2 April 2014

Herstellung von Supermikrofasern auf Basis von Cellulose und Cellulose-2.5-Acetat

Filament-Direktspinnverfahren mit ionischen Flüssigkeiten

Supermikrofasern auf synthetischer Polymerbasis werden bislang in einem zweistufigen Prozess als Bikomponentenfasern oder durch Elektrospinnen hergestellt. Beim Bikomponentenspinnen wird das eigentliche Fasermaterial zunächst gemeinsam mit einer Matrixkomponente gesponnen, in die die Supermikrofasern eingebettet sind. In einem zweiten Prozessschritt muss die Matrix chemisch gelöst werden. Die so gefertigten Supermikrofasern liegen ungeordnet in Form loser, kurzer Faserstücke vor. Dementsprechend werden sie überwiegend zu Vliesstoffen mit ebenso zufälliger Textilstruktur verarbeitet. Mikro- bzw. supermikrofeine Fasern aus Cellulose lassen sich nach diesem Bikomponenten-Verfahren nicht herstellen.

Am Institut für Textilchemie- und Chemiefasern (ITCF) wurde im Rahmen eines von der Baden-Württemberg Stiftung geförderten Kooperationsprojektes mit dem Institut für Strahlwerkzeuge (IFSW) der Universität Stuttgart ein neues Direktspinnverfahren entwickelt und patentiert. In diesem Spinnverfahren konnten erstmals Mikro- bzw. Supermikrofasern im Feinheitsbereich von 0,1 – 0,5 dtex auf der Basis von Cellulose und Cellulose-2.5-acetat in einem einstufigen Prozess kosteneffizient als Endlosgarn hergestellt werden.

Das IFSW entwickelte hierzu superfeine lasergebohrte Nassspinndüsen. Mit ihrer Hilfe gelang es, die neue Feinheitsdimension der Fasern zu erschließen.

Besonders geeignet für die Verarbeitung der Cellulose erwies sich das umweltfreundliche Direktspinnverfahren aus ionischen Flüssigkeiten. Diese speziellen, hochpolaren Lösungsmittel bestehen aus Salzen, die bei Temperaturen unter 100°C flüssig sind. Bei der Anwendung dieses besonderen Spinnverfahrens kann im ITCF auf jahrelange Erfahrung zurückgegriffen werden. Die in einer ionischen Spinnlösung aufgelöste Cellulose wird durch die Mikrolöcher der Spinndüse gepresst und im Fällbad zur Faser koaguliert und gezogen. Die Fasern können als Stapelfasern oder als Endlosgarn erhalten und weiter verarbeitet werden.

Das Besondere ist, dass sich diese superfeinen Fasern erstmals in Form eines Endlosgarnes auf Spulen wickeln lassen. Das ermöglicht die anschließende Weiterverarbeitung über Web- und Stricktechnologien. Die besonders große Faseroberfläche der Supermikrofasern verleiht den fertigen Produkten neue Eigenschaften. Dadurch eröffnen sich ihnen vielfältige und neue industrielle Einsatzbereiche. Verwendung finden sie z.B. als Filtermaterial in Industrie und Haushalt (Teebeutel), für Spezialpapiere oder im Hygienebereich (Feuchttücher, Wattepads, Reinigungstücher).

Die textil-physikalischen Fasereigenschaften können über die Prozessführung variiert und anwendungsgerecht optimiert werden. Somit sind zukünftig auch weitere Einsatzmöglichkeiten der Fasern denkbar, bei denen spezielle technische Anforderungen an das Fasermaterial erfüllt werden müssen.

Kontakt
Dr. Frank Hermanutz
Tel. 0711-9340-140

Source: Institut für Textilchemie- und Chemiefasern (ITCF), Pressemitteilung, 2014-03-13.

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