AT514001B1 - Verfahren zur Herstellung eines cellulosischen Formkörpers - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein V erfahren zur Herstellung eines cellulosischen Formkörpers nach dem Viskoseverfahren durch Formgebung einer Spinnmasse enthaltend Cellulosexanthogenat, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass dem Cellulosexanthogenat Xylan in einem Anteil von zumindest 1 Gew. %, bezogen auf Cellulose, bevorzugt 1 Gew.% bis 20 Gew.%, besonders bevorzugt 3 Gew.% bis 15 Gew.% zugegeben wird. Die Erfindung betrifft weiters nach dem Viskoseverfahren erhaltene cellulosischer Formkörper mit einem Anteil an hochmolekularem Xylan mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad (DP) von 75 bis 350, bevorzugt 110 bis 220 von zumindest 0,5 Gew.%, bevorzugt 2 Gew.% bis 8 Gew.%.

Description

Beschreibung

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES CELLULOSISCHEN FORMKÖRPERS

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung cellulosischer Formkörper nach demViskoseverfahren.

[0002] Insbesondere betrifft die Erfindung die Herstellung von Fasern und Filamenten.

[0003] Die Herstellung von Viskosefasern nach dem Viskoseverfahren umfasst die folgendenSchritte [0004] · Alkalisieren eines Celluloseausgangsmaterials, insbesondere Zellstoff (Maische,

Vorreife) [0005] · Umsetzen des alkalisierten Celluloseausgangsmaterials („Alkalicellulose“) zu Cellu- losexanthogenat [0006] · Lösen des Cellulosexanthogenates mit Alkali, wobei die sogenannte Viskose als

Spinnmasse erhalten wird [0007] · Gegebenenfalls Zusatz von Modifizierungsmitteln zur Viskose zur Herstellung von

Spinnmasse für Modalfasern [0008] · Verspinnen der Viskose zu Endlosformkörpern [0009] · Regenerieren der Cellulose in einem Fällbad aus den Endlosformkörpern [0010] · Nachbehandlung, sowie Trocknen.

[0011] · Gegebenenfalls Schneiden der Endlosformkörper zu Stapelfasern.

[0012] Die mit diesem Verfahren hergestellten Fasern sind unter dem Gattungsbegriff (Stan-dard-)Viskosefasern und Modalfasern bekannt. Das Modalverfahren unterscheidet sich vomStandardviskoseverfahren durch geänderte Zusammensetzung der Spinnmasse, zusätzlicheModifizierungsmittel in der Spinnmasse und geänderte Spinnbadzusammensetzung.

[0013] Der im Viskoseprozeß eingesetzte Zellstoff muss bestimmte Kriterien erfüllen, um ent¬sprechende Faserqualitäten zu ermöglichen.

[0014] Der im Viskoseverfahren eingesetzte Zellstoff hat einen alpha-Zellulosegehalt von grö¬ßer als 90 % und weist nur geringe Anteile an Nebenverbindungen, wie Xylan und anderenHemicellulosen (wie z. B. Mannan) auf. Diese Verbindungen werden zum größten Teil währenddes Alkalisierens des Zellstoffes zu Beginn des Viskoseverfahrens abgebaut und herausgelöst(Fig. 1). Im Zellstoff zurückbleibende Hemizellulosen werden in der Vorreife zusammen mit derZellulose depolymerisiert und haben daher ein weitaus geringeres mittleres Molekulargewichtals im Ausgangszellstoff. Dies gilt sowohl für den Einsatz von Chemiezellstoffen als auch fürden Einsatz von Papierzellstoffen.

[0015] In Figur 2 wird das deutlich niedrigere Molekulargewicht der Hemicellulosen deutlich, diemit dem Zellstoff in den Viskoseprozeß eingebracht werden und dann dem Abbau in Maischeund Vorreife unterliegen. Im Gegensatz dazu werden die Molmassenverteilungen von Hemicel¬lulosen dargestellt, die aus einem Nadelholz- und einem Laubholz-Papierzellstoff ohne Abbauextrahiert wurden.

