DE10140772A1

DE10140772A1 - Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus schwermetallhaltigen Medien unter Verwendung eines Lyocell-Formkörpers sowie Lyocell-Formkörper mit adsorbierten Schwermetallen und deren Verwendung

Info

Publication number: DE10140772A1
Application number: DE10140772A
Authority: DE
Inventors: Stefan Zikeli; Thomas Endl
Original assignee: ZiAG Plant Engineering GmbH
Current assignee: LL Plant Engineering AG
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2003-03-13
Also published as: KR100579353B1; KR20040036705A; CN1547499A; WO2003018166A1; US7314570B2; TW574069B; US20050035057A1; EP1418996A1; ZA200400851B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus schwermetallhaltigen Medien unter Verwendung eines Lyocell-Formkörpers, einen Lyocell-Formkörper mit daran adsorbiertem Schwermetall sowie dessen Verwendung als antibakterielles und/oder fungizides Material oder als Ionenaustauschmaterial oder als Filtermaterial.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Adsorption von Schwermetallen aus schwermetallhaltigen Medien unter Verwendung eines Lyocell-Formkörpers, einen Lyocell-Formkörper mit adsorbierten Schwermetallen sowie dessen Verwendung als antibakterieller und/oder fungizider Formkörper.
Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus schwermetallhaltigen Medien sind bekannt. Dabei treten Probleme mit verdünnten Abwasser bzw. Prozeßwasserströmen auf, wobei Hauptursache für das Entstehen diese Ströme die Ausschleppung aus Prozeßstufen, häufig verursacht durch Spülvorgänge, ist.
In der WO 89/00444 wird daher ein Verfahren zur Abtrennung von Nickelionen aus wäßrigen Lösungen beschrieben. Dazu wird in einer ersten Stufe die Lösung einer Flüssigmembranpermeation unterworfen und in einer zweiten Stufe mittels Flüssig-flüssig Extraktion das restliche Nickel entfernt.
Obwohl durch optimierte Spülkonzepte versucht wird, die Spülwassermengen zu begrenzen, werden neben Schadstoffen auch Wert- und Hilfsstoffe verschleppt. Gewünscht ist daher eine Schließung innerbetrieblicher Stoff- und Wasserkreisläufe, wobei die dabei anfallenden Abwässer weiter aufgereinigt werden sollen.
In WO 00/63470 ein Verfahren zur Herstellung von cellulosischen Formkörpern mit hohem Adsorptionsvermögen beschrieben, wobei der Cellulosefaser bei deren Herstellung ein Ionenaustauscher zugesetzt wird. Der Ionenaustauscher kann eine Polystyrol- oder Polyacrylatbasis, insbesondere sauer oder basisch derivatisierte Styrol-Divinylbezol-Copolymerharze oder Acrylsäure-divinylbenzol- Copolymerharze, sein. Die erhaltenen Formkörper eignen sich zur Beseitigung der temporären Härte und von Schwermetallen aus Wasser.
Außerdem ist in US 4,500,396 ein Verfahren zum Wiedergewinnen von Metallen aus basischen, ammoniakhaltigen Metalllösungen beschrieben, wobei ein schwach saures zum Kationenaustausch fähiges Material verwendet wird, das ein polymeres Vlies mit darauf aufgepfropften, Carboxylgruppen enthaltenden Monomeren ist. Das polymere Vlies kann aus Nylon-, Cellulose-, Polyethylen-, Polytetraethylenfasern oder Gemischen davon bestehen.
In der US 4,500,396 wird weiterhin ein Verfahren zur Kupferrückgewinnung beschrieben.
Auf einen Filz aus Polymerfasern werden durch Strahlung Carboxyl-Gruppen aufgepfropft. Dadurch erhält man einen Kationentauscher, mit dem Kupfer aus Abwässern herausgefiltert werden.
Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, dass einerseits den dabei verwendeten Formkörpern synthetische Ionenaustauscher zugesetzt werden und diese daher nicht biologisch abbaubar sind und andererseits die Festigkeit der Formkörper durch den Zusatz an Ionenaustauschern leidet. Zusätzlich ist die Herstellung der Formkörper aufwendig, da diese mit funktionellen Gruppen modifiziert werden müssen. Vor Gebrauch müssen die Ionentauschergruppen, wie Carboxylgruppen, zusätzlich mit einer Säure, Lauge oder Salzen aktiviert werden, um die Gruppen zu aktivieren und Schwermetalle gegen H+ auszutauschen, wodurch das Verfahren aufwendig durchzuführen ist.
Außerdem sind Fasern und Vliese bekannt, die ein antibakteriell wirkendes Metall beinhalten.
So ist in US 5,496,860 eine antibakterielle Faser beschrieben, die eine zum Ionenaustausch fähige Faser und ein antibakteriell wirkendes Metallion, das über eine Ionenaustauschreaktion gebunden ist, umfasst. Die Fasern beinhalten Sulfonsäure- oder Carboxylgruppen als zum Ionenaustausch fähige Gruppen.
Die bekannten, vorstehend beschriebenen antibakteriellen Fasern und Verfahren zu deren Herstellung haben den Nachteil, daß nach dem normalen Faserherstellungsprozeß aktive, zum Ionenaustausch befähigte Gruppen eingeführt werden und diese dann in einem weiteren Schritt mit Metallionen aktiviert werden müssen.
In US 5,652,049 ist des weiteren ein schichtförmiges, antibakterielles Vlies beschrieben, das entweder aus synthetischen Fasern mit Zeolithen, in die Zr- oder Ag-Ionen eingelagert sind, oder aus Cellulosefasern mit Chitosanpartikeln besteht.
In DE 31 35 410 ist außerdem ein keimtötender, Urin, Kot und Blut aufsaugender Körper beschrieben, der ein wasserlösliches, die menschliche Haut nicht reizendes und schädigendes Kupfersalz enthält, das in der zuerst mit den Ausscheidungen in Berührung kommenden Oberfläche konzentriert ist. Der zur Herstellung solcher Körper verwendete Stoff ist ein Cellulose-Faservlies oder Watte das aus nativer Cellulose (fluffed sheets) besteht. Diese native Cellulose muß besprüht und behandelt werden, um eine geringe Menge an Schadstoffen adsorbieren zu können.
Daher ist die Adsorption der antibakteriellen Substanzen schlecht und vorallem wird eine ungleichmäßige Aufnahme davon erreicht und daher kommt es auch zu einer ungleichmäßigen Abgabe und Wirkung der antibakteriellen Eigenschaften.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung von antibakteriellen Faser ist beispielsweise in US 5,458,906 beschrieben, wobei die Fasern in eine Lösung mit einwertigen Kupferionen und eine Lösung mit Carbonat, Borat und Gemischen davon eingetaucht werden. Die Fasern können natürliche oder synthetische Fasern, wie Acrylfasern, pfropfpolymerisierte Baumwolle, Wolle, Leinen oder Fasergemische sein.
Diese antibakteriellen Fasern und Verfahren zu deren Herstellung haben den Nachteil, dass das Ausgangsprodukt ein "fertiges" Gewebe bzw. Faser ist, die Aufnahme der antibakteriellen Wirkstoffe erfolgt nur oberflächlich, und die Wirkstoffe werden nicht gleichmäßig und homogen während des Spinnprozesses eingebaut.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde die vorstehend beschriebenen Probleme der bekannten Verfahren und Fasern zu lösen. Insbesondere ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein einfaches, kostengünstiges und sicheres Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus schwermetallhaltigen Medien sowie einen einfach herzustellenden und zuverlässigen antibakteriellen und/oder fungiziden Formkörper zur Verfügung zu stellen.

