EP0706585A1 - Verfahren zum aufbereiten von sklerenchym-fasern, insbesondere flachs - Google Patents

Verfahren zum aufbereiten von sklerenchym-fasern, insbesondere flachs

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EP0706585A1 EP94919650A EP94919650A EP0706585A1 EP 0706585 A1 EP0706585 A1 EP 0706585A1 EP 94919650 A EP94919650 A EP 94919650A EP 94919650 A EP94919650 A EP 94919650A EP 0706585 A1 EP0706585 A1 EP 0706585A1
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Abstract

Zur Aufbereitung von Sklerenchym-Fasern, insbesondere Flachs, durch mechanische Bearbeitung unter Bildung eines Faserbandes und Ausrichtung der Fasern im wesentlichen parallel zueinander, werden die Fasern des Faserbandes durch eine chemische und/oder Kochbearbeitung des Faserbandes von Holzbestandteilen, Fetten, Pektinen und anderen Verunreinigungen befreit, und das behandelte Faserband wird getrocknet. Es wird dann in kürzere Abschnitte zerteilt, und diese Abschnitte werden zur Bildung von Faserbündeln zumindest teilweise zerrupft oder geöffnet. Die Faserbündel werden bei einem eingestellten Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 10 Gew.-% kardiert und zu einem Feinfaser-Band zusammengefasst.

Description

Verfahren zum Aufbereiten von S lerenchvm-Fasern, insbesondere Flachs
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbereiten von Sklerenchym-Fasern, insbesondere Flachs, durch mechanische Bearbeitung unter Bildung eines Faserbandes und Ausrichtung der Fasern im wesentlichen parallel zueinander.
Bei bekannten Verfahren dieser Art (DE-B-3 414 437) erfolgt die Bearbeitung durch maschinelles Schwingen und Hecheln, d.h. die Fasern, insbesondere Flachsfasern werden eingespannt und dann mittels Hechelkämmen bearbeitet, so daß einerseits Holzbestand¬ teile u.a. entfernt und andererseits die Fasern parallel zueinander ausgerichtet werden. Dabei findet eine Aufteilung des Bastes in Langfasern, die eingespannt gehalten und parallel ausgerichtet werden, und in sogenanntes Werg statt, das aus sehr kurzen Fasern besteht und aus den gehaltenen Langfasern ausge¬ kämmt und entfernt wird.
Aus den zusammengefaßten Langfasern wird üblicherweise in nachfolgenden Bearbeitungsgängen ein Garn gewonnen, das dann beispielsweise zu Textilmaterialien verarbeitet wird, wobei die Langfasern weiterhin in gewissem Umfang Holzbestandteile u.a. Verunreinigungen enthalten und insbesondere ungebleicht sind.
Diese durch Hecheln gewonnenen Langfasern lassen sich nicht zur Gewinnung von Mischgarnen mit kurzen Fasern anderen Materials, etwa Baumwolle vermischen, da die Langfaser-Naß-Spinnmaschinen, die im übrigen sehr langsam arbeiten, eine solche Fasermischung nicht verarbeiten können. Die Langfasern werden daher ohne Zusätze von anderen Fasern zu einem Vorgarn oder Fertiggarn verarbeitet. Üblicherweise wird das Vorgarn, das durch einen ersten Spinnschritt eine gewisse Festigkeit und Faserbindung erhalten hat, gereinigt und gebleicht, während eine Reinigung des Fertiggarns schwieriger ist, weil die Reinigungslauge das Fertiggarn wesentlich schlechter durchdringt als das Vorgarn.
Das bei der Bearbeitung durch Hecheln gewonnene Werg wird entweder direkt zu verhältnismäßig groben Garnen verarbeitet oder so kardiert, daß Kurzfasern entstehen (sogenanntes Cottonisie- ren), die ungebleicht zur Garn- oder Vliesherstellung verwendet werden. Wird das Werg einem Wasch- und Bleichverfahren, wie etwa Flocke- oder Batchkochung unterworfen, so entsteht eine Masse aus gereinigten und gebleichten Kurzfasern, die jedoch stark verfilzt ist und in der die Fasern zum Teil miteinander verdreht bzw. verzwirnt sind. Es ist daher nicht ohne weiteres möglich, aus dieser Masse eine zu Fäden oder auf andere Weise weiterverarbeit- bare Faserstruktur zu gewinnen, es sei denn, durch starkes mechanisches Reißen. Dies führt zu erheblichem Ausschuß und einer Faserverkürzung.