[0016] Die WO 95/00698 beschreibt ein Verfahren, in welchem während der Herstellung vonKraft-Zellstoff zunächst ein wesentlicher Anteil an Hemicellulose aus dem Produktionsstromentfernt wird und in einer späteren Stufe wieder am Zellstoff abgelagert wird.

[0017] Aus der US 7,390,566 B2 sowie der WO 2007/128026 ist die Verwendung von Zellstoffmit einem relativ hohen Anteil an Xylan zur Herstellung von Viskosefasern bekannt. Die Ver¬wendung von hemicellulosereichem Zellstoff zur Herstellung von Lyocell-Fasern ist aus der WO99/47733 A1 sowie der WO 01/88236 A2 bekannt.

[0018] Die WO 2005/118950 beschreibt das Abtrennen von Beta-Cellulose aus durch Abpres¬sen nach einer Kalt- oder Heissalkaliextraktion (CCE, HCE) eines Zellstoffes angefallenenLauge.

[0019] Die Dokumente US 2008/001325 A1, AT 503610 B1, DE 3000306 A1, Östberg, L et al,BioResources 7(1), 743-755, Published 2012-01-05 und Dominiak, K. 13-C-NMR spektroskopi¬sche Untersuchungen zur Substituentenverteilung in Cellulosexanthogenaten, DissertationFakultät III der Technischen Universität Berlin, Berlin 2010, befassen sich mit dem Gehalt anHemicellulosen bzw. Xylan in Zellstoffen bzw. im Viskoseverfahren.

[0020] Es besteht nach wie vor ein Bedürfnis, die Ausbeute des Viskoseverfahrens bei gleich¬bleibender Qualität der Endprodukte zu erhöhen. Es besteht weiters ein Bedürfnis, neuartigeViskosefasern mit modifizierten Eigenschaften, insbesondere erhöhtem Absorptionsvermögenzur Verfügung zu stellen.

[0021] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird in einem Aspekt durch ein Verfahren zurHerstellung eines cellulosischen Formkörpers nach dem Viskoseverfahren durch Formgebungeiner Spinnmasse enthaltend Cellulosexanthogenat gelöst, welches dadurch gekennzeichnetist, dass dem Cellulosexanthogenat Xylan in einem Anteil von zumindest 1 Gew.%, bezogenauf Cellulose, bevorzugt 1 Gew.% bis 20 Gew.%, besonders bevorzugt 3 Gew.% bis 15 Gew.%zugegeben wird.

[0022] In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen nach dem Viskoseverfahren erhal¬tenen cellulosischer Formkörper mit einem Anteil an hochmolekularem Xylan mit einem durch¬schnittlichen Polymerisationsgrad (DP) von 75 bis 350, bevorzugt 110 bis 220, von zumindest0,5 Gew.% bezogen auf Cellulose, bevorzugt 2 Gew.% bis 8 Gew.%.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0023] Figur 1 zeigt den Abbau an niedermolekularen Bestandteilen im Viskoseprozess.

[0024] Figur 2 zeigt die Molmassenverteilungen von hochmolekularen Hemicellulosen aus

Zellstoffen sowie abgebauter Hemicellulose aus der Maische im Viskosepro¬zess [0025] Figur 3 zeigt Faserfestigkeiten von Viskosefasern mit einem erhöhten Gehalt an hoch¬ molekularem Xylan im Vergleich zu einer Standardfaser ohne zusätzlicheXylanzugabe [0026] Figur 4 zeigt die Entwicklung des Wasserrückhaltevermögens (WRV) von Viskosefa¬ sern durch die Zugabe von hochmolekularem Xylan in der Löselauge [0027] Figur 5 zeigt die Molmassenverteilung von nach einer CCE-Behandlung eines Eukalyp- tus-Kraft-Zellstoffes ausgefälltem Xylan und die Molmassenverteilung einer Vis¬kosefaser nach Zugabe dieses hochmolekularen Xylans.

[0028] Figur 6 zeigt die Molmassenverteilung einer Viskosefaser mit einem Anteil an 4,8% hochmolekularem Xylan und deren Molmassenverteilung nach rechnerischerEntfernung des hochmolekularen Xylananteils.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0029] Soweit nicht anders angegeben, bedeuten im Folgenden Prozentangaben jeweils Anga¬ben in Gewichtsprozent.

