificações de teste foram seguidas.

O título foi determinado de acordo com a norma DIN EN ISO 1973. A força de tensão máxima (a úmido) e o alongamento de força de tensão máximo (a úmido) foram determinados de acordo com a norma DIN EN ISO 507 9. A força de tensão máxima de laço foi determinada de acordo com a norma DIN 53843 Parte 2. O módulo de umedecimento foi determinado em um feixe de fibras que pôde ser utilizado de acordo com a norma DIN EN 1973. O procedimento seguiu a especificação de teste ASG N 211 da Alceru Schwarza GmbH. Os testes para a determinação do módulo de umedecimento foram realizados em uma máquina de teste de tensão com taxa constante de alongamento e medição de força eletrônica de baixo deslocamento. 0 comprimento de aperto do pacote de fibras era de 10,0 mm ± 0,1 mm. A força pré-tensao relacionada com o denier para um titulo de mais de 2,4 dtex era de 2,5 mN/tex ±0,5 mN/tex. Com um titulo de até 2,4 dtex, uma massa pré- tensão 50 mg foi utilizada. A taxa de solicitação era de 2,5 mm/min com um alongamento úmido médio à ruptura de até 10%, 5,0 mm/min com um alongamento úmido médio na ruptura de mais de 10 a 20% e 7,5 mm/min com um alongamento úmido médio à ruptura de mais de 20%.

Cinco feixes de linhas fiadas foram colocados em um prato liso com uma solução de agente de umedecimento por pelo menos dez segundos, sendo que previamente a massa pré-tensâo foi apertada em uma extremidade de cada feixe de linhas fiadas. A amostra de teste colocada respectivamente durante o tempo mais longo foi removida do prato e utilizada para o teste de tensão e depois de cada teste uma nova amostra de teste tinha que ser colocada no prato para o umedecimento. O feixe de linhas fiadas a ser apertado foi apertado com a sua extremidade oposta à massa pré-tensão na máquina de teste de tensão enquanto a pré-tensão foi efetuada e então o prendedor inferior foi fechado e o tanque de imersão com a solução de agente de umedecimento foi elevado de modo que o nivel de líquido alcançasse tanto quanto possível o prendedor superior sem no entanto tocá-lo. A distância entre os prendedores deve ser aumentada continuamente à taxa de solicitação acima indicada até ser obtida uma taxa de solicitação de 5%. Nesse momento, o movimento do prendedor inferior foi interrompido e a força de tensão com umidade foi determinada em mJSJ até uma casa decimal. O módulo de umedecimento M é calculado a partir da média aritmética da força de tensão a úmido F em milinewtons, e o denier médio T em tex é calculado para as fibras fiadas testadas e indicado em milinewtons por tex arredondado para números inteiros: M = F/(T · 0,05). O número de abrasão com umidade foi determinado com um dispositivo de teste de abrasão com umidade de fibra FNP da SMK Prázisionsmechanik Gera GmbH. O número de abrasão com umidade é o número de rotações do eixo abrasivo até a fratura da fibra apertada sob a pré-tensão definida no dispositivo de teste de abrasão com umidade. O peso pré-tensâo para um titulo entre 1,2 e 1,8 dtex era de 70 mg. A velocidade de rotação do eixo abrasivo era de 400 rpm, e o ângulo do contato de 45°. O eixo abrasivo é dotado de um tubo de têxtil. A partir dos testes de acordo com a Tabela 1, um aumento surpreendente no módulo com umidade, bem como no número de abrasão com umidade das fibras pós-esticadas pode ser visto em comparação com as fibras convencionais que não foram pré-esticadas (Teste 1). Com os feixes de linhas fiadas seco sem tensão, os quais foram então umedecidos outra vez e secados sob tensão (testes 2, 3 e 9, 10) , a uma carga com 38 quílogramas (que corresponde a 3,12 cN/tex) comparada com a carga com 19 quilogramas (que corresponde a 1,6 cN/tex), ocorreu um aumento no módulo com umidade com uma ligeira queda no número de abrasão com umidade. Com uma carga mais pesado, podem ser obtidos módulos de umedecimento mais elevados do que com os feixes de fibras úmidos que foram secados sob tensão nos testes 5 a 7 e 12 a 14. A força de tensão máxima, medidos a úmido e a seco, fica essencialmente inalterada em comparação com as fibras depois do teste 1, as quais não foram pré-esticadas. Pode-se concluir a partir do alongamento de força de tensão máximo reduzido e da força de tensão máxima de laço reduzida conjuntamente com o módulo de umedecimento e o número de abrasão com umidade que as fibras pré-esticadas são mais frágeis e dúcteis do que as fibras que não foram pré- esticadas .

