Forschungsförderung für hochtemperaturbeständige Vliesstoffe

Feinste Fasern (1 µm) ermöglichen neue Anwendungen im Bereich Schutzkleidung, Heißgasfeinstaubfilter, Batterieseparatoren und Brennstoffzellenmembranen. Derzeitige Anlagen sind begrenzt hinsichtlich der Hochtemperatur- und Druckbelastung. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert mit ca. 600 000 Euro ein Konsortium für die Entwicklung einer energetisch optimierten Feinstfasertechnologie.

Die Anlagentechnik wird für Temperaturen bis 450 °C und hohe Drücke ausgelegt; die für den Prozess erforderliche Heißluft wird energetisch optimiert aufbereitet und Möglichkeiten zur Energierückführung werden erarbeitet. Für die homogene Ablage der feinsten Fasern werden hochtemperaturbeständige Siebbänder entwickelt.

Heißgasfilter mit PPS-Meltblow Membran
Foto: Heißgasfilter mit PPS-Meltblow Membran
© DITF

Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) haben im Rahmen eines ebenfalls öffentlich geförderten Vorhabens (AiF 17563) gezeigt, dass auch aus viskosen Polymerschmelzen bei hohen Temperaturen feinste Fasern erzeugt und zu einem Vliesstoff gelegt werden können, der Potential zum Beispiel für die Heißgasfiltration hat. Aufgrund von Kundenanfragen aus der Filtrations- und Batterieseparatoren-Branche haben sich die Unternehmen Nanoval GmbH & Co. KG (Berlin) als Spinndüsen- und Anlagenbauer sowie Siebfabrik Arthur Maurer GmbH & Co. KG (Mössingen) als Gewebehersteller für die Ablage, Formierung und Transport des Vlieses zum Ziel gesetzt, diese Basiskenntnisse in eine Produktionstechnologie weiterzuentwickeln. Hierbei greifen sie auf ihr Wissen im Anlagenbau und in der Fertigung von Spezialgeweben zurück. Für die energetisch optimierte Auslegung wird auf die Simulationsexpertise des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern gesetzt.

Schwerpunkt des Kooperationsvorhabens ist es, den Energieverbrauch von einstufigen Fertigungsanlagen für Feinstfaservliese aus Hochtemperaturpolymeren (PEEK, PPS, PPA) zu optimieren, indem die Meltblow-Technik und das energetisch günstige Nanoval-Verfahren bei Prozesstemperaturen bis 450 °C weiterentwickelt wird. Dazu wird eine bestehende Meltblow-Anlage für folgende Komponenten analysiert, energetisch bewertet und strömungstechnisch simuliert: Schmelze-Erzeugung und Faserbildung; Luftaufbereitung und Rückführung; Faserablage und Vliesbildung. Die Entwicklung wird vervollständigt durch eine mehrzeilige Nanoval-Düse, die für Hochleistungspolymere ausgelegt wird.