EP3090081A1 - Cellulosische faser - Google Patents

Cellulosische faser

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EP3090081A1
EP3090081A1 EP14816301.7A EP14816301A EP3090081A1 EP 3090081 A1 EP3090081 A1 EP 3090081A1 EP 14816301 A EP14816301 A EP 14816301A EP 3090081 A1 EP3090081 A1 EP 3090081A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fiber
fibers
spinning
höller
lyocell
Prior art date
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Granted
Application number
EP14816301.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3090081B1 (de
Inventor
Christoph Schrempf
Kurt Christian Schuster
Hartmut Rüf
Heinrich Firgo
Karl Michael Hainbucher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lenzing AG
Original Assignee
Lenzing AG
Chemiefaser Lenzing AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Lenzing AG, Chemiefaser Lenzing AG filed Critical Lenzing AG
Priority to EP14816301.7A priority Critical patent/EP3090081B1/de
Priority to PL14816301T priority patent/PL3090081T3/pl
Publication of EP3090081A1 publication Critical patent/EP3090081A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3090081B1 publication Critical patent/EP3090081B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2201/00—Cellulose-based fibres, e.g. vegetable fibres

Definitions

  • the present invention relates to a cellulosic fiber of the genus Lyocell.
  • Fibers spun from such solutions were assigned the genus name Lyocell by BISFA (The International Bureau for the Standardization of Man Made Fibers), with a mixture of an organic solvent under an organic solvent
  • NMMO N-methylmorpholine-N-oxide
  • EP 0 356 419 A describes a technical embodiment of the method for producing a solution of a pulp in an amine oxide.
  • a suspension of the crushed pulp is transported in an aqueous tertiary amine oxide in the form of a thin layer over a heating surface, water evaporated and thereby a
  • Fibers produced by the amine-oxide process are characterized by high fiber strength in the conditioned and in the wet state, a high wet modulus and a high loop strength.
  • WO 93/19230 describes a method in which the extruded filaments are cooled by blowing with air just below the nozzle.
  • WO 94/28218 describes a nozzle design and a blowing method.
  • WO 95/01470 claims a laminar flow of the cooling gas stream described in WO 93/19230.
  • WO 95/04173 describes a further technical embodiment of the blowing.
  • WO 96/17118 the moisture content of the blown air is defined.
  • WO 01/68958 the blown air flow is directed downwards at an angle of 0 ° to 45 ° to the extruded filaments.
  • WO 03/014436 describes a
  • WO 03/057951 the shielding of a part of the air gap with respect to the blowing air is claimed.
  • WO 03/057952 describes a turbulent gas stream for cooling the filaments.
  • WO 05/116309 also describes the shielding of a part of the air gap with respect to the blowing air.
  • the fibers / filaments obtained by the air-gap spinning process differ structurally from the known viscose fibers. While the crystalline orientation of both viscose fibers and Lyocell fibers is at approximately the same high level (largely parallel arrangement of the cellulose chains located in the ordered regions of the fiber to the fiber axis), there are marked differences in the amorphous one
  • Orientation high parallelism of the disordered parts in lyocell fibers.
  • the properties of the lyocell fiber such as high crystallinity, long and thin crystallites and the high amorphous orientation prevent sufficient binding of the crystallites across the fiber axis.
  • the swelling of the fibers additionally reduces the binding forces transverse to the fiber axis and thus leads to the splitting off of fiber fragments under mechanical stress. This behavior is called wet fibrillation and results in reduced quality in the textile end product in the form of graying and hairiness.
  • a spinning solution of a single pulp is spun into a bath containing NMMO in amyl alcohol and isopropanol, respectively.
  • WO 92/14871 claims a fiber with reduced fibrillation, characterized in that the pH of the spinning bath and subsequent washing baths is below 8.5. No information is given on the type of pulp or spinning conditions.
  • WO 94/19405 describes a process wherein a pulp mixture is used. However, no reference is made to the fibrillation tendency of the spun fibers.
  • WO 95/02082 describes a combination of process parameters, represented in a mathematical expression, for producing a low fibrillation fiber.
  • the mentioned process parameters are the spin hole diameter, the
  • the spinning temperature is 115 ° C.
  • WO 96/07779 uses a spinning solvent as an organic solvent, preferably polyethylene glycol. No details are given about the pulp used or about the textile mechanical properties of the resulting fibers.
  • the spinning temperature is 110 ° C indicated.
  • WO 96/20301 describes a process wherein the shaped solution is passed in succession through at least two precipitation media, wherein in the first precipitation medium a slower Coagulation of the cellulose over the latter precipitation medium takes place.
  • a higher alcohol is preferably used as the first precipitation medium.
  • the pulp used is not specified, the spinning temperature is 115 ° C.
  • WO 96/21758 describes a process in which the shaped solution is blown in the air gap in an upper zone with air of higher moisture content and in a lower zone with air of lower moisture content.
  • pulps individual pulps of different degrees of polymerization are used, the spinning temperature is 115 ° C.
  • EP 0 853 146 describes a two-stage process wherein the residence time of the fibers in the first precipitation step is adjusted so that only the stickiness of the surface of the fiber-formed solution is inhibited and the fibers are later removed
  • Precipitation be coagulated tensionless.
  • the spinning temperature in the examples is 109-112 ° C.
  • WO 97/23669 is spun into a spinning bath with a NMMO content of more than 60%. It is used a single pulp.
  • the described fibrillation low fiber namely the concentration of the spinning solution, the delay in the air gap and the nozzle hole diameter. It is a single pulp used, the spinning temperature is in the range of 80 - 120 ° C.
  • WO 97/38153 also describes a combination of parameters for obtaining a low-fibrillation fiber, namely the length of the air gap, the
  • the fibers are treated with a solution of 40-80% NMMO, if appropriate with addition of an additive.
  • the fibers are after leaving the precipitation bath with a
  • the fibers are treated after leaving the precipitation bath in a relaxed state with a NaOH solution.
  • WO 98/06745 a pulp mixture is used, obtained by mixing solutions of pulps of different degrees of polymerization, with respect to the spinning temperature is not specified.
  • WO 98/09009 describes the addition of additives (polyalkylenes, polyethylene glycols, polyacrylates) to the spinning mass.
  • the pulp used is a single pulp.
  • the spinning temperature is 110 - 120 ° C.
  • WO 98/30740 a pulp mixture is also used, the spinning mass is spun by a centrifugal spinning process, the spinning temperature is 80-120 ° C.
  • a co-solvent is used to dissolve the individual pulp, and the resulting solution is spun at 60-70 ° C.
  • Hemicellulose and lignin content processed by a dry / wet or meltblown spinning process.
  • WO 01/81663 describes a spinneret in which the spinning capillary is heated directly near the outlet cross-section. This measure is intended to reduce the fibrillation tendency of lyocell fibers, but no experimental conditions are given.
  • WO 01/90451 describes a spinning process characterized by a mathematical relationship containing the heat flux density in the air gap and the ratio of length to
  • Fibers spun according to the invention should have a lower fibrillation tendency, but no further details are given.
  • meltblown fibers are not suitable for textile use due to their uneven titer.
  • the special structure of the lyocell fiber leads on the one hand to excellent
  • a flexible lyocell fiber is described in EP 0 686 712.
  • nitrogen-containing substances such as urea, caprolactam or aminopropanol
  • WO 97/25462 describes a process for producing a flexible and fibrillation-reduced fiber, wherein the shaped fiber after the precipitation bath is passed through a washing and aftertreatment bath containing an aliphatic alcohol, optionally additionally with a sodium hydroxide additive.
  • the properties of the resulting fibers are described only inadequate, especially missing
  • EP 1 433 881, EP 1 493 753, EP 1 493 850, EP 1 841 905, EP 2 097 563 and EP 2 292 815 describe fibers or filaments, preferably for the tire cord application, prepared by adding polyvinyl alcohol to the NMMO / dope.
  • the fibers / filaments are characterized by high strength but low elongation, accordingly, their flexibility according to the above definition can only be small.
  • Mortimer SA Peguy AA “Methods for reducing the tendency of lyocell fibers to fibrillate” J. Appl. Polym. Sci 1996, 60, p 305-16.
  • the change in properties should be achieved solely by choosing suitable process parameters in the production of the fiber, without resorting to chemicals foreign to the process as additives to the spinning mass, to the spinning bath or during the aftertreatment have to. Any additional chemical in the system, be it as an additive to the spinning mass or spin bath conditioned increased effort in the recovery and represents a cost factor.
  • the object of the present invention is achieved by a cellulosic fiber of the genus Lyocell, which has a titer of 0.8 dtex to 3.3 dtex and is characterized by the following relationships:
  • FIG. 1 shows a Höller diagram of commercially available regenerated cellulose fibers prior to the development of the lyocell fiber.
  • FIG. 2 shows in the Höller diagram the region in which the fibers according to the invention are located.
  • FIG. 3 shows a Höller diagram in which the fiber according to the invention is compared with a conventional lyocell fiber.
  • novel and inventive lyocell fibers are described on the basis of the so-called "Höller factors" Fl and F2 and demarcated from known cellulosic man-made fibers of the prior art.
  • a lyocell fiber differs from a viscose fiber by textile-mechanical parameters (such as strength values), but also by less clearly definable properties such as the textile "handle.”
  • textile-mechanical parameters such as strength values
  • less clearly definable properties such as the textile "handle.”
  • Factor analysis is a multivariate statistical method that allows a set of correlated features to be reduced to a smaller number of uncorrelated factors.