Die Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus schwermetallhaltigen Medien, wobei das schwermetallhaltige Medium mit einem Lyocell-Formkörper in Kontakt gebracht wird.

Eine weitere Lösung ist ein Lyocell-Formkörper, wobei daran wenigstens ein Schwermetall adsorbiert ist, sowie dessen Verwendung als antibakterielles und/oder fungizides Material.

Unter dem Begriff "Lyocell-Formkörper" im Sinne dieser Erfindung wird ein Formkörper verstanden, der in an sich bekannter Weise durch Auflösen von Cellulose in einem Aminoxid-Hydrat, vorzugsweise N-Methylmorpholin-N-oxid-monohydrat (NMMO), und Einbringen der Lösung in ein Nichtlösungsmittel für die Cellulose, vorzugsweise Wasser, erhalten wird, wodurch der Formkörper in dem Nichtlösungsmittel ausfällt. Dadurch wird ein Lyocell-Formkörper erhalten, wobei die den Formkörper bildende Cellulose nicht mit zusätzlichen funktionellen Gruppen, insbesondere Sulfonsäure- oder Carboxylgruppen, modifiziert ist. Die den Formkörper bildende Cellulose kann übliche Additive sowie weitere natürliche und/oder synthetische Polymere beinhalten, wie nachstehend beschrieben, und außerdem üblichen Nachbehandlungsverfahren unterworfen werden.

Es wurde überraschend gefunden, dass der so hergestellte Lyocell-Formkörper hervorragend geeignet ist, um aus schwermetallhaltigen Medien Schwermetalle zu entfernen, da dieser ohne zusätzliche funktionelle Gruppen eine große Menge an Schwermetallen adsorbiert.

Der Lyocell-Formkörper kann als Regeneratformkörper oder in modifizierter inkorporierter Form vorliegen und im erfindungsgemäßen Verfahren als Ionenaustauscher, Adsorptionsfilter oder Filtermaterial verwendet werden, um aus wässrigen Lösungen oder Gasen die darin enthaltenen Schwermetalle zu entfernen.

Vorzugsweise können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Schwermetalle ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ag, Cu, Zn, Hg, Sn, Cd, As, Pb, Sb, Zr, Ni, Fe, Au, Pd, Pt und Gemischen davon aus dem Medium entfernt werden. Schwermetallhaltige Medien fallen hauptsächlich in wässrigem Abfallmaterial, wie in Metallhütten oder bei Metallrecyclingprozessen, an und diese Abfallmaterialien dürfen nicht ohne Entfernung der darin enthaltenen, die Umwelt schädigenden, Substanzen deponiert werden. Ein weiteres Einsatzgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Wiedergewinnung von wertvollen Schwermetallen aus verbrauchten Lösungen, wie kupferhaltigen Lösungen, die bei der Herstellung von Halbleiterplatten anfallen, und silberhaltigen, fotografischen Bädern.

Weitere bevorzugte Anwendungsgebiete für das erfindungsgemäße Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen sind:

Chemische Industrie:

- Behandlung und Aufarbeitung von Abwasser und Prozeßlösungen zur Entfernung von Schwermetallen, insbesondere bei der Akkumulatoren- und Batterieherstellung und deren -Entsorgung;
- Recycling von Wertstofflösungen, insbesondere Entfernung von Hg und Schwermetallen aus Chloralkali - Elektrolysesolen;
Pd - Rückgewinnung in der Spiegelmetallisierung und Batterieindustrie;
Ag Rückgewinnung in der Halbleiterindustrie; und
Ag Rückgewinnung aus der Photo - Entwicklerbädern;

Metallgewinnung/Galvanik/Metalloberflächenbehandlung:

- Kreislaufführung von Prozesslösungen;
- Abwasserfeinreinigung, insbesondere in der Galvanik-, Chromatier-, und Halbleiterindustrie beim Entfetten, Beizen, Galvanisieren, Anodisieren, Feuerverzinken, Lackieren etc.
- Aufarbeitung und damit Standzeitverlängerung von Bädern, insbesondere in der Galvanik-, Chromatier-, Halbleiterindustrie;

Umwelttechnik:

- Entfernung von Schwermetallen, wie Quecksilber und Chromat, aus dem Grundwasser;
- Deponiesickerwasserbehandlung zur Reduzierung des Schwermetallgehalts;
- Entfernen von Schwermetallen und Quecksilber aus Abwässern der Rauchgasreinigung von Verbrennungsanlagen hauptsächlich Hausmüllverbrennungsanlagen;

Mit erfindungsgemäßen Verfahren können neue Konzepte und verfahrenstechnische Lösungen realisiert werden. So können unter Verwendung von konventioneller Wassertechnik, wie Membranverfahren (Mikro-, Ultra- und Nanofiltration; Reversosomose), Flüssigmembranpermeation, Elektrolyseverfahren, Kristallisation, flüssig-flüssig Extraktion, Aktivkohlefiltern, Kreislaufe durch die erfindungsgemäße Verwendung von Lyocell-Formkörpern geschlossen werden.

Nach der Verwendung des Lyocell-Formkörpers in dem erfindungsgemäßen Verfahren können durch Veraschen oder durch Säurebehandlung des erfindungsgemäß verwendeten Lyocell-Formkörpers, wie als Filtermaterial, Wertstoffe, wie Silber, Kupfer oder Wolfram, einfach in den Prozeß zurückgeführt werden.

Auch kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft bei der Entfernung von Schwermetallen aus Zigarettenrauch, wie Cd, angewendet werden, d. h. der Lyocell-Formkörper kann als Filtermaterial in Zigaretten verwendet werden.

Beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens können von etwa 1 bis etwa 100 g/l an Schwermetall in Abhängigkeit von der Art des Schwermetalls, der Schwermetallkonzentration, von der Temperatur, Verweilzeit, und vom Flottenverhältnis, d. h. das Verhältnis von Faser zu Abwasser, aus dem schwermetallhaltigen Medium entfernt werden.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform kann dem im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Lyocell-Formkörper zusätzlich ein pflanzliches und/oder tierisches Material zugesetzt werden. Das pflanzliche und oder tierische Material ist vorzugsweise ein Material aus Meerespflanzen oder Meerestieren.