Es ist ferner bereits bekannt (DE-A-3 923 498), Flachs dadurch zu entholzen und aufzubereiten, daß man ihn in mehreren Schritten durch mechanische BearbeitungsStationen führt und dabei mit Hilfe von Nadeln tragenden Förderbändern eine gewisse Parallelausrich¬ tung der zuvor bereits mechanisch bearbeiteten Flachsfasern bewirkt, die dann über weitere Transportbänder zu einem Faser¬ strang abgelegt werden. Der auf diese Weise erhaltene Faserstrang enthält eine Mischung aus Langfasern und Kurzfasern, jedoch zusätzlich auch noch Holzbestandteile und andere Verunreinigungen. Die in Längs¬ richtung und parallel zueinander ausgerichteten Fasern haben zunächst praktisch keinerlei Bindung miteinander, da die gleichsinnig und im wesentlichen mit gleicher Vorschubgeschwin¬ digkeit umlaufenden Nadeln der Förderbänder die benachbarten Flachsfasern lediglich in Vorschubrichtung ausrichten, ohne daß es zu einer Bindung zwischen benachbarten Flachsfasern käme. Dies soll erst durch nachfolgende Förderbänder erreicht werden, die neben ihrer Vorschubbewegung eine gewisse Querbewegung der Flachsfasern erzeugen und dadurch Faserbündel bilden sollen. Auch dies hat keine nennenswerte Bindung von benachbarten Fasern zur Folge.
Es ist außerdem bekannt (DE-A-1 927 043), zu einem Faserband zusammengefaßte Wolle einer Dampfbehandlung zu unterziehen, um auf diese Weise vorhandenes Fett zu entfernen, wobei diese Dampfbehandlungwährend unterschiedlicher Stadien der Bearbeitung des Faserbandes erfolgen kann, das üblicherweise Streckvorgängen unterworfen wird, jedoch zusätzlich auch gestrichen und gekämmt werden kann, um schließlich ein Faserband zu erhalten, das sich zu einem Wollgarn verarbeiten läßt. Ein derartiges Verfahren ist jedoch für die Aufbereitung von Sklerenchym-Fasern, insbesondere Flachs nicht geeignet, da die Sklerenchym-Fasern, die in durch übliche Bearbeitungsverfahren gewonnenen Faserbändern vorliegen, zu steif und nicht ausreichend fein sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Sklerenchym-Fasern, insbesondere Flachsfasern so aufbereitet werden, daß man schließlich Fasern erhält, die in ihrer Struktur und ihren Eigenschaften Baumwollfasern vergleichbar und daher entsprechend verarbeitbar sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß die Fasern des Faserbandes durch eine chemische und/oder Kochbearbeitung des Faserbandes von Holzbestandteilen, Fetten, Pektinen und anderen Verunreinigungen befreit werden, daß das behandelte Faserband getrocknet wird, daß das Faserband in kürzere Abschnitte zerteilt wird, daß die Abschnitte zur Bildung von Fasernbündeln zumindest teilweise zerrupft werden und daß die Faserbündel bei einem eingestellten Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 10 Gew.-% kardiert und zu einem Feinfaser-Band zusammengefaßt werden.
Obwohl man bei der Verarbeitung von Sklerenchym-Fasern, ins¬ besondere Flachsfasern seit Jahrzehnten, wenn nicht gar Jahrhun¬ derten so vorgegangen ist, daß man das fertige Garn oder allenfalls das Vorgarn dem Reinigungsschritt unterworfen hat, hat sich überraschenderweise gezeigt, daß sich das Faserband einem konventionellen Reinigungsvorgang unterwerfen läßt, ohne daß der Faserverband aufgelöst wird. Vielmehr halten die Fasern auch im nassen Zustand des Faserbandes zusammen und behalten ihre ausgerichtete Lage bei.
Während bei Anwendung eines derartigen Verfahrensschrittes auf ein Faserband aus Wolle o.a. eine weitere Bearbeitung des Faserbandes zur Verarbeitung zu einem Garn erfolgt, also üblicherweise Streckvorgänge und Glättungen stattfinden, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das bearbeitete Faserband in kürzere Abschnitte zerteilt, wobei ein derartiges Zerteilen praktisch nur möglich ist, wenn das Faserband zuvor getrocknet wurde.
