WO2004088010A1 - Method and device for producing post-stretched cellulose spun threads - Google Patents

Method and device for producing post-stretched cellulose spun threads Download PDF

Info

Publication number
WO2004088010A1
WO2004088010A1 PCT/EP2004/001268 EP2004001268W WO2004088010A1 WO 2004088010 A1 WO2004088010 A1 WO 2004088010A1 EP 2004001268 W EP2004001268 W EP 2004001268W WO 2004088010 A1 WO2004088010 A1 WO 2004088010A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
threads
post
stretching
fibers
wet
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/001268
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Zikeli
Klaus Weidinger
Lutz Glaser
Werner Schumann
Original Assignee
Zimmer Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zimmer Aktiengesellschaft filed Critical Zimmer Aktiengesellschaft
Priority to DE502004007553T priority Critical patent/DE502004007553D1/en
Priority to EP04710007A priority patent/EP1608803B1/en
Priority to BRPI0409544-8A priority patent/BRPI0409544B1/en
Publication of WO2004088010A1 publication Critical patent/WO2004088010A1/en
Priority to US11/240,993 priority patent/US20060083918A1/en

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02GCRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/12Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/18Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of unsaturated nitriles, e.g. polyacrylonitrile, polyvinylidene cyanide
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/28Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/38Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from copolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds comprising unsaturated nitriles as the major constituent
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D01F9/14Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
    • D01F9/20Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from polyaddition, polycondensation or polymerisation products
    • D01F9/21Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from polyaddition, polycondensation or polymerisation products from macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F9/22Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from polyaddition, polycondensation or polymerisation products from macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyacrylonitriles
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02JFINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J1/00Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
    • D02J1/22Stretching or tensioning, shrinking or relaxing, e.g. by use of overfeed and underfeed apparatus, or preventing stretch
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02JFINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for the production of Lyocell threads from a spinning solution containing water, cellulose and tertiary amine oxide, and to the spinning threads produced by this method.
  • the spinning solution is first extruded into filaments, then the filaments are drawn and passed through a precipitation bath, after which the cellulose of the filaments coagulates.
  • fibers and “threads” are used synonymously
  • a tertiary amine oxide such as N-methyl-morpholine-N-oxide and water
  • Lyocell process is based on the patents US-A-4 142 913, US-A-4 144 080, US-A-4211 574, US-A-4 246 221, US-A-4 261 943 and US-A-4416 698.
  • the spun threads can be passed on to further processing steps.
  • the filaments can be washed, dried and treated with additives or impregnated.
  • the spun threads can be cut to produce staple fibers.
  • the advantage of the Lyocell process is the good environmental compatibility and the excellent mechanical properties of the spun threads or fibers. Through various further developments of the process developed by McCorsley, the economy could be greatly improved.
  • the structure and the textile properties of the lyocell fiber differ from the other cellulose fibers and their production, as described, for example, in DE-A-100 16 307, DE-A-197 53 806, DE-A-197 21 609, DE-A-195 11 151 and
  • Lyocell fibers Another problem in the production of Lyocell fibers is the design of the coagulation bath. Due to the high extrusion speeds, the filaments are immersed in the coagulation bath solution at high speed and entrain the coagulation bath solution in their environment. As a result, a flow is generated in the precipitation bath, which agitates the surface of the precipitation bath and mechanically stresses the filaments when immersed in the precipitation bath up to thread tears.
  • the spinning threads are passed through specially designed spinning funnels filled with precipitation bath. In the spinning funnels, the precipitation bath solution flows out together with the spinning threads at the lower end. This flow, driven by gravity, can, as described in DE-A-44 09 609, be used to stretch the spun threads.
  • Lyocell fibers differ decisively from the fibers as described in DE-A-197 53 806, DE-A-197 21 609, DE-A-195 11 151, DE-A-100 16 307 and DE -A-43 12 219 are described.
  • EP-A-494 851 which is unusual for lyocell processing and does not seem to have been further developed, is intended to enable the filaments to be shaped subsequently.
  • the process of EP-A-494 851 thus resembles a plastic deformation process, the starting material, the undrawn lyocell threads, having a rubber-like consistency.
  • the mechanical properties of the fibers produced according to the process of EP-A-494 851 do not meet today's requirements.
  • DE-A-102 23 268 describes that multistage precipitation and, at the same time, multistage stretching of the spun threads can be achieved if the wetting device is simultaneously used to stretch the spun threads. This measure can reduce the need for treatment medium and improve the control of the failure process, but the textile properties remain essentially unaffected by this type of post-stretching.
  • Lyocell fibers To change the mechanical properties, such as the loop strength, the tendency to fibrillation and the tensile strength of Lyocell fibers, the repertoire is currently essentially used, as described in the article "Structure formation of cellulose fibers from amine oxide solutions", Lenzinger reports 9/94, p 31-35. Thereafter, the textile-physical properties of Lyocell fibers are changed by changing the cellulose concentration in the spinning solution (cf. WO-A-96 18760), by varying the take-off conditions (cf. DE-A-42 19 658) and by using additives (cf. DE-A-44 26 966, DD-A-218 21, WO-A-94 20656) and by changing the precipitation conditions (cf. AT-B-395 724).
  • the invention is therefore based on the object of improving the known methods and devices for producing lyocell fibers in such a way that the mechanical properties, such as the loop strength and the tensile strength of the lyocell fibers, can be influenced in a targeted manner by an easily controllable process.
  • this object is achieved in that a second stretching means, by means of which the spinning threads drawn by the first stretching means can be post-stretched in operation, and a heating device arranged in the region of the second stretching means, by means of which, during operation, the spinning threads during post-stretching are provided are heatable.
  • the post-stretching or stretching of the spun threads that have already been drawn and then coagulated in the air gap can considerably improve the mechanical properties, in particular the wet modulus, compared to the conventional Lyocell fibers. Due to the heat treatment during post-stretching, the wet module is lowered somewhat after the first attempts and the fiber becomes somewhat more elastic again.
  • Lyocell fibers produced with the method according to the invention can thus be achieved with a wet modulus of at least 250 cN / tex and a wet abrasion number per 25 fibers of at least 18.
  • Even wet modules of at least 300 cN / tex or 350 cN / tex can be achieved.
  • the maximum wet tensile strength can take on relatively low values, for example at most 12%. The higher the predetermined tensile stress with which the spun threads are stretched or stretched, the higher the wet modulus of the finished threads and fibers appears to be.
  • a significant increase in the wet modulus compared to conventional fibers can be achieved according to an advantageous process if the predetermined tensile stress with which the post-stretching is carried out is at least 0.8 cN / tex. Higher values for the wet modulus can be achieved if, according to a further embodiment, the predetermined tensile stress during post-stretching is at least 3.5 cN / tex.
  • the heat treatment can be carried out after a washing or impregnation process as a drying process, i.e. so-called stress drying.
  • the heat treatment can also take place in a steam or dry steam atmosphere.
  • the steam or dry steam can contain impregnation agents which act on the filaments and lead to a chemical aftertreatment.
  • the heat treatment is preferably carried out in an oven in which the drawn and coagulated filaments are post-drawn between two godets with a predetermined tensile stress.
  • a hot inert gas such as hot air, or steam or dry steam can be passed through the surfaces of the godets and the spun threads lying thereon.
  • the spun threads can be crimped, since the natural crimping of the spun threads is significantly reduced due to the post-stretching. Treatment with dry steam is also possible at the same time as crimping.
  • the staple threads can be cut to produce staple fiber.
  • Figure 1 is a schematic overview of a plant for the production of post-stretched Lyocell fibers.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a means for post-stretching in a schematic view
  • Fig. 3 shows a further embodiment of a means for post-stretching in a schematic view.
  • FIG. 1 the basic structure of a plant 1 for the production of Lyocell fibers is described using the schematic representation of FIG. 1.
  • the system 1 in FIG. 1 is used for the production of staple fibers from Lyocell.
  • the line system 2 is constructed modularly from fluid line pieces 2a of a predetermined length, which are connected to one another via standard flanges 2b.
  • the fluid line pieces 2a are provided with an internal temperature control device 3, which is installed in the fluid line pieces 2 instead of the core flow of the spinning solution and is regulated by the temperature of the spinning solution in the piping system 2.
  • a temperature-controlled fluid is passed through the internal temperature control device via feed modules 4 arranged between two adjacent fluid line pieces, as indicated by the arrows 5.
  • the feed modules 4 essentially have the dimensions of the standard flanges and are designed to be connectable to them. At predetermined intervals likewise replace the feed modules 4 by burst modules 6 arranged between the fluid line pieces 2a.
  • the burst modules 6 have essentially the same configuration as the feed modules 4. They are provided with bursting bodies, not shown in FIG. 1, which break when a predetermined pressure in the pipeline system 2 is exceeded, in the event of a burst, and enable pressure to be discharged to the outside. The bursting can occur especially in the thermal reaction of the spinning solution may occur due to aging or overheating. The spinning solution emerging in the event of bursting is collected in collecting containers 7, from where it can be recycled or disposed of.
  • the spinning solution is guided through the piping system 2 to a spinning head 8.
  • the spinning head 8 is provided with a spinneret 9, which has a large number of (not shown) extrusion openings, usually several thousand extrusion openings.
  • the spinning solution is extruded into spun threads 10 through the extrusion openings.
  • the arrangement of the extrusion openings in the spinneret 9 can be circular, circular or rectangular; In the following, reference is made to a rectangular arrangement only by way of example.
  • a pressure expansion tank 11a can be arranged in the piping system 2, which compensates for pressure fluctuations and volume flow fluctuations of the spinning solution in the pipeline 2 by changing its internal volume and ensures a uniform extrusion pressure at the extrusion openings of the spinning head 8.
  • a mechanical filter device 11b with a backwashable filter element can be provided in the piping system 2.
  • the filter element has a fineness between 5 ⁇ m and 25 ⁇ m.
  • the extrusion openings adjoin an air gap 12 through which the freshly extruded spun threads 10 pass and in which the spun threads are hidden by tensile stress.
  • a cooling gas stream 13 is directed onto the spun threads 10, which is generated by a blowing device 14.
  • the temperature, humidity and composition of the cooling gas flow 13 can be regulated by an air conditioning device 15 to predetermined or variably predeterminable values.
  • the cooling gas stream 13 acts on the spinning threads 10 at a distance from the spinneret 9 and has a speed component in the extrusion direction E, so that the spinning threads are also stretched by the cooling gas stream 13. In order to enable good heat transport, the cooling gas flow 13 is turbulent.
  • the spun threads 10 After crossing the air gap 12, the spun threads 10 enter a precipitation bath 16. In order to avoid disturbing the surface of the precipitation bath 16, the cooling gas stream 13 is sufficiently spaced from the surface 1 of the precipitation bath so that it does not strike the surface.
  • the spinning threads 10 are deflected by an essentially roller-shaped deflection member 18 to a bundling member 19 above the precipitation bath, so that they pass through the precipitation bath surface 17 again.
  • the deflecting member can be rigid or fixed, or rotate with the threads.
  • the bundling element 19 is rotatably driven and, as the first stretching means, exerts a tensile stress on the strands 10, which stretches the strands 10, via the deflecting element 18, which is retroactive to the extrusion openings of the spinneret 9.
  • the deflection element 18 can also be driven as a stretching means.
  • the tension can also be generated only by the cooling gas stream 13 as the first stretching means. This has the advantage that the tensile stress is introduced into the spinning threads 10 by means of a frictional stress distributed over the surface of the spinning threads.
  • the spinning threads 10 are combined into a thread bundle 20 by the bundling element 19. Subsequently, the spinning threads 10, which are still wetted with the precipitation bath solution 16 and are combined to form the thread bundle 20, are deposited without tension on a conveyor device 21 and are transported there largely without tension. During the transport of the spun threads on the conveyor device 21, the complete or almost complete coagulation of the cellulose of the spin threads can take place with the least possible influence of tension.
  • the conveying device 21 can be designed as a vibration conveyor that transports the bundle of threads 20, or possibly a plurality of bundles of threads 20 simultaneously, by vibrations in the conveying direction F. The vibrations of the conveyor 21 are indicated by the double arrow 22.
  • the bundle of spun threads 20 is deposited in an orderly manner on the conveyor.
  • other conveying devices such as a plurality of godets arranged one behind the other can be used with almost the same or decreasing circumferential speed in the conveying direction.
  • Various treatments of the thread bundle 20 can take place during the transport on the conveyor device 21, for example the thread bundle 20 can be washed, dried and finished once or several times, for example by a sprinkler system 23 from which a treatment medium 24 is sprayed onto the thread bundle 20.
  • the bundle of threads 20 is taken up by the conveying device 21 by a godet 25 and fed to a second post-stretching means 26, through which the coagulated spun threads 10 are post-stretched.
  • the post-stretching takes place during simultaneous heat treatment or drying in the form of tension drying, since this has the most favorable effect on the mechanical properties of the spinning threads 10. Slightly poorer properties, which are, however, still distinguished from the prior art, are achieved if the heat treatment during post-stretching is dispensed with.
  • the second post-stretching means 26 can also be provided immediately after the bundling means 19, that is to say between the conveying device 21 and the precipitation bath 16, so that only the post-stretched spun threads are subjected to further treatment steps.
  • the post-stretching means 26 can have a heating device 27 in the entry and entry area of the spinning thread 20, which brings the spinning thread bundle 20 to a predetermined temperature and at the same time dries the spinning thread bundle 20 at least on the surface.
  • the spun threads are guided over two godets 28, 29, which are driven in such a way that a predetermined post-stretching tensile stress ZN is applied to the spun thread bundle 20 between them.
  • the bundle of filaments subjected to this tensile stress is kept at a predetermined high temperature and can be impregnated during the post-stretching, in particular by a hot inert gas, such as air, or also by steam, for example dry steam, and with swelling agents or other agents for chemical fiber treatment, such as by the Arrows 30 is indicated.
  • the godets 28, 29 can also be heated.
  • the spun thread bundle 20 Due to the post-stretching, the spun thread bundle 20 has a reduced crimp compared to conventional fibers, so that it is crimped over a stuffer box 31.
  • the fiber bundle 20 is then cut by a cutting device 32. If a continuous fiber is to be produced, crimping and / or cutting can of course be dispensed with.
  • the crimped staple fibers can be transported in a tangled position in the form of a crimped endless cable 33 on a conveyor device 34 for further process steps.
  • FIG. 2 An embodiment of a post-stretching means 26 is shown schematically in FIG. 2.
  • post-stretching takes place in the form of stress drying.
  • the post-stretching means 26 has two godets 28, 29 which are driven in such a way that the thread bundle 20 between them with a predetermined tensile stress Z N of at least 0.8 cN / tex, preferably of at least 3 , 5 cN / tex is stretched.
  • the godet 29 following in the conveying direction F can have a predetermined, higher speed are rotated than the godet 28 lying in front of it in the conveying direction F; a slip may prevail between the godet 29 and the bundle of threads 20 wrapped around the godet, which essentially determines the tensile stress Z N.
  • the stretching of the thread bundle 20 can also be exploited during the drying process: since the thread bundle shortens during the drying process, stretching or post-stretching also takes place if this shortening is not compensated for by the rotational speeds of the godets 28, 29. In this way, post-stretching can also take place if the godets 28, 29 rotate at essentially the same or only slightly different speeds.
  • One or both godets 28, 29 can be provided with an at least gas-permeable surface 30, through which a hot inert gas, steam or dry steam is pressed out of the interior of the godet 28, 29 through the spun yarn bundle 20 wrapped around the godet 28, 29.
  • each godet 28, 29 can also be assigned a roller 28a, 29a, which is also permeable to vapor, actively or passively rotating, as shown schematically in FIG. 3.
  • the rollers 28a, 29a also have permeable surfaces through which the inert gas or the steam is sucked off.
  • large drums can also be provided.
  • tests 1 to 7 In a first series of tests (tests 1 to 7), the bundle of threads was dried at 73 ° C. for 15 minutes under various conditions.
  • the bundle of threads was dried without tension, re-moistened and dried under tension.
  • the bundle of threads was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and was weighed down with 19 kg on each side during drying.
  • the bundle of threads was dried without tension, re-moistened and dried under tension.
  • the thread bundle was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighed down on both sides with 38 kg each.
  • the bundle of threads was dried wet under tension.
  • the bundle of threads was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighted on both sides with a weight of 9 kg each.
  • experiment 6 the bundle of threads was dried wet under tension.
  • the bundle of threads was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighted on both sides with a weight of 19 kg each.
  • the bundle of threads was dried wet under tension.
  • the thread bundle was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighted on both sides with a weight of 38 kg each.
  • the bundle of threads was subjected to a treatment with sodium hydroxide solution (NaOH) before drying: first, the spun thread bundle was treated with 5% NaOH solution for 5 minutes and then washed with fully deionized water. The NaOH solution was neutralized with 1% formic acid and again washed with fully deionized water.
  • NaOH sodium hydroxide solution
  • the bundle of spun threads was then dried in the dryer at 73 ° C. for 30 minutes.
  • the bundle of threads was dried without tension, re-moistened and dried under tension.
  • the thread bundle was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighed down on both sides with 19 kg each.
  • the bundle of threads was dried without tension, re-moistened and dried under tension.
  • the thread bundle was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighed down on both sides with 38 kg each.
  • the bundle of threads was dried wet under tension.
  • the bundle of threads was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighted on both sides with a weight of 9 kg each.
  • the bundle of threads was dried wet under tension.
  • the bundle of threads was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighted on both sides with a weight of 19 kg each.
  • the bundle of threads was dried wet under tension.
  • the thread bundle was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighted on both sides with a weight of 38 kg each.
  • the titer, the fineness-related «maximum tensile force, the maximum tensile force elongation, fineness-related wet maximum tensile strength, the wet maximum tensile force elongation, the fineness-related maximum loop tensile force, the wet modulus and the wet scrubbing number were then determined for the -dried bundles of threads.
  • the following test regulations were used.
  • the titer was determined in accordance with DIN EN ISO 1973.
  • the (wet) maximum tensile force and the (wet) maximum tensile force elongation were determined in accordance with DIN EN ISO 5079.
  • the maximum loop tension was determined in accordance with DIN 53843 Part 2.
  • the wet modulus was determined on a fiber bundle that can be used in accordance with DIN EN 1973. The procedure is based on the test specification ASG N 211 from Alceru Schwarza GmbH. The tests for determining the wet modulus were carried out on a tensile testing machine with constant strain rate and low-displacement electronic force measurement. The clamping length of the thread bundle was 10.0 mm ⁇ 0.1 mm. The fineness-related prestressing force was 2.5 mN / tex ⁇ 0.5 mN / tex with a titer of over 2.4 dtex. For a titer up to 2.4 dtex, a pre-stress mass of 50 mg was used.
  • the elongation rates were 2.5 mm / min for an average wet elongation at break of up to 10%, 5.0 mm / min for an average wet elongation at break of over 10 to 2% and 7.5 mm / min for an average wet elongation at break of over 20%.
  • the end of the spun thread bundle to be clamped is clamped in the tensile testing machine while the preload is applied, then the lower clamp is closed and the immersion vessel with the wetting agent solution is raised so that the liquid level as far as possible reaches the upper clamp without it however to touch.
  • the distance between the clamping clamps can be steadily increase the speed until an elongation of 5% is reached. At this moment the movement of the lower clamp has to be stopped and the wet tensile force in mN has to be determined to one decimal.
  • the number of wet scrubbing was determined using an FNP fiber wet scrubbing tester from SMK Rezisionsmechanik Gera GmbH.
  • the number of wet scrubbing is the number of revolutions of the scrubbing shaft until the fiber clamped under a defined pretension in the wet scrubbing tester breaks.
  • the pretension weight for a titer between 1.2 and 1.8 dtex is 70 mg.
  • the speed of the scrubbing shaft was 400 rpm, the wrap angle 45 °.
  • the scrubbing shaft is provided with a fabric hose.
  • the maximum tensile force, measured both wet and dry, is essentially unchanged compared to the undrawn fibers after Experiment 1.
  • the reduced maximum tensile force elongation and the reduced loop maximum tensile force in connection with the wet modulus and the wet abrasion count suggest that the post-drawn fibers are brittle and more ductile than the non-post-drawn fibers. Consequently, the tests prove that fibers with an improved wet modulus and an improved wet abrasion number can be produced by the post-stretching or tension drying.

