Steigerung der Abriebfestigkeit von mechanisch stark beanspruchten Textilien durch Ionenstrahlbehandlung. Bd. I: Abschlussbericht über ein Entwicklungsprojekt, gefördert unter dem Az. 22518 - 21/2 von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt
(German)
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Papiersiebe aus Polyestermonofilen unterliegen einem hohen Verschleiß. Um den Verschleiß zu reduzieren, wurde in einem Machbarkeitsprojekt nachgewiesen, dass durch Ionen- und elektronenstrahlgestützte Implantation von Edelgasionen in Polyestermonofile deren Abriebfestigkeit gegenüber dem Polyesterrohmaterial, um bis zu 112 % gesteigert werden konnte. Das in der Machbarkeitsstudie angewandte Batch-Verfahren soll im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts durch eine kontinuierliche Ionenstrahlbehandlung der Polymerfilamente ersetzt werden. Durch die dadurch erhöhte Haltbarkeit von Papiermaschinenfilzen könnte alleine im Trockenbereich von Papiermaschinen eine Einsparung von rund 1.800 Tonnen Polyester pro Jahr erreicht werden. In die beim IVT vorhandene Ionenimplantationsanlage wird ein Auf- und Abwickelsystem mit einer Kühlplatte eingebaut. Die Wickelgeschwindigkeiten der Filamente sollen zwischen 0,12 mm/min und 12 cm/min variiert werden. Die Implantationsquelle wird mit einer Schlitzgitterkombination ausgerüstet, die eine homogene Bestrahlung gewährleistet. Die Gesamtbreite der Substrate, die behandelt werden können, sollen 5 cm betragen. Dies ist durch die Größe der Extraktionsgitter der Implantationsquelle bedingt. Das dem Lösungskonzept zugrunde liegende Arbeitsprogramm beinhaltet neben der Optimierung der Abriebfestigkeit von Polymerfilamenten durch Implantation von Edelgasionen und Edelgasionenmischungen auch die Implantation von Fluorionen und das Ion-Beam-Mixing, um TiN auf der Filamentoberfläche zu verankern. Beim Ionen-Beam-Mixing genügen bereits kleine Ionendosen, um die Atome des Beschichtungsmaterials in das Polymer zu treiben. Die deutlich geringere Dosis macht das Ionenstrahlmischen wirtschaftlich interessanter als die reine Implantation. Mit Beschichtungsraten von 4 Mikrometer/min lassen sich Durchlaufgeschwindigkeiten von ca. 1 m/min erreichen. Die Abriebfestigkeit behandelter Polymerfilamente soll mittels eines Abriebtesters durchgeführt werden. Filamente mit den besten Abriebeigenschaften werden mit der Röntgendiffraktrometrie und DSC, die beide Auskunft über etwaige Änderungen im der Kristallitgröße geben, weiter untersucht. Ergänzt werden sollen die Untersuchungen durch rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen vor und nach Ätzen der Filamentbereiche.
Steigerung der Abriebfestigkeit von mechanisch stark beanspruchten Textilien durch Ionenstrahlbehandlung. Bd. I: Abschlussbericht über ein Entwicklungsprojekt, gefördert unter dem Az. 22518 - 21/2 von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt