DE202019103174U1 - nettle fibers - Google Patents
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Abstract
Nesselfaser gewonnen durch ein Verfahren zur Herstellung von Nesselfasern, wobei die Nesselfasern aus Pflanzen der Familie Nesselgewächse (Urticaceae) gewonnen wurden, wobei zur Herstellung der Nesselfasern zunächst aus den Pflanzen durch einen, insbesondere nasschemischen und/oder thermischen und/oder mechanischen, Aufschluss Zellstoff gewonnen wurde, nachfolgend der Zellstoff aufgequollen wurde, aufgequollener Zellstoff im Anschluss gepresst und zerfasert und gepresster und zerfaserter Zellstoff zur Herstellung einer Spinnlösung genutzt wurde, die Spinnlösung durch Düsen in ein Fällbad gepresst wurde, wodurch die Nesselfasern ersponnen wurden.Nettle fiber obtained by a method for the production of nettle fibers, wherein the nettle fibers were obtained from plants of the family Nettle plants (Urticaceae), wherein for the production of the nettle fibers first of the plants by a, in particular wet-chemical and / or thermal and / or mechanical, pulping pulp After the pulp was swollen, swollen pulp was subsequently pressed and defibered and pressed and pulped pulp was used to make a spinning solution, the spinning solution was forced through nozzles into a coagulation bath, whereby the nettle fibers were spun.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Nesselfasern sowie deren Herstellung und Fäden, Garne und/oder Textilien beinhaltend erfindungsgemäße Nesselfasern sowie die Verwendung von Nesselfasern in Fäden, Garnen und/oder Textilien.The present invention relates to nettle fibers and their production and threads, yarns and / or textiles comprising nettle fibers according to the invention and the use of nettle fibers in threads, yarns and / or textiles.
In der Textilindustrie findet eine Vielzahl verschiedener Fasern Verwendung. Beispiele für besonders häufig verwendete Fasermaterialien sind synthetische Fasermaterialien wie beispielsweise Polyamid, Polyester oder Elastan, Fasern aus Fasermaterialien tierischen Ursprungs wie beispielsweise Schafswolle oder Seide sowie Fasermaterialien pflanzlichen Ursprungs wie beispielsweise Baumwolle oder Viskose. Der meist verbreitetste Rohstoff zur Herstellung von Viskose ist Cellulose, welche in der Regel aus Holz gewonnen wird. Besonders geeignet ist hierbei Bambus, welches insbesondere in Asien Verwendung findet. Ebenso wie Baumwolle kann Bambus nicht weltweit Angebaut werden. Insbesondere in Europa und darüber hinaus weiten Teilen Nordamerikas ist ein Anbau beider Materialien nicht möglich.The textile industry uses a variety of different fibers. Examples of particularly frequently used fiber materials are synthetic fiber materials such as polyamide, polyester or elastane, fibers of fibrous materials of animal origin such as sheep wool or silk and fiber materials of vegetable origin such as cotton or viscose. The most common raw material for the production of viscose is cellulose, which is usually obtained from wood. Particularly suitable here is bamboo, which is used especially in Asia. Like cotton, bamboo can not be grown worldwide. Especially in Europe and beyond, much of North America, cultivation of both materials is not possible.
Ein potentielles Ausgangsmaterial für pflanzliche Fasern bilden die Nesselgewächse (Urticaceae). Nesselgewächse können mit Ausnahme der Arktis weltweit angebaut werden. Nesselfasern wurden bereits im 3. Und 4. Jahrhundert verwendet, beispielsweise zur Befiederung von Pfeilen. Auch im Mittelalter wurden Nesselfasern als Ausgangsmaterial für beispielsweise Segel, Bekleidung oder Tauwerk genutzt. Im 15. bis 18. Jahrhundert wurden Nesselfasern überwiegend für technische Gewebe wie beispielsweise Kornsäcke genutzt oder als Nesseltuch verwendet. Nesselfasern konnten sich jedoch, insbesondere in Europa, historisch nicht gegen Importfasern wie beispielsweise Baumwolle durchsetzen. Nichtsdestotrotz erfuhren die Nesselgewächse als Faserquelle in Zeiten der Ressourcenknappheit, so zum Beispiel während des Ersten Weltkriegs, in welchem Nesselfasern für die Herstellung von Uniformen genutzt wurden, immer wieder kleinere Phasen des Aufschwungs. Das Wissen über Nesselfasern und deren Anbau wurde 1959 von Gustav Bredemann in der Monographie „Die Große Brennessel Urtica dioica L. - Forschungen über ihren Anbau zur Fasergewinnung“ zusammengeführt. Bisher konnten jedoch keine reinen Nesselgarne und/oder -fäden hergestellt werden, welche die zum Weben und/oder Stricken benötigte Feinheit aufweisen. Insbesondere werden Nesselfasern daher bislang in Mischgarnen mit beispielsweise Baumwolle und/oder Viskose verwendet.A potential source material for plant fibers are the nettle plants (Urticaceae). Nettle plants can be cultivated worldwide with the exception of the Arctic. Nettle fibers were already used in the 3rd and 4th centuries, for example, for the fletching of arrows. Also in the Middle Ages, nettle fibers were used as starting material for, for example, sails, clothing or ropes. In the 15th to 18th centuries, nettle fibers were mainly used for technical fabrics such as grain sacks or used as nettle cloth. However, nettle fibers, especially in Europe, were historically unable to compete with imported fibers such as cotton. Nonetheless, during periods of scarcity of resources, such as during the First World War, when nettle fibers were used to make uniforms, the nettle plants continued to experience lesser phases of upswing. The knowledge about nettle fibers and their cultivation was merged in 1959 by Gustav Bredemann in the monograph "The large stinging nettle Urtica dioica L. - Research on their cultivation for fiber production". Up to now, however, it has not been possible to produce pure nettle yarns and / or threads which have the fineness required for weaving and / or knitting. In particular, nettle fibers have thus far been used in blended yarns with, for example, cotton and / or viscose.
Aus den Schriften
Aufgabe der Erfindung ist daher eine Nutzung von Nesselgewächsen für Fasern zur Herstellung von Nesselgarnen und/oder -fäden und/oder Textilien aus Nesselfasern ermöglichen, insbesondere ausschließlich bestehend aus Nesselfasern, insbesondere mittels chemischen Aufschlusses und Erspinnen von Nesselfasern aus einer Fälllösung.The object of the invention is therefore to enable utilization of nettle plants for fibers for the production of nettle yarns and / or threads and / or textiles from nettle fibers, in particular exclusively consisting of nettle fibers, in particular by means of chemical pulping and spinning of nettle fibers from a precipitation solution.
Dies unterscheidet sich insbesondere deutlich von der Gewinnung der natürlichen Nesselfaser durch rein mechanischen Aufschluss, bei dem die gewachsene Faser erhalten oder gekürzt, aber keine neue Faser ersponnen wird. Darüber hinaus lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der gesamte Stängel und/oder Stiel, insbesondere inklusive des Holzanteils des Stängels und/oder des Stiels, verwenden.This differs in particular clearly from the production of natural nettle fiber by purely mechanical pulping, in which the grown fiber is obtained or shortened, but no new fiber is spun. In addition, with the method according to the invention, the entire stem and / or stem, in particular including the wood portion of the stem and / or the stem, can be used.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Nesselfaser nach Anspruch 1 oder 14, einem Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Nesselfaser, sowie einer Verwendung einer, insbesondere erfindungsgemäßen, Nesselfaser in einem Faden, Garn und/oder Textil nach Anspruch 11 und einem Faden, Garn und/oder Textil nach Anspruch 12 beziehungsweise Anspruch 15. Die Ansprüche 2 bis 10 und 13 geben vorteilhafte Weiterbildungen an.The object is achieved by a nettle fiber according to claim 1 or 14, a method for producing a nettle fiber according to the invention, and a use of, in particular inventive, nettle fiber in a thread, yarn and / or textile according to claim 11 and a thread, yarn and / or Textile according to claim 12 or claim 15. Claims 2 to 10 and 13 indicate advantageous developments.
