Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines beschichteten Flächenmaterials für den Objektbereich auf Basis einer Kombination aus Polylactid-Feinstfaservliesstoff und Siliconbeschichtung

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines neuartigen Silicon-PLA-Verbundmaterials, wobei das Silicon den Binder als auch die Oberflächenbeschichtung für einen innovativen PLA-Feinstfaservliesstoff darstellt. Durch die Kombination dieser beiden Komponenten soll ein voluminöses, extrem flammwidriges Flächenmaterial entwickelt werden, das ohne übliche Flammschutzadditive die Anforderungen im hochwertigen Objektbereich erfüllt. Es handelt sich dabei um ein umweltfreundliches Produkt, das zu einem großen Anteil auf dem Biopolymer PLA basiert. Die Entwicklung umfasst den Prozess zur Herstellung eines PLA-Extrusionsvliesstoffes aus Feinstfilamenten unter Berücksichtigung der Anforderungen, die das Polymer Silicon an den Träger stellt, sowie die entsprechende Rezeptierung und Applikation der Siliconmassen als Binder sowie Beschichtung für PLA. Für eine erfolgreiche Kombination beider Materialien ist die Abstimmung der Eigenschaften beider Komponenten während der Entwicklungsphase von besonderer Bedeutung.

Die wesentlichen Ziele des Projektes sind:

- die Prozessentwicklung für die Feinstfaservliesherstellung auf PLA-Basis

- die Prozessentwicklung für die Verbundherstellung (Applikation der Silicon-Oberfläche als Nutzschicht)

- die Entwicklung eines extrem schwerentflammbaren PLA-Silicon-Verbundmaterials

(Einhaltung der Brandschutznormen DIN EN 1021 und IMO-Richtlinie)

Im Vergleich zu PU oder PVC handelt es sich bei dem Silicon-PLA-Verbundmaterial um eine völlig neue Materialgeneration. Durch die Schwerentflammbarkeit werden einerseits die geltenden Normen erfüllt und andererseits wird den in Sicherheitsaspekten zukünftig immer höheren gesetzlichen Auflagen Rechnung getragen. Der potentielle Nutzerkreis entlang der Wertschöpfungskette dieser Materialien besteht maßgeblich aus Klein- und Mittelständigen Unternehmen.

Ergebniszusammenfassung:

Wie als Ziel des Projektes formuliert, ist es im Rahmen der Projektarbeiten gelungen, ein PLA-Feinstfaser-Silicon-Verbundmaterial zu entwickeln, das als neuartige Materialkombination folgenden Anforderungen gerecht wird:

- Einhaltung hoher Brandschutzanforderungen für den Objektbereich,

- sehr geringe Anschmutzbarkeit und hohe Alterungsbeständigkeit,

- hoher Gebrauchswert bezüglich Komfort, Haptik und Isolationswirkung,

- nachhaltig und ressourcenschonend durch Verwendung von PLA als Träger.

Erreicht wurde dies durch die Kombination von Silicon als Polymerbasis für die Oberflächenbeschichtung mit einem innovativen PLA-Feinstfaservliesstoff als Trägermaterial. Die Entwicklung umfasste den Prozess zur Herstellung eines PLA-Extrusionsvliesstoffes aus Feinstfilamenten unter Berücksichtigung der Anforderungen, die das Polymer Silicon an diesen Träger stellt sowie die entsprechende Rezeptierung und Applikation der Siliconmassen auf den entwickelten PLA-Feinstfaservliesstoff.

Die Untersuchungen ergaben, dass wasserstrahlverfestigte Spinnvliesstoffe und Stapelfaservliesstoffe aus PLA mit Grammaturen <100 g/m² am besten für die Verbundherstellung geeignet sind. Es wurden Siliconformulierungen erarbeitet, die einen Zwei- oder Dreilagenaufbau der Polymerschicht ermöglichen. Aufgrund der dünnen Trägermaterialien hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine Lage als Schaumstrich auszuführen. Eine Flächenbeflammung der Verbunde wird von allen Varianten bestanden. Ist eine Kantenbeflammung gefordert, muss der Siliconformulierung Aluminiumhydroxid als anorganisches Flammschutzmittel zugesetzt werden. Die Verbundmaterialien sind für die Anwendung im Objektbereich geeignet, sodass der primäre Nutzerkreis Objektausstatter sind. In diesem Bereich setzt sich der Markt aus vielen individuellen Anwendungen (Hotelzimmer, Restaurants, Kinosäle, Pflegeeinrichtungen, Frisörmöbel etc.) zusammen, die entsprechend auch unterschiedliche Schwerpunkte bzgl. der Produkteigenschaften setzen.