Abstract

The invention relates to a method and device for producing Lyocell® fibers from a spinning solution containing water, cellulose and tertiary amine oxide. The spinning solution is extruded to form spun threads (10). The spun threads (10) are stretched and guided through a precipitation bath (16) in order to precipitate the cellulose. It has been surprisingly revealed that the strength of the Lyocell® fibers can be increased when the stretched fibers are subjected to a post-stretching in a post-stretching means. The post-stretched Lyocell® fibers have a wet modulus of at least 260 cN/tex.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung nachverstreckter Cellulosθ-Spinnfä en Process and device for producing post-stretched cellulose spinning threads
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Lyocell- Fäden aus einer Spinnlösung enthaltend Wasser, Cellulose und tertiäres Aminoxid sowie die durch dieses Verfahren hergestellten Spinnfäden.The invention relates to a method and an apparatus for the production of Lyocell threads from a spinning solution containing water, cellulose and tertiary amine oxide, and to the spinning threads produced by this method.
Bei dem Herstellungsverfahren wird die Spinnlösung zunächst zu Spinnfäden extrudiert, dann werden die Spinnfäden verstreckt und durch ein Fällbad geleitet, wonach die Cellulose der Spinnfäden koaguliert.In the manufacturing process, the spinning solution is first extruded into filaments, then the filaments are drawn and passed through a precipitation bath, after which the cellulose of the filaments coagulates.
Das Herstellverfahren von Fasern (im Folgenden werden die Begriffe „Fasern" und „Fäden" synonym gebraucht) aus in einem tertiären Aminoxid wie N-Methyl-Morpholin-N- Oxid und Wasser gelöster Cellulose, auch Lyocell-Verfahren genannt, geht auf die Patentschriften US-A-4 142 913, US-A-4 144 080, US-A-4211 574, US-A-4 246 221, US- A-4 261 943 und US-A-4416 698 zurück. In diesen auf McCorsley zurückgehenden Patentveröffentlichungen ist das Grundprinzip der Herstellung von Lyocell-Fasern mit den drei Verfahrensschritten Extrudieren der Spinnlösung zu Spinnfäden in einen Luftspalt, Verstrecken der extrudierten Spinnfäden im Luftspalt und Ausfällen der Cellulose in einem Fällbad erstmalig beschrieben.The process for producing fibers (hereinafter the terms “fibers” and “threads” are used synonymously) from cellulose dissolved in a tertiary amine oxide such as N-methyl-morpholine-N-oxide and water, also called the Lyocell process, is based on the patents US-A-4 142 913, US-A-4 144 080, US-A-4211 574, US-A-4 246 221, US-A-4 261 943 and US-A-4416 698. In these patent publications based on McCorsley, the basic principle of producing lyocell fibers with the three process steps of extruding the spinning solution into filaments in an air gap, stretching the extruded filaments in the air gap and precipitating the cellulose in a precipitation bath is described for the first time.
Nach dem Ausfällen und Koagulieren der Cellulose können die Spinnfäden weiteren Bearbeitungsschritten zugeführt werden. So können die Spinnfäden gewaschen, getrocknet und mit Zusatzstoffen behandelt oder imprägniert werden. Zur Erzeugung von Stapelfasern können die Spinnfäden geschnitten werden.After the cellulose has precipitated and coagulated, the spun threads can be passed on to further processing steps. The filaments can be washed, dried and treated with additives or impregnated. The spun threads can be cut to produce staple fibers.
Der Vorteil des Lyocell-Verfahrens liegt in der guten Umweltverträglichkeit und in den hervorragenden mechanischen Eigenschaften der ersponnen Fäden bzw. Fasern. Durch verschiedene Weiterentwicklungen des von McCorsley entwickelten Verfahrens konnte die Wirtschaftlichkeit stark verbessert werden. Die Lyocell-Faser unterscheidet sich hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer textilen Eigenschaften von den übrigen Cellolosefasern und deren Herstellung, wie sie beispielsweise in der DE-A-100 16 307, DE-A-197 53 806, DE-A-197 21 609, DE-A-195 11 151 undThe advantage of the Lyocell process is the good environmental compatibility and the excellent mechanical properties of the spun threads or fibers. Through various further developments of the process developed by McCorsley, the economy could be greatly improved. The structure and the textile properties of the lyocell fiber differ from the other cellulose fibers and their production, as described, for example, in DE-A-100 16 307, DE-A-197 53 806, DE-A-197 21 609, DE-A-195 11 151 and
DE-A-43 12 219 beschrieben sind.DE-A-43 12 219 are described.
Ein spezielles Problem des Lyocell-Verfahrens gegenüber den dort beschriebenen Verfahren liegt in der hohen Oberflächenklebrigkeit der frisch extrudierten Spinnfäden: Sobald sich die Spinnfäden im Luftspalt berühren, verkleben sie, was entweder zu einer unbefriedigenden Faserqualität oder gar zu einer Unterbrechung des Spinnverfahrens und einem neuen Anspinnen führt. McCorsley selbst benutzt hierzu, wie in der DE-A- 284 41 63 beschrieben ist, die Spinnfäden im Luftspalt über eine Walze mit Fällbadlösung. Diese Anordnung ist jedoch bei hohen Spinngeschwindigkeiten nicht praktikabel. Eine Reihe von Weiterentwicklungen des McCorsley-Verfahrens beschäftigt sich daher mit Maßnahmen, um die Oberflächenklebrigkeit der Spinnfäden im Luftspalt zu verringern und die Betriebssicherheit, auch Spinnsicherheit genannt, des Herstellverfahrens zu verbessern.A special problem of the Lyocell process compared to the processes described there is the high surface tack of the freshly extruded spun threads: As soon as the spun threads touch in the air gap, they stick together, which either leads to unsatisfactory fiber quality or even to an interruption in the spinning process and a new piecing leads. McCorsley himself, as described in DE-A-284 41 63, uses the filaments in the air gap over a roller with a precipitation bath solution. However, this arrangement is not practical at high spinning speeds. A number of further developments of the McCorsley process are therefore concerned with measures to reduce the surface stickiness of the filaments in the air gap and to improve the operational safety, also known as spinning safety, of the production process.
Eine im Stand der Technik bei der Herstellung von Lyocell-Fasern oder -Fäden weit verbreitete Maßnahme besteht darin, die Spinnfäden im Luftspalt mit einem Kühlgas zu beblasen, um die Oberflächen der frisch extrudierten Spinnfäden zu kühlen und deren Klebrigkeit herabzusetzen. Derartige Kuhlbeblasungen sind beispielsweise in der WO-A- 93 9230, WO-A-942818, WO-A-95 01470 und in der WO-A-95 01473 beschrieben. Wie aus diesen Druckschriften hervorgeht, werden je nach Anordnung der Extrusionsöffnun- gen, durch welche die Spinnlösung extrudiert werden, unterschiedliche Arten und Ausgestaltungen der Beblasung verwendet.One measure widely used in the prior art in the production of lyocell fibers or threads is to blow the spinning threads in the air gap with a cooling gas in order to cool the surfaces of the freshly extruded spinning threads and to reduce their stickiness. Cooling blows of this type are described, for example, in WO-A-93 9230, WO-A-942818, WO-A-95 01470 and in WO-A-95 01473. As can be seen from these documents, depending on the arrangement of the extrusion openings through which the spinning solution is extruded, different types and configurations of the blowing are used.
Ein weiteres Problem bei der Herstellung von Lyocell-Fasern stellt die Ausgestaltung des Fällbades dar. Aufgrund der hohen Extrusionsgeschwindigkeiten tauchen die Spinnfäden mit hoher Geschwindigkeit in die Fällbadlösung ein und reißen die Fällbadlösung in ihrer Umgebung mit. Dadurch wird im Fällbad eine Strömung erzeugt, welche die O- berfläche des Fällbades aufwühlt und die Spinnfäden beim Eintauchen in das Fällbad bis hin zu Fadenrissen mechanisch belastet. Um bei kreisringförmig angeordneten Extrusionsöffnungen die Fällbadoberfläche möglichst ruhig zu halten, werden in der DE-A-100 60 877 und in der DE-A-100 60 879 die Spinnfäden durch speziell ausgestaltete, mit Fällbad gefüllte Spinntrichler geleitet. Bei den Spinntrichtern strömt die Fällbadlösung mit samt den Spinnfäden am unteren Ende heraus. Diese von der Schwerkraft angetriebene Strömung kann, wie in der DE-A- 44 09 609 beschrieben ist, zur Verstreckung der Spinnfäden ausgenutzt werden.Another problem in the production of Lyocell fibers is the design of the coagulation bath. Due to the high extrusion speeds, the filaments are immersed in the coagulation bath solution at high speed and entrain the coagulation bath solution in their environment. As a result, a flow is generated in the precipitation bath, which agitates the surface of the precipitation bath and mechanically stresses the filaments when immersed in the precipitation bath up to thread tears. In order to keep the precipitation bath surface as still as possible in the case of circularly arranged extrusion openings, in DE-A-100 60 877 and in DE-A-100 60 879 the spinning threads are passed through specially designed spinning funnels filled with precipitation bath. In the spinning funnels, the precipitation bath solution flows out together with the spinning threads at the lower end. This flow, driven by gravity, can, as described in DE-A-44 09 609, be used to stretch the spun threads.
Bei auf einer Rechlecksfläche angeordneten Extrusionsöffnungen wurden gemäß der DE-A-100 37 923 gute Ergebnisse erzielt, wenn die Spinnfäden einen im wesentlichen ebenen Vorhang bilden und als ebener Vorhang im Fällbad zur Fällbadoberfläche hin umgelenkt werden. Bei dieser Ausgestaltung ist im Fällbad ein Umlenkkörper angeordnet.In the case of extrusion openings arranged on a rectangular area, good results have been achieved according to DE-A-100 37 923 if the spun threads form an essentially flat curtain and are deflected as a flat curtain in the precipitation bath toward the precipitation bath surface. In this embodiment, a deflecting body is arranged in the precipitation bath.
Die Nachverarbeitung von Lyocell-Fäden nach der Extrusion und der Koagulation der Cellulose zur Erzielung bestimmter mechanischer Eigenschaften der Spinnfäden ist in der Patentliteratur weniger gut dokumentiert.The post-processing of Lyocell threads after extrusion and coagulation of the cellulose to achieve certain mechanical properties of the spun threads is less well documented in the patent literature.
In dem Grundlagenartikel "Was ist neu an den neuen Fasern der Gattung Lyocell?", Lenzinger Berichte 9/94, S. 37-40, wird davon ausgegangen, das die Faserstruktur und die Fasereigenschaften durch die Molekülausrichtung während der Extrusion und die sich unmittelbar an die Extrusion anschließende Verstreckung bestimmt werden. Hierin unterscheiden sich die Lyocell-Fasern entscheidend von den Fasern, wie sie in der DE- A-197 53 806, DE-A-197 21 609, DE-A-195 11 151 , DE-A-100 16 307 und der DE-A-43 12 219 beschrieben sind.In the basic article "What is new about the new fibers of the Lyocell genus?", Lenzinger reports 9/94, pp. 37-40, it is assumed that the fiber structure and the fiber properties are due to the molecular orientation during extrusion and which are immediately related the extrusion subsequent stretching can be determined. The Lyocell fibers differ decisively from the fibers as described in DE-A-197 53 806, DE-A-197 21 609, DE-A-195 11 151, DE-A-100 16 307 and DE -A-43 12 219 are described.
Dieser Gedanke wird in der neuen Patentliteratur aufgegriffen und in die Praxis umgesetzt. So sind in der EP-A-823 945, in der EP-A-853 146 und in der DE-A-100 23 391 Vorrichtungen beschrieben, in denen nach Verstreckung der extrudierten Spinnfäden und nach der Koagulation der Cellulose in den verslreckten Spinnfäden diese bei der Weiterverarbeitung spannungslos gehalten werden. Diesen Entwicklungen liegt die Idee zugrunde, dass sich die mechanischen Eigenschaften der verstreckten und koagulierten Spinnfäden nicht mehr verändern lassen. Ein nur auf den ersten Blick entgegengesetzter Weg wird alleine in der EP-A-494851 beschritten: In dieser Druckschrift ist ein Verfahren beschrieben, bei dem die im wesentlichen spannungslos extrudierte und koagulierte Cellulose verstreckt wird. Wesentlich bei diesem Verfahren ist, dass keine Verstreckung der frisch extrudierten Spinnfäden stattfindet. Durch diese, für die Lyocell-Verarbeitung ungewöhnlichen Methode der EP- A-494 851 , die scheinbar auch nicht weiterentwickelt wurde, soll eine nachträgliche Formgebung der Spinnfäden ermöglicht werden. Das Verfahren der EP-A-494 851 ähnelt also einem plastischen Verformungsprozess, wobei das Ausgangsmaterial, die un- verstreckten Lyocell-Fäden, eine gummiartige Konsistenz aufweist. Die mechanischen Eigenschaften der gemäß dem Verfahren der EP-A-494 851 hergestellten Fasern werden den heutigen Erfordernissen jedoch nicht gerecht.This idea is taken up in the new patent literature and put into practice. Thus, in EP-A-823 945, in EP-A-853 146 and in DE-A-100 23 391 devices are described in which after stretching the extruded filaments and after coagulation of the cellulose in the elongated filaments, these be de-energized during further processing. These developments are based on the idea that the mechanical properties of the drawn and coagulated filaments can no longer be changed. A path that is only opposite at first glance is followed in EP-A-494851 alone: This publication describes a process in which the cellulose, which is extruded and coagulated essentially without tension, is stretched. It is essential in this process that the freshly extruded spun threads are not stretched. This method of EP-A-494 851, which is unusual for lyocell processing and does not seem to have been further developed, is intended to enable the filaments to be shaped subsequently. The process of EP-A-494 851 thus resembles a plastic deformation process, the starting material, the undrawn lyocell threads, having a rubber-like consistency. However, the mechanical properties of the fibers produced according to the process of EP-A-494 851 do not meet today's requirements.
In der DE-A-102 23 268 ist beschrieben, dass eine mehrstufige Ausfällung und gleichzeitig eine mehrstufige Verstreckung der Spinnfäden realisiert werden kann, wenn die Benetzungseinrichtung gleichzeitig zum Verstrecken der Spinnfäden eingesetzt wird. Durch diese Maßnahme kann zwar der Bedarf an Behandlungsmedium verringert und die Kontrolle des Ausfallprozesses verbessert werden, allerdings bleiben die textilen Eigenschaften durch diese Art der Nachverstreckung im Wesentlichen unbeeinflusst.DE-A-102 23 268 describes that multistage precipitation and, at the same time, multistage stretching of the spun threads can be achieved if the wetting device is simultaneously used to stretch the spun threads. This measure can reduce the need for treatment medium and improve the control of the failure process, but the textile properties remain essentially unaffected by this type of post-stretching.
