(57)【要約】  セルロースを含有する成形体（１０２）を製造する方法であって、方法はｉ）セルロースおよびエラステインを含有する出発材料（１１０）を提供する段階（７８）であって、特に出発材料（１１０）中のエラステインはセルロースと分離して存在し、出発材料（１１０）は固体である段階と、ｉｉ）再生セルロース成形体（１１２）が出発材料（１１０）のエラステインの少なくとも一部を含有するように、セルロースを含有する成形体（１０２）を、出発材料（１１０）に基づいて、特にリヨセル法またはビスコース法によって生成する段階（８０）とを含む。出発材料（１１０）のエラステインの一部は、再生セルロース成形体（１０２）に組み込まれている。更に、セルロースに組み込まれたエラステインを含有する再生セルロース成形体（１０２）は、リヨセル法またはビスコース法にしたがって製造される。【図１】【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にリヨセル法またはビスコース法にしたがって製造された、エラステインを含有する再生セルロース成形体であって、前記エラステインは前記再生セルロース成形体に組み込まれている、再生セルロース成形体。
【請求項２】
前記再生セルロース成形体は、少なくとも０.１％のポリウレタンを含有し、前記ポリウレタンの少なくとも１０％はエラステインに割り当てられる、請求項１に記載の再生セルロース成形体。
【請求項３】
前記再生セルロース成形体は、０．１％から５％のエラステインを含有する、請求項１または２に記載の再生セルロース成形体。
【請求項４】
ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、およびポリエーテルからなる群の、特に２％未満の、少なくとも１つの更なる合成プラスチックを更に含有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の再生セルロース成形体。
【請求項５】
前記更なる合成プラスチックの少なくとも一部は、エステル適合性、アミド適合性、およびエーテル適合性からなる群の少なくとも１つである少なくとも１つの適合性を有する、請求項４に記載の再生セルロース成形体。
【請求項６】
前記更なる合成プラスチックは、少なくとも部分的に前記再生セルロース成形体に組み込まれている、請求項４または５に記載の再生セルロース成形体。
【請求項７】
前記再生セルロース成形体が以下の特徴：
前記再生セルロース成形体は、繊維、ホイル、球体、またはスポンジを含む群から選択される；
前記再生セルロース成形体は、従来のリヨセル繊維の繊維伸長性より少なくとも１０％、特に少なくとも２０％高い伸長性を有する；
前記再生セルロース成形体は、従来のリヨセル繊維の強度値を有する；
前記再生セルロース成形体は、従来のリヨセル繊維と比較して、フィブリル化への低減した傾向を有する；
の少なくとも１つを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の再生セルロース成形体。
【請求項８】
再生セルロース成形体を製造する方法であって、前記方法は：
セルロースおよびエラステインを含有する出発材料を提供する段階であって、特に前記出発材料中の前記エラステインは前記セルロースと分離して存在し、前記出発材料は固体である段階と；
前記再生セルロース成形体が前記出発材料の前記エラステインの少なくとも一部を含有するように、セルロースを含有する前記再生セルロース成形体を、前記出発材料に基づいて、特にリヨセル法またはビスコース法によって生成する段階であって、前記出発材料の前記エラステインの前記一部は、前記再生セルロース成形体に組み込まれている段階と
を備える方法。
【請求項９】
前記再生セルロース成形体は、前記出発材料に由来する合成プラスチックの部分を少なくとも０．１％含有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記出発材料は、衣類製造からの残滓および／または古着を完全にまたは部分的に含む、請求項８または９の１つに記載の方法。
【請求項１１】
紡糸溶液を得るために、直接溶解法によって、溶媒中で、特にＮ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）中で前記出発材料を溶解する段階と、
合成プラスチック、特にエラステインの前記セルロースへの少なくとも部分的な組み込みが可能になるように、前記紡糸溶液を紡糸ノズルを通して、特に１５０℃未満で押し出す段階とを
更に含む、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記紡糸溶液に、セルロース繊維、異物、パルプ、ヘミセルロース、および短い鎖長を有するセルロース繊維からなる群からの少なくとも１つの物質を供給する段階を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記出発材料は、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、およびポリエーテルからなる群からの少なくとも１つの更なる合成プラスチックを含有する、請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記再生セルロース成形体を生成するための前記出発材料の第１の追加の合成プラスチック、特にポリエステル、ポリアミド、およびポリエーテルからなる群の１つを、前記第１の追加の合成プラスチックが前記再生セルロース成形体に実質的に含有されるように、少なくとも部分的に保持する段階；および／または、
第前記出発材料から、第２の追加の合成プラスチック、特にポリエステル、ポリアミド、およびポリエーテルからなる群の１つを、前記第２の追加の合成プラスチックが前記再生セルロース成形体に実質的に含有されないように、除去する段階、特に完全に除去する段階
を更に含み、
特に前記第１の追加の合成プラスチックは前記第２の追加の合成プラスチックと異なる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
セルロースと、少なくとも１つの合成プラスチック、特にエラステイン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、およびポリウレタンからなる群からの合成プラスチックとを含有する少なくとも１つの更なる出発材料を供給する段階であって、前記出発材料および前記更なる出発材料中の前記合成プラスチックの部分は異なる段階と、
前記再生セルロース成形体が少なくとも１つの予め定められた特性を有するように、前記出発材料および前記更なる出発材料に基づいて前記再生セルロース成形体を生成する段階と
を更に含む、請求項１３または１４の１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生セルロース成形体、およびその成形体を製造する方法に関する。
【０００２】
本発明は、再使用（再利用）、特にセルロースを含有する出発材料の再使用の技術分野に関する。更に特に、本発明は、同じくセルロースを含有する成形体を製造するためのこれらの出発材料の再使用に関し、特に、成形体のセルロースが実質的にリヨセル繊維および／またはビスコース繊維の形態で存在する再使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
ビスコース法と呼ばれる湿式紡糸法によって製造される化学繊維および再生繊維は、ビスコース繊維として示される。ビスコース法の出発原料は、木に基づいて提供されるセルロースである。この出発原料である木から、化学パルプの形態の非常に純粋なセルロースが得られる。後続の工程段階において、パルプはまず苛性ソーダを用いて処理され、それによってアルカリセルロースが形成される。二硫化炭素を用いた前記アルカリセルロースの次の転化において、ザンテートが形成される。苛性ソーダを更に供給することによって、ザンテートからビスコース紡糸溶液が生成され、ビスコース紡糸溶液はシャワー状の紡糸ノズルの孔を通して紡糸浴に圧送される。紡糸浴中で、紡糸ノズル孔当たり１本のビスコースフィラメントが凝固によって生成される。そのように製造されたビスコースフィラメントは、次にビスコースステープルファイバに切断される。
【０００４】
リヨセルはセルロースを含有する再生繊維の種類を示し、直接溶媒法にしたがって製造される。リヨセル法のためのセルロースは、原料である木から抽出される。そのように得られたパルプは、次に化学的改質なしに脱水によって溶媒であるＮ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）中で溶解され、濾過され、次に紡糸ノズルを通して押圧され得る。そのように形成されたフィラメントは、エアギャップを通過した後、水性ＮＭＭＯ溶液を用いた浴中で析出され、次にステープルファイバに切断される。
