Kunststoff-Cluster: Kooperationsprojekt untersucht Einfluss von anorganischen Füllstoffen auf die Fasereigenschaften

Fasern mit einem Calciumcarbonat-Masterbatch verfärbten sich in der Herstellung. Dieser unerwünschte Effekt, das sogenannte „gas fading“, trat durch den Zusatz des Stabilisators auf. Eine Änderung des Stabilisatorpakets brachte Abhilfe – (Bild: TCKT).

In einem eineinhalbjährigen Kooperationsprojekt haben vier Unternehmen des österreichischen Kunststoff-Clusters den Einfluss von anorganischen Füllstoffen auf die Fasereigenschaften untersucht. Nun wissen sie, mit welchen Füllstoffen welche Fasereigenschaften wie modifiziert werden können. Mögliche Anwendung für derart modifizierte Fasern sehen die Projektteilnehmer beispielsweise für Automobil- oder Leichtbauanwendungen, wo besonders hohen Festigkeiten gefordert werden.

In vielen Kunststoff-Verarbeitungsprozessen sind Füllstoffe heute Stand der Technik – nicht so in der Faserherstellung. Gründe dafür sind die sehr heikle Prozesstechnik, die konstant hohe Durchsätze garantieren muss. Schon geringe Störungen erhöhen die Kosten erheblich.

Steigende Anforderungen
Verschiedene Anwendungen verlangen aber zunehmend maßgeschneiderte Faser- bzw. Produkteigenschaften. Diese können vereinzelt nur mehr durch Zugabe von Additiven und Füllstoffen erreicht werden. Die Modifizierung der Materialien mit Additiven und Füllstoffen macht auch den Einsatz von Recycling-Polymeren möglich. So könnten Kostenvorteile geschaffen und die Product-Carbon-Footprints signifikant verbessert werden.

Die Fasereigenschaften bzw. die Verbilligung waren nicht bei allen Füllstoffen der ausschlaggebende Grund zur Untersuchung. Auch Eigenschaften wie etwa elektrische Leitfähigkeit (Aluminium) oder Feuchteaufnahmekapazität (Zeolith, Calciumsulfat) waren Zieleigenschaften, welche durchaus auch erreicht werden, wie das Projekt zeigte.

Einsatz als Masterbatch
Im Projekt wurden die mineralischen Additive – auch aus Kostengründen – als compoundierte Masterbatches eingesetzt. Die Masterbatch-Herstellung selbst wurde hinsichtlich Additiv-Paket und Verarbeitungsführung optimiert. Verschiedene Füll-Materialien wurden bei den Masterbatches eingesetzt. Auch industriell verfügbare, wenn auch nicht dezidiert für Fasern bestimmte, Masterbatches wurden untersucht – insbesondere bei Calciumcarbonat. Die Batches wurden zu Fasern verarbeitet und charakterisiert. Zum Teil wurden die Fasern auch zu Vliesen weiter verarbeitet, um hier die Prozessfähigkeit von Fasern mit Füllstoffen für die Folgeverarbeitung zu überprüfen.

Nutzen für die Projektteilnehmer
Insgesamt waren die Projektpartner sehr zufrieden mit den Projektergebnissen. Das neue Wissen um die Möglichkeiten der Eigenschaftsmodifizierung der Fasern soll künftig unterschiedlich genutzt werden. Während für Asota die direkten Fasereigenschaften am wichtigsten sind, sind bei Tencate die Eigenschaften der aus den Fasern hergestellten Vliese wichtig. Und das Projekt zeigte auch auf, dass beide nicht immer direkt korrelieren müssen.

Für Walter Kunststoffe sind die Erfahrung beim Compoundieren von Masterbatches, welche in der Thermoplast-Faserherstellung eingesetzt werden, wertvoll. Wie sich im Projektverlauf zeigte, ist der Masterbatch sowohl den Träger als auch den Stabilisator betreffen speziell auszurüsten. Die Transfercenter für Kunststofftechnik GmbH (www.tckt.at) als F&E-Dienstleitungsunternehmen erweiterte das vorhandene Wissen über die Eigenschaftsmodifikationen von Thermoplastfasern.

Die Projektpartner
Tencate (www.tencate.com) ist ein Hersteller von Geotextilien aus Polypropylen. Asota (www.asota.com) ist als Hersteller von PP-, PE- und PA-Stapelfasern für Teppiche, Textilien und diverse Endanwendungen im Bau- und Sportbereich bekannt. Walter Kunststoffe ist Spezialist in der Herstellung hochgefüllter Füllstoff-Masterbatches und hat dafür eine Anlagentechnik, auch für die Aufbereitung von Rezyklaten. Walter Kunststoffe (www.walter-kunststoffe.com) ist Lieferant von hochwertigen Füllstoff-Masterbatchen. Als externer Berater mit langjähriger Erfahrung mit mineralischen Füllstoffen sowie Recycling-Techniken unterstützte die M2Consulting GmbH die Gruppe während die TCKT GmbH (www.tckt.at) die Aufgaben in der F&E übernimmt.

Weitere Informationen: www.kunststoff-cluster.at

Kunststoff-Cluster, Clusterland Oberösterreich GmbH, Linz, Österreich

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