CHEMIEFASERN. Friederike Hentschel Chemiefasern MODETECHNOLOGIE & STOFFE

Transkript

1 CHEMIEFASERN U. Völker & K. Brücker. Von der Faser zum Stoff - Textile Werkstoff- und Warenkunde. Dr. Felix Büchner - Handwerk und Technik, S.52

2 SPINNVERFAHREN CHEMIEFASERN Einteilung nach Spinnverfahren Querschnitte von Düsenformen Verschiedene Verfasser. Fachwissen Bekleidung. Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 2013, S. 27 U. Völker & K. Brücker. Von der Faser zum Stoff - Textile Werkstoff- und Warenkunde. Dr. Felix Büchner - Handwerk und Technik, S.54

3 ZELLULOSISCHE CHEMIEFASERN FASERGEWINNUNG U. Völker & K. Brücker. Von der Faser zum Stoff - Textile Werkstoff- und Warenkunde. Dr. Felix Büchner - Handwerk und Technik, S.59

4 VISKOSE (CV) / MODAL (CMD) Der Rohstoff für die Herstellung von Viskose und Modal ist Eukalyptus-, Bambus-, Pinien-, und Buchenholz. Viskosespinnverfahren (Nassspinnverfahren): Das Holz wird entrindet & gestückelt, die Harze und Bindemittel des Holzes werden ausgekocht. Nach der Reinigung und dem Bleichen wird die gewonnene Zellulose zu Zellstoffplatten gepresst. Die Spinnmasse wird im Spinnbad durch feine Sinndüsen gepresst. Im schwefelsauren Sinnbad gerinnt die Spinnmasse und die so entstehenden Viskosefilamente festigen sich. Die Filamente bestehen zu 100% aus Zellulose, da durch das Spinnbad und anschließendes Waschen die Lösungsmittel wieder herausgelöst worden sind. Je nach weiterer Verwendung und Einsatz werden Viskosefilamente hergestellt oder durch Schneiden Stapelfasern gewonnen. Viskose: Die beim Viskoseverfahren zur Spinnmasse gelöste Zellulose erfährt chemisch nahezu keine Veränderung daher bezeichnet man die Fasersubstanz als regenerierte (erneuerte) Zellulose. Viskose ist in ihrer chemischen Zusammensetzung mit Baumwolle vergleichbar. Modal wird nach dem gleichen Prinzip wie Viskose hergestellt. Das Viskoseverfahren wird durch weitere Chemikalienzusätze im Spinnbad modifiziert, welche die amorphen und kristallinen Bereiche der Faser und die Länger der Molekülketten beeinflussen dadurch hat Modal bessere Gebrauchseigenschaften, wie z.b. eine höhere Trocken- und Nassfestigkeit. Bekleidungsphysiologische Eigenschaften von CV / CMD Wärmeisolation: Viskosefilamente werden zu glatten textile Flächen mit geringem Lufteinschluss verarbeitet sie isolieren weniger als Spinnfasergarne und haben ein geringeres Wärmerückhaltevermögen. Viskose-Spinnfasergaren und Modal können entsprechend der Flächenkonstruktion mehr oder weniger Luft einschließen das Wärmerückhalte- und Isolationsvermögen richtet sich danach. Feuchtigkeitsaufnahme & Saugfähigkeit: Viskose und Modal haben eine sehr gute Feuchtigkeitsaufnahme. Das Quellvermögen der Fasern ist sehr gut Viskose und Modal sind saugfähiger als Baumwolle (hygroskopisch). Dehnbarkeit: Die Höchstzugkraftdehnung liegt bei 15% - 30% und ist doppelt so hoch wie die der Baumwolle. Elastizität: Die Elastizität ist wie bei allen zellulosischen Fasern gering und knittert dadurch. Festigkeit: Viskose hat eine deutlich geringere Festigkeit als Baumwolle die Nassfestigkeit ist noch geringer und liegt bei 40% - 70% der Trockenfestigkeit. Modal hat eine höhere Trocken- und Nassfestigkeit als Viskose. Elektrostatische Aufladung: Viskose und Modal laden sich kaum elektrostatisch auf, da die Fasern ständig Feuchtigkeit enthalten.

