Fasertechnologie

Laser bohrt Löcher für Cellulosefaser-Spinndüse aus Siliziumnitrit präziser und wirtschaftlicher

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Präzise definierte Düsengeometrie bestimmt Faserqualität

Die Form des Spinnkanals bestimmt dabei maßgeblich die Handhabung des Spinnprozesses: „Unser Ziel ist es, trichterförmige Düsen zu realisieren, einen Bohrkanal, der sich innerhalb der Spinndüse mit einer definierten Geometrie zum gewünschten Enddurchmesser verjüngt“ erklärt Thomas Arnold, Projektmitarbeiter am IFSW. Spätestens hier wird deutlich, welche inhaltliche Bereicherung der wissenschaftliche Austausch zwischen den beiden Forschungsinstituten ermöglicht: „Durch die Arbeit mit dem ITCF erhalten wir einen direkten Input bezüglich der geforderten Geometrien und Genauigkeiten“.

Aus den Ergebnissen des Faserspinnens kann dann unmittelbar abgelesen werden, ob noch Optimierungsbedarf bei den Spinndüsen besteht. Vielversprechend ist hierbei auch die Erprobung neuer Werkstoffe. Jüngst wurde eine erste keramische Spinndüse aus Silziumnitrit gebohrt. Das Material ist steifer als Edelstahl, kann bei geringeren Wandstärken höhere Drücke aushalten, ohne sich durchzubiegen. Der Bohrvorgang ist leichter zu kontrollieren, da Keramiken keine schmelzflüssige Phase aufweisen, die den Bohrprozess negativ beeinflussen, und da durch eine gewisse Teiltransparenz des Werkstoffes der Bohrvorgang genau zu beobachten ist.

Verbesserte Eigenschaften von Cellulosefasern erreicht

Am ITCF in Denkendorf hat man inzwischen nicht nur die Optimierung der Spinndüsen vorangetrieben, sondern mit dem Trocken-Nassspinnverfahren auch Cellulose-Mikrofasern mit völlig neuen Eigenschaften erschaffen: „Die textilmechanischen Eigenschaften unserer Fasern konnten wir im Vergleich zu solchen im Nassspinnverfahren erzeugten Cellulosefasern deutlich verbessern“ erläutert Dr. Johanna Spörl, Chemikerin am ITCF. „In nächsten Schritten werden wir in Zusammenarbeit mit dem IFSW weitere Düsengeometrien verwirklichen, die unsere Fasern um weitere Eigenschaftsprofile bereichern werden“.

Das Entwicklungsprojekt ist ein gelungenes Beispiel für einen befruchtenden interdisziplinären Austausch. Dass am Ende dieser Zusammenarbeit Produkte stehen, die Industrie und Verbrauchern gleichermaßen von Nutzen sind, lässt den Erfolg dieser Kooperation für sich sprechen. MM

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