AT513426A1 - Spinngefärbte Modalfaser, deren Verwendung sowie Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine spinngefärbte cellulosische Regeneratfaser, die die Modaldefinition erreicht, deren Verwendung zur Herstellung von Garnen und Flächengebilden, für textile und technische Anwendungen, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Fasern. Die erfindungsgemäßen spinngefärbten Modalfasern sind geeignet für Textilanwendungen in technischen Bereichen wie z.B. Automobiltextilien, Möbel, Teppiche, Vorhänge & Transport-Textilien. Die Fasern entsprechen dabei allenAnforderungen an Fasern für technische Textilien, wie z, B hohe Festigkeit im nassen Zustand, hohe Reibechtheit im nassen Zustand, hohe Heißlichtechtheit und auch den Anforderungen einer industriellen Wäsche. Die Fasern können in verschiedensten Titerbereichen hergestellt werden, je nach dem Produkteinsatz. Die Erfindung ermöglicht damit die Verwendung von cellulosischen Fasern in allen Bereichen, in denen spinngefärbte Viskosefasern nicht zum Einsatz kommen. Ebenso sind die erfindungsgemäßen spinngefärbten Modalfasern sowohl für den Bekleidungsbereich als auch für Heimtextilien geeignet.

Description

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Lenzing AG, PL0529

Solnnaefärbte Modalfaser, daran Venwendung sowle Verfahren zu deren Herstellung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind spinngefärbte cellulosische 5 Regeneratfasern mit verbesserten Gebrauchseigenschaften für textile

Anwendungen, die beispielsweise auch den Anforderungen einer Industriellen Wäsche genügen, deren Verwendung zur Herstellung von Garnen und Flächengebilden, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Fasern. 10 Stand der Technik:

Cellulosische Fasern weisen grundsätzlich ein gutes Feuchtigkeitemanagement und ein angenehmes Gefühl bei Berührung auf, da sie relativ viel Feuchtigkeit reversibel aufnehmen können und weich sind. Das führt unter anderem zu einem hohen Tragekomfort und auch vielen anderen guten Gebrauchseigenschaften 15 der daraus hergestellten Textilien.

Als cellulosische Regeneratfasern sind heute vor allem Fasern nach dem Viskoseverfahren bekannt und werden weltweit für Standardanwendungen im Textil- und Nonwovens-Berelch mit einem Elnzelfasertiter zwischen 0,8 und 16 20 dtex hergestellt, Standardvlskosefasem werden heute in großem Ausmaß für leichte modische Textilien eingesetzt. Die geringe Festigkeit, vor allem im nassen Zustand, die hohe Dehnung und die hohe Fldchenschrumpfüng setzen dem Einsatz von Viskosefasern jedoch Grenzen. Diese textilen Eigenschaften erlauben beispielsweise keinen Einsatz in Segmenten, die ein oftmaliges 2$ Waschen (besonders m Industriewäschen) der Textilien erfordern. Ein Maß für die Waschtaugllchkeit Ist dabei die Fläehenschrumpfung. Um die Flächenschrumpfung leicht quantitativ erfassen zu können, wird ihr Zusammenhang mit dem Naßmodui, gemessen nach den Vorschriften der BlSFA und daher Im Folgenden kurz BISFA-Naßmodul genannt, ausgenutzt 30 (BlSFA, Testing methods viscose, modal, lyocell and acetate staple fibres and tows, 2004 Edition). 1 17/09/2012 15:30

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Lanzing AG, PL0529

Dar Zusammenhang zwischen Rächenschrumpf (nach Wäsche) und dem BISFA-Naßmodul ist für Viskosefasern schon seit den 70er Jahren des vergangenen Jahrhunderts bekannt (Szegö, L, Faserforsch, Text. Techn.; 21(10), 1970), siehe auch Fig. 1. Bei einem BISFA-Naßmodul von 2 kann von 5 einem Waschschrumpf von 15-20% auegegangen werden, bei einem BISFA· Naßmodul von 5 reduziert sich der Schrumpf bereits auf 4*7% (siehe Fig, 1),

Spinngefärbte Viskosefasern sind seit Jahrzehnten bekannt und werden auch von verschiedensten Herstellern kommerziell angeboten. Das Spinnfärben durch 10 Einspinnen von Farbpigmenten in die Spinnlösung ist wesentlich umweltfreundlicher und auch preiswerter als die herkömmlichen, d. h. mit Substantiv^ oder Reaktivfarbstoffen arbeitenden Färbeverfahren für Viskosefasern. 15 Spinngefärbte Viskosefasern sind sehr elastisch. Diese Eigenschaft ist für den Bereich der Mode von Vorteil, da leichte und flexible Stoffe hergestellt werden können. Auf der anderen Seite besitzen splnngefärbte Viskosefasern wegen des Gehaltes an Feststoffen in der Faserstruktur nur eine niedrige Festigkeit, besondere Im nassen Zustand. Die textilmechanischen Eigenschaften dieser 20 Fasern liegen beispielsweise stets deutlich unterhalb der für Modalfasern von der BISFA-Definltlon geforderten Werten.

Die für Modalfasem von der BISFA-Definition (BISFA, Testlng methods viscose, modal, lyocell and acetate staple fibres and tows, 2004 Edition) geforderten 25 Werte für Trockenfestigkeit und Naßmodul sind folgendermaßen definiert und damit abhängig von Einzelfasertller T (dtex) der jeweiligen Fasern;

Festigkeit (Bc) (in (cN)) im konditionierten Zustand:

Be&1,3VT+2T. 30

Naßmodul (Bm) (in (cN)) bei einer Dehnung von 5 % im nassen Zustand; 2 17/09/2012 15:30

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Lenzing AG, PL0529 Bm S 0,5* VT.

Stand der Technik für technische Textilien;

Wegen Ihrer schwächeren textilmechanischen Eigenschaften können aus den Im 5 Stand der Technik bekannten spinngefärbten Fasern keine höherwertigen technischen Textilien hergestellt werden, insbesondere nicht solche Textilien, die unter starken mechanischer Belastung leicht zerstört werden können. Spinngefärbte Viskosefasern können daher beispielsweise nicht im Bereich Automobiltextilien, Möbelstoffe, Teppiche und für die Textilien für den öffentlichen 10 Transport (Zuge, Busse...) eingesetzt werden.

Stand der Technik für textile Anwendungen;

Im Bereich textiler Anwendungen, vor allem für Bekleidung, aber auch z. B. für Bettwäsche, sind die nach einem modifizierten Viskoseverfahren hergestellten ] 5 Modalfasem seit langem wegen ihrer Weichheit und ihrer Wa6chtauglichkeit bekannt und beliebt, hinsichtlich ihrer textilmechanischen Eigenschaften zeichnen sie sich dadurch aus, dass sie die oben genannten, von der BISFA-Definition geforderten Werte erreichen bzw. überschreiten. Um farbige Textilien aus Modalfasem herzustellen, werden bevorzugt die fertigen Flächengebilde 20 (Gestricke oder Gewebe) nachträglich gefärbt. Ein besonders beliebter, allerdings auch mit besonderen Schwierigkeiten verbundener Farbton ist dabei Rot.

Die Lenzing AG vertreibt seit ca. 20 Jahren spinngeförbte schwarze Modalfasem. 25 Es muß jedoch im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung deutlich zwischen schwänzen und bunten spinngefärbten Fasern unterschieden werden.

