CN111630214A - 在纤维素中结合有弹性纤维的成型体及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于生产含纤维素成型体(102)的方法,其中该方法具有:i)提供(78)具有纤维素和弹性纤维的原材料(110),尤其是其中弹性纤维在原材料(110)中独立于纤维素存在,其中原材料(110)是固体;以及ii)尤其是借助于莱赛尔法或粘胶法,基于原材料(110)来产生(80)含纤维素成型体(102),使得再生纤维素成型体(112)具有原材料(110)的弹性纤维的至少一部分。在这种情况下,原材料(110)的弹性纤维的该部分结合到再生纤维素成型体(102)中。还提供了一种再生纤维素成型体(102),该再生纤维素成型体具有结合到纤维素的弹性纤维,并且是根据莱赛尔法或者粘胶法来生产的。
Description
技术领域
本发明涉及一种再生纤维素成型体以及一种用于生产该成型体的方法。
本发明涉及重复使用(Recycling)、尤其是对含纤维素原材料的重复使用的技术领域。本发明还尤其涉及重复使用这些原材料来生产成型体,该成型体同样包含纤维素,尤其是其中成型体的纤维素基本上以莱赛尔纤维和/或粘胶纤维为形式存在。
背景技术
通过被称为粘胶法的湿纺法来生产的化学纤维或再生纤维被称作粘胶纤维。粘胶法的原材料是纤维素,该纤维素基于木材来提供。从该原材料木材中获得以化学浆为形式的高纯度纤维素。在连续的工艺阶段,首先利用氢氧化钠溶液来处理纤维素,由此形成碱性纤维素。该碱性纤维素与二硫化碳紧接着反应形成纤维素黄药。由此,通过进一步添加氢氧化钠溶液来生产粘胶纺丝溶液,该粘胶纺丝溶液通过喷淋状喷丝嘴中的孔被泵入到纺丝浴中。在那里,通过每个喷丝嘴孔的凝结来形成粘胶长丝。紧接着,这样生产的粘胶长丝被切成粘胶短纤维。
莱赛尔纤维是一种含纤维素的再生纤维类型,该含纤维素的再生纤维类型根据直接溶剂法来生产。从原材料木材中提取纤维素,用于莱赛尔法。紧接着,这样获得的纤维素可以通过不经过化学改性的脱水而溶解在溶剂N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)中,进行过滤并且随后通过喷丝嘴被挤压。这样成型的长丝在经过气隙后在具有NMMO水溶液的浴中沉淀,并且紧接着被切成短纤维。
在使用材料作为获得纤维素的原材料时,常常出现这些原材料纯度的问题。这些原材料常常被非木材型材料污染。尤其是,例如如今的废旧纺织品(旧衣服和/或来自服装生产中的残留物)被合成塑料严重污染。一方面,因为它们大部分都由塑料组成。但是,另一方面因为如今也有很多主要由天然纤维组成的废旧纺织品至少部分地被合成部分污染。在处理这些回收材料(纺织品回收)时,在材料循环结束时会不同的不符合期望的异物,如所提及的合成塑料,这些合成塑料必须在生产纤维时被除去,以便技术/物理特性变得与非回收纤维足够相似。通常,这种异物、尤其是聚氨酯尽可能完全被清除。因此,为了获得尽可能纯的纤维素,需要消耗这些合成塑料。然而,在这种情况下,尤其是对聚氨酯(例如来自弹性运动服的弹性纤维)的消耗花费特别高。
关于莱赛尔法和/或粘胶法,使用诸如废旧纺织品的再生材料的另一个问题在于:从废旧纺织品中回收的纤维素通常具有相对短的链长。那么,被回收的纤维具有与非回收纤维不同的特性,这通常并不符合期望。
发明内容
本发明的目的是以节省资源且可持续的方式来生产具有特定特性的纤维素产品。
该目的通过根据专利独立权利要求的主题来解决。优选的设计方案从专利从属权利要求中得到。
根据本发明的一个方面,提供了一种再生纤维素成型体,该再生纤维素成型体具有加入纤维素的弹性纤维,而且该再生纤维素成型体根据莱赛尔法或者粘胶法来生产。
根据本发明的另一方面,提供了一种用于生产含纤维素成型体的方法,其中该方法具有:i)提供原材料,该原材料具有纤维素和弹性纤维,尤其是其中弹性纤维在该原材料中独立于纤维素存在,其中该原材料是固体;并且ii)尤其是借助于莱赛尔法或粘胶法,基于该原材料来产生该含纤维素成型体,使得该再生纤维素成型体具有该原材料的弹性纤维的至少一部分加入纤维素中。在这种情况下,原材料的弹性纤维的该部分加入再生纤维素成型体中。
在本申请的范围内,术语“纤维素”尤其可以被理解为是作为植物细胞壁的组分或可以合成产生的有机化合物。纤维素是一种多糖(即多糖类)。纤维素是直链的,而且通常具有数百至数万个β-D-葡萄糖分子(β-1.4-糖苷键)或纤维二糖单元。植物控制的纤维素纤维由纤维素分子来构造。可以使用技术过程来组装纤维素分子以形成再生纤维,例如形成为抗撕裂纤维。
在本申请的范围,术语“成型体”尤其可以被理解为二维或三维几何体,该二维或三维几何体是用于生产或回收纤维素的方法的结果。尤其是,成型体可以理解为含纤维素或由纤维素组成并且由被溶解的纤维素制成的二维或三维物体。成型体尤其可以是莱赛尔成型体、粘胶成型体或模态成型体。典型的成型体是长丝、纤维、海绵和/或薄膜。原则上,所有类型的纤维素成型体都适合于本发明的实施例。在此,连续长丝、具有常规尺寸(例如长度为38mm)的短切纤维以及短纤维都应理解为纤维。在此,为了生产纤维,可以考虑在一个或多个挤出模嘴之后的具有引出装置的工艺以及其它工艺,例如尤其是熔喷工艺。作为纤维的替代物,含纤维素的膜、也就是说具有或由纤维素构成的扁平且基本上均匀的薄膜也可以被制成成型体。尤其是,可以通过如下方式来生产膜:通过设置莱赛尔法的工艺参数,在长丝遇到接收面之后才至少部分地触发凝结。膜可以理解为扁平的纤维素成型体,其中这些膜的厚度是可调的(例如通过选择串联布置的喷嘴条的数目而可调)。成型体的其它实施例是由纤维素丝或由纤维素纤维制成的织物和无纺布,尤其是由整体熔融(“合并(merging)”)基本连续的纤维素丝(“熔喷(melt blown)”)制成的纺黏型无纺布。在这种情况下,织物尤其可以被理解为由至少两个(优选成直角或几乎成直角地)交叉的纱线***(或纤维***),其中沿纵向的纱线(或纤维)可以被称作经线而沿横向的纱线(或纤维)可以被称作纬线。无纺布或非织物可以被称作由有限长度的长丝或纤维或短切纱制成的无序(尤其是在缠结状态下存在的)形成物,这些形成物被拼合并且(尤其是摩擦配合地)彼此连接成纤维层或纤维堆。成型体也可以以球形的造型来制成。也可以提供含纤维素的颗粒、如尤其是珠(也就是说颗粒或球珠)或薄片作为成型体,这些含纤维素的颗粒可以以该形式进一步被使用。即,可能的纤维素成型体也是颗粒结构,如颗粒、球形粉末或纤条体。优选通过将含纤维素的纺丝溶液通过挤出模嘴挤出来使成型体成型,因为以这种方式可以以非常统一的形式来生产大量的纤维素成型体。另一种可能的纤维素成型体是海绵或更一般地是多孔成型体。根据示例性的实施例,所提到的成型体例如可以被用于生产纱、纺织品、凝胶或复合材料。