Das Zerteilen in kürzere Abschnitte kann durch Zerschneiden oder durch Zerreißen des Faserbandes stattfinden, wobei das Zer¬ schneiden den Vorteil hat, daß es einfacher durchführbar ist und genau definierte Abschnittslängen ergibt, jedoch infolge des Zerschneidens auch ein verhältnismäßig großer Anteil von sehr kurzen Faserstücken entsteht, die für die Weiterverarbeitung nicht geeignet sind. Demgegenüber ist das Zerreißen des Faserban¬ des in kürzere Abschnitte etwas aufwendiger und führt zu nicht genau definierten Abschnittslängen. Es hat jedoch den Vorteil, daß der Anteil der zerstörten und wegen ihrer geringen Länge nicht mehr weiterverarbeiteten Faserstücke deutlich reduziert ist.
Die Fasern innerhalb der gewonnenen Abschnitte befinden sich in einer im wesentlichen parallelen Ausrichtung, und die die Abschnitte bildenden Faserbündel werden zumindest teilweise zerrupft, d.h. sie werden einem Vorgang unterworfen, der in der Baumwo11Verarbeitung als "Öffnen" bezeichnet wird. In der Baumwollverarbeitung erfolgt dieses "Öffnen" oder "Zerrupfen" innerhalb einer Schicht von Baumwolle, die zuvor von einem Baumwollballen abgeschält wurde.
Wenn sich die Faserbündel in einem Normklima befinden, ergibt sich ein Feuchtigkeitsgehalt von 9 Gew.-%. Um bei der nachfolgen¬ den erfindungsgemäßen Kardierung eine Auftrennung der Faser im wesentlichen in Elementarfasern zu erreichen, muß ein etwas höherer Feuchtigkeitsgehalt eingestellt werden, der mindestens 10 Gew.-% beträgt und nach oben durch die Verarbeitungsfähigkeit auf der Karde begrenzt wird. Durch den erhöhten Feuchtigkeits¬ gehalt, der maximal 30 Gew.-% beträgt, jedoch vorzugsweise zwischen 11 Gew.-% und 17 Gew.-%, noch weiter bevorzugt zwischen 12 Gew.-% und 14 Gew.-% und in einem ganz besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel bei 13 Gew.-% liegt, lösen sich die die Fasern zusammenhaltenden Wasserstoffbrücken auf, ohne daß die Fasern in der Karde verkleben. Die auf diese Weise gewonnenen und zu einem Feinfaser-Band zusammengefaßter Fasern haben, wenn es sich um Flachsfasern handelt, eine der Baumwolle überraschend ähnliche Struktur, und sie können in der gleichen Weise wie Baumwollfasern weiterverarbeitet werden, etwa durch Verspinnen zu einem Garn.
Die Länge der aus dem Faserband herzustellenden Abschnitte wird im wesentlichen durch die Fähigkeit der verwendeten Karde bestimmt, lange Fasern verarbeiten zu können, da die Faserverlu- ste um so geringer sind, je länger die Abschnitte gewählt werden. Die Länge liegt vorzugsweise zwischen 50 mm und 250 mm, ins¬ besondere zwischen 65 mm und 120 mm.
Das Einstellen des Feuchtigkeitsgehaltes der Faserbündel für das Kardieren kann in besonders bevorzugter Weise dadurch erfolgen, daß man den Feuchtigkeitsgehalt des Faserbandes vor dem Zerteilen in kürzere Abschnitte entsprechend einstellt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, das Faserband nach der Reinigung durch eine chemische und/oder Kochbearbeitung zu färben, und es wird daher möglich, Faserbündel von Sklerenchym-Fasern, insbesondere Flachsfasern unterschiedli¬ cher Färbung miteinander zu mischen, um auf diese Weise ein Feinfaser-Band zu erhalten, das durch die Fasern unterschiedli¬ cher Färbung meliert ist.