Das Material aus Meerespflanzen ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Algen, Kelp und Seegras, insbesondere Algen. Beispiele für Algen beinhalten Braunalgen, Grünalgen, Rotalgen, Blaualgen oder Gemische davon. Beispiele für Braunalgen sind Ascophyllum spp., Ascophyllum nodosum, Alaria esculenta, Fucus serratus, Fucus spiralis, Fucus vesiculosus, Laminaria saccharina, Laminaria hyperborea, Laminaria digitata, Laminaria echroleuca und Gemische davon. Beispiele für Rotalgen beinhalten Asparagopsis armata, Chondrus cripus, Maerl beaches, Mastocarpus stellatus, Palmaria palmata und Gemische davon. Beispiele für Grünalgen sind Enteromorpha compressa, Ulva rigida und Gemische davon. Beispiele für Blaualgen sind Dermocarpa, Nostoc, Hapalosiphon, Hormogoneae, Porchlorone. Eine Klassifikation der Algen ist dem Lehrbuch der Botanik für Hochschulen E. Strasburger; F. Noll; H. Schenk; A. F. W. Schimper; 33. Auflage Gustav Fischer Verlag, Stuttgart-Jena-New York; 1991 zu entnehmen.

Das Material aus Meerespflanzen kann in bekannter Art und Weise gewonnen werden.

Zunächst wird das Material aus Meerespflanzen geerntet. Das geerntete Material kann auf verschiedene Arten weiterverarbeitet werden. Das Material aus Meerespflanzen kann bei Temperaturen bis zu 450°C getrocknet und unter Verwendung von Ultraschall, Naßkugelmühlen, Stiftmühlen oder gegenläufigen Mühlen zerkleinert werden, wodurch ein Pulver erhalten wird, welches gegebenenfalls auch noch zur Klassierung über eine Zyklonstufe geführt werden kann. Ein so erhaltenes Pulver kann bereits einem erfindungsgemäß verwendbaren Lyocell- Formkörper zugesetzt werden.

Außerdem kann dieses Pulver aus einem Material aus Meerespflanzen zusätzlich einem Extraktionsverfahren, beispielsweise mit Dampf, Wasser oder einem Alkohol, wie Ethanol, unterworfen werden, wodurch ein flüssiger Extrakt erhalten wird.

Dieser Extrakt ist ebenfalls als Zusatz zu dem erfindungsgemäß verwendbaren Lyocell-Formkörper verwendbar.

Das geerntete Material aus Meerespflanzen kann außerdem einer Cryo- Zerkleinerung unterworfen werden. Dabei wird es bei -50°C in Partikel mit ca. 100 µm zerkleinert. Falls es erwünscht ist, kann das so erhaltene Material weiter zerkleinert werden, wobei Partikel mit einer Größe von ca. 6 bis ca. 10 µm erhalten werden.

Das Material aus der äußeren Schale von Meerestieren wird vorzugsweise ausgewählt aus Meeressedimenten, zerkleinerten Schalen von Krabben oder Muscheln, Hummern, Krebsen, Garnelen, Korallen.

Das Material aus Schalen von Meerestieren kann, im Falle von Meeressedimenten, direkt eingesetzt werden. Falls Material aus den Schalen von Krabben oder Muscheln, Hummern, Krebsen, Garnelen verwendet wird, wird dieses zerkleinert.

Es können auch Gemische aus Material aus Meerespflanzen und Schalen von Meerestieren sowie deren Extraktionsprodukte eingesetzt werden. Das Mengenverhältnis von Material aus Meerespflanzen und Schalen von Meerestieren ist vorzugsweise 50 Gew.-% zu 50 Gew.-%. Vorzugsweise wird Material aus Meerespflanzen erfindungsgemäß verwendet.

Es ist außerdem möglich, Partikel des Materials aus Meerespflanzen und/oder Schalen von Meerestieren im Korngrößenbereich von 200 bis 400 µm, vorzugsweise 150 bis 300 µm, einzusetzen. Vorzugsweise werden auch Partikel mit kleinen Korngrößen verwendet, wie 1 bis 100 µm, bevorzugter 1 bis 5 µm. Es können auch Korngrößengemische einheitlichen Materials bzw. unterschiedlichen Algenmaterials eingesetzt werden.

Ein Beispiel für ein verwendbares Material aus Meerespflanzen ist ein Pulver aus Ascophyllum nodosum mit einer Partikelgröße von 95% < 40 my, das 5,7 Gew.-% Protein, 2,6 Gew.-% Fett, 7,0 Gew.-% fasrige Bestandteile, 10,7 Gew.-% Feuchtigkeit, 15,4 Gew.-% Asche und 58,6 Gew.-% Kohlenwasserstoffe enthält.

Außerdem enthält es Vitamine und Spurenelemente, wie Ascorbinsäure, Tocopherole, Karotin, Barium, Niacin, Vitamin K, Riboflavin, Nickel, Vanadium, Thiamin, Folsäure, Folinsäure, Biotin und Vitamin B₁₂. Zusätzlich enthält es Aminosäuren, wie Alanin, Arginin, Aspartinsäure, Glutaminsäure, Glycin, Leucin, Lysin, Serin, Threonin, Tyrosin, Valin und Methionin.

Das Material aus Meerespflanzen und/oder Schalen von Meerestieren kann in dem Lyocell-Formkörper in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 15 Gew.-%, bevorzugter 1 bis 8 Gew.-%, insbesondere 1 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gewichts des Lyocell-Formkörpers, anwesend sein. Insbesondere, wenn der Lyocell-Formkörper in Form einer Faser vorliegt, ist die Menge an Material aus Meerespflanzen und/oder Schalen von Meerestieren vorzugsweise 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere 1 bis 5 Gew.-%.