Obwohl bunte spinngefärbte Modalfasem verschiedentlich In der Literatur erwähnt werden (z.B. durch die Lenzing AG, R. Rauchenzauner, Neue 30 Entwicklungen bei spinngefärbten Viskosefasern, Lenzinger Berichte. 53,14-17, 1982), konnten diese Fasern niemals in einem kommerziellen Maßetab 3 17/09/2012 15:30

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Lenzing AG, PL0529 hergestellt werden. Auch Lenzing musste die Produktion wieder einsteilen, da es nicht möglich war, Fasern mit einer a) gleichmäßigen Farbtiefe und gleichzeitig b) gleichmäßigem Farbton S während eines Produktionslaufes herzustellen. Das größte Problem stellte jedoch die Reproduzierbarkeit von Ansehlusslleferungen dar. Es war praktisch unmöglich, hinsichtlich Farbtiefe und Farbton nochmals genau dieselbe Farbe herzustellen. Die Beschreibung der Farbe erfolgt hierbei, wie allgemein In der Textilindustrie üblich, durch den sogenannten Farbraum, ein System mit den 10 Farbkoordinaten L, a und b. Diese Probleme treten aber nur bei denjenigen spinngefärbten Fasern auf, die dadurch gekennzeichnet sind, dass entweder die Koordinate a oder b oder beide von Null verschieden sind, da nur bei diesen Farbtonverschiebungen auftreten. Ist hingegen nur der L-Wert ungleich Null, werden die weiter oben beschriebenen Probleme nicht beobachtet 15

Die im Stand der Technik beschriebenen bzw. kommerziell erhältlichen spinngefärbten Fasern werden sämtlich durch Standardviskoseverfahren hergestellt. 20 Zusammenfassend offenbart der Stand der Technik also lediglich spinngefärbte Viskosefasern, also Fasern, die keine ausreichende Festigkeit, keinen ausreichenden BISFA-Naßmodul und keine ausreichenden textile Gebrauchseigenschaften aulweisen. Einige Publikationen offenbaren genaugenommen nicht mehr als die Absicht der Verfasser, (auch) spinngefärbte 25 Modalfasem bzw. HWM-Fasern hersteilen zu wollen.

Aufgabenstellung:

Gegenüber diesem Stand der Technik bestand die Aufgabe, eine farbige cellulosische Faser zur Verfügung zu stellen, die den heutigen Anforderungen an 30 einen ökonomisch und ökologisch verantwortbaren Herstellungsprozees sowie den erhöhten textilmechanischen Ansprüchen genügt, wie sie beispielsweise bei 17/09/2012 15:31

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Lenzing AG, PL0529 einer industriellen Reinigung der daraus hergestellten Kleidungsstücke oder bei der Anwendung in technischen Textilien auftreten.

Eine weitere Aufgabe bestand darin, eine fertige cellulosische Faser 5 herzustellen, die bei der Haushaltswasche bei erhöhter Temperatur bis zu Θ0 °C nicht ausblutet, so dass Mischungen mit hellen Farben in den Textilien möglich sind.

Zusätzlich bestand die Aufgabe, ein geeignetes Herstellungsverfahren für diese 10 Fasern zur Verfügung zu stellen,

Oberraschenderweise konnte diese Aufgabe durch ein modifiziertes Modalverfahren und eine damit hergestellte spinngefärbte Modalfaser gelöst werden, 15

Gegenstand der vorliegenden Erfindung Ist daher zuerst eine spinngefärbte Regeneratceiiulosefeser, die als farbgebende Substanz ein eingeeponnenes, partikelförmiges Farbpigment enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser der Modaldofinition entspricht. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die 20 farbgebende Substanz eine Partikelgrößenverteilung mit xw kleiner 2,0 pm auf. Übliche Schnittlangen für Stapelfasern für den textilen Bereich liegen zwischen ca, 20 und 150 mm. Erst eine solche einheitliche Länge aller Fasern erlaubt eine problemlose Verarbeitung auf den heute in der textilen Kette üblichen Maschinen 25 mit hoher Produktivität.

Die erfindungsgemäßen spinngefärbten Modaffasern erfüllen alle technischen Anforderungen, die für die Anwendungsbereiche tectmiecher Textilien, insbesondere Automotive, Möbelstoffe, Teppiche und Transporttextilien gefragt 30 sind. Diese technischen Anforderungen schließen hohe Festigkeit, besonders im nassen Zustand, gute Dehnung, hohe Reibechtheit besonders im nassen 5 17/09/2012 15:31

Nr.: R798 P.009/035

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Lenzing AG, PL0529

Zustand (für alle Anwendungsbereiche »richtig) und hohe Heißlichtechtheit, insbesondere für die Anwendung in Autositzen, ein. Die erfindungsgemäßen spinngefärbten Modalfasem entsprechen auch den Anforderungen für den BISFA-Nassmodul. 5

Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Verwendung der erfindungsgemäßen spinngefärbten Modalfasern zur Herstellung von technischen Textilien, insbesondere Automotive, Möbelstoffe, Teppiche und Transporttextilien, wie beispielsweise Sitzbezüge und sonstige textile Flächen in 10 Autos, Zügen, Bussen, Schiffen und allen sonstigen Transportmitteln des öffentlichen und privaten Verkehrs.

Die spinngefärbten Modalfasem können im Titerbereich 0,8 bis 15 dtex hergestellt werden. Für Anwendungen In Autositzen sind besondere Fasern mit Z is bis 4 dtex geeignet. Für Möbelstoffe sind Fasern zwischen 1 und 4 dtex geeignet. Für Teppiche werden Faserzwlschen 1,5 und 15 dtex verwendet. Für Transporttextilien werden je nach speziellem Verwendungsort Fasern In allen Feinheiten eingesetzt. 20 Die Pigmente sind in der Faserstruktur stark eingebunden und spalten sich bei erhöhter Temperatur, beispielsweise in einer Waschlauge, nicht ab. Sie weisen daher grundsätzlich eine hohe HT-Überfärbefestigkeit auf. Die erfindungsgemäßen spinngefärbten Modalfasem sind auch für die Industriewäsche (Krankenhäuser und Hotels) geeignet, weil die Farbe auch nach 25 vielen Waschzyklen brillant bleibt.

Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Verwendung der erfindungsgemäßen spinngefärbten Modalfasern zur Herstellung von Sporttextllien, Oberbekleidung (Damen & Herren), Unterwäsche und 30 Babybekleidung, Sohutzbekleldung, Mischgewebe mit Polyester und/oder 17/09/2012 15:31

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Lenzing AG, PL0S2S anderen synthetischen Fasern, Industriewasche, Bettwäsche, Handtücher, Spannleintücher, Steppdecken, Matratzenbezüge und sonstige Heimtextilien,

Im Bereich Sporttextilien, Oberbekleidung (Damen & Herren), Unterwäsche und 5 Babybekleidung ermöglichen epinngefärbte Modalfasem höhere Festigkeiten als spinngeferbte Viskosefasern, besonders im nassen Zustand. Die Formstabilitöt im Gebrauch ist ebenfalls viel besser. Nach mehreren Waschzyklen bleiben die Textilien mit spinngefärbten Modalfasem besser in der Form erhalten, beziehungsweise können die Textilien mit spinngafärbten Modalfasem öftere 10 getragen werden als Textilien aue spinngefärbten Viskosefasern.

