Lenzinger Berichte
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LENZINGER BERICHTE Folge 27 Mai 1969 Seite Die besonderen Eigenschaften von HOCHMODUL 333 in ihrer Beziehung zur Faserstruktur Direktor Dr. Hans A. K r j c s i g , Lenzing . 5 Die Eigenschaften von tlOCHMODUL 333 in ihrer Beziehung zum textilen Verhalten dieser modernen Spinnfaser Prof. D~pl.Ing. Wilhelm H c r z o g . Wien . 12 Einsatzmöglichkeiten von HOCHMODUL 333 Prof. Dipl.Ing. Wilhelm H e r z o g . Wien . 23 HOCHMODUL 333 - Verarbeitungshinweise für die Spinnerei Ing. Crnst 11 0 I z m ü n n , Lenzing 28 Veredlung von Artikeln aus 100 % HOCHMODUL 333, sowie solchen aus Mischungen mit Baumwolle bzw. Synthetics Rudolf S e i d I c r , Textiltechniker, Lenzing 36 Maßnahmen zur Verhinderung von streifigen, blendigen oder wolkigen Waren, insbesondere bei heiklen Artikeln Prof. Dipl.lng. Wilhelm H c r z o g , Wien . 41 Die Herstellung von Chemiezellstoff aus Einjahrespflanzen Dr. Ingrid S c e b a u c r , Lenzing . 46 über Temperaturunterschiede in der Alkalizellulose bei der Faserxanthogenierung Ing. Dag E h r c n g a r d und Dozent Dr. Erich T r e i b c r , Stockholm . 52 Flammfestausrüstung von Polyester-, Vinyl- und Baumwollfasern mit Phosphorverbindungen Professor Dr. Hermann M a r k und Rudolf 2 e I c n k a , Brooklyn/Ncw York . 54 Verbesserung der Gebrauchswerte von Zellwolletextilien durch Kunstharzhochveredlung und/oder durch Zusatz kleiner Mengen an Synthesefasern Dipl.Ing. Tibor R o b i n s o n , Birsfelden bei Basel . 56 Neubelebung der textilen Künste durch Chemiefasern Dr. Joseph N ü s s 1 e i n . Frankfurt am Main . 66 Von der Handstickerei zur Vorarlberger Stickereiindustrie Lucie Harn pel, Wien . 12 Wirtschaftspolitische Probleme der deutschen Textilindustrie Dr. Hans-Werner S t a r a t z k e , M.d.B., Frankfurt am Main . 88 Sind Belegmuster und Produktionsprotokolle sinnvoll und wirtschaftlich vertretbar? Prof. Dipl.Ing. Wilhelm H e r z o g , Wien . 90 Mai 1969 LENZINGEH BERICHTE Folge 27 Die besonderen Eigenschaften von HOCHMODUL Diese Entwicklung hat auch den Fortschritt auf dem Gebiet 333 in ihrer Beziehung zur Faserstruktur textiler Zelluloseregeneratfasern in ständig steigendem Ma- Be befruchtet. Die hochfesten Viskosefasertypen und die Gruppe der sogenannten Modalfasern, zu der die Hochnaß- modul- und die Polynosicfasern zahlen, resultieren weitge- hend aus der Übertragung und Weiterverfolgung der bei die- sen Entwicklungen gewonnenen Erfahrungen. Hiedurch er- hielt die Viskoseregeneratfaser und ihre Anwendung neue Direktor Dr. Hans A. K r ä s s i g Impulse. Chemiefaser Lenzing AG., Lenzing Während diese Entwicklungen zunächst weitgehend von in- dustriellen Praktikern erarbeitet und überwiegend auf empi- rische Weise erzielt wurden, haben sie in der Folge die Wis- senschaftler angeregt, Erklärungen fur die erreichten Eigen- schaftsverbesserungen zu suchen, um gezielte Weiterent- wicklungen zu stimulieren. Die Ergebnisse solcher Unter- suchungen, zu denen wir mit eigenen Studien2) beitrugen, haben gezeigt, daß die gewonnenen Eigenschaftsverbesse- Das Ziel dieser Ausführungen ist es, die strukturellen Besonderheiten rungen durch die spezifischen Veränderungen des struktu- der HOCHMODUL 