Hybride Textilverbunde – Technologien für tribologische und mechanische Eigenschaftsverbesserungen technischer Textilien – TriboTex TITK-Teilprojekt: Erzeugung von thermoplastischen Hybridfaserfilamenten mit verbesserten tribologischen Oberflächeneigens
Projektleiter: Dr. Rüdiger Strubl
Projektnummer: BMBF, 03X3595F
Laufzeit: 01.08. 2014 - 31.12.2017
Aufgabenstellung
Textiltechnisch verarbeitete Hochleistungsfasern in Form von Schmaltextilien, Maschenwaren, Geweben oder Seilen können in Kombination mit tribologisch funktionalisierten Hilfsfasern anspruchsvolle Einsatzmöglichkeiten für die Textilindustrie erschließen. Das TITK e.V. hat im Rahmen des Verbundvorhabens der TU Chemnitz, Institut für Fördertechnik und Kunststoffe, ein Teilvorhaben zur Erzeugung von Hybridfaserfilamenten mit verbesserten tribologischen Oberflächeneigenschaften bearbeitet. Ziel dieser Entwicklung war es, Hybridfasern mit optimierten Grenzflächeneigenschaften zu erzeugen, mit denen in hochbelasteten Garnkonstruktionen die Grünhaftung verbessert und reibungsbedingte Versagensfälle reduziert werden können.
Ergebnisse
Die Entwicklung zur Herstellung von Hybridfasern mit verbesserten tribologischen Oberflächeneigenschaften erfolgte durch Ausspinnungen von Multifilamenten aus Standard-Polymeren wie Polypropylen (PP), Polyamid 6 (PA 6) und Polyamid 6.6 (PA 6.6) und Polyethylenterephthalat (PET) unter Zusatz verschiedener kommerziell verfügbarer Kunststoffadditive auf der Basis von Fettsäureamiden sowie entwickelten Labormustern mit amphiphilen Materialeigenschaften. Im Ergebnis einer umfangreichen Screeningphase konnten einige Materialkombinationen mit positiven Effekten verifiziert werden. Die technologische Machbarkeit des Konzeptes zur Erzeugung tribologisch funktionalisierter Multifilamente mittels Schmelzspinnen wurde durch Übertragung auf einen kleintechnischen Versuchsmaßstab demonstriert.
Anwendung
Mit den erzielten Projektergebnissen wurden die technologischen Grundlagen erarbeitet, auf deren Basis eine industrielle Nutzung möglich wird. Die Basistechnologie, basierend auf dem Einsatz kommerzieller Faserpolymerer sowie geeigneter Produkte der Fa. Croda Europe, der Optimierung der Schmelzspinnprozesse bei der Herstellung von Multifilamenten und die gezielte Beeinflussung tribologischer Oberflächeneigenschaften der Hybridgarne durch die Spezifikation der Additive, ist skalierbar und beruht auf industriell durchführbaren Verfahren. Anwendungstests bei Industriepartnern, in denen bspw. Hybridgarne in Seilkonstruktionen eingearbeitet worden waren, zeigten verbesserte Zeitstandfestigkeiten.