Das kontinuierliche oder diskontinuierliches Mischen der Cellulose und des Materials aus Meerespflanzen und/oder Schalen von Meerestieren, kann mit Apparaten und Verfahren erfolgen, wie in WO 96/33221, US 5,626,810 und WO 96133934 beschrieben.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Lyocell-Formkörper vorzugsweise in Form von Fasern, Filamenten, Vliesen, Folien, Filmen, Membranen, Wursthäuten, Filterpapier, insbesondere hergestellt über Kurzschnittfaser 3-15 mm in Kombination mit anderen Materialien wie Zellstoff, und non-wovens verwendet.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Lyocell-Verfahren mit Einbringen des pflanzlichen und/oder tierischen Materials, wie nachstehend beschrieben, durchgeführt werden. Zur Herstellung einer verformbaren Masse wird eine Lösung aus Cellulose, NMMNO und Wasser dadurch hergestellt, daß zunächst eine Suspension aus Cellulose, NMMNO und Wasser gebildet wird und diese Suspension unter reduziertem Druck in einer 1 bis 20 mm dicken Schicht kontinuierlich über eine Wärmeaustauschfläche durch rotierende Elemente transportiert wird. Während dieses Vorgangs wird solange Wasser verdampft, bis eine homogene Celluloselösung entstanden ist. Die so erhaltenen Celluloselösungen können eine Menge an Cellulose von 2 bis 30 Gew.-%, an NMMNO von 68 bis 82 Gew.-% und an Wasser von 2 bis 17 Gew.-% enthalten. Falls es erwünscht ist, können dieser Lösung Additive, wie anorganische Salze, anorganische Oxide, feinverteilte organische Substanzen oder Stabilisatoren, zugesetzt werden.

Der so erhaltenen Celluloselösung wird sodann das pflanzliche und/oder tierische Material, insbesondere das Material aus Meerespflanzen und/oder Schalen von Meerestieren, in Form von Pulver; Pulversuspension oder in flüssiger Form, als Extrakt oder Suspension, kontinuierlich oder diskontinuierlich zugegeben.

Verfahrensbedingt kann das pflanzliche und/oder tierische Material, insbesondere das Material aus Meerespflanzen und/oder Schalen von Meerestieren, auch nach oder während der kontinuierlichen Zerkleinerung der trockenen Cellulose, beispielsweise in Form von Algenmaterial ursprünglicher Größe, als Pulver oder hochkonzentrierte Pulversuspension zugegeben werden. Die Pulversuspension kann in Wasser oder jedem beliebigen Lösungsmittel in der gewünschten und für das Verfahren benötigten Konzentration hergestellt werden.

Des weiteren besteht auch die Möglichkeit das Material aus Meerespflanzen und/oder Schalen von Meerestieren einem Pulpprozeß mit gleichzeitiger Zerkleinerung zuzuführen. Das Pulpen kann entweder in Wasser, in Laugen oder aber in dem späteren zur Auflösung der Cellulose notwendigen Lösungsmittel durchgeführt werden. Auch hier kann das Material aus Meerespflanzen und/oder Schalen von Meerestieren in fester, pulverförmiger, suspensionsförmiger Art oder aber auch in flüssiger Form zugegeben werden.

Die mit dem Material aus Meerespflanzen und/oder Schalen von Meerestieren angereicherte Polymerzusammensetzung kann unter Anwesenheit eines Derivatisierungsmittels und /oder eines für den Löseprozeß bekannten Lösemittels in eine verformbare Extrusionsmasse übergeführt werden.

Eine weitere Möglichkeit der Zugabe des Materials aus Meerespflanzen und/oder Schalen von Meerestieren ist die Zugabe während eines kontinuierlich geführten Lösevorganges, wie in EP 356419 und US-PSen 5,049,690 und 5,330,567 beschrieben.

Alternativ kann die Zugabe diskontinuierlich unter Erhalt eines Master-Batch der Celluloselösung, durchgeführt werden. Vorzugsweise wird das Material aus Meerespflanzen und/oder Schalen von Meerestieren kontinuierlich zugegeben.

Das Material aus Meerespflanzen und/oder Schalen von Meerestieren kann in jeder anderen Stufe des Herstellungsverfahrens des Formkörpers zugesetzt werden. Beispielsweise kann es in ein Rohrleitungssystem mit entsprechender Vermischung durch darin angebrachte Statikmischerelemente bzw. Rührorganen, wie bekannte Inline Refiner oder Homogenisatoren, z. B. Geräte der Ultra Turrax, eingespeist werden. Wird das Verfahren im kontinuierlichen batch Betrieb, z. B. über eine Rührkesselkaskade, durchgeführt, so kann an der für das Verfahren optimalsten Stelle das Algenmaterial in fester, pulverförmiger, suspensionsförmiger oder flüssiger Form eingebracht werden. Die Feinverteilung kann mit bekannten auf das Verfahren abgestimmten Rührelementen erreicht werden.

Je nach eingesetzter Partikelgröße kann die gebildete inkorporierte Extrusions- oder Spinnmasse vor oder nach der Inkorporation filtriert werden. Bedingt durch die Feinheit des eingesetzten Produktes kann bei Spinnverfahren mit großen Düsendurchmessern auch auf eine Filtration verzichtet werden.

Handelt es sich um sehr sensitive Spinnmassen, kann über eine Injektionsstelle das Material in geeigneter Form direkt vor der Spinndüse oder dem Extrusionswerkzeug zugeführt werden.

Eine weitere Möglichkeit ist es, falls das Algenmaterial in flüssiger Form vorliegt, dieses während des Spinnvorganges dem kontinuierlich gesponnenen Faden zuzuführen.

Die so erhaltene Celluloselösung kann nach herkömmlichen Verfahren, wie dem dry-jet-wet-; dem wet-spinning-; dem melt blown-Verfahren, dem Zentrifugenspinnen; dem Trichterspinnen oder dem Trockenspinnverfahren versponnen werden. Die Patentschriften US 5,589,125 und 5,939,000; sowie EP 0574870 B1 und WO 98/07911 beschreiben Spinnverfahren zur Herstellung von Cellulosefasern nach dem NMMO-Verfahren. Gegebenenfalls werden die gebildeten Formkörper den herkömmlichen Chemiefasernachbehandlungsverfahren für Filamente oder Stapelfasern unterworfen.

Neben den Spinnverfahren bieten sich auch noch Extrusionsverfahren zur Herstellung von Flachfolien, Rundfolien, Häuten (Wursthäuten) sowie Membranen an.

Die Verwendung eines Lyocell-Formkörpers mit darin enthaltenem pflanzlichen und/oder tierischem Material, insbesondere Algenmaterial, in dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie vorstehend beschrieben, hat den zusätzlichen Vorteil, dass dadurch in dem erfindungsgemäßen Verfahren der Lyocell-Formkörper zum Austausch von Ca-, Mg- und Na-Ionen fähig ist und außerdem bis zu 50% mehr Schwermetalle daran gebunden werden können, als bei Verwendung eines reinen Lyocell-Formkörpers. Daher eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren in dieser Ausführungsform insbesondere zur Behandlung von Anwendungsgebiete wie vorstehend beschrieben. Insbesondere bei Verwendung eines Lyocell- Formkörpers mit darin enthaltenem Material von Meerespflanzen hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass Schwermetalle über den gesamten Querschnitt des Lyocell-Formkörpers, wie einer Faser, aufgenommen werden. Dadurch kann eine größere Menge an Schwermetallen, bezogen auf das Gewicht des Formkörpers, aufgenommen werden, als bei Verwendung eines Cellulose- Formkörpers mit funktionellen Gruppen.

Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist ein Lyocell-Formkörper mit wenigstens einem daran adsorbierten Schwermetall.

Der Gehalt an an den erfindungsgemäßen Lyocell-Formkörper adsorbierten Schwermetallen ist vorzugsweise mindestens etwa 70 mg/kg, vorzugsweise mindestens etwa 200 mg/kg, bevorzugter mindestens etwa 500 mg/kg, insbesondere mindestens etwa 1000 mg/kg, bezogen auf das Gesamtgewicht des Lyocell- Formkörpers.

Bevorzugt ist das Schwermetall ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ag, Cu, Zn, Hg, Sn, Cd, As, Pb, Sb, Zr, Ni, Fe, Au, Pd, Pt und Gemischen davon, insbesondere keimtötend wirkenden Metallen, wie Ag, Cu, Zn, Zr und Gemischen davon. Insbesondere werden Schwermetalle verwendet, die antibakteriell und/oder fungizid wirken.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lyocell-Formkörpers wird diesem ein pflanzliches und/oder tierisches Material zugesetzt, wie vorstehend beschrieben. Dadurch wird eine sehr gleichmäßige Verteilung des wenigstens einen Schwermetalls in dem erfindungsgemäßen Lyocell-Formkörper erreicht. Das hat den Vorteil, dass einerseits eine große Menge an Schwermetall in den Formkörper eingebracht werden kann und andererseits eine sehr gleichmäßige Abgabe des adsorbierten Schwermetalls erfolgt.

Der erfindungsgemäße Lyocell-Formkörper kann neben Lyocell außerdem weitere natürliche und/oder synthetische Polymere enthalten, die entweder der Spinnzusammensetzung zugesetzt werden können oder auch als Bi- und Multikomponentenfasern in side-by-side-, island-in-the-sea- oder sheath-core-Konfiguration vorliegen können.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Lyocell-Formkörpers kann durch Eintauchen des hergestellten Formkörpers in eine schwermetallhaltige wässrige Lösung, Abtrennen der schwermetallhaltigen, wässrigen Lösung und gegebenenfalls Waschen sowie Trocknen des erhaltenen Lyocell-Formkörpers durchgeführt werden. Die Beladungsvorgänge werden je nach Anwendungsgebiet zwischen 1 min und mehreren Stunden durchgeführt.

Der Lyocell-Formkörper kann bis zu etwa vier Stunden in der wässrigen, schwermetallhaltigen Lösung verbleiben. Die wässrige schwermetallhaltige Lösung ist vorzugsweise etwa 0,1 M in Bezug auf das darin enthaltenen Schwermetall.

Der erfindungsgemäße Lyocell-Formkörper ist insbesondere verwendbar als antibakterielles und/oder fungizides Material, insbesondere als antibakterielle Faser, antibakterielles Vlies, Hygiene-Artikel, medizinische Schutzkleidung, antibakterieller Wasserfilter, Nonwoven oder Filtermaterial. Eine weitere mögliche Anwendung betrifft den Einsatz als Verbandsgaze bei Brandwunden.

Insbesondere können aus den erfindungsgemäßen Lyocell-Formkörpern folgende Produkte hergestellt werden:
Falls der erfindungsgemäße Lyocell-Formkörper in Form von Fasern/Filamenten vorliegt, können daraus Garne für Webereien und Strickereien zur Herstellung von Filtermaterialien auf Gewebebasis bzw. zur Herstellung von antibakteriellen Geweben, die für Bekleidung und medizinische Anwendungen verwendet werden können, hergestellt werden. Bei den Garnen aus erfindungsgemäßen Lyocell- Fasern, die im Nummernbereich Nm 1/1 bis 170/1 liegen, gibt es:
Streichgarne, zu denen glatte Garne und Tweedgarne gehören, und die entweder rein aus Lyocell oder aus verschiedenen Kombinationen mit Wolle, Kaschmir, Seide, Mohair, Alpaca, Polyester, Polyamid und/oder Viskose hergestellt werden können;
Kammgarne, zu denen Siro-, Krepp- und Cordonettgarne gehören, und die entweder rein aus Lyocell oder aus verschiedenen Kombinationen mit Schurwolle, Kaschmir, Seide, Mohair, Alpaca, Polyester, Polyamid und/oder Viskose hergestellt werden können;
Ringgarne, kardiert, gekämmt, die entweder rein aus Lyocell oder aus verschiedenen Kombinationen mit Baumwolle, Seide, Leinen, Microfasern, Polyester, Polyamid und/oder Viskose hergestellt werden können;
OE-Garne, die entweder rein aus Lyocell oder aus verschiedenen Kombinationen mit Baumwolle, Wolle, Leinen und/oder Viskose hergestellt werden können;
Faser-Effektgarne, zu denen Boucke-, Frise-, Ondes - Garne gehören, und die entweder rein aus Lyocell oder aus verschiedenen Kombinationen mit Baumwolle, Seide, Polyester, Polyamid und/oder Viskose hergestellt werden können;
Filament-Effektgarne, zu denen Sable-, Frise-, Flammen- und Knotengarne gehören, und die entweder rein aus Lyocell oder aus verschiedenen Kombinationen mit Polyester, Polyamid, Viskose und/oder Treviera CS hergestellt werden können;
Filamentgarne, glatt, texturiert oder hochgedreht, die entweder rein aus Lyocell oder aus verschiedenen Kombinationen mit Acetat, Triacetat, Polyester, Polyamid und/oder Viskose hergestellt werden können;
Technische Garne, zu denen Parafil Plyfil oder Corespun gezählt werden, und die entweder rein aus Lyocell oder aus verschiedenen Kombinationen mit Kevlar, Preox, Nomex, Kermel, Carbon, Glas, Stahl, Viskose und/oder Polyester hergestellt werden können;
Elastische Garne, zu denen Umwindezwirn, Siro, Plyfil oder Corespun gezählt werden, und die entweder rein aus Lyocell oder aus verschiedenen Kombinationen mit Baumwolle, Schurwolle, Polyester, Leinen, Elasthan und/oder Viskose hergestellt werden können;
die Kombinationen mit anderen Fasern hat den Vorteil, dass für sanitäre Anwendungen und für Bekleidung über die Mischkomponenten der Tragekomfort und die Eigenschaften für das Produkt eingestellt werden können. Dadurch werden die antibakteriellen Eigenschaften oder Ionentauscheigenschaften nicht beeinträchtigt.

Diese Garne können mittels z. B. Shuttle-, Rapier-, Projectile- oder Jet-Maschinen zu Geweben verarbeitet werden, welche z. B. für die Anwendungsbereiche lonentausch und antibakteriellen Eigenschaften bestens geeignet sind. Ebenso können die Garne mittels Flat Bed-, Single Jersey-, Double Knit-, Warp Knit- Maschinen zu Gestricken verarbeitet werden, welche ebenfalls für die Anwendungsbereiche Ionentausch und antibakteriellen Eigenschaften bestens geeignet sind.

