Steuerung spezifischer Anforderungen von Papier-Nassvliesen für die Luftfiltration mittels Wasserstrahlverfestigung
Projektleiter: Thomas Schulze
Projektnummer: BMWi / IGF 18981BR
Laufzeit: 01.01.2016 – 30. 06.2018
Aufgabenstellungen
Filterpapiere, welche Feinstäube zurückhalten müssen oder in Bereichen mit potentiell hoher Keimbelastung (Krankenhäuser, Flugzeuge) eingesetzt werden, sind mit herkömmlicher Papiertechnologie nicht im dem geforderten Eigenschaftsprofil herstellbar. Durch die Kombination von Wasserstrahlverfestigung, der Verwendung verschiedener Faserab-mischungen und dem Zusatz antibakterieller Fibride hingegen kann ein Filterpapier erzeugt werden, welches Abscheidungsraten von mehr als 99,5 % bei minimalem Druckverlust für Feinstaubpartikel ~ 5 µm aufweist und bis in den Nanometerbereich hinein ein deutlich verbessertes Retentionsverhalten zeigt.
Ergebnisse
Der Forschungsstelle TITK kam dabei die Aufgabe zu, papierkompatible Fibride mit permanenter antibakterieller Ausrüstung auf Basis polymergebundener Metallionen zu entwickeln, die das Wachstum von Pilzen und Bakterien in Filtersystemen hochbelasteter Bereiche unterdrücken soll.
Hierzu wurde eine modifizierte Variante des Lyocellverfahrens angewandt, bei welcher die Fibridbildung eng an den Spinnprozeß für textile Fasern angelehnt ist. Das erhaltene Fibridmaterial zeigt eine sehr gute Kompatibilität zum Papierformungsprozeß, sowie eine außerordentlich hohe biologische Aktivität bei minimalem Materialeinsatz von nur 5 % Fibrid im Papier. Dies eröffnet vor allem bei der Verwendung von Silber deutliche Einsparmöglichkeiten.
Anwendung
Die Ergebnisse werden von den Projektpartnern gemeinsam vermarktet, während der TITK-Beitrag, und hier insbesondere die gewonnenen Erkenntnisse zur stabilen Anbindung von Metallionen an aminische Polymere, welche homogen in einer Cellulosematrix verankert sind, von großer Bedeutung für laufende Projekte sind. Darauf aufbauend sind derzeit weitere Faserprodukte mit verbessertem Eigenschaftsprofil in Entwicklung.