5 Wichtige Eigenschaften & Verwendung von CV / CMD Viskose (Filamente) Viskosefilamente sind glatte und ebene Endlosgarne und werden für glatte und glänzende textile Flächen verwendet. Mehr als die Hälfte der Futterstoffe besteht aufgrund der guten bekleidungsphysiologischen Eigenschaften aus Viskose. weicher Fluss & seidige Glanz preiswerteste textile Endlosfaser gute Krepp- und Zwirneigenschaften geringe Nassfestigkeit und Formbeständigkeit besonders im nassen Zustand geringere Knitterneigung hoher Quellwert sehr gute Farbaufnahme & Färbeeigenschaften Viskose (Spinnfasern) Viskosespinnfasern haben eine hohe Saugfähigkeit und können glänzend sein. Sie werden bevorzugt mit anderen Fasern gemischt. Die Eigenschaften sind beeinflussbar und richten sich nach der Mischung. Man unterscheidet nach B-Type (Baumwolle), W-Type (Wolle), V-Type (Vliesherstellung) und T-Type (Teppichfasern). Anpassungsfähigkeit an Verwendungszweck Reinheit & Gleichmäßigkeit (im Gegensatz zu anderen natürlichen Fasern ohne Verunreinigungen) fließender Fall, weicher Griff & seidiger Glanz geringe Nassfestigkeit und Formbeständigkeit besonders im nassen Zustand häufige Mischungen: Baumwolle, Seide, Polyester, Elastan hoher Quellwert sehr gute Farbaufnahme & Färbeeigenschaften Modal Modalfasern werden fast ausschließlich als Spinnfasern verarbeitet Stapellänge und Feinheit werden dem Faserstoff angepasst, mit dem sie gemischt werden sollen. Neben den üblichen Feinheiten von 1,3 dtex 3,3 dtex ist Modal mit 1,0 dtex auch als Microfaser / Micromodal herstellbar. höhere Nassfestigkeit als Viskose dadurch formbeständig im nassen Zustand geringerer Verschließ als Viskose (höhere Reiß und Scheuerfestigkeit) sehr gleichmäßig widerstandsfähig gegen Laugen geringere Knitterneigung sehr gute Farbaufnahme & Färbeeigenschaften Lenzing Viskose / Lenzing Modal (Lenzing AG) - Danufil (Kelheim Fibres) - Enka-Viskose (Enka GmbH)

6 CUPRO (CUP) Cupro ist eine im Kupfer-Ammoniak-Verfahren hergestellte regenerierte Zellulosefaser. Cupro ist die Chemiefaser, die in ihren Eigenschaften der Seide am ähnlichsten ist. Cupro erkennt man am besonders weichem Griff und eleganten Fall. Weiterhin ist es sehr Saugfähig und wird daher oft als Futtermaterial für hochwertige Textilien verwendet. Da 99% des Kupfers zurückgewonnen und wiederverwendet werden kann, ist die Herstellung von Cupro nicht mehr so umweltschädlich wie noch vor einigen Jahren. Eigenschaften von Cupro sehr weicher angenehmer Griff sehr hohe Saugfähigkeit sehr gute Farbaufnahme & Färbeeigenschaften sehr gleichmäßig widerstandsfähig gegen Laugen geringere Knitterneigung LYOCELL (CLY) Lyocell ist eine nach dem Lösemittelverfahren hergestellte regenerierte Zellulosefaser. Der für die Herstellung von Lyocell verwendete Rohstoff ist Holz oder aus recycelten Alttextilien gewonnene Zellulose. Die Lyocellfaser wird mit dem Trocken-Nassspinnverfahren erzeugt. Der Herstellungsprozess von Lyocell ist sehr umweltfreundlich da NMMO ein organisches Lösungsmittel ist und zu 99,5% rückgewonnen und wieder verwendet werden kann, weiterhin ist es nicht toxisch und kann biologisch abgebaut werden. Die Bekleidungsphysiologischen Eigenschaften sind mit den übrigen Zellulosefasern wie Viskose und Modal vergleichbar. Die Feuchtigkeitsaufnahme ist geringer als bei Viskose (jedoch höher als bei Baumwolle). Lyocellfasern werden häufig als Spinnfasern verarbeitet Stapellänge und Feinheit sind variabel. Oft werden sie baumwollähnlich gekräuselt- sie können rein oder als Mischung mit anderen Fasern verwendet werden. Neben den üblichen Feinheiten von 1,3 dtex 1,7 dtex ist Lyocell mit 1,0 dtex auch als Microfaser herstellbar.

