Ziel der Entwicklung
Bei der Verarbeitung zu Hygienevliesstoffen sind die Vliesstoffbahnen einer Vielzahl von Umlenkstellen bei hohen Geschwindigkeiten starken Reibungsbeanspruchungen ausgesetzt, die teilweise zu hohen Faseranhäufungen in den Anlagen führen. Das Ziel des Vorhabens bestand darin, die Ursachen für das auftretende Linting näher zu untersuchen. Zu diesem Zweck sollte eine geeignete Technologie für die Herstellung von weicheren und gleichzeitig lintingarmen Vliesstoffen auf Spinnvliesanlagen im industriellen Maßstab entwickelt werden. Das verfügbare Verfahren zur Bestimmung von Linting-Koeffizienten nach DIN EN ISO 9073-10 spiegelt die bei der Vliesstoffverarbeitung auftretenden Beanspruchungen des Vliesstoffs nicht adäquat wider. Deshalb bestand das Ziel auch darin, ein neues Prüfverfahren zur Beurteilung der Linting Eigenschaften zu entwickeln und zu testen beziehungsweise vorhandene Verfahren, zum Beispiel das Martindale Verfahren, entsprechend zu modifizieren.
Vorteile und Lösungen
Mit verschiedenen Technologievarianten, die sich in der Art der Verfestigung der Spinnvliesstoffe mit Eigenschaften wie thermisch, mechanisch oder kombiniert unterscheiden, wurden Vliesstoffmuster erzeugt und diese in Bezug auf Weichheit, Festigkeit und Linting-Neigung untersucht und bewertet. Die Flächenmassen betrugen bei wasserstrahlverfestigten Vliesstoffen 20 Gramm pro Quadratmeter beziehungsweise 25 Gramm pro Quadratmeter, bei den klassisch kalandrierten Vliesstoffen 14 Gramm pro Quadratmeter beziehungsweise 16 Gramm pro Quadratmeter. Es wurden insgesamt fünf verschiedene Varianten untersucht. Für jede der angewandten Technologievarianten wurde der Zusammenhang zwischen Festigkeit, Weichheit und Linting untersucht. Sämtliche Untersuchungen erfolgten für Spinnvliesstoffe aus Polypropylen sowie aus Polylactid. Neben dem allgemeinen Trend zu höherer Weichheit vollzieht sich bereits gegenwärtig und vor allem in naher Zukunft eine Substitution von Erdöl auf biobasierte Polymere wie zum Beispiel Polylactid anstatt Polypropylen. Als Vorzugsvariante für Spinnvliesstoffe aus Polylactid wurde deshalb eine aus Voruntersuchungen bekannte Kombination zweier Polylactid Granulattypen in Kern Mantel Konfiguration gewählt. Zusätzlich wurden in Einzelfällen Bikomponentenfasern Varianten aus Polypropylen und Polyethylen sowie Polylactid und Polybutylensuccinat zum Vergleich mit einbezogen. Im Ergebnis der Untersuchungen zeigte sich ein deutlicher Vorteil in Bezug auf eine vergleichbare Festigkeit, eine höhere Weichheit und eine geringere Linting-Neigung gegenüber der Referenz bei der reinen Wasserstrahlverfestigung ohne thermische Vorverfestigung. Zur Umsetzung der im Projekt gewonnenen Ergebnisse wurde ein entsprechendes Technologiekonzept erarbeitet, das insbesondere für die Herstellung von Hygienevliesstoffen auf Mehrbalken Spinnvliesanlagen angewandt werden kann.
Zielgruppe und Zielmarkt
Nutzer der Technologie der reinen Wasserstrahlverfestigung von Spinnvliesstoffen sind sämtliche Vliesstoffhersteller. Von den Vliesstoffeigenschaften einer geringeren Linting Neigung bei hoher Weichheit und Festigkeit, die vor allem für Hygienevliesstoffe vorteilhaft sind, profitieren die Vliesstoffverarbeiter als Hersteller von Hygieneprodukten wie zum Beispiel Windeln, Damenhygiene, Inkontinenzprodukte. Ebenso Kosmetik, Wischtücher und Medizinvliesstoffe. Der Technologietransfer erfolgt in erster Linie über Anlagenhersteller von Spinnvliesanlagen und Anlagen der Wasserstrahlverfestigung sowie deren Zulieferer zum Beispiel Hochdruck Wasserbalken, Düsenstreifen und Trommelbespannungen.
