Ziel der Entwicklung
Ziel dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung von neuartigen Mono- und Biko-Spinnvliesstoffen in Kern-/Mantel-Konfiguration, mit additiviertem Polypropylen zur Beeinflussung des Kristallisationsverhaltens als Kern- und Polyethylen als Mantelkomponente. Eine Kombination aus PP mit modifizierter Kristallstruktur und PE als Zweikomponentenfaser konnte in diesem Projekt als innovative Neuheit erstmalig realisiert werden. Mit dieser speziellen Kombination konnte sowohl eine höhere Spinnstabilität und verbesserte Weichheit als auch erhöhte Reißfestigkeiten bei niedrigeren Verfestigungstemperaturen nachgewiesen werden.
Bisherige marktübliche Biko-Spinnvliesstoffmaterialien zeigten im Vergleich zu reinen PP-Spinnvliesstoffen eine reduzierte Spinnstabilität und geringere Festigkeiten auf. Die verbesserte Weichheit im Vergleich zu Standard PP- bzw. Compound-Spinnvliesstoffen wird durch die unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften des Polyethylens beeinflusst, führt jedoch nicht zwangsläufig zu einer signifikanten Verbesserung der Weichheit. Eine wesentliche Verbesserung dieser Eigenschaft kann mit einer Reduzierung der Verfestigungstemperatur am Kalander erreicht werden, wobei jedoch die Festigkeiten des PP/PE Biko-Spinnvliesstoffs negativ beeinträchtigt sind.
Vorteile und Lösungen
Mit den neu entwickelten Mono- und Bikomponenten-Materialien, unter anderem der Kombination aus additiviertem PP-Kern und PE als Mantelmaterial, konnten sowohl die Spinnstabilität von Mono- und Biko-Spinnvliesstoffen als auch die Festigkeit und Weichheit unter bestimmten Voraussetzungen verbessert werden. Die Erhöhung der Spinnstabilität wurde durch ein spezielles neuartiges Additiv erreicht, welches das Potenzial zu einer verstärkten Orientierung oder Verstreckung der Mono- oder Bikomponenten-Filamente entwickelt und dieses gleichsam mit einer Erhöhung der Festigkeit verbunden war.
Verbesserte Weichheiten und eine weitere Festigkeitssteigerung der Mono- beziehungsweise Bikomponenten-Spinnvliesstoffe konnte auch mit einer Reduzierung der Kalandertemperatur bei der thermischen Verfestigung nachgewiesen werden. Die besonderen Schmelzeigenschaften des additivierten Polypropylens vergrößerten beispielsweise im Kern des Bikomponenten-Filaments das Bonding-Fenster, so dass bei niedrigeren Temperaturen eine Optimierung der Verfestigung stattfinden konnte und somit potentielle Energieeinsparung beim Thermobondierungsprozess möglich war. Speziell bei den Metallocen-Typen aus Polypropylen war diese Ausdehnung des Bonding-Fensters von großem Vorteil, da eine weitere deutliche Erhöhung der Vliesfestigkeit erreicht werden konnte.
Zielgruppe und Zielmarkt
Mit den neu entwickelten additivierten Spinnvliesstoffen aus PP-Monokomponenten und den Bikomponenten-Varianten aus PP + Additiv im Kern und PE im Mantel werden für den Hygiene- und Medizinbereich eine große Palette von anwendungsspezifischen Anforderungen erfüllt. Diese beziehen sich insbesondere auf höhere Reißfestigkeiten sowie nachdrücklich verbesserte Weichheiten durch die Bikomponenten-Struktur. Zudem können sich die Materialien durch einen angenehmen textilen Griff und einfache Handhabung bei der weiteren Verarbeitung und Konfektionierung auszeichnen.