[0030] Es wurde überraschend gefunden, dass mit einer Zugabe von Xylan zum Cellulo¬sexanthogenat im Viskoseverfahren eine Erhöhung der Produktionsausbeute bei gleichbleiben¬den bzw. sogar verbesserten Eigenschaften der resultierenden Celluloseformkörper erreichtwerden kann.

[0031] Im Unterschied zum Stand der Technik, in welchem die im Zellstoff enthaltenen Xylanewährend der Alkalisierung des Zellstoffes großteils herausgelöst werden und als Abfallprodukt anfallen, wird erfindungsgemäß das Xylan zum Cellulosexanthogenat zugegeben. In den nach¬folgenden Schritten des Viskoseverfahrens (Verspinnen, Regeneration etc.) findet kein wesent¬licher Abbau oder Herauslösen des Xylanes mehr statt, sodass dieses im weitgehend im ent¬standenen Formkörper erhalten bleibt.

[0032] Bevorzugt wird erfindungsgemäß das Xylan in Form einer alkalischen Lösung zugege¬ben. Die alkalische Lösung kann einen Anteil an Xylan von 1 bis 60 g/l aufweisen.

[0033] Insbesondere kann das Xylan dem Cellulosexanthogenat als Bestandteil einer alkali¬schen Löselauge zugegeben werden.

[0034] Bei der Auflösung des Cellulosexanthogenates zur Herstellung der Spinnlösung wirdbekanntermaßen eine alkalische Löselauge eingesetzt. In dieser kann nach der bevorzugtenAusführungsform der vorliegenden Erfindung das zuzugebende Xylan enthalten sein.

[0035] Besonders bevorzugt stammt das Xylan aus einer beim Abpressen von alkalisiertemZellstoff zu Beginn des Viskoseverfahrens anfallenden Presslauge. Insbesondere kann demCellulosexanthogenat die beim Abpressen von alkalisiertem Zellstoff anfallende Presslaugezugegeben werden.

[0036] Wie eingangs erwähnt, wird zu Beginn des Viskoseverfahrens der Zellstoff alkalisiert.Beim Abpressen des alkalisierten Zellstoffes fällt eine alkalische Presslauge an, welche einenhohen Anteil an durch das Alkalisieren aus dem Zellstoff herausgelöstem Xylan enthält.

[0037] Setzt man nun diese Presslauge als Löselauge zum Auflösen des Cellulosexanthogena¬tes ein, so führt man das zuvor aus dem Zellstoff herausgelöste Xylan dem Verfahren wieder zuund erhöht damit dessen Ausbeute.

[0038] Dieses Xylan ist relativ niedermolekular. Der Fachmann würde erwarten, dass eineZugabe von niedermolekularem Xylan negativen Einfluss auf die Festigkeitseigenschaften derresultierenden Faser hat. Es hat sich aber gezeigt, dass die Zugabe von niedermolekularemXylan die Festigkeit der Fasern nicht negativ beeinflusst und somit eine Ausbeuteerhöhung beigleichbleibenden Festigkeitseigenschaften möglich ist.

[0039] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah¬rens ist zumindest ein Teil des zugegebenen Xylans ein hochmolekulares Xylan mit einemdurchschnittlichen Polymerisationsgrad (DP) von 75 bis 350, bevorzugt 110 bis 220.

[0040] Wie bereits erwähnt, ist das in der oben beschriebenen Ausführungsform aus der Press¬lauge der Alkalisierung des Zellstoffes im Viskoseverfahren stammende Xylan aufgrund deswährend des Abbaus in der Alkalisierung vergleichsweise niedermolekular (siehe Figur 2).

[0041] Es hat sich gezeigt, dass Viskosefasern, die durch Zugabe solch niedermolekularenXylans erhalten werden, in ihren Eigenschaften wie z.B. Festigkeit und Dehnung nicht hinterherkömmlichen Viskosefasern zurückfallen.

[0042] Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bei der Zugabe von hochmolekularemXylan zum Cellulosexanthogenat vergleichbare Festigkeitswerte und zusätzlich ein erhöhtesWasserrückhaltevermögen sowie auch eine bessere Beständigkeit des enthaltenen Xylansgegenüber weiteren Verfahrensschritten resultiert.