In Schutzbekleidungsbereich können spinngefärbte Viskosefasern in Mischungen mit Hochleistungsfasern (Meta-aramid, Para-aramld, Polyester, Polypropylen u$w.) überhaupt nicht eingesetzt werden, well für diese Anwendung mechanisch 15 festere Fasern notwendig sind. Bei karierten Geweben (z. B. Hemden und Bettwäsche) in der Mischung mit Polyester wird die spinngefärbte Viskose aufgrund der niedrigen Faserfestigkeit brechen. Für die Karoeffekte (beispielsweise in der Mischung Modal l Polyester) lassen sich jedoch die erfindungsgemößen spinngefärbten Modalfasem sehr gut elnsetzen. 20 im Bereich Heimtextilien ist die Anwendung von spinngefärbten Viskosefasern nicht möglich, da für Bettwäsche, Handtücher und Spannleintücher gute dimensionale Stabilität erforderlich ist. Spinngefärbte Modalfasern können dagegen sowohl für Iniettetoffe für Steppdecken als auch für Matratzenbezüge 25 verwendet werden. Die spinngefärbten Modalfasem werden Im oberen, d, h. äußeren Teil des Matratzenbezugs bevorzugt. Für die Matratzenbezüge können spinngefärbte Modalfasem in Mischung mit Polyester, Polyamid und/oder Polypropylen verarbeitet werden. Der Anteil der erfindungsgemäßen spinngefärbten Modalfasem in Matratzenbezugsstoffen beträgt 10 bis 60%, 30 bevorzugt werden Mischungen mit 20 bis 40 %. 17/09/2012 15:32

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Lenzing AG, PL0529

Da die erfindungsgemäßen Modalfasem viel mehr Feuchtigkeit aufnehmen als Baumwolle, ermöglichen sie sowohl einen besseren Tragekomfort in der Bekleidung als auch mehr Komfort in Heimtextilanwendungen wie Bettwäsche, Handtüchern etc.

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Gegenstand der vorliegenden Erfindung Ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Fasern zur Herstellung eines Games. Ein solches Gam zeichnet sich gegenüber Garnen aus Fasern, die bisher verfügbar waren, durch eine deutlich höhere Festigkeit aus und weißt gleichzeitig alle Vorteile der 10 s pi nngefärbten Fasern auf.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Fasern zur Herstellung eines textilen Flächengeblides. Neben den erfindungsgemäßen Fasern kann dieses Flächengebilde noch 15 weitere Fasern entha Iten,

Das Flächengebilde ist bevorzugt ein Gewebe, Gewirke oder Gestrick, kann aber grundsätzlich auch ein Vlies, heute und insbesondere im englischsprachigen Raum auch Non*woven genannt, sein. Auch für hochwertige Vliese ist die 20 Verwendung von Fasern mit hohem BISFA-Nassmodul und hoher Festigkeit von entscheidender Bedeutung. Im Falle eines Gewebea oder Gestrickes ist die Mischung der erfindungsgemäßen Fasern mit weiteren Fasern entweder durch das Mischen vor der Gamherstellung, die sogenannte Intimmischung, oder durch gemeinsame Verwendung jeweils reiner Game der verschiedenen Faserarten 25 beim Weben, Wirken bzw. Stricken möglich.

Die erfindungsgemäße Faser kann durch einen erfindungsgemäß abgewandelten Modalprozess hergestellt werden, der ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Viskoseprozesse für Modal/HWM Stapelfasern und 30 Endlosfilamente sind prinzipiell seit vielen Jahren bekannt und beispielsweise ausführlich bei K. Götze, Chemiefasern nach dem Viskoseverfahren, 1Θ67, sowie 8 17/09/2012 15:32

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Lenzing AG, PL0529 in der AT 2879Q5 beschrieben. Die textilen Eigenschaften der daraus erhaltenen Fasern und Filamente werden jedoch von vielen Parametern erheblich beeinflusst, Zudem werden für viele Einflussgrößen durch die Auslegung der bestehenden Produktionsanlagen Grenzen vorgegeben, die aus technischen 5 oder wirtschaftlichen Gründen nicht überschritten werden können, so dass beliebige Variationen der Parameter oft gar nicht möglich sind und daher der Fachmann hierzu gar nicht veranlasst wäre. 10 15 20 25

Es hat sich gezeigt, dass zur Herstellung der erfindungsgemaßen Fasern eine Cellulosekonzentration von 4-7% (Zellstoff mit einem R-18 Gehalt von 93-98%) und ein Alkaliverhältnis (« Celluiosekonzentration/Natriumhydroxidkonzentration, jeweils in g/l) von 0,7 bis 1,5 die idealen Bedingungen darstellen. Jedoch müssen die Spinnparameter aufgrund der Zudosierung des Farbpigmente entsprechend angepasst werden.

Gegenstand der Erfindung ist daher auch ein Verfahren zur Herstellung einer mittels Farbpigmenten spinngefärbten regenerierten Cellulosefaser für textile Anwendungen durch Spinnen einer Viskose mit einem Gehalt von 4 bis 7 % Cellulose, 9 bis 10% NaOH, 38 bis 42% (bezogen auf Cellulose) Schwefelkohlenstoff sowie 1 bis 5% (bezogen auf Cellulose) eines Modiflzisrungsmittsls In ein Spinnbad, Abziehen der koagulierten Fäden wobei eine Viskose verwendet wird, deren Spinngammawert 50 bis 68, und deren Spinnviskosität 50 bis 120 Kugelfallsekunden beträgt; wobei a. die Temperatur des Spinnbades 34 bis 48®C beträgt, b. das Alkaiiverhältnis (= Cellulosekonzentration/Alkaiigehalt) der spinnfertigen Viskose 0,7 bis 1,5 beträgt, c. folgende Spinnbadkonzentrationen eingesetzt werden; • H2S04 68 - 90 g/l • NazS04 90-160 g/l • ZnSO« 30 -85 g/l, 9 17/09/2012 15:33

Nr.: R798 P. 013/035 30

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Lenzing AG, PLG529 b. der Endabzug aus dem Spinnbad mit einer Geschwindigkeit zwischen 15 und 60 m/min erfolgt und wobei d. nach der Zugabe der Pigmente zur Spinnlösung die Mischung 5 sowohl Statikmischer als auch Dynamikmischer passiert, e. nach Schritt d. die Mischung mittels eines Ultmschallaggregates mit Ultraschall behandelt wird, und f. die Schwefelsäurekonzentration im Spinnbad auf kleiner gleich +/· 0.3 g/l Abweichung vom eingestellten mittleren Sollwert konstant 10 gehalten wird,

Zweckmäßig wird eine Viskose verwendet, der des Modifizierungsmittel erst kurz vor dem Verspinnen der Viskose zugegeben wird. 15 Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen der Einhaltung einer bestimmten Spinnreife, für die der Spinngammawert charakteristisch ist, der Einhaltung einer bestimmten Viskosität, für die die Kugelfallwerte charakteristisch sind, und der Einhaltung bestimmter Bedingungen im Spinnbad, tragen dazu bei, die angestrebten Fasereigenschaften zu erreichen, unter dem Spinngammawert 20 versteht man den Anteil der an 100 Cellulosamolekülen gebundenen Schwefelkohlenstoffmoleküle. Der Spinngammawert wird bestimmt nach 2elleheming-Merkblattentwurf von R, Stahn [1Θ58] bzw. Merkblatt lll/F 2. Unter Kugelfail versteht man die nach der Kugelfall-Methode bestimmte Viskosität; sie wird in Kugelfallsekunden ausgedrückt. Die Bestimmung ist in K. Götze, 25 Chemiefasern [1951J, S, 175 angegeben.

