Fil­ter­me­di­en­ent­wick­lung von Vliesstoff

Die Fil­ter­me­di­en­ent­wick­lung unter­liegt einer hohen Dyna­mik und einem ste­ti­gen Wan­del. Die Mini­mie­rung von Luft- und Was­ser­ver­schmut­zun­gen, die Redu­zie­rung von Umwelt- und Gesund­heits­be­las­tun­gen, die Rei­ni­gung von Flüs­sig­kei­ten und Abga­sen bei gleich­zei­ti­ger Erhö­hung von Fil­ter­stand­zei­ten und Maxi­mie­rung der Wirt­schaft­lich­keit zäh­len zu den anhal­ten Trends in der Filtermedienentwicklung.
Hoch­wer­ti­ge Fil­ter­me­di­en wer­den zukünf­tig wei­te­re Auf­ga­ben über­neh­men, zum Bei­spiel den Schutz elek­tro­ni­scher Kom­po­nen­ten vor Flüs­sig­kei­ten und Par­ti­kel. Der Wan­del der Auto­mo­bil­bran­che zur E‑Mobilität erfor­dert neue Fil­tra­ti­ons­kon­zep­te und zukunfts­wei­sen­de Fil­tra­ti­ons­lö­sun­gen. Dazu zäh­len spe­zi­el­le Lösun­gen für das Ther­mo­ma­nage­ment zur effi­zi­en­ten Fil­tra­ti­on der Kühl­kreis­läu­fe oder die Fil­tra­ti­on von Kühl­mit­teln auf Öl- und Was­ser­ba­sis in Bat­te­rie- und Brenn­stoff­zel­len­fahr­zeu­gen. Neue Fil­ter­sys­te­me erfor­dern den Auf­bau neu­er Prüf­stän­de und die Ent­wick­lung neu­er Test­me­tho­den. Fil­ter wer­den zudem immer indi­vi­du­el­ler. Indus­trie 4.0 ist die Pro­duk­ti­on der Zukunft und kenn­zeich­net all­ge­mein den Ein­zug der Digi­ta­li­sie­rung in die Indus­trie. Smar­te Fil­ter über­wa­chen zukünf­tig Betriebs­pa­ra­me­ter, wie Druck, Tem­pe­ra­tur, Durch­fluss, Volu­men­strom und über­mit­teln Daten zur Pro­to­kol­lie­rung von fil­ter­spe­zi­fi­schen Infor­ma­tio­nen zu Ersatz­tei­len und Ersatz­fil­tern. Der Fil­ter 4.0 unter­stützt digi­ta­le War­tungs- und Prüf­plä­ne und unter­stützt echt­zeit­nah neue Ansät­ze in der Orga­ni­sa­ti­on und Steue­rung der Filtersysteme.
Die Anwen­dun­gen von klas­si­schen Fil­ter­ge­we­ben wur­den in vie­len Berei­chen um Vlies­stof­fe oder Gewe­be-/Vlies­stoff­kom­bi­na­tio­nen erwei­tert. Neben tra­di­tio­nel­len nadel- und bin­de­mit­tel­ver­fes­tig­ten Tro­cken- und Nass­vlies­stof­fen haben sich was­ser­strahl­ver­fes­tig­te Vlies­stof­fe, Fila­ment- und Fein­fa­ser-Spinn­vlies­stof­fe sowie Air­laid-Vlies­stof­fe etabliert.