Consequentemente, os testes mostram que fibras com um módulo de umedecimento melhorado e um número de abrasão com umidade melhorado podem ser produzidas através de pós- estiramento ou através de secagem com tensão.

Claims

1. MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE FIBRAS DE LYOCELL, a partir de uma solução de fiação que contem água, celulose e óxido de amina terciária, sendo que as seguintes etapas no método são executadas: extrusão da solução de fiação como linhas fiadas (10) , estiramento das linhas fiadas (10), passagem das linhas fiadas através de um banho de precipitação (16), caracterizado pelo fato de apresentar a seguinte etapa no método: pós-estiramento e tratamento a quente simultâneos das linhas fiadas esticadas (10) após a passagem através do banho de precipitação (16).

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de apresentar a seguinte etapa no método: coagulação da celulose das linhas fiadas (10) antes do estiramento.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de apresentar as seguintes etapas no método: - pós-estiramento com um tensionamento de pelo menos 0,8 cN/tex.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de apresentar a seguinte etapa no método: - pós-estiramento com um tensionamento de pelo menos 3,5 cN/tex.

5. MÉTODO, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de apresentar a seguinte etapa no método: - tratamento das linhas fiadas durante o tratamento a quente com um gás inerte quente.

6. MÉTODO, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de apresentar a seguinte etapa no método: - tratamento das linhas fiadas durante o tratamento a quente com vapor.

7. MÉTODO, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de apresentar a seguinte etapa no método: - passagem das linhas fiadas (10) através de um espaço vazio (12) antes do banho de precipitação (16).

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de apresentar a seguinte etapa no método: - sopro das linhas fiadas (10) no espaço vazio (12) com um fluxo do gás refrigerante (13) .

9. MÉTODO, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de apresentar a seguinte etapa no método: - transporte das linhas fiadas livres do tensionamento entre o estiramento e o pós-estiramento.

10. MÉTODO, de acordo com uma das reivindicações acima mencionadas, caracterizado pelo fato de apresentar a seguinte etapa no método: - frisagem das linhas fiadas pós-esticadas (10) .

11. MÉTODO, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizado pelo fato de apresentar a seguinte etapa no método: - corte das linhas fiadas pós-esticadas para formar fibras de comprimento padrão.

12. DISPOSITIVO PARA A PRODUÇÃO DE LINHAS FIADAS (10), compreendendo uma tubeira de fiação (9), através da qual a solução de fiação pode ser extrudada em operação para formar linhas fiadas (10); um banho de precipitação (16) através do qual as linhas de fiação (10) são passadas em operação; um primeiro meio de estiramento (13, 18, 19)que pode esticar as linhas fiadas; um segundo meio de estiramento (28, 29), através do qual as linhas fiadas (10) esticadas pelo primeiro meio de estiramento (13, 18, 19) podem ser pós-esticadas em operação, caracterizado por compreender um dispositivo de aquecimento (27, 30) arranjado na região do segundo meio de estiramento (28, 29).

13. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado em que compreende um dispositivo de aquecimento (27, 30) posicionado após o primeiro meio de estiramento (13, 18, 19) e antes de um dispositivo de transporte (21).

14. FIBRAS DE LYOCELL, caracterizada pelo fato de apresentar um módulo de umedecimento de pelo menos 250 cN/tex e um número de abrasão com umidade por 25 fibras de pelo menos 18.

15. FIBRAS, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de apresentar um módulo de umedecimento de pelo menos 300°.cN/tex.

16. FIBRAS, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de apresentar um módulo de umedecimento de pelo menos 350°.cN/tex.

17. FIBRAS, de acordo com uma das reivindicações 14 a 16, caracterizadas pelo fato de apresentarem um alongamento de força de tensão com umidade de no máximo 12%.

18. FIBRAS, de acordo com uma das reivindicações 13 a 16, caracterizadas pelo fato de apresentarem um número de abrasão com umidade por 25 fibras de no máximo 25.