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Entwicklung einer schwerentflammbaren Cellulosefaser, hergestellt mit einem Direktlöseverfahren

Projektleiter:                     Dr. Jens Schaller
Projektnummer:               BMWi / INNO-KOM-Ost, MF 140150
Laufzeit:                            01.03.2015 – 31.10.2017

Aufgabenstellung

Ziel des Projektes war die Entwicklung einer flammfesten Cellulosefaser auf Basis des Lyocell-Prozesses. Hierzu sollten verschiedene Flammschutzmittel dahingehend untersucht werden, ob sie kompatibel mit dem NMMO-System sind, das die Grundlage für den Lyocell-Prozess bildet, und ob die auf diese Weise erhaltenen Fasern die gewünschten flammfesten Eigenschaften besitzen. Bei positiven Ergebnissen soll eine Prozessoptimierung durchgeführt werden, um optimale Fasereigenschaften bei minimalem Einsatz von Flammschutzmittel zu ermöglichen.  

Ergebnisse

Im Projekt konnten zwei Flammschutzmittel identifiziert werden, welche für die Herstellung von flammfesten Fasern mit Hilfe des Lyocell-Prozesses geeignet sind. Es besteht die Möglichkeit Melamincyanurat in die Fasern zu inkorporieren. Der große Vorteil liegt hierbei in der Struktur des Melamincyanurats begründet. Das Addukt aus Melamin und Cyanursäure wird über Wasserstoffbrücken zusammengehalten, hieraus ergibt sich die Unlöslichkeit in Wasser, ähnlich wie bei Cellulose selbst. Das im Lyocell-Prozess verwendete Lösungsmittel vermag Wasserstoffbrückenbindungen zu spalten, weshalb während des Löseprozesses der Cellulose auch das Melamincyanurat in Lösung geht. Daher ist eine leichte Einarbeitung und homogene in den Cellulosefasern möglich. Obwohl aufgrund von Wechselwirkungen des Melamincyanurats mit den Cellulosefasern die Waschbeständigkeit gering ist, besitzen die Fasern dennoch ausgezeichnete flammfeste Eigenschaften und können in Bereichen verwendet werden, die nicht oder nur selten gewaschen werden wie z.B. Möbelbezüge, Gardinen und Auslegware.

Durch Verwendung von ausgehärteten Melamin/Formaldehydharz und Einarbeitung in den Lyocell-Prozess war es möglich flammfeste Fasern herzustellen, die auch waschbeständig sind. Somit konnten zwei Verfahren zur Herstellung von flammfesten Fasern im Projekt entwickelt werden, welche für verschiedene Anwendungsgebiete geeignet sind.

Anwendung

Die Fasern mit Melamincyanurat beladenen Fasern können für die flammfest Ausrüstung von Polstermöbeln, Gardinen und Auslegware verwendet werden. Die Fasern mit Melamin/Formaldehyd-Harz hingegen sind für das viel breitere Anwendungsgebiet der Bekleidungstextilien geeignet. Hierzu gehören unter anderem auch die Ausrüstungstextilien für Feuerwehr und andere Rettungskräfte.