【０００５】
セルロースを得るための原料として材料を使用するとき、前記出発材料の純度の問題が生じることが多い。出発材料は、木にとって典型的でない材料で汚染されていることが多い。特に、例えば現在の古い織物（古着および／または衣類製造からの残滓）は、合成プラスチックで非常に汚染されている。一方で、その理由は、古い織物は大部分、合成プラスチックからなるからである。しかしながら、他方では、その理由は、主に天然繊維からなる多くの古い織物も、現在、プラスチック部分で少なくとも部分的に汚染されているからである。これらの再利用材料を加工する（織物再利する）とき、物質サイクルが閉じられると前述の合成プラスチックとしての様々な望ましくない異物が生じるが、技術的／物理的特性が非再生繊維に適切に類似しているようになるという目的のため、それらの異物は繊維の製造において除去されなければならない。通常、そのような異物、特にポリウレタンは、できるだけ完全に除去される。それにより、できるだけ純粋であるセルロースを得るために、前記合成プラスチックの減損が必要である。しかしながら、特にポリウレタン（例えば、弾性スポーツウェアからのエラステイン）の減損は、特に苦心を要する。
【０００６】
リヨセル法および／またはビスコース法に関して、古い織物などの再生材料を使用するときの更なる問題は、古い織物から回収されるセルロースが典型的に比較的短い鎖長を有するという点である。再生繊維はそのとき、非再生繊維としての他の特性を有するが、それは典型的に望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特定の特性を有するセルロース製品を、資源を節約し、かつ持続的な方法で製造することが本発明の目的である。
【０００８】
この目的は、独立特許請求項に記載の内容によって解決される。好ましい実施形態は、従属する特許請求項から生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、セルロースに組み込まれたエラステインを含有し、かつリヨセル法またはビスコース法にしたがって製造される再生セルロース成形体が提供される。
【００１０】
本発明の更なる一態様によれば、セルロースを含有する成形体を製造する方法が提供されるが、その方法は：ｉ）セルロースおよびエラステインを含有する出発材料を提供する段階であって、特に出発材料中のエラステインはセルロースと分離して存在し、出発材料は固体である段階と、ｉｉ）再生セルロース成形体がセルロースに組み込まれた出発材料のエラステインの少なくとも一部を含有するように、セルロースを含有する再生セルロース成形体を、出発材料に基づいて、特にリヨセル法またはビスコース法によって生成する段階とを含む。ここで、出発材料のエラステインの一部は、再生セルロース成形体に組み込まれている。
【００１１】
この用途の文脈において、「セルロース」という用語は、植物細胞壁の成分であるかまたは合成的に製造され得る有機化合物を特に示し得る。セルロースは、多糖（すなわち、複数の糖）である。セルロースは非分岐で、典型的に、数百から最大数万までのβ−Ｄ−グルコース分子（β−１，４−グリコシド結合）およびセロビオース単位をそれぞれ含む。セルロース繊維は、制御された方法で植物由来のセルロース分子から造られる。技術的な工程によって、セルロース分子は、例えば破れにくい繊維として、再生繊維の形成の下、凝集され得る。
【００１２】
この用途の文脈において、「成形体」という用語は、セルロースの製造および回収それぞれの方法の結果である、二次元または三次元の幾何学的な物体を特に示し得る。特に、成形体は、セルロースを含有するかまたはセルロースからなり、かつ溶解されたパルプから製造される二次元または三次元の物体を示す。成形体は、特に、リヨセル成形体、ビスコース成形体、またはモーダル成形体であってよい。典型的な成形体は、フィラメント、繊維、スポンジ、および／または膜である。基本的に、全ての種類のセルロース成形体が本発明の実施形態に適している。エンドレスフィラメントと、従来の寸法（例えば３８ｍｍの長さ）および短い繊維を有する切断されたステープルファイバの両方が、繊維だと考えられる。繊維を製造するために、１または複数の押し出しノズルの下流に取出装置を有する方法と、他の方法、特にメルトブロー法などの両方が可能である。繊維の代替として、セルロースを含有するホイル、すなわち、セルロースを有するかまたはセルロースから構成される平面かつ実質的に均一な膜が成形体として製造され得る。フィラメントが受取表面に衝突した後のみに凝固が少なくとも部分的に引き起こされるように、ホイルは特に、リヨセル法の工程パラメータを調整することによって製造され得る。平面セルロース成形体はホイルと考えられ、これらのホイルの厚さは調節可能である（例えば、いくつかの直列に配置されたノズルビームを選択することによって）。成形体の他の実施形態は、セルロースフィラメントおよびセルロース繊維からそれぞれ構成される組織およびフリース、特に、一体的に結合され（「結合」）実質的に連続したセルロースフィラメント（「メルトブロー」）から構成される紡糸フリースである。ここで、特に、少なくとも２つの（好ましくは直角または略直角の）交差した糸系（または繊維系）から構成される織物平面構造は組織と考えられてよく、長手方向の糸（または繊維）は経糸として示されてよく、短手方向の糸（または繊維）は緯糸として示されてよい。フリースまたは不織布は、繊維層または繊維ウェブに結合され、かつ互いに接続している（特に摩擦で係合される方法で）限られた長さを有するフィラメントまたは繊維または切断されたヤーンの、不規則な（特にランダムな配向に存在する）構造として示されてよい。成形体は、球体の形態で生成されてもよい。この形態に更に加工され得るセルロースを含有している粒子、特にビード（すなわち、粒状体および小球それぞれ）または薄片なども、成形体として提供されてよい。それにより、可能なセルロース成形体は、粒状体、球状粉体、またはフィブリッドとして粒子構造体でもある。成形体の形成は、好ましくはセルロースを含有する紡糸溶液の押し出しノズルを通じた押し出しによって実行されるが、これは、このような方法で非常に均一な形状を有する大量のセルロース成形体が製造され得るからである。更に可能なセルロース成形体は、スポンジ、またより一般的には、多孔質成形体である。例示的な実施形態によれば、前述の成形体は、例えば、ヤーン、織物、ゲル、または複合材料を製造するために使用され得る。
【００１３】
この用途の文脈において、「セルロース源」という用語は、セルロースを含有する成形体を製造するための主成分として、対応する製造方法の間、この目的のために用いられるセルロース材料を提供する媒体（特に固体の媒体）を特に示し得る。一例は、木および木材パルプそれぞれである。
【００１４】
この用途の文脈において、「リヨセル法」という用語は、直接溶媒法にしたがってセルロースを製造する方法を特に示し得る。リヨセル法のためのセルロースは、前記セルロースを含有する出発材料から得ることができる。リヨセル法において、出発材料は、適切な溶媒（特に、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）などの第３級アミンオキシド類ならびに／またはイオン液、すなわち、陽イオンおよび陰イオンから構成される低融点塩類を含有する）中で溶解され得る。溶解は、特に脱水によっておよび／または化学的改質なしに実行され得る。得られた溶液は、ドープまたは紡糸溶液としても示されてよく、次に、リヨセル法において１または複数の紡糸ノズルを通して押圧され得る。それによって形成されたフィラメントは、水を含有する浴中で（特に、水性ＮＭＭＯ溶液を用いた浴中で）エアギャップを通して、および／またはエアギャップ中に存在する気湿中で、自由なもしくは制御された低下の間および／または後、析出され得る。
【００１５】
この用途の文脈において、「ビスコース法」という用語は、湿式紡糸法にしたがってセルロースを製造する方法を特に示し得る。ビスコース法のためのセルロースは、前記セルロースを含有する出発材料（特に、木または木材パルプ）から得ることができる。ビスコース法における後続の工程段階において、出発材料はまず基剤（例えば苛性ソーダ）を用いて処理することができ、それによって、アルカリセルロースが形成される。二硫化炭素を用いた前記アルカリセルロースの次の転化において、セルロースキサントゲン酸塩が形成される。塩基（特に苛性ソーダ）の更なる供給によって、セルロースキサントゲン酸塩からビスコース紡糸溶液が生産され得るが、ビスコース紡糸溶液は１または複数の紡糸ノズルを通して押圧され得る。紡糸浴中で、ビスコースフィラメントが凝固によって生成される。