  • the textile mechanical properties used by Höller for the factor analysis were the maximum tensile strength conditioned (FFk) and wet (FFn), the maximum tensile elongation conditioned (FDk) and wet (FDn), the wet modulus (NM), the loop strength conditioned (SFk) and the knot strength conditioned ( KFK).
  • Höller Factor Fl -1.109 + 0.03992xFFk - 0.06502xFDk + 0.04634xFFn - 0.04048xFDn + 0.08936xNM + 0.02748xSFk + 0.02559xKFk
  • Höller Factor F2 -7.070 + 0.0277 lxFFk + 0.04335xFDk + 0.02541FFn + 0.03885FDn - 0.01542xNM + 0.2891xSFk + 0.1640xKFk.
  • FIG. 1 shows, in the coordinate system of the Höller factors F1 and F2, the fiber collective tested by Höller from 70 samples on the basis of commercially available fibers from regenerated cellulose.
  • F1 the division into (standard) viscose fibers and
  • Viscose fibers (denoted by "V” in Figure 1) are shown to the right of the ordinate, the region of the modal fibers being divided into two subgroups, namely HWM-type fibers ("HWM” - “high wet modulus”). and polynosic-type fibers ("PN").
  • HWM-type fibers (“HWM” - “high wet modulus”)
  • PN polynosic-type fibers
  • the graph also shows a border (dashed line), beyond which none of the fibers of regenerated cellulose investigated at that time was located. However, lyocell fibers were still in place at the time of this release
  • the fiction, contemporary Lyocell fiber in the Höller diagram is close to the field of (standard) viscose.
  • the lyocell fiber according to the invention has by far far more viscose-like properties in terms of its processibility than the currently commercially customary lyocell fibers.
  • the fiber according to the invention can be dyed in the strand as a fabric such as viscose (conventional lyocell fibers can only be dyed wide)
  • the fiber according to the invention retains the characteristic of the lyocell fiber high dimensional stability in washing processes.
  • fiber types are clearly differentiated on the basis of the fundamental differences in the production process, because the fiber according to the invention can be clearly differentiated analytically from fibers produced by the viscose process, such as (standard) viscose fibers and modal fibers:
  • Lyocell associated residual solvent content is detectable (especially in the case of fibers produced by the amine oxide process residues of NMMO)
  • the fiber contains no sulfur, unlike a fiber made by the viscose process.
  • the wet scrubbing behavior of the fiber according to the invention is between 300 and 5000 revolutions by the method described below up to fiber breakage, preferably between 500 and 3000 revolutions.
  • the flexibility (i.e., the quotient FDk / FFk) of the fiber of the invention is preferably between 0.55 and 1.00, preferably between 0.65 and 1.00.
  • the fiction, contemporary fiber is preferably characterized in that it is prepared by the amine oxide process.
  • the fiber according to the invention is preferably in the form of a staple fiber, i. as cut fibers, before.
  • the fiber according to the invention is preferably characterized in that it is made from a mixture of at least two different pulps.
  • the molecular weight distribution is characterized by the following parameters: a) The proportion of celluloses or cellulose accompanying substances (polymeric pentosans and hexosans such as xylan, glucomannan, low molecular weight beta-l, 4-glucan) with a
  • Degree of polymerization of less than 50 is less than 2% (based on the pulp mixture), preferably below 1.5% (determination of molecular weight distribution with GPC / SEC with MALLS detection in DMAC / LiCl, Bohr, R., A. Potthast, et al. (2004). "A novel diazo reagent for fluorescence labeling of carboxyl groups in pulp.” Lenzinger Berichte 83: 84-91).
  • a proportion of 70% to 95% of the pulp mixture has an intrinsic viscosity in the range of 250 to 500 ml / g, preferably 390 to 420 ml / g (measured according to SCAN-CM 15:99), hereinafter referred to as "low molecular weight component”
  • a proportion of 5% to 30% of the pulp mixture has an intrinsic viscosity of 1000 to 2500 ml / g, preferably 1500 to 2100 ml / g, hereinafter referred to as "high molecular weight component".
  • the proportion of the low molecular weight component is 70-75%, if the high molecular weight component has an intrinsic viscosity of 1000 - 1800 ml / g or 70 - 95%, if the high molecular weight component has an intrinsic viscosity> 2000 ml / g.
  • the purity of the pulps used is of importance: the purity is defined as the mean of the alkali resistance RIO and R18 according to DIN 54355 (1977), determination of the resistance of cellulose to caustic soda (alkali resistance).
  • This value corresponds approximately to the alpha-cellulose content according to TAPPI T 203 CM-99.
  • the purity of the low molecular weight component is> 91%, preferably> 94%, the purity of the high molecular weight component> 91%, preferably> 96%.
  • Cotton linters pulps is more easily possible, fibers with the invention
  • pulps are suitable for the production of fibers according to the invention.
  • Such pulps can be prepared from regenerated cellulose according to the teaching of the publication "Process for pretreating reclaimed cotton fibers used in the production of molded bodies” (Research Disclosure, www.researchdisclosure.com., Database number 609040, published on December 11, 2014). getting produced.
  • the spin mass throughput should be between 0.01 and 0.05 g / nozzle hole / min, preferably between 0.015 and 0.025 g / nozzle hole / min.
  • Air gap length The procedure for producing the fiber according to the invention differs from the prior art (WO 95/02082, WO 97/38153) in that the air gap length is not a relevant parameter. Already from 20 mm air gap fibers of the invention are obtained.
  • climate in the air gap This is another difference between the production of the
  • the prior art fiber according to the invention does not show that humidity and temperature of the blowing air are relevant parameters.
  • Humidity values of the blowing air between 0 g / kg air and 30 g / kg air can be used, and the temperature of the blowing air can be between 10 ° C and 30 ° C (those skilled in the art will know that for a given moisture target of the blowing air a minimum air temperature that does not fall below a relative humidity of 100%)
  • the speed of the blowing air in the air gap is lower than in the production of currently commercially available lyocell fibers and should be less than 3 m / sec, preferably about 1-2 m / sec.
  • distortion in the air gap the value of the delay in the air gap (quotient from the
  • Discharge speed from the spin bath to the extrusion speed from the nozzle should be less than 7.
  • Achievable is a small distortion at a defined fiber titer through the use of small hole diameter nozzles. Can be used with a nozzle
  • spinning temperature The spinning must be carried out at the highest possible temperature, limited only by the thermostability of the solvent. However, it must not fall below a value of 130 ° C.
  • the spinning bath temperature can be between 0 ° C and 40 ° C, preferred values are from 0 ° C to 10 ° C. vii) During the transport of the fiber from the spinning bath in the aftertreatment and during the aftertreatment according to WO 97/33020, the filaments of a
  • the present invention also relates to a fiber bundle containing a plurality of fibers according to the invention.
  • fiber bundle is meant a plurality of fibers, e.g. a plurality of staple fibers, a strand of continuous filaments or a bale of fibers.
  • linear density was determined according to the BISFA specification "Testing methods viscose, modal, lyocell and acetate staple fibers and tows" Edition 2004 Chapter 6 with the aid of a Vibroscope type Lenzingtechnik.
  • the Schiingen strength was determined in accordance with DIN 53843 Part 2 as follows: The titers of the two fibers used for the test are determined on a vibroscope. For the determination of the Schiingenfestmaschine the first fiber is formed into a loop and clamped with both ends in the biasing weight (size of the bias weight according to the above BISFA provision Chapter 7). The second fiber is drawn into the loop of the first fiber and the ends are clamped in the top clamp (gauge head) of the tensile tester so that the loop is in the middle of the two clamps. After settling the bias voltage, the lower clamp is closed and the
  • Tensile test started (clamping length 20 mm, pulling speed 2 mm / min). It must be ensured that the fiber break occurs at the loop of the loop. As titer-related Schiingenfestmaschine the obtained maximum tensile force value is divided by the smaller of the two fiber titer.
  • the knot strength was determined in accordance with DIN 53842 Part 1 as follows: A loop is formed from the fiber to be tested, one end of the fiber is pulled through the loop and thus a loose knot is formed. The fiber is clamped in the upper clamp of the tensile tester in such a way that the knot is located midway between the clamps. After settling the preload, the lower clamp is closed and the tensile test is started (clamping length 20 mm, pulling speed 2 mm / min). For the evaluation, only results are used, where the fiber is actually torn at the node.
  • the principle is based on the scrubbing of individual fibers in the wet state by means of a rotating steel shaft, which is coated with a Viskosefilamentstrumpf.
  • the stocking is constantly wetted with water. The number of revolutions until the fiber
  • the pulps or pulp mixtures described below in Table 1 were processed into spinning compositions of the composition mentioned in Table 2 and, by a spinning process according to WO 93/19230 under the conditions of Table 2, into fibers with a titer of about 1.2 to about 1 , 6 dtex spun.
  • the textile mechanical data of the obtained fibers are given in Table 3.
  • the Höller factors calculated from the textile data, the wet abrasion value and the flexibility of the fibers are shown in Table 4. The results clearly show the influence of the pulp and the special importance of the spinning temperature.
  • Pulp code number Content ⁇ 50 DP> 2000
  • Example 14 1.30 25.3 14.6 19.4 21.8 5.0 12.0 20.5
  • Lyocell fiber 1.37 39.3 13.6 34.9 18.6 10.6 18.9 31.7
  • FIG. 3 Diagram region claimed according to the invention is shown in FIG. 3. Therein, examples 1 to 17 according to the invention are indicated by their respective numbers, and comparative examples 1 to 4 are each preceded by a "V".
