AT511796A1 - Verfahren zum herstellen einer faser oder eines formteils - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Faser oder eines Formteils, wird ein Adsorptionsmittel mit einer Polymerlösung, insbesondere einer Celluloselösung, vermischt. Die Oberfläche der Faser oder des Formteils nach dem Spinnen der Faser oder dem Formen des Formteils wird zumindest teilweise mit einem dasPolymer abbauenden Abbaumittel in Kontakt gebracht. Somit wird der Teil der Spinnlösung, welcher die Oberfläche des Adsorptionsmittels "verstopft", entfernt. Die Oberfläche des Adsorptionsmittels an Oberfläche der fertigen Faser bzw. des fertigen Formteils wird wieder freigegeben, womit die poröse Struktur des Adsorptionsmittels fast vollständig genutzt werden kann.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Faser oder eines Formteils, bei dem ein Adsorptionsmittel mit einer Polymerlösung vermischt wird.
Adsorptionsmittel sind in der Regel poröse Materialien, die auf Grund ihrer großen Oberfläche Moleküle durch physikalische Kräfte an sich binden. Ein bekanntes Adsorptionsmittel ist beispielsweise Aktivkohle, welches eine hochporöse Struktur aufweist.
Es ist bekannt, textile Flächengebilde aus Fasern, bei denen zumindest die Oberflächen-schicht Aktivkohle aufweist, auf Grund der Adsorptionseigenschaft der Aktivkohle als Schutztextilien zu verwenden. Die Qualität der Faser hängt dabei maßgeblich davon ab, wie viel der porösen Struktur der Aktivkohle genutzt werden kann. Je höher die freie Oberfläche der Aktivkohle an der Faseroberfläche ist, desto besser sind die
Adsorptionseigenschaften der Faser insgesamt. Nachteilig bei der Herstellung solcher Fasern aus einer Spinnlösung ist jedoch, dass ein wesentlicher Teil der Oberfläche der Aktivkohle durch die Spinnlösung "verstopft" wird, so dass nur ein relativ geringer Teil der porösen Struktur der Aktivkohle in der fertigen Faser genutzt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, mit welchen die Adsorptionseigenschaften von Fasern oder Formteilen verbessert werden.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Oberfläche der Faser oder des Formteils nach dem Spinnen der Faser oder dem Formen des • ψ 2 ♦ ·
Formteils zumindest teilweise mit einem das Polymer abbauenden Abbaumittel in Kontakt gebracht wird. Somit kann ein Teil der Polymerlösung, welche die Oberfläche des Adsorptionsmittels "verstopft", entfernt werden. Oberfläche des Adsorptionsmittels an Oberfläche der fertigen Faser bzw. des fertigen Formteils wird wieder freigegeben, womit die poröse Struktur des Adsorptionsmittels fast vollständig genutzt werden kann. Somit kann die Faser bzw. das Formteil vorteilhaft mit einfachen Verfahren hergestellt und weiter verarbeitet werden, wobei die Adsorptionswirkung der Faser bzw. des Formteils bzw. eines daraus hergestellten Produktes erheblich erhöht wird.
Im Rahmen der Erfindung kann die ganze Oberfläche der Faser oder des Formteils mit einem Abbaumittel in Kontakt gebracht werden. Wesentlich für die Erfindung ist jedoch, dass Oberfläche der Aktivkohle mit dem Abbaumittel in Kontakt gebracht wird. Unter Oberfläche der Aktivkohle wird im Rahmen der Erfindung nicht nur die nach außen weisende Fläche des Adsorptionsmittels verstanden werden sondern insbesondere die innere Oberfläche der porösen Struktur.
Im Rahmen der Erfindung kann der Begriff "abbauen" das Zersetzen und/oder das Ablösen von Polymer bedeuten. So kann in einer Ausführungsform der Erfindung ein Teil des Polymers an der Oberfläche der Faser oder des Formteils, insbesondere an der Oberfläche des Adsorptionsmittels, durch wenigstens ein Abbaumittel zersetzt werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann ein Teil des Polymers von der Oberfläche der Faser oder des Formteils, insbesondere von der Oberfläche des
Adsorptionsmittels, durch wenigstens ein Abbaumittel, abgelöst werden, wobei das abgelöste Polymer von der Faser oder dem Formteil insbesondere durch ein flüssiges oder gasförmiges Medium entfernt oder durch wenigstens ein Abbaumittel zersetzt wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird im Wesentlichen diejenige Menge an Abbaumittel verwendet, um eine vorbestimmte Menge an Polymer abzubauen, wobei der Abbauprozess automatisch stoppt. Das Abbaumittel, gegebenenfalls zusammen mit abgelöstem Polymer, wird dann nach dem Abbauprozess insbesondere durch ein flüssiges oder gasförmiges Medium entfernt.