7 Eigenschaften von Lyocell Umweltfreundliches Herstellungsverfahren hohe Trockenfestigkeit (höher als bei Modal und viel höher als bei Viskose) gute Nassfestigkeit dadurch niedrige Schrumpfwerte und gute Waschstabilität angenehmer weicher Griff wie bei allen zellulosischen Fasern geringe Elastizität hoher Glanz sehr hohe Farbbrillanz Durch zugaben wie z.b. Algen oder Zink kann Lyocell hautschützend, pflegend oder antibakteriell ausgerüstet werden. Die Firma smartfiber AG führt derartige Innovationen unter den Warenzeichen SeaCell und SmartCell Sensetive. Tencel ist der Markenname für Lyocell der Lenzing AG. ACETAT (CA) / TRIACETAT (CTA) Acetat und Triacetat sind zellulosische Derivatfasern die natürliche Substanz der Zellulose wird während des Herstellungsprozesses verändert. Zelluloseacetat ist eine chemische Verbindung, die es in der Natur nicht gibt und nur künstlich hergestellt werden kann es hat neuartige Eigenschaften, wie hohe Elastizität, Thermoplastizität und gute Pflegbarkeit. Eigenschaften von Acetat edler, mattschimmernder Glanz & eleganter Fall thermoplastisch (anders als andere zellulosische ) empfindlich gegenüber trockener Hitze geringe Wasseraufnahme trocknet schnell lädt sich elektrostatisch auf gute Lichtbeständigkeit hohe Elastizität und Formbeständigkeit (besonders gegenüber Viskose) empfindlich gegenüber Laugen und Säuren Eigenschaften von Triacetat ähneln grundlegend den Eigenschaften von Acetat jedoch höhere Temperaturbeständigkeit nimmt noch weniger Feuchtigkeit auf als Acetat thermoplastisch (dadurch z.b. sehr gut plissierbar)

8 SYNTHETISCHE CHEMIEFASERN POLYAMID (PA) Die wichtigsten Polyamide sind Polyamid 6 (Perlon) und Polyamid 6.6 (Nylon). Weiterhin gibt es andere, für die Textilindustrie weniger bedeutsame Polyamidarten. Die PA 6 oder PA 6.6 Polymere werden durch das Schmelzspinnverfahren geschmolzen und entweder direkt durch die Spinndüse gepresst, oder zu Polyamidgranulat verarbeitet, um später zur Spinnmasse geschmolzen zu werden. Polyamid wird hauptsächlich als Filament hergestellt (ca. 80%), die überwiegend texturiert werden. Polyamidfilamente werden für Feinstrümpfe, Damen-wäsche, Miederwaren, Sport- und Freizeitbekleidung, Futterstoffe, Wetterschutzkleidung und Schirme verwendet. Polyamidspinnfasern werden mit Wolle, Baumwolle oder anderen gemischt. Sie werden häufig bei Maschenwaren, Dekorationsstoffen und bei der Vliesstoffherstellung verwendet. Eigenschaften von Polyamid geringe Feuchtigkeitsaufnahme (gegenüber anderen jedoch relativ hoch) formbeständig laufen nicht ein & quellen nicht sehr hohe Festigkeit und Scheuerfestigkeit (zusammen mit PES höchste aller wichtigen textilen Faserstoffe) starke Pillingbildung sehr hohe Dehnbarkeit und Elastizität Beständig gegenüber Säuren und Laugen relative schlechte Lichtbeständigkeit Die Eigenschaften der Wärmeisolation und Feuchtigkeitsaufnahme richten sich danach, ob Polyamide als glatte Filamente, texturierte Filamente oder als Spinnfasern verarbeitet werden.