Zur Veränderung der mechanischen Eigenschaften, wie der Schiingenfestigkeit, der Fibrillationsneigung und der Zugfestigkeit von Lyocell-Fasern wird derzeit im Wesentlichen auf das Repertoire zurückgegriffen, wie es in dem Artikel "Strukturbildung von Cel- lulosefasern aus Aminoxidlösungen", Lenzinger Berichte 9/94, S. 31-35, beschrieben ist. Danach werden die textilphysikalischen Eigenschaften von Lyocell-Fasern durch Veränderungen der Cellulosekonzentration in der Spinnlösung (vgl. WO-A-96 18760), durch Variation der Abzugsbedingungen (vgl. DE-A-42 19 658) und den Einsatz von Zusätzen (vgl. DE-A-44 26 966, DD-A-218 21 , WO-A-94 20656) sowie durch Veränderung der Fällbedingungen (vgl. AT-B-395 724) eingestellt. Alle diese Verfahren lassen jedoch nur eine indirekte und in der Prozessführung nur sehr ungenaue Steuerung der mechanischen Eigenschaften der Lyocell-Fäden oder -Fasern zu. Der Erfindung liegt daherdie Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Lyocell-Fasern dahingehend zu verbessern, dass die mechanischen Eigenschaften, wie die Schiingenfestigkeit und die Zugfestigkeit der Lyocell- Fasern durch einen leicht zu steuernden Prozess gezielt beeinflusst werden können.To change the mechanical properties, such as the loop strength, the tendency to fibrillation and the tensile strength of Lyocell fibers, the repertoire is currently essentially used, as described in the article "Structure formation of cellulose fibers from amine oxide solutions", Lenzinger reports 9/94, p 31-35. Thereafter, the textile-physical properties of Lyocell fibers are changed by changing the cellulose concentration in the spinning solution (cf. WO-A-96 18760), by varying the take-off conditions (cf. DE-A-42 19 658) and by using additives (cf. DE-A-44 26 966, DD-A-218 21, WO-A-94 20656) and by changing the precipitation conditions (cf. AT-B-395 724). However, all of these methods only allow indirect and very imprecise control of the mechanical properties of the Lyocell threads or fibers. The invention is therefore based on the object of improving the known methods and devices for producing lyocell fibers in such a way that the mechanical properties, such as the loop strength and the tensile strength of the lyocell fibers, can be influenced in a targeted manner by an easily controllable process.
Diese Aufgabe wird für das eingangs genannte Herstellverfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die verstreckten Spinnfäden nachverstreckt und gleichzeitig wärmebehandelt werden.This object is achieved according to the invention for the production process mentioned at the outset in that the drawn spun threads are post-drawn and at the same time heat-treated.
Für die eingangs genannten Vorrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein zweites Verstreckungsmittel, durch das die vom ersten Verstreckungsmittel verstreckten Spinnfäden im Betrieb nachverstreckbar sind, und eine im Bereich des zweiten Verstreckungsmittel angeordnete Heizvorrichtung vorgesehen ist, durch die im Betrieb die Spinnfäden während der Nachverstreckung aufheizbar sind.For the device mentioned at the outset, this object is achieved in that a second stretching means, by means of which the spinning threads drawn by the first stretching means can be post-stretched in operation, and a heating device arranged in the region of the second stretching means, by means of which, during operation, the spinning threads during post-stretching are provided are heatable.
Überraschenderweise lassen sich durch die Nachverstreckung bzw. Dehnung der bereits einmal im Luftspalt verstreckten und danach koagulierten Spinnfäden die mechanischen Eigenschaften, hier insbesondere das Nassmodul, gegenüber den herkömmlichen Lyocell-Fasern erheblich verbessern. Durch die Wärmebehandlung während der Nachverstreckung wird nach ersten Versuchen der Nassmodul etwas abgesenkt und die Faser wird wieder etwas elastischer.Surprisingly, the post-stretching or stretching of the spun threads that have already been drawn and then coagulated in the air gap can considerably improve the mechanical properties, in particular the wet modulus, compared to the conventional Lyocell fibers. Due to the heat treatment during post-stretching, the wet module is lowered somewhat after the first attempts and the fiber becomes somewhat more elastic again.
Im Gegensatz zum Verfahren und zur Vorrichtung der DE-A-102 23268 ermöglicht die während der Nachverstreckung durchgeführte Wärmebehandlung eine entscheidende Verbesserung der textilen Eigenschaften der Lyocell-Fasern.In contrast to the method and device of DE-A-102 23268, the heat treatment carried out during post-stretching enables a decisive improvement in the textile properties of the Lyocell fibers.
So lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Lyocell-Fasern mit einem Nassrmodul von wenigstens 250 cN/tex und einer Nassscheuerzahl pro 25 Fasern von wenigstens 18 erreichen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich sogar Nassmodule von wenigstens 300 cN/tex bzw. 350 cN/tex erreichen. Die Nass- Höchstzugkraftdehnung kann dabei relativ geringe Werte annehmen, beispielsweise höchstens 12 %. Je höher die vorbestimmte Zugspannung ist, mit der die Spinnfäden nachverstreckt bzw. gedehnt werden, desto höher scheint der Nassmodul der fertigen Fäden und Fasern zu sein. Eine erhebliche Steigerung des Nassmoduls gegenüber herkömmlichen Fasern lässt sich gemäß einer vorteilhaften Verfahrensführung erreichen, wenn die vorbestimmte Zugspannung, mit der die Nachverstreckung durchgeführt wird, mindestens 0,8 cN/tex beträgt. Höhere Werte für den Nassmodul lassen sich erreichen, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung die vorbestimmte Zugspannung bei der Nachverstreckung mindestens 3,5 cN/tex beträgt.Lyocell fibers produced with the method according to the invention can thus be achieved with a wet modulus of at least 250 cN / tex and a wet abrasion number per 25 fibers of at least 18. With the method according to the invention, even wet modules of at least 300 cN / tex or 350 cN / tex can be achieved. The maximum wet tensile strength can take on relatively low values, for example at most 12%. The higher the predetermined tensile stress with which the spun threads are stretched or stretched, the higher the wet modulus of the finished threads and fibers appears to be. A significant increase in the wet modulus compared to conventional fibers can be achieved according to an advantageous process if the predetermined tensile stress with which the post-stretching is carried out is at least 0.8 cN / tex. Higher values for the wet modulus can be achieved if, according to a further embodiment, the predetermined tensile stress during post-stretching is at least 3.5 cN / tex.
Generell ergeben sich höhere Werte für den Nassmodul, wenn die Spinnfäden vor der Nachverstreckung koaguliert sind.In general, there are higher values for the wet modulus if the filaments are coagulated before being drawn.
Die Wärmebehandlung kann im Nachgang zu einem Wasch- oder Imprägnierverfahren als Trocknungsprozess, also sogenanntes Spannungstrocknen, durchgeführt werden. Alternativ kann die Wärmebehandlung auch in einer Dampf- bzw. Trockendampfatmosphäre stattfinden. Der Dampf bzw. Trockendampf kann Imprägnierungsmittel enthalten, die auf die Spinnfäden einwirken und zu einer chemischen Nachbehandlung führen.The heat treatment can be carried out after a washing or impregnation process as a drying process, i.e. so-called stress drying. Alternatively, the heat treatment can also take place in a steam or dry steam atmosphere. The steam or dry steam can contain impregnation agents which act on the filaments and lead to a chemical aftertreatment.
Vorzugsweise wird die Wärmebehandlung in einem Ofen durchgeführt, in dem die verstreckten und koagulierten Spinnfäden zwischen zwei Galetten mit einer vorbestimmten Zugspannung nachverstreckt werden. Dabei kann ein heißes Inertgas, wie Heißluft, oder Dampf bzw. Trockendampf durch die Oberflächen der Galetten und die darauf liegenden Spinnfäden hindurch geleitet sein.The heat treatment is preferably carried out in an oven in which the drawn and coagulated filaments are post-drawn between two godets with a predetermined tensile stress. A hot inert gas, such as hot air, or steam or dry steam can be passed through the surfaces of the godets and the spun threads lying thereon.
Nach der Nachverstreckung können die Spinnfäden gecrimpt werden, da die natürliche Kräuselung der Spinnfäden aufgrund der Nachverstreckung wesentlich verringert ist. Dabei ist auch gleichzeitig mit dem Crimpen eine Behandlung mit Trockendampf möglich.After the post-stretching, the spun threads can be crimped, since the natural crimping of the spun threads is significantly reduced due to the post-stretching. Treatment with dry steam is also possible at the same time as crimping.
Zur Herstellung von Stapelfaser können die Spinnfäden schließlich geschnitten werden.Finally, the staple threads can be cut to produce staple fiber.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform und anhand von Versuchsergebnissen und Versuchsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen genauer erläutert. "Es zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of an embodiment and on the basis of test results and test examples with reference to the drawings. "Show it:
Fig. 1 eine schematische Übersicht über eine Anlage zur Herstellung von nachverstreckten Lyocell-Fasern;Figure 1 is a schematic overview of a plant for the production of post-stretched Lyocell fibers.
Fig. 2 eine Ausführungsform eines Mittels zur Nachverstreckung in einer schematischen Ansicht;2 shows an embodiment of a means for post-stretching in a schematic view;
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Mittels zur Nachverstreckung in einer schematischen Ansicht.Fig. 3 shows a further embodiment of a means for post-stretching in a schematic view.
Zunächst wird der Grundaufbau einer Anlage 1 zur Herstellung von Lyocell-Fasern anhand der schematischen Darstellung der Fig. 1 beschrieben. Die Anlage 1 der Fig. 1 dient zur Herstellung von Stapelfasern aus Lyocell.First, the basic structure of a plant 1 for the production of Lyocell fibers is described using the schematic representation of FIG. 1. The system 1 in FIG. 1 is used for the production of staple fibers from Lyocell.
Über ein Rohrleitungssystem 2 wird eine hochviskose Spinnlösung enthaltend Wasser, Cellulose und tertiäres Aminoxid, beispielsweise N-Methyl-Morpholin-N-Oxid, geleitet. Das Leitungssystem 2 ist modular aus Fluidleitungsstücken 2a vorbestimmter Länge aufgebaut, die über Normflansche 2b miteinander verbunden sind.A highly viscous spinning solution containing water, cellulose and tertiary amine oxide, for example N-methyl-morpholine-N-oxide, is passed through a pipeline system 2. The line system 2 is constructed modularly from fluid line pieces 2a of a predetermined length, which are connected to one another via standard flanges 2b.
Die Fluidleitungsstucke 2a sind mit einer Innentemperierungseinrichtung 3 versehen, die anstelle der Kernströmung der Spinnlösung in den Fluidleitungsstücken 2 angebracht ist und durch die Temperatur der Spinnlösung im Rohrleitungssystem 2 geregelt wird.The fluid line pieces 2a are provided with an internal temperature control device 3, which is installed in the fluid line pieces 2 instead of the core flow of the spinning solution and is regulated by the temperature of the spinning solution in the piping system 2.
Über zwischen zwei benachbarten Fluidleitungsstücken angeordnete Speisemodule 4 wird ein temperaturgeregeltes Fluid durch die Innentemperierungseinrichtung geleitet, wie durch die Pfeile 5 angedeutet ist. Die Speisemodule 4 weisen im wesentlichen die Abmessung der Normflansche auf und sind mit diesen verbindbar ausgestaltet. In vorbestimmten Abständen ersetzen ebenfalls durch zwischen den Fluidleitungsstücken 2a angeordnete Berstmodule 6 die Speisemodule 4. Die Berstmodule 6 weisen im wesentliechen dieselbe Ausgestaltung wie die Speisemodule 4 auf. Sie sind mit in der Fig. 1 nicht gezeigten Berstkörpern versehen, die bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckes im Rohrleitungssystem 2, im Berstfall, brechen und eine Druckableitung nach außen ermöglichen. Der Berstfall kann insbesondere bei einer spontanen exo- thermen Reaktion der Spinnlösung aufgrund von Überalterung oder Überhitzung auftreten. Die im Berstfall nach außen tretende Spinnlösung wird in Auffangbehältern 7 aufgefangen, von wo sie recycelt oder entsorgt werden kann.A temperature-controlled fluid is passed through the internal temperature control device via feed modules 4 arranged between two adjacent fluid line pieces, as indicated by the arrows 5. The feed modules 4 essentially have the dimensions of the standard flanges and are designed to be connectable to them. At predetermined intervals likewise replace the feed modules 4 by burst modules 6 arranged between the fluid line pieces 2a. The burst modules 6 have essentially the same configuration as the feed modules 4. They are provided with bursting bodies, not shown in FIG. 1, which break when a predetermined pressure in the pipeline system 2 is exceeded, in the event of a burst, and enable pressure to be discharged to the outside. The bursting can occur especially in the thermal reaction of the spinning solution may occur due to aging or overheating. The spinning solution emerging in the event of bursting is collected in collecting containers 7, from where it can be recycled or disposed of.
Durch das Rohrieitungssystem 2 wird die Spinnlösung bis zu einem Spinnkopf 8 geführt. Der Spinnkopf 8 ist mit einer Spinndüse 9 versehen, die eine große Anzahl von (nicht gezeigten) Extrusionsöffnungen, üblicherweise mehrere lausend Extrusionsöffnungen, aufweist. Durch die Extrusionsöffnungen wird die Spinnlösung zu Spinnfäden 10 extru- diert. Die Anordnung der Extrusionsöffnungen in der Spinndüse 9 kann kreisförmig, kreisringförmig oder rechteckig sein; im Folgenden wird lediglich beispielhaft auf eine rechteckige Anordnung Bezug genommen.The spinning solution is guided through the piping system 2 to a spinning head 8. The spinning head 8 is provided with a spinneret 9, which has a large number of (not shown) extrusion openings, usually several thousand extrusion openings. The spinning solution is extruded into spun threads 10 through the extrusion openings. The arrangement of the extrusion openings in the spinneret 9 can be circular, circular or rectangular; In the following, reference is made to a rectangular arrangement only by way of example.
Damit an den Extrusionsöffnungen optimale Spinnbedingungen herrschen, können neben der Temperierungseinrichtung 3 im Rohrieitungssystem 2 weitere Einbauten vorgesehen sein, die, ebenfalls über die Normflansche, einfach mit den Fluidleitungsstücken 2a oder mit den Speisemodulen 4 oder Berstmodulen 6 verbunden werden können. So kann im Rohrieitungssystem 2 ein Druckausgleichsbehälter 11a angeordnet sein, der Druckschwankungen und Volumenstromschwankungen der Spinnlösung in der Rohrleitung 2 über eine Änderung seines Innenvolumens ausgleicht und an den Extrusionsöffnungen des Spinnkopfes 8 einen gleichmäßigen Extrusionsdruck sicherstellt.So that optimal spinning conditions prevail at the extrusion orifices, in addition to the temperature control device 3 in the piping system 2, further internals can be provided, which can also be easily connected to the fluid line pieces 2a or to the feed modules 4 or bursting modules 6 via the standard flanges. Thus, a pressure expansion tank 11a can be arranged in the piping system 2, which compensates for pressure fluctuations and volume flow fluctuations of the spinning solution in the pipeline 2 by changing its internal volume and ensures a uniform extrusion pressure at the extrusion openings of the spinning head 8.
Ferner kann im Rohrieitungssystem 2 eine mechanische Filtereinrichtung 11 b mit einem rückspülbaren Filterelement (nicht gezeigt) vorgesehen sein. Das Filterelement weist eine Feinheit zwischen 5 μm und 25 μm auf. Durch die Filtereinrichtung 11b findet während des Transports der Spinnlösung eine kontinuierliche oder - unter Verwendung abwechselnd betriebener Zwischenspeicher (nicht gezeigt) - eine diskontinuierliche Filterung der Spinnlösung statt.Furthermore, a mechanical filter device 11b with a backwashable filter element (not shown) can be provided in the piping system 2. The filter element has a fineness between 5 μm and 25 μm. By means of the filter device 11b, during the transport of the spinning solution, the spinning solution is filtered continuously or - using alternately operated buffers (not shown) - discontinuously.
