„Perfekte Löcher für perfekte Fasern“

© Foto | Universität Stuttgart

Mikrofasern sind klein, Supermikrofasern sind winzig: Anne Feuer bahnte den feinsten und längsten Zellulosefasern der Welt mit einem Ultrakurzpulslaser den Weg.

Frau Feuer, ich besitze ein Mikrofaserstaubtuch und ein Laufshirt aus Mikrofasern. Was bringt die Supermikrofaser?

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Anne Feuer präsentiert das dünnste Faserbündel auf Zellulosebasis der Welt: Zehn Kilometer Faden wiegen etwa 0,3 Gramm. (Foto | Viola Schütz / Baden-Württemberg-Stiftung)

Aufgrund der deutlich größeren Ober­fläche gegenüber Mikro­fasern könnte das Super­mikro­faser­tuch mehr Feuchtigkeit und Staub aufnehmen als Ihr Mikro­faser­staub­tuch. Und das Laufshirt würde den Schweiß besser aufsaugen. Außerdem eignet sich die Supermikrofaser auch für Luftfilter in Fahrzeugen oder für Hygieneartikel wie Tampons. 

Wenn Supermikrofasern so toll sind, warum besteht mein Laufshirt dann noch aus Mikrofaser?

Weil es bislang an einem Herstellungsverfahren für lange, geordnete Fasern auf Zellulosebasis mangelte. Momentan schauen die Fasern des erzeugten Vliesstoffes wirr in jede Richtung. Für lange und feine Fasern brauchen wir Spinndüsen, wie sie sich mit keinem konventionellen Verfahren herstellen lassen.

Warum nicht?

Im Direktspinnverfahren drücken wir den Rohstoff — bei uns eine warme Zelluloselösung — durch ein Sieb wie Spaghettiteig durch die Nudelpresse. Um perfekte Fasern zu erhalten, brauchen wir perfekte Löcher: rund, glatt, senkrecht und vor allem lang. Wir bringen 2.000 solcher Löcher auf knapp einem halben Quadratzentimeter unter — jedes 25 Mikrometer groß und 300 Mikrometer lang. Versuchen Sie, das mal zu stanzen!

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2.000 Supermikrofasern auf Zellulosebasis werden zum Aushärten ins Fällbad gedrückt. (Foto | ITCF Denkendorf)

Somit führte kein Weg am Laser vorbei. Musste es unbedingt der Ultrakurzpulslaser sein?

Ja! Wir brauchen zwei Dinge für unsere Mikrobohrungen, erstens: Ultrakurze Pulse, die das Material um das Loch herum möglichst nicht beeinflussen und glatte Wände ohne Grate oder Seitenkanäle erzeugen. Das geht nur mit sogenannter kalter Bearbeitung. Zweitens nutzen wir einen schlanken Strahl mit sehr kleinem Fokus.

Denn wir arbeiten mit Wendelbohrungen. Das heißt, wir fokussieren den Strahl auf etwas mehr als den halben Lochdurchmesser und lassen ihn kreisen. Das Material wird spiralförmig ausgetrieben und verdampft. 

Und wann kann ich mein Laufshirt ersetzen?

Es wird noch ein paar Jahre dauern, bis das Verfahren marktreif ist. Einzelne Firmen haben schon an einigen Produkten experimentiert — aber eine industrielle Anwendung ist noch weit entfernt.

Mehr zum Forschungsprojekt „Top Spin“

Anne Feuer übernahm das Forschungsprojekt „Top Spin“ nach dem Weggang von Martin Kraus. Er ist Ingenieur und hat das Projekt am Institut für Strahlwerkzeuge (IFSW) ins Leben gerufen. Gemeinsam mit dem Institut für Textilchemie und Chemiefasern (ITCF) Denkendorf klügelten sie eine Methode zur Herstellung der Supermikrofasern auf Zellulosebasis aus. Gefördert wurden sie von der Baden-Württemberg Stiftung.

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