在本申请的范围内,术语“纤维素源”尤其可以被理解为一种介质(尤其是固态介质),该介质在相对应的生产过程期间作为用于生产含纤维素成型体的基础来提供为此所使用的纤维素材料。示例是木材或木浆。
在本申请的范围内,术语“莱赛尔法”尤其可以被理解为根据直接溶剂法来生产纤维素的方法。对于莱赛尔法来说,可以从包含该纤维素的原材料中获得纤维素。在莱赛尔法中,可以将原材料溶解在适合的溶剂(尤其是包含叔胺氧化物,诸如N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)和/或离子液体、也就是说由阳离子和阴离子来构造的低熔点盐)中。溶解尤其可以通过脱水和/或不经化学改性地来进行。在莱赛尔法中,紧接着可以通过一个或多个喷丝嘴来对所得到的溶液(也称作浓液或纺丝溶液)进行压制。由此所形成的长丝可以在它们自由或受控下落期间和/或之后通过在含水浴中(尤其是在具有NMMO水溶液的浴中)的气隙和/或在气隙中存在的空气湿气中沉淀。
在本申请的范围内,术语“粘胶法”尤其可以被理解为根据湿纺法来生产纤维素的方法。对于粘胶法来说,纤维素可以由含该纤维素的原材料(尤其是木材或木浆)中获得。在粘胶法中,在连续的工艺阶段中,首先可以使用碱(例如,氢氧化钠溶液)来处理原材料,由此形成碱性纤维素。该碱性纤维素与二硫化碳紧接着反应形成纤维素黄药。由此,可以通过进一步添加碱(尤其是氢氧化钠溶液)来产生粘胶纺丝溶液,该粘胶纺丝溶液可以通过一个或多个喷丝嘴来压制。在纺丝浴中,由于凝结而形成粘胶长丝。
在本申请的范围内,术语“来自服装生产中的残留物”尤其可以理解为含纤维素或由纤维素组成的纺织品或纱线的残留物和/或纱,其中这些残留物在服装生产过程中出现。在服装生产中,例如将含纤维素的纺织品作为原材料来生产,然后从中切出平坦的部分(例如以T恤衫的一半的形式)。余下如下残留物,这些残留物可以根据一个示例性实施例再次被供应给用于生产含纤维素成型体的方法。因此,来自服装生产过程中的残留物可以是含纤维素或由纤维素组成的原材料,该原材料可以在消费者将残留物用作服装或以其它方式使用之前被用于回收纤维素。来自服装生产中的残留物尤其可以由基本上纯的纤维素形成,尤其是没有单独的且不含纤维素的异物(诸如纽扣、纺织品印花或接缝)。
在本申请的范围内,术语“旧衣服”尤其可以被理解为在回收至少一部分纤维素时已经被消费者使用(尤其是穿着)的含纤维素的衣物。因此,旧衣服可以是含纤维素的原材料,其可能(但不一定)含有大量的异物,并且可以在消费者已经将这些旧衣服用作衣服或以其它方式使用之后被用于回收纤维素。旧衣服尤其可以由纤维素和一种或多种异物的混合物形成,尤其是具有合成塑料(诸如聚酯和/或弹性纤维)(尤其是常常用在衣物中)和/或单独的且不含纤维素的异物(诸如按钮、纺织品印花或接缝)。聚酯尤其被理解为在其主链中具有酯官能团(R-[-CO-O-]-R)的聚合物。属于聚酯的是聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二酯。弹性纤维尤其被理解为具有高弹性的可拉伸化学纤维。弹性纤维所基于的嵌段共聚物可包含质量比例为至少85%的聚氨酯。
在本申请的范围内,术语“合成塑料”尤其可以被理解为由大分子构成并且合成生产的材料。
塑料的各个大分子是聚合物,并且因而由重复的基本单元(重复单元)来构造。聚合物的大分子的尺寸可以在几千个基本单位至一百万个基本单位之间变化。例如,聚合物聚乙烯(PE)由相互连接的、多次重复的乙烯单元组成。在这种情况下,聚合物可以是直链、支链或交联的分子。就其物理特性而言,塑料原则上可以分为三组:热塑性塑料、热固性塑料和弹性体。此外,这些特性也可以组合在子组中,例如在热塑性弹性体的情况下。塑料的重要特性是其技术特性,如可成型性、硬度、弹性、断裂强度、耐温度变化性、耐热性和化学稳定性,这些特性可以通过对大分子的选择、生产方法以及通常通过添加添加剂而在很大范围内发生变化。用于由单体或预聚物来生产合成塑料的典型反应是:链聚合、加聚或缩聚。尤其是也被用在纺织品中的合成塑料的示例如是:聚氨酯(PUR),尤其是在弹性纤维中的聚氨酯;聚酯(PE,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET));聚酰胺(PA,例如尼龙);和聚醚,尤其是作为弹性纤维成分的聚乙二醇(PEG)。
在本申请的范围内,术语“弹性纤维”尤其可以被理解为具有热塑性和弹性特性的合成塑料。因而,弹性纤维可以被称作热塑性弹性体(TPE)。弹性纤维可以作为嵌段共聚物存在,其特征尤其在于以下两个嵌段:聚氨酯(PUR)和聚乙二醇醚(PEG)。在这种情况下,PUR段可以形成刚性部分,所述刚性部分与柔性、有弹性(PEG)的部分交替出现。PUR可以形成刚性拉伸部分,这些刚性拉伸部分彼此纵向并排并且能够通过构造次化合价来将例如接合成一根光纤。在这种情况下,橡胶状PEG嵌段(例如分别约40至50个单体单元)可以被强烈地压皱,其中但是这些橡胶状PEG嵌段也可以被拉伸。在这种情况下,弹性纤维可以作为具有非常高的弹性(几百%。例如700%)的卷曲结构存在。密度例如可以在1.1至1.3g/cm3之间,而强度例如可以为5至12cN/tex。在这种情况下,弹性可取决于温度。此外,术语“弹性纤维”不仅可以被理解为弹性纤维本身而且可以被理解为相关的热塑性弹性体(例如Elastollan、Desmopan、Texin和Utechllan)。
在本申请的范围内,术语“独立存在”尤其可以被理解为:一种物质未加入到另一种物质中。例如,纤维素纤维存在于原材料中,并且弹性纤维同样存在于原材料中。在这种情况下,可以将弹性纤维加入到纤维素纤维中。此外,但是弹性纤维也可以独立于纤维素纤维地存在。在这种情况下,弹性纤维是原材料的组分,但没有集成到纤维素纤维中。