9 POLYESTER (PES) Durch ihre vielseitigen Eigenschaften bilden Polyesterfasern mit der höchsten Weltfaserproduktion die größte Synthesefasergruppe. Polyesterspinnfasern werden hauptsächlich zu Mischfasern verarbeitet. So können die Eigenschaften des späteren Textils optimiert werden z.b. durch thermoplastische Oberflächenveränderung, für Wetterschutz- und Funktionstexilien und pflegeleichte Berufsbekleidung. Weiterhin werden sie oft als Vliese für Einlage- und Füllmaterialien verwendet. Die Polyesterfilamentgarne, die in der Bekleidungsindustrie zum Einsatz kommen, werden meistens texturiert und sehr vielfältig weiterverarbeitet. Glatte Polyesterfilamente werden für die Herstellung von Futterstoffen und Wetterschutztextilien verwendet. Neben den normalen Polyester-Fasertypen von unterschiedlicher Feinheit, können durch weitere chemische Prozesse Spezialtypen hergestellt werden. Z.B. hochfeste, schwerentflammbare, hochgekräuselte, antistatische und pillingarme Polyesterfasern. Polyester ist beständig gegen Pilze und Fäulnisbakterien es verrottet nicht. Technische Einsatzgebiete sind als Spezialfasern für hygienische und medizinische Produkte z.b. wirkstoffhaltige Pflaster und Bandagen. Hochfeste Fasertypen werden für die Herstellung von z.b. Planen, Zelten und Autoreifen verwendet. Eigenschaften von Polyester sehr reiß- und scheuerfest zusammen mit PA höchste Festigkeit aller textiler Faserstoffe sehr geringe Feuchtigkeitsaufnahme besonders quell- und einlauffest sehr gute Elastizität sehr geringe Knitterneigung lädt sich elektrostatisch auf (dadurch schnelles Anschmutzen) für relativ hohe Temperaturunempfindlichkeit thermoplastisch z.b. Pisses halten aufgrund des hohen Schmelzpunkts besonders gut Beständig gegenüber Säuren und Laugen gute Licht und Wetterbeständigkeit Die Antimikrobielle Ausrüstung hemmt Bakterien und Pilze in ihrer Vermehrung. Trevira führt diese Faser mit dem Warenzeichen Trevira Biocative.

10 POLYACRYL (PAN) Polyacryl lässt sich in drei Hauptfasergruppen unterteilen: normale Polyacrylfasern (PAN), schwer entflammbare Modacrylfasern (MAC) und poröse Acrylfasern. Polyacryl kann im Nass- oder Trockenspinnverfahren hergestellt werden oder auch direkt im Lösungsmittel polymerisiert werden. Aus Polyacryl werden ausschließlich Spinnfasern hergestellt, besonders häufig werden füllige Garne ersponnen. Diese habe einen niedrige Dichte und einen wollartigen Griff, sie sind weich und warmhaltend. Besonders häufig werden sie für Wollimitate und Wollmischungen genutzt, Kunstpelze und Maschenwaren. Die flammhemmenden Modacrylfasern werden für Schutzbekleidung und Dekorstoffe verwendet. Poröse Acrylfasern haben Hohlräume im Faserinneren und können dadurch Feuchtigkeit speichern, sie kommen besonders bei saugfähiger, wärmender Unterwäsche zum Einsatz. Eigenschaften von Polyacryl niedrige Dichte besonders leicht thermoplastisch empfindlich gegenüber feuchter Wärme Beständig gegenüber Säuren und Laugen gute Licht und Wetterbeständigkeit stark schrumpfend bei Hitzeeinwirkung (z.b. gut für die Herstellung von Effektgarnen) ELASTAN (EL) Elastan besteht zu mindesten 85% aus Polyurethan dadurch bekommt die Faser ihre wichtigste Eigenschaft, die sehr hohe Dehnbarkeit. Elastan kann auf bis 800% der ursprünglichen Länge gedehnt werden. Weiterhin ist sie enorm elastisch, das heißt, bei Entlastung zieht sich die Faser auf ihre ursprüngliche Länge zurück. Elastan wird ausschließlich als Filamentgarn und immer in Mischungen mit anderen Fasern verarbeitet. Bei Mischungen mit Polyamid werden die Elastanfasern nackt, also ohne Ummantelung, verarbeitet (z.b. bei Mieder- und Bademoden). Im Oberbekleidungsbereich wird die Faser von anderen Fasern (z.b. Wolle oder Baumwolle) ummantelt, sodass kein Hautkontakt entsteht. Eigenschaften von Elastan sehr hohe Dehnbarkeit sehr hohe Elastizität & Formbeständigkeit temperaturunempfindlich beständig gegenüber Schweiß, See- und gechlortes Badewasser keine guten bekleidungsphysiologischen Eigenschaften daher immer als Mischung zur Optimierung der Formstabilität.