Der farbgebende Stoff wird erfindungsgemäß der Viskosespinnlösung in Form einer Pigmentdispersion zugegeben. Die Auswahl von Dispersionen geeigneter Zusammensetzung ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt. to 17/09/2012 15:33

Nr.: R798 P.014/035 li-bth'-tfaid 1Η:ΐ5 VOη: LHto KHItNIWtbtN^Wlbl ftord fül dbHÖ Hns-NW i ajttd*! Mb b. lb',DC> ·· *· ·♦ IM« ···· ······ « « · »·*·*· » | ♦·♦·**· * ·· ♦ ♦ ** « ··

Lenzing AG, PL0S2Ö

Geräte für die Zugebe der Pigmentdispersion zur Spinnlösung sind dem Fachmann bekannt. Wesentlich für die Erfindung ist allerdings, dass die Mischung nach dieser Zugabe durch eine Kombination ναι Statik- und Dynamikmischem geführt wird, die erst eine genügend homogene S Durchmischung ermöglichen. Beide Arten von Mischern sind dem Fachmann grundsätzlich ebenfalls bekannt. Beispiele geeigneter Statikmischer sind die Mischer der Firma Sulzer/Scchwelz, auch als ,$ulzer-MischerH bekannt. Unter den verschiedenen Typen kann der Fachmann einen geeigneten Typ ohne erfinderisches Tun auswählen. Das Gleiche gilt für geeignete Dynamikmischer, d. i Q h. Mischer mit einem eigenen Antrieb für ein sich bewegendes Mischaggregat.

Derartige Mischertypen sind beispielsweise von den deutschen Firmen IKA/Staufen und Lipp Mischtechnik/Mannhelm, kommerziell erhältlich.

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die 15 Schwefelsäurekonzentration im Spinnbad auf kleiner gleich +/- 0.3 g/f

Abweichung vom eingestellten mittleren Sollwert konstant gehalten wird. Nur denn kann der Koagulatlonsvorgang so gleichmäßig ablaufen, dass die gewünschte Farbpigmentverteilung in den erfindungsgemäßen Fasern ausreichend homogen ist. Alle Geräte und Einrichtungen, die die 20 Spinnbadkonzentration beeinflussen, sind daher entsprechend auszuwählen und einzustellen. Die im Stand der Technik bekannten Einrichtungen sind dafür in der Regel nicht geeignet, Der einzustellende mittlere Sollwert selbst hängt von vielen Randbedingungen ab, die von Produktionsanlage zu Produktionsanlage unterschiedlich sind und vom Betriebspersonei einer Produktionsanlage ohne 25 weitere erfinderische Tätigkeit festgelegt werden kann. Es Ist daher weder sinnvoll noch notwendig, einen solchen in der vorliegenden Beschreibung der Erfindung anzugeben.

Die eingesetzten Pigmente: 30 Verschiedenste organische (zum Beispiel Azo- und polycyclische) und anorganische Pigmente können erfindungsgemäß eingesponnen werden. Die 11 17/09/2012 15:33

Nr.: R798 P.015/035 ir-bti-’-cMld 1H5ID VonSLHb MHIfcN1»*fcbthKHJ.Öi +m fbfd OtJi di**ö HrtJ+^U X SÄ b.Ib'Ä ·· ·· ·· ····#**« · ···♦♦· · ··· ······ · » · ·♦···· · · * * · # · · | φ φ » ·· ♦♦ ♦* · ·« M»

Lenzing AG, PL0529

Farbtöne von Azopigmenten liegen im Bereich von Gelb über Orange, Rot und Violett bie Braun. Aus der Gruppe der polycyclischen Pigmente sind die für die vorliegende Erfindung mit Abstand wichtigsten diejenigen mit Kupferphthalocyanin-Struktur. Alle blauen und grünen Farbtöne der organischen 5 Pigmente beruhen auf dieser chemischen Grundstruktur. Andere wichtige polycyclische Pigmente, die kommerziell erhältlich sind, sind die Chlnacrfdon-und Perylen-Pigmente, die den Farbtonbereich Orange und Rot überdecken; daneben gibt es zahlreiche andere Strukturen. Eingesetzte anorganische Pigmente sind verschiedene Komplexverbindungen auf Eisen, Kupfer und 10 Chrom-Basis.

Wichtigstes Auswahlkriterium ist, dass die farbgebenden Gruppen der eingesetzten Pigmente in stark sauren und stark alkalischen Medien nicht zerstört werden. 15

Die maximal zulässige Partikelgröße Ist abhängig vom angestrebten Titer der fertigen Faser. Besplelswelse darf sie für textile Fasern mit 1,5 dtex erfindungsgemäß nicht mehr als 2 pm betragen. Ansoneten besteht die Gefahr, dass die feinen Spinndüsen verstopfen. Im Endprodukt würde sich des In Form 20 von nichthomogener Farbnuance auswirken und auch die Farbintensität könnte durch Veränderung der Pigmentkonzentration variieren. Ebenso könnten bei ungleichmäßiger Pigmentverteilung die mechanischen Eigenschaften der Fasern verschlechtert sein. Boi den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten spinngefärbten Mcdalfasem bleiben jedoch hohe Festigkeit und 25 gute Dehnung erhalten.

Einen wesentlichen Einfluss auf die Fasereigenschaften hat insbesondere auch die Güte der Pigmentdispersion, Diese wird bestimmt durch die mittlere und maximale Teilchengröße der Pigmente, die Konzentration der Dispersion beim 20 Einsatz, d. h. dar 2ugabe zur Viskoaespinnlösung, sowie Art und Menge der 17/09/2012 15:34

Nr.: R798 P.016/035 12 I r-bh^-düld 14: 1b Uon:LHb ΜΗ I LN I WbbtN'Wlöl +4b rbrd 001 dtHti Hn:-H4b 1 bb'Hd^ bbb b. i ♦* ·· ·*«· ··· « · * ♦ · · ·

Lenzing AG, PL0529

Dispergierhilfsmittel. Die PartikelgrÖjßenverteilung einer noch geeigneten Dispersion Ist beispielhaft in Fig. 2 gezeigt.

Vorzugsweise sollte die Pigmentdisperslon zwischen 10 und 50 % des 5 Farbpigments enthalten, ln den meisten Dokumenten zum Stand der Technik wird der Einfluss des Dispergiermittels nicht so ausführlich beschrieben, wie es angemessen wäre. Viele Chemikalien, die eine hervorragend stabilisierte Farbdispersion liefern, 10 haben jedoch negative Auswirkungen auf den Spinnprozess, da sie zwar ebenfalls eine modifizierende Wirkung im Viskosefaden bewirken, aber die Fasarfestigkeit Im Gegensatz zu den verwendeten Modifikatoren nicht positiv beeinflussen. Als ideale Dispergiermittel für die Farbdispersion zur Herstellung der erfindungsgemäßen Fasern, die die Faserfestigkeit nicht negativ l$ beeinflussen, haben sich insbesondere solche herausgestellt, die aus der Gruppe, enthaltend modifizierte Polycarboxylate, wasserlösliche Polyester, Alkyletherphosphate, endgruppenverschlossene Nonyiphenolethoxylate, Rizinusölalkoxylester und carboxymathylierte Alkoholpolyglycolether ausgewählt wurden. Vorzugsweise sollte die Pigmentdisperslon zwischen 1,5 und 25 % des 20 Dispergierhilfsmittels enthalten.