Noch wesentlicher ist es jedoch, daß es das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, Sklerenchym-Fasern, insbesondere Flachs- fasern mit andersartigen Fasern, etwa Wolle oder Baumwolle zu mischen. Dies war bisher nicht möglich, wenn man als Ergebnis eines solchen Mischvorganges und der Weiterverarbeitung ein gereinigtes Garn erhalten wollte. Die unterschiedlichen Fasern, Sklerenchym-Fasern, insbesondere Flachsfasern einerseits und insbesondere Wolle andererseits können nur durch sehr unter¬ schiedliche Reinigungsverfahren gereinigt werden, deren Chemika¬ lien jeweils schädlich, auf die andere Faserart einwirken. Flachsfasern ließen sich jedoch nur sehr unzureichend bisher in einem in Kurzfasern zerlegten Zustand reinigen da, wie vorstehend erwähnt, das aus Kurzfasern bestehende Werg durch einen Wasch- und Bleichvorgang in eine Masse aus stark verfilzten und zum Teil miteinander verdrehten bzw. verzwirnten Fasern umgewandelt wird, die sich nur sehr schlecht weiterverarbeiten lassen. Man hat daher bisher das Reinigen der Flachsfasern erst vorgenommen, wenn diese in Form eines Halbgarns oder Garns vorlagen. - 1 -
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden jedoch Faserbündel gewonnen, die aus gereinigten Sklerenchym-Fasern, insbesondere Flachsfasern bestehen, so daß diese gereinigten und verspinnbaren Fasern mit ebenfalls gereinigten Woll- oder Baumwollfasern vermischt und durch Kardieren zu einem Feinfaser-Band zusammen¬ gefaßt und schließlich zu eine Mischgarn verarbeitet werden können. Dabei werden die Woll- oder Baumwollfasern üblicherweise trocken zugesetzt, da bei ihnen das Problem der Auflösung von Wasserstoffbindungen beim Kardieren nicht besteht.
Es sei erwähnt, daß die erfindungsgemäß gewonnenen Flachsfasern etwa die gleichen .Abriebeigenschaften wie Kunststoffasern haben, die zur Zeit für die Herstellung von Mischgarnen aus Kunst¬ stoffasern und Wolle bzw. Baumwolle verwendet werden. Die erfindungsgemäß hergestellten Flachsfasern können daher einen Ersatz für die zur Zeit verwendeten Kunststoffasern bilden.
Beispiel
Es wurde handelsübliches Flachswerg (Bastfaserbündel) auf einer Mackie-Krempel parallelisiert und bis auf 5 % von den im Flachswerg vorhandenen Holzbestandteilen befreit. Das erhaltene endlose Faserband wurde in einer Breite von ca. 3 cm ausgelegt.
Das erhaltene Faserband wurde in zwei Durchläufen mit einer Geschwindigkeit von 5 m/min durch eine kontinuierlich arbeitende Anlage der Construzione Machine Tessile, Schio, Italien, geführt, die eine KardenbandablaufStation mit 16 Kardenbändern, eine Baueinheit aus Foulard (Che ikalientränkeinrichtung) und Zwischendämpfer, einen Ablagedämpfer, 4 Siebtrommelmaschinen (Lisseuse-Waschanlagen) , einen Siebtrommeltrockner und eine Kardenbandablage aufweist. Im ersten Durchlauf erfolgte in der Baueinheit aus Foulard und Zwischendämpfer ein Tränken bei 60°C und einem Überdruck von 2 psi (= 13,7895 kPa) mit einer Wasch¬ lösung aus 35 ml/1 NaOH 50 °Be 6 g/1 Cottoclarin OK (Ne zmittel-Tensid) 3 g/1 Securon 540 (Komplexbildner) 2 g/1 Defindol EN (Entlüfter)
[die verwendeten Mittel sind Produkte der Henkel KGaA, Düsseldorf].
Der Durchlauf fand mit der Geschwindigkeitseinstellung PIV, Stellung "C 2" statt, und die Flottenaufnahme betrug 72 %.
Danach wurde das behandelte Faserband im Ablagedämpfer für 30 Minuten mit Sattdampf von 102°C behandelt. Das Trocknen fand bei 140°C bis 150°C statt.
