Revolution in der Textilforschung: Superfeine Garne aus Cellulose
Textilforscher aus Denkendorf haben jetzt erstmals eine superfeine Endlosfaser aus Cellulose entwickelt. Das neue Garn bringt eine vielfach verbesserte Saugfähigkeit mit und dürfte für erhebliche Produktinnovationen im Textilsektor sorgen. Zu sehen ist die Erfindung nächste Woche auf der Hannover-Messe.
Das in Denkendorf neu entwickelte Direktspinnverfahren bringt Cellulose-Fasern in einer Feinheit von 0,2 dtex hervor.
Foto: ITCF Denkendorf
Cellulose ist ein umweltfreundlicher und nachwachsender Rohstoff, aus dem zum Beispiel Papier hergestellt wird. Als Hauptbestandteil der pflanzlichen Zellmembran ist sie das weitaus häufigste organische Makromolekül der Erde. Cellulose nimmt als mengenmäßig wichtigstes Biopolymer eine besondere Stellung unter den nachwachsenden Rohstoffen ein. Und jetzt hat ausgerechnet das gleich mit zwei Chemiebegriffen ausstaffierte Institut für Textilchemie und Chemiefasern (ITCF) in Denkendorf aus diesem nachwachsenden Rohstoff eine völlig neue superfeine Endlosfaser erfunden. Die von der Baden-Württemberg Stiftung finanzierte Erfindung eröffnet völlig neue Möglichkeiten für Faserprodukte.
Supermikrofasern bisher nur auf Basis synthetischer Polymere
Bisher kennt die textile Welt Supermikrofasern nur auf Basis synthetischer Polymere, die in einem zweistufigen Prozess als Bikomponentenfasern oder durch Elektrospinnen hergestellt werden. Cellulose und ihre Derivate sind nicht schmelzbar – das aber war bisher die Voraussetzung für die Verarbeitung zu Supermikrofasern über das Bikomponentenspinnen. Denn dabei wird der Faserstoff gemeinsam mit der Matrixkomponente schmelzgesponnen.
Kooperation mit dem Institut für Strahlwerkzeuge der Uni Stuttgart
Am ITCF wurde jetzt im Rahmen eines Kooperationsprojektes mit dem Institut für Strahlwerkzeuge (IDSW) der Universität Stuttgart ein völlig neues Direktspinnverfahren entwickelt und auch gleich patentiert. Es erlaubt es erstmals, Mikro- beziehungsweise Supermikrofasern im Feinheitsbereich von 0,1 bis 0,5 Dezitex (dtex) auf der Basis von Cellulose und Cellulose-2.5-Acetat in einem einstufigen Prozess kosteneffizient als Endlosgarn herzustellen. Bei einem Dezitex wiegen Garne ein Gramm pro 10.000 Meter.
Wahlweise Stapelfaser oder Endlosgarn
Die Denkendorfer Textilwissenschaftler verwenden für die Verarbeitung der Cellulose eine ionische Spinnlösung. Dieses spezielle, hochpolare Lösungsmittel besteht aus Salzen, die bei Temperaturen unter 100 Grad Celsius flüssig sind. Die in dieser ionischen Spinnlösung aufgelöste Cellulose wird durch die Mikrolöcher der Spinndüse gepresst und im Fällbad zur Faser koaguliert, also zusammengeballt und gezogen. Die Fasern können als Stapelfasern oder als Endlosgarn erhalten und weiter verarbeitet werden. Über Änderungen der Prozessausführung können die textil-physikalischen Fasereigenschaften variiert und anwendungsgerecht optimiert werden. Ein Novum in der Textilindustrie.
Zehnmal größere Faseroberfläche
Mit ihrem neuen, patentierten Verfahren ebnen die Textilforscher aus Denkendorf der Cellulosefaser den Weg in die Weiterverarbeitung heutiger Web- und Stricktechnologien. Denn diese superfeinen Fasern lassen sich erstmals in Form eines Endlosgarns auf Spulen wickeln. Die besonders große Faseroberfläche der Supermikrofasern verleiht den fertigen Produkten neue Eigenschaften. Die Denkendorfer superfeinen Cellulosefasern haben im Vergleich zu herkömmlichen Cellulosefasern eine um bis zu zehnmal größere Faseroberfläche, sie bringen es auf einen bis vier Quadratmeter pro Fasergramm. Dies erklärt die verbesserte Sorptionskraft von aus Supermikrofasern hergestellten Materialien.
Web- und Strickwaren, die aus diesen superfeinen Cellulosefasern hergestellt werden, zeichnen sich durch winzige Fadenzwischenräume aus, die bisher noch nicht herstellbar waren. So entsteht eine völlig neue Gewebequalität. Diese ist für Spezialanwendung im Bereich der Filtertechnologie interessant, aber auch für Pflege- und Medizinprodukte. Es sind völlig neuartige Teebeutel für Industrie und Haushalt denkbar, ebenso wie viel leistungsfähigere Feuchttücher, Wattepads oder Reinigungstücher. Denn diese Fasern bringen eine um ein Vielfach verbesserte Saugkraft und auch Wärmeisolation mit.
TLB ist auf der Suche nach Kooperationspartner für die Evaluation
„Unsere Hoffnung und Vision ist, dass nicht nur bestehende Produkte verbessert werden können, sondern auch ganz neue Produkte entstehen. Wir suchen Unternehmen aus den Bereichen Textil-, Filter- und Medizintechnik, die Testmaterial beziehen und im Hinblick auf eigene Anwendungen evaluieren wollen“, sagt Dr. Iris Kräuter, die als Innovationsmanagerin das Patentmanagement und die Verwertung der Erfindung der Technologie-Lizenz-Büro GmbH (TLB)leitet.
Jetzt geht die TLB mit der innovativen Faser erst einmal vom 7. bis 11. April auf die Hannover Messe und stellt in Halle 2 am Stand C17 eine Spindel mit der Endlosfaser aus Cellulose aus. Außerdem haben die Forscher die Spinndüsen im Gepäck, mit der diese feinen Fasern hergestellt wurden. Diese spezielle Spinndüse hat mindestens 100 bis 6000 Mikrolöcher von zehn bis 45 Mikrometern Durchmesser.
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