Weiters können die erfindungsgemäßen Lyocel-Formkörper, gegebenenfalls in Form von Fasern/Filamenten, zu Nonwovensprodukten für industrielle Anwendungen, wie Dachmaterialien, Separatoren, Filter, Verstärkungsgrundkörper, Dichtungsmaterialien und Isoliermaterialien, für Spezialpapiere, wie Staubfilter, Filter für Ab- und/oder Prozeßwässer, Wursthüllen, für textile Anwendungen, wie medizinische Anwendungen (Tupfer und Gaze), Watte, Strümpfe, Schuheinlagen, Schuhinnenfutter, Bettzeug, Heimtextilien, Servietten, Wischtücher, Papierhandtücher, Windeln, weiterverarbeitet werden.

Die Verarbeitung kann entweder zu reinen Lyocell Produkten oder aber in Kombination mit anderen Fasern, mit Superabsorbens, mit Aktivkohle sowie mit nativer Cellulose (Fluff- Zellstoff) verarbeitet werden, um eine Kombinationswirkung zu erreichen.

So zeigen die Kombinationen mit Superabsorbens extrem hohe Aufnahme von Wasser, die Kombination mit Aktivkohle in Granulat oder Faserform weist neben einer antibakteriellen Wirkung und einer Ionentauscherwirkung, auch noch die zusätzlich Fähigkeit auf, organische Stoffe oder/und Farbstoffe zu adsorbieren.

Es können zu den angeführten Vliesstoffen auch natürliche und synthetische Bindemittel, wie Latex-Polymere, Diethylen, Butadien, Vinylacetate und/oder Styrole zugegeben werden. Diese Bindemittel werden vorzugsweise im Bereich von 1-30% zugesetzt. Weiters können auch Eindicker, Katalysatoren, Füllstoffe, Farbstoffe, Schmierstoffe, optische Aufheller und/oder Entschäumer zugegeben werden.

Die Herstellung des Nonwovens bzw. Vliese kann mittels eines Kardier-, Wetlaid-, Airlaid- oder Extrusionsprozesses erfolgen.

Die so hergestellten Vliese können mittels Needlepunch-, Stichbond-, Hydroentanglement-, Spunbond- oder Meltblowing-Behandlung verfestigt werden.

Weitere Möglichkeiten sind die chemische Verfestigung mit einem entsprechendem Bindemittel oder die thermische Verfestigung oder das Zumischen von thermoplastischen Zusatzstoffen, welche mit den cellulosischen Fasern zu einem Vlies verfestigt werden.

In einer Finisher Stufe können die Nonwovensprodukte zusätzlich chemisch und/oder mechanisch behandelt werden, um beispielsweise die Feuchteaufnahme und den Feuchtetransport zu optimieren, oder die Absorptionsfähigkeit, die Feuerbeständigkeit, den elektrischen Widerstand, die Friktionseigenschaften und/oder die Abrasionseigenschaften zu verbessern.

Zu den mechanischen Nachbehandlungen zählen unter anderem das Kalendrieren, die Plüschzurichtung, das Aufrauhen, das Polishing, das Scheren und Bürsten bzw. Kämmen. Weitere Nachbehandlungstechniken sind das Laminieren, das Prägen und Profilieren mittels Kalander oder das Kreppen.

Die Nonwovens-Produkte können in einer oder mehreren Schichten aufgebaut sein und weisen ein typisches Flächengewicht von 15-500 g /m².

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Herstellung einer Lyocell-Faser mit Algenmaterial

3250 g NMMNO (60,5%ig), 331 g MoDo, DP 500, Trockengehalt 94%, 2,0 g Propylgallat (~ 0,63% bezogen auf den Cellulosegehalt) sowie 40 g der Braunalge Ascophyllum Nodosum (fein zerkleinert) wurden gemischt und das so erhaltene Gemisch wurde auf 94°C erwärmt. Es wurde eine diskontinuierlich hergestellte Spinnlösung mit einem Cellulosegehalt von 12%, einem Feststoffgehalt von 13,4%, und einer Viskosität von 5.264 Pa.s erhalten. Die so erhaltene Spinnlösung wurde zu Fasern versponnen, wobei die folgenden Spinnbedingungen eingehalten wurden:
Temperatur des Vorratsbehälters = 90°C
Temperaturspinnblock, Düse = 80°C
Spinnbad = 4°C
Spinnbadkonzentration (Anfang) = 0% (destilliertes Wasser)
Spinnbadkonzentration (Ende) = 5% NMMNO
Spinnpumpe = 0,6 cm³/U
Düsenfilter = 19200 M/cm²
Spinndüse = 500 Loch 90 µm; Au/Pt
Endabzug = 30 m/min.
Die Fasern wurden auf 40 mm Stapellänge geschnitten lösungsmittelfrei gewaschen und mit einer 10 g/l Avivage (50% Leomin OR-50% Leomin WG (stickstoffhaltiger Fettsäurepolyglykolester Firma Clariant GmbH)) bei 45°C ausgerüstet bzw. die Fettauflage zur besseren Faserweiterverarbeitung aufgebracht und bei 105°C getrocknet.
Im Anschluß an das Trocknen wurde eine Faserfeuchtigkeit von 11% eingestellt. Ein zusätzlicher Bleichvorgang vor dem Trocknen wurde nicht durchgeführt. Tabelle 1
Tabelle 1 zeigt, dass das Spinnverhalten der gemäß diesem Beispiel erhaltenen Spinnlösung gut war.

Beispiel 2

Herstellung einer Lyocell-Faser mit Algenmaterial

Es wurden Lyocell-Cellulosefasern kontinuierlich gemäß Beispiel 1 hergestellt, wobei die jeweiligen Mengen, die Bedingungen des kontinuierlich geführten Verfahrens und die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Fasern in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführt sind. Es wurde 8% Braunalgenmaterial bezogen auf die Cellulose eingesetzt.
Tabelle 2 sind die Faserdaten der modifizierte Lyocell-Faser zu entnehmen. Tabelle 2

Beispiel 3

Herstellung einer Lyocell-Faser ohne Algenmaterial

Weiters wurden Lyocell-Fasern kontinuierlich gemäß Beispiel 1 hergestellt, mit dem Unterschied, dass kein Braunalgenmaterial zugegeben wurde.
Die physikalischen Daten der erhaltenen Faser sind in der nachstehenden Tabelle 3 zusammengefasst. Tabelle 3
Der nachstehenden Tabelle 4 ist die Analyse der in Beispiel 2 + 3 hergestellten Faser auf deren Gehalt an Metallionen zu entnehmen.
Der Metallionengehalt wurde mittels des Prüfverfahrens bestimmt:

1. Mikrowellenaufschluß und
2. Metallbestimmung nach DIN EN ISO 11885 (E22)

Tabelle 4

Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, daß vor allem Kalzium-, Magnesium- und Natriumionen in den Fasern enthalten sind.