  • Comparative Example 1 demonstrates that, if all manufacturing parameters with
  • Comparative Example 2 demonstrates that when all the manufacturing parameters with
  • Comparative Example 4 shows the properties and the position in the Höller diagram of a commercial lyocell fiber (Tencel® from Lenzing AG)
  • a 130 kg bale of a fiber 1.3 dtex / 38 mm according to Example 11 was processed into a ring yarn Nm 50. From this yarn, a single jersey basis weight 150 g / m2 was produced. A pattern of this single jersey was 45 min with 4%
  • Table 5 shows the scrubbing and washing behavior of this single jersey compared to a fabric of the same construction from a commercial viscose or

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Description

Cellulosische Faser
Die vorliegende Erfindung betrifft eine cellulosische Faser der Gattung Lyocell.
In den letzten Jahrzehnten wurden bedingt durch die Umweltproblematik des bekannten Viskoseverfahrens zur Herstellung cellulosischer Fasern intensive Anstrengungen unternommen, alternative, umweltfreundlichere Verfahren zur Verfügung zu stellen. Als eine besonders interessante Möglichkeit hat sich dabei in den letzten Jahren
herauskristallisiert, Cellulose ohne Ausbildung eines Derivates in einem organischen Lösungsmittel aufzulösen und aus dieser Lösung Formkörper zu extrudieren. Fasern, welche aus solchen Lösungen ersponnen werden, erhielten von der BISFA (The International Bureau for the Standardization of man made fibers) den Gattungsnamen Lyocell zugeteilt, wobei unter einem organischen Lösungsmittel ein Gemisch aus einer organischen
Chemikalie und Wasser verstanden wird.
Weiters sind solche Fasern auch unter dem Begriff "lösungsmittelgesponnene Fasern" bekannt.
Es hat sich herausgestellt, dass sich als organisches Lösungsmittel insbesondere ein Gemisch aus einem tertiären Aminoxid und Wasser hervorragend zur Herstellung von Lyocell-Fasern bzw. anderen Formkörpern eignet. Als Aminoxid wird dabei vorwiegend N-Methyl- morpholin-N-oxid (NMMO) verwendet. Andere geeignete Aminoxide sind in der
EP-A 553 070 geoffenbart.
In der EP 0 356 419 A wird eine technische Ausführung des Verfahrens zur Herstellung einer Lösung eines Zellstoffes in einem Aminoxid beschrieben. Dabei wird eine Suspension des zerkleinerten Zellstoffes in einem wässrigen tertiären Aminoxid in Form einer dünnen Schicht über eine Heizfläche transportiert, Wasser abgedampft und dadurch eine
verspinnbare Celluloselösung hergestellt.
Ein Verfahren zum Verspinnen von Celluloselösungen in Aminoxiden ist aus der
US 4,246,221 bekannt. Nach diesem Verfahren werden aus einer Spinndüse extrudierte Filamente durch einen Luftspalt geführt, dort verstreckt und die Cellulose anschließend in einem wässrigen Spinnbad ausgefällt. Das Verfahren ist als„Trocken/Nass-Spinnverfahren" oder auch„Luftspalt-Spinnverfahren" bekannt. Das gesamte Verfahren zur Herstellung von Fasern aus Lösungen der Cellulose in einem tertiären Aminoxid wird im folgenden als "Aminoxidverfahren" bezeichnet, wobei mit der Abkürzung "NMMO" im folgenden sämtliche tertiäre Aminoxide gemeint sind, die
Cellulose lösen können. Nach dem Aminoxidverfahren hergestellte Fasern zeichnen sich durch eine hohe Faserfestigkeit im konditionierten sowie im nassen Zustand, einen hohen Nassmodul und eine hohe Schiingenfestigkeit aus.
Die Bedingungen im Luftspalt wie Temperatur, Feuchtigkeit, Abkühlungsgeschwindigkeit der Filamente sowie Verzugsdynamik sind von großer Bedeutung für die Eigenschaften der resultierenden Fasern (siehe dazu Veröffentlichung Volker Simon in„Transactions of the American Society of Mechanical Engineers (ASME) 118 (1996) Nr. Febr., S. 246-249").
Technische Ausführungsformen des Spinnverfahrens wurden in zahlreichen Dokumenten beschrieben:
Die WO 93/19230 beschreibt ein Verfahren, in dem die extrudierten Filamente mittels Beblasung mit Luft knapp unterhalb der Düse gekühlt werden. Die WO 94/28218 beschreibt eine Düsenausführung und ein Beblasungsverfahren. Die WO 95/01470 beansprucht eine laminare Strömung des in der WO 93/19230 beschriebenen Kühlgasstromes. Die
WO 95/04173 beschreibt eine weitere technische Ausführung der Beblasung. In der WO 96/17118 wird der Feuchtigkeitsgehalt der Beblasungsluft definiert. In der
WO 01/68958 ist der Beblasungsluftstrom abwärts in einem Winkel von 0° bis 45° zu den extrudierten Filamenten gerichtet. Die WO 03/014436 beschreibt eine
Beblasungseinrichtung mit Absaugung der Beblasungsluft. In der WO 03/057951 beansprucht die Abschirmung eines Teils des Luftspalts gegenüber der Beblasungsluft. In der WO 03/057952 wird ein turbulenter Gasstrom zu Kühlung der Filamente beschrieben. Die WO 05/116309 beschreibt ebenfalls die Abschirmung eines Teils des Luftspalts gegenüber der Beblasungsluft.
Die nach dem Luftspalt-Spinnverfahren erhaltenen Fasern/Filamente unterscheiden sich strukturell von den bekannten Viskosefasern. Während die kristalline Orientierung sowohl bei Viskosefasern als auch bei den Lyocell-Fasern auf etwa gleich hohem Niveau liegt (weitgehend parallele Anordnung der in den geordneten Bereichen der Faser liegenden Celluloseketten zur Faserachse), bestehen deutliche Unterschiede in der amorphen
Orientierung (höhere Parallelität der ungeordneten Anteile bei Lyocell-Fasern). Die Eigenheiten der Lyocell-Faser wie hohe Kristallinität, lange und dünne Kristallite und die hohe amorphe Orientierung verhindern eine ausreichende Bindung der Kristallite quer zur Faserachse. Im nassen Zustand verringert die Quellung der Fasern zusätzlich die Bindungskräfte quer zur Faserachse und führt so bei mechanischer Beanspruchung zur Abspaltung von Faserbruchstücken. Dieses Verhalten wird Nassfibrillation genannt und ergibt im textilen Endprodukt Qualitätseinbußen in Form von Vergrauung und Haarigkeit.
Übersichten über den Stand der Forschung auf diesem Gebiet liefern die Arbeiten Josef Schurz, Jürgen Lenz:„Investigations on the structure of regenerated cellulose fibers" in Macromolecular Symposia, Volume 83, Issue 1, pages 273-289, May 1994 und Fink H-P, Weigel P, Purz H-J, Ganster J„Structure formation of regenerated cellulose materials from NMMO-solutions" Prog.Polym.Sci. 2001 (26) p 1473-1524.
Bisherige Anstrengungen, die Nass-Fibrillationsbeständigkeit von Lyocellfasern zu verbessern, gingen in zwei Richtungen:
- Variation der Herstellungsbedingungen oder
- Einführung eines Schrittes der chemischen Vernetzung während des Produktionsprozesses
Eine Beurteilung des Erfolges der jeweils beschriebenen Maßnahmen zur Verringerung der Fibrillation ist jedoch kaum möglich. Es existiert kein standardisiertes Verfahren zur Messung des Fibrillationsverhaltens, und die Methoden, die in der Patentliteratur angewandt werden, sind alle proprietär.
Die zweite Vorgangsweise, die chemische Vernetzung, ist mit einer Reihe von Nachteilen verbunden, wie
- zusätzliche Chemikalien/Chemikalienkosten/ Abwasserprobleme bei der Herstellung der Faser
- Umweltbelastung bei der Herstellung der Vernetzerchemikalien
- Unzureichende Hydrolysestabilität der Vernetzung unter den Bedingungen der textilen Verarbeitung.
Beispiele für die Vorgangsweise zur chemischen Vernetzung sind in den EP 0 53 977 A, EP 0 665 904 A bzw. EP 0 943 027 A beschrieben. Zur ersteren Vorgangsweise, der Variation der Herstellungsbedingungen, wurden zahlreiche Dokumente veröffentlicht. Die beschriebenen Verfahren führten jedoch entweder nur zu einer geringfügigen Verbesserung des Fibrillations Verhaltens, die sich nicht in einer nachhaltigen Verbesserung der Verarbeitbarkeit niederschlägt, oder die Verfahren waren infolge Kosten/technischem Aufwand nicht im großtechnischen Maßstab realisierbar.
In der SU 1,224,362 wird eine Spinnlösung aus einem Einzelzellstoff in ein Bad gesponnen, das NMMO in Amylalkohol bzw. Isopropanol enthält. Die WO 92/14871 beansprucht eine Faser mit verringerter Fibrillation, dadurch charakterisiert, dass der pH des Spinnbades und darauffolgender Waschbäder unter 8,5 liegt. Es werden keine Angaben über die Art des Zellstoffes oder über die Spinnbedingungen gemacht.
Die WO 94/19405 beschreibt ein Verfahren, wobei eine Zellstoffmischung eingesetzt wird. Es wird jedoch kein Bezug auf die Fibrillationsneigung der ersponnenen Fasern hergestellt.