Die Extrusionsöffnungen grenzen an einen Luftspalt 12, den die frisch extrudierten Spinnfäden 10 durchqueren und in dem die Spinnfäden durch eine Zugspannung versteckt werden. In dem Luftspalt 12 ist ein Kühlgasstrom 13 auf die Spinnfäden 10 gerichtet, der von einer Beblasungseinrichtung 14 erzeugt wird. Temperatur, Feuchte und Zusammensetzung des Kühlgasstromes 13 können durch eine Klimatisierungseinrichtung 15 auf vorbestimmte oder variabel vorgebbare Werte geregelt werden. Der Kühlgasstrom 13 wirkt in einem Abstand von der Spinndüse 9 auf die Spinnfäden 10 ein und weist eine Geschwindigkeitskomponenle in Extrusionsrichtung E auf, so dass die Spinnfäden durch den Kühlgasstrom 13 mitverstreckl werden. Um einen guten Wärmetransporl zu ermöglichen, ist der Kühlgasstrom 13 turbulent.The extrusion openings adjoin an air gap 12 through which the freshly extruded spun threads 10 pass and in which the spun threads are hidden by tensile stress. In the air gap 12, a cooling gas stream 13 is directed onto the spun threads 10, which is generated by a blowing device 14. The temperature, humidity and composition of the cooling gas flow 13 can be regulated by an air conditioning device 15 to predetermined or variably predeterminable values. The cooling gas stream 13 acts on the spinning threads 10 at a distance from the spinneret 9 and has a speed component in the extrusion direction E, so that the spinning threads are also stretched by the cooling gas stream 13. In order to enable good heat transport, the cooling gas flow 13 is turbulent.
Nach Durchquerung des Luftspaltes 12 treten die Spinnfäden 10 in ein Fällbad 16 ein. Um eine Beunruhigung der Oberfläche des Fällbades 16 zu vermeiden, ist der Kühlgasstrom 13 ausreichend von der Oberfläche 1 des Fällbades beabstandet, so dass er nicht auf der Oberfläche auftrifft.After crossing the air gap 12, the spun threads 10 enter a precipitation bath 16. In order to avoid disturbing the surface of the precipitation bath 16, the cooling gas stream 13 is sufficiently spaced from the surface 1 of the precipitation bath so that it does not strike the surface.
Im Fällbad 16 werden die Spinnfäden 10 durch ein im Wesentlichen walzenförmiges Umlenkorgan 18 zu einem Bündelungsorgan 19 oberhalb des Fällbades umgelenkt, so dass sie wieder durch die Fällbadoberfläche 17 treten. Das Umlenkorgan kann starr bzw. feststehend ausgebildet sein, oder sich mit den Fäden mitdrehen. Das Bündelungsorgan 19 ist drehbar angetrieben und übt als erstes Verstreckungsmittel über das Umlenkorgan 18 eine bis zu den Extrusionsöffnungen der Spinndüse 9 rückwirkende Zugspannung auf die Spinnfäden 10 aus, welche die Spinnfäden 10 verstreckt. Natürlich kann als Verstreckungsmittel auch das Umlenkorgan 18 angetrieben sein.In the precipitation bath 16, the spinning threads 10 are deflected by an essentially roller-shaped deflection member 18 to a bundling member 19 above the precipitation bath, so that they pass through the precipitation bath surface 17 again. The deflecting member can be rigid or fixed, or rotate with the threads. The bundling element 19 is rotatably driven and, as the first stretching means, exerts a tensile stress on the strands 10, which stretches the strands 10, via the deflecting element 18, which is retroactive to the extrusion openings of the spinneret 9. Of course, the deflection element 18 can also be driven as a stretching means.
Um die Spinnfäden 10 möglichst schonend zu verstrecken, kann die Zugspannung auch lediglich durch den Kühlgasstrom 13 als erstem Verstreckungsmittel erzeugt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Zugspannung durch eine verteilt auf die Oberfläche der Spinnfäden wirkende Reibspannung in die Spinnfäden 10 eingeleitet wird.In order to stretch the spinning threads 10 as gently as possible, the tension can also be generated only by the cooling gas stream 13 as the first stretching means. This has the advantage that the tensile stress is introduced into the spinning threads 10 by means of a frictional stress distributed over the surface of the spinning threads.
Vom Bündelungsorgan 19 werden die Spinnfäden 10 zu einem Fadenbündel 20 zu- sammengefasst. Anschließend werden die noch immer mit der Fällbadlösung 16 benetzten, zum Fadenbündel 20 zusammengefassten Spinnfäden 10 spannungslos auf einer Fördereinrichtung 21 abgelegt und auf dieser weitgehend zugspannungsfrei transportiert. Während des Transports der Spinnfäden auf der Fördereinrichtung 21 kann die vollständige oder nahezu vollständige Koagulation der Cellulose der Spinfäden unter möglichst geringem Spannungseinfluss stattfinden. Die Fördereinrichtung 21 kann, wie in Fig. 1 gezeigt ist, als ein Vibrationsförderer ausgestaltet sein, der das Fadenbündel 20, oder gegebenenfalls mehrere Fadenbündel 20 gleichzeitig, durch Schwingungen in Förderrichtung F transportiert. Die Schwingungen der Fördereinrichtung 21 sind durch den Doppelpfeil 22 angedeutet. Durch die hin und her gehende Bewegung 21 wird das Spinnfadenbündel 20 geordnet auf der Fördereinrichtung abgelegt. Anstelle des Vibrationsförderers 22 können auch andere Fördereinrichtungen wie mehrere hintereinander angeordnete Galetten mit nahezu gleicher oder in Förderrichtung abnehmender Umfangsgeschwindigkeit eingesetzt werden.The spinning threads 10 are combined into a thread bundle 20 by the bundling element 19. Subsequently, the spinning threads 10, which are still wetted with the precipitation bath solution 16 and are combined to form the thread bundle 20, are deposited without tension on a conveyor device 21 and are transported there largely without tension. During the transport of the spun threads on the conveyor device 21, the complete or almost complete coagulation of the cellulose of the spin threads can take place with the least possible influence of tension. As shown in FIG. 1, the conveying device 21 can be designed as a vibration conveyor that transports the bundle of threads 20, or possibly a plurality of bundles of threads 20 simultaneously, by vibrations in the conveying direction F. The vibrations of the conveyor 21 are indicated by the double arrow 22. Due to the reciprocating movement 21, the bundle of spun threads 20 is deposited in an orderly manner on the conveyor. Instead of the vibration conveyor 22, other conveying devices such as a plurality of godets arranged one behind the other can be used with almost the same or decreasing circumferential speed in the conveying direction.
Während des Transports auf der Fördereinrichtung 21 können verschiedene Behandlungen des Fadenbündels 20 erfolgen, beispielsweise kann das Fadenbündel 20 einmal oder mehrmals gewaschen, getrocknet und aviviert werden, beispielsweise durch eine Berieselungsanlage 23 aus der ein Behandlungsmedium 24 auf das Fadenbündel 20 gesprüht wird.Various treatments of the thread bundle 20 can take place during the transport on the conveyor device 21, for example the thread bundle 20 can be washed, dried and finished once or several times, for example by a sprinkler system 23 from which a treatment medium 24 is sprayed onto the thread bundle 20.
Das Fadenbündel 20 wird durch eine Galette 25 von der Fördereinrichtung 21 aufgenommen und einem zweiten Nachverstreckungsmittel 26 zugeführt, durch das die durchkoagulierten Spinnfäden 10 nachverstreckt werden.The bundle of threads 20 is taken up by the conveying device 21 by a godet 25 and fed to a second post-stretching means 26, through which the coagulated spun threads 10 are post-stretched.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 findet die Nachverstreckung während einer gleichzeitigen Wärmebehandlung bzw. Trocknung in Form eines Spannungstrocknens statt, da hierdurch die mechanischen Eigenschaften der Spinnfäden 10 am günstigsten beein- flusst werden. Geringfügig schlechtere Eigenschaften, die sich jedoch immer noch gegenüber dem Stand der Technik auszeichnen, werden erreicht, wenn man auf die Wärmebehandlung während des Nachverstreckens verzichtet.In the exemplary embodiment in FIG. 1, the post-stretching takes place during simultaneous heat treatment or drying in the form of tension drying, since this has the most favorable effect on the mechanical properties of the spinning threads 10. Slightly poorer properties, which are, however, still distinguished from the prior art, are achieved if the heat treatment during post-stretching is dispensed with.
Das zweite Nachverstreckungsmittel 26 kann auch unmittelbar im Anschluss an das Bündelungsmittel 19 vorgesehen sein, also zwischen der Fördereinrichtung 21 und dem Fällbad 16, so dass erst die nachverstreckten Spinnfäden weiteren Behandlungsschritten unterworfen werden. Zur Durchführung der Wärmebehandlung kann das Nachverstreckungsmittel 26 im Ein- , trittsbereich des Spinnfadens 20 eine Heizvorrichtung 27 aufweisen, welche das Spinnfadenbündel 20 auf eine vorbestimmte Temperatur bringt und gleichzeitig das Spinnfadenbündel 20 zumindest oberflächlich trocknet.The second post-stretching means 26 can also be provided immediately after the bundling means 19, that is to say between the conveying device 21 and the precipitation bath 16, so that only the post-stretched spun threads are subjected to further treatment steps. In order to carry out the heat treatment, the post-stretching means 26 can have a heating device 27 in the entry and entry area of the spinning thread 20, which brings the spinning thread bundle 20 to a predetermined temperature and at the same time dries the spinning thread bundle 20 at least on the surface.
Im Nachverstreckungsmittel 26 werden die Spinnfäden über zwei Galetten 28, 29 geführt, die so angetrieben sind, dass das Spinnfadenbündel 20 zwischen ihnen mit einer vorbestimmten Nachverstreckungs-Zugspannung ZN beaufschlagt ist. Das mit dieser Zugspannung beaufschlagte Spinnfadenbündel wird auf einer vorbestimmten hohen Temperatur gehalten und kann während der Nachverstreckung insbesondere durch ein heißes Inertgas, wie Luft, oder auch durch Dampf, beispielsweise Trockendampf, und mit Quellmitteln oder anderen Mitteln zur chemischen Faserbehandlung imprägniert werden, wie durch die Pfeile 30 angedeutet ist. Um die Trocknungswirkung zu unterstützen, können die Galetten 28, 29 auch beheizt sein.In the post-stretching means 26, the spun threads are guided over two godets 28, 29, which are driven in such a way that a predetermined post-stretching tensile stress ZN is applied to the spun thread bundle 20 between them. The bundle of filaments subjected to this tensile stress is kept at a predetermined high temperature and can be impregnated during the post-stretching, in particular by a hot inert gas, such as air, or also by steam, for example dry steam, and with swelling agents or other agents for chemical fiber treatment, such as by the Arrows 30 is indicated. To support the drying effect, the godets 28, 29 can also be heated.
Das Spinnfadenbündel 20 weist aufgrund der Nachverstreckung eine gegenüber herkömmlichen Fasern verringerte Kräuselung auf, so dass es über eine Stuffer Box 31 ge- crimpt wird. Anschließend wird das Faserbündel 20 durch eine Schneidvorrichtung 32 geschnitten. Falls eine Endlosfaser erzeugt werden soll, kann natürlich auf das Crimpen und/oder Schneiden verzichtet werden.Due to the post-stretching, the spun thread bundle 20 has a reduced crimp compared to conventional fibers, so that it is crimped over a stuffer box 31. The fiber bundle 20 is then cut by a cutting device 32. If a continuous fiber is to be produced, crimping and / or cutting can of course be dispensed with.
Nach dem Crimpen und Schneiden können die gecrimpten Stapelfasern in Wirrlage in Form eines gecrimpten Endloskabels 33 auf einer Fördereinrichtung 34 zu weiteren Verfahrensschritten transportiert werden.After crimping and cutting, the crimped staple fibers can be transported in a tangled position in the form of a crimped endless cable 33 on a conveyor device 34 for further process steps.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform eines Nachverstreckungsmittels 26 schematisch gezeigt. Bei dieser Ausführungsform findet eine Nachverstreckung in Form eines Spannungstrocknens statt.An embodiment of a post-stretching means 26 is shown schematically in FIG. 2. In this embodiment, post-stretching takes place in the form of stress drying.
Wie bereits bei Fig. 1 beschrieben wurde, weist das Nachverstreckungsmittel 26 zwei Galetten 28, 29 auf, die so angetrieben werden, dass das Fadenbündel 20 zwischen ihnen mit einer vorbestimmten Zugspannung ZN von mindestens 0,8 cN/tex, vorzugsweise von mindestens 3,5 cN/tex gespannt bzw. gedehnt wird. Hierzu kann beispielsweise die in Förderrichtung F nachfolgende Galette 29 mit einer vorbestimmten, höheren Ge- schwindigkeit gedreht werden als die in Förderrichtung F davor liegende Galette 28; wobei zwischen der Galette 29 und dem um die Galette geschlungenen Fadenbündel 20 ein Schlupf herrschen kann, der im Wesentlichen die Zugspannung ZN bestimmt.As has already been described in FIG. 1, the post-stretching means 26 has two godets 28, 29 which are driven in such a way that the thread bundle 20 between them with a predetermined tensile stress Z N of at least 0.8 cN / tex, preferably of at least 3 , 5 cN / tex is stretched. For this purpose, for example, the godet 29 following in the conveying direction F can have a predetermined, higher speed are rotated than the godet 28 lying in front of it in the conveying direction F; a slip may prevail between the godet 29 and the bundle of threads 20 wrapped around the godet, which essentially determines the tensile stress Z N.
Zur Verstreckung des Fadenbündels 20 kann auch dessen Schrumpfung während des Trocknens ausgenutzt werden: Da sich das Fadenbündel während des Trocknungsprozesses verkürzt, findet eine Dehnung bzw. Nachverstreckung auch bereits dann statt, wenn diese Verkürzung nicht durch die Drehgeschwindigkeiten der Galetten 28, 29 ausgeglichen wird. Auf diese Weise kann eine Nachverstreckung auch erfolgen, wenn sich die Galetten 28, 29 mit im Wesentlichen gleicher oder nur geringfügig unterschiedlicher Geschwindigkeit drehen.The stretching of the thread bundle 20 can also be exploited during the drying process: since the thread bundle shortens during the drying process, stretching or post-stretching also takes place if this shortening is not compensated for by the rotational speeds of the godets 28, 29. In this way, post-stretching can also take place if the godets 28, 29 rotate at essentially the same or only slightly different speeds.
Eine oder beide Galetten 28, 29 können mit einer wenigstens gasdurchlässigen Oberfläche 30 versehen sein, durch die hindurch ein heißes Inertgas, Dampf oder Trockendampf aus dem Innenraum der Galette 28, 29 durch das um die Galette 28, 29 geschlungene Spinnfadenbündel 20 gedrückt wird.One or both godets 28, 29 can be provided with an at least gas-permeable surface 30, through which a hot inert gas, steam or dry steam is pressed out of the interior of the godet 28, 29 through the spun yarn bundle 20 wrapped around the godet 28, 29.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Umschlingung, wie sie in der Fig. 2 dargestellt ist, kann auch jeder Galette 28, 29 eine ebenfalls dampfdurchlässige, aktiv oder passiv mitdrehende Walze 28a, 29a in Gegenüberlage zugeordnet sein, wie schematisch in Fig. 3 dargestellt ist. Die Walzen 28a, 29a weisen ebenfalls durchlässige Oberflächen auf, durch die das Inertgas oder der Dampf abgesaugt wird. Anstelle von Walzen können auch große Trommeln vorgesehen sein.As an alternative or in addition to a loop, as shown in FIG. 2, each godet 28, 29 can also be assigned a roller 28a, 29a, which is also permeable to vapor, actively or passively rotating, as shown schematically in FIG. 3. The rollers 28a, 29a also have permeable surfaces through which the inert gas or the steam is sucked off. Instead of rollers, large drums can also be provided.
Anstelle der Galetten 28, 29 können auch größere Trommeln oder Saugtrommeln mit perforierter Oberfläche verwendet werden, durch die das Heißgas abgesaugt wird.Instead of the godets 28, 29, larger drums or suction drums with a perforated surface can also be used, through which the hot gas is drawn off.