Beispiel 4

30 g der nach Beispiel 1 hergestellten Faser wurde mit 1 l 0,05 M AgNO₃-Lösung versetzt und vier Stunden lang geschüttelt.
Nach dieser Behandlung wurde das Fasermaterial abgenutscht und mit vollentsalztem Wasser solange gewaschen, bis im Filtrat keine Silberspuren (Prüfung mit einer NaCl Lösung) mehr nachzuweisen waren.
Die Fasern wurden im Umlufttrockenschrank bei ca. 105°C getrocknet.
Die so erhaltene Faser wurde auf ihren Silbergehalt analysiert. Dazu wurde ein Teil des Fasermaterials mit 1 N Salpetersäure versetzt (1 h Stunde), um das Silber zu lösen. Die Salpetersäurelösung wurde abfiltriert und dann mit 0,1 N NaCl titriert. Zur Verbesserung der Sichtbarkeit des Endpunktes der Titration wurde das Filtrat erhitzt, so daß sich der entstehende Niederschlag zusammenballte.
Ebenso wurden 30 g der in Beispiel 3 hergestellten Fasern behandelt.

Beispiel 5

30 g der in Beispiel 2 hergestellten Faser wurde mit 1 l 0,1 M CuSO₄-Lösung versetzt und vier Stunden lang geschüttelt.
Nach dieser Behandlung wurde das Fasermaterial abgenutscht und mit vollentsalztem Wasser gewaschen. Die Fasern wurden im Umlufttrockenschrank bei ca. 105°C getrocknet.
Ebenso wurden 30 g der in Beispiel 3 hergestellten Fasern behandelt.

Beispiel 6

30 g der in Beispiel 2 hergestellten Faser wurde mit 1 l 0,1 M ZnSO₄-Lösung versetzt und vier Stunden lang geschüttelt.
Nach dieser Behandlung wurde das Fasermaterial abgenutscht und mit vollentsalztem Wasser gewaschen. Die Fasern wurden im Umlufttrockenschrank bei ca. 105°C getrocknet.
Ebenso wurden 30 g der in Beispiel 3 hergestellten Fasern behandelt.

Beispiel 7

30 g der in Beispiel 2 hergestellten Faser wurde mit 1 l 0,1 M Hg(NO₃)₂-Lösung versetzt und vier Stunden lang geschüttelt.
Nach dieser Behandlung wurde das Fasermaterial abgenutscht und mit vollentsalztem Wasser gewaschen. Die Fasern wurden im Umlufttrockenschrank bei ca. 105°C getrocknet.
Ebenso wurden 30 g der in Beispiel 3 hergestellten Fasern behandelt.

Beispiel 8

30 g der in Beispiel 2 hergestellten Faser wurde mit 1 l 0,1 M SnCl₄-Lösung versetzt und vier Stunden lang geschüttelt.
Nach dieser Behandlung wurde das Fasermaterial abgenutscht und mit vollentsalztem Wasser gewaschen. Die Fasern wurden im Umlufttrockenschrank bei ca. 105°C getrocknet.
Ebenso wurden 30 g der in Beispiel 3 hergestellten Fasern behandelt.

Beispiel 9

30 g der in Beispiel 2 hergestellten Faser wurde mit 1 l 0,1 M CdSO₄-Lösung versetzt und vier Stunden lang geschüttelt.
Nach dieser Behandlung wurde das Fasermaterial abgenutscht und mit vollentsalztem Wasser gewaschen. Die Fasern wurden im Umlufttrockenschrank bei ca. 105°C getrocknet.
Ebenso wurden 30 g der in Beispiel 3 hergestellten Fasern behandelt.

Beispiel 10

30 g der in Beispiel 2 hergestellten Faser wurde mit 1 l 0,1 M AgNO₃-Lösung versetzt und vier Stunden lang geschüttelt.
Nach dieser Behandlung wurde das Fasermaterial abgenutscht und mit vollentsalztem Wasser gewaschen. Die Fasern wurden im Umlufttrockenschrank bei ca. 105°C getrocknet.
Ebenso wurden 30 g der in Beispiel 3 hergestellten Fasern behandelt.

Beispiel 11

30 g der in Beispiel 2 hergestellten Faser wurde mit 1 l 0,1 M As₂O₃-Lösung versetzt und vier Stunden lang geschüttelt.
Nach dieser Behandlung wurde das Fasermaterial abgenutscht und mit vollentsalztem Wasser gewaschen. Die Fasern wurden im Umlufttrockenschrank bei ca. 105°C getrocknet.
Ebenso wurden 30 g der in Beispiel 3 hergestellten Fasern behandelt.

Beispiel 12

30 g der in Beispiel 2 hergestellten Faser wurde mit 1 l 0,1 M Pb(NO₃)₂-Lösung versetzt und vier Stunden lang geschüttelt.
Nach dieser Behandlung wurde das Fasermaterial abgenutscht und mit vollentsalztem Wasser gewaschen. Die Fasern wurden im Umlufttrockenschrank bei ca. 105°C getrocknet.
Ebenso wurden 30 g der in Beispiel 3 hergestellten Fasern behandelt.

Beispiel 13

30 g der in Beispiel 2 hergestellten Faser wurde mit 1 l 0,1 M SbCl₅-Lösung versetzt und vier Stunden lang geschüttelt.
Nach dieser Behandlung wurde das Fasermaterial abgenutscht und mit vollentsalztem Wasser gewaschen. Die Fasern wurden im Umlufttrockenschrank bei ca. 105°C getrocknet.
Ebenso wurden 30 g der in Beispiel 3 hergestellten Fasern behandelt.

Beispiel 14

Es wurde untersucht, welche Maximalmenge von den gemäß Beispielen 4 bis 13 hergestellten Faser an den jeweiligen Metallionen aufgenommen werden kann.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 5 zusammengefasst. Tabelle 5
Überraschend ist, daß die Lyocell-Faser eine hohe Adsorptionskapazität aufiweist, und daß mit der modifizierten Lyocell-Faser diese Adsorptionskapazität nochmals um 50% gesteigert werden konnte.