根据本发明的一个示例性的实施例,令人惊讶地发现:通过在重复使用(包括回收过程或对原材料的制备)的框架内有针对性地控制剩余浓度。可以实现在待生产(莱赛尔)成型体或其纺织后续产品方面的新的特性。来自原材料的基于如弹性纤维那样的热塑性弹性体的残留成分的这样实现的该功能化令人惊讶地允许对(负面)特性变化的有效补偿,这些(负面)特性变化尤其可以通过在所要生产的(莱赛尔)成型体中的被回收的纤维素纤维的比例而得到。
尤其是,通过残余聚合物、尤其是弹性纤维的有针对性的比例,可以实现对强度值的补偿,所述强度值到目前为止通过添加被回收的(短链的)纤维素而明显降低。可能地,在这种情况下,强度可以通过比例较高的弹性纤维被提高,而可以通过比例较高的被回收的纤维素被降低。
弹性纤维出乎意料地显示出不溶性,即使在莱赛尔法或粘胶法中非典型的高浓度下也是如此。相反,在与纤维素相互作用时,即弹性纤维的亲水性PEG链段可与纤维素的亲水性羟基和醚结构具有大的亲和力。这通过用于在这两种聚合物之间形成氢桥的强烈趋势来被增强。因此,加入纤维素纤维中的弹性纤维并不显示不相容性。因此,加入纤维素纤维中的弹性纤维可有助于待生产的成型体的功能化。迄今并不知道残余塑料组分、尤其是在莱赛尔法或粘胶法中的残余塑料组分的功能化。因此,通过加入弹性纤维可以提高成型体、尤其是纤维的延展性或弹性。
根据一个实施例,弹性纤维能被加工并且不必以昂贵或复杂的方式被分离出来,而是可以在没有其它花费的情况下一并被处理(例如在莱赛尔法/粘胶法中)并且被加入纤维中。在那里,塑料并不引起负面特性,而是甚至引起更好的纤维延展性或弹性。
概况来说,即利用了如下情况:在回收纤维素的框架内不必花费高地消耗固体原材料、如合成塑料、尤其是弹性纤维的实际上不符合期望的成分,而是相反作为混合物甚至可以提供积极特性和相应的优点,如被改善的延展性或弹性。
在下文,描述了该成型体和该方法的附加的实施例。
根据一个实施例,该再生纤维素成型体具有至少0.01%、尤其是至少0.1%、进一步尤其是1%聚氨酯,其中聚氨酯的至少10%被分配给弹性纤维。这具有以下优点:不再必须以特别清洁的方式消耗聚氨酯,这在技术上肯定可能有挑战性。
作为替代,聚氨酯可以留在原材料中,由此不再需要花费高且成本密集的消耗过程。附加地,由于至少一部分聚氨酯被分配给弹性纤维,甚至还可以实现进一步的优点,诸如改善待生产的纤维的延展性、弹性或强度值。
根据另一实施例,该再生纤维素成型体具有0.1%至5%弹性纤维。这具有如下优点:在重复使用纤维素纤维时,在其它情况下不可避免的负面的强度降低可以特别有效地被补偿。
令人惊讶地发现:在(莱赛尔)成型体(例如纤维)中高达约5%的弹性纤维含量,都发现不出对(纤维)特性的值得一提的消极改变。作为替代,可以改善延展性、弹性和强度值,这肯定可以是值得期望。
根据另一实施例,该再生纤维素成型体还具有至少一种其它合成塑料、尤其是小于2%的合成塑料,该合成塑料来自如下组,该组由聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚醚组成。这具有如下优点:至少部分地消除了另一种塑料在技术上花费高且成本密集的消耗。作为替代,至少一种其它合成塑料的存在甚至可以以有利的方式影响或控制待生产的纤维的特性。在这种情况下,小于2%的比例可以是特别有利的,以便确保将其它合成塑料良好地融入到纤维素纤维中。
根据另一实施例,该其它合成塑料的至少一部分具有至少一种相容性,该相容性选自酯相容性、酰胺相容性和醚相容性中的至少一种。这具有如下优点:直接来自原材料、如纺织品中的至少一种其它合成塑料(例如一种或多种典型的纤维聚合物,尤其是纤维聚酯)可以被使用并且高效地被融入。
相容性尤其可以被理解为两个化学(官能)基团彼此相容。例如,弹性纤维的亲水性PEG链段与纤维素的亲水性羟基和醚结构之间具有大的亲和力。在这种情况下,弹性纤维具有纤维素相容性,而纤维素具有醚相容性。相容性也可以被描述为化学基团彼此间的融入。
可以在回收过程中一并处理比例微小(例如低于2%)的聚酰胺和聚酯,以便实现良好的融入。在回收过程中,这具有明显优势,因为至少部分地除去其它合成聚合物可能花费太高。上述其它合成塑料可以非常常见地和广泛地包含在诸如纺织品的原材料中。因而,接受少量残留物可以极大地使回收过程变得容易。
不受任何特定理论的束缚,可以通过弹性纤维、纤维素和其它合成塑料(如聚酰胺或聚酯)之间的相容性来描述该其它合成塑料的良好的融入特性。
在这种情况下,弹性纤维的聚氨酯(PUR)比例令人特别感兴趣,因为PUR可以同时充当聚酯和聚酰胺。PUR的重复单元可以写为R1-NH-CO-O-R2,即具有酯键(CO-O-R2)和酰胺键(R1-NH-CO)。如上所述,弹性纤维中的PEG比例由于其典型醚结构而与纤维素的聚糖醚键具有良好的相容性。因此,物质之间发生良好的均质化/混合。根据一个实施例,相对应的融入过程可以附加地强烈地取决于相应的方法的温度。所描述的兼容性例如也可以应用于在下文所描述的实施例。
弹性纤维的酰胺相容性使得可以融入来自如纺织品那样的原材料的典型的纤维聚酰胺(例如PA6、PA6.6或PA6.10)。
此外,弹性纤维的酯相容性可以融入来自如纺织品那样的原材料的典型纤维聚酯(例如PET)。
弹性纤维的醚结构可以在莱赛尔法或粘胶法中的纺丝过程之前导致纺丝溶液中的高度均质化并且由此可能导致非常好的混合。在化学层面上尤其如此,因为弹性纤维的醚结构的相容性与纤维素的醚结构非常相似。
根据另一实施例,该其它合成塑料至少部分地被加入纤维素中。这具有如下优点:该其它合成塑料也可以与弹性纤维共同直接在纤维之内起作用,以便对这些纤维的特性产生有利影响。这样,例如可以提高纤维的强度。此外,如果该其它合成塑料同样像热熔粘合剂那样起作用,则可以降低原纤化作用。原纤维化尤其可以被理解为原纤维元素沿纤维轴的局部受限制的裂解。当同时有力学和湿气对纤维产生影响时,尤其如此。
根据另一实施例,该再生纤维素成型体具有在下文所描述的特征中的至少一个特征。
该再生纤维素成型体选自如下组,该组具有长丝、纤维、膜、织物、无纺布、(微)球、珠和海绵。