Im Bereich zwischen den Galetten 28, 29 wird ebenfalls Heißluft oder ein anderes inter- tes Heißgas, Dampf bzw. Trockendampf durch Gas oder die Fadenbündel 20 geleitet. Die Wirksamkeit der Nachverstreckung wurde in einer Reihe von Versuchen nachgewiesen. Die Versuche wurden an einem Fadenbündel aus 79.270 Einzelfäden und einem Ge- samttiter von 110.978 dtex, entsprechend einem Einzeltiter von 1 ,4 dtex durchgeführt. Tabelle I gibt einen Überblick über die Versuchsergebnisse.In the area between the godets 28, 29, hot air or another internal hot gas, steam or dry steam is likewise passed through gas or the thread bundles 20. The effectiveness of post-drawing has been demonstrated in a number of tests. The experiments were carried out on a bundle of threads consisting of 79,270 individual threads and a total titer of 110,978 dtex, corresponding to a single titer of 1.4 dtex. Table I gives an overview of the test results.
In einer ersten Versuchsreihe (Versuche 1 bis 7) wurde das Fadenbündel bei 73° C während 15 min unter verschiedenen Bedingungen getrocknet.In a first series of tests (tests 1 to 7), the bundle of threads was dried at 73 ° C. for 15 minutes under various conditions.
In Versuch 1 wurde das Fadenbündel ohne Spannung getrocknet.In experiment 1, the bundle of threads was dried without tension.
In Versuch 2 wurde das Fadenbündel ohne Spannung getrocknet, wiederbefeuchtet und unter Spannung getrocknet. Dazu wurde das Fadenbündel durch zwei Ösen im Abstand von 50 cm geführt und war während des Trocknens an beiden Seiten mit jeweils 19 kg beschwert.In experiment 2, the bundle of threads was dried without tension, re-moistened and dried under tension. For this purpose, the bundle of threads was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and was weighed down with 19 kg on each side during drying.
In Versuch 3 wurde das Fadenbündel ohne Spannung getrocknet, wiederbefeuchtet und unter Spannung getrocknet. Dazu wurde das Fadenbündel durch zwei Ösen im Abstand von 50 cm geführt und an beiden Seiten mit jeweils 38 kg beschwert.In experiment 3, the bundle of threads was dried without tension, re-moistened and dried under tension. For this purpose, the thread bundle was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighed down on both sides with 38 kg each.
In Versuch 4 wurde das Fadenbündel zwischen zwei Klemmen im Abstand von 38 cm gespannt und anschließend getrocknet.In experiment 4, the bundle of threads was stretched between two clamps at a distance of 38 cm and then dried.
In Versuch 5 wurde das Fadenbündel feucht unter Spannung getrocknet. Das Fadenbündel wurde durch zwei Ösen im Abstand von 50 cm geführt und an beiden Seiten mit jeweils einem Gewicht von 9 kg beschwert.In experiment 5, the bundle of threads was dried wet under tension. The bundle of threads was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighted on both sides with a weight of 9 kg each.
In Versuch 6 wurde das Fadenbündel feucht unter Spannung getrocknet. Das Fadenbündel wurde durch zwei Ösen im Abstand von 50 cm geführt und an beiden Seiten mit jeweils einem Gewicht von 19 kg beschwert.In experiment 6, the bundle of threads was dried wet under tension. The bundle of threads was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighted on both sides with a weight of 19 kg each.
In Versuch 7 wurde das Fadenbündel feucht unter Spannung getrocknet. Das Fadenbündel wurde durch zwei Ösen im Abstand von 50 cm geführt und an beiden Seiten mit jeweils einem Gewicht von 38 kg beschwert. In einer zweiten Versuchsreihe wurde das Fadenbündel vor der Trocknung einer Be- , handlung mit Natronlauge (NaOH) unterzogen: Zunächst wurde das Spinnfadenbüdel mit 5 %-iger NaOH-Lösung 5 min behandelt und anschließend mit vollentionisiertem Wasser gewaschen. Die NaOH-Lösung wurde mit 1 %-iger Ameisensäure neutralisiert und wiederum mit vollentionisiertem Wasser gewaschen.In experiment 7, the bundle of threads was dried wet under tension. The thread bundle was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighted on both sides with a weight of 38 kg each. In a second series of experiments, the bundle of threads was subjected to a treatment with sodium hydroxide solution (NaOH) before drying: first, the spun thread bundle was treated with 5% NaOH solution for 5 minutes and then washed with fully deionized water. The NaOH solution was neutralized with 1% formic acid and again washed with fully deionized water.
Das Spinnfadenbündel wurde dann im Trockner bei 73°C über 30 min getrocknet.The bundle of spun threads was then dried in the dryer at 73 ° C. for 30 minutes.
In Versuch 8 wurde das Fadenbündel ohne Spannung getrocknet.In experiment 8, the bundle of threads was dried without tension.
In Versuch 9 wurde das Fadenbündel ohne Spannung getrocknet, wiederbefeuchtet und unter Spannung getrocknet. Dazu wurde das Fadenbündel durch zwei Ösen im Abstand von 50 cm geführt und an beiden Seiten mit jeweils 19 kg beschwert.In experiment 9, the bundle of threads was dried without tension, re-moistened and dried under tension. For this purpose, the thread bundle was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighed down on both sides with 19 kg each.
In Versuch 10 wurde das Fadenbündel ohne Spannung getrocknet, wiederbefeuchtet und unter Spannung getrocknet. Dazu wurde das Fadenbündel durch zwei Ösen im Abstand von 50 cm geführt und an beiden Seiten mit jeweils 38 kg beschwert.In experiment 10, the bundle of threads was dried without tension, re-moistened and dried under tension. For this purpose, the thread bundle was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighed down on both sides with 38 kg each.
In Versuch 11 wurde das Fadenbündel zwischen zwei Klemmen im Abstand von 38 cm gespannt und anschließend getrocknet.In experiment 11, the bundle of threads was stretched between two clamps at a distance of 38 cm and then dried.
In Versuch 12 wurde das Fadenbündel feucht unter Spannung getrocknet. Das Fadenbündel wurde durch zwei Ösen im Abstand von 50 cm geführt und an beiden Seiten mit jeweils einem Gewicht von 9 kg beschwert.In experiment 12, the bundle of threads was dried wet under tension. The bundle of threads was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighted on both sides with a weight of 9 kg each.
In Versuch 13 wurde das Fadenbündel feucht unter Spannung getrocknet. Das Fadenbündel wurde durch zwei Ösen im Abstand von 50 cm geführt und an beiden Seiten mit jeweils einem Gewicht von 19 kg beschwert.In experiment 13, the bundle of threads was dried wet under tension. The bundle of threads was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighted on both sides with a weight of 19 kg each.
In Versuch 14 wurde das Fadenbündel feucht unter Spannung getrocknet. Das Fadenbündel wurde durch zwei Ösen im Abstand von 50 cm geführt und an beiden Seiten mit jeweils einem Gewicht von 38 kg beschwert. Bei den -getrockneten Fadenbündeln wurden dann der Titer, die feinheitsbezogene « Höchstzugkraft, die Höchstzugkraftdehnung, feinheitsbezogene Nass-Höchstzugkraft, die Nass-Höchstzugkraftdehnung, die feinheitsbezogene Schlingenhöchstzugkraft, der Nassmodul und die Nassscheuerzahl bestimmt. Dabei wurden nach folgenden Prüfvorschriften vorgegangen.In experiment 14, the bundle of threads was dried wet under tension. The thread bundle was passed through two eyelets at a distance of 50 cm and weighted on both sides with a weight of 38 kg each. The titer, the fineness-related «maximum tensile force, the maximum tensile force elongation, fineness-related wet maximum tensile strength, the wet maximum tensile force elongation, the fineness-related maximum loop tensile force, the wet modulus and the wet scrubbing number were then determined for the -dried bundles of threads. The following test regulations were used.
Der Titer wurde gemäß der DIN EN ISO 1973 bestimmt. Die (Nass-)Höchstzugkraft und die (Nass-)Höchstzugkraftdehnung wurden gemäß der DIN EN ISO 5079 bestimmt. Die Schlingenhöchstzugkraft wurde gemäß DIN 53843 Teil2 bestimmt.The titer was determined in accordance with DIN EN ISO 1973. The (wet) maximum tensile force and the (wet) maximum tensile force elongation were determined in accordance with DIN EN ISO 5079. The maximum loop tension was determined in accordance with DIN 53843 Part 2.
Der Nassmodul wurde an einem Faserbündel bestimmt, das gemäß DIN EN 1973 verwendbar ist. Die Vorgehensweise richtet sich nach der Prüfvorschrift ASG N 211 der Al- ceru Schwarza GmbH. Die Versuche zur Bestimmung des Nassmoduls wurden an einer Zugprüfmaschine mit konstanter Dehnungsgeschwindigkeit und wegarmer elektronischer Kraftmessung durchgeführt. Die Einspannlänge des Fadenbündels betrug 10,0 mm ± 0,1 mm. Die feinheitsbezogene Vorspannkraft betrug bei einem Titer von ü- ber 2,4 dtex 2,5 mN/tex ± 0,5 mN/tex. Bei einem Titer bis 2,4 dtex wurde ein Vorspannmassestück von 50 mg verwendet. Die Dehnungsgeschwindigkeiten betrugen 2,5 mm/min bei einer mittleren Nass-Reißdehnung bis 10 %, 5,0 mm/min bei einer mittleren Nass-Reißdehnung von über 10 bis 2 % und 7,5 mm/min bei einer mittleren Nass- Reißdehnung von über 20 %.The wet modulus was determined on a fiber bundle that can be used in accordance with DIN EN 1973. The procedure is based on the test specification ASG N 211 from Alceru Schwarza GmbH. The tests for determining the wet modulus were carried out on a tensile testing machine with constant strain rate and low-displacement electronic force measurement. The clamping length of the thread bundle was 10.0 mm ± 0.1 mm. The fineness-related prestressing force was 2.5 mN / tex ± 0.5 mN / tex with a titer of over 2.4 dtex. For a titer up to 2.4 dtex, a pre-stress mass of 50 mg was used. The elongation rates were 2.5 mm / min for an average wet elongation at break of up to 10%, 5.0 mm / min for an average wet elongation at break of over 10 to 2% and 7.5 mm / min for an average wet elongation at break of over 20%.
Fünf Spinnfadenbündel wurden mindestens 10 sec in eine flache Schale mit Netzmittellösung eingelegt, wobei vorher das Vorspannmassestück an ein Ende eines jeden Spinnfadenbündels angeklemmt ist. Der jeweils am längsten eingelegte Prüfling wird aus der Schale entnommen und zum Zugversuch benutzt, nach jedem Versuch ist auch ein neuer Prüfling zum Netzen einzulegen.Five bundles of spun threads were placed in a shallow dish with wetting agent solution for at least 10 seconds, the pretensioning piece being previously clamped to one end of each bundle of spun threads. The longest test specimen in each case is removed from the shell and used for the tensile test; after each test, a new test specimen must also be inserted for wetting.
Das einzuspannende Spinnfadenbündel wird mit seinem dem Vorspannmassenstück gegenüberliegenden Ende in die Zugprüfmaschine eingespannt, während die Vorspannung wirkt, anschließend wird die untere Einspannklemme geschlossen und das Tauchgefäß mit der Netzmittellösung wird so angehoben, dass der Flüssigkeitsspiegel soweit wie möglich an die obere Einspannklemme heranreicht, ohne sie jedoch zu berühren. Der Abstand zwischen den Einspannklemmen ist mit der oben angegebenen Deh- nungsgeschwindigkeit stetig zu vergrößern, bis eine Dehnung von 5 % erreicht ist. I diesem Moment ist die Bewegung der unteren Klemme zu stoppen und die Nass-Zugkraft in mN bis auf eine Dezimale zu bestimmen.The end of the spun thread bundle to be clamped is clamped in the tensile testing machine while the preload is applied, then the lower clamp is closed and the immersion vessel with the wetting agent solution is raised so that the liquid level as far as possible reaches the upper clamp without it however to touch. The distance between the clamping clamps can be steadily increase the speed until an elongation of 5% is reached. At this moment the movement of the lower clamp has to be stopped and the wet tensile force in mN has to be determined to one decimal.
Der Nassmodul M wird aus dem arithmetischen Mittelwert der Nass-Zugkraft F in Milli- newton und der mittleren Feinheit T in tex der geprüften Spinnfasern berechnet und in Millinewton pro tex auf ganze Zahlen gerundet angegeben: M = F/(T • 0,05).The wet modulus M is calculated from the arithmetic mean of the wet tensile force F in millinewtons and the mean fineness T in tex of the tested staple fibers and is given in millinewtons per tex rounded to whole numbers: M = F / (T • 0.05) ,
Die Nassscheueranzahl wurde mit einem Fasernassscheuerprüfgerät FNP der Firma SMK Präzisionsmechanik Gera GmbH bestimmt. Die Nassscheueranzahl ist die Anzahl der Umdrehungen der Scheuerwelle bis zum Bruch der unter definierter Vorspannung im Nassscheuerprüfgerät eingespannt Faser. Das Vorspanngewicht beträt bei einem Titer zwischen 1 ,2 bis 1 ,8 dtex 70 mg Die Drehzahl der Scheuerwelle betrug 400 U/min, der Umschlingungswinkel 45°. Die Scheuerwelle ist mit einem Gewebeschlauch versehen.The number of wet scrubbing was determined using an FNP fiber wet scrubbing tester from SMK Präzisionsmechanik Gera GmbH. The number of wet scrubbing is the number of revolutions of the scrubbing shaft until the fiber clamped under a defined pretension in the wet scrubbing tester breaks. The pretension weight for a titer between 1.2 and 1.8 dtex is 70 mg. The speed of the scrubbing shaft was 400 rpm, the wrap angle 45 °. The scrubbing shaft is provided with a fabric hose.
Aus den Versuchen gemäß Tabelle 1 ergibt sich eine überraschende Steigerung des Nassmoduls sowie der Nassscheueranzahl der nachverstreckten Fasern gegenüber den herkömmlichen, nicht nachverstreckten Fasern (Versuch 1). Bei spannungsfrei getrockneten Fadenbündeln, die anschließend wieder befeuchtet und unter Spannung getrocknet werden (Versuche 2, 3 und 9, 10) wird bei der Belastung mit 38 kg (entspricht 3,12 cN/tex) gegenüber der Belastung mit 19 kg (entspricht 1 ,6 cN/tex) eine Steigerung des Nassmoduls bei einem leichten Abfall der Nassscheuerzahl erreicht. Es lassen sich bei der starken Belastung höhere Nassmodule erreichen als bei den feucht unter Spannung getrockneten Fadenbündel der Versuche 5 bis 7 und 12 bis 14.The tests in Table 1 show a surprising increase in the wet modulus and the number of wet scrubs of the post-drawn fibers compared to the conventional, non-post-drawn fibers (Test 1). For tension-free dried thread bundles, which are then moistened again and dried under tension (tests 2, 3 and 9, 10), the load with 38 kg (corresponds to 3.12 cN / tex) compared to the load with 19 kg (corresponds to 1, 6 cN / tex) an increase in the wet modulus with a slight decrease in the number of wet scrubs. Higher wet modules can be achieved with the heavy load than with the thread bundles of tests 5 to 7 and 12 to 14 which have been dried under tension.
Die Höchstzugkraft, sowohl nass als auch trocken gemessen, ist gegenüber den nicht nachverstreckten Fasern nach Versuch 1 im Wesentlichen unverändert. Die verringerte Höchstzugkraftdehnung und die verringerte Schlingenhöchstzugkraft lassen in Verbindung mit dem Nassmodul und der Nassscheuerzahl darauf schließen, dass die nachverstreckten Fasern spröder und duktiler als die nicht nachverstreckten Fasern sind. Folglich belegen die Versuche, dass durch das Nachverstrecken bzw. das Spannungstrocknen Fasern mit einer verbesserten Nassmodul und einer verbesserten Nassscheuerzahl erzeugt werden können. The maximum tensile force, measured both wet and dry, is essentially unchanged compared to the undrawn fibers after Experiment 1. The reduced maximum tensile force elongation and the reduced loop maximum tensile force in connection with the wet modulus and the wet abrasion count suggest that the post-drawn fibers are brittle and more ductile than the non-post-drawn fibers. Consequently, the tests prove that fibers with an improved wet modulus and an improved wet abrasion number can be produced by the post-stretching or tension drying.
Tabelle ITable I
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0002
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0002