Die erfindungsgemäße Nesselfaser wurde durch ein Verfahren zur Herstellung von Nesselfasern gewonnen, wobei die Nesselfasern aus Pflanzen der Familie Nesselgewächse (Urticaceae) gewonnen wurden. Zur Herstellung der Nesselfasern wurde aus den Pflanzen zunächst Zellstoff durch einen, insbesondere nasschemischen und/oder thermischen und/oder mechanischen, Aufschluss gewonnen. Nachfolgend wurde der Zellstoff aufgequollen. Im Anschluss wurde aufgequollener Zellstoff gepresst und zerfasert und der gepresste und zerfaserte Zellstoff zur Herstellung einer Spinnlösung genutzt. Die Spinnlösung wurde durch Düsen in ein Fällbad gepresst, wodurch die Nesselfasern ersponnen wurden.The nettle fiber according to the invention was obtained by a method for the production of nettle fibers, wherein the nettle fibers were obtained from plants of the family Nesselgewächse (Urticaceae). For the production of the nettle fibers pulp was first obtained from the plants by one, in particular wet-chemical and / or thermal and / or mechanical, digestion. Subsequently, the pulp was swelled. Subsequently, swollen pulp was pressed and defibrated and the pressed and defibrated pulp was used to make a spinning solution. The spinning solution was forced through nozzles into a precipitation bath, whereby the nettle fibers were spun.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Nesselfasern aus Pflanzen der Familie Nesselgewächse (Urticaceae) beinhaltet
- d) Herstellung einer Spinnlösung beinhaltend gepressten und zerfaserten Zellstoff
- e) Pressen der Spinnlösung durch Düsen in ein Fällbad zum Erhalt der Nesselfasern.
- d) Preparation of a spinning solution containing pressed and shredded pulp
- e) pressing the spinning solution through nozzles into a precipitation bath to obtain the nettle fibers.
Es beinhaltet vorgelagert insbesondere auch einen oder mehrere der folgenden Schritte
- a) Gewinnen eines Zellstoffs aus den Pflanzen durch einen, insbesondere nasschemischen und/oder thermischen und/oder mechanischen, Aufschluss,
- b) Aufquellen des Zellstoffs
- c) Pressen und Zerfasern des aufgequollenen Zellstoffs,
- a) obtaining a pulp from the plants by a, in particular wet-chemical and / or thermal and / or mechanical, digestion,
- b) swelling of the pulp
- c) pressing and defibering the swollen pulp,
Nachfolgend beschriebene vorteilhafte Weiterbildungen gelten sowohl für die erfindungsgemäße Nesselfaser als auch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Nesselfasern.Advantageous developments described below apply both to the inventive nettle fiber and to the method according to the invention for the production of nettle fibers.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei den verwendeten Pflanzen der Familie Nesselgewächse um Pflanzen aus der Gattung Brennnessel (Urtica) und/oder Ramiepflanzen (Boehmeria). Darüber hinaus handelt es sich mit besonderem Vorteil um Pflanzen der Art(en) Große Brennnessel (Urtica dioica), Kleine Brennnessel (Urtica urens), Röhricht-Brennnessel (Urtica kioviensis), Pillen-Brennnessel (Urtica pilulifera), Ramie (Boehmeria nivea), Sibirische Hanfnessel (Urtica cannabina), Nilgirinessel (Girardinia diversifolia) und/oder Fasernessel (Urtica dioica convar. fibra). Große Brennnessel (Urtica dioica), Kleine Brennnessel (Urtica urens), Röhricht-Brennnessel (Urtica kioviensis), und/oder Pillen-Brennnessel (Urtica pilulifera) sind hierbei beispielsweise in Europa, insbesondere in Deutschland, weit verbreitet vorkommende Nesselgewäschse. Ramie (Boehmeria nivea), Sibirische Hanfnessel (Urtica cannabina), Nilgirinessel (Girardinia diversifolia) und/oder Fasernessel (Urtica dioica convar. fibra) sind besonders gut zur Herstellung von Nesselfasern geeignet.Advantageously, the plants used in the family Nettle plants are plants of the genus Nettle (Urtica) and / or Ramie plants (Boehmeria). In addition, it is with particular advantage to plants of the species Great nettle (Urtica dioica), Small nettle (Urtica urens), Reed stinging nettle (Urtica kioviensis), pills nettle (Urtica pilulifera), Ramie (Boehmeria nivea) , Siberian hemp nettle (Urtica cannabina), Nilgirinessel (Girardinia diversifolia) and / or nettle (Urtica dioica convar. Fibra). Large stinging nettle (Urtica dioica), small nettle (Urtica urens), reed stinging nettle (Urtica kioviensis), and / or pills nettle (Urtica pilulifera) are in this case, for example, in Europe, especially in Germany, widespread Nesselgewäschse. Ramie (Boehmeria nivea), Siberian hemp nettle (Urtica cannabina), Nilgirinessel (Girardinia diversifolia) and / or fiber nettle (Urtica dioica convar. Fibra) are particularly suitable for the production of nettle fibers.