【００１６】
この用途の文脈において、「衣類製造からの残滓」という用語は、セルロースを含有するもしくはセルロースからなる織物もしくはヤーンの廃棄物および／または裁ち屑を特に示し得るが、ここで、前記残滓は、衣服を製造する方法の間に生じる。衣類の製造において、例えば、セルロースを含有する織物は出発材料として製造され、そこから平面部分（例えば、半分のＴシャツの形態の）が切断される。例示的な一実施形態によれば、残滓は残され、セルロースを含有する成形体を製造する方法に再供給され得る。それにより、衣類製造からの残滓はセルロースを含有するかまたはセルロースからなる出発材料となってよく、消費者が残滓を衣服としてまたは別の方法で使用する前に、セルロースを回収するために用いられ得る。特に、衣類製造からの残滓は、特に、分離しておりかつセルロースを含有しない異物（例えば、ボタン、織物捺染、または縫い目として）なしに、実質的に純粋なセルロースから構成され得る。
【００１７】
この用途の文脈において、「古着」という用語は、特にセルロースを含有し、セルロースの少なくとも一部が回収されるとき使用者によって既に使用された（特に着用された）衣服を示し得る。それにより、古着は、相当量の異物を含んでよく（しかしその必要はない）かつ使用者が古着を衣類としてまたは他のいかなる方法でも使用した後にセルロースを回収するために用いられ得る、セルロースを含有する出発材料であってよい。特に、古着はセルロースと、合成プラスチック（例えば、ポリエステルおよび／もしくはエラステインとして）ならびに/または分離しておりかつセルロースを含有しない異物（ボタン、織物捺染、もしくは縫い目などの）を特に含有する（特に、衣類において使われることが多い）１または複数の異物との混合物から構成されてよい。ポリエステルは、主鎖にエステル機能を有するポリマ（Ｒ−[−ＣＯ−Ｏ−] −Ｒ）を特に示し得る。ポリカーボネートおよびポリエチレンテレフタレートは、ポリエステル類に属している。エラステインは、高い弾性を有する伸長可能な化学繊維を特に示す。エラステインの基礎をなしているブロック共重合体は、８５重量％のポリウレタンを含み得る。
【００１８】
この用途の文脈において、「合成プラスチック」という用語は、高分子から構成され、かつ合成的に製造される物質を特に示し得る。プラスチックのそれぞれの高分子はポリマであり、それにより、基本単位（繰り返し単位）から構成される。ポリマの高分子の大きさは、数千から最大百万基本単位を超える間で異なってよい。例えば、ポリマであるポリエチレン（ＰＥ）は、互いに連結している、複合的に繰り返すエチレン単位からなる。ここで、ポリマは非分岐分子であっても、分岐分子であっても、架橋分子であってもよい。それらの物理的特性に関して、プラスチックは基本的に３つの群に分けられ得る：熱可塑性物質、デュロプラスチック、およびエラストマ。更に、これらの特性は、サブグループ中で、例えば熱可塑性エラストマ中で結合し得る。プラスチックの重要な特徴は、成形性、強度、弾性、破壊強度、耐温度性、耐熱寸法性、および耐化学性などの技術的な特性であり、それらは高分子の選択、製造方法、および典型的に添加物を添加することよって広い範囲内で変えることができる。モノマまたはプレポリマから合成プラスチックを製造するための典型的な反応は、連鎖重合、重付加、または重縮合である。織物においても特に用いられる合成プラスチックの例は、例えば、特にエラステイン中のポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリエステル（ＰＥ、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））、ポリアミド（ＰＡ、例えばナイロン、ペルロン）、およびポリエーテル、特にエラステインの成分としてポリエチレングリコール（ＰＥＧ）である。
【００１９】
この用途の文脈において、「エラステイン」という用語は、熱可塑性および弾性特性を有する合成プラスチックを特に示し得る。それにより、エラステインは、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）として示し得る。エラステインは、以下の両方のブロックによって特に特徴付けられるブロック共重合として存在し得る：ポリウレタン（ＰＵＲ）およびポリエチレングリコールエーテル（ＰＥＧ）。ここで、ＰＵＲセグメントは、柔らかく弾力性のあるＰＥＧ断面と交互に起こる固い断面を形成し得る。ＰＵＲは、互いに長手方向に接着し、かつ、例えば、副原子価力の形成による繊維の接着を可能にする、固く伸長された断面を形成し得る。対照的に、ゴム様のＰＥＧブロック（例えばそれぞれ約４０モノマ単位から５０モノマ単位）は非常に絡み合った方法で存在し得るが、それらも伸長され得る。ここで、エラステインは、非常に高い伸張性（１００％の倍数、例えば７００％）を有する渦巻き状の構造体として存在し得る。密度は例えば１．１ｇ／ｃｍ３から１．３ｇ／ｃｍ３の間であってよく、強度は例えば５ｃＮ／ｔｅｘから１２ｃＮ／ｔｅｘであってよい。弾性は、温度に依存していてよい。更に、「エラステイン」という用語は、エラステイン自体と、関連する熱可塑性エラストマ（例えば、エラストラン（ｅｌｌａｓｔｏｌａｎ）、デスモパン（ｄｅｓｍｏｐａｎ）、テキシン（ｔｅｘｉｎ）、ウテクラン）（ｕｔｅｃｈｌｌａｎ））の両方を示し得る。
【００２０】
この用途の文脈において、「分離して存在する」という用語は、物質が別の物質に組み込まれていないことを特に示し得る。例えば、セルロース繊維は出発材料中に存在し、エラステインも出発材料中に存在する。ここで、エラステインはセルロース繊維に組み込まれていてよい。更に、エラステインはセルロース繊維から分離して存在してもよい。この場合、エラステインは出発材料の成分であるが、セルロース繊維に組み入れられていない。
【００２１】
本発明の例示的な一実施形態によれば、再使用（再利用工程および出発材料の処理それぞれを含む）という文脈における残留濃度の目標を定めた制御によって、製造される（リヨセル）成形体およびその織物に続く製品それぞれにおいて、新しい特性が達成され得ることが、驚くべきことに判明した。エラステインなどの熱可塑性エラストマに基づいた出発材料からの残留成分のこの方法で達成されるこの機能化は、驚くべきことに、製造される（リヨセル）成形体における再生セルロース繊維の部分から特に生じ得る（負の）特性変化の効果的な補償を可能にする。
【００２２】
特に、残留ポリマの目標を定めた部分、特にエラステインによって、強度値の補償が達成され得るが、強度値はこれまで、再生（短鎖）セルロースを混合することよって顕著に減少していた。おそらく、強度は、エラステインのより高い割合によって増大され得るし、再生セルロースのより高い割合によって減少され得る。
【００２３】
驚くべきことに、エラステインは、リヨセル法またはビスコース法において、典型的でない高い濃度でも、いかなる不適合性も示さない。対照的に、セルロースとの相互作用で、エラステインの親水性のＰＥＧセグメントの、セルロースの親水性のヒドロキシ構造およびエーテル構造との、高い親和性が生じ得る。この親和性は、両方のポリマの間に水素結合を形成する強い傾向によって増大する。したがって、エラステインは、セルロース繊維に組み込まれているが、不適合性を示さない。したがって、セルロース繊維に組み込まれているエラステインは、製造される成形体の機能化に寄与することができる。特にリヨセル法またはビスコース法におけるプラスチック残留成分のそのような機能化は、これまで知られていない。したがって、成形体、特に繊維の伸長性および弾性は、それぞれ、エラステインを組み込むことによって増大され得る。
【００２４】
一実施形態によれば、エラステインは加工可能で、コストをかけ、かつ苦心して分離される必要はないが、更なる尽力なしに加工され（例えばリヨセル／ビスコース法において）、繊維へ組み込まれ得る。そこでは、プラスチックは負の特性を生じさせず、より良い繊維伸長性や弾性さえそれぞれ生じさせる。
【００２５】
要約すると、合成プラスチック、特にエラステインなどの固体の出発材料の実際望ましくない成分は、セルロースの再利用という文脈で苦心して減損される必要がなく、逆に、向上した伸長性および弾性など、それぞれ、正の特性および対応する利点を追加として提供する場合さえあるという状況が使われる。
【００２６】