该再生纤维素成型体具有纤维延展性,该纤维延展性比常见的莱赛尔纤维的纤维延展性高至少10%、尤其是至少20%。关于该再生纤维素成型体的纤维延展性,已经发现:与标准莱赛尔纤维相比,该纤维延展性增加高达20%(取决于弹性纤维含量)。
该再生纤维素成型体具有常见的莱赛尔纤维的强度值。常见的莱赛尔纤维(例如,)的平均纤维数据可如下。经空气调节的最大拉力(FFk):40.2cN/dtex;湿最大拉力(FFn):37.5cN/dtex;经空气调节的最大抗拉强度(FDk):13.0%;湿最大抗拉强度(FDn):18.4%(来源:Lenzinger报告87(2009年)98-105页,表1)。因此,最大拉力(FFk)可以在35至45cN/dtex的范围内,尤其是在38至42cN/dtex的范围内,湿最大拉力(FFn)可以在32至42cN/dtex的范围内,尤其是在35至40cN/dtex的范围内。最大抗拉强度(FDk)可以在10至15%的范围内,而湿最大拉力(FDn)可以在16至20%的范围内。
根据一个实施例,合成塑料(弹性纤维,可选地具有例如PET、PUR和PA的额外比例)的比例可以在特定的浓度下存在。这可能导致在纺丝溶液中特别均匀的分布,使得塑料在纺丝过程中均匀地精细分布在待生产的(莱赛尔)成型体中。以这种方式,可以相应地控制或影响特定的纤维特性。
与常见的莱赛尔纤维相比,该再生纤维素成型体还具有降低的原纤化趋势。这样实现的令人惊讶的更低的原纤化趋势可以通过以下事实来解释:所融入的残留塑料(如弹性纤维)就分离的(至少部分为无定形的)滑动层而言支持单个结晶纤维素线的滑动,并且附加地控制纤维素线之间的交叉粘附力。这可引起:典型的原纤化分层相对应地被抑制。
根据另一实施例,该再生纤维素成型体具有如下比例的合成塑料,该比例至少占原材料的0.1%。这具有如下优点:该成型体可以特别节省资源地被生产。在该成型体中的合成塑料可以完全或至少部分地来自原材料。因此,基本上不需要添加其它塑料。此外,也可以至少部分地省去对原材料中的塑料的复杂消耗。
根据另一实施例,原材料可全部或部分具有来自服装生产和/或旧衣服(例如混合纺织品)中的残留物。换句话说,纺织品、尤其是来自服装生产中的残留物和/或旧衣服可以被用作原材料的至少一部分。特别优选使用来自服装生产中的残留物,因为此类废物或碎屑常常具有很高的纤维素比例并且因此具有很高的纯度。尤其是,这种消费前纺织品可以是没有诸如纽扣、接缝或纺织品印花那样的异物。例如,来自服装生产中的残留物可具有基本上织造的(并且任选地染色的)纤维素,使得这种残留物如果需要则也可以直接转化为溶液,以便借助于莱赛尔法从中回收纤维素。在旧衣服或消费后纺织品的情况下,可以已经在机械粉碎过程中或之后清除较大的异物,如纽扣、印花和接缝。在溶解相应的原材料以形成浓液或纺丝溶液之前,可以将残留物或旧衣服中的其它异物、诸如油漆和合成塑料(如聚酯和弹性纤维)完全或部分除去,但是也可能完全或部分地留在纺丝溶液中。
根据另一实施例,该方法还具有:i)借助于直接溶解法,尤其是在N-甲基吗啉-N-氧化物NMMO中将原材料溶解在溶剂中,以便获得纺丝溶液;而且ii)尤其是在小于150℃的情况下,通过喷丝嘴孔来挤出纺丝溶液,使得能够将合成塑料、尤其是弹性纤维至少部分地加入到纤维素中。这具有如下优点:可以直接应用经过试验和既定的过程,以便实现合成塑料在纤维素中的特别有效的融入。
原则上,塑料可以被用于改善纤维强度。然而,在这种情况下,需要至少250℃的温度来熔化塑料、尤其是热塑性塑料。然而,在莱赛尔法或粘胶法的框架内,在通过喷丝嘴孔挤出纺丝溶液期间,发生机械拉伸和与之相关联的纵向上非常强烈的变形。由纺丝过程所引起的大量纵向取向也可以被转移到处在纺丝溶液中的弹性纤维和其它合成塑料。因此,伸长部分、尤其是弹性纤维的PEG部分,是包埋纤维素的良好基础,所述纤维素同样处在纺丝溶液中并且与合成塑料基本上同时失效。以这种方式,塑料可以在低于150℃(在莱赛尔工法中的温度)下有效地融入到纤维中。在这种情况下,合成纤维、尤其是弹性纤维能被加工并且不必以昂贵/复杂的方式被分离出来,而是可以在没有其它花费的情况下一并被处理(在莱赛尔法中)并且被加入到纤维中。在那里,塑料并不引起负面特性,而是甚至引起更好的纤维延展性或弹性。
通过对一种或多种原材料的受控制的制备,可以确保其它合成塑料,如PUR、PA、PET、PE在莱赛尔法或粘胶法中保持适当的浓度。在相对应地适当的浓度下,处在纺丝溶液中的塑料成分可以表现得类似于纤维-热塑性复合体***。
在较高的温度范围内,同时、在纤维素纤维中有相对应的弹性纤维含量的情况下能利用弹性纤维的热塑性效果。形象地说,这导致在纤维内部的一定程度的可控粘性,这可相对应地被用于热塑性粘合效果。
根据另一实施例,该方法还具有:将至少一种选自纤维素纤维、外来材料、半纤维素、纤维素和短链纤维素纤维中的物质供应到纺丝溶液中。这具有如下优点:可以有针对性地控制或影响待生产的成型体的特性。
在莱赛尔法的框架内,可以通过如下方式来生产纤维素增强型莱赛尔纤维:在NMMO-水混合物中,除了具有纤维素的饱和之外,还有过量的纤维素纤维留在纺丝溶液中并且一起被纺丝。这可以通过“在纤维中的纤维增强”的效果来引起所得到的莱赛尔纤维的附加的强度改善。由此,补偿由于如纺织品那样的原材料所引起的其它强度降低效果也可以变得可能。以这种方式,例如可能会:
i)一并使用在NMMO中几乎不能溶解的外来组分,这些外来组分在废旧纺织品中已经作为纤维存在;
ii)融入像半纤维素那样的使强度降低的其它糖;而且
iii)具有短链长度的纤维素纤维部分大量被使用。
由此,也可以将外来纤维和外来材料融入到莱赛尔纤维中,这些外来纤维和外来材料没有任何增强特性,而是使强度降低。
通常,例如短链长度导致强度降低。通过所提及的由于弹性纤维和可选的其它合成塑料所引起的补偿,尽管短链纤维素的比例高,由此仍可以再次实现接近非回收纤维素纤维的值的强度。尤其是,通过材料循环的多次循环从根本上减少了链长。在此,由于外部影响(日晒、洗涤、老化、化学物质),在先前的生产、使用和处置周期的范围内,相应的纤维素链断裂,这通常可能导致在待生产的成型体中的链长更短。