[0043] Auch das hochmolekulare Xylan wird dabei in einem Anteil von 1 % bis 20%, vorzugs¬weise 3% bis 15%, bezogen auf Cellulose, zugegeben.

[0044] Das hochmolekulare Xylan kann bevorzugt aus einem im Zuge eines Extraktionsschrit¬tes bei der Herstellung eines Zellstoffes anfallenden hemicellulosenreichen Stoffstrom stam¬men.

[0045] Verfahren zur Extraktion von Zellstoffen im Zuge derer Herstellung, wie z.B. eine alkali¬sche Vorextraktion direkt aus den Hackschnitzeln vor einem Holzaufschluss oder eine KaltAlka-liextraktion (CCE) sind bekannt. Auch nicht alkalische Verfahren zur Extraktion mit Komplex-bildnem wie z. B. Nitrenen oder organischen Lösungsmitteln wie z. B. DMSO werden in der

Literatur vorgestellt. Im Unterschied zur Alkalisierung des (fertigen) Zellstoffes zu Beginn desViskoseverfahrens wird bei diesen Extraktions-Verfahren das Xylan zwar aus dem Zellstoffherausgelöst, aber im wesentlichen nicht abgebaut.

[0046] Wird die durch Abpressen des Zellstoffes nach der Extraktion gewonnene Presslaugedurch entsprechende Verfahren, z.B. Membranfiltration wie in der WO 2005/118050, aufkon¬zentriert, so entsteht dabei ein Stoffstrom mit einem hohen Anteil an hochmolekularem Xylan.Diese Lauge kann z.B. wieder direkt als Löselauge bzw. als Teil davon dem Cellulosexantho-genat zugegeben werden.

[0047] Dies bedeutet insbesondere in einem integrierten Viskosewerk, in welchem der Aus¬gangs-Zellstoff zum Viskoseverfahren selbst hergestellt wird, eine Ausbeuteerhöhung, weil dassonst als Abfallstrom anfallende Xylan wieder dem Prozess zugeführt wird.

[0048] Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen nach dem Viskoseverfahren erhaltenencellulosischer Formkörper mit einem Anteil an hochmolekularem Xylan mit einem durchschnittli¬chen Polymerisationsgrad (DP) von 75 bis 350, bevorzugt 110 bis 220, von zumindest 0,5%bezogen auf Cellulose, bevorzugt 2% bis 8%.

[0049] Der erfindungsgemäße Formkörper ist neu, da - ohne die erfindungsgemäß vorgesehe¬ne Zugabe von hochmolekularem Xylan zum Cellulosexanthogenat - im herkömmlichen Visko¬severfahren aufgrund des Abbaus sowie Herauslösens von Xylan kein hochmolekulares Xylanmehr im entstandenen Formkörper enthalten ist.

[0050] Der erfindungsgemäße cellulosischer Formkörper liegt bevorzugt in Form einer Faser,z.B. Stapelfaser oder Filamentfaser vor.

[0051] Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des erfindungsgemäßen cellulosischenFormkörpers in saugfähigen Produkten.

BEISPIELE

[0052] Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert: [0053] Bis zur Herstellung des Cellulose-Xanthogenats folgt der Herstellungsprozess demherkömmlichen Viskoseprozess. Erfindungsgemäß wird als Löselauge eine reine Lauge, die mitXylan angereichert wurde oder eine bereits Xylan enthaltende Lauge eingesetzt.

[0054] Die Lauge kann niedermolekulare und/oder hochmolekulare Xylane enthalten.

[0055] Wenn eine Lauge mit lediglich niedermolekularen Xylanen eingesetzt wird, kann dieLauge gemeinsam mit einem gegebenenfalls ebenfalls verwendeten Lösewasser zugegebenwerden.

[0056] Bei einer Lauge mit hochmolekularen Xylanen sollte diese, um eine Ausfällung derXylane zu vermeiden, zunächst zum Cellulosexanthogenat zugegeben werden und eine etwai¬ge Zugabe von Lösewasser separat erfolgen.