以下に、成形体およびその方法の追加の実施形態が説明されている。
【００２７】
一実施形態によれば、再生セルロース成形体は、少なくとも０．０１％、特に少なくとも０．１％、更に特に１％のポリウレタンを含み、ポリウレタンの少なくとも１０％はエラステインに割り当てられる。これは、ポリウレタンが特に汚染のない方法で減損される必要がないという利点を有するが、汚染のない方法は実際、技術的に困難であり得る。
【００２８】
それどころか、ポリウレタンは出発材料に残留し得るが、それによって、苦心を要しかつ高コストな減損工程はもはや必要でなくなる。ポリウレタンの少なくとも一部がエラステインに割り当てられるという事実によって、例えば、製造される繊維の伸長性、弾性、または強度値の向上などの一層更なる利点さえ加えて達成することができる。
【００２９】
更なる一実施形態によれば、再生セルロース成形体は、０．１％から５％のエラステインを含有する。これは、セルロース繊維を再利用するとき、さもなければ不可避である負の強度低減が、特に効率的に補償され得るという利点を有する。
【００３０】
驚くべきことに、（リヨセル）成形体（例えば繊維）における約５％のエラステイン含有量まで、（繊維）特性の顕著な変化が検出され得ないことが判明した。それどころか、実際望まれる伸長性、弾性、および強度値が向上できる。
【００３１】
更なる一実施形態によれば、再生セルロース成形体は更に、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、およびポリエーテルからなる群からの、特に２％未満の、少なくとも１つの更なる合成プラスチックを含有する。これは、更なるプラスチックの技術的に苦心を要しかつ高コストな減損が少なくとも部分的に省略されるという利点を有する。それどころか、少なくとも１つの更なる合成プラスチックの存在は、製造される繊維の特性を、有利な方法でそれぞれ影響し制御する場合さえある。２％未満の部分は、更なる合成プラスチックのセルロース繊維への良好な組入れを確実にするために、特に有利であり得る。
【００３２】
更なる一実施形態によれば、更なる合成プラスチックの少なくとも一部は、エステル適合性、アミド適合性、およびエーテル適合性からなる群の少なくとも１つである少なくとも１つの適合性を有する。これは、少なくとも１つの更なる合成プラスチック（例えば、１または複数の典型的な繊維ポリマ、特に繊維ポリエステル）が、織物などの出発材料から直接使用され、効率的に組み入れられ得るという利点を有する。
【００３３】
適合性は、互いに適合している２つの化学基（官能基）を特に示し得る。例えば、エラステインの親水性のＰＥＧセグメントと、セルロースの親水性のヒドロキシ構造およびエーテル構造との間には、高い親和性が存在する。この場合、エラステインはセルロース適合性を有し、セルロースはエーテル適合性を有する。適合性も、それら自体の間での化学基の組入れとして説明され得る。
【００３４】
良好な組入れを得るために、ポリアミド類およびポリエステル類のわずかな部分（例えば２％未満）が再利用方法において加工され得る。再利用方法において、更なる合成ポリマを少なくとも部分的に除去することは不釣り合いなほど苦心を要することがあり得るので、これは顕著な利点である。上述の更なる合成プラスチックは、非常に頻繁かつ一般的に、織物などの出発材料に含有され得る。したがって、わずかな残留量の許容が、リサイクル方法の大きな促進となっている。
【００３５】
更なる合成プラスチックの良好な組入れ挙動は、エラステイン、セルロース、およびポリアミドまたはポリエステルなどの更なる合成プラスチック間の適合性によって、特定の理論に縛られることなしに説明され得る。ここで、ポリウレタン（ＰＵＲ）はポリエステルおよびポリアミドの両方として同時に作用し得るので、エラステインのＰＵＲ部分は特に着目される。ＰＵＲの繰り返し単位は、Ｒ１−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−Ｒ２として説明され得るため、エステル結合（ＣＯ−Ｏ−Ｒ２）およびアミド結合（Ｒ１−ＮＨ−ＣＯ）を含む。上記で既に説明されたように、エラステイン中のＰＥＧ部分は、その典型的なエーテル構造のため、セルロースのグリカンのエーテル結合との良好な適合性に寄与している。したがって、物質間に良好な均一化／混合が生じる。一実施形態によれば、対応する組み入れ工程は、加えて、それぞれの方法の温度に高く依存していてよい。説明されている適合性は、例えば以下に説明されている実施形態にも適用され得る。
【００３６】
エラステインのアミド適合性は、織物としての出発材料からの典型的な繊維ポリアミド類（例えば、ＰＡ６、ＰＡ６．６、またはＰＡ６．１０）を組み入れることを可能にし得る。
【００３７】
更に、エラステインのエステル適合性は、織物としての出発材料からの典型的な繊維ポリエステル（例えばＰＥＴ）を組み入れることを可能にし得る。
【００３８】
エラステインのエーテル構造は、リヨセル法またはビスコース法における紡糸工程前の紡糸溶液中の高い均一化、したがって良好な混合物につながり得る。特に化学的な文脈においても、エラステインのエーテル構造の適合性は、セルロースのエーテル構造と非常に類似している。
【００３９】
更なる一実施形態によれば、更なる合成プラスチックは、少なくとも部分的にセルロースに組み込まれる。これは、エラステインと共に、更なる合成プラスチックも、有利な方法で繊維の特性に影響するために、繊維内で直接作用することができるという利点を有する。このような方法で、例えば、繊維の強度が増大され得る。更に、更なる合成プラスチックが融解している接着剤のようにも作用するとき、フィブリル化効果が低減され得る。フィブリル化は、フィブリル要素の、繊維軸に長手方向の局所的な分離を特に示し得る。特に、力学と湿度とが同時に繊維に作用する場合である。
【００４０】
更なる一実施形態によれば、再生セルロース成形体は、以下に説明されている特徴の少なくとも１つを有する。
【００４１】
再生セルロース成形体は、フィラメント、繊維、ホイル、組織、フリース、（マイクロ）球体、ビード、およびスポンジを含む群から選択される。
【００４２】
再生セルロース成形体は、従来のリヨセル繊維の繊維伸長性より少なくとも１０％、特に少なくとも２０％高い繊維伸長性を有する。再生セルロース成形体の繊維伸長性に関して、標準的なリヨセル繊維と比較して最大２０％（エラステインの量に依存）増大することが判明した。
【００４３】
再生セルロース成形体は、従来のリヨセル繊維の強度値を有する。従来のリヨセル繊維（例えばテンセル（登録商標））の平均的な繊維データは、以下の通り存在し得る。最大正量張力（ＦＦｋ）：４０．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、最大湿潤張力（ＦＦｎ）：３７．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、最大正量張力の伸長（ＦＤｋ）：１３．０％、最大湿潤張力の伸長（ＦＤｎ）：１８．４％（参照：Ｌｅｎｚｉｎｇｅｒ  Ｂｅｒｉｃｈｔｅ  ８７（２００９）９８−１０５、表１）。それにより、最大張力（ＦＦｋ）は３５ｃＮ／ｄｔｅｘから４５ｃＮ／ｄｔｅｘまで、特に３８ｃＮ／ｄｔｅｘから４２ｃＮ／ｄｔｅｘまでの範囲にあってよく、最大湿潤張力（ＦＦｎ）は３２ｃＮ／ｄｔｅｘから４２ｃＮ／ｄｔｅｘまで、特に３５ｃＮ／ｄｔｅｘから４０ｃＮ／ｄｔｅｘまでの範囲にあってよい。最大張力の伸長（ＦＤｋ）は１０％から１５％の範囲にあってよく、最大湿潤張力（ＦＤｎ）は１６％から２０％の範囲であってよい。
【００４４】
一実施形態によれば、合成プラスチック（エラステイン、任意に、例えばＰＥＴ、ＰＵＲ、およびＰＡの追加の部分を有する）の部分は、特定の濃度で存在してよい。これは、紡糸工程中に、製造される（リヨセル）成形体にプラスチックが均一かつ微細に分布された方法で組み入れられるような、紡糸溶液中の特に均一な分布につながり得る。このような方法で、特定の繊維特性は、対応してそれぞれ制御および影響され得る。
【００４５】
再生セルロース成形体は更に、従来のリヨセル繊維と比較して、フィブリル化への低減した傾向を有する。このような方法で達成される驚くべきことに低いフィブリル化傾向は、エラステインなどの組み入れられた残留プラスチックが、（少なくとも部分的に非晶質な）摺動層を分離するという意味において、単一の結晶セルロースひずみの煽動を支持し、加えてセルロースひずみ間の短手方向の接着性を制御するという事実を用いて、説明され得る。これによって、フィブリル化に典型的な層間剥離が対応して抑制されることが生じ得る。
【００４６】
