Aramidfasern aus Produktionsabfällen

Weltweit werden heute rund 50.000 Tonnen Aramidfasern pro Jahr sowohl zur Verstärkung von Kunststoffen als auch zur Herstellung textiler Schutzbekleidung oder ballistischer Gewebe produziert. Die bei der Verarbeitung der Fasern anfallenden Produktionsabfälle können derzeit allerdings nur auf niedrigem Niveau und energieaufwendig verwertet werden.

Ziel eines Projektes am Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e. V. (TITK) ist es, den Primärfaseranteil bei der Verstärkung von Kunststoffen vollständig durch Aramid-Recyclingfasern zu ersetzen. Zugleich sollen auch die mechanischen Kennwerte der Werkstoffe verbessert werden.

Exemplarisch getestet wurde die Wiederverwendung der Aramidverstärkungsfasern an einem spritzgegossenen Bauteil für Lüfterräder. Das gewählte »Pull-Drill-Verfahren« basiert auf dem Einsatz von Kardenbändern aus Stapelfasern. Die Bänder werden dabei verdrillt, gleichzeitig aufgeheizt, kompaktiert und nachfolgend abgekühlt. Das Verfahren wurde nun so modifiziert, dass auch hochwertige Recyclingfasern aus textilen Abfällen zu Langfasergranulaten verarbeitet werden können.

Die Untersuchungen zeigten, dass diese Recyclingfasern die mechanischen und tribologischen Verbundeigenschaften im gleichen Maß verbessern können wie neuwertige Aramidfaserstoffen und damit sehr gut zur Verstärkung von Polyamidformteilen wiederverwendbar sind. Der Einsatz von Aramidfaserstoffen verfügt über ein großes Umweltpotenzial.

Neben positiven Effekten bei der Bauteilfertigung im Spritzguss ist eine höhere Langlebigkeit durch höhere mechanischer Belastbarkeit und höhere Reibverschleißfestigkeit erreichbar. Zudem lassen sich die Prinzipien des Leichtbaus wirkungsvoll realisieren und damit die Energie- und Transportkosten senken.

Auf der Grundlage des vom TITK entwickelten und patentierten Pull-Drill-Verfahrens hat die Voigt Systemtechnik GmbH (Großbreitenbach) in einem Anschlussprojekt eine Pull-Drill-Granulatanlage technisch so weiterentwickelt, dass eine industrielle Verarbeitung von Aramidrecyclingfasern zu dosierfähigen Fasergranulaten möglich ist.

Durch das innovative Verfahren lassen sich mit geringem Energieaufwand neuartige Langfasergranulate mit hochfesten Faserbestandteilen herstellen, die zu neuen, mechanisch belastbaren Kunststoffbauteilen im Leichtbau weiterverarbeitet werden können. Es schafft damit die anlagen- und verfahrenstechnischen Voraussetzungen für eine erfolgreiche Vermarktung.

Projektthema:
Umweltfreundliches Verfahren zur Anwendung von Aramidgranulaten für verschleißfeste spritzgegossene Bauteile im Leichtbau

Projektdurchführung:
Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e. V.
Breitscheidstraße 97
07407 Rudolstadt
Telefon 03672|379-0
info@titk.de
www.titk.de

Voigt Systemtechnik GmbH
Ilmenauer Straße 4
98701 Großbreitenbach
Telefon 036781|2525-0
info@voigt-systemtechnik.de
www.voigt-systemtechnik.de

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