11 TEXTURIEREN & VEREDELN VON SYNTHETISCHEN CHEMIEFASERN Bei synthetischen kann schon während des Herstellungsprozesses der Fasern Einfluss auf die Eigenschaften der Fasern genommen werden. Beim Blasverfahren (mechanische Einwirkung) verwirblen sich die Filamente unter Einwirkung von Luft und bilden so Schlingen. Das entstandene Garn hat Bausch und Volumen, jedoch ohne hohe elastische Dehnbarkeit. Bei dem Bikomponentenverfahren (thermische und chemische Einwirkung) wird die Strukturierung der Faser während des Spinnprozesses vorgenommen. Dabei werden zwei unterschiedliche Polymere mit verschiedenen Schrumpfeigenschaften zusammengeführt und zusammen versponnen. Bei anschließender Hitzeeinwirkung zu unterschiedlicher Schrumpfung entsteht eine spiralartige Kräuselung. Trennzwirnverfahren: Zwei unterschiedliche Fäden werden miteinander verzwirnt, thermofixiert und anschließend wieder aufgetrennt Falschdrallverfahren: Das glatte Multifilamentgarn wird über Fadenbremsen gezogen und durch die Lieferwalzen gedreht und mit Hitze fixiert. Der so entstandene Drall wird nach dem Abkühlen durch die Falschdrallspindel durch Rückdrehen wieder aufgelöst. So entstehen Bögen und Schlingen. Die Garne sind so hochelastisch und sehr dehnfähig (Stretchgarne). Durch Nachfixierung bei geringer Spannung werden daraus Setgarne (verringerte Elastiziät bei bleibendem Volumen)

12 Kantenkräuselverfahren: Ein Filamentgarn wird über eine scharfe Kante gezogen. Durch das einseitige Ausdehnen kräuselt sich das glatte Garn beim Entspannen. Stauchkräuselverfahren: Das unverdrehte Filamentgarn oder Kabel wird durch eine beheizte Kammer gepresst. Die durch die Pressung entstandene Struktur wird durch die Hitze fixiert. Zahnradverfahren: Filamentgarne werden durch ein erhitztes Zahnradpaar verformt und gleichzeitig verstreckt. Die Kräuselung ist grob und flach. Strickfixieren: Beim Crinkle-Verfarhen wird auf einem Rundstrick-automaten ein Schlauch gestrickt. Dieser wird fixiert und die so entstandene Schlingenform bleibt nach der Abwicklung erhalten. Das Garn ist sehr elastisch. U. Völker & K. Brücker. Von der Faser zum Stoff - Textile Werkstoff- und Warenkunde. Dr. Felix Büchner - Handwerk und Technik, Hamburg, S Verschiedene Verfasser. Fachwissen Bekleidung. Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 2013 U. Völker & K. Brücker. Von der Faser zum Stoff - Textile Werkstoff- und Warenkunde. Dr. Felix Büchner - Handwerk und Technik, Hamburg