[0057] In den folgenden Beispielen 2 bis 6 wurde eine hochmolekulare Xylane enthaltendeLauge eingesetzt.

[0058] Zur Gewinnung der in diesen Beispielen verwendeten an hochmolekularem Xylan rei¬chen Lauge wurde ein Papierzellstoff aus Eukalyptusholz, der nach dem Kraftverfahren herge¬stellt wurde, 30 min mit 90g/l NaOH bei einer Stoffdichte von 10% behandelt. Die anfallendeLauge wurde unverändert und nach einem Anreicherungsprozess z. B. mittels Membranfiltrati¬on, als Löselauge eingesetzt.

[0059] Die Löselauge enthielt zwischen 1 und 66 g/l gelöstes Xylan. Das Xylan wurde nach derXanthogenierung mit der alkalischen Löselauge zum Xanthogenat gegeben und homogeneingemischt. Das Xylan wies folgende Molekulargewichtsverteilung auf:

Mw Mn PDI DPkg/mol kg/mol

Xylan 22 13 λϊ Ϊ67

Tabelle 1 : Molekulargewicht des eingesetzten Xylans aus einer CCE-Lauge [0060] In Abbildung 2 ist die Molekulargewichtsverteilung von hochmolekularem Xylan darge¬stellt, wie es aus einer CCE-Lauge von Nadel- bzw. Laubholzzellstoffen hergestellt wird. Es istdeutlich zu erkennen, dass das Xylan, das nach Anwendung einer CCE-Stufe gewonnen wird,ein weitaus höheres mittleres Molekulargewicht aufweist als das bereits in der Maische desViskoseprozesses abgebaute Xylan.

[0061] Das Xylan wurde dem Xanthogenat aus einem herkömmlichen Buchen-Sulfit-Zellstoffzugegeben und war daher nicht während der Sulfidierung anwesend, sondern erst im darauffol¬genden Prozessschritt, der Auflösung des Xanthogenats. Das Xylan ist somit nicht xanthoge-niert, aber in NaOH gelöst. Die Fasern wurden im Labor ausgesponnen. Es wurden so Fasernmit einem deutlich höheren Gehalt an Xylan hergestellt (siehe unten Tabelle 2). BEISPIEL 1 (VERGLEICHSBEISPIEL): [0062] Ein Zellstoff (Buchen-Sulfit-Zellstoff) wurde mit ca. 18%iger NaOH versetzt, abgepresstund einer Vorreife bei ca. 34 °C über 19 Stunden unterzogen. Eine Spinnmasse mit der Basis¬zusammensetzung 32% CS2, 8,6 bis 8,9% Zellulose und 5,2 bis 5,6% Alkali wurde hergestellt.Der Versuch wurde mit derselben Anordnung wiederholt (Beispiele 1-1 bzw. 1-2).

[0063] Die Löselauge enthielt 0% Xylan. Die so erhaltene Spinnmasse wurde auf herkömmlicheWeise zu Fasern mit den in Tabelle 2, Beispiel 1 gezeigten Eigenschaften versponnen. Das inden Fasern vorhandene (niedermolekulare) Xylan von 0,6 bzw. 0,7% stammt aus dem einge¬setzten Zellstoff. BEISPIEL 2 [0064] Zu einem Xanthogenat gemäß Beispiel 1 wurde eine Löselauge mit 8,5 g/l hochmoleku¬larem Xylan zugesetzt. Die so erhaltene Spinnmasse wurde zu Fasern mit den in Tabelle 2,Beispiel 2 gezeigten Eigenschaften versponnen. Die Xylanaufnahme betrug 63% des in derLöselauge vorhandenen hochmolekularen Xylans, was einem Anteil an hochmolekularem Xylanvon 0,7% bezogen auf die Faser entspricht. BEISPIEL 3 [0065] Zu einem Xanthogenat gemäß Beispiel 1 wurde eine Löselauge mit 22,0 g/l hochmole¬kularem Xylan zugesetzt. Die so erhaltene Spinnmasse wurde zu Fasern mit den in Tabelle 2,Beispiel 3 gezeigten Eigenschaften versponnen. Die Xylanaufnahme betrug 79,2% des in derLöselauge vorhandenen hochmolekularen Xylans, was einem Anteil an hochmolekularem Xylanvon 2,7% bezogen auf die Faser entspricht. BEISPIEL 4 [0066] Zu einem Xanthogenat gemäß Beispiel 1 wurde eine Löselauge mit 39,0 g/l hochmole¬kularem Xylan zugesetzt. Die so erhaltene Spinnmasse wurde zu Fasern mit den in Tabelle 2,Beispiel 4 gezeigten Eigenschaften versponnen. Die Xylanaufnahme betrug 77,2% des in derLöselauge vorhandenen hochmolekularen Xylans, was einem Anteil an hochmolekularem Xylanvon 4,8% bezogen auf die Faser entspricht.