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zum Herstellen von Lyocell-Fasern aus einer Spinnlösung enthaltend Wasser, Cellulose und tertiäres Aminoxid, wobei die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden:1. A process for producing Lyocell fibers from a spinning solution containing water, cellulose and tertiary amine oxide, the following process steps being carried out:
- Extrudieren der Spinnlösung zu Spinnfäden (10),- extruding the spinning solution into filaments (10),
- Verstrecken der Spinnfäden (10),- stretching the spun threads (10),
- Durchleiten der Spinnfäden durch ein Fällbad (16),Passing the filaments through a precipitation bath (16),
gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt:characterized by the following process step:
- Nachverstrecken und gleichzeitiges Wärmebehandeln der verstreckten Spinnfäden (10) nach dem Durchleiten durch das Fällbad (16).- Post-drawing and simultaneous heat treatment of the drawn filaments (10) after passing through the precipitation bath (16).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt:2. The method according to claim 1, characterized by the following step:
- Koagulieren der Cellulose der Spinnfäden (10) vor dem Verstrecken.- Coagulation of the cellulose of the filaments (10) before stretching.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:3. The method according to claim 1 or 2, characterized by the following process steps:
- Nachverstrecken bei einer Zugspannung von mindestens 0,8 cN/tex.- Post-stretching with a tensile stress of at least 0.8 cN / tex.
4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt:4. The method according to claim 3, characterized by the following step:
- Nachverstrecken bei einer Zugspannung von mindestens 3,5 cN/tex.- Post-stretching with a tensile stress of at least 3.5 cN / tex.
5. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt: - Behandeln der Spinnfäden während der Wärmebehandlung mit heißem Inertgas.5. The method according to any one of the above claims, characterized by the following process step: - Treating the filaments during the heat treatment with hot inert gas.
6. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt:6. The method according to any one of the above claims, characterized by the following process step:
- Behandeln der Spinnfäden während der Wärmebehandlung mit Dampf.- Treating the filaments during the heat treatment with steam.
7. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt:7. The method according to any one of the above claims, characterized by the following process step:
- Durchleiten der Spinnfäden (10) vor dem Fällbad (16) durch einen Luftspalt (12).- Passing the spun threads (10) in front of the precipitation bath (16) through an air gap (12).
8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt:8. The method according to claim 7, characterized by the following process step:
- Beblasen der Spinnfäden (10) in Luftspalt (12) mit einem Kühlgasstrom (13).- Blowing the spun threads (10) in the air gap (12) with a cooling gas stream (13).
9. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt:9. The method according to any one of the above claims, characterized by the following process step:
- zugspannungsfreies Fördern der Spinnfäden zwischen der Verstreckung und der Nachverstreckung.- Tension-free conveying of the spun threads between drawing and post-drawing.
10. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt:10. The method according to any one of the above claims, characterized by the following process step:
- Crimpen der nachverstreckten Spinnfäden (10).- Crimping the post-drawn filaments (10).
11. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgenden Verfahrensschritt:11. The method according to any one of the above claims, characterized by the following process step:
- Schneiden der nachverstreckten Spinnfäden zu Stapelfaser. - Cutting the post-drawn filaments into staple fiber.
12. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Spinnfäden (10) aus einer Spinnlösung enthaltend Cellulose, Wasser und tertiäres Aminoxid, mit einer Spinndüse (9), durch welche die Spinnlösung im Betrieb zu Spinnfäden (10) extrudierbar ist, mit einem Fällbad (16) mit einem Cellulose ausfällendem Fällmittel, durch das die Spinnfäden (10) im Betrieb geleitet sind, mit einem ersten Verstreckungsmittel (13, 18, 19), durch das die Spinnfäden im Betrieb verstreckbar sind, und mit einem zweiten Verstreckungsmittel (28, 29), durch das die vom ersten Verstreckungsmittel (13, 18, 19) verstreckten Spinnfäden (10) im Betrieb nachverstreckbar sind, gekennzeichnet durch eine im Bereich des zweiten Verstreckungsmittel (28, 29) angeordnete Heizvorrichtung (27, 30), durch die im Betrieb die Spinnfäden (10) während der Nachverstreckung aufheizbar sind.12. Device (1) for producing spun threads (10) from a spinning solution containing cellulose, water and tertiary amine oxide, with a spinneret (9), through which the spinning solution can be extruded into spinning threads (10) during operation, with a precipitation bath (16 ) with a cellulose precipitating agent through which the spun threads (10) are guided in operation, with a first stretching means (13, 18, 19), through which the spun threads can be stretched during operation, and with a second stretching means (28, 29) , by means of which the spinning threads (10) stretched by the first stretching means (13, 18, 19) can be post-stretched in operation, characterized by a heating device (27, 30) arranged in the region of the second stretching means (28, 29), by which the Spinning threads (10) can be heated during the post-stretching.
13. Lyocell-Faser, insbesondere hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , gekennzeichnet durch ein Nassmodul von wenigstens 250 cN/tex und durch eine Nassscheuerzahl pro 25 Fasern von wenigstens 18.13. Lyocell fiber, in particular produced by the method according to one of claims 1 to 11, characterized by a wet modulus of at least 250 cN / tex and by a wet scrubbing number per 25 fibers of at least 18.
14. Lyocell-Faser nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein Nassmodul von wenigstens 300 cN/tex.14. Lyocell fiber according to claim 13, characterized by a wet modulus of at least 300 cN / tex.
15. Lyocell-Faser nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ein Nassmodul von wenigstens 350 cN/tex.15. Lyocell fiber according to claim 14, characterized by a wet modulus of at least 350 cN / tex.
16. Cellulosefasem nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch eine Nasszugkraftdehnung von höchstens 12 %.16. Cellulose fibers according to one of claims 13 to 15, characterized by a wet tensile elongation of at most 12%.
17. Cellulosefasem nach einem der Ansprüche 13 bis 16, gekennzeichnet durch eine Nassscheuerzahl pro 25 Fasern von wenigstens 25. 17. Cellulose fibers according to one of claims 13 to 16, characterized by a wet abrasion number per 25 fibers of at least 25.
PCT/EP2004/001268 2003-04-01 2004-02-11 Method and device for producing post-stretched cellulose spun threads WO2004088010A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE502004007553T DE502004007553D1 (en) 2003-04-01 2004-02-11 METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING REPRODUCED CELLULOSE SPINNING TAPES
EP04710007A EP1608803B1 (en) 2003-04-01 2004-02-11 Method and device for producing post-stretched cellulose spun threads
BRPI0409544-8A BRPI0409544B1 (en) 2003-04-01 2004-02-11 Method and device for producing lyocell spun yarns and fibers
US11/240,993 US20060083918A1 (en) 2003-04-01 2005-09-30 Method and device for producing post-stretched cellulose spun threads