Mit Vorteil handelt es sich bei dem verwendeten Aufschluss um einen nasschemischen Aufschluss zur Herstellung des Zellstoffs. Im Vergleich zu beispielsweise einem mechanischen Aufschluss, bei welchem in der Regel lediglich kurze Fasern erhalten werden können, können die Fasern mittels eines nasschemischen Aufschlusses zunächst in ihrer vollen Länge erhalten werden, bevor sie später in der Spinnlösung aufgehen.Advantageously, the digestion used is a wet-chemical digestion for the production of the pulp. Compared to, for example, a mechanical pulping, in which usually only short fibers can be obtained, the fibers can be obtained by means of a wet chemical pulping first in their full length, before they later rise in the spinning solution.
Mit Vorteil wird der Zellstoff in Natronlauge aufgequollen. Durch den Einsatz von Natronlauge wird die im Zellstoff enthaltene Cellulose in Alkalicellulose umgewandelt. Alkalicellulose eignet sich hierbei besonders gut zur Herstellung der Spinnlösung und zum nachfolgenden Erspinnen.Advantageously, the pulp is swollen in caustic soda. Through the use of caustic soda, the cellulose contained in the pulp is converted into alkali cellulose. Alkali cellulose is particularly well suited for the production of the spinning solution and subsequent spinning.
Vorteilhafterweise enthält die Spinnlösung neben dem Zellstoff Natronlauge und Kohlenstoffdisulfid. Insbesondere wird durch das Wirken von Kohlenstoffdisulfid auf Alkalicellulose ein Xanthogenat, welches zusammen mit Natronlauge eine zähflüssige Lösung bilden kann.Advantageously, the spinning solution contains sodium hydroxide and carbon disulfide in addition to the pulp. In particular, by the action of carbon disulfide on alkali cellulose a xanthate, which can form a viscous solution together with sodium hydroxide solution.
Mit Vorteil enthält das Fällbad Schwefelsäure und insbesondere Natriumsulfat und insbesondere Zinksulfat. Dies ermöglicht eine Regeneration der Cellulose aus dem Xanthogenat.Advantageously, the precipitation bath contains sulfuric acid and in particular sodium sulfate and in particular zinc sulfate. This allows regeneration of the cellulose from the xanthate.