[0067] Um das hochmolekulare Xylan auf der Faser nachzuweisen, wurden die Molmassenver- teilungen der Xylan angereicherten Faser und die des eingesetzten CCE-Xylans mittels Grö-ßenausschlußchromatographie bestimmt (Figur 5). Im Bereich des Xylan-Peaks ist deutlich eineSchulter bei der Faser zu erkennen, die auf eine Anreicherung des zugegebnen Xylans in derFaser schließen lässt. Wenn dieser Xylananteil rechnerisch abgezogen wird, ergibt sich eineKurve von einer Standard-Viskosefaser, wie in Figur 6 dargestellt. Der in den Figuren 5 und 6angegebene Xylangehalt von 5,5% bezieht sich dabei auf den Gesamtgehalt an Xylan in derFaser (d.h. Xylan aus eingesetztem Zellstoff zuzüglich zugegebenem hochmolekularem Xylan). BEISPIEL 5 [0068] Zu einem Xanthogenat gemäß Beispiel 1 wurde eine Löselauge mit 31,7 g/l Xylan zuge¬setzt. Die so erhaltene Spinnmasse wurde zu Fasern mit den in Tabelle 2, Beispiel 5 gezeigtenEigenschaften versponnen. Die Xylanaufnahme betrug 60,2% des in der Löselauge vorhande¬nen hochmolekularen Xylans, was einem Anteil an hochmolekularem Xylan von 6,9% bezogenauf die Faser entspricht. BEISPIEL 6 [0069] Zu einem Xanthogenat gemäß Beispiel 1 wurde eine Löselauge mit 66,3 g/l Xylan zuge¬setzt. Die so erhaltene Spinnmasse wurde zu Fasern versponnen. Die Xylanaufnahme betrug54,4% des in der Löselauge vorhandenen hochmolekularen Xylans, was einem Anteil an hoch¬molekularem Xylan von 10,0% bezogen auf die Faser entspricht.

[0070] In diesem Beispiel wurde die das Xylan enthaltende Löselauge dem Cellulosexantho-genat gemeinsam mit Lösewasser zugegeben. Offensichtlich dadurch bedingt kam es zu einemteilweisen Ausfallen des Xylans in der Spinnmasse, sodass die Qualität der Spinnlösung (Fil¬terwert etc.) sowie auch jene der ersponnenen Fasern hinter denen der Beispiele 2 bis 5 zu¬rückblieben. BEISPIEL 7 (VERGLEICHSBEISPIEL) [0071] In einer Pilotanlage wurde derselbe Buchen-Sulfit-Zellstoff zur Herstellung von Viskose¬fasern eingesetzt. Nach der Maische des Zellstoffes wurde durch Abpressen eine mit niedermo¬lekularem Xylan angereicherte Presslauge gewonnen. Diese Lauge wurde einer Nanofiltrationunterzogen. Das Permeat aus der Nanofiltatrion, welches nur einen geringen Gehalt an nieder¬molekularem Xylan aufweist, wurde anschließend als Löselauge in der Pilotanlage verwendet.