Die WO 95/02082 beschreibt eine Kombination von Verfahrensparametern, dargestellt in einem mathematischen Ausdruck, zur Herstellung einer Faser geringer Fibrillationsneigung. Die genannten Verfahrensparameter sind der Spinnlochdurchmesser, der
Spinnmasseausstoß, der Titer der Filamente, die Breite des Luftspalts und die Feuchte im Luftspalt. Der verwendete Zellstoff wird nicht im Detail beschrieben, die Spinntemperatur liegt bei nur 115°C.
Bei der WO 95/16063 werden die extrudierten Filamente im Spinnbad bzw. in den
Nachbehandlungsbädern mit einem Tensid in gelöster Form in Kontakt gebracht. Die Art des eingesetzten Zellstoffes wird nicht präzisiert, die Spinntemperatur liegt bei 115°C.
Die WO 96/07779 verwendet als Spinnbad ein organisches Lösnungsmittel, bevorzugt Polyäthylenglykol. Es werden keine Details über den eingesetzten Zellstoff oder über die textilmechanischen Eigenschaften der erhaltenen Fasern gegeben. Als Spinntemperatur werden 110°C angegeben.
In der WO 96/07777 werden die extrudierten Filamente im Luftspalt mit einem aliphatischen Alkohol in Kontakt gebracht, der in gasförmiger Form vorliegt. Die Art des eingesetzten Zellstoffes wird nicht präzisiert, die Spinntemperatur liegt bei 115°C.
Die WO 96/20301 beschreibt ein Verfahren, wobei die geformte Lösung nacheinander durch mindestens zwei Fällmedien geführt wird, wobei im ersten Fällmedium eine langsamere Koagulation der Cellulose gegenüber dem letzteren Fällmedium erfolgt. In den Beispielen wird als erstes Fällmedium bevorzugt ein höherer Alkohol verwendet. Der eingesetzte Zellstoff wird nicht angegeben, die Spinntemperatur beträgt 115°C.
Die WO 96/21758 beschreibt ein Verfahren, in dem die geformte Lösung im Luftspalt in einer oberen Zone mit Luft höheren Feuchtigkeitsgehaltes und in einer unteren Zone mit Luft niedrigeren Feuchtigkeitsgehaltes beblasen wird. Als Zellstoffe werden Einzelzellstoffe unterschiedlichen Polymerisationsgrades eingesetzt, die Spinntemperatur beträgt 115°C.
Die EP 0 853 146 beschreibt ein zweistufiges Verfahren, wobei die Verweilzeit der Fasern in der ersten Fällungsstufe so eingestellt wird, dass lediglich die Klebrigkeit der Oberfläche der zu Fasern geformten Lösung unterbunden wird und die Fasern in einer späteren
Fällungsstufe spannungslos koaguliert werden. Die Spinntemperatur in den Beispielen beträgt 109 - 112°C.
In der WO 97/23669 wird in ein Spinnbad mit einem NMMO-Gehalt von über 60% gesponnen. Es wird ein Einzelzellstoff eingesetzt.
In der WO 97/35054 wird eine Kombination von Parametern zum Erhalt einer
fibrillationsarmen Faser beschrieben, und zwar die Konzentration der Spinnlösung, der Verzug im Luftspalt sowie der Düsenlochdurchmesser. Es wird ein Einzelzellstoff eingesetzt, die Spinntemperatur liegt im Bereich von 80 - 120°C.
In der WO 97/38153 wird ebenfalls eine Kombination von Parametern zum Erhalt einer fibrillationsarmen Faser beschrieben, und zwar die Länge des Luftspalts, die
Spinngeschwindigkeit, die Verweilzeit im Luftspalt, die Geschwindigkeit der Beblasungsluft im Luftspalt, der Feuchtigkeitsgehalt der Beblasungsluft sowie das Produkt aus Verweilzeit im Luftspalt und Feuchtigkeitsgehalt der Beblasungsluft. Als Zellstoff wird ein
Einzelzellstoff verwendet.
In der WO 97/36028 werden die Fasern nach dem Verlassen des Fällbades mit einer Lösung von 40 - 80%igem NMMO gegebenenfalls unter Zusatz eines Additivs behandelt.
In der WO 97/36029 werden die Fasern nach dem Verlassen des Fällbades mit einer
Zinkchlorid-Lösung behandelt. In der WO 97/46745 werden die Fasern nach dem Verlassen des Fällbades mit einer NaOH- Lösung behandelt.
In der WO 98/02602 werden die Fasern nach dem Verlassen des Fällbades in relaxiertem Zustand mit einer NaOH-Lösung behandelt.
In der WO 98/06745 wird eine Zellstoffmischung eingesetzt, erhalten mittels Mischung von Lösungen von Zellstoffen unterschiedlichen Polymerisationsgrades, hinsichtlich der Spinntemperatur wird keine Angabe gemacht.
In der WO 98/09009 wird die Zugabe von Additiven (Polyalkylene, Polyethylenglykole, Polyacrylate) zur Spinnmasse beschrieben. Als Zellstoff wird ein Einzelzellstoff eingesetzt.
In der WO 98/22642 wird eine Zellstoffmischung niedrigen Polymerisationsgrades eingesetzt, die Spinntemperatur beträgt 110 - 120°C.
In der WO 98/30740 wird ebenfalls eine Zellstoffmischung eingesetzt, die Spinnmasse wird nach einem Zentrifugalspinnverfahren versponnen, die Spinntemperatur beträgt 80 - 120°C.
In der WO 98/58103 werden Details zur Molekulargewichtsverteilung des Zelllstoffes in einer Spinnmasse aus einer Zellstoffmischung angegeben, die zu stabilem Spinnen führen. Es wird jedoch kein Bezug auf das Fibrillationsverhalten der erhaltenen Fasern/Filamente genommen.
In der DE 19753190 werden die Fasern nach Verlassen des Fällbades mit einer
konzentrierten NMMO-Lösung behandelt.
In der GB 2337990 wird zum Lösen des Einzelzellstoffs ein Cosolvens verwendet, die entstehende Lösung wird bei 60 - 70°C versponnen.
In der US 6471727 wird eine Spinnmasse aus einem Einzelzellstoff mit hohem
Hemicellulose- und Ligningehalt nach einem Trocken/Nass- bzw. Meltblown- Spinnverfahren verarbeitet.
In der WO 01/81663 wird eine Spinndüse beschrieben, in der die Spinnkapillare nahe des Austrittsquerschnittes direkt beheizt wird. Diese Maßnahme soll die Fibrillationsneigung von Lyocellfasern verringern, es werden jedoch keine Versuchsbedingungen dazu angegeben. Die WO 01/90451 beschreibt ein Spinnverfahren, das durch eine mathematische Beziehung enthaltend die Wärmestromdichte im Luftspalt und das Verhältnis von Länge zu
Durchmesser des Extrusionskanals charaktierisiert wird. Erfindungsgemäß ersponnene Fasern sollen eine geringere Fibrillationsneigung aufweisen, es werden dazu jedoch keine näheren Angaben gemacht.
In der US 6773648 wird ein Meltblownverfahren zur Herstellung einer
fibrillationsverringerten Faser veröffentlicht. Meltblown-Fasern sind auf Grund ihres ungleichmäßigen Titers nicht geeignet für den textilen Einsatz.
In der DE 10203093 wird eine Faser geringer Fibrillation mittels Spinnen zweier
Spinnlösungen unterschiedlicher Cellulosekonzentration aus einem Einzelzellstoff aus einer Bikomponentendüse hergestellt. Es wird kein Beispiel angeführt.
In der DE 10304655 wird zur Verbesserung der Lösungsqualität Polyvinylalkohol zum NMMO zugegeben. Die Bedingungen für das Spinnen der beanspruchten weniger fibrillierenden Faser werden nicht angeben.
Die spezielle Struktur der Lyocell-Faser führt einerseits zu hervorragenden
textilmechanischen Eigenschaften wie einer hohen Festigkeit sowohl im trockenen wie nassen Zustand sowie einer sehr guten Dimensionsstabilität der daraus hergestellten Flächengebilde, andererseits zu geringer Flexibilität (hoher Sprödigkeit) der Fasern, die sich in einem Abfall der Scheuerfestigkeit gegenüber Viskosefasern im Flächengebilde niederschlägt.
Der Terminus Flexibilität (Compliance) ist nach dem Hooke' sehen Gesetz definiert als der Quotient aus der Dehnung des Versuchskörpers und der die Dehnung verursachenden Last. Die Erhöhung der Flexibilität von Lyocell-Fasern ist das Ziel einer Reihe von
Veröffentlichungen:
Eine flexible Lyocell-Faser wird beschrieben in der EP 0 686 712. Das Patent beansprucht eine Faser mit vermindertem NMR-Ordnungsgrad, erhalten mittels Zugabe Stickstoffhaltiger Substanzen wie Harnstoff, Caprolactam oder Aminopropanol zur Polymerlösung bzw. in das Fällbad. Es wird jedoch eine Faser mit sehr geringer Nassfestigkeit erhalten; somit unterscheidet sich die Faser klar von den im Folgenden beschriebenen
erfindungsgemäßen Fasern. In der WO 97/25462 wird ein Verfahren zur Herstellung einer flexiblen und fibrillationsverringerten Faser beschrieben, wobei die geformte Faser nach dem Fällbad durch ein Wasch- und Nachbehandlungsbad geführt wird, die einen aliphatischen Alkohol enthalten, optional zusätzlich mit einem Natriumhydroxidzusatz. Die Eigenschaften der erhaltenen Fasern werden nur sehr unzureichend beschrieben, insbesondere fehlen
Trockenfestigkeits- und Nassfestigkeitsdaten, die eine Einordnung in das unten näher beschriebene„Höller-Diagramm" erlauben würden.