在这种情况下,术语“半纤维素”可以被理解为用于植物生物质中成分可变地存在的多糖(多种糖)的混合物的总称。最常见的单体(单糖、单体糖)是戊糖,例如木糖和甘露糖。
根据另一实施例,该原材料具有至少一种其它合成塑料,该其它合成塑料来自如下组,该组由聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚醚组成。这具有如下优点:至少部分地消除了另一种塑料在技术上花费高且成本密集的消耗。作为替代,至少一种其它合成塑料的存在甚至可以以有利的方式影响或控制待生产的纤维的特性。
根据另一实施例,该方法还具有:从用于产生含纤维素成型体的原材料中至少部分地保留第一附加合成塑料,尤其是来自如下组的一种合成塑料,该组由聚酯、聚酰胺和聚醚组成,使得第一附加合成塑料基本上包含在该含纤维素成型体中。这同样具有如下优点:至少部分地消除了另一种塑料在技术上花费高且成本密集的消耗。作为替代,至少一种其它合成塑料的存在甚至可以以有利的方式影响或控制待生产的纤维的特性。
附加地或替选地,该方法还具有:从原材料中除去、尤其是完全除去、进一步尤其是选择性除去(选择性消耗)第二附加合成塑料、尤其是来自由聚酯、聚酰胺和聚醚组成的组中的至少一种合成塑料,使得该第二附加合成塑料基本上不包含在含纤维素成型体中。这具有如下优点:塑料、例如PET和PUR的所希望的比例可以特别好地(有针对性地)被调整。在这种情况下,第一和第二附加合成塑料可以是同一种合成塑料。同样,第一和第二附加合成塑料可以是不同种合成塑料。
相对应地被生产的回收的(莱赛尔)成型体在其特性方面可与非回收纤维素纤维的特性非常类似。尤其是,通过额外添加被回收的莱赛尔纤维,可以使这些特性进一步近似于非回收莱赛尔纤维的那些特性,使得在测量技术方面几乎不再能发现差异。
根据另一实施例,该方法还具有:i)供应至少一种其它原材料,该其它原材料具有纤维素和至少一种合成塑料、尤其是来自如下组的合成塑料,该组由弹性纤维、聚酯、聚酰胺、聚醚和聚氨酯组成,其中合成塑料在该原材料和该其它原材料中的比例不同;并且ii)基于该原材料和该其它原材料来产生含纤维素成型体,使得该再生纤维素成型体具有至少一个预先确定的特性。这具有如下优点:基本上在不额外使用化学方法的情况下就可以相应地设定或影响合成塑料的所希望的比例。
在一个优选的实施方式中,将在原材料中所包含的合成塑料的残留量调节到特定量。在添加多种特定的原材料之后产生的再生纤维素成形体然后可具有所希望的塑料浓度或成分和相应地特定的化学/物理特性。例如,这可以是与未回收的莱赛尔纤维的特性相对应的特性。
尤其是,通过混合不同成分的原材料、如旧衣服和/或来自服装生产中的残留物,可以调节特定的特性、例如弹性纤维以及可选地至少一种其它合成塑料的浓度,并且因此可以有针对性地控制后续使用和/或功能化。
在另一优选的实施方式中,将不同成分的不同原材料组合,使得调整出不同塑料的所希望的比例。就资源消耗和生态方面而言,这种减少化学物质/无化学物质的实施变型方案(仅通过混合原材料来实现)可以被视为特别有利。
根据一个实施例,该方法可具有:对沉淀的纤维素进行后处理,从而从成型体的预成型件中得到成型体。这种可选的后处理例如可具有对所得到的纤维素丝的干燥、浸渍和/或改型。通过相应的后处理,可能的是:在莱赛尔法结束时应用特定地完成成型体生产。
根据一个实施例,原材料的纤维和/或成型体的纤维可具有光滑的圆形外表面。如在图3中所示,借助于莱赛尔法来提取的纤维素纤维的特点在于这种形状,并且因此与其它纤维形状(例如天然棉中或借助于粘胶法得到的纤维形状)相比显得突出。
根据本发明来生产的成型体例如可以用作包装材料、纤维材料、纺织品复合材料、纤维复合材料、纤维无纺布、针刺毡、室内装饰棉、织物、针织物、作为家用纺织品、例如床单、衣物、填充物、植绒材料、医院纺织品、例如衬里、尿布或床垫、隔热毯、鞋垫以及伤口敷料的材料。本发明的实施例不仅可以在各种不同的技术领域中能应用而且可以在医学中以及在化妆品和保健品中能应用例如,在医学中,用于伤口处理和伤口愈合的材料可以由决定机械特性的载体和与皮肤以及伤口表面特别相容的生物相容性涂层材料来构造。大量其它应用都是可能的。
附图说明
在下文,参阅下列附图详细地描述本发明的示例性的实施例。
图1示出了根据本发明的一个示例性的实施例的用于生产再生纤维素成型体的方法的流程图。
图2示出了根据本发明的一个示例性的实施例的用于通过莱赛尔法来生产再生纤维素成型体的设备。
图3示出了通过莱赛尔法生产的纤维素纤维。
图4示出了通过粘胶法生产的纤维素纤维。
图5示出了来自棉花植物的天然纤维素纤维。
具体实施方式
不同附图中的相同或类似的组件配备有相同的附图标记。
在参考附图来描述示例性的实施例之前,应该总结一下基本考虑因素,本发明的示例性的实施例是基于这些基本考虑因素来得出的。
根据本发明的一个示例性的实施例,来自原材料的残留聚合物用作在纤维素纤维的情况下的粘合增强剂或者被用作在莱赛尔成型体之内的热塑性增强剂。在生产过程中的某些步骤完成之前,这些残留聚合物基本上保持惰性。尤其是,因此可以通过加热(类似于热熔粘合剂)来实现织物的后续硬化(例如,非熨烫衬衫、打褶等等)。通常使用复杂的方法来生产具有高尺寸稳定性的织物(例如非铁)。这例如可能是非常复杂的化学过程(例如液氨处理)的组合。它使衬衫长时间看起来很新。在棉纤维素分子之间建立弹性桥的所谓“湿交联”同样是可能的。洗涤后,该桥将织材料拉回形状。然而,与“合成树脂”的湿交联需要非常精确的加工方法。
根据一个实施例,通过有针对性地控制残余聚合物(例如来自废旧纺织品的弹性纤维中的聚氨酯)的比例,可以在莱赛尔纤维中实现一定的热塑性,该莱赛尔纤维可以将从原材料中的残余聚合物的相应的比例通过消耗过程、根据一个实施例经由莱赛尔法重新引回到莱赛尔成型体中。
根据本发明的另一示例性的实施例,使用残余聚氨酯、尤其是热塑性聚氨酯(TPU)的热塑性。通过控制加工时间和加工温度(即在纺丝溶液中的停留时间和纺丝溶液的温度),从该组物质出发在硬相和软相方面已知的不同特性及其不同的结晶度可以作为附加因素影响残留塑料的功能化。在此,如下特性可以组合:
i)高结晶且另一方面透明的TPU在广泛的用途和广泛的材料应用领域中相互补充;