333-Faser darzustellen. Aus der Kenntnis dieser rellen Aufbaues der Fasern erklärt werden können. Besonderheiten soll das Verständnis der Unterschiede dieser weitcr- ent\vickclten Zclluloseregeneratfascr im Vcrglcich zu anderen neue- Nach den neuesten Erkenntnissen über den strukturellen ren Vtskosefasertvoen vermittelt werden. Aufbau von Chemiefasern im allgemeinen, auf die wir aber i 1 im einzelnen hier nicht eingehen können, kann derselbe in vereinfachter und schematisierter Form, wie in Abbildung 1 gezeigt, dargestellt werden. This articlc describes thc structural characteristics of the HOCH- MODUL 333, thc high wet modulus fiber of Chemiefaser Lenzing AG. From the knowledge of the structrual characteristics an under- standing of the specific properties of this improved regenerated cel- lulose fiber is being derived in comparison with other types of mo- dern viscose fiberr. Bis zu Beginn der Fünfzigerjahre hatte man allgemein ange- nommen, daß die Möglichkeiten, die Eigenschaften der mit- tels eines Ndspinnverfahrens erzeugten Viskosefasern nach Wunsch zu verändern, begrenzt seien. Man sah darin viel- fach einen der wesentlichen Grunde der Überlegenheit der damals neu aufkommenden thermoplastischen Synthese- fasern. Angespornt durch die sich ständig verschärfende Konkur- renz der Polyamidfasern speziell in technischen Einsatzsek- Abb. 1: Modellvorstellungen über den Aufbau von Fasern toren, wie beispielsweise im Reifenkordgebiet, gelang es den A = Fransenmizellarstruktur Viskosefaserherstellern, diese Annahme erfolgreich zu wi- B = Fransenfibrillarstruktur derlegen. Maßgeblich für diesen Durchbruch war die Er- kenntnis der Wirksamkeit gewisser Viskosezusatzmittel, der sogenannten Modifikatoren, die erstmals durch C o x und Dieses Modell stellt den Faseraufbau als Netzwerk mehr Mitarbeiterl) von der Firma Du Pont de Nemours gewon- oder weniger ausgeprägt definierter morphologischer Einhei- nen wurde. Die Anwendung solcher Zusätze unter optima- ten dar, die aus der Zusammenlagerung von Elementarfibril- len Bedingungen hat zur Entwicklung von Zelluloseregene- len entstanden sind. Diese werden ihrerseits durch die An- ratfasern mit hoher Reißfestigkeit, aber mit der für techni- einanderreihung von Kristalliten gebildet. Je nach dem Ord- nungsgrad durfte die Struktur mehr fransenmizellar oder sche und textile Anwendungen erforderlichen Bruchdeh- nung von etwa 10 7%und mehr geführt. fransenfibrillar sein. Im ersteren Fall wird der Zusammen- halt der morphologischen Einheiten überwiegend durch we- Daraus gingen die modernen Super-Reifenkordtypen hervor, nig geordnete Segmente von Makromolekülen bewirkt. Im die trotz schärfster Konkurrenz und entgegen allen Progno- zweiten Fall sorgen divergierende Elementarfibrillen fm die sen bis heute einen beachtlichen Marktanteil gehalten haben. Bindung des Systems. 