Untersuchungen zum Mechanismus des Spinning-Effektes bei der Herstellung nassgelegter Vliesstoffe

Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Ursachen und die Einflussgrößen, die zum Spinning-Effekt bei der Herstellung von Nassvliesstoffen führen, systematisch zu analysieren, die Fehlerbilder im Vlies zu charakterisieren und, unterteilt nach Faserfehlern und Vliesfehlern, zu katalogisieren. Das Ergebnis sollte in einem Leitfaden mit Empfehlungen und Verarbeitungsweisen für den Faser- und Vliesstoffhersteller zusammengestellt werden.

Ergebnisse

Zu den bedeutenden Einflussgrößen für das Auftreten von Verspinnungen in der Faser / Wassersuspension zählen die Faserparameter Feinheit, Länge, Querschnitt, Steifheit und bei Synthesefasern das Faserfinish. Für die wichtigsten Faserstoffe im Nassverfahren - Viskosefasern als Basisfasermaterial, Polyesterfasern als Verstärkungsfasern und die Bindefasern Polypropylen und Polyester-Bikomponentenfasern, wurde deshalb in Abhängigkeit von den genannten Faserparametern die kritische Faserlänge bestimmt, bis zu der eine fehlerfreie Faserablage auf der Vliesanlage möglich ist. Die Beurteilung der Vliesqualität erfolgte nach einer erarbeiteten Notenskala von Note 1 (fehlerfrei) bis Note 5 (inhomogen mit hoher Anzahl an Stippen, Noppen und Verschlingungen). Die Ergebnisse wurden tabellarisch als Verarbeitungsleitlinien, unterteilt nach den verschiedenen Faserstoffen, zusammengefasst. Gemäß den Vorhabenzielen wurden die auftretenden Fehler im Vlies in einem Fehlerkatalog unterteilt nach Fehlerart, möglicher Fehlerursache, typischem Fehlerbild und Maßnahmen zur Fehlervermeidung zusammengestellt. Aus den Verarbeitungsleitlinien und dem Fehlerkatalog wurde ein Leitfaden für Faser- und Vlieshersteller erarbeitet. Der Leitfaden ist als Download auf der Internetseite des TITK verfügbar.

Ausgehend von den gewonnenen Erkenntnissen zu den faserstoffspezifischen Verarbeitungseigenschaften ließ sich zeigen, dass sich die Vlieseigenschaften durch eine bewusste Faserstoffauswahl zielorientiert entwickeln lassen. So können durch den Einsatz von feineren Fasern die Zugfestigkeit der Vliese und dem Einsatz von längeren Fasern die Weiterreißkraft signifikant erhöht werden. Ersetzt man darüber hinaus die Viskosefaser durch eine hochmodulige Lyocellfaser, können sowohl die Zugfestigkeit als auch die Weiterreißkraft der Vliesstoffe weiter verbessert werden.

Aufgrund des hohen Nassmoduls der Lyocellfasern zeigen diese Vliese sehr gute Nassfestigkeiten. Damit steht dem Vliesstoffhersteller ein Entscheidungsinstrument zur anwendungsspezifischen Steuerung funktioneller Vlies- und Produkteigenschaften zur Verfügung. Darüber hinaus liefern die FuE-Ergebnisse Kenntnisse zur wirtschaftlichen Produktoptimierung. Durch die gezielte Auswahl der Faserstoffe ist es möglich, äquivalente Vlieskennwerte mit 20 - 30% geringerem Flächengewicht zu generieren, was eine erhebliche Rohstoffeinsparung bedeutet.