ii)与己二酸二苯二酯(MDI)耦合的软相一方面由基于己二酸的摩尔质量在1000与2000g/mol之间的聚酯二醇组成,或该软相由纯聚己内酯组成。另一方面,由四氢呋喃或C2、C3二醇构成的聚醚二醇是可能的。
现在,视应用情况而定,可以判断哪个软相适合。两个重要方面是对醚氧化的敏感性和对酯TPU水解的敏感性。
醚与氧的反应形成氢过氧化物和醇的反应从有机化学中已知,在聚合物的情况下,其导致链断裂、即分子量降低。这就需要用相对应的抗老化剂(例如受阻酚)来稳定聚醚类型,以便合理地延长使用寿命。如果将醚和酯的TPU在100℃的空气中随时间老化的情况进行比较,则聚酯的更好稳定性变得非常明显。这里已经测量了在储存期间抗拉强度的降低。
与此相应地,醚TPU的特征在于对水解和微生物降解的良好抵抗性。因而,极端的户外应用是适用于聚醚类型的应用。附加地,在强光照射下,还可以被稳定以防由于UV光所引起的伤害。
基于以上讨论的内容,可能的是:在没有增塑剂的情况下渗透到软TPU的区域中。到目前为止,这还没有成功完成,因为随着硬相比例的降低,TPU不仅变得更软而且塑性更高,并且在热塑性加工之后再结晶的速度太慢,以致于无法在合理的时间内生产出成品零件。还能看出另一种效果,该效果是短硬相块的缓慢结晶。即如果硬相的比例显着降低,则结晶块也明显变短。这降低了熔融温度,但是也减少了重结晶。这种缓慢结晶还引起材料在加工之后的逐渐硬化。
因为对于未知来源的原材料来说常常并不知道相应的详细材料参数,所以通过对所描述的加工参数(时间和温度)的动态适配,可以在纺丝溶液中得到大部分的被回收的PUR的通用性,该通用性导致所希望的材料特性。替选地,通过相对应的比例改变(如有必要,甚至连续工艺的框架内的动态适配)可以以管环氧化物中PUR的不同变体来实现对工艺稳定性的适配,而不损害所得到的莱赛尔成型体的材料参数。
图1示出了根据本发明的一个示例性的实施例的用于生产再生纤维素成型体102(参见图2)的方法的流程图50。
原材料110(参见图2)具有纤维素和弹性纤维、可选地其它合成塑料,并且以旧衣服和/或来自服装生产中的残留物为形式存在。
如用方框60所示,在旧衣服的情况下,这样生产的原材料110可以被消费者用作例如衣物。如果消费者将该衣物丢掉,该衣物可用作后续的莱赛尔法或粘胶法的消费后原材料110,其中前者在下文详细地予以描述。
替选地或补充地,同样可能的是:使用含纤维素的消费前原材料110,例如来自服装生产中的残留物。
还描述了:如何可以基于至少部分地含纤维素的原材料110来生产根据本发明的一个实施例的纤维素成型体102。为此,将原材料110供应给用于执行莱赛尔法的设备100(参见附图2),参见附图标记78。
在那里,首先可以进行对原材料110的机械粉碎62。尤其是,由此可以从原材料110去除大的、非纤维素的污染物,例如已经至少部分地被用于产生原材料110的旧衣服的纽扣、接缝和印花。通过机械粉碎62,例如可以将原材料110分离成单独纤维。
也可能的是(参见框64):将含纤维素的原材料110与其它含纤维素的材料一起用于随后的莱赛尔法。因此,原材料110可以与具有纤维素和至少一种合成塑料的其它原材料混合,参见框64。被供应的其它原材料所具有的合成塑料的比例不同于在原材料110中的合成塑料的比例。现在,可以基于该原材料110和其它原材料来实施对再生纤维素成型体的产生,使得再生纤维素成型体102包含预定比例的合成塑料。替选地或补充地,其它原材料也可以具有来自服装生产中的残留物。
在机械粉碎62之后或在混合64之后,可以立即将(纯的或混合的)原材料110直接溶解68在另一种溶剂116中(例如叔胺氧化物、诸如N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO))),而有利地无需化学预处理。更准确地说,可以将机械粉碎的(并且可选地混合的)原材料110直接转化为溶液,尤其是无需化学清洁并且无需对粘度进行调节。以这种方式可以极其简单和快速以及对环境友好地执行生产或回收过程。已经令人惊讶地证明:在机械粉碎62之后在原材料110中作为残留异物的弹性纤维(然而也包括其它合成塑料)并不妨碍莱赛尔法并且不对所回收的莱赛尔纤维素的质量产生不利影响。相反,一定量的弹性纤维可能留在所生产的纤维素纤维中,不使其特性变差而是甚至改善这些特性。一定量的留下的聚酯也不影响所获得的产品。
替选地,该方法可以具有:在机械粉碎62之后(或在混合64之后)并且在溶解68之前,对原材料110进行可选的化学清洁66。这种可选的清洁66例如可具有:通过漂白来至少部分地除去染料。由此可能的是:可以在原材料110随后在溶剂116中溶解68之前使原材料110完全或部分地脱色,例如以便生产白色或灰色成型体102。替选地或补充地,也可能的是:在可选的化学清洁66的范围内,原材料110(在其溶解68之前或在其溶解68之后)至少部分地不含使原材料110的纤维交联的交联剂。在原材料110的纤维之间存在这种交联剂的应用中,原材料110例如可以借助于碱或酸预处理而完全或部分地不含这些交联剂。这附加地改善了原材料110的溶解性。可选地,借助于清洁66可以将至少一部分合成塑料除去,如果这是符合期望的话。例如,以这种方式可以调节或影响待生产的成型体102中的合成塑料的比例。
在原材料110溶解68在溶剂(优选为NMMO)中之后,可以将所获得的莱赛尔纺丝溶液104通过一个或多个喷丝嘴进行压制,由此其产生粘性高的线或长丝(参见涉及该纺丝的框70)。
在这些线或长丝掉落期间和/或之后,这些线或长丝与水性介质有效连接并由此被稀释。由此,在水雾或水浴中,这些线或长丝的溶剂116的浓度被降低到使得莱赛尔纺丝溶液被转化为由纤维素长丝构成的固相的程度。换言之,纤维素长丝发生沉淀、分离或凝结,参见附图标记72。由此获得成型体102的预成型件。
因此,基于就其而言具有纤维素和弹性纤维的原材料110来执行借助于莱赛尔法对含再生纤维素和被加入到纤维素中的弹性纤维的成型体102的产生80,尤其是溶解68、纺丝70和随后的沉淀72。
该方法还可具有:对沉淀的莱赛尔纤维素进行后处理74,从而从成型体110的预成型件中得到成型体102。这种后处理例如可包括:对所获得的长丝进行干燥、浸渍和/或改型来得到最终成型体102。例如,成型体102可以102通过所描述的生产方法被加工成纤维、膜、织物、无纺布、球、多孔海绵或珠并接着被供应给进一步使用(参见附图标记76)。