5 Folge 27 LENZINGER BERICHTE Mai 1969 Die mechanisch!en Eigenschaften bzw. das textile Verhalten faserbildenden Polymermolektile allein verantwortlich ist. werden vor allem durch folgende Strukturmerkmale beein- In die Beziehung geht auch die Lange der morphologischen flußt: Einheiten gemäl? der Differenz l/DP,, - I/DP ein. Diese a) die MoleküZlrZngeder die Faser aufbauenden Makromole- Differenz stellt ein direktes Maß der intakten molekularen küle in Verbindung mit der Länge der morphologischen Bindungen dar, die in den Verbrückungsbereichen zwischen Einheiten, die das Netzwerk der Faser bilden, den morphologischen Einheiten vorliegen. Daraus leitet sich zwingend die Schlußfolgerung ab, daß für die mechanischen b) den Orientierungsgrad der morphologischen Einheiten Eigenschaften sowie für das Gebrauchsverhalten von Fasern sowie der verbruckenden Bereiche in bezug auf die Faser- vor allem der Bindungs- und Strukturzustand in diesen über- achse und brückungsbereichen verantwortlich ist. c) die Dichte und Regelmäjigkeit der Packung der Struktur- einheiten innerhalb der Faser, die allgemein auch unter Der Einfluß der Molekülgröße bzw. der Länge der morpho- den Begriffen ,,Ordnungsgrad” bzw. ,,Kristallinität” zu- logischen Einheiten auf die Dehnung konnte gleichfalls sammengefalat werden. nachgewiesen werden. Je größer die Zahl der in den über- gangsbereichen intakten Verbrückurigen ist (d.h. je größer Auf die Methoden zur Bestimmung dieser Strukturparame- die Differenz l/DPm~ - l/DP ist), umso geringer ist die ter kann hier nicht eingegangen werden. Es existieren aber Möglichkeit des gleitenden Nachgebens der morphologischen in der Literatur einige gute Zusammenfassungen darüber3). Einheiten und der sie aufbauenden Fibrillen. Die größere Durch Modellstudien gelang es, den Einfluß der Molekiil- länge, der Orientierung der Struktureinheiten sowie des Ord- Länge der morphologischen Einheiten bewirkt eine steri- sehe Behinderung sowie eine Verringerung der Dehnung, nungsgrades auf die Eigenschaften von Chemiefasern quan- gleichzeitig aber auch eine Erhöhung des Relaxationsvermö- titativ zu erfassen. gens. Der Einjlufl der Molekiilgröj3e der die Faser aufbauenden Der Einfluß des Orientierungsgrades auf die mechanischen Makromolekiile auf die mechanischen Eigenschaften, insbe- Eigenschaften, insbesondere auf Reißfestigkeit und spezifi- sondere auf dir: Festigkeit, läßt sich gemäß der skizzierten sche Dehnbarkeit, ist sehr ausgeprägt4). Wie in Tabelle 1 Strukturauffassung über den Faseraufbau nur in Zusammen- hang mit der L,änge der das Netzwerk der Faser bildenden veranschaulicht, ist dieser Einfluß im Falle der Zellulose- morphologischen Einheiten erfassen, wie dies in Abbildung 2 regeneratfasern iiber Verstreckungsserien leicht fai?bar, da veranschaulicht wird. eine verschiedene Verstreckung offensichtlich nur den Ori- entierungsgrad der Bauelemente der Fasern beeinflußt, nicht aber den Ordnungsgrad Cr1 bzw. die Länge der morphologi- schen Einheiten IDP,E. Tabelle 1: Ergebnis der Struktur- und Eigenschaftscharakterisie- rung vor >ei verschiedener Verstreckung nach einem Rei- fenkord! qahren und dem Toramomenverfahren erspon- nenen PI Den. R.F. R.F. Prozent Probe DP DPmE Crl fr kond. naß Dehnung glden glden kond. Reifenkordserien: 20% 445 76 0.69 0.29 2.47 1.30 12.2 40 % 450 84 0.69 0.37 3.17 2.58 15.5 60 % 440 76 0,69 0.43 4.73 2.42 14.4 80 % 446 73 0,59 0,46 6.61 3.53 12.5 96% 436 71 0.59 0.41 4.93 3.10 13.5 Toramomenserien: Abb. 2: Beziehung zwischen dem reziproken durchschnittlichen 20% 660 166 0,72 0.47 2.85 1.84 9.4 Polymerisationsgrad