Beispiel 15

Die gemäß Beispiel 4 hergestellten Fasern wurden dann auf Bakterienresistenz untersucht.
Die Bestimmung wurde in Anlehnung an den Japanese Industrial Standard, JIS L1902: 1998 Testing method for antibacterial of textiles durchgeführt. Eingesetzt wurden Staphylococcus aureus, als gram-positiver Bakterienstamm, und Klebstella pneumoniae, als gram-negativer Bakterienstamm.
Die Keime wurden außerdem auf Fasermaterial aus Beispiel 1 aufgebracht und als Wachstumskontrolle wurde Standardbaumwolle der gleichen Testbehandlung unterzogen.
Aus dem Keimgehalt (der Anzahl an Kolonie bildenden Einheiten - KBE) von Probe und Kontrolle, nach 18 h Inkubation, wird die keimwachstumshemmende bzw. keimreduzierende Aktivität bestimmt.
Zur Berechnung dieser antibakteriellen Aktivität wird die Differenz der 10er Logarithmen von der Anzahl an Kolonie bildenden Einheiten (KBE) der Kontrollprobe und der Probe, jeweils nach 18 h Inkubation, gebildet.
Die Einteilung erfolgt in drei Klassen - geringe, signifikante und starke Aktivität (slight activity, significant activity & strong activity = "activity value for bacteriostat"). Eine geringe Aktivität ist bei einer Differenz von Null Logarithmus-Stufen von Kontrolle und Probe, eine signifikante Aktivität bei einer Differenz von größer 1 und eine starke Aktivität bei einer Differenz von größer drei gegeben.
Während die Baumwolle und die unbehandelte Faser gemäß Beispiel 1 keine antibakterielle Wirkung zeigte, waren auf der mit Silbernitrat behandelten Faser gemäß Beispiel 4 keine Bakterien mehr nachzuweisen. Das heißt, die mit Silber behandelten Fasern zeigten eine starke antibakterielle Wirkung.
In der nachfolgenden Tabelle 6 sind die Werte nach 18 h Inkubation von Standardbaumwolle als Wachstumskontrolle sowie einer Standard-Lyocellfaser sowie der nach Beispiel 1-1 hergestellten modifizierten Lyocell-Faser angeben. Weiters sind die nach Beispiel 1-2 behandelte modifiziert Lyocell-Faser sowie eine analog zu Beispiel 1-2 behandelte Standard-Lyocellfaser angeführt. Tabelle 6

Beispiel 16

Bei der Herstellung von hochreinem Silber wird eine Anode aus Rohsilber einem elektrolytischen Refining in konventionellen Moebius Zellen unterzogen. Dabei wird Silbernitrat als Elektrolyt mit einer Konzentration von 5-80 g/l, Silber bei Temperaturen von 40°C verwendet. Der Elektrolyt wird zwar ständig wiederverwendet, dennoch fallen bei Wartungsarbeiten und Stillständen Abwässer mit zum Teil auch geringeren Silberkonzentrationen als im Elektrolyt an.
Die Rückgewinnung des Silbernitrates mittels des erfindungsgemäßen Lyocell- Formkörpers wurde anhand einer synthetischen Silbernitratlösung getestet. In einen 5 l PP-Druckbehälter mit Stützplatte wurden 2 kg Faser aus Beispiel 2 eingefüllt. Die Faser wurde anschließend mit 5 l VE-Wasser benetzt. In einem PP-Behälter wurden 10 l Silbernitrat mit einer Konzentration von ca. 1 g Ag/l vorgelegt. Mittels einer Schlauchquetschpumpe wurde diese Vorlage über den Druckbehälter (mit den befeuchteten Fasern aus Beispiel 3) im Kreislauf gepumpt. Mit dem eingebauten Rotameter wurde eine Umwälzmenge von 30 l/h eingestellt.
Alle 5 Minuten wurde eine Probe gezogen, um die Ag Konzentration zu bestimmen. In der nachfolgenden Tabelle 7 ist der Verlauf der Silbermenge in der flüssigen Phase dargestellt.
Es konnte gezeigt werden, daß nahezu die gesamte Silbermenge von der Faser absorbiert wird. Tabelle 7

Zeit Silbermenge in der flüssigen Phase [g]

5 9,6

10 7,8

15 5,4

20 4,7

25 4,1

30 2,9

35 1,4

40 1,3

45 0,8

50 0,6

55 0,37

60 0,34

65 0,25

70 0,26

75 0,23
Fig. 1 ist eine graphische Darstellung der in diesem Beispiel erhaltenen Ergebnisse.

Claims

1. Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus schwermetallhaltigen Medien, wobei das schwermetallhaltige Medium mit einem Lyocell- Formkörper in Kontakt gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Lyocell-Formkörper in Form eines Ionenaustauschers oder Filtermaterials vorliegt.

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das schwermetallhaltige Medium eine wässrige, schwermetallhaltige Lösung oder ein schwermetallhaltiges Gas ist.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schwermetalle ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Ag, Cu, Zn, Hg, Sn, Cd, As, Pb, Sb, Zr Ni, Fe, Au, Pd, Pt und Gemischen davon.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Lyocell- Formkörper zusätzlich ein pflanzliches und/oder tierisches Material enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das pflanzliche Material Algenmaterial ist.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Lyocell- Formkörper in Form von Fasern, Filamenten, Vliesen, Folien, Filmen, Membranen, Nonwovens, Filter und/oder Filterpapier vorliegt.

8. Verwendung eines Lyocell-Formkörpers in einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche.

9. Lyocell-Formkörper, wobei daran wenigstens ein Schwermetall adsorbiert ist.

10. Lyocell-Formkörper nach Anspruch 9, wobei der Gehalt an dem wenigstens einem Schwermetall mindestens etwa 70 mg/kg, bezogen auf das Gesamtgewicht des Lyocell-Formkörpers, beträgt.

11. Lyocell-Formkörper nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei das wenigstens eine Schwermetall ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ag, Cu, Zn, Hg, Sn, Cd, As, Pb, Sb, Zr, Ni, Fe, Au, Pd, Pt und Gemischen davon.

12. Lyocell-Formkörper nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das wenigstens eine Schwermetall ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ag, Cu, Zn, Zr und Gemischen davon.

13. Lyocell-Formkörper nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Lyocell-Formkörper zusätzlich ein pflanzliches und/oder tierisches Material enthält.

14. Lyocell-Formkörper nach Anspruch 13, wobei das pflanzliche Material Algenmaterial ist.

15. Lyocell-Formkörper nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der Lyocell-Formkörper in Form von Fasern, Filamenten, Vliesen, Folien, Filmen, Membranen, Nonwovens und/oder Filtern vorliegt.

16. Verwendung eines Lyocell-Formkörpers nach einem der Ansprüche 9 bis 15 als antibakterielles und/oder fungizides Material oder als Ionenaustauschematerial oder Filtermaterial.

17. Verwendung eines Lyocell-Formkörpers nach Anspruch 16 als antibakterielle Faser, antibakterielles Vlies, antibakterielle Membrane, antibakterielle Wursthäute, Hygiene-Artikel, Produkte mit medizinischer Anwendungen, sterile Schutzkleidung und/oder antibakterieller Wasserfilter.