Anpassung des Lyocell-Verfahrens für Recyclingzellstoffe
Projektleiter: Menno Foorden
Projektnummer: 49MF220081
Laufzeit: 01.10.2022 – 31.03.2025
Aufgabenstellung
Ziel der Arbeiten war die Nutzung von Zellstoff aus recycelten Cellulose-Textilien sowie für die Papierherstellung vorgesehenen Zellstoffen in der Herstellung von Lyocell-Stapelfasern. Hauptaugenmerk lag dabei auf der Anpassung des Prozesses, nicht der Bereinigung Zellstoffe.
Ergebnisse
Durch enzymatische Vorbehandlung konnten die Eigenschaften der Zellstoffe hinsichtlich ihrer Löslichkeit in NMMO verbessert werden. Insgesamt weisen Papierzellstoffe vorteilhaftere Werte der Molekülkettenlänge (DP) und Molmassenverteilung (PD) auf, stark gekürzt dargestellt in folgender Tabelle:
In Spinnversuchen zeigte sich jedoch eine theoretische Verspinnbarkeit von Lösung aus bis zu 100 % Recyclingzellstoff, während Lösungen rein aus Papierzellstoffen sich nicht verspinnen ließen. Anteile von Dissolvingzellstoff in Mischung verbesserten die Verspinnbarkeit. Papierzellstoff mit hohem DP und hoher PD konnte Recyclingzellstoffen mit niedrigen Werten ebendieser zugesetzt werden, um ihre Lösungsverspinnbarkeit zu verbessern. Reste petrochemischer Polymerfasern in Recyclingzellstoffen bereiteten Probleme. Auswirkungen von Düsengeometrie, Anblasungsgeometrie, Anblasungsparametern, Lösungseigenschaften und Abzugsparametern wurden untersucht. Es wurde kein allgemeingültiges Optimum gefunden.
Diese Tabelle fasst erzielte Faserwerte zusammen:
Anwendung
Zellstoff aus recycelten Textilien ist für Lyocell-Hersteller attraktiv, da er den Zeitgeist mit steigendem Nachhaltigkeitsbewusstsein trifft. So hergestellte Fasern und Textilien können hohe Gewinnmargen erzielen. Gleichzeitig wird ein Absatzmarkt für den Zellstoff geschaffen und dadurch ein Anreiz, die textile Recyclingkette auszubauen. Dies wird von vielen Regierungen gewollt. Für die Papierherstellung bestimmter Zellstoff ist im Vergleich zum weithin eingesetzten Dissolving-Zellstoff kostengünstig.