更なる一実施形態によれば、再生セルロース成形体は、出発材料に由来する合成プラスチックの部分を少なくとも０．１％含有する。これは、成形体が特に資源を節約する方法で製造され得るという利点を有する。成形体中の合成プラスチックは、完全にまたは少なくとも部分的に出発材料に由来し得る。それ故、実質的に、更なるプラスチックの添加は必要ではない。更に、出発材料からのプラスチックの苦心を要する減損は、少なくとも部分的に省略され得る。
【００４７】
更なる一実施形態によれば、出発材料は、衣類製造からの残滓および／または古着（例えば混紡織物）を完全にまたは部分的に含み得る。すなわち、出発材料の少なくとも一部として、織物、特に衣類製造からの残滓および／または古着が用いられ得る。そのような裁ち屑および廃棄物は、それぞれ、非常に高いセルロース部分、およびそれにより高い度合いの純度を有することが多いので、衣類製造からの残滓の利用は特に好ましい。特に、そのような消費者使用前の織物は、ボタン、縫い目、または織物捺染などの異物がない場合がある。例えば、衣類製造からの残滓は、所望される場合、リヨセル法によってセルロースを回収するために、そのような残滓が溶液中に直接移され得るように、編まれた（および任意に染色された）セルロースを実質的に含有し得る。古着または消費者使用後の織物において、ボタン、捺染、および縫い目などの大きな異物は、機械的な粉砕の間または後に既に分離されている場合がある。着色料および合成プラスチック（ポリエステルおよびエラステインなどの）などの、残滓または古着の他の異物は、ドープおよび紡糸溶液をそれぞれ形成するための対応する出発材料を溶解する前に、完全にまたは部分的に除去され得るか、または紡糸溶液中に完全にもしくは部分的に留まり得る。
【００４８】
更なる一実施形態によれば、方法は、更に以下を含む：ｉ）紡糸溶液を得るために、直接溶解法によって溶媒中で、特にＮ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）中で出発材料を溶解する段階、およびｉｉ）合成プラスチック、特にエラステインのセルロースへの少なくとも部分的な組み込みが可能になるように、紡糸溶液を紡糸ノズルを通して、特に１５０℃未満で押し出す段階。これは、合成プラスチックのセルロースへの特に効果的な組入れを実現するために、証明されかつ確立された工程が、直接適用され得るという利点を有する。
【００４９】
原則として、プラスチックは繊維中の強度向上のために用いることができる。しかしながら、プラスチック、特に熱可塑性プラスチックを融解させるために少なくとも２５０℃の温度が必要である。しかしながら、リヨセル法またはビスコース法の文脈において、紡糸溶液の紡糸ノズル開口部を通じた押し出しの間、長手方向の機械的伸張および関連する非常に強いゆがみが生じる。紡糸工程によって生じる大きな長手方向の配向は、紡糸溶液中にあるエラステインおよび他の合成プラスチックにも伝達され得る。したがって、伸張された部分、特にエラステインのＰＥＧ部分は、同じく紡糸溶液中にあり、かつ合成プラスチックとして実質的に同時に析出するセルロースを埋め込むための良好な基礎原料となる。このような方法で、繊維中のプラスチックは、１５０℃（リヨセル法における温度）未満の温度で効率的に組み入れられ得る。ここで、合成プラスチック、特にエラステインは加工可能であり、かつ高額／苦心を要する方法で分離される必要がないが、リヨセル法において更なる尽力なしに共処理でき、繊維に組み込むことができる。そこでは、プラスチックは負の特性を生じさせず、より良い繊維伸長性や弾性さえそれぞれ生じさせる。
【００５０】
出発材料の制御された処理によって、ＰＵＲ、ＰＡ、ＰＥＴ、ＰＥなどの更なる合成プラスチックが、リヨセル法またはビスコース法において適切な濃度で留まることが確実にされ得る。対応して適切な濃度で紡糸溶液中に存在するプラスチック部分は、複合系の繊維の熱可塑性物質と同様に挙動し得る。
【００５１】
より高い温度範囲において、対応するエラステインの量がセルロース繊維中に存在するとき、同時にエラステインの熱可塑性効果が使用可能である。これは、喩えて言えば、繊維の内部における特定の制御可能な接着性につながり、それは熱可塑性接着効果のために対応して使われ得る。
【００５２】
更なる実施形態によれば、方法は更に、紡糸溶液に、セルロース繊維、異物、ヘミセルロース、パルプ、および短い鎖長を有するセルロース繊維からなる群からの少なくとも１つの物質を供給する段階を含む。これは、製造される成形体の特性が、目標を定めた方法でそれぞれ制御および影響され得るという利点を有する。
【００５３】
リヨセル法の文脈において、ＮＭＭＯ−水混合物において、セルロースでの飽和の他に、更なる過剰なセルロース繊維が紡糸溶液中に留まり共に紡糸されるという事実によって、セルロースで補強されたリヨセル繊維が製造され得る。これは、「繊維における繊維補強」の効果によって、結果として生じるリヨセル繊維の追加の強度向上を生じ得る。それによって、織物などの出発材料によって生じられる更なる強度低減効果を補償することも可能になる場合がある。このような方法で、例えば
ｉ）古い織物の繊維として既に存在している、ＮＭＭＯ中でほとんど溶解しない異質の成分も用いられ得る；
ｉｉ）ヘミセルロースなどの強度を低減する更なる糖が結合され得る；および
ｉｉｉ）短い鎖長を有するセルロース繊維部分が、より大量に使われ得る。
【００５４】
それによって、異質の繊維および異物もリヨセル繊維中で結合され得るが、それらは補強する特性を備えておらず、むしろ強度を低減する。
【００５５】
通常、例えば短い鎖長は、強度低減につながる。エラステインおよび任意の更なる合成プラスチックによる前述の補償によって、短鎖セルロースの高い部分にもかかわらず、非再生セルロース繊維の値と同様の強度がしたがって再び達成され得る。特に、物質サイクルの複数回の通過は、鎖長の一般的な低減を引き起こす。これまでの製造−使用−廃棄サイクルの文脈における外部の影響（太陽、洗濯、経年、化学薬品）によって、それぞれのセルロース鎖は破壊され、このことは通常、製造される成形体のより短い鎖長につながり得る。
【００５６】
「ヘミセルロース」という用語は、特に、異なる組成における植物バイオマスで生じている多糖（複数の糖）の混合物に対する総称語であってよい。最も一般的なモノマ（単糖、単一糖）として、ペントース、例えば、キシロースおよびマンノースが示され得る。
【００５７】
更なる一実施形態によれば、出発材料は、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、およびポリエーテルからなる群からの少なくとも１つの更なる合成プラスチックを含有する。これは、更なるプラスチックの技術的に苦心を要しかつ高コストな減損が少なくとも部分的に省略されるという利点を有する。それどころか、少なくとも１つの更なる合成プラスチックの存在は、製造される繊維の特性を、有利な方法でそれぞれ影響かつ制御する場合さえある。
【００５８】
更なる一実施形態によれば、方法は更に、第１の追加の合成プラスチックがセルロースを含有する成形体に実質的に含まれるように、再生セルロース成形体を生成するための出発材料の第１の追加の合成プラスチック、特にポリエステル、ポリアミド、およびポリエーテルからなる群の１つを少なくとも部分的に保持する段階を含む。これも、更なるプラスチックの技術的に苦心を要しかつ高コストな減損が少なくとも部分的に省略されるという利点を有する。それどころか、少なくとも１つの更なる合成プラスチックの存在は、製造される繊維の特性を、有利な方法でそれぞれ影響および制御する場合さえある。
【００５９】
追加として、または代替として、方法は更に、第２の追加の合成プラスチックが実質的にセルロースを含有する再生セルロース成形体に含まれないように、出発材料から、第２の追加の合成プラスチック、特にポリエステル、ポリアミド、およびポリエーテルからなる群の１つを除去する段階、特に完全に除去する段階、更に特に選択的に除去する段階（選択的に減損する段階）を含む。これは、例えばＰＥＴおよびＰＵＲなどの、プラスチックの所望の部分が特に適切な（目標を定めた）方法で調整され得るという利点を有する。第１および第２の追加の合成プラスチックは、同一であってよい。第１および第２の追加の合成プラスチックは、異なっていてもよい。
【００６０】
対応して製造された再生（リヨセル）成形体は、非再生セルロース繊維の特性と非常に類似している特性を有してよい。特に、加えて再生リヨセル組織を添加することによって、特性は、測定によってかろうじて違いが検出され得る程度まで、非再生リヨセル繊維の特性に一層更に近くなり得る。
【００６１】
