Projekt 26270/01

Entwicklung einer formaldehydfreien Beschichtung für textile Fertigkeitsträger aus Einzelfäden

Projektdurchführung

Jenpolymer Materials Ltd. & Co. KG
Wildenbruchstr. 15
07745 Jena

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Im Zuge der Entwicklung eines neuen, umweltfreundlicheren Verfahrens zur Ausrüstung, d. h. mit haftvermittelnden Substanzen versehenen textiler Festigkeitsträger in der Automobilindustrie sollten Systeme entwickelt werden, die auf die giftige und umweltgefährliche Substanz Formaldehyd verzichten können. Bisher wurden und werden auf diesem Gebiet nahezu ausschließlich Resorcin-Formaldehyd-Latex (RFL)-Dispersionen verwendet. Gleichzeitig sollten die physikalischen Eigenschaften der Corde, in diesem Zusammenhang insbesondere die dynamische Haftung, erhalten bleiben. Seitens der Automobilindustrie wird bereits seit mehreren Jahren verstärkt um Reduzierung bzw. vollständige Eliminierung von Formaldehyd in vorgeschalteten Prozessen nachgesucht.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAuswahl geeigneter Polymercorde
Laborprüfungen von unterschiedlichen Beschichtungen (Haftungsprüfungen)
Entwicklung eines Systems für halbtechnische Ausrüstung (reproduzierbare Ergebnisse)
Übertragung der halbtechnischen Ausrüstung auf Kleinserie
Vorstellung / Prüfung beim nachgeschalteten Anwender
Freigabe der neuen Entwicklungen für die Serienfertigung


Ergebnisse und Diskussion

Es wurde eine Vielzahl von verschiedenen Beschichtungen im Labormaßstab getestet; in Kombination mit unterschiedlichen Polymercorden ergab sich eine Probenzahl von über 220. Der Schwerpunkt lag dabei in der Verwendung von Nanopartikeln einerseits und schwefelhaltiger Verbindungen andererseits.

Um die Reproduzierbarkeit der Laborergebnisse zu überprüfen, wurde eine Musteranlage konstruiert und gebaut. Hintergrund war hier insbesondere die Möglichkeit, kleine Cordmengen unter technischen Voraussetzungen zu beschichten, ohne dabei, wie bisher nötig, eine im Vergleich zum Ergebnis erhebliche Abfallmenge zu produzieren und eine hohe Energiemenge (Heizung) zu benötigen. Diese ressourcenschonende Musteranlage ist zudem flexibel und variabel gestaltet worden, um auch für weitere Entwicklungen zur Verfügung zu stehen.

Durch die beschriebenen Untersuchungen konnte gefunden und belegt werden, dass der Einsatz von schwefelhaltigen Polymeren für das vorgesehene Entwicklungsziel außerordentlich vielversprechend ist. Als Nachteil ist an dieser Stelle gleichwohl zu verzeichnen, dass die Beschichtung im Moment nur von einer lösemittelhaltigen Basis ausgehend möglich ist. Es wird daher ein Anschlussprojekt angestrebt, in dem die Überführbarkeit der schwefelhaltigen Polymere in wässrige Systeme bearbeitet werden soll.

Unter umweltrelevanten Aspekten stellt allerdings bereits dieses Ergebnis einen Erfolg dar, da deutlich geringere Energiemengen bei der Ausrüstung der Corde benötigt werden, weil im Vergleich zu den klassischen - vernetzenden - Systemen um 100 - 120 °C niedrigere Temperaturen aufgewendet werden müssen. Zudem kann ein Teil des abgeführten Lösemittels zur Energierückgewinnung genutzt werden.

Für einige spezifische Anwendungen konnten Beschichtungen mit Nanopartikeln erfolgreich geprüft werden.

Die Übertragung der Ergebnisse in den technischen Maßstab ist bei einer Reihe von technischen Corden gelungen, vorbehaltlich der endgültigen, voraussichtlich bis spätestens Ende 2010 erfolgenden Freigabe durch die nachgeschalteten Anwender können auf diese Weise umweltfreundlichere Produkte auf dem wichtigen Gebiet der Automobilzulieferindustrie verankert werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Es ist vorgesehen, die wesentlichen Ergebnisse zu patentieren. Desweiteren sind mittelfristig Veröffentlichungen in Fachzeitschriften (Schwerpunkt Automobilindustrie) geplant.


Fazit

Unter den gegebenen Voraussetzungen (relativ kurze Laufzeit, anspruchsvolles Thema) ist das Vorhaben aus der Sicht der Antragsteller insgesamt positiv zu bewerten. Die Verifizierung von belastbaren Ergebnissen hinsichtlich des Einsatzes von schwefelhaltigen Verbindungen als alternative Haftvermittler und erste Freigaben der nachgeschalteten Anwender werden in diesem Zusammenhang als Erfolg betrachtet.

Als weiteren Einzelerfolg sehen die Kooperationspartner die Fertigstellung und erfolgreiche Inbetriebnahme der Musteranlage, mit deren Hilfe auch künftig spezielle Entwicklungen mit verhältnismäßig geringem Ressourcenaufwand an Material und Energie durchgeführt werden können.

In einem Anschlussprojekt soll die Überführbarkeit der positiv getesteten Verbindungen von lösemittelhaltigen in wässrige Systeme eingehend untersucht werden.