Alternativ dazu kann Abbaumittel in einem gewissen Überschuss verwendet werden, wobei der Abbauprozess nach Abbauen einer vorbestimmten Menge an Polymer gezielt gestoppt wird. Das Stoppen des Abbauprozesses kann durch Entfernen oder Deaktivieren des Abbaumittels während des Abbauprozesses, d.h. nach Erreichen eines bestimmten Ausmaßes des Abbauprozesses, erfolgen. Das Deaktivieren des Abbaumittels kann durch thermisches Einwirken, d.h. durch Senken oder Erhöhen der Temperatur, und/oder durch chemisches Einwirken unter Zugabe eines Deaktivierungsmittels, insbesondere durch Änderung des pH-Wertes, erfolgen. Nach dem Deaktivieren des Abbaumittels wird das Abbaumittel sowie ein allfällig vorhandenes Deaktivierungsmittel insbesondere durch ein flüssiges oder gasförmiges Medium entfernt.
Als Abbaumittel können im Rahmen der Erfindung Mikroorganismen, beispielsweise Bodenorganismen, verwendet werden. Ein solcher Mikroorganismus kann ein Enzym sein, welches Polymer enzymatisch spaltet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Polymer Cellulose, wobei als Abbaumittel Cellulase, welche Cellulose spaltet, verwendet wird. Abgespaltene Cellulose kann dann entfernt werden.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann ein eine Strahlenquelle, insbesondere eine Quelle für UV-Strahlen, umfassendes Abbaumittel verwendet werden. Durch die Strahlungsquelle kann ein Verwitterungsprozess, insbesondere eine chemische Verwitterung, ausgeführt werden, welcher zur Veränderung und/oder Zersetzung des Polymers führt. Chemisch verändertes und/oder zersetztes Polymer kann dann entfernt werden.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann ein fluides, insbesondere gasförmiges Abbaumittel verwendet werden. Beispielsweise kann überkritisches C02 verwendet werden, wodurch Abbauprozesse von
Polymer einerseits in Gang gesetzt und andererseits beschleunigt werden können.
Im Rahmen der Erfindung kann ein einziges Abbaumittel verwendet werden oder es können auch zwei oder mehr als zwei verschiedene Abbaumittel gleichzeitig oder zeitlich nacheinander mit der Oberfläche der Faser, vor allem mit der Oberfläche des Adsorptionsmittels, insbesondere mit der inneren Oberfläche der porösen Struktur des Adsorptionsmittels, in Kontakt gebracht werden.
Im Rahmen der Erfindung kann als Adsorptionsmittel Aktivkohle, Diamant, Gold, Silber, Keramik, Ruß, Gesteinsmehle und/oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Bestandteile verwendet werden.
Im Rahmen der Erfindung können bekannte Verfahren zum Herstellen von Fasern angewandt werden, indem die Mischung wie oben beschrieben hergestellt und diese Mischung dann versponnen wird oder ein Hauptstrom aus im Wesentlichen reiner Polymerlösung und ein getrennter Teilstrom aus Polymerlösung und Mischung hergestellt wird und diese beiden vorerst getrennten Ströme dann gemeinsam versponnen werden.
Weiters kann die erfindungsgemäße Mischung bei an sich bekannten Spinnverfahren und Verfahren zur Garnherstellung und Umspinnungsverfahren verwendet werden, wie z.B. bei DREF-Verfahren oder CORE-Verfahren. Mit der erfindungsgemäßen Mischung bzw. deren Verwendung ist es möglich, Garne mit gezielten Kern(Seele)/Mantelstrukturen zu erstellen. Hierbei wird der Kern/die Seele (z.B. Aramide oder aromatische Polyamide), der/die je nach gewünschter Eigenschaft gewählt werden kann, mit der erfindungsgemäßen Faser umsponnen. Somit können vorteilhafterweise die Eigenschaften von Kern/Seele und Faser, wie z.B. Adsorptionsfähigkeit, Zugfestigkeit und Hitzebeständigkeit, miteinander kombiniert werden. Auch kann die erfindungsgemäße Mischung im Meltblow-Verfahren, beispielsweise zum Herstellen von Faservliesen, und/oder Elektro-Spinning-Verfahren verwendet werden.