更なる一実施形態によれば、方法は更に、ｉ）セルロースと、少なくとも１つの合成プラスチック、特にエラステイン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、およびポリウレタンからなる群からの合成プラスチックとを含有する少なくとも１つの更なる出発材料を供給する段階であって、出発材料および更なる出発材料中の合成プラスチックの部分は異なる段階と、ｉｉ）再生セルロース成形体が少なくとも１つの予め定められた特性を有するように、出発材料および更なる出発材料に基づいて再生セルロース成形体を生成する段階とを含む。これは、実質的に化学的な方法の利用なしに、合成プラスチックの所望の部分が対応して、それぞれ調整および影響され得るという利点を有する。
【００６２】
好ましい一実施形態において、出発材料中の合成プラスチックの残留量は、特定の量に調整される。複数の特定の出発材料を添加した後に製造される再生セルロース成形体は、そのとき、所望のプラスチック濃度および組成それぞれ、ならびに対応する特定の化学的／物理的特性を有し得る。これらは、非再生リヨセル繊維の特性に対応する特性であり得る。
【００６３】
特に、古着および／または衣類製造からの残滓などの出発材料の異なる組成を混合することによって、特定の特性、例えばエラステインおよび任意に少なくとも１つの更なる合成プラスチックの濃度が調整され得、したがって次の使用および／または機能化が具体的に制御され得る。
【００６４】
更なる好ましい一実施形態において、異なるプラスチックの所望の部分が調整されるように、異なる組成を有する異なる出発材料が混合される。この化学を低減した／化学なしの実施形態（出発材料の混合によってのみ達成される）は、資源消費および環境保護的な面に対して特に有利であると考えられてよい。
【００６５】
一実施形態によれば、方法は、成形体のプリフォームから成形体を得るための、析出されたセルロースの後処理を含み得る。そのような任意の後処理は、例えば、得られたセルロースフィラメントの乾燥、含浸、および／または再形成を含み得る。対応する後処理によって、用途に特有の方法において、リヨセル法の終わりに成形体製造を完了することが可能である。
【００６６】
一実施形態によれば、出発材料の繊維および／または成形体の繊維は、滑らかな丸い外面を含み得る。図３で図示するように、リヨセル法によって抽出されるセルロース繊維はそのような形状によって特徴付けられ、したがって他の繊維の形状と異なるが、これは、他の繊維の形状は天然の綿において生じるかまたはビスコース法によって得られるからである。
【００６７】
本発明にしたがって製造される成形体は、梱包材料、繊維材料、織物複合材料、繊維複合材料、繊維フリース、ニードルフェルト、キルト綿、薄い織物、編まれた生地、寝具などの家庭用繊維製品として、衣服として、充填剤、植毛物質、アンダーレイ、おむつ、またはマットレスなどの病院用繊維製品として、加熱毛布、靴中敷き、および創傷被覆材のための生地として使われ得る。本発明の実施形態は、医療において、ならびに化粧品および健康において、両方の様々な技術分野において適用可能であり得る。医療において、例えば、創傷治療および創傷治癒のための材料は、機械的特性を定めるキャリアと、皮膚と創傷の表面に特に適合する生体適合性を有する被覆材料とから構成されてよい。多くの他の用途が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
以下に、本発明の例示的な実施形態が、以下の図を参照して詳細に説明される。
【００６９】
【図１】本発明の例示的な一実施形態による、再生セルロース成形体を製造する方法のフロー図を示す。
【００７０】
【図２】本発明の例示的な一実施形態による、リヨセル法によって再生セルロース成形体を製造するための装置を示す。
【００７１】
【図３】リヨセル法によって製造されるセルロース繊維を示す。
【００７２】
【図４】ビスコース法によって製造されるセルロース繊維を示す。
【００７３】
【図５】ワタノキの天然セルロース繊維を示す。
【００７４】
異なる図における同じまたは類似する構成要素は、同じ参照番号を備えている。
【００７５】
図を参照して例示的な実施形態が説明される前に、それに基づき本発明の例示的な実施形態が導き出されたいくつかの基本的な考察が要約される。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
本発明の例示的な一実施形態によれば、出発材料からの残留ポリマが、セルロース繊維間の接着促進剤として、またはリヨセル成形体内の熱可塑性特性促進剤として用いられる。それらは、生産工程における特定の段階の完了まで、実質的に不活発なままである。特に、熱による組織の後からの補強（融解している接着剤に類似）は、それにより達成され得る（例えば、アイロンがけ不要のシャツ、プリーツ加工など）。高い寸法安定性という特性（例えばアイロンがけ不要）を有する組織を製造するために、苦心を要する方法が典型的に用いられる。例えば、この方法は、液体アンモニアゴムを用いる処理など、非常に苦心を要する化学的な方法の組合せであってよい。これにより、シャツは長期の間、新品のように見える。いわゆる「湿架橋結合」も可能であり、その結合では、綿セルロースの分子間に弾性架橋が形成される。この架橋は、洗濯後に織物を正しい形態に引き戻す。しかしながら、「合成樹脂」に対する湿潤架橋結合は、非常に正確な動作モードを必要とする。
【００７７】
一実施形態によれば、残留ポリマ（例えば、古い織物からのエラステインからのポリウレタン）の部分の目標を定めた制御によって、リヨセル繊維中の特定の熱可塑性を得ることができ、本発明の一実施形態によれば、この熱可塑性は、リヨセル法を介して、残留ポリマの対応する部分を、減損工程を介して出発材料からリヨセル成形体に戻して再供給する。
【００７８】
本発明の更なる例示的な一実施形態によれば、残留ポリウレタン、特に熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）の熱可塑性特性が利用される。硬質相および軟質相およびそれらの異なる度合いの結晶化に関する、この物質群から知られる異なる特性は、処理時間および処理温度（それ故、紡糸溶液の露出時間および温度）の制御によって、追加の要因として残留プラスチックの機能化に影響することができる。以下の特性が組み合わされ得る：
ｉ）非常に結晶性であるがその一方透明なＴＰＵであることが、材料の多方面への適用の可能性および幅広い変動幅に対し、適用分野において、互いに補完する；
ｉｉ）一方でメチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）に連結する軟質層は、アジピン酸に基づいて１，０００ｇ／ｍｏｌから２，０００ｇ／ｍｏｌの間のモル重量を有するポリエステルジオールからなるか、または純粋なポリカプロラクトンからなる。他方、テトラヒドロフランまたはＣ２、Ｃ３−グリコールから構成されるポリエーテルジオールが可能である。どの軟質層が適切かは、適用事例に応じて決定され得る。２つの重要な観点は、エーテルＴＰＵの酸化に対する感度およびエステルＴＰＵの加水分解に対する感受性である。
【００７９】
有機化学から、ヒドロペルオキシドおよびアルコールに対する酸素を用いたエーテルの反応は知られており、それはポリマの場合鎖切断に、それによりモル重量低下につながる。これは、耐用期間を適切に増大させるため、対応する経年保護剤（例えばヒンダードフェノール類）を用いてポリエーテル型を安定させる必要性を生じさせる。エーテルＴＰＵおよびエステルＴＰＵを１００℃の空気老化で経時的に比較すると、ポリエステルのより良好な耐性が非常に明らかになる。ここで、保存時間に亘る張力の低減が測定された。
【００８０】
対照的に、エーテルＴＰＵは、加水分解および微生物分解に対する良好な耐性を特徴とする。したがって、外部での極限の用途が、ポリエーテル型のための適切な使用プロフィールである。光の高い影響が存在するとき、エーテルＴＰＵは、紫外線による損傷に対して加えて安定化され得る。
【００８１】
上記に基づいて、軟化剤なしに軟質のＴＰＵの領域で進めることが可能である。硬質相部分の低減が原因で、ＴＰＵはより軟化するだけでなく、より可塑性になり、熱可塑性処理の後で再結晶化されるのに時間がかかりすぎて完成した部品を許容時間内に生産することが可能でないため、これまで、これは成功裏に実行されなかった。更に、更なる効果が認められるが、それは短い硬質相ブロックのゆっくりとした結晶化である。すなわち硬質相の部分が著しく低減されると、結晶しているブロックも著しくより短くなる。これは、融解温度だけでなく再結晶化も低減させる。このゆっくりとした結晶化によって、加えて、処理後の材料の段階的な後硬化が生じる。