有利地,在使用成型体102之后,可以通过执行与在附图标记78与74之间的方法步骤相对应的另一方法(参见框80)来回收该成型体的纤维素和弹性纤维。替选地,成型体102的纤维素、弹性材料和可选的其它合成塑料可以在另一方法(参见另一框80)、例如粘胶法中被回收。借助于重复的工序的回收的该多次可重复性能够通过如下认识来实现:通过回收含弹性纤维的纤维素原材料能够令人惊讶地良好地实现对纤维特性、尤其是强度的改善。
图2示出了根据本发明的一个示例性的实施例的用于通过莱赛尔法基于含纤维素和弹性纤维的原材料来生产再生纤维素成型体102的设备100,该设备100已参考图1予以描述。
即图2示出了根据本发明的一个示例性的实施例的用于生产含纤维素成型体102的设备100,该成型体例如可以以无纺布(非织物)、作为纤维、膜、球、织物、海绵或者以珠或薄片的形式被生产。根据图2,直接从纺丝溶液104中生产成型体102。后者借助于(尤其是来自空气湿度的)凝结流体106和/或凝结浴191(例如水浴,该水浴可选地具有叔胺氧化物、诸如N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO))被转换成作为成型体102的纤维素纤维108。借助于设备100,可以实施莱赛尔法。以这种方式,例如可以生产基本上无限的长丝或纤维108或者基本上无限的长丝和离散长度的纤维108的混合物作为成型体102。提供分别具有一个或多个孔126(所述孔也可被称作纺丝孔)的多个喷嘴,以便射出莱赛尔纺丝溶液104。
如可从图2得知:可以基于纤维素的原材料110通过计量装置113供应给储存罐114。
根据一个实施例,可以通过下面详细地描述的溶剂116(尤其是NMMO)来将水加入到基于纤维素的原材料110中。基于纤维素的原材料110本身也已经可以含有一定的残留水分(干燥纤维素例如通常具有5重量百分比至8重量百分比的残留水分)。尤其是,根据所描述的实施例,原材料110可以在没有预先润湿的情况下直接被添加到由水和溶剂116构成的混合物中。那么,可以省去在图2中示出的可选的水箱112。
根据一个替选的实施例,含纤维素的原材料110可以附加地被润湿,以便由此提供潮湿的纤维素。为了该目的,水可以通过计量装置113从可选的水箱112被供应给储存罐114。因而,借助于控制装置140来控制地,计量装置113可以向储存罐114供应水和原材料110的可调节的相对量。
在溶剂容器中包含适当的溶剂116,优选叔胺氧化物,诸如N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO),或溶剂116的水性混合物,例如NMMO在水中的76%溶液。溶剂116的浓度可以在浓缩装置118中要么通过添加纯溶剂来调节要么通过添加水来调节。然后,可以在混合单元119中以可定义的相对量来将溶剂116与原材料110混合。也可以借助于控制单元140来控制混合单元119。由此,含纤维素的原材料110在溶解装置120中以可调节的相对量被溶解在浓缩溶剂116中,由此得到莱赛尔纺丝溶液104。如本领域技术人员已知的那样,可以适当地调节用于根据莱赛尔法来生产再生纤维素成型体的纺丝溶液104中的组分原材料110、水和溶剂116的相对浓度范围(也被称作纺丝窗)。
莱赛尔纺丝溶液104被供应给纤维发生装置124(该纤维发生装置可以由多个纺丝束或喷嘴122来构造)。
当莱赛尔纺丝溶液104被引导经过喷嘴122的孔126时,该莱赛尔纺丝溶液被分成由莱赛尔纺丝溶液104构成的多个平行的线。所描述的过程控制将莱赛尔纺丝溶液104转换为越来越细长的线,这些线的特性可以通过相对应地调节过程条件(通过控制单元140来控制)来被调节。可选地,气流可以在其从孔126到纤维接收单元132的途中使莱赛尔纺丝溶液104加速。
在莱赛尔纺丝溶液104已移动经过喷嘴122并继续向下之后,莱赛尔纺丝溶液104的细长的线与凝结液106相互作用。
在与凝结液106(例如水)相互作用时,莱赛尔纺丝溶液104的溶剂浓度降低,使得原材料110的纤维素至少部分地凝结或沉淀为细长的纤维素纤维108(这些纤维素纤维仍始终可包含溶剂和水的残留物)。
在由被挤出的莱赛尔纺丝溶液104初始形成单个纤维素纤维108期间或之后,纤维素纤维108在纤维接收单元132上被接收。纤维素纤维108可浸入到图2中所示出的凝结浴191(例如水浴,可选地具有如NMMO那样的溶剂)中并且可以在于凝结浴191的液体相互作用时完成它们的沉积。根据该凝结的过程设置,纤维素可以形成纤维素纤维108(如所示出的那样,其中纤维素纤维108可以一体化地或整体地彼此融合(“合并”)或者可以作为分离的纤维素纤维108存在)或者可以在纤维接收单元132上形成由纤维素构成的膜或薄膜(未在图2中示出)。
因此,纤维素纤维108从喷嘴122的喷丝嘴中被挤出并且被引导经过纺丝浴或凝结浴191(例如含有低浓度的水和NMMO,以用于沉淀/凝结),在此,纤维素纤维108在凝结浴191中在相应的转向辊193周围被引导,并且在凝结浴191之外被供应给导丝辊195。导丝辊195引起纤维素纤维108的的继续运输和后拉伸,以便实现所希望的纤度。在导丝辊195之后,将来自纤维素纤维108中的纤维束在洗涤单元180中洗涤,必要时被丝鸣整理并且最后被切割(未示出)。
尽管这在图2中未示出,但是在凝结和随后在洗涤单元180中的洗涤期间已经从纤维素纤维108中除去的莱赛尔纺丝溶液104的溶剂116可以至少部分地被回收或再循环,并且可以在随后的循环中重新被转移到储存罐114中。
在沿着纤维接收单元132运输期间,成型体102(这里以纤维素纤维108的形式)可以借助于洗涤单元180被洗涤,其方式是后者供应用于除去溶剂残留物的洗涤液。然后可以将成型体102干燥。
成型体102还可受到后处理,参见示意性示出的后处理单元134。例如,这种后处理可具有水力缠结、针刺处理、浸渍、利用在压力下供应的蒸汽进行的蒸汽处理和/或压延等等。
