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Item Open Access Entwicklung eines Meltblow-Verfahrens zur Herstellung thermoplastischer Feinstfaser-Vliesstoffe(2015) Batt, Till; Planck, Heinrich (Prof. Dr.-Ing.)Das Meltblow-Verfahren wird seit vielen Jahren zur Erzeugung von Mikrofaservliesstoffen im Bereich von 1,0 Mikrom. - 20 Mikrom. eingesetzt. Aus verfahrenstechnischen Gründen sind damit jedoch Faserdurchmesser unterhalb 1,0 Mikrom. bislang nur sehr begrenzt herstellbar. Dies schränkt die Effizienz und Einsatzmöglichkeiten der Meltblow-Vliesstoffmedien beispielsweise in Filtrationsanwendungen erheblich ein. Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung eines über den Stand der Technik hinausgehenden Meltblow-Verfahrens zur ökonomisch sinnvollen Herstellung von Feinstfasern im Durchmesserbereich zwischen 0,1 Mikrom. und 1,0 Mikrom. mit dem thermoplastischen Werkstoff Polypropylen. Dazu erfolgt erstmalig in dieser Arbeit eine umfassende Untersuchung von Modifikationen des Meltblow-Verfahrens, die zur Herstellung von Feinstfasern eingesetzt werden können. Die Experimente und Studien wurden dabei durch aktuelle Erkenntnisse der numerischen Strömungssimulation unterstützt. Die rheologische Charakterisierung ist notwendig, um die niederviskosen Polymer-Typen hinsichtlich prozessinhärenter Viskosität und Spinnstabilität zu bewerten und bildet damit die Grundlage für ein tieferes Verständnis des Materialverhaltens unter hoher Dehnung. Online-Rheometer-Messungen wurden durchgeführt, um die Viskositätsabnahme durch thermische Degradation und unter Zugabe reaktiver Additive zu kontrollieren. Die Ergebnisse unterstreichen die hohe Bedeutung einer geringen Polymer-Viskosität auf die Ausbildung von Feinstfasern, zeigen jedoch auch Grenzen des Verfahrens auf. Optimierte Prozessparameter und Parameterkombinationen, die zur Bildung von Feinstfasern führen, wurden durch die Nutzung statistischer Versuchsplanung an einem Einkapillardüsen-System erreicht. Erstmalig konnte hier auch eine systematische Untersuchung der Kapillar- und Luftschneidengeometrie erfolgen. Nähere Betrachtungen der Faserbildung unter Zuhilfenahme von Hochgeschwindigkeits-Videoaufnahmen und Simulationen führten schließlich zum Aufbau eines optimierten Verfahrens mit temperierter Sekundärluft an einer 500 mm breiten Technikum-Anlage. Die Temperierung der Sekundärluft ermöglicht die Herstellung von Feinstfasern bei hoher Produktivität und bildet somit die Grundlage für das hier entwickelte, optimierte Verfahren. Erste Filtertests zeigen das hohe Potenzial dieser Feinstfaser-Vliesstoffe in der Feinstaubabscheidung.