Die Einhaltung der bisher beschriebenen Parameter garantiert aber noch keine gleichmäßige Färbung der Faser. Erstaunlicherweise wurde gefunden, dass erst durch eine Einstellung der Schwefelsäurekonzentration auf maximal +/- 0.3 g/l 25 Abweichung vom eingestellten Sollwert die Farb&aschwankungen eliminiert werden konnten. Die beschriebenen Farbetiefeschwankunaen traten jedoch weiter auf. Die Verwendung von Statik- öder Dynamikmischem zur Verteilung der Farbpigmente in der Spinnlösung ist zur Lösung dieses Problems nicht ausreichend. Überraschenderweise konnte erst durch den Einsatz eines 30 zusätzlichen Ultraschallaggregates die erfindungsgemäße Faser hergestellt werden, die sowohl einen gleichbleibenden Farbton als auch eine 13 17/09/2012 15:34

Nr.: R798 P.017/035

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Lenzing AG, PL0529 gleichbleibende Farbtiefe aufweist. Dabei wird das Ultraschallaggregat so angeordnet, dass die erzeugten Schwingungen möglichst effektiv auf die Spinnlösung einwirken, nachdem die Farbpigmente zugegeben worden waren. Für diese Zwecke gut geeignet ist beispielsweise eine Ultraschallspitze, die in die 5 Rohrleitung hineinragt, durch die die Spinnlösung nach Zugabe der

Farbpigmente transportiert wird. Entsprechende Ultraschallgeräte für den inline· Einsatz sind besplelswelse von der Firma Hielscher/Deutachland kommerziell erhältlich. Technische Lösungen zum Anwenden von Ultraschall, die in ähnlicher Weise wirken, sind ebenfalls vom erfinderischen Konzept mit umfasel io

Textile Kette

Spinngefärbte Fasern können auf allen drei Spinnsystemen (Ring·, Rotor-, Air Jet-) gut verarbeitet werden. Um die Garneigenschaften zu verbessern (geringere Haarigkeit, wenig dünne und dicke Stellen, wenig Staub), werden die ) s Karden-Einstellungen und Spinnmaschinen-Einsteltungen verändert (z.B. unterschiedliche Drehungszahl).

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäfien Fasern zur Herstellung von Mischungen mit anderen 20 Faserarten. Die Mischung kann dabei bereits vor dem Gamspinnen durch Vermischen der verschiedenen Faserarten erfolgen - die sogenannte Intimmischung - als auch in Mischgeweben, in denen mehrere, jeweils aus nur einer Fa&erart bestehende Game gemeinsam verarbeitet werden.

Die erfindungsgemäfien spinngefärbten Modalfasem können mit anderen textilen 25 Fasern (in verschiedensten Missverhältnissen) verarbeitet werden. Mischungen mit natürlichen Fasern wie zum Beispiel Baumwolle, Leinen, Hanf, Flachs, Wolle, Kashmir, Seide sowie Angora und synthetischen Fasern wie Polyester, Polyamid, Polypropylen, Polyacrylat sowie Fasern aus Milchsäureester, sowie mit anorganischen Fasern wie Glas- bzw. Carbonfasern und auch mit cellulosischen 30 Kunstfasern sind möglich. 14 17/09/2012 15:34

Nr.: R798 P.018/035

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Lenzing AG, PL0529

In der Mischung mit synthetischen Fasern können spinngefärbte Modalfasem mit z. B. spinngefärbten Polyester, Polyamid oder Polypropyienfasem in einer Intimgammischung verarbeitet werden. Ebenso kann ein Weißgarn PES i PA mit Garn aus erfindungsgemäßen spinngefärbten Modalfasem verarbeitet und 5 nachträglich stuckgefärbt werden.

In den Mischungen mit Keratinfasern, beispielsweise Wolle oder Seide, können epinngefärbte Modalfasern im Vergleich zu spinngefärbten Viskosefasern ebenfalls von Vorteil sein. Aufgrund der feinen und weichen Faserstruktur können 5 bis 30 % spinngefärbte Modalfasem zusammen mit Keratinfasern in 10 der Wollspinnerei verarbeitet werden,

Als cellulosische Kunstfasern kommen insbesondere Lyocell-Fasem und dabei vor allem vernetzte Lyocell-Fasem, deren Fibrillationsneigung besonders niedrig ist, in Frage. Mit solchen Lyocell-Fasem lassen sich unter anderem Melange-Effekte erzielen und die Peeling-Performance verbessern. Um feinere Game 15 herzustelien, können die erfindungsgemäßen spinngefärbten Modalfasem beispielsweise mit feineren, weißen Microfasem (mit Einzeifasertitem von 0,8 bis 1,0 dtex) gemischt werden.

Spinngefärbte Modalfasem können für verschiedene textilchemische Prozesse verwendet werden (Veredelungs-Schritte), z. B. Merzerisierung, Haizbehandlung 20 (um den Knitterwinker zu verbessern, Behandlung mittels DMDHEU), Veredelung mit Flammschutzmittel (Phosphor, Schwefel, Halogenhaltige FSM), Veredelung gegen Oie, Fette, Wasser (z.B. Silikone). Während der verschiedenen Veredelungschritten bleiben alle Eigenschaften der erfindungsgemäßen Modalfasern (gute Festigkeit und Echtheiten) erhalten. 25 Spinngefärbte Modalfasem können in textilen Prozessen wie Stricken, Wirken und Weben verarbeitet werden. Unter anderem sind die folgenden Gewebekonstruktionen möglich: Leinwandbindung (Grundbindung,

Tuchbindung, Panamabindung), Köperbindung (Kreuzköper, gebrochene Köper, abeetzende Köper, versetzte Köper, zusammengesetzte Köper, schattierte 30 Köper, Mehrgratköper, Mehrstufenköper, verstärkte Köper und Spitzköper) und Atiasbindung (unregelmäßige Atlas, übersetzte Atlas, kombinierte Atlas, 15 17/09/2012 15:35

Nr.: R798 P.019/035 I r-bth'^dülc: 14:ir Von:LHLa KHItNI Wfc±>tN'WlBl fb rd FBI Hni+HJ 1 O&idH ^ • ♦ · * ·· ♦ » ♦ ♦ · · · · · · · i ·♦ ·« ··

Lenzing AG, PL0529 schattierte Atlas, verstärkte Atlas und die Adriabindung). Die Game aus den erfindungsgemäßen spinngefärbten Fasern können auf einflächigen Maschinen (eingle jersey, platiert) und zweiflächigen Maschinen (Ripp, Interlok) hergestellt werden. S Zusätzlich zu den positiven Textileigenechaften bieten spinngefärbte Modalfasem ökologische Vorteile, wie In den folgenden Beispielen ebenfalls dargestellt wird.

Die Erfindung soll nun anhand von Beispielen erläutert werden. Diese sind als mögliche Ausführungsformen der Erfindung zu verstehen. Keineswegs ist die 10 Erfindung auf den Umfang dieser Beispiele eingeschränkt.

