Tous Actualités
Suivre
Abonner Eidg.Materialprüf.- u. Forschungsanstalt

Eidg.Materialprüf.- u. Forschungsanstalt

EMPA: Spinnanlage für Bikomponentenfasern in Betrieb genommen

Dübendorf (ots)

Fasern aus zwei Komponenten - für mehr Funktionalität
An der Empa ist seit kurzem eine Schmelzspinnanlage in Betrieb, mit 
der sich funktionale Fasern aus zwei thermoplastischen Kunststoffen 
herstellen lassen. Diese dienen der Entwicklung von Produkten mit 
angepassten und bisher unbekannten Eigenschaften.
Die Anfang Juni in Betrieb genommene Spinnanlage für 
Bikomponentenfasern ist eine Pilotanlage und dient für Forschungs- 
und Entwicklungsarbeiten. Sie wird von der Empa nicht nur für eigene 
Forschungsvorhaben genutzt, sondern auch in Kooperationsprojekten 
mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft eingesetzt. Die Anlage 
weist eine interessante Grösse auf. Während in der 
Grundlagenforschung mit Kunststoffmengen von wenigen Gramm 
gearbeitet wird, liegt der Industriemassstab dagegen bei etlichen 
tausend Tonnen. Die an der Empa am Standort St. Gallen installierte 
und von der deutschen Firma Fourné Polymertechnik GmbH gebaute 
Forschungsanlage ist für einige Kilogramm ausgelegt. Es werden damit 
mit wenig Materialaufwand Ergebnisse erzielt, die sich dennoch 
zuverlässig in den industriellen Massstab hochrechnen lassen. An der 
Einweihungsveranstaltung vom 9. Juni zeigten die zahlreich aus dem 
In- und Ausland angereisten Industrievertreter auch schon starkes 
Interesse an den vielfältigen Möglichkeiten.
Spider produziert Fasern mit Wunscheigenschaften
Spider (Spinning - development - research), wie die 
Schmelzspinnanlage intern sinnigerweise genannt wird, stellt Fasern 
her, die aus zwei unterschiedlichen Kunststoffen bestehen. Diese 
kommen dabei Seite an Seite zu liegen oder weisen eine Kern-Mantel- 
Struktur auf. Sie können rund, eckig, gefüllt oder hohl sein. Solche 
Bikomponentenfasern sind in der Textilindustrie heute üblich. Am 
häufigsten verwendet werden dabei die vier thermoplastischen 
Polymere Polyamid (PA), Polyester (PET), Polyäthylen (PE) und 
Polypropylen (PP). Auf der neuen Anlage lassen sich aber auch 
weniger übliche thermoplastische Ausgangsmaterialien (z.B. 
biotechnologisch erzeugte Kunststoffe, «Bioplastik») verwenden. Noch 
unerforschte Kombinationsmöglichkeiten gibt es zuhauf. Spider 
erlaubt es, die Fasern im Labormassstab herzustellen und deren 
Zusammensetzung und Ausgestaltung immer wieder mit relativ geringem 
Aufwand zu variieren, was bei Industrieanlagen nicht wirtschaftlich 
ist. Die zahlreichen Charakterisierungsmöglichkeiten, welche die 
Empa vornehmen kann, erlauben wissenschaftlich fundierte Aussagen zu 
den Eigenschaften dieser neuen Fasertypen. Spezielle Verfahren, zum 
Beispiel die Plasmabeschichtung, ermöglichen es, komplexe 
Faserstrukturen aufzubauen und gezielte chemische Modifikationen an 
der Faseroberfläche vorzunehmen. So lassen sich die chemischen und 
physikalischen Eigenschaften der Fäden nach Wunsch beeinflussen, 
etwa die Hydrophilität, die Festigkeit, das Schrumpfverhalten und 
die Elastizität. Möglich ist auch der Einbau von Nanopartikeln im 
Mantelbereich, um eine gewünschte Funktionalität zu erreichen.
Neue Aussichten für Bikomponentenfasern
Gesucht wird nach Fasern mit Wunscheigenschaften für den Einsatz in 
funktionalen oder «intelligenten» textilen Materialien, sei es für 
den Bekleidungsbereich, für technische und medizinische Textilien 
oder für Faserverbundwerkstoffe. Die Funktionalität der neuartigen 
Textilien liegt etwa bei der kontrollierten Wirkstofffreigabe bei 
medizinischen Pflastern, dient zur Stossdämpfung bei 
Schutzbekleidung, zur Temperaturkontrolle bei Feuerwehr- oder 
Sportbekleidung und auf dem Gebiet der Sensorik (z.B. Farbänderung 
bei veränderten Umwelteinflüssen). Stoffe werden so je nach Wunsch 
biokompatibel, biologisch abbaubar, feuchtigkeitsabweisend oder 
besonders saugfähig, flammhemmend oder geruchsmindernd. Viel 
versprechend scheint vor allem, wertvolle Polymere als Mantel auf 
Standardpolymer im Kernbereich aufzutragen. Damit können Rohstoffe 
und Kosten gespart werden. Eine aussichtsreiche Vision ist es, 
Fasern mit photovoltaischen Eigenschaften herzustellen. Diese 
könnten die Energie des Lichtes in Strom umwandeln: sozusagen ein 
Kraftwerk im Anzug. Schön zu wissen, dass die neue Spinnanlage für 
Bikomponentenfasern der Empa dazu beitragen kann.
Aufbau der Anlage
Sie besteht hauptsächlich aus zwei Maschinen zum Ausformen 
thermoplastischer Kunststoffe (Extrudern), die das Polymergranulat 
aufschmelzen und homogenisieren. Pumpen sorgen für eine genaue 
Dosierung des Kunststoffs und bestimmen, je nach Abzugs- und 
Wickelgeschwindigkeit, die Feinheit der Faser. Die Spinndüse, eine 
Platte mit bestimmter Lochanzahl und Lochquerschnitt, gibt die 
Anzahl Fäden und ihren Querschnitt vor. Im Blasschacht wird durch 
die Luftströmung der Erstarrungs- und Abkühlungsprozess geregelt. 
Die Spulstreckmaschine erlaubt die Verstreckung und 
Temperaturnachbehandlung der Faser und somit die gezielte 
Beeinflussung ihrer mechanischen Eigenschaften.
Kontaktpersonen
Dr. Jörn Lübben, Tel. 071 274 72 94,  joern.luebben@empa.ch
Marcel Halbeisen, Tel. 071 274 78 67,  marcel.halbeisen@empa.ch
Redaktion
Rémy Nideröst,  remigius.nideroest@empa.ch
Bilder sind einsehbar unter 
http://www.empa.ch/plugin/template/empa/*/28118/---/l=1
und elektronisch erhältlich bei:  remigius.nideroest@empa.ch