Es kann jedoch gesagt werden, dass sich die Faser bei Vergleich der in diesem Dokument angegebenen Faserdehnungen mit den entsprechenden Daten der erfindungsgemäßen Fasern in den Beispielen der vorliegenden Anmeldung deutlich unterscheidet und dass auf Grund der niedrigen in diesem Dokument genannten Werte der Dehnung die Flexibilität der Faser gemäß der oben genannten Definition für die Flexibilität nicht sehr hoch sein kann. Die im Text des Dokumentes erwähnte Verbesserung des Fibrillations Verhaltens wird durch keinerlei Daten belegt.
Die Dokumente EP 1 433 881, EP 1 493 753, EP 1 493 850, EP 1 841 905, EP 2 097 563 und EP 2 292 815 beschreiben Fasern bzw. Filamente, vorzugsweise für die Anwendung Reifencord, hergestellt mittels Zugabe von Polyvinylalkohol zur NMMO/Spinnlösung. Die Fasern/Filamente zeichnen sich durch hohe Festigkeit aber geringe Dehnung aus, dementsprechend kann deren Flexibilität nach der obengenannten Definition nur gering sein.
Weitere Publikationen, die angeben, dass über die Zugabe von Additiven zur Spinnmasse ein Einfluss auf das Fibrillationsverhalten und/oder die Flexibilität der Faser ausgeübt werden kann, sind
Chanzy H, Paillet m, Hagege R„Spinning of cellulose from N-methylmorpholine N-oxide in the presence of additives" Polymer 1990, 31, p 400-5
Weigel P, Gensrich J, Fink H-P„Strukturbildung Cellulosefasern aus Aminoxidlösungen" Lenzinger Berichte 1994; 74(9), p 31-6 und
Mortimer SA, Peguy AA„Methods for reducing the tendency of lyocell fibers to fibrillate" J.appl.Polym.Sci. 1996, 60, p 305-16.
Die WO 2014/029748 (nicht vorveröffentlicht) beschreibt die Herstellung von
lösungsmittelgesponnenen Cellulosefasern insbesondere aus Lösungen in ionischen
Flüssigkeiten. Weiterer Stand der Technik dazu ist aus den Dokumenten DE 10 2011 119 840 AI, AT 506 268 AI, US 6,153,136, CN 102477591A, WO 2006/000197, EP 1 657 258 AI, US 2010/0256352 AI, WO 2011/048608 A2, JP 2004/159231 A und CN 101285213 A bekannt.
Die Erfindung der Viskosefasern (Cross and Bevan 1892, GB 8700) liegt über hundert Jahre zurück. Es werden trotz Schwächen in der Herstellung (Umweltprobleme) und den
Eigenschaften (bei der Standardtype schlechtes Waschverhalten) über eine Million Tonnen dieser Fasergattung pro Jahr produziert.
Die Weiterentwicklung des alten Verfahrens nach dem zweiten Weltkrieg (Polynosic- und Modalfasern) führte zu Fasern mit besserem Waschverhalten und höherer
Dimensionsstabilität, konnte aber die immanenten Eigenschaften des Verfahrens
(Umweltrelevanz sowie auf Grund der vielen Verfahrensschritte äußerst komplexes
Verfahren) nicht verändern.
Umgekehrt stellte sich bei der Entwicklung der neuen Fasertype„Lyocell" heraus, dass die Faser auf Grund ihrer unterschiedlichen Struktur besondere Anforderungen an die
Verarbeitungsbedingungen stellt und somit die bewährten Methoden der Verarbeitung von Viskose- oder Modalfaser in der textilen Kette keine Anwendung finden können.
Insbesondere beim Färben und Nassveredeln sind spezielle der Faser angepasste Maschinen und Verarbeitungseinstellungen erforderlich. Dies wird heute, über 20 Jahre nach der Markteinführung der Lyocell-Faser, nach wie vor als Nachteil angesehen.
Es wäre nun wünschenswert, bei Beibehaltung der hervorragenden Eigenschaften der Lyocell-Faser (wie z.B. hohe Nassfestigkeit, hoher Nassmodul, damit wesentlich verbesserte Waschbarkeit und Dimensionsstabilität gegenüber Viskosefasern) der Faser bestimmte Eigenschaften der Viskosefaser wie
- geringere Fibrillationsneigung im nassen Zustand
- eine höhere Flexibilität (geringere Sprödigkeit)
zu verleihen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine„Viskose-ähnliche" Lyocell- Faser zur Verfügung zu stellen, mit welcher eine Verarbeitung der Faser nach den bekannten und bewährten Methoden der Viskoseverarbeitung ermöglicht wird.
Die Eigenschaftsveränderung sollte allein durch Wahl geeigneter Verfahrensparameter bei der Herstellung der Faser erreicht werden, ohne auf verfahrensfremde Chemikalien als Zusätze zur Spinnmasse, zum Spinnbad oder bei der Nachbehandlung zurückgreifen zu müssen. Jede zusätzliche Chemikalie im System, sei es als Zusatz zur Spinnmasse oder zum Spinnbad bedingt erhöhten Aufwand in der Rückgewinnung und stellt einen Kostenfaktor dar.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine cellulosische Faser der Gattung Lyocell gelöst, welche einen Titer von 0,8 dtex bis 3,3 dtex aufweist und durch die folgenden Beziehungen kennzeichnet ist:
Höller-Faktor F2 > 1, bevorzugt > 2
Höller-Faktor Fl > -0,6
Höller-Faktor F2 < 6 sowie
Höller-Faktor F2 minus 4,5*Höller-Faktor Fl > 1, bevorzugt > 3. Kurze Beschreibung der Figuren
Figur 1 zeigt ein Höller-Diagramm handelsüblicher Fasern aus Regeneratcellulose vor der Entwicklung der Lyocell-Faser.
Figur 2 zeigt im Höller-Diagramm den Bereich, in welchem die erfindungsgemäßen Fasern liegen.
Figur 3 zeigt ein Höller-Diagramm, in welchem die erfindungsgemäße Faser einer üblichen Lyocell-Faser gegenübergestellt ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Im Folgenden werden die neuen und erfindungsgemäßen Lyocellfasern anhand der sogenannten„Höller-Faktoren" Fl und F2 beschrieben sowie von bekannten cellulosischen Man-Made-Fasern des Standes der Technik abgegrenzt.
Während die chemische Grundstruktur von Man-Made-cellulosischen Fasern wie z.B. Viskosefasern aber eben auch Lyocellfasern im wesentlichen gleich ist (Cellulose), unterscheiden sich die Fasern anhand von Faktoren wie z.B. Kristallinität oder auch Orientierung insbesondere der amorphen Bereiche. Diese Faktoren sind schwer quantitativ voneinander abzugrenzen. Für den Fachmann ist auch klar, dass sich eine Lyocell-Faser z.B. von einer Viskose-Faser durch textilmechanische Parameter (wie z.B. Festigkeitswerte), aber auch durch weniger klar definierbare Eigenschaften wie z.B. den textilen„Griff" unterscheidet. Ebenso gibt es deutliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Typen der nach dem Viskoseverfahren hergestellten Cellulosefasern, wie z.B. (Standard-)Viskosefaser, Modalfaser oder
Polynosicfaser.
Im Aufsatz R. Höller„Neue Methode zur Charakterisierung von Fasern aus
Regeneratcellulose" Melliand Textilberichte 1984 (65) p 573-4 konnte eine deutliche Abgrenzung der verschiedenen damals bekannten Fasertypen aus Regeneratcellulose, also nach dem Viskose-Verfahren hergestellter Fasern, voneinander anhand von quantitativen Merkmalen dargestellt werden.
Die Komplexität des Vergleiches einer größeren Anzahl von Fasereigenschaften konnte nach diesem Vorschlag über die Bildung von wenigen, Fasern in Gruppen ähnlicher
Eigenschaften unterteilende Kenngrößen mittels Faktorenanalyse stark vereinfacht werden. Die Faktorenanalyse ist eine multivariate statistische Methode, die es ermöglicht, eine Gruppe von korrelierten Merkmalen auf eine kleinere Zahl von unkorrelierten Faktoren zu reduzieren.
Die von Höller zur Faktorenanalyse herangezogenen textilmechanischen Eigenschaften waren die Höchstzugkraft konditioniert (FFk) und nass (FFn), die Höchstzugkraftdehnung konditioniert (FDk) und nass (FDn), der Nassmodul (NM), die Schiingenfestigkeit konditioniert (SFk) sowie die Knotenfestigkeit konditioniert (KFk).
Sämtliche dieser Messgrößen sowie deren Bestimmung sind dem Fachmann bekannt, siehe insbesondere die BISFA- Vorschrift„Testing methods viscose, modal, lyocell and acetate staple fibers and tows" Edition 2004 Chapter 6 und 7, und werden weiter unten noch näher beschrieben.
Im dem Höller vorliegenden Faserkollektiv konnten 87% bis 92% der Varianz zwischen den Proben durch lediglich zwei Faktoren erfasst werden (siehe Figur 1). Diese zwei Faktoren werden folgendermaßen berechnet:
Höller Faktor Fl = -1,109 + 0,03992xFFk - 0,06502xFDk + 0,04634xFFn - 0,04048xFDn + 0,08936xNM + 0,02748xSFk + 0,02559xKFk Höller Faktor F2 = -7,070 + 0,0277 lxFFk +0,04335xFDk + 0,02541FFn + 0,03885FDn - 0,01542xNM + 0,2891xSFk + 0,1640xKFk.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, konnte anhand dieser - auf Basis von klar messbaren
Parametern erstellten - Analyse eine klare Abgrenzung der verschiedenen Fasertypen dargestellt werden.