Beispiele:

Angewendete Meßmethoden: 15

Ermittluno von Sorotlonslsothermen:

Mittels Gerät BELSORP-max (Hersteller: Firma BEL, Japan)

Wasserrückhaltevermöoen (WRV1: 20 Gemäß DIN 53614

Eeüttisiisn,(Wflgph-..^^Bi,R:l.Wagslg(;l Reib-, HT-Qiwrförlre-Efrtheitt;

Gemäß DIN EN IS0105 25 partikelarößenverteiluno:

Mittels Gerät HELOS/BF Particle Size Analyzer mit Laserbeugung Elektronenmikroskop;

Mittels Gerät S-4000 REM (Hersteller: Firma HITACHI, Japan) 16 17/09/2012 15:35

Nr.: R798 P.020/035 i r-btr-caaic: m:if Von:LHki KHlbNINbbbN-'WiBI +4.3 fbfd fKJl db4ö b.bl',» i r-btr-caaic: m:if Von:LHki KHlbNINbbbN-'WiBI +4.3 fbfd fKJl db4ö b.bl',»

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Lenzing AG, PL0529

Beispiel 1;

Eukalyptus Vorhydrolyse-Krafteellstoff (R18 * 97%) wurde mit Maischtauge, welche 240 g/l NaOH enthielt, bei 35T unter Umrühren alkalisiert und zu einem Alkalicellulosevlies abgepresst. Das Alkalicellulosevlies wurde zerfasert, abgereift 5 und eulfidiert, Das Xanthogenat wurde mit einer verdünnten Natronlauge zu einer Viskose mit 5,6% Cellulose, 6,8% NaOH und 39% CS2. bezogen auf Cellulose, gelöst.

Die Viskose wurde 4mal filtriert und entlüftet. Der viskose wurden 1 h vor dem Verspinnen 3%, bezogen auf Cellulose, ethoxyliertes Amin zudosiert - ein 10 Modifizierungsmittel, dass die Bildung einer Mantelstruktur bewirkt. Die Viskose wurde auf einen spinngammawert von 57 naehgereift. Die Viskosität betrug während des Verspinnens 80 Kugelfallsekunden.

Die Farbdispereion wird dieser spinnfertigen Viskose zugesetzt und mit in Serie geschalteten Statik- und Dynamik-Mischer in den Viskosestrom eingerührt. Zur 15 Erreichung einer in erfinderischer Weise gefärbten Faser wurden folgende Zusammensetzungen eingesetzt;

Beispiel 1a: Rot; 0,504% Viscoflt Rot A~R, 0,086% Vlscofil Violet BLNL, 0,373% Viscofil Gelb RR 31. 20

Beispiel 1b: Beige; 0,11% Viscofil Gelb RR31,0,0441% Vlscofil Black VBC, 0,0593% Viscofil Rot F5RK30.

Beispiel 1c; Blau; 3,0184% Aquamarine blue EF/B, 1,5938% Violet B, 0,9899% 25 Schwarz 300.

Zusätzlich zu den klassischen Mischeystemen wurde noch eine Ultrasehallspitze, eine spezielle Ausführungsform eines Ultraschatlmlschers Inline zur Behandlung der Spinnlösung nach der Pigmentzugabe eingesetzt, um Pigmentagglomerate, 30 die durch den pH-Schock beim Einmischen der Pigmente in die stark alkalische Spinnlösung entstehen, wieder aufzulösen. 17 17/09/2012 15:36

Nr.: R798 P.021/035 1 r-btr-citflc: 1^:ΐΓ UonILHb rHI tNI Wt^tN^WItfi +HJ Cb (d. CÜI Hn:-HH4 1 ΟύΜέ* bJb ii.dd' Jb

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Lenzing AG, PL0529

Die verwendeten Düsen weisen einen Düsenlochdurchmesser von 60 Mm auf. Das Spinnbad enthält 72 g/l Schwefelsäure, 120 g/l Natriumsulfat und 60 g/l Zinksulfat, Die Schwefelsäurekonzentration wurde dabei auf +/- 0.2 g/l von diesem Sollwert während der gesamten Ausspinnung eingehalten, 5 Die Spinnbadtemperatur betrug 38eC. Der koagulierte und teilweise regenerierte plastische Fadenstrang wurde Ober eine Galette (G 1) in ein zweites Bad, dessen Temperatur 95 ’C war, geführt und dort zwischen G1 und einer zweiten Galette (G 2) um 120% verstreckt. Der Endabzug betrug 22 m/min. Das Spinnkabel wurde zu Stapeln von 40 mm Länge geschnitten, welche in verdünnter l0 Schwefelsäure vollständig regeneriert, hierauf mit Heißwasser säurefrei gewaschen, mit verdünnter Natronlauge entschwefelt, abermals ausgewaschen, aviviert, abgepresst und getrocknet wurden, Fig. 3 zeigt eine erfmdungsgemäß in Beispiel 1a hergestellte Faser unter dem Lichtmikroskop, im Durchlicht aufgenommen, Die Farbpigmente sind als dunkle Flecken deutlich zu erkennen. 15

teffllsiffibahaaiaigljB

Eukalyptus-Vorhydrolyse-Kraftzellstoff (R16 = 67%) wurde mit Maischlauge, welche 240 g/l NaOH enthielt, bei 35'C unter Umrühren alkalisiert und zu einem Alkalicellulosevlies abgepresst. Das Alkalicellulosevlies wurde zerfasert, abgereift 20 und suifidiert. Das xanthogenat wurde mit einer verdünnten Natronlauge zu einer Viskose mit 5,6% Cellulose, 6,6% NaOH und 39% CSa, bezogen auf Cellulose, gelöst.

Die Viskose wurde 4mal filtriert und entlüftet. Der Viskose wurden 1 min vor dem Verspinnen 3%, bezogen auf Cellulose, ethoxyliertes Amin zudosiert - ein 25 Modifizierungsmittel, dass die Bildung einer Mantelstruktur bewirkt. Die Viskose wurde auf einen Splnngammawert von 55 nachgerelfl. Die Viskosität betrug während des Verspinnens 65 Kugelfailsekunden.

Die Farbdispersionen in der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 1 werden dieser spinnfertigen Viskose zugesetzt: 30 2a)rot 2b) beige 18 17/09/2012 15:36

Nr.: R798 P.022/035 i r-btt-'-düIc: Ι*Κΐθ νοη:ι_Ηθ bHifcNlwtbbN'Widi +Ηύ rbfd γβι dy^tö Hn:+HJ 1 z>x> b.dj',»

Lenzing AG, PLQ529 2c) bleu und mH einem Dynamik-Mischer in den Viskosestrom eingerührt. Ein zusätzlicher Ultraschallmischer wurde nicht eingesetzt.

Die verwendeten Düsen weisen einen Düsenlochdurchmesser von 60 Mm auf, 5 Das Spinnbad enthält 72 g/l Schwefelsäure, 120 g/l Natriumsulfat und 60 g/l Zinksulfat. Die Schwefelsäurekonzentration wurde dabei nur auf +/· 2,6 g/l von diesem Sollwert während der gesamten Ausspinnung eingehalten.