Das so behandelte Faserband wurde zum Bleichen durch die gleiche Anlage geführt, wobei in der Baueinheit aus Foulard und Zwischen¬ dämpfer bei 20°C und einem Überdruck von 2 psi (= 13,7895 kPa) eine Behandlung mit einem Imprägniermittel aus
0,15 g/1 Magnesiumsulfat
8 ml/1 Wasserglas 38 °Be
5 ml/1 Natronlauge 50 °Be
6 g/1 Cottoclarin OK 2 g/1 Securon 540 2 g/1 Belsoft 200 (Weichmacher) 60 ml/1 Wasserstoffperoxid 35 %
stattfand. Die Geschwindigkeitseinstellung war die gleiche wie bei dem vorstehenden Waschvorgang, und die Flottenaufnahme betrug 71 %. Die Behandlung im Ablagedämpfer erfolgte mit den gleichen Bedingungen wie beim Waschvorgang. Danach wurde das Faserband bei 140°C bis 150°C und einer Geschwindigkeit von 5 m/min bis auf eine Restfeuchte von ca. 10 % getrocknet. Das so erhaltene Faserband bzw. die so erhaltenen Faserbänder wurden auf einer Stapelfaserschneidemaschine Typ NMC 290 der Neumag Neumünstersche Maschinen- und Anlagenbau GmbH, Neumünster, zu Abschnitten mit einer Länge 77 mm zerschnitten.
Die Abschnitte von 77 mm Länge wurden zur Weiterverarbeitung durch eine halbflexiblen Besatz aufweisende Karde der Trützschler GmbH & Co. KG, Mönchengladbach, geführt. Vor dem Kardiervorgang wurde zur Verbesserung der Faser-Faser-Haftung im Sprühverfahren eine Avivage mit 1 % Schmelze KB 109/2 und 1 % Haftvermittler Silkol HV 86 der Henkel KGaA, Düsseldorf, aufgetragen, und beim Kardieren wurde eine Restfeuchte zwischen 10 % und 13 % eingehal¬ ten.
Die so erhaltenen Fasern hatten in ihren Abmessungen eine weitgehende Übereinstimmung mit den Abmessungen von Baumwoll- fasern. Die erhaltenen Anteile an Faserlängen bei 10 gezogenen Proben sind im Faserdiagramm gemäß Figur 1 gezeigt, in dem auf der Ordinate der Anteil an Fasern aufgetragen ist, der mindestens die auf der Abszisse angegebene Länge hat, also gleich der angegebenen Länge oder länger ist. Wie ohne weiteres zu erkennen ist, stimmt diese Faserlängenverteilung im wesentlichen mit einer Faserlängenverteilung von Baumwolle überein, wie sie in dem Faserdiagramm gemäß Figur 2 dargestellt ist. Die Faserdicke der erhaltenen Flachsfasernwar, wie eine mikroskopische Untersuchung zeigte, in der gleichen Größenordnung wie die Faserdicke der Baumwollfasern.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Aufbereiten von Sklerenchym-Fasern, ins¬ besondere Flachs, durch mechanische Bearbeitung unter Bildung eines Faserbandes und Ausrichtung der Fasern im wesentlichen parallel zueinander, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern des Faserbandes durch eine chemische und/oder Kochbearbeitung des Faserbandes von Holzbe¬ standteilen, Fetten, Pektinen und anderen Verunreini¬ gungen befreit werden, daß das behandelte Faserband getrocknet wird, daß das Faserband in kürzere .Abschnitte zerteilt wird, daß die Abschnitte zur Bildung von Faserbündeln zumin- destens teilweise zerrupft werden und daß die Faserbündel bei einem eingestellten Feuchtig¬ keitsgehalt von mindestens 10 Gew.-% kardiert und zu einem Feinfaser-Band zusammengefaßt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserband in kürzere Abschnitte zerschnitten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserband in kürzere Abschnitte zerrissen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß Abschnitte einer Länge zwischen 50 mm und 250 mm hergestellt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Abschnitte einer Länge zwischen 65 mm und 120 mm hergestellt werden.
6. Verf hren nach einem der .Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt durch Behandlung des Faserbandes vor der Zerteilung eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der maximale Feuchtigkeitsgehalt 30 Gew.-% beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt auf 11 Gew.-% bis 17 Gew.-% eingestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt auf 12 Gew.-% bis 14 Gew.-% eingestellt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das behandelte Faserband gefärbt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Faserbündel vor dem Kardieren mit Faser¬ bündeln aus gleichem Material, jedoch unterschiedlicher Färbung vermischt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Faserbündel vor dem Kardieren mit Fasern eines anderen Materials vermischt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Fasern anderen Materials Woll- oder Baumwollfasern verwendet werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Woll- oder Baumwollfasern trocken verarbeitet werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Feinfaser-Band zu eine Garn ver¬ sponnen wird.
16. Sklerenchym-Fasern, insbesondere Flachsfasern enthaltendes Garn hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 15.
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