[0072] Aufgrund des dadurch niedrigen Angebotes von 0,38% Xylan bezogen auf Cellulose inder Spinnmasse und dessen geringen Molekulargewichtes wurde kein zusätzliches Xylan aufder Viskosefaser ausgefällt. Der Xylangehalt der ausgesponnenen Faser betrug 0,5%. DiesesXylan stammt aus dem eingesetzten Zellstoff. BEISPIEL 8 [0073] In einer Pilotanlage wurde derselbe Buchen-Sulfit-Zellstoff zur Herstellung von Viskose¬fasern eingesetzt. Als Löselauge wurde das an niedermolekularem Xylan reiche Retentat ausder in Beispiel 7 beschriebenen Nanofiltration eingesetzt.

Das Xylanangebot in der Spinnmasse betrug 5,67% bezogen auf Cellulose. Hiervon wurden30,0% in die Faser eingesponnen. Es wurde eine Faser mit 2,2% Xylan erhalten.

PRÜFMETHODEN BESTIMMUNG DER ZUCKER IN DER FASER: [0074] Nach einer zweistufigen Total hydrolyse mit Schwefelsäure H2S04 wurden die Zucker¬monomere mittels Anionen-Austauschchromatografie (AEC) mit einem gepulsten amperometri-schen Detektor (PAD) bestimmt. Die Methode wurde in folgender Publikation beschrieben: SixtaH, Schelosky N, Milacher W, Baidinger T, Röder T (2001) Characterization of alkali-soluble pulp fractions by chromatography. Proceedings of the Nth ISWPC, Nice, France: 655-658. BESTIMMUNG DER MOLEKULARGEWICHTSVERTEILUNG IN DER FASER: [0075] Die Molekulargewichtsverteilung in Fasern wurde mittels Größenausschlußchromato¬graphie (SEC) bestimmt. Die Proben wurden in DMAc-LiCI (Dimethylacetamid/Lithiumchlorid)gelöst. Ein MALLS-Detektor (multi-angle laser light scattering) wurde verwendet. Weitere De¬tails wurden von Schelosky N, Röder T, Baidinger T (1999), Molmassenverteilung cellulosischerProdukte mittels Größenausschlusschromatographie in DMAc/LiCI, Das Papier 53, 12:728-738,veröffentlicht.

[0076] Bestimmung der Molekulargewichtsverteilung des zugegebenen hochmolekularenXylans: Das Xylan wurde aus der CCE-Lauge unter sauren Bedingungen ausgefällt, analog zurStandard Methode Tappi T 203 om-93: 1993 zur Bestimmung der beta und gamma Fraktion.Anschließend wurde wie zur Bestimmung der Molekulargewichtsverteilung von Fasern mit derSEC-Methode fortgesetzt. LISTE DER ABKÜRZUNGEN: CCE cold caustic extraction, Kalt-Alkali-VeredelungCS2 Schwefelkohlenstoff DP Degree of Polymerization, PolymerisierungsgradMW MolekulargewichtMw Gewichtsmittel des MolekulargewichtesMn Zahlenmittel des Molekulargewichtes SEC Size exclusion chromatography, GrößenausschlußchromatographieWRV WasserrückhaltevermögenPDI Polydispersitätsindex Mw/Mn [0077] Die Eigenschaften der jeweils erhaltenen Viskosespinnmassen sowie der erhaltenenFasern aemäß der Beispiele 2 bis 5 sind in der folaenden Tabelle 2 zusammengefasst:

Tabelle 2: Eigenschaften von Viskosefasern aus Buchen-Sulfitzellstoff mit eingesponnenemXylan aus einer CCE-Stufe als Co-Polymer [0078] Das hochmolekulare Xylan wurde zu einem unerwartet hohen Anteil von der Faseraufgenommen. Die Aufnahme in die Viskosefaser betrug 63% bis 79% des in der Löselaugeangebotenen Xylans. Aus dem Filterwert und der Partikelzahl wird deutlich, dass die Qualitätder Spinnmasse und die Prozessierbarkeit keinesfalls unter der Zugabe dieses CoPolymerslitten.

[0079] Im Gegensatz dazu wird Xylan, das lediglich mit einem Chemie- oder Papierzellstoff inden Prozess eingetragen wird, abgebaut und infolge dessen zu 63 bis 80% während der Mai¬sche und im Spinnbad entfernt (siehe die folgende Tabelle 3). Auch Filterwert und Partikelgeh¬alt der Viskosespinnmasse sind - insbesondere bei einem hohen Eintrag von Xylan aus einemPapierzellstoff - deutlich verringert.

