Werkstoffabhängigkeit der Elektretaufladungen bei Biopolymeren

Motivation

Das Forschungsvorhaben zielte darauf ab, dem zunehmenden Einsatz von neuen Biopolymeren für Filteranwendungen mit Elektretaufladung im Meltblown-Vliesstoff gerecht zu werden. Es galt die fehlenden Kenntnisse über den Einsatz von werkstofffremden Additiven bei Meltblown-Vliesstoffen zur Elektretstabiliserung sowie der Funktionsweise von neu erzeugten Additiven, gebatcht auf Biopolymere, zu erarbeiten. Die Additive zur Stabilisierung der Elektretaufladungen haben einen direkten Einfluss auf die Filterwirkung des Filtervliesstoffes, wodurch signifikant schlechtere Filterleistung von Klein- und Kleinstpartikeln festzustellen ist. Der Lösungsansatz trägt somit zum Schutz des Maskenträgers bei, ermöglicht aber gleichzeitig auch eine effektivere Produktnutzung verschiedener Filtervliesstoffe für technische Anwendungen.

Lösungsweg

Die Projektergebnisse zeigen eine Machbarkeit der Elektretstabilisierung der Biopolymer-Vliesstoffe mit neu entwickeltem Additiv. Der so erzeugte Vliesstoff zeigt eine gleichmäßig weiße Farbe, ohne jegliche Verfärbungen oder optische Inhomogenitäten. Dies lag daran, dass sich das Additiv aufgrund der materialgleichen Basis vollständig in die PLA-Matrix integriert hatte. Es kam zu keiner Phasentrennung, wie sie typischerweise bei PLA/PP-Mischungen beobachtet wird. Dadurch bleibt der Schmelzprozess stabil, und auch die Faserbildung erfolgte kontrolliert und einheitlich. Die erarbeiteten Meltblown-Schichten zeigen eine gute Haptik, gleichmäßige Elektreteigenschaften und Luftdurchlässigkeiten ohne Fehlstellen im Vliesstoff. Auch bei unterschiedlichen Temperaturen und Lochdurchsätzen konnten keine Fehler im Meltblown festgestellt werden, was für eine konstante Verarbeitungseigenschaft spricht.