Ziel der Entwicklung
Das Material Silicon zeichnet sich in vielen Bereichen durch hervorragende Eigenschaften aus: Chemikalienbeständigkeit, Barrierewirkung gegen Flüssigkeiten und Mikroorganismen, Witterungsbeständigkeit, Alterungsbeständigkeit, Toxikologische Unbedenklichkeit, Temperaturbeständigkeit bis 200 Grad Celsius, Dauerhafte Flexibilität.
Im Rahmen des Projektes sollte ein innovatives kontinuierliches Verfahren zur Laminatherstellung eines Textil-Siliconmembran-Verbundes erarbeitet werden, das die Verwendung von reaktiven, hochviskosen Klebern vorzugsweise auf Siliconbasis ermöglicht. Nur die Klasse der Siliconkleber eröffnet die Möglichkeit der Verklebung von Siliconoberflächen mit sich selbst bzw. anderen Materialien. Ziel des Projektes war es, die technologischen Voraussetzungen zu erarbeiten, die eine Verklebung von Siliconmembranen mit textiler Bahnenware erlauben.
Für die Herstellung des flexiblen Materialverbundes sollte eine innovative Sprühtechnik zur Anwendung kommen, die einen statistisch verteilten, punktuellen Auftrag hochviskoser Siliconkleber ermöglicht. Die Applikation separater Klebertröpfchen mit einem Durchmesser kleiner 300 Mikrometer sollte die Ausrüstung offenstrukturierter, dünner Textilien (wie Charmeuse) mit Siliconmembranen ermöglichen.
Vorteile und Lösungen
Im Rahmen der Projektarbeiten ist es gelungen, hochviskose Klebstoffe mit einer innovativen Sprühtechnologie in Form kleiner Tröpfchen auf textile Substrate zu applizieren und dadurch in kontinuierlicher Weise Textil-Membran-Verbunde herzustellen. Die Besonderheit hierbei stellt die Verarbeitung dünner Siliconmembranen dar. Solche Membranen können nur mit einem Siliconkleber verklebt werden. Chemisch andersartige Komponenten bewirken keinen haftfesten Verbund. Unabhängig vom Vernetzungsprinzip (additions- oder kondensationsvernetzend) sind derartige Siliconkleber immer höherviskos und können mit der herkömmlich verwendeten Gravurwalzenapplikation nichtverarbeitet werden.
Mit einer speziell auf die hochviskosen Systeme angepassten Sprühtechnologie konnte eine Punktverklebung von Siliconmembran und PES-Textilien erzielt werden. Die Punktklebung gewährleistet einen minimalen Klebstoffauftrag, den Erhalt der textilen Eigenschaften Griff und Drapierfähigkeit und eine hohe Wasserdampfdurchlässigkeit. Die hochwertigen Laminate sind sowohl mit einer Barrieremembran als auch einem Klebstoff auf Siliconbasis ausgestattet sind.
Die Anwendungsbereiche für derartige hochwertige Laminate sind Barrierematerialien im Bereich der Medizinprodukte sowie der Schutzkleidung. Bei den Gebrauchsanforderungen solcher Produkte im Krankenhausbereich steht die Barrierefunktion gegenüber Flüssigkeiten und Keimen im Vordergrund. Parallel dazu müssen insbesondere für den Bekleidungsbereich (zum Beispiel OP-Mäntel) der Tragekomfort sowie die Anforderungen der Reinigungsprozedur (Wäsche und Sterilisation) gewährleistet sein. Letzteres erfordert besondere Beständigkeiten gegenüber Chemikalien- und Temperatureinflüssen. Die Materialien sollten zirka 70 Reinigungszyklen im stark alkalischen Milieu und der anschließenden Dampfsterilisation bei zirka 135 Grad Celsius standhalten.
Potentiell geeignet sind die im Projekt entwickelten Laminate darüber hinaus für Hitze- und Chemikalienschutzkleidung.
Zielgruppe und Zielmarkt
Es wird erwartet, dass durch die Verarbeitung siliconisierter Oberflächen, idealerweise Membranen unter Nutzung des neuen Verarbeitungsverfahrens mit offen strukturierten Textilien, der Produktionsprozess zur Laminatherstellung kostengünstiger gestaltet werden kann. Die Produktpalette an siliconhaltigen Verbundmaterialien sollte sich erweitern, zum einen durch die verbesserte Produktqualität und zum anderen dadurch, dass auch Nischenprodukte erschlossen werden können.
Die Sprühapplikation ist in jede Kaschieranlage integrierbar, sodass durch diese Technologie eine Energieeinsparung bei allen Systemen erwartet werden kann, die durch Erhitzen auf die notwendige dünnflüssige Konsistenz gebracht werden. Dies ist beispielsweise bei Schmelzklebern der Fall. Solche Systeme könnten in deutlich höherer Viskosität verarbeitet werden. Prinzipiell ist die Sprühapplikation auf andere hochviskose Systeme anwendbar, wie das im Rahmen der Untersuchungen beispielhaft für Pasten-PVC gezeigt wurde.