Figur 1 zeigt im Koordinatensystem der Höller-Faktoren Fl und F2 das von Höller geprüfte Faserkollektiv aus 70 Proben anhand von handelsüblichen Fasern aus Regeneratcellulose. Entlang des Faktors Fl läßt sich die Aufteilung in (Standard-)Viskosefasern und
Modalfasern erkennen, welche ja auch von der BISFA als unterschiedliche Fasergattungen angeführt werden (obwohl sie nach dem selben Grundverfahren, eben dem Viskose- Verfahren, hergestellt werden). Links der Ordinate ist umrandet der Bereich der
(Standard-)Viskosefasern (in Figur 1 mit„V" bezeichnet) dargestellt. Im Wesentlichen rechts der Ordinate befindet der Bereich der Modalfasern, die in zwei Untergruppen, nämlich Fasern vom HWM-Typ („HWM" -„high wet modulus") und Fasern vom Polynosic-Typ („PN") gegliedert sind. In der Graphik ist außerdem eine Grenze (strichliert) eingezeichnet, jenseits derer keine der damals untersuchten Fasern aus Regeneratcellulose gelegen war. Lyocell-Fasern waren jedoch zum Zeitpunkt dieser Veröffentlichung noch im
Versuchs Stadium und nicht kommerziell erhältlich.
Derzeit kommerziell erhältliche Lyocell-Fasern weisen Höller-Fl -Werte von 2 bis 3 und F2- Werte von 2 bis 8 auf. Im„Höller-Diagramm" gemäß Figur 1 wären solche Fasern daher jenseits der oben genannten Grenze angesiedelt, woraus bereits rein optisch der deutliche Unterschied zwischen den Fasern der Viskosegruppe und den Lyocell-Fasern ersichtlich ist.
Die erfindungs gemäße Faser liegt nunmehr in einem Bereich des Höllerdiagramms, der durch ein Viereck darstellbar ist.
Die Seiten des Vierecks entsprechen folgenden Werten bzw. Beziehungen:
Untere Grenze F2 = 1
Linke Grenze Fl = -0,6
Obere Grenze F2 = 6
Rechte Grenze definiert über die Beziehung:
Höller-Faktor F2 minus 4,5*Höller-Faktor Fl > 1, bevorzugt > 3
Die sich aus dieser Relation ergebende Anordnung der erfindungs gemäßen Lyocell-Faser im Höller-Diagramm ist in Figur 2 gezeigt. Die erfindungsgemäße Faser belegt somit im Höller- Diagramm grob gesprochen den Raum oberhalb von der Abszisse und um die Ordinate sowie links davon und ist deutlich von derzeit kommerziell erhältlichen Lyocell-Fasern, die im Höller-Diagramm grob gesprochen (deutlich) rechts von der Ordinate liegen, abgegrenzt.
Umgekehrt liegt die erfindungs gemäße Lyocell-Faser im Höller-Diagramm dem Gebiet der (Standard-)Viskose nahe. Tatsächlich hat sich gezeigt, dass die erfindungs gemäße Lyocell- Faser hinsichtlich ihrer Verarbeitbarkeit bei weitem„viskose-ähnlichere" Eigenschaften aufweist als die derzeit kommerziell üblichen Lyocell-Fasern.
Die„Viskose-ähnlicheren" Eigenschaften wirken sich in der textilen Praxis in folgenden Eigenschaftsveränderungen aus:
- Die erfindungsgemäße Faser kann als Flächengebilde wie Viskose im Strang gefärbt werden (herkömmliche Lyocell-Fasern können nur breit gefärbt werden)
- Nicht mit einer Harzausrüstung hochveredelte Flächengebilde (wie Gestricke) aus der erfindungsgemäßen Faser behalten beim Waschen länger ein unverändertes Warenbild
- Flächengebilde aus der erfindungsgemäßen Faser weisen eine Scheuerfestigkeit wie Flächengebilde aus Viskose auf und weisen damit eine Verbesserung gegenüber
herkömmlichen Lyocell-Fasern um das Doppelte auf.
Die erfindungs gemäße Faser behält jedoch die der Lyocell-Faser charakteristische hohe Dimensionsstabilität bei Waschprozessen.
Obwohl sich die Bereiche im Höller-Diagramm der erfindungsgemäßen Faser und von (Standard-)Viskosefasern wie auch zum Teil Modalfasern überlappen, können die
Fasertypen jedoch an Hand der prinzipiellen Unterschiede im Herstellungsverfahren klar voneinander differenziert werden, denn die erfindungsgemäße Faser kann analytisch eindeutig von nach dem Viskoseverfahren hergestellten Fasern wie (Standard-)Viskosefasern und Modalfasern unterschieden werden:
- Als der Fasergattung Lyocell zugehörig ist ein Rest-Lösungsmittelgehalt nachweisbar (insbesondere im Fall von nach dem Aminoxid- Verfahren hergestellten Fasern Reste an NMMO)
- Die Faser enthält ungleich einer nach dem Viskoseverfahren hergestellten Faser keinen Schwefel. Das Nassscheuerverhalten der erfindungsgemäßen Faser liegt nach der unten beschriebenen Methode zwischen 300 und 5000 Umdrehungen bis zum Faserbruch, bevorzugt zwischen 500 und 3000 Umdrehungen.
Die Flexibilität (d.h. der Quotient FDk/FFk) der erfindungsgemäßen Faser liegt bevorzugt zwischen 0,55 und 1,00, bevorzugt zwischen 0,65 und 1,00.
Es hat sich gezeigt, dass die Trockenscheuerung nach Martindale eines Single- Jerseys 150 g/m aus einem Ringgarn Nm 50/1 aus der erfindungsgemäßen Faser zwischen 30 000 und 60 000 Touren bis zur Lochbildung liegen kann.
Die erfindungs gemäße Faser ist bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass sie nach dem Aminoxid- Verfahren hergestellt ist.
Die erfindungs gemäße Faser liegt bevorzugt als Stapelfaser, d.h. als geschnittene Fasern, vor.
Die erfindungs gemäße Eigenschaftsveränderung von Lyocell-Fasern in Richtung einer Viskose-ähnlichen Lyocell-Faser und damit die Neupositionierung der Faserdaten im Höller- Diagramm wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch sorgfältige Einstellung des Rohstoffes und der Verfahrensbedingungen erreicht:
1) Zellstoff
Zur Herstellung der erfindungs gemäßen Faser ist eine definierte Molekulargewichts - Verteilung des eingesetzten Rohstoffes erforderlich. Diese wird insbesondere durch
Mischung zweier oder mehrerer Einzelzellstoffe erreicht. Dementsprechend ist die erfindungsgemäße Faser bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Mischung von zumindest zwei verschiedenen Zellstoffen hergestellt ist.
Die Molekulargewichtsverteilung ist charakterisiert durch folgende Parameter: a) Der Anteil an Cellulosen oder Cellulosebegleitstoffen (polymere Pentosane und Hexosane wie Xylan, Glucomannan, niedermolekulares beta-l,4-Glucan) mit einem
Polymerisationsgrad von kleiner als 50 liegt unter 2% (bezogen auf die Zellstoffmischung), bevorzugt unter 1,5 % (Bestimmung Molekulargewichtsverteilung mit GPC/SEC mit MALLS Detektion in DMAC/LiCl, Bohrn, R., A. Potthast, et al. (2004). "A novel diazo reagent for fluorescence labeling of carboxyl groups in pulp." Lenzinger Berichte 83: 84-91). b) Ein Anteil von 70% bis 95% der Zellstoffmischung hat eine Grenzviskositätszahl im Bereich von 250 bis 500 ml/g, bevorzugt 390 bis 420 ml/g (gemessen nach SCAN-CM 15:99), im folgenden„niedermolekulare Komponente" genannt. c) Ein Anteil von 5% bis 30% der Zellstoffmischung hat eine Grenzviskositätszahl von 1000 bis 2500 ml/g, bevorzugt 1500 - 2100 ml/g, im folgenden„hochmolekulare Komponente" genannt. d) Bevorzugt beträgt der Anteil der niedermolekularen Komponente 70 - 75%, wenn die hochmolekulare Komponente eine Grenzviskositätszahl von 1000 - 1800 ml/g aufweist bzw. 70 - 95%, wenn die hochmolekulare Komponente eine Grenzviskositätszahl > 2000 ml/g aufweist. e) Weiters ist die Reinheit der eingesetzten Zellstoffe von Bedeutung: Die Reinheit ist definiert als der Mittelwert der Alkalibeständigkeiten RIO und R18 nach DIN 54355 (1977), Bestimmung der Beständigkeit von Zellstoff gegen Natronlauge (Alkalibeständigkeit).
Dieser Wert entspricht etwa dem Alpha-Cellulose-Gehalt nach TAPPI T 203 CM-99.
Die Reinheit der niedermolekularen Komponente beträgt > 91%, bevorzugt > 94%, die Reinheit der hochmolekularen Komponente > 91%, bevorzugt > 96%.
Es hat sich gezeigt, dass es insbesondere bei Einsatz von hochreinen Zellstoffen wie
Baumwolllinters-Zellstoffen leichter möglich ist, Fasern mit den erfindungsgemäßen
Eigenschaften herzustellen.
Es hat sich weiters gezeigt, dass auch Zellstoffe aus recyclierten Baumwolltextilien
(reclaimed cotton fibers - RCF) zur Herstellung von erfindungsgemäßen Fasern geeignet sind. Solche Zellstoffe können nach der Lehre der Publikation„Process for pretreating reclaimed cotton fibres to be used in the production of moulded bodies from regenerated cellulose" (Research Disclosure, www.researchdisclosure.com., Datenbanknummer 609040, digital veröffentlicht am 11. Dezember 2014) hergestellt werden.
