Ziel der Entwicklung
Gefordert wird die Entwicklung von leistungsfähigen, aber auch energieeffizienten Luftfiltermedien. Die neuen Filtermedien sollen einerseits viel Luft ohne großen Widerstand durchlassen und andererseits darin enthaltene Partikel effizient zurückhalten, während der Druckverlust dabei so gering wie möglich ausfällt. Zielführend bei der Lösung dieser Problemstellung, insbesondere für Filterklassenbereiche Feinstaub kleiner zehn bis kleiner eins, sind Filtermedien mit hohen Abscheideeffekten über das gesamte Partikelgrößenspektrum welche gleichzeitig die Gestaltung einer offenen Filtermedienstruktur erlauben. Einen vergleichbar hohen Anspruch an das Eigenschaftsprofil von Vliesstoffen stellen auch Barrieremedien. Für die Barrieremedien im Bereich der medizinischen Vliesstoffe und der Schutzbekleidung gelten immer strengere Zulassungsvorschriften, die nur mit innovativen Produkten und modernster Anlagentechnik umgesetzt werden können. Weiterentwicklungen der Meltblowntechnologie zielen darauf ab, die Filamentfeinheiten weiter zu reduzieren, um eine verfahrenstechnisch relevante und wirtschaftliche Alternative zum Elektrospinnen zu erhalten.
Vorteile und Lösungen
Die Weiterentwicklung der Singlerow Technologie zeigt jedoch Grenzen in Richtung der Kapillaranzahl von 75 auf. Eine weitere Erhöhung der Bohrungsanzahl der Singlerow Technologie scheint momentan rein technisch und mechanisch nicht möglich. Hier bietet die neue Multirow Technologie eine deutliche Steigerung der Kapillardichte in Richtung 200. Die Grenzen der Filamentfeinheit liegen bei der Multirow Technologie derzeit noch bei einem Mikrometer. Neben der Abscheideleistung wird ein Filtermedium auch durch seinen Druckverlust charakterisiert. Betrachtet man die Luftströmung um eine Mikrofaser, so ist die Strömungsgeschwindigkeit direkt an der Oberfläche der Faser gleich Null, wodurch ein entsprechend hoher Strömungswiderstand aufgebaut wird. Bei Fasern mit Durchmessern kleiner 500 Newtonmetern tritt der so genannte Slip Flow Effekt ein, der dafür sorgt, dass die Strömungsgeschwindigkeit bei derart kleinen Fasern an der Oberfläche nicht auf Null absinkt, was zu einem vergleichsweise geringen Strömungswiderstand führt. Zu untersuchen war, ob über die Steigerung der Kapillardichte die Produkteigenschaften weiterhin in Richtung feinerer Filamente und in deutlich höhere Barriereeigenschaften erweitert werden können.
Zielgruppe und Zielmarkt
Für deutsche Unternehmen des Maschinenbaus und Anlagenbaus stellen die effiziente Feinstpartikelfiltration mit hohen Abscheidegraden über die gesamte Filterlebensdauer sowie eine hohe Luftdurchlässigkeit, verbunden mit niedrigem Filterwiderstand, große Herausforderungen für die weitere Erschließung von Marktanteilen im Bereich Filtermedien und Barrieremedien dar. Mit den im Projekt realisierten Produktinnovationen soll eine stufenweise Erweiterung des Marktanteils erzielt werden. Vliesstoffe werden heute für eine Vielzahl von Schutzbekleidungen insbesondere in Form von Einwegartikeln eingesetzt, zum Beispiel als OP Kittel, in partikeldichter oder chemikaliendichter Schutzkleidung, beim Pestizideinsatz in der Landwirtschaft, für Lackierarbeiten oder in Reinräumen. Es erfolgt eine Steigerung des Anteiles von Vliesstoffen bei der Herstellung von Chemikalienschutzbekleidung von 65 Prozent auf 75 bis 85 Prozent. Dadurch ist eine Umsatzsteigerung im Vergleich zum Einsatz von herkömmlichen Schutzanzügen um acht bis zehn Prozent, bei gleichzeitiger Steigerung der Marche um sieben bis zehn Prozent für zirka 30 Prozent der in Deutschland hergestellten Schutzbekleidung möglich. Gleichzeitig wird der Kostendruck durch aus Asien importierte Schutzbekleidung gemindert. Durch die Erweiterung des gegenwärtigen Wissensstandes zur Herstellung von Verbundvliesstoffen für innovative Schutzbekleidung können kleine und mittelständische Unternehmen neue Anwendungsbereiche für Vliesstoffe und demzufolge neue Marktsegmente erschließen.