Plus de actualités: Eidg.Materialprüf.- u. Forschungsanstalt
Plus de actualités: Eidg.Materialprüf.- u. Forschungsanstalt
  • 16.06.2004 – 14:50

    EMPA: Attraktive Lehrstellen an der Empa -Die Empa schafft neue Lehrstellen

    Dübendorf (ots) - Die Empa nimmt die Nachwuchsförderung ernst. Sie stellt Doktoranden, Praktikanten sowie Jungforschende an und bildet auf zahlreichen Berufen Lehrlinge aus. Jetzt hat die Empa einen zusätzlichen KV- Lehrplatz und zwei für Physiklaboranten geschaffen. Die Nachfrage an Lehrstellen ist beachtlich. Kürzlich führte die Empa daher in St. ...

  • 26.05.2004 – 10:03

    EMPA: Im Kampf gegen tückische Keime

    Dübendorf (ots) - Mikroorganismen in der Luft sind ein Risikofaktor - nicht nur bei chirurgischen Eingriffen, sondern auch bei der Verarbeitung von Lebensmitteln, Pharmaka und Kosmetika sowie auch im Hinblick auf die Erhaltung von Kulturgütern. Deshalb müssen in diesen Bereichen regelmässig und häufig Lufthygienekontrollen durchgeführt werden. Wie lassen sich diese Kontrollen jedoch, ohne hohe Kosten zu ...