2) Spinnbedingungen Neben der Auswahl der geeigneten Zellstoffzusammensetzung sind die Spinnbedingungen zur Herstellung der erfindungs gemäßen Faser von besonderer Bedeutung: i) Der Spinnmassedurchsatz soll zwischen 0,01 und 0,05 g/Düsenloch/min, bevorzugt zwischen 0,015 und 0,025 g/Düsenloch/min liegen. ii) Luftspaltlänge: Die Vorgangsweise zur Herstellung der erfindungsgemäßen Faser unterscheidet sich vom Stand der Technik (WO 95/02082, WO 97/38153) darin, dass die Luftspaltlänge keinen relevanten Parameter darstellt. Bereits ab 20 mm Luftspalt werden erfindungsgemäße Fasern erhalten. iii) Klima im Luftspalt: Auch darin unterscheidet sich die Herstellung der
erfindungsgemäßen Faser vom Stand der Technik (WO 95/02082, WO 97/38153), dass Feuchtigkeit und Temperatur der Beblasungsluft keine relevanten Parameter darstellen. Es sind Feuchtigkeitswerte der Beblasungsluft zwischen 0 g/kg Luft und 30 g/kg Luft einsetzbar, und die Temperatur der Beblasungsluft kann zwischen 10°C und 30°C liegen (dem Fachmann ist bekannt, dass für ein gegebenes Feuchtigkeitssoll der Beblasungsluft eine minimale Lufttemperatur, die einer relativen Feuchte von 100% entspricht, nicht unterschritten werden kann)
Die Geschwindigkeit der Beblasungsluft im Luftspalt ist niedriger als bei der Herstellung von derzeit kommerziell erhältlichen Lyocell-Fasern und soll unter 3 m/sec, bevorzugt bei etwa 1 - 2 m/sec liegen. iv) Verzug im Luftspalt: Der Wert des Verzuges im Luftspalt (Quotient aus der
Abzugsgeschwindigkeit aus dem Spinnbad zur Extrusionsgeschwindigkeit aus der Düse) soll unter 7 liegen. Erzielbar ist ein geringer Verzug bei definiertem Titer der Faser durch den Einsatz von Düsen geringen Lochdurchmessers. Einsetzbar sind Düsen mit einem
Lochdurchmesser von < 100 μιη, bevorzugt werden Düsen mit einem Lochdurchmesser zwischen 40μιη und 60 μιη. v) Spinntemperatur: Das Spinnen muss bei möglichst hoher Temperatur erfolgen, begrenzt nur durch die Thermostabilität des Lösungsmittels. Sie darf jedoch einen Wert von 130°C nicht unterschreiten. vi) Die Spinnbadtemperatur kann zwischen 0°C und 40°C betragen, bevorzugt sind Werte von 0°C bis 10°C. vii) Während des Transports der Faser vom Spinnbad in die Nachbehandlung und während der Nachbehandlung sollten entsprechend der WO 97/33020 die Filamente einer
Zugbeanspruchung in Längsrichtung von nicht mehr als 5,5 cN/tex ausgesetzt werden.
Es hat sich gezeigt, dass bei Einhalten der obigen Parameter reproduzierbar Lyocell-Fasern erhalten werden, welche den erfindungs gemäßen Relationen hinsichtlich der beiden Höller- Faktoren Fl und F2 genügen und somit„Viskose-ähnlichere" Eigenschaften aufweisen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Faserbündel, enthaltend eine Vielzahl an erfindungsgemäßen Fasern. Als "Faserbündel" ist eine Vielzahl von Fasern zu verstehen, so z.B. eine Vielzahl von Stapelfasern, ein Strang von Endlosfilamenten oder ein Ballen aus Fasern.
Messmethoden:
Prüfung der textilmechanischen Eigenschaften:
Die Bestimmung des Titers der Fasern (linear density) erfolgte nach der BISFA- Vorschrift „Testing methods viscose, modal, lyocell and acetate staple fibers and tows" Edition 2004 Chapter 6 mit Hilfe eines Vibroskops Bauart Lenzing Technik.
Die Bestimmung der Höchstzugkraft (breaking tenacity), der Höchstzugkraftdehnung (elongation at break) konditioniert und nass und des Nassmoduls (wet modulus) erfolgte nach obiger BISFA- Vorschrift Chapter 7 mit Hilfe eines Zugprüfgeräts Lenzing Vibrodyn (Gerät für Zugversuche an Einzelfasern bei konstanter Verformungsgeschwindigkeit).
Die Schiingenfestigkeit wurde in Anlehnung an DIN 53843 Teil 2 folgendermaßen ermittelt: Die Titer der beiden für die Prüfung herangezogenen Fasern werden am Vibroskop bestimmt. Für die Bestimmung der Schiingenfestigkeit wird die erste Faser zu einer Schlinge geformt und mit beiden Enden in das Vorspanngewicht (Größe des Vorspanngewichts gemäß obiger BISFA- Vorschrift Kapitel 7) geklemmt. Die zweite Faser wird in die Schlinge der ersten Faser gezogen und die Enden in die obere Klemme (Messkopf) des Zugprüfgeräts so eingespannt, dass sich die Verschlingung in der Mitte der beiden Klemmen befindet. Nach Einpendeln der Vorspannung wird die untere Klemme geschlossen und der
Zugversuch gestartet (Einspannlänge 20 mm, Zuggeschwindigkeit 2 mm/min). Es ist darauf zu achten, dass der Faserbruch am Schlingenbogen eintritt. Als titerbezogene Schiingenfestigkeit wird der erhaltene Höchstzugkraft-Messwert durch den kleineren der beiden Fasertiter dividiert.
Die Knotenfestigkeit wurde in Anlehnung an DIN 53842 Teil 1 folgendermaßen ermittelt: Aus der zu prüfenden Faser wird eine Schlaufe gebildet, ein Ende der Faser durch die Schlaufe gezogen und so ein loser Knoten gebildet. Die Faser wird in die obere Klemme des Zugprüfgerätes in einer Weise eingespannt, dass sich der Knoten in der Mitte zwischen den Klemmen befindet. Nach Einpendeln der Vorspannung wird die untere Klemme geschlossen und der Zugversuch gestartet (Einspannlänge 20 mm, Zuggeschwindigkeit 2 mm/min). Für die Auswertung werden nur Ergebnisse herangezogen, wo die Faser auch tatsächlich am Knoten gerissen ist.
Bestimmung des Fibrillationsverhalten nach der Nassscheuermethode:
Es wurde die in der Publikation Helfried Stöver:„Zur Fasernassscheuerung von
Viskosefasern" Faserforschung und Textiltechnik 19 (1968) Heft 10, Seite 447-452 beschriebene Methode angewandt.
Das Prinzip beruht auf der Scheuerung von Einzelfasern im nassen Zustand mittels einer rotierenden Stahlwelle, die mit einem Viskosefilamentstrumpf überzogen ist. Der Strumpf wird ständig mit Wasser benetzt. Die Anzahl der Umdrehungen, bis die Faser
durchgescheuert ist und das Vorspanngewicht einen Kontakt auslöst, wird ermittelt und auf den jeweiligen Fasertiter bezogen.
Gerät: Scheuermaschine Delta 100 der Fa. Lenzing Technik Instruments
Abweichend von der oben zitierten Publikation wird die Stahl welle während der Messung in
Längsrichtung kontinuierlich verschoben, um eine Rillenbildung im Filamentstrumpf zu vermeiden.
Bezugsquelle Filamentstrumpf: Fa. Vom Baur GmbH & KG. Marktstraße 34, D-42369
Wuppertal
Prüfbedingungen :
Durchflussmenge Wasser: 8,2 ml/min
Umdrehungsgeschwindigkeit: 500 U/min
Scheuerwinkel: 40° für Titer 1,3 dtex, 50° für Titer 1,7 dtex, 50° für Titer 3,3 dtex
Vorspann gewicht: 50 mg für Titer 1,3 dtex, 70 mg für Titer 1,7 dtex, 150 mg für Titer 3,3 dtex Bestimmung der Scheuerfestigkeit von Flächen gebilden nach Martindale:
Methodik nach der Norm„Bestimmung der Scheuerbeständigkeit von textilen
Flächengebilden mit dem Martindale- Verfahren - Teil 2: Bestimmung der Probenzerstörung (ISO 12947-2: 1998+Cor.1:2002; Deutsche Fassung EN ISO 12947-2: 1998+AC:2006).
Beispiele:
Die in Tabelle 1 unten beschriebenen Zellstoffe bzw. Zellstoffmischungen wurden zu Spinnmassen der in Tabelle 2 genannten Zusammensetzung verarbeitet und durch ein Spinnverfahren gemäß WO 93/19230 unter den Bedingungen von Tabelle 2 zu Fasern mit einem Titer von ca. 1,2 bis ca. 1,6 dtex versponnen.
Konstante nicht in der Tabelle angegebene Parameter sind:
- der Spinnmasseausstoß mit 0,02 g/Loch/min
- der Luftspalt mit 20 mm
- die Feuchte der Beblasungsluft mit 8 - 12 g H20/kg Luft
- die Temperatur der Beblasungsluft mit 28 - 32°C
- die Geschwindigkeit der Beblasungsluft im Luftspalt mit 2 m/sec
Die textilmechanischen Daten der erhaltenen Fasern sind in Tabelle 3 angegeben. Die aus den textilen Daten errechneten Höller-Faktoren, der Nassscheuerwert und die Flexibilität der Fasern sind der Tabelle 4 zu entnehmen. Die Resultate zeigen deutlich den Einfluss des Zellstoffes und die besondere Bedeutung der Spinntemperatur.