Tabelle 3: Verlust von mit dem Zellstoff eingetragenem Xylan im Viskoseprozess [0080] Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die textilmechanischen Eigenschaften derhergestellten Fasern nahezu konstant bleiben (siehe Figur 3). Die in Figur 3 angegebenenXylangehalte beziehen sich dabei wiederum auf den Gesamtgehalt an Xylan in der Faser (d.h.Xylan aus eingesetztem Zellstoff zuzüglich zu gegebenem Xylan).

[0081] Auch das Wasserrückhaltevermögen WRV konnte durch den Einbau des Xylans in dieViskosefaser deutlich erhöht werden (siehe Tabelle 2 und Figur 4). D.h. die Aufnahme vonWasser und die Fähigkeit Wasser zu adsorbieren konnten nicht nur gesteigert, sondern auchgezielt über den Xylangehalt der Faser eingestellt werden. Dies ist z. B. für die Anwendung insaugfähigen Produkten eine ganz neue Möglichkeit, Produkteigenschaften zu gestallten. DieAbszisse (Xylangehalt) in der Figur 4 bezieht sich erneut auf den Gesamtgehalt an Xylan in derFaser.

[0082] In der Figur 4 ist auch das Wasserrückhaltevermögen der gemäß Beispiel 6 hergestell¬ten Faser (Gehalt an hochmolekularem Xylan: 10,0%) gezeigt. Dieses betrug 106,0%.

[0083] Die Eigenschaften der jeweils erhaltenen Viskosespinnmassen sowie der erhaltenenFasern gemäß der Beispiele 7 und 8 sind in der folgenden Tabelle 4 zusammengefasst:

Tabelle 4. Eigenschaften von Viskosefasern hergestellt unter Zugabe von Xylan aus der Visko¬seproduktion

Claims (11)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines cellulosischen Formkörpers nach dem Viskoseverfahrendurch Formgebung einer Spinnmasse enthaltend Cellulosexanthogenat, dadurch gekenn¬zeichnet, dass dem Cellulosexanthogenat Xylan in einem Anteil von zumindest 1 Gew.%,bezogen auf Cellulose, bevorzugt 1 Gew.% bis 20 Gew.%, besonders bevorzugt 3 Gew.%bis 15 Gew.% zugegeben wird.
2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Xylan in Form eineralkalischen Lösung zugegeben wird.
3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Xylan demCellulosexanthogenat als Bestandteil einer alkalischen Löselauge zugegeben wird.
4. 4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dasXylan aus einer beim Abpressen von alkalisiertem Zellstoff zu Beginn des Viskoseverfah¬rens anfallenden Presslauge stammt.
5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Cellulosexanthogenateine beim Abpressen von alkalisiertem Zellstoff zu Beginn des Viskoseverfahrens anfallen¬de Presslauge zugegeben wird.
6. 6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumin¬dest ein Teil des zugegebenen Xylans ein hochmolekulares Xylan mit einem durchschnittli¬chen Polymerisationsgrad (DP) von 75 bis 350, bevorzugt 110 bis 220, ist.
7. 7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das hochmolekulare Xylanin einem Anteil von 1 Gew.% bis 20 Gew.%, vorzugsweise 3 Gew.% bis 15 Gew.%, bezo¬gen auf Cellulose, zugegeben wird.
8. 8. Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das hochmolekulareXylan aus einem im Zuge eines Extraktionsschrittes bei der Herstellung eines Zellstoffesanfallenden hemicellulosenreichen Stoffstrom stammt.
9. 9. Nach dem Viskoseverfahren erhaltener cellulosischer Formkörper mit einem Anteil anhochmolekularem Xylan mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad (DP) von 75 bis350, bevorzugt 110 bis 220, von zumindest 0,5 Gew.% bezogen auf Cellulose, bevorzugt 2Gew.% bis 8 Gew.%.
10. 10. Cellulosischer Formkörper gemäß Anspruch 9 in Form einer Faser.
11. 11. Verwendung eines cellulosischen Formkörpers gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10 insaugfähigen Produkten. Hierzu 6 Blatt Zeichnungen