Die Erfindung ist bei an sich bekannten Lyocellverfahren (N-Methylmorpholine, N-oxide, NMMNO) zur Herstellung einer Faser sowie bei Nassspinnverfahren anwendbar.
Die erfindungsgemäßen Fasern bzw. Formteile können unter anderem in Form von textilen Flächengebilden, wie z.B. Gestricke,
Vliese, Faservliese oder dergleichen, für deren beispielsweise Verwendung als Schutzbekleidung oder Sportbekleidung bzw. in Form von Folien weiterverarbeitet werden.
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel wie folgt dargestellt werden:
Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Faser oder eines Formteils, wird ein Adsorptionsmittel mit einer Polymerlösung, insbesondere einer Celluloselösung, vermischt. Die Oberfläche der Faser oder des Formteils nach dem Spinnen der Faser oder dem Formen des Formteils wird zumindest teilweise mit einem das Polymer abbauenden Abbaumittel in Kontakt gebracht. Somit wird der Teil der Spinnlösung, welcher die Oberfläche des Adsorptionsmittels "verstopft", entfernt. Die Oberfläche des Adsorptionsmittels an Oberfläche der fertigen Faser bzw. des fertigen Formteils wird wieder freigegeben, womit die poröse Struktur des Adsorptionsmittels fast vollständig genutzt werden kann.
Claims (11)
- • * • · « » ««fl· ··«' • 6 ·2. 3. 4 . 5. Patentansprüche Verfahren zum Herstellen einer Faser oder eines Formteils,, bei dem ein Adsorptionsmittel mit einer Polymerlösung vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Faser oder des Formteils nach dem Spinnen der Faser oder dem Formen des Formteils zumindest teilweise mit einem das Polymer abbauenden Abbaumittel in Kontakt gebracht wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Polymer an der Oberfläche der Faser oder des Formteils, insbesondere an der Oberfläche des Adsorptionsmittels, durch wenigstens ein Abbaumittel zersetzt wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Polymer von der Oberfläche der Faser oder des Formteils, insbesondere von der Oberfläche des Adsorptionsmittels, durch wenigstens ein Abbaumittel abgelöst wird. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass abgelöstes Polymer durch wenigstens ein Abbaumittel zersetzt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zersetztes oder abgelöstes Polymer von der Faser oder dem Formteil entfernt, insbesondere durch ein flüssiges oder gasförmiges Medium, wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass diejenige Menge an Abbaumittel verwendet wird, um eine vorbestimmte Menge an Polymer abzubauen, wobei der Abbauprozess automatisch stoppt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Abbaumittel im Überschuss verwendet 6. • f # ·· · · «« «· * • · · · * · ·„ ψ m · « ·· · « · · / i t« | *··«··· * · wird und dass der Abbauprozess nach Abbauen einer vorbestimmten Menge an Polymer gezielt gestoppt wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbauprozess durch Deaktivieren und/oder Entfernen des Abbaumittels gestoppt wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbaumittel durch thermisches Einwirken und/oder chemisches Einwirken, insbesondere durch Änderung des pH-Wertes, deaktiviert wird
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbaumittel von der Faser oder dem Formteil entfernt wird.
- 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Abbaumittel Mikroorganismen verwendet werden.
- 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Abbaumittel ein Enzym verwendet wird und dass Polymer enzymatisch gespalten wird.
- 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer Cellulose ist und dass als Enzym Cellulase verwendet wird.
- 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Polymer durch Verwitterung zersetzt wird.
- 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein eine Strahlenquelle, insbesondere eine Quelle für UV-Strahlen, umfassendes Abbaumittel verwendet wird. « · * V • « • · • · '8 9 Λ IM
- 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein fluides Abbaumittel, insbesondere überkritisches C02, verwendet wird. (dies sollte noch durch Angabe wenigstens eines Beispiels konkretisiert werden)
- 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Adsorptionsmittel Aktivkohle, Diamant, Gold, Silber, Keramik, Ruß, Gesteinsmehle und/oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Bestandteile verwendet werden.
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