Die Spinnbadtemperatur betrug 42”C, Der koagulierte und teilweise regenerierte plastische Fadenstrang wurde Uber eine Galette (G1) in ein zweites Bad, dessen 10 Temperatur 95 *C war, geführt und dort zwischen G1 und einer zweiten Galette (G 2) um 120% verstreckt, Der Endabzug betrug 22 m/min. Das Spinnkabel wurde zu Stapeln von 40 mm Länge geschnitten, welche in verdünnter Schwefelsäure vollständig regeneriert, hierauf mit Heißwasser säurefrei gewaschen, mit verdünnter Natronlauge entschwefelt, abermals ausgewaschen, 15 aviviert, abgepresst und getrocknet wurden. Flg. 4 zeigt die gemäß Beispiel 2a hergestellte Faser unter dem Uchtmlkroskop, im Durchlicht aufgenommen. Die Farbpigmente sind wiederum als dunkle Flecken deutlich zu erkennen, aber ebenso deutlich ist zu erkennen, dass die Pigmente In der Feser von Beispiel 2a deutlich ungleichmäßiger verteilt sind und im Gegensatz zu der Faser von 20 Beispiel 1a zur Agglomeration neigen.

Tabelle 1: Faserdaten:

Faser Titer [dtex] FFk teN/tex) FDk f%] BISFA- Naßmodul [cN/tex] Beispiel 1a 1.5 35,6 14,4 5,4 Vergleichabeispiel 2a 1.5 34,6 14,3 5,4 19 17/09/2012 15:36

Nr.: R798 P.023/035 1 f-btr-öJld IHHÖ yomLHIa l-'HIfcNIWfcbbN'Wl.tU -HJ fbU± roi dbHÖ Hn:+^J 1 bb'+d** bbb b.c^' Jb

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Lenzing AG, PL0529

Oie Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen deutlich, dass durch den hohen Energieeintrag durch den Ultraschallmischer im erfindungagemäften Herstellungsverfahren die mechanischen Eigenschaften der spinngefärbten Modalfasem nicht verschlechtert werden. 5

In Fig. 5 sind die Sorptionsisothermen von handelsüblichen Modalfasem und Baumwollfasem dargestellt. Die Proben wurden bei definierten relativen Luftfeuchtigkeiten (RH) in das Meßgerät gelegt und die Massezunahme wurde gemessen. Nachdem im Gerät eine RH von 90% herrschte, wurde die relative 10 Luftfeuchtigkeit (RH) im Gerät bis auf 0% verringert. Oabel erfolgt ein Desorptlonsprozese. Das Sorptionsverhalten der erfindungsgemäßen, spinngefärbten Modalfasem entspricht dem der in Fig. 5 dargestellten handelsüblichen Modalfasem. IS Das Verhalten gegenüber Wasser zeigt auch Tab. 2. Tab. 2 zeigt das

Wasserrückhaltevermögen (WRV in %) dererfindungsgemäßen spinngefärbten Modalfasem aus Beispiel 11m Vergleich zu Standard’Modalfaeem und der synthetischen Faser Polyester. Daraus geht hervor, dass auch das Wasserrückhaltevermögen der erfindungsgemäßen, spinngefärbten Modalfasem 20 dem der handelsüblichen Modalfasem entspricht und - wie nicht anders zu erwarten - erheblich über dem von synthetischen Fasern liegt..

Tab. 2:

Farbe WRV [%] Modal Rot (Bsp. 1a) 57,1 Modal Beige (Bsp. 1b) 54,8 Modal Blau (Bsp. 1c) 55,3 ^ Modal Standard ungefärbt 54,2 Polyester 0,6 20 17/09/2012 15:37

Nr.: R798 P.024/035 i r-btr-dUic: i<4:ia uoniLHta r'HifcNiwfcbfcN'wiöi +*tJ fbfd rm cäwö Ηηί+Ηύ ι bbb b.dbOb ·· ·· ·· *····«·% · *·*♦♦· · »·# ♦ ♦···· · · · *···»»» * « ♦ · ·♦ t* * · + ···

Lenzing AG, PL0529

Tab. 3 zeigt die Ergebnisse verschiedener, für die Gebrauchseigenschaften wesentlichen Echtheitsmessungen der erfindungsgemäßen, spinngefärbten Modalfasem. Sie weisen alle sehr gute Werte gemäß der zugrundeliegenden Bewertungsskalen von 1 (schlecht) - 5 sehr gut) auf. 5

Tab. 3:

Modal Blau Waach 60 *C Schweift eauer Schweift alkali Waeaer- Echtheit Reibachthall HT-Überörbe Echtheit trocken naaa Fbg 5 5 5 5 4-5 4 4-5 Anbl. CMD 5 6 5 5 6 Anbl. BW 4-5 4-5 4-5 4-5 4 Modal Rot Wasoh 60 *c Schweiß aauer Schweift Alkali Waaaarech theit Relbechtheii HT-Oberfürbe Echtheit trocken naaa Ft>0 5 5 6 5 4-5 4 4-5 Aböl. CMD 4—S 4-5 4-5 $ 4-5 Anbl. BW 4-5 4-5 4-5 4-5 4 Modal Beige Waach WC Schweiß Sauer Schweiß Alkali Wfcaaer· echtheil Reibechtholt HT-Oberttrbe Echtheit trocken naaa Fbg s 5 5 6 5 4-5 4-6 Alibi, CMD 6 5 5 5 4-5 Anbl. BW 4-5 6 5 6 4 21 17/09/2012 15:37

Nr.: R798 P.025/035

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Lenzing AG, PL0529

In Tab. 3 bedeuten: Fbg - Farbänderung, Anbi.CMD = Anblutung gegenüber Modalfasem, Anbl. BW = Anblutung gegenüber Baumwolle.

Tab. 4 zeigt mechanische Daten von spinngefärbten Modetfasem im Gegensatz 5 zu spinngefärbten Viskosefasern gemäß dem Stand der Technik.

Tab. 4:

Muster Feetlökeli [cN/tex] Dehnung (¾] Model Blau 3e 14,4 Model Rot 3$ 14,4 Viskose Blau 2$ ίβ Vlekoee Rot 28 16

Der IMassmodul der spinngefärbten erfüllte stete die BISFA*Definition. io

Fig. 6 zeigt mehrere Aufnahmen von Faserquerschnitten mittels TranBmisBionselektronenmikroskop (TEM): a) spinngefärbte Modalfasem gemäß Stand dar Technik, Bsp. 2a) mit agglomerierten Partikeln. I5 b) spinngefärbte Modalfasem mit einer homogenen Verteilung von Pigmenten gemäß der Erfindung, Bsp. 1a).

Fig. 7 zeigt ergänzend hierzu Oberflächenaufnahmen mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) von verschiedenen spinngefärbten 20 Modalfasern: a) spinngefärbte Modalfasem gemäß Stand der Technik, Bsp. 2a). Agglomerate ergeben eine ungleichmäßige Oberfläche. b) spinngefärbte Modalfasem mit einer homogenen Verteilung von Pigmenten gemäß der Erfindung, von links nach rechte: Bap. 1a), 1b), 1c). Siezeigen eine 25 gleichmäßig glatte Oberfläche. 17/09/2012 15:37

Nr.: R798 P.026/035 22

b.diOS

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Lenzing AG, PL0529 Verarbeitungsbeispiele:

Zwei Gestricke wurden aus Rlnggam Nm 50/1 hergestellt: Die erste Probe (Beispiel 3) wurde au9 Standard-weißen Modalfasem hergestellt (textile Type 1,3 dtex Feinheit; 38 mm Länge). Die zweite Probe (Beispiel 4) wurde aus 5 erfindungsgemäßen, spinngefärbten Modalfasem aus Beispiel 2a) hergestellt.