Mit besonderem Vorteil werden zur Herstellung der Nesselfasern Stängel und/oder Stile der Pflanzen, insbesondere ausschließlich Stängel und/oder Stile verwendet. Die Stängel und Stile der Pflanzen weisen vergleichen mit den Blättern einen höheren Faseranteil auf. Ferner können die Blätter der Nesselpflanzen, wenn diese nicht zur Faserherstellung verwendet werden, als Nebenprodukt der Pflanzenernte Verwendung in anderen Bereichen, wie beispielsweise in der Pharmaindustrie, finden. Darüber hinaus können Stängel und Stile, welche in Anwendungen der Nesselgewächse, in welchen ausschließlich die Blätter verwendet werden, als Nebenprodukt entstehen, zur Faserherstellung genutzt werden. Dies ermöglicht eine Optimierung der wirtschaftlichen und ökologischen Nutzung der Nesselgewächse.With particular advantage, stems and / or styles of the plants, in particular exclusively stems and / or styles, are used for the production of the nettle fibers. The stems and styles of the plants have a higher fiber content compared to the leaves. Furthermore, the leaves of nettle plants, if not used for fiber production, may find utility as a byproduct of plant crops in other areas such as the pharmaceutical industry. Moreover, stems and styles, which are by-produced in by-product applications of the nettle family, in which only the leaves are used, can be used for fiber production. This allows an optimization of the economic and ecological use of nettle plants.
Vorteilhafterweise weisen die erhaltenen Nesselfasern die Eignung dazu auf, zu Fäden und/oder Garnen versponnen zu werden.Advantageously, the resulting nettle fibers have the ability to be spun into threads and / or yarns.
Insbesondere werden die Fasern so ersponnen bzw. sind die Fasern so ausgebildet, dass die Faserlängen überwiegend oder vollständig zwischen 2 mm und 130 Millimeter liegen und/oder deren Feinheit im Bereich zwischen 0,5 und 30 dtex liegt, und/oder der Faserdurchmesser im Bereich von 6 bis 30 µm liegt.In particular, the fibers are spun or the fibers are formed so that the fiber lengths are predominantly or completely between 2 mm and 130 millimeters and / or their fineness is in the range between 0.5 and 30 dtex, and / or the fiber diameter in the range from 6 to 30 microns.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Nesselfaser und/oder des erfindungsgemäßen Verfahrens werden/wurden die Nesselfasern unmittelbar nach Entnahme aus der Spinnlösung zu Fäden und/oder Garnen gesponnen. Dies ermöglicht in der Länge frei wählbare Fäden und/oder Garne.In a further advantageous embodiment of the inventive nettle fiber and / or of the method according to the invention, the nettle fibers are / were spun immediately after removal from the spinning solution to form threads and / or yarns. This allows freely selectable threads and / or yarns in length.
Erfindungsgemäß ist ebenso eine Verwendung einer, insbesondere erfindungsgemäßen Nesselfaser, in einem Faden, Garn und/oder Textil.According to the invention is also a use of a, in particular inventive nettle fiber, in a thread, yarn and / or textile.
Ein erfindungsgemäßer/s Faden, Garn und/oder Textil beinhaltet, insbesondere erfindungsgemäße, Nesselfasern. Insbesondere wurden die Nesselfasern in einem erfindungsgemäßen Faden, Garn und/oder Textil durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von, insbesondere erfindungsgemäßen, Nesselfasern hergestellt.An inventive thread, yarn and / or textile includes, in particular, inventive nettle fibers. In particular, the nettle fibers in a thread, yarn and / or textile according to the invention have been produced by a method according to the invention for the production of, in particular, inventive nettle fibers.
In einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Fadens, Garns und/oder Textils, werden/wurden die Nesselfasern, insbesondere direkt, aus einer Spinnlösung ersponnen.In an advantageous embodiment of the thread, yarn and / or textile according to the invention, the nettle fibers, in particular directly, are spun from a spinning solution.
Vorteilhafterweise beinhaltet der/das erfindungsgemäße/n Faden, Garn und/oder Textil insbesondere erfindungsgemäße Nesselfasern. Advantageously, the thread (s), yarn and / or textile according to the invention contains in particular nettle fibers according to the invention.
Vorteile und Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Nesselfasern sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von, insbesondere erfindungsgemäßen, Nesselfasern gelten ebenso für die erfindungsgemäße Verwendung und den/das erfindungsgemäße/n Faden, Garn und/oder Textil und umgekehrt.Advantages and advantageous developments of the nettle fibers according to the invention and of the method according to the invention for the production of, in particular, inventive nettle fibers also apply to the use according to the invention and / or to the thread, yarn and / or textile according to the invention and vice versa.
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