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10314878.7 2003-04-01
DE10314878A DE10314878A1 (en) 2003-04-01 2003-04-01 Method and device for producing post-stretched cellulose filaments

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US11/240,993 Continuation US20060083918A1 (en) 2003-04-01 2005-09-30 Method and device for producing post-stretched cellulose spun threads

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004088010A1 true WO2004088010A1 (en) 2004-10-14

Family

ID=33038843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2004/001268 WO2004088010A1 (en) 2003-04-01 2004-02-11 Method and device for producing post-stretched cellulose spun threads

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20060083918A1 (en)
EP (1) EP1608803B1 (en)
KR (1) KR100691913B1 (en)
CN (1) CN100410430C (en)
AT (1) ATE400677T1 (en)
BR (1) BRPI0409544B1 (en)
DE (2) DE10314878A1 (en)
TW (1) TWI278541B (en)
WO (1) WO2004088010A1 (en)
ZA (1) ZA200507946B (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006125484A1 (en) * 2005-05-24 2006-11-30 Zimmer Aktiengesellschaft Method and device for cutting spun threads containing nmmo and for stacks of cellulose fibres
WO2008019411A1 (en) * 2006-08-17 2008-02-21 Lenzing Aktiengesellschaft Process for the production of a cellulosic fiber from a solution of cellulose in a tertiary amine-oxide and device for carrying out said process
WO2009006656A1 (en) * 2007-07-11 2009-01-15 Lenzing Ag Fibrefill fibre having improved opening characteristics, production and use thereof
WO2009089556A1 (en) * 2008-01-16 2009-07-23 Lenzing Ag Fibre blends, yarns and fabrics made thereof

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10200405A1 (en) 2002-01-08 2002-08-01 Zimmer Ag Cooling blowing spinning apparatus and process
DE10200406A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-24 Zimmer Ag Spinning device and process with turbulent cooling blowing
DE10204381A1 (en) 2002-01-28 2003-08-07 Zimmer Ag Ergonomic spinning system
DE10206089A1 (en) 2002-02-13 2002-08-14 Zimmer Ag bursting
DE10213007A1 (en) * 2002-03-22 2003-10-09 Zimmer Ag Method and device for controlling the indoor climate in a spinning process
DE10223268B4 (en) * 2002-05-24 2006-06-01 Zimmer Ag Wetting device and spinning system with wetting device
DE102004024028B4 (en) * 2004-05-13 2010-04-08 Lenzing Ag Lyocell method and apparatus with press water return
DE102004024030A1 (en) 2004-05-13 2005-12-08 Zimmer Ag Lyocell process with polymerization-degree-dependent adjustment of the processing time
DE102004024029A1 (en) * 2004-05-13 2005-12-08 Zimmer Ag Lyocell method and apparatus with metal ion content control
AT503803B1 (en) * 2006-06-14 2008-01-15 Chemiefaser Lenzing Ag LYOCELL STAPLE FIBER
EP1936017B1 (en) * 2006-12-22 2013-08-21 Reifenhäuser GmbH & Co. KG Maschinenfabrik Method and device for manufacturing a spunbonding fabric made of cellulose filaments
KR101205940B1 (en) 2007-06-11 2012-11-28 코오롱인더스트리 주식회사 Lyocell bundle and tire cord comprising the same
CN106894114A (en) * 2017-04-18 2017-06-27 广东洪兴实业有限公司 A kind of preparation technology of the high tenacity tencel fiber with clothes
KR20200059291A (en) * 2017-10-06 2020-05-28 렌징 악티엔게젤샤프트 Flame retardant lyocell filament
EP3505659A1 (en) 2018-08-30 2019-07-03 Aurotec GmbH Method and device for filament spinning with inflection
CN112442775A (en) * 2019-09-02 2021-03-05 连津格股份公司 Applying draw in a modal spinning process
CN114351316B (en) * 2022-01-13 2023-09-19 碧菲分离膜(大连)有限公司 Nanometer bacterial cellulose superfine fiber processing equipment
CN115386991A (en) * 2022-06-14 2022-11-25 青纺联(枣庄)纤维科技有限公司 Linen-like lyocell fancy yarn and preparation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0376822A (en) * 1989-03-17 1991-04-02 Toray Ind Inc Production of acrylic fiber provided with flame resistance
EP0494851A2 (en) * 1991-01-09 1992-07-15 Lenzing Aktiengesellschaft Process for the production of cellulosic articles
WO2001058960A1 (en) * 2000-02-08 2001-08-16 Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. Method for producing and processing a cellulose solution
WO2001074906A1 (en) * 2000-03-31 2001-10-11 Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. Method for producing and processing a cellulose solution