纤维接收单元132可以将成型体102供应给卷绕装置136,在该卷绕装置上可以对成型体102进行卷绕。然后,可以将成型体102作为卷绕物供应给如下实体,该实体基于成型体102来生产诸如擦布或纺织品那样的产品。
图3示出了通过莱赛尔法生产的纤维素纤维200的横截面。借助于莱赛尔法来生产的纤维素纤维200具有光滑的圆形外表面202,并且均匀地且填充有纤维素材料,且没有肉眼可见的孔。因而,本领域技术人员可以清楚地将其与借助于粘胶法来生产的纤维素纤维(参见图4中的附图标记204)以及来自棉花中的纤维素纤维(参见图5中的附图标记206)区分开。
图4示出了通过粘胶法生产的纤维素纤维204的横截面。纤维素纤维204是云形的,并且沿其外周具有多个弓形结构208。
图5示出了来自棉花植物的天然纤维素纤维206的横截面。纤维素纤维206是肾形的,并且在内部具有无材料的内腔210作为完全封闭的空腔。
依据根据图3至图5的纤维的明显的几何或结构区别,本领域技术人员可以例如在显微镜下明确地确定纤维素纤维是借助于莱赛尔法、借助于粘胶法还是在在棉花中天然形成的。
补充性地,应指出:“具有”不排除其它元件或步骤而“一个”或“一”不排除多个。还应指出:以参阅上面的实施例来描述的特征或步骤也可以与上面描述的其它实施例的其它特征或步骤组合使用。权利要求书中的附图标记不应被视为限制。
Claims (15)
1.一种再生纤维素成型体(102),其尤其是根据莱赛尔法或粘胶法来生产的,具有弹性纤维,其中弹性纤维被结合到成型体(102)中。
2.根据权利要求1所述的再生纤维素成型体(102),其中所述再生纤维素成型体(102)具有至少0.1%聚氨酯,并且
其中聚氨酯的至少10%被分配给弹性纤维。
3.根据权利要求1或2所述的再生纤维素成型体(102),其中所述再生纤维素成型体(102)具有0.1%至5%弹性纤维。
4.根据上述权利要求中任一项所述的再生纤维素成型体(102),进一步具有:
至少一种其它合成塑料,尤其是小于2%,其它合成塑料选自聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚醚。
5.根据权利要求4所述的再生纤维素成型体(102),
其中其它合成塑料的至少一部分具有至少一种相容性,所述相容性选自酯相容性、酰胺相容性和醚相容性中的至少一种。
6.根据权利要求4或5所述的再生纤维素成型体(102),
其中其它合成塑料至少部分地被结合到纤维素中。
7.根据上述权利要求中任一项所述的再生纤维素成型体(102),其中所述再生纤维素成型体(102)具有以下特征中的至少一个:
所述再生纤维素成型体(102)选自具有纤维、膜、球或海绵的组;
所述再生纤维素成型体(102)的纤维延展性比常见的莱赛尔纤维的纤维延展性高至少10%,尤其是至少20%;
所述再生纤维素成型体(102)具有常见的莱赛尔纤维的强度值;
与常见的莱赛尔纤维相比,所述再生纤维素成型体(102)具有降低的原纤化趋势。
8.一种用于生产再生纤维素成型体(102)的方法,所述方法包括:
提供(78)具有纤维素和弹性纤维的原材料(110),尤其是其中弹性纤维在所述原材料(110)中独立于所述纤维素存在,
其中所述原材料(110)是固体;并且
尤其是借助于莱赛尔法或粘胶法,基于所述原材料(110)来产生(80)含纤维素成型体(102),使得所述再生纤维素成型体(102)具有所述原材料(110)的弹性纤维的至少一部分,其中所述原材料(110)的弹性纤维的部分被结合到所述再生纤维素成型体(102)中。
9.根据权利要求8所述的方法,
其中所述再生纤维素成型体(102)具有的合成塑料的比例至少占所述原材料(110)的0.1%。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的方法,
其中所述原材料(110)完全或部分具有来自服装生产中的残留物和/或旧衣服。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法,所述方法进一步包括:
借助于直接溶解法,尤其是在N-甲基吗啉-N-氧化物NMMO中将所述原材料(110)溶解(68)在溶剂(116)中,以便获得纺丝溶液(104);
尤其是在小于150℃的情况下,通过喷丝头来挤出(70)所述纺丝溶液(104),
这样能够将合成塑料、尤其是弹性纤维至少部分地结合到纤维素中。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法,所述方法进一步包括:
将至少一种选自纤维素纤维、外来材料、半纤维素、纤维素和短链纤维素纤维中的物质供应(64)到所述纺丝溶液(104)中。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法,
其中所述原材料(110)具有至少一种其它合成塑料,该其它合成塑料来自具有聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚醚的组。
14.根据权利要求13所述的方法,进一步包括:
从用于产生所述再生纤维素成型体(102)的所述原材料(110)中
至少部分地保留第一附加合成塑料,尤其是来自由聚酯、聚酰胺和聚醚组成的组中的一种的合成塑料,使得
所述第一附加合成塑料基本上包含在所述再生纤维素成型体(102)中;
和/或
从所述原材料中去除、尤其是完全去除第二附加合成塑料,尤其是来自由聚酯、聚酰胺和聚醚组成的组中的至少一种合成塑料,使得
所述第二附加合成塑料基本上不包含在所述再生纤维素成型体(102)中,
尤其是其中所述第一附加合成塑料不同于所述第二附加合成塑料。
15.根据权利要求13或14中任一项所述的方法,进一步包括:
供应(64)至少一种其它原材料,该其它原材料具有纤维素和至少一种合成塑料,尤其是来自由弹性纤维、聚酯、聚酰胺、聚醚和聚氨酯组成的组的合成塑料,
其中合成塑料在所述原材料(110)和所述其它原材料中的比例不同;并且
基于所述原材料(110)和所述其它原材料来产生所述再生纤维素成型体(102),使得所述再生纤维素成型体(102)具有至少一个预先确定的特性。
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