Die Garnkonstruktion der spinngefärbten Modalfasem wurde auch auf Nm 50/1 eingestellt. Um vergleichbare Proben herzustellen, muss die Konstruktion von Gestricken unbedingt gleich sein; in diesem Fall wurde ein Single Jersey gewählt. 10

Beispiel 3:

Das Gewebe aus den weißen Fasern wurde in der Apparatur Ties Soft TRD gefärbt, um die gleiche Farbe wie die der spinngefärbten Fasern zu erreichen. Folgende Färbebedingungen wurden eingesetzt: Flottenverhältnis 10:1 (200 kg 15 Gewebe In 20001), Der Förbeprozess wurde bei 60 "C entsprechend der Empfehlungen des Farbsstoffherstellers durchgeführt. Das Gewebe wurde vor der Färbung vorgewaschen, um die Reste der Avivage zu entfernen, die beim Herstellungsprozess auf die Modalfasem aufgetragen wurde. Die Wachse und Gleitmittel, die bei der Gamheretellung aufgetragen wurden, müssen ebenfalls 20 entfernt werden. Färberezeptur: Remazol Ultra Gelb RGB 0,9%, Remazol Ultra Rot RGB 4,5%, Na2S04 60 g/l, Na2COs 20 g/l. Nach dem Färbeschritte wurden die Fasern In mehreren Stufen bei 20,70 und 89 *C mit Seife gewaschen; anschließend bei 70 und 40 *C mit Wasser. Der gesamte Färbeprozess dauert 405 Minuten. 25

Beispiel 4:

Das aus den spinngefärbten Fasern hergestellte Gewebe wurde nur gewaschen, um die Wachse und Gleitmittel, die bei der Gamheretellung verwendet werden, zu entfernen. Der Prozess dauert 83 Minuten. 23 P. 027/035 17/09/2012 15:38 Nr.: R798 lr-btK-düXÄ iHiiy υοηη-Hb mitNiwbtstN^witJi +*u rbftf reix c»4*» Hn:-H4Ji α ^sMci4* wö b.dö' Jö

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Lenzing AG, PLQ529

Der Vergleich der notwendigen Reeeourcen ist in der Tabelle 5 zusammengestelit.

Tab 5:

Gefärbte Gewebe Beispiel 6 Gewebe aus splnngofärbten Fasern (Beispiel 4] Einsparung pro kg Fasern Prozessdauer [mini 405 83 322 min Produktions· Geschwindigkeit tkg/hl 30 145 Wasserverbrauch fm3i 14 3,5 10,5 m3 Wasserverbrauch fl/kfl Gewebe] 70 17,5 92.51 Energieverbrauch m______ 2467 4Θ2 • Energieverbrauch [MJ/ kg Gawebel 12,3 2,5 9,8 MJ Farbstoffverbrauch [g Farbstoff pro kg Gewebe] 54 0 54g Saizvarbrauch [g Na*S04 pro kg Gewebe] 80 0 80 g Salzverbrauch [g NajCOa pro kg Gewebel 20 0 20 g

Erstaunlicherweiee wurde erfunden, dass bei der Herstellung von Geweben aus den erfindungsgemäßen spinngefärbten Modalfasem im Vergleich zur herkömmlichen Färbung von Geweben aus ungefärbten Modalfasem bei den notwendigen Ressourcen deutliche Einsparungen erreicht werden, vor allem bei 10 Wasser und Energie: Die Kosteneinsparung beträgt bei Wässer 66%, bei Energie 60%, bei Färbechemikalien 100% und bei der Prozesszeit 60%. 17/09/2012 15:38

Nr.: R798 P.028/035 24

Claims (9)

1 r-btr-düld 14: dB ^oniLHb KH i tN 1 wtbtN'wibi +**.i rbfd vül db4ö Hnr+HJ 1 5Λ Lenzing AG, PL0529 Patentansprüche: 1. Spinngefärbte Regeneretcellulosefaser, die als farbgebende Substanz ein eingesponnenes, partikelförmiges Farbpigment enthält, dadurch 5 gekennzeichnet, dass die Faser der Modaldefinition entspricht.

2. Spinngefärbte Faser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbpigment eine Partikelgrößenverteilung mit Xoo kleiner 2,0 pm aufweist, 10

3. Verwendung der Fasern gemäß den Ansprüchen 1 bis 2 Zur Herstellung eines Games.

4. Verwendung der Fasern gemäß den Ansprüchen 1 bis 2 zur Herstellung 15 eines textilen Rächengebildes.

5. Verfahren zur Herstellung einer mittels Farbpigmenten spinngefärbten regenerierten Cellulosefaser für textile Anwendungen durch Spinnen einer Viskose mit einem Gehalt von 4 bis 7 % Cellulose, 5 bis 10% NaOH, 36 20 bis 42% (bezogen auf Cellulose) Schwefelkohlenstoff sowie 1 bis 5% (bezogen auf Cellulose) eines Modlflzlerungsmittels In ein Spinnbad, Abziehen der koagulierten Fäden, wobei eine Viskose verwendet wird, deren Spinngammawert SO bis 68, und deren Spinnviskosität 50 bis 120 Kugelfallsekunden beträgt, wobei 2$ a. die Temperatur des Spinnbadss 34 bis 46aC beträgt, b. des Alkaliverhältnis (= Cellulosekonzentration/Alkaligehalt) der spinnfertigen Viskose 0,7 bis 1,5 beträgt, c. folgende Spinnbadkonzentrationen eingesetzt werden: • HaSO* 68 - Θ0 g/J 30 · Na4S04 90-160g/l • ZnS04 30 - 65g/i, 25 17/09/2012 15:38 Nr.: R798 P.029/035 bfc.h’-tiüld ΙΉ-.Ζΰ VoniLHb KHItNINtbtlH'WIBl +4J rbCci (01 cT*ta Hn :+-4,3 1 Lenzing AG, PL0529 c. der Endabzug aus dem Spinnbad mit einer Geschwindigkeit zwischen 15 und 60 m/min erfolgt und dadurch gekennzeichnet, dass d. nach der Zugabe der Pigmente zur Spinnlösung die Mischung 5 sowohl Statikmischer als auch Dynamikmischer passiert, e. nach Schritt d. die Mischung mittels eines Ultraschallaggregates mit Ultraschall behandelt wird, und f. die Schwefelsäurekonzentration Im Spinnbad auf kleiner gleich +/-0.3 g/l Abweichung vom eingestellten mittleren Sollwert konstant )0 gehalten wird,

6, Verwendung der Fasern gemäß Anspruch 1 zur Herstellung technischer Textilien, insbesondere Möbelstoffe, Teppiche und Transporttextilien, wie beispielsweise Sitzbezüge und sonstige textile Flachen in Autos, Zügen, 1S Bussen, Schiffen und allen sonstigen Transportmitteln des öffentlichen und privaten Verkehrs

7. Verwendung der Fasern gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Sporttextilien, Oberbekleidung für Damen und Herren, Unterwäsche und 20 Babybekleidung, Schutzbekleidung, Industriewäsche, Bettwäsche, Handtücher, Spannleintücher, Steppdecken, Matratzenbezüge und sonstige Heimtextilien,

8, Verwendung der Fasern gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von 25 Mischgeweben mit Polyester, Polyamid, Polypropylen und anderen synthetischen Fasern.

9. Verwendung der Fasern gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Flächengebilden aus einer Mischung mit vernetzten Lyocellfasem. 26 17/09/2012 15:39 Nr.: R798 P.030/035