【００８２】
出所が不明な送達出発材料に対する、対応する詳細な材料パラメータはしばしば不明であるため、紡糸溶液中の説明された処理パラメータ（時間および温度）の動的適応によって、所望の材料特性につながる再生ＰＵＲの主要な部分のための一般化が見いだされ得る。代替として、対応する部分の変動による、原料リサイクレート中のＰＵＲの様々な可変要素に対し、工程安定性の適用が（必要とされる場合、継続的工程の文脈での動的適応さえ）、結果として生じるリヨセル成形体の材料パラメータを損なうことなしに達成され得る。
【００８３】
図１は、本発明の例示的な一実施形態による、再生セルロース成形体１０２（図２を比較）を製造する方法のフロー図５０を示す。
【００８４】
出発材料１１０（図２を比較）は、セルロースおよびエラステイン、任意に更なる合成プラスチックを含有し、古着および／または衣類製造からの残滓の形態で存在する。
【００８５】
ブロック６０で図示するように、そのように製造された出発材料１１０は、古着の場合、例えば衣服として、消費者によって使用され得る。消費者が衣服を廃棄するとき、その衣服は次のリヨセル法またはビスコース法のための消費者使用後の出発材料１１０として使用され得るが、リヨセル法はより詳細に以下に説明される。
【００８６】
代替として、または追加として、セルロースを含有する消費者使用前の出発材料１１０、例えば衣類製造からの裁ち屑残滓を使用することも可能である。
【００８７】
以下に、本発明の一実施形態にしたがって、セルロースから構成される成形体１０２が、少なくとも部分的にセルロースを含有する出発材料１１０に基づいていかに製造され得るかが説明されている。この目的のために、出発材料１１０は、リヨセル法を実行するための装置１００（図２参照）に供給される。参照符号７８を比較。
【００８８】
そこでは、まず、裁断によって出発材料１１０の機械的粉砕６２が実行される。それによって、主に大きな非セルロース不純物、例えば、出発材料１１０を生成するために少なくとも部分的に用いられた古着のボタン、縫い目、および捺染が、出発材料１１０から除去され得る。機械的粉砕６２によって、出発材料１１０は、例えば単繊維へと分離され得る。
【００８９】
次のリヨセル法のために、セルロースを含有している出発材料１１０を、セルロースを含有している他の材料と共に使うことも可能である（ブロック６４参照）。それにより、出発材料１１０は、セルロースと少なくとも１つの合成プラスチックとを含有する更なる出発材料と混合され得る。ブロック６４参照。この供給された更なる出発材料は合成プラスチックの部分を含有するが、その合成プラスチックの部分は、出発材料１１０中の合成プラスチックの部分と異なる。再生セルロース成形体を生成することは、次に、再生セルロース成形体１０２が合成プラスチックの予め定められた部分を含有するように、 出発材料１１０および更なる出発材料に基づいて実行され得る。代替として、または追加として、更なる出発材料は、衣類製造からの残滓を含み得る。
【００９０】
それぞれ、機械的粉砕６２の直後および混合６４の直後、更なる溶媒１１６（例えば、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）などの第３級アミンオキシド）中の（それぞれ純粋な、および混合されている）出発材料１１０の直接溶解６８は、有利な方法で化学的な前処理なしに実行され得る。更に詳細には、機械的に粉砕された（および任意に混合された）出発材料１１０は、特に、化学的に洗浄することなしにかつ粘性を調整することなしに、溶液中に直接移され得る。このような方法で、製造方法および再利用方法は、それぞれ、並外れて簡単かつ迅速かつ環境保護的な方法で実行され得る。驚くべきことに、機械的粉砕６２の後、出発材料１１０中の残留異物（しかし、更なる合成プラスチックも）としてのエラステインはリヨセル法を妨げず、回収されたリヨセルセルロースの質に負の影響を及ぼさないことが判明している。対照的に、特定の量のエラステインは、製造されたセルロース繊維中にセルロース繊維の特性を損なうことなしに留まり、セルロース繊維の特性を向上させる場合さえある。特定の量の残留ポリエステルも、得られた製品を妨げない。
【００９１】
代替として、方法は、機械的粉砕６２の後（または混合６４の後）かつ溶解６８の前に、出発材料１１０の化学的洗浄６６を任意に含み得る。そのような任意の洗浄６６は、漂白によって染料を少なくとも部分的に除去することを含んでよい。したがって、例えば白か灰色の成形体１０２を製造するために、溶媒１１６中で出発材料１１０を次に溶解する段階６８の前に、出発材料１１０を完全にまたは部分的に脱色させることが可能である。代替として、または追加として、任意の化学的洗浄６６という文脈で、出発材料１１０（出発材料１１０を溶解する段階６８の前または後）は、出発材料１１０の繊維を架橋結合している架橋剤が少なくとも部分的に取り除かれる。出発材料１１０の繊維の間のそのような架橋剤が存在する用途において、出発材料１１０は、例えばアルカリ性のまた酸性の前処理によって架橋剤が完全にまたは部分的に取り除かれ得る。これは、加えて、出発材料１１０の可溶性を向上させる。所望される場合、洗浄６６によって、任意に、合成プラスチックの少なくとも一部が除去され得る。例えば、このような方法で、製造される成形体１０２の合成プラスチックの部分は、それぞれ調整および影響され得る。
【００９２】
溶媒（好ましくはＮＭＭＯ）中で出発材料１１０を溶解する段階６８の後に、得られたリヨセル紡糸溶液１０４は１または複数の紡糸ノズルを通して押圧されてよく、それによって、それぞれ蜂蜜様の粘性を有する糸およびフィラメントが生成される（この紡糸に関するブロック７０参照）。
【００９３】
これらの糸およびフィラメントそれぞれの落下の間および／または後、これらの糸およびフィラメントは水性の環境と運用接続され、したがって希釈される。それによって、糸およびフィラメントそれぞれの溶媒１１６の濃度は、リヨセル紡糸溶液がセルロースフィラメントから構成される固相へ移行する程度まで、水性フォグおよび水性液浴のそれぞれで低減される。すなわち、セルロースフィラメントの析出、沈着、または凝固が生じる。参照符号７２を参照。したがって、成形体１０２のプリフォームが得られる。
【００９４】
リヨセル法によって、セルロースとセルロースに組み込まれたエラステインとを含有する再生成形体１０２を生成する段階８０、特に溶解する段階６８、紡糸する段階７０、および次に析出する段階７２は、そのように、それ自体がセルロースおよびエラステインを含有する出発材料１１０に基づいて実行される。
【００９５】
更に、方法は、成形体１１０のプリフォームから成形体１０２を得るための、析出されたリヨセルセルロースの後処理７４を含み得る。そのような後処理は、例えば、最終的な成形体１０２に向けての、得られたフィラメントの乾燥、含浸、および／または再形成を含み得る。例えば、成形体１０２は、説明された製造方法によって、繊維、ホイル、組織、フリース、球体、多孔性スポンジ、またはビードに加工されてよく、次に更なる使用に供給されてよい（参照符号７６を参照）。
【００９６】
有利なことに、成形体１０２を使用した後、成形体１０２のセルロースとエラステインは、参照符号７８と７４の間の工程段階に対応する更なる方法を実行することによって、再び回収され得る（ブロック８０を参照）。代替として、成形体１０２のセルロース、エラステイン、および任意の更なる合成プラスチックは、更なる方法（更にブロック８０を参照）、例えばビスコース法において回収され得る。繰り返される工程段階による再利用のこの複数回の反復可能性は、エラステインを含有しているセルロース出発材料の再利用によって、繊維特性、特に強度の向上が驚くべきことに適切に可能になるという知識によって可能になる。
【００９７】
図２は、図１を参照して説明されている本発明の例示的な一実施形態による、セルロースおよびエラステインを含有する出発材料に基づいて、リヨセル法によって再生セルロース成形体１０２を製造するための装置１００を示す。
【００９８】