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1655433A (en) * 1924-08-23 1928-01-10 Int Paper Co Vacuum relief means for water-pipe lines
US1765883A (en) * 1926-07-14 1930-06-24 Ruschke Ewald Safety device for boiler feed and delivery pipings
US2518827A (en) * 1945-02-23 1950-08-15 Dryco Corp Protected metal water confining means
US3061402A (en) * 1960-11-15 1962-10-30 Dow Chemical Co Wet spinning synthetic fibers
US3404698A (en) * 1965-05-26 1968-10-08 Navy Usa Fluid charging valve
IT987063B (en) * 1973-04-06 1975-02-20 Smia Viscosa Soc Nazionale Ind PERFECTED MACHINE FOR THE SPINNING AND CONTINUOUS TREATMENT OF RAYON VISCOSE FILAMENTS AND YARNS
FI752732A (en) * 1974-10-03 1976-04-04 Teijin Ltd
US3932576A (en) * 1974-12-23 1976-01-13 Concorde Fibers, Inc. Apparatus for and method of melt spinning
US4033742A (en) * 1976-02-13 1977-07-05 Kaiser Glass Fiber Corporation Method for producing glass fibers
US4416698A (en) * 1977-07-26 1983-11-22 Akzona Incorporated Shaped cellulose article prepared from a solution containing cellulose dissolved in a tertiary amine N-oxide solvent and a process for making the article
US4211574A (en) * 1977-07-26 1980-07-08 Akzona Incorporated Process for making a solid impregnated precursor of a solution of cellulose
US4246221A (en) * 1979-03-02 1981-01-20 Akzona Incorporated Process for shaped cellulose article prepared from a solution containing cellulose dissolved in a tertiary amine N-oxide solvent
US4144080A (en) * 1977-07-26 1979-03-13 Akzona Incorporated Process for making amine oxide solution of cellulose
US4142913A (en) * 1977-07-26 1979-03-06 Akzona Incorporated Process for making a precursor of a solution of cellulose
US4219040A (en) * 1978-02-15 1980-08-26 Draft Systems, Inc. Rupture disc safety valve
US4193962A (en) * 1978-08-11 1980-03-18 Kling-Tecs, Inc. Melt spinning process
US4477951A (en) * 1978-12-15 1984-10-23 Fiber Associates, Inc. Viscose rayon spinning machine
US4263929A (en) * 1979-01-08 1981-04-28 Kearney John G Electropneumatic pressure relief indicator
US4261941A (en) * 1979-06-26 1981-04-14 Union Carbide Corporation Process for preparing zeolite-containing detergent agglomerates
US4261943A (en) * 1979-07-02 1981-04-14 Akzona Incorporated Process for surface treating cellulose products
US4425293A (en) * 1982-03-18 1984-01-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Preparation of amorphous ultra-high-speed-spun polyethylene terephthalate yarn for texturing
US4713290A (en) * 1982-09-30 1987-12-15 Allied Corporation High strength and modulus polyvinyl alcohol fibers and method of their preparation
US4529368A (en) * 1983-12-27 1985-07-16 E. I. Du Pont De Nemours & Company Apparatus for quenching melt-spun filaments
US4869860A (en) * 1984-08-09 1989-09-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Spinning process for aromatic polyamide filaments
AT395863B (en) * 1991-01-09 1993-03-25 Chemiefaser Lenzing Ag METHOD FOR PRODUCING A CELLULOSIC MOLDED BODY
US5191990A (en) * 1991-06-24 1993-03-09 Bs&B Safety Systems, Inc. Flash gas venting and flame arresting apparatus
JP3076822B2 (en) * 1991-07-18 2000-08-14 ウェルファイド株式会社 Allyl isothiocyanate spray
US5658524A (en) * 1992-01-17 1997-08-19 Viskase Corporation Cellulose article manufacturing method
US5275545A (en) * 1992-02-26 1994-01-04 Kabushiki Kaisha San-Al Vacuum cast molding apparatus
ATA53792A (en) * 1992-03-17 1995-02-15 Chemiefaser Lenzing Ag METHOD FOR PRODUCING CELLULOSIC MOLDED BODIES, DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD AND USE OF A SPINNING DEVICE
US5262099A (en) * 1992-04-01 1993-11-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process of making high tenacity polyamide monofilaments
DE4312219C2 (en) * 1993-04-14 2002-05-08 Thueringisches Inst Textil Process for reducing the fibrillability of solution-spun cellulose fibers
MY115308A (en) * 1993-05-24 2003-05-31 Tencel Ltd Spinning cell
US5362430A (en) * 1993-07-16 1994-11-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aqueous-quench spinning of polyamides
AT403584B (en) * 1993-09-13 1998-03-25 Chemiefaser Lenzing Ag METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING CELLULOSIC FLAT OR TUBE FILMS
DE4336097A1 (en) * 1993-10-22 1995-04-27 Bayer Ag Continuous process for melt spinning monofilament threads
DE4444140A1 (en) * 1994-12-12 1996-06-13 Akzo Nobel Nv Solvent-spun cellulosic filaments
US5984655A (en) * 1994-12-22 1999-11-16 Lenzing Aktiengesellschaft Spinning process and apparatus
DE19511151A1 (en) * 1995-03-27 1996-10-02 Alfred Steinforth Process and appts. for spinning semipermeable hollow fibres of cellulose
DE19512053C1 (en) * 1995-03-31 1996-10-24 Akzo Nobel Nv Process for the production of cellulosic fibers
DE19600090A1 (en) * 1996-01-03 1997-07-10 Bayer Faser Gmbh Method and device for producing melt-spun monofilaments
US6173767B1 (en) * 1996-10-11 2001-01-16 Sgcm Partnership, L.P. Pressure release device for cooling coils
DE19753806A1 (en) * 1996-12-12 1998-06-18 Barmag Barmer Maschf Skewed multiple turn rollers for yarn washing in viscose filament yarn spinning
DE19721609A1 (en) * 1997-05-23 1998-11-26 Zimmer Ag Method and device for spinning cellulose carbamate solutions
AT406386B (en) * 1998-07-28 2000-04-25 Chemiefaser Lenzing Ag METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING CELLULOSIC MOLDED BODIES
US6117379A (en) * 1998-07-29 2000-09-12 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method and apparatus for improved quenching of nonwoven filaments
US6692687B2 (en) * 2000-01-20 2004-02-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for high-speed spinning of bicomponent fibers
DE10200405A1 (en) * 2002-01-08 2002-08-01 Zimmer Ag Cooling blowing spinning apparatus and process
DE10200406A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-24 Zimmer Ag Spinning device and process with turbulent cooling blowing
US6890435B2 (en) * 2002-01-28 2005-05-10 Koch Membrane Systems Hollow fiber microfiltration membranes and a method of making these membranes
DE10204381A1 (en) * 2002-01-28 2003-08-07 Zimmer Ag Ergonomic spinning system
DE10206089A1 (en) * 2002-02-13 2002-08-14 Zimmer Ag bursting
DE10213007A1 (en) * 2002-03-22 2003-10-09 Zimmer Ag Method and device for controlling the indoor climate in a spinning process
DE10223268B4 (en) * 2002-05-24 2006-06-01 Zimmer Ag Wetting device and spinning system with wetting device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0376822A (en) * 1989-03-17 1991-04-02 Toray Ind Inc Production of acrylic fiber provided with flame resistance
EP0494851A2 (en) * 1991-01-09 1992-07-15 Lenzing Aktiengesellschaft Process for the production of cellulosic articles
WO2001058960A1 (en) * 2000-02-08 2001-08-16 Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. Method for producing and processing a cellulose solution
WO2001074906A1 (en) * 2000-03-31 2001-10-11 Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. Method for producing and processing a cellulose solution

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Section Ch Week 199119, Derwent World Patents Index; Class A14, AN 1991-138098, XP002282810 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006125484A1 (en) * 2005-05-24 2006-11-30 Zimmer Aktiengesellschaft Method and device for cutting spun threads containing nmmo and for stacks of cellulose fibres
KR100957802B1 (en) * 2005-05-24 2010-05-13 렌찡 악티엔게젤샤프트 Method and device for cutting spun filaments containing nmmo
WO2008019411A1 (en) * 2006-08-17 2008-02-21 Lenzing Aktiengesellschaft Process for the production of a cellulosic fiber from a solution of cellulose in a tertiary amine-oxide and device for carrying out said process
WO2009006656A1 (en) * 2007-07-11 2009-01-15 Lenzing Ag Fibrefill fibre having improved opening characteristics, production and use thereof
KR101495620B1 (en) 2007-07-11 2015-02-25 렌찡 악티엔게젤샤프트 Filling fibre having improved opening characteristics, production and use thereof
TWI495768B (en) * 2007-07-11 2015-08-11 Chemiefaser Lenzing Ag Fill fibre with improved opening performance, process for its manufacture and its use
WO2009089556A1 (en) * 2008-01-16 2009-07-23 Lenzing Ag Fibre blends, yarns and fabrics made thereof
TWI461579B (en) * 2008-01-16 2014-11-21 Chemiefaser Lenzing Ag Fibre blends, yarns and fabrics made thereof, and uses of the fibre blends and yarns

Also Published As

Publication number Publication date
CN1774527A (en) 2006-05-17
EP1608803A1 (en) 2005-12-28
BRPI0409544A (en) 2006-04-18
TW200422447A (en) 2004-11-01
TWI278541B (en) 2007-04-11
DE10314878A1 (en) 2004-10-28
BRPI0409544B1 (en) 2014-07-22
US20060083918A1 (en) 2006-04-20
ATE400677T1 (en) 2008-07-15
KR100691913B1 (en) 2007-03-09
ZA200507946B (en) 2009-01-28
CN100410430C (en) 2008-08-13
KR20050119675A (en) 2005-12-21
EP1608803B1 (en) 2008-07-09
DE502004007553D1 (en) 2008-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1608803B1 (en) Method and device for producing post-stretched cellulose spun threads
EP0494852B1 (en) Process for the production of cellulosic articles
EP0574870A1 (en) Process for producing cellulose moulded articles
EP1883721A1 (en) Method and device for cutting spun threads containing nmmo and for stacks of cellulose fibres
DE2722319A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING YARN
DE69729700T2 (en) A precursor fiber bundle for the preparation of a carbon fiber bundle, a carbon fiber bundle and a method for producing the same
DE60208643T2 (en) Breaking of fibers in the drawing process
EP0797696B1 (en) Process for producing cellulose fibres
WO1997033020A1 (en) Process for the manufacture of cellulose fibres
DE10043297A1 (en) Process for the production of cellulose fibers and cellulose filament yarns
DE1053137B (en) Method and device for producing high-strength, especially thick, viscose thread bundles
EP1280946B1 (en) Method and device for conveying continuous shaped bodies without tensile stress
DE10132214A1 (en) Processing of a fiber mass uses press rollers, where the fiber mass is compressed to force out any fluid followed by an expansion zone where a new treatment fluid is applied to impregnate the fibers
DE3026451A1 (en) METHOD FOR THE PRODUCTION OF HIGH-STRENGTH TECHNICAL YARNS BY SPINNING DISTANCES AND YARNS PRODUCED BY THE METHOD, IN PARTICULAR FROM POLYAMIDE AND POLYESTER THREADS
EP3844328B1 (en) Method and device for filament spinning with deflection
EP1055750A1 (en) Apparatus and process for interlacing, relaxing and/or thermal shrinkage fixation of filament yarns in a melt spinning process and filament yarns thereof
EP1268888B1 (en) Method and device for the production of cellulose fibres and cellulose filament yarns
WO2019034488A1 (en) Method and device for producing a multifilament fully drawn yarn from a polyamide melt
DE102016217048B4 (en) Process for the production of cellulose filaments, spunbonded nonwovens produced therewith and their use
WO2015110357A1 (en) Method and system for producing staple fibres
WO2002048435A1 (en) Method for producing continuous moulded bodies consisting of cellulose
DE3609024C2 (en) Process for the continuous thermal shrinking of a strip of thermally shrinkable fibers
EP0888467B1 (en) Process for producing cellulosic fibres with reduced tendency to fibrillate
DE1660403A1 (en) Process for the production of a bundle of continuous threads made of a synthetic linear polyamide material
DE112007001828T5 (en) A process for producing a cellulose fiber from a solution of cellulose in a tertiary amine oxide and apparatus for carrying out the process

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DPEN Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004710007

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 20048085930

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020057018687

Country of ref document: KR

Ref document number: 200507946

Country of ref document: ZA

Ref document number: 11240993

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2829/CHENP/2005

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1200501604

Country of ref document: VN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020057018687

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2004710007

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI0409544

Country of ref document: BR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 11240993

Country of ref document: US

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2004710007

Country of ref document: EP