Schmelzspinnen

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Unter Schmelzspinnen versteht man die Herstellung von Fasern aus aufgeschmolzenem Polymeren, wobei die Polymerschmelze durch Spinndüsen gepresst wird und anschließend die entstehenden Schmelzestrahlen durch verschiedene Nachbehandlungsmethoden verfestigt werden. Bei Einsatz einer Spinndüse mit nur einer Düsenbohrung zumeist größeren Durchmessers entsteht ein sogenanntes Monofil, bei Spinndüsen mit mehreren Düsenlöchern ein Multifilament. Gängige Polymere für Schmelzspinnverfahren sind Polypropylen, Polyester (speziell das PET = Polyethylenterephthalat) und Polyamid. Es ist darüber hinaus möglich mehrere Polymere in einem Filament in definierter Geometrie simultan beim Spinnen zu mischen, wofür das Bikomponentenschmelzspinnverfahren verwandt wird. Das Schmelzspinnen ist das gängigste und produktivste Verfahren um Fasern herzustellen.

Ein stabiles Schmelzspinnverfahren erfordert ein entsprechendes Fließverhalten des aufgeschmolzenen Polymers. Die eingesetzten Polymere sind im Regelfall linear aufgebaut und dürfen nur in einem bestimmten Molekulargewichtsbereich vorliegen. Durch das Aufwickeln nach dem Austritt aus der Düse wird die Faser verstreckt, wobei die Polymerketten teilweise in Faserrichtung orientiert werden. Beim Erstarren des Polymers beim Abkühlen bilden sich in der Faser amorphe und kristalline Teilbereiche. Das Verhältnis von amorphen und kristallinen Bereichen und die gebildeten Kristallstrukturen hängen stark vom Polymer und der Abzugsgeschwindigkeit ab. Mit steigender Abzugsgeschwindigkeit (typischerweise im Bereich von 1000 bis 6000 m/min) verbessert sich die Orientierung der Polymerketten. Man unterscheidet LOY (low oriented yarn), POY (partially oriented yarn) und HOY (high oriented yarn).

Zum Anderen versteht man unter Schmelzspinnen auch ein Verfahren zur schnellen Abkühlung von Schmelzen, bei dem die Schmelze auf ein sich drehendes Rad geblasen wird. Dabei handelt es sich um eine fehlerhafte Übersetzung aus dem Englischen, das diesen Vorgang als "melt spinning" bezeichnet. "spin" bedeutet in diesem Falle aber nicht "spinnen" im Sinne von "Fasern miteinander verdrehen" sondern "schnell drehen" oder "schleudern". Eine bessere Bezeichnung des Verfahrens ist daher Schmelzschleudern: Die auf dem drehenden Rad erstarrte Schmelze wird in der Regel durch die schnelle Rotation sofort weggeschleudert.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Hubert Gräfen (Hrsg):Lexikon Werkstofftechnik. Springer Verlag Berlin Heidelberg, Berlin Heidelberg 1993, ISBN 978-3-642-51733-4.
  • Wolfgang Kaiser:Kunststoffchemie für Ingenieure. 3. Auflage, Carl Hanser Verlag, München 2011, ISBN 978-3-446-43047-1.

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Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]