それにより、図２は、例えば、繊維、ホイル、球体、織物組織、スポンジなどのフリース（不織布）の形態で、またはビードもしくは剥片の形態で製造され得る、セルロースを含有している成形体１０２を製造するための本発明の例示的な一実施形態による装置１００を示す。図２によれば、成形体１０２は、紡糸溶液１０４から直接製造される。紡糸溶液１０４は、凝固流体１０６（特に気湿から構成される）および／または凝固浴１９１（例えば、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）などの第３級アミンオキシドを任意に含む水浴）によって、成形体１０２としてセルロース繊維１０８に転化される。装置１００によって、リヨセル法は実行され得る。このような方法で、例えば、実質的にエンドレスなフィラメントもしくは繊維１０８、または実質的にエンドレスなフィラメントと個別の長さを有する繊維との混合物１０８が、成形体１０２として製造され得る。１または複数の開口部１２６（紡糸孔として示される場合もある）をそれぞれ有する複数のノズルが、リヨセル紡糸溶液１０４を排出するために設けられる。
【００９９】
図２から理解され得るように、セルロースに基づく出発材料１１０は、投与装置１１３を介して貯蔵タンク１１４に供給され得る。
【０１００】
一実施形態によれば、セルロースに基づく出発材料１１０中の水の進入が、溶媒１１６（特にＮＭＭＯ）によって生じる場合があるが、これはより詳細に以下に説明される。更に、セルロースに基づく出発材料１１０はそれ自体、特定の残留水分を含み得る（例えば、乾燥パルプは５重量パーセントから８重量パーセントの残留水分を有することが多い）。特に、説明されている実施形態によれば、出発材料１１０は、事前湿潤なしに水と溶媒１１６との混合物に直接供給され得る。そのとき、図２に示されている任意の水容器１１２は省略されてよい。
【０１０１】
代替の一実施形態によれば、セルロースを含有している出発材料１１０は、加えて湿潤されて、したがって、湿潤したセルロースを提供し得る。この目的のために、任意の水容器１１２からの水が、投与装置１１３を介して貯蔵タンク１１４に供給され得る。したがって、制御装置１４０によって制御される投与装置１１３は、調整可能な相対的な量の水および出発材料１１０を貯蔵タンク１１４に供給し得る。
【０１０２】
適切な溶媒１１６、好ましくはＮ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド（ＮＭＭＯ）などの第３級アミンオキシドおよび溶媒１１６の水性混合物、例えばＮＭＭＯの７６％の水溶液がそれぞれ、溶媒容器中に含まれる。溶媒１１６の濃度は、純粋な溶媒または水のいずれかを供給することによって、濃縮装置１１８中で調整され得る。次に、溶媒１１６は、混合部１１９中で定義可能な相対的な量の出発材料１１０と混合され得る。混合部１１９も、制御部１４０によって制御され得る。それによって、セルロースを含有している出発材料１１０は、調整可能な相対的な量の溶解装置１２０中の濃縮溶媒１１６中で溶解され、それによって、リヨセル紡糸溶液１０４が得られる。リヨセル法にしたがって再生セルロース成形体を製造するための紡糸溶液１０４中の成分である出発材料１１０、水、および溶媒１１６の相対的な濃度範囲（紡糸ウィンドウとしても示される）は、当業者に知られるように、適切に調整され得る。
【０１０３】
リヨセル紡糸溶液１０４は、繊維生成装置１２４（いくつかの紡糸ビームまたはジェット１２２で構成され得る）に供給される。
【０１０４】
リヨセル紡糸溶液１０４がジェット１２２の開口部１２６を通して導かれると、リヨセル紡糸溶液１０４は、リヨセル紡糸溶液１０４から構成される複数の並列の糸へと分離される。説明されている工程フローは、リヨセル紡糸溶液１０４を、制御装置１４０によって制御される工程条件の対応する調整によってその特性が調整され得る、ますます長くかつ細い糸に変換する。任意に、ガス流が、開口部１２６から繊維受け部１３２に向かう途中のリヨセル紡糸溶液１０４を加速し得る。
【０１０５】
リヨセル紡糸溶液１０４がジェット１２２を通り更に下方に移動した後、リヨセル紡糸溶液１０４の長くかつ細い糸は凝固流体１０６と相互作用する。
【０１０６】
凝固流体１０６（例えば水）との相互作用において、リヨセル紡糸溶液１０４の溶媒濃度が低減されその結果、出発材料１１０のセルロースが長くかつ細いセルロース繊維１０８（まだ溶媒および水の残留物を含んでいてよい）として、少なくとも部分的にそれぞれ凝固し析出する。
【０１０７】
押し出されたリヨセル紡糸溶液１０４からの個々のセルロース繊維１０８の最初の形成の間または後に、セルロース繊維１０８は繊維受け部１３２で受け取られる。セルロース繊維１０８は、図２に示される凝固浴１９１（例えば、ＮＭＭＯなどの溶媒を任意に含有する水浴）に浸漬してよく、凝固浴１９１の液体と相互作用するときに析出を完了してよい。凝固の工程調整に応じて、セルロースはセルロース繊維１０８を形成してよく（図示の通り、ここでセルロース繊維１０８は、それぞれ、１つの物質から構成され、かつ互いに一体的に結合されてよく（「結合」）、もしくは分離したセルロース繊維１０８として存在してよい）、またはセルロースから構成されるホイルおよび膜がそれぞれ繊維受け部１３２に形成してよい（図２で図示せず）。
【０１０８】
それにより、セルロース繊維１０８はジェット１２２の紡糸ノズルから押し出され、紡糸浴および凝固浴１９１（例えば、析出／凝固のために水と低い濃度のＮＭＭＯとを含有する）をそれぞれ通って導かれ、セルロース繊維１０８は凝固浴１９１中のそれぞれの偏向ロール１９３の周りに導かれ、凝固浴１９１の外側でドローオフゴデット１９５に供給される。ドローオフゴデット１９５は、所望の力価を達成するために、セルロース繊維１０８の更なる輸送および後伸張の役割を果たす。ドローオフゴデット１９５の下流で、セルロース繊維１０８から構成される繊維束が、洗浄部１８０内で洗浄され、任意に巻き取られ、次に切断される（図示せず）。
【０１０９】
図２に図示されていないが、凝固中および洗浄部１８０内で次の洗浄中のときにセルロース繊維１０８から除去されるリヨセル紡糸溶液１０４の溶媒１１６は、少なくとも部分的にそれぞれ回収され再利用されてよく、次のサイクルで貯蔵タンク１１４に戻されてよい。
【０１１０】
繊維受け部１３２に沿った輸送の間、成形体１０２（ここではセルロース繊維１０８の形態で）は、洗浄部１８０が溶媒の残留物を除去するための洗浄液を供給するとき、洗浄部１８０によって洗浄され得る。その後、成形体１０２は乾燥され得る。
【０１１１】
更に、成形体１０２は、後処理の対象とされ得る。模式的に図示されている後処理部１３４を参照。例えば、そのような後処理は、水流交絡、後処理、針処理、含浸、圧力の下で供給される蒸気を用いた蒸気処理、および／またはカレンダリングなどを含み得る。
【０１１２】
繊維受け部１３２は、成形体１０２を巻取り装置１３６に供給し得るが、巻取り装置１３６で成形体１０２は巻き取られ得る。次に、成形体１０２は、成形体１０２に基づくワイプや織物などの製品を製造する事業体に、巻いている貨物として供給され得る。
【０１１３】
図３は、リヨセル法によって製造されるセルロース繊維２００を横断面で示す。リヨセル法によって製造されるセルロース繊維２００は滑らかな丸い外面２０２を有し、均一で肉眼で見える穴がなく、セルロース材料で満たされている。したがって、セルロース繊維２００は、ビスコース法によって製造されるセルロース繊維（図４の参照符号２０４を参照）およびワタノキのセルロース繊維（図５の参照符号２０６を参照）から、当業者によって明確に区別され得る。
【０１１４】
図４は、ビスコース法によって製造されるセルロース繊維２０４を横断面で示す。セルロース繊維２０４は、雲形で、かつ、その外周に沿って複数の円弧状の構造２０８を有する。
【０１１５】
図５は、ワタノキの天然セルロース繊維２０６を横断面で示す。セルロース繊維２０６は、腎臓の形で、かつ内部に、完全に周囲を囲われた中空として材料がないルーメン２１０を含む。
【０１１６】
図３から図５による、繊維のそれぞれ幾何学的および構造的な顕著な違いによって、セルロース繊維がリヨセル法によって、ビスコース法によって、またはワタノキ中で自然に形成されているか否かを、例えば顕微鏡によって明確に定めることは、当業者にとって可能である。
【０１１７】
追加として、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む、含有する、有する、備える）」が他の要素または段階を除外せず、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」が複数を除外しないことに留意すべきである。更に、上記の実施形態の１つを参照して説明されている特徴または段階が、上記で説明されている他の実施形態の他の特徴または段階と組み合わせても用いられ得ることに留意すべきである。請求項内の参照符号は、限定として解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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