Tabelle 1:
Grenzvisko- Alpha- Anteil DP
Zellstoff Code sitätszahl Gehalt <50 DP>2000
Cotton Linters niedriges MW Co LV 396 97,1 0,6 0
Cotton Linters hohes MW Co HV 2030 99,1 0 98,3
Recyclierte Baumwoll-Faser
(reclaimed cotton fibers)
niedriges MW RCF LV 423 97,1 0,45 7,7
Recyclierte Baumwollfaser
llff b Ztesozw.
(reclaimed cotton fibers) hohes llffih Ztesomscngu
MW RCF HV 1840 97,8 0 68,7 hli Väterns
hhlklocmoeareru
Die Zellstoffe "RCF LV" und "RCF HV" wurden nach der Lehre der Publikation„Process
Ail/idtneneerfor pretreating reclaimed cotton fibres to be used inlkl Ailt t moearerneuhe production of moulded bodies from regenerated cellulose" (Research Disclosure, www ..r esear chdiscl o ure .com.,
Clll ieosenu
Datenbanknummer 609040, digital veröffentlicht am 11. D Siepnnmassezember 2014) hergestellt.
i Wassern
Tabelle 2: Sipnnmasse Vergzu
Sittpnnemperaru
-i U o U o
Sibdttpnnaemperaru
Beispiel 1 Co HV/Co LV 10 / 90 11 12 40 1,54 131 0
Beispiel 2 Co HV/Co LV 10 / 90 11 12 50 2,41 131 0
Beispiel 3 Co HV/Co LV 10 / 90 11 12 60 3,47 130 0
Beispiel 4 Co HV/Co LV 10 / 90 11 12 80 6,17 130 0
Beispiel 5 Co HV/Co LV 10 / 90 11 12 60 3,47 130 20
Beispiel 6 Co HV/Co LV 10 / 90 11 10,5 50 2,41 132 0
Beispiel 7 Co HV/Co LV 10 / 90 11 10,5 50 2,41 132 20
Beispiel 8 Co HV/Co LV 10 / 90 13 11,7 50 2,85 131 0
Beispiel 9 Co HV/Co LV 5 / 95 13,5 10 50 2,96 130 20
Beispiel 10 Co HV/Co LV 5 / 95 13,5 10 50 2,96 131 0
Beispiel 11 Bo HV/So 250 30 / 70 11 12 40 1,54 130 20
Titer FFk FDk FFn FDn NM SFk KFk dtex cN/tex % cN/tex % cN/tex, 5% cN/tex cN/tex
Beispiel 9 1,29 27,5 14,9 20,5 21,0 5,8 20,6 24,9
Beispiel 10 1,37 24,8 17,8 19,4 24,2 4,5 19,1 23,6
Beispiel 11 1,34 21,3 14,1 14,9 22,8 3,6 11,5 19,2
Beispiel 12 1,30 24,1 15,2 15,4 19,2 4,4 10,2 19,4
Beispiel 13 1,37 22,9 15,9 18,1 22,7 4,4 1 U 20,3
Beispiel 14 1,30 25,3 14,6 19,4 21,8 5,0 12,0 20,5
Beispiel 15 1,30 27,5 16,9 22,7 22,8 6,0 13,2 23,8
Beispiel 16 1,36 24,6 16,0 18,5 23,9 4,2 14,8 22,4
Beispiel 17 1,32 23,1 16,5 17,9 24,5 4,0 14,1 20,9
Vergleichsbeispiel 1 1,30 28,8 15,0 21,1 23,6 5,3 20,9 25,2
Vergleichsbeispiel 2 1,43 27,7 11,1 21,6 16,1 8,1 16,7 25,0
Vergleichsbeispiel 3 1,31 30,1 13,5 22,3 16,4 6,9 11,3 21,1
Vergleichsbeispiel 4
kommerzielle
Lyocell-Faser 1,37 39,3 13,6 34,9 18,6 10,6 18,9 31,7
Tabelle 4:
Höller- Höller- NassFaktor Faktor scheuerwert Flexibilität
Umdrehungen
F 1 F 2 bis Bruch FDk/FFk
Beispiel 1 -0,05 3,20 1951 0,70
Beispiel 2 -0,45 4,39 1947 0,86
Beispiel 3 0,27 4,22 664 0,66
Beispiel 4 0,51 4,88 370 0,63
Beispiel 5 0,40 3,33 244 0,54
Beispiel 6 -0,12 4,16 1427 0,78
Beispiel 7 -0,07 5,02 1455 0,71
Beispiel 8 0,42 4,53 511 0,61
Beispiel 9 0,84 5,61 303 0,54
Beispiel 10 0,17 5,15 635 0,72 Höller- Höller- NassFaktor Faktor scheuerwert Flexibilität
Umdrehungen
F 1 F 2 bis Bruch FDk/FFk
Beispiel 11 -0,28 1,82 336 0,66
Beispiel 12 -0,04 1,45 585 0,63
Beispiel 13 -0,09 2,06 410 0,70
Beispiel 14 0,27 2,36 312 0,58
Beispiel 15 0,52 3,49 443 0,62
Beispiel 16 0,08 3,59 1153 0,65
Beispiel 17 -0,14 3,13 821 0,71
Vergleichsbeispiel 1 1,21 5,94 332 0,52
Vergleichsbeispiel 2 1,45 4,16 125 0,40
Vergleichsbeispiel 3 1,05 2,17 30 0,45
Vergleichsbeispiel 4
kommerzielle
Lyocell-Faser 2,72 6,17 40 0,34
Die Position der Beispiele/Vergleichsbeispiele im Höllerdiagramm sowie den
Diagrammbereich, der erfindungsgemäß beansprucht wird, zeigt Bild 3. Darin sind die erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 17 mit ihren jeweiligen Nummern angegeben, sowie die Vergleichsbeispiele 1 bis 4 jeweils mit einem vorangestellten„V".
Vergleichsbeispiel 1 demonstriert, dass, wenn sämtliche Herstellungsparameter mit
Ausnahme der Spinntemperatur, die mit 122°C unter dem erforderlichen Wert von mindestens 130°C liegt, mit den Parametern zur Herstellung der erfindungsgemäßen Faser übereinstimmen, die erfindungs gemäße Aufgabe nicht gelöst wird.
Vergleichsbeispiel 2 demonstriert, dass wenn sämtliche Herstellungsparameter mit
Ausnahme des Verzuges, der mit 9,64 über dem erforderlichen Wert von unter 8,00 liegt, mit den Parametern zur Herstellung der erfindungsgemäßen Faser übereinstimmen, die erfindungsgemäße Aufgabe nicht gelöst wird.
Vergleichsbeispiel 3 demonstriert die Bedeutung des Zellstoffes. Wenn sämtliche
Herstellungsparameter mit Ausnahme der Zellstoffzusammensetzung, die mit einem Einzelzellstoff nicht den erforderlichen Anteil an sehr hohem und an niedrigem
Molekulargewicht aufweist, mit den Parametern zur Herstellung der erfindungs gemäßen Faser übereinstimmen, wird die erfindungs gemäße Aufgabe nicht erreicht.
Vergleichsbeispiel 4 zeigt die Eigenschaften und die Position im Höller-Diagramm einer kommerziellen Lyocell-Faser (Tencel® der Fa. Lenzing AG)
Verarbeitun g sbeispiel :
Ein 130 kg Ballen einer Faser 1,3 dtex/38 mm entsprechend Beispiel 11 wurde zu einem Ringgarn Nm 50 verarbeitet. Aus diesem Garn wurde ein Single Jersey Flächengewicht 150 g/m2 hergestellt. Ein Muster dieses Single Jersey wurde 45 min mit 4 %
Novacronmarine FG, Flottenverhältnis 1:30 bei 60°C im Laborjet gefärbt und anschließend 15 Haushaltswäschen bei 60°C unterzogen.
Tabelle 5 zeigt das Scheuer- und Waschverhalten dieses Single Jersey im Vergleich zu einem Flächengebilde gleicher Konstruktion aus einer kommerziellen Viskose- bzw.
Lyocell-Faser.
Tabelle 5:
Noten von 1 bis 5, die beste Note ist 5

Claims

Ansprüche:
1) Cellulosische Faser der Gattung Lyocell, welche einen Titer von 0,8 dtex bis 3,3 dtex aufweist und durch die folgenden Beziehungen kennzeichnet ist:
Höller-Faktor F2 > 1, bevorzugt > 2
Höller-Faktor Fl > -0,6
Höller-Faktor F2 < 6 sowie
Höller-Faktor F2 minus 4,5*Höller-Faktor Fl > 1, bevorzugt > 3.
2) Faser gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Nassscheuerfestigkeit, die zwischen 300 und 5000 Umdrehungen beträgt.
3) Faser gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Flexibilität, zwischen 0,55 und 1,00 liegt.
4) Faser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Single Jersey 150 g/m2 hergestellt aus einem Ringgarn Nm 50/1 dieser Faser eine Scheuerfestigkeit nach
Martindale zwischen 30 000 und 60 000 Touren bis zur Lochbildung aufweist.
5) Faser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach dem Aminoxid- Verfahren hergestellt ist.
6) Faser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Mischung von zumindest zwei verschiedenen Zellstoffen hergestellt ist.
7) Faserbündel, enthaltend eine Vielzahl von Fasern gemäß einem der vorhergehenden
Ansprüche.
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