Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Untersuchungen zur optimierten, staubarmen Fertigung von Carbonfaservliesstoffen mit dem Fokus auf arbeitsschutztechnische Belange

Kernaufgabe des vorliegenden Projektes ist es, den Herstellungsprozess von mechanisch verfestigten Vliesstoffen aus rezyklierten Carbonfasern dahingehend weiter zu untersuchen und zu entwickeln, dass eine nahezu staubfreie Produktion ermöglicht wird. Betrachtet werden hierbei die Prozessschritte von der Faseraufbereitung über die Vliesbildung bis zur Verfestigung mittels Vernadelung.

Besonderer Fokus liegt dabei auf für den Menschen kritischen Staubfraktionen, welche als alveolengängig und somit gesundheitsschädlich eingestuft sind. Dem Antragsteller liegt es fern, den Einsatz von Carbonfasern pauschal mit dem von Asbestfasern zu vergleichen. Jedoch muss man im Zuge der aktuell steigenden Einsatzmengen und der auf diesem Gebiet rasch wachsenden Anwendungsgebiete, den Arbeitsschutz, insbesondere den Gesundheitsschutz der Mitarbeiter, fokussieren. Hierzu ist es wichtig, umfassende Untersuchungen zur Staubentstehung und zur Einordnung der entstehenden Stäube durchzuführen.

Ziel ist es, die Entstehung kritischer Staubfraktionen zu verhindern. Der Anspruch der Projektbearbeitung liegt auf einer Reduzierung des anfallenden Staubanteils um mindestens 50 Gew. % gegenüber dem Ist-Stand und der Verschiebung der anfallenden Staubgrößen in einen für den Menschen laut WHO-Definition unkritischen Bereich.

Im Rahmen des Projektes werden erstmalig im systematischen Umfang Untersuchungen zu neuralgischen Punkten der Staubentstehung sowie zu Maßnahmen zur Staubverminderung durchgeführt. Ergebnisse bilden somit die Grundlage für weiterführende Untersuchungen an industrieller Anlagentechnik bzw. ermöglichen bei baugleichen oder vergleichbaren Maschinen die sofortige Adaption. Durch Bereitstellung von Handlungsrichtlinien und Empfehlungen zur Parametrierung und maschinenbaulichen Modifikation bestehender Anlagen können die Ergebnisse zeitnah in den KMU`s umgesetzt werden, was Ihnen hilft die Produktion wirtschaftlicher zu gestalten.

Ergebniszusammenfassung:

Kernaufgabe des Projektes DuReNo war es, den Herstellungsprozess von mechanisch verfestigten Vliesstoffen aus rezyklierten Carbonfasern dahingehend zu untersuchen und zu entwickeln, dass eine nahezu staubfreie Produktion ermöglicht wird. Betrachtet wurden hierbei die Prozessschritte von der Faseraufbereitung mittels Schneid- und Reißtechnologie über die Vliesbildung per Kardier- und Airlayverfahren bis zur Verfestigung mittels Vernadelung.

Mit Hilfe eines im Projekt beschafften Probenahmesystems wurden in umfangreichen Versuchs- und Messkampagnen die Staubkonzentrationen von E-Staub (Staubpartikel, die so klein sind, dass sie beim Einatmen über die Atemwege aufgenommen werden können) und A-Staub (Staubpartikel, die so klein sind, dass sie beim Einatmen über die Atemwege aufgenommen werden und bis in die Alveolen und Bronchiolen der Lunge vordringen können) aufgenommen. Die gemessenen Staubkonzentrationen dienten nachfolgend zur Bewertung der durchgeführten Parameteränderungen bzw. anlagentechnischen Modifikationen.

Im Rahmen des Projektes wurden erstmalig im systematischen Umfang Untersuchungen zu neuralgischen Punkten der Staubentstehung sowie zu Maßnahmen zur Staubverminderung durchgeführt. Die Ergebnisse bilden somit die Grundlage für weiterführende Untersuchungen an industrieller Anlagentechnik bzw. ermöglichen bei baugleichen oder vergleichbaren Maschinen eine unkomplizierte Adaption. Durch die Bereitstellung von Handlungsrichtlinien und Empfehlungen zur Parametrierung und maschinenbaulichen Modifikationen bestehender Anlagen können die Ergebnisse zeitnah in der Industrie umgesetzt werden.

Das angestrebte Projektziel der Reduktion des Staubanteils um ca. 50 % in der gesamten Vliesstoffprozesskette am Beispiel der Carbonfaservliesstoffanlage im Zentrum für Textilen Leichtbau am STFI wurde erreicht.