Die Anfor­de­run­gen an Fil­ter­me­di­en zur Flüs­sig­keits­fil­tra­ti­on wer­den vom Ver­wen­dungs­zweck beein­flusst und ste­hen im engen Zusam­men­hang mit den Betriebs­kos­ten und der Wirt­schaft­lich­keit des Trenn­pro­zes­ses. Eine hohe Abschei­de­leis­tung bei mög­lichst gerin­gem Druck­ver­lust, hohe Fil­ter­ef­fi­zi­enz und lan­ge Fil­ter­stand­zei­ten wer­den ange­strebt. Eine beson­ders hohe Abschei­de­leis­tung bei gleich­zei­tig mög­lichst nied­ri­gem Fil­ter­wi­der­stand wird bei der Abtren­nung von zum Bei­spiel Viren, Bak­te­ri­en, Jod, Blei und Schwer­me­tal­len gefor­dert. Die Trenn­wir­kung hängt dabei ent­schei­dend von der Par­ti­kel­grö­ßen­ver­tei­lung in der Sus­pen­si­on und der Struk­tur des Fil­ter­me­di­ums ab. Bei glei­cher Roh­stoff­art und glei­cher Flä­chen­mas­se steigt die Trenn­wir­kung beim Ein­satz von Feinst­fa­sern an der Anström­sei­te. Vie­le klei­ne Poren ver­grö­ßern die akti­ve Fil­terober­flä­che im Vlies­stoff und ver­bes­sern die Abschei­de­wir­kung. Ein drei­di­men­sio­na­ler Quer­schnitts­auf­bau mit abneh­men­dem Dich­te­gra­di­ent von der An- zur Aus­ström­sei­te senkt die not­wen­di­ge Druck­dif­fe­renz und ermög­licht grö­ße­re Durch­satz­men­gen durch das Fil­ter­me­di­um. Ein brei­tes Spek­trum in der Poren­grö­ßen­ver­tei­lung ist sowohl mit Faser­vlies­stof­fen, ins­be­son­de­re Nadel­vlies­stof­fen und was­ser­strahl­ver­fes­tig­ten Vlies­stof­fen, als auch mit Spinn­vlies­stof­fen mög­lich. In Kom­bi­na­ti­on mit Mikro- und Nano­fa­ser­vlies­stof­fen kön­nen außer­dem sehr hohe Poro­si­tä­ten mit extrem klei­nen Poren kom­bi­niert wer­den. Auch Nass­vlies­stof­fe besit­zen ein hohes Leis­tungs­ver­mö­gen. Anwen­dungs­fel­der umfas­sen die Was­ser­auf­be­rei­tung, die Lebens­mit­tel­tech­no­lo­gie und Geträn­ke­her­stel­lung, Indus­trie­was­ser­auf­be­rei­tung, Sus­pen­si­ons­fil­tra­ti­on, Phar­ma­zie und ande­re Berei­che mit hohen Anfor­de­run­gen an die Wasserreinheit.
Seit über 25 Jah­ren betrach­tet das Säch­si­sche Tex­til­for­schungs­in­sti­tut (STFI) die viel­fäl­ti­gen Anwen­dungs­fel­der von Tex­ti­li­en und ist Inno­va­ti­ons­part­ner für sei­ne Kun­den. The­men­schwer­punk­te der Arbei­ten am STFI lie­gen in den Berei­chen tech­ni­sche Tex­ti­li­en, Vlies­stof­fe, tex­ti­ler Leicht­bau,  Digi­ta­li­sie­rung und Indus­trie 4.0 sowie im Gebiet der Prüf- und Zer­ti­fi­zie­rungs­dienst­leis­tun­gen. In den For­schungs­ar­bei­ten wer­den zahl­rei­che Quer­schnitts­the­men, wie die Fil­tra­ti­on, das Recy­cling, tex­ti­les Bau­en, Schutz­klei­dung, Smart Tex­ti­les und wei­te­re, adres­siert. Das Fach­ge­biet Fil­tra­ti­on stellt dabei einen For­schungs­schwer­punkt des Kom­pe­tenz­zen­trums Vlies­stof­fe dar. Das STFI hat sich seit sei­ner Grün­dung eine hohe fach­li­che Kom­pe­tenz bei der Ent­wick­lung tex­ti­ler Fil­ter­me­di­en erar­bei­tet und ist tech­nisch und prüf­sei­tig ent­spre­chend aus­ge­rüs­tet. Für Kun­den und For­schungs­part­ner bie­tet es bes­te Vor­aus­set­zun­gen für die Ent­wick­lung, Bemus­te­rung, Aus­rüs­tung und Prü­fung von Fil­ter­me­di­en.  Im STFI ent­wi­ckel­te tex­ti­le Fil­ter­me­di­en sind Hycos­pun, Hyco­fil und Hycoknit/Hycoflue — hydro­dy­na­misch aus­ge­bil­de­te gleich­mä­ßi­ge Schicht­ver­bun­de (rein mecha­nisch, bin­de­mit­tel­frei) mit funk­tio­na­lem Mehr­la­gen­auf­bau, geeig­net für Taschen­fil­ter, Fil­ter­beu­tel, Fil­ter­kas­set­ten und Fil­ter­pa­tro­nen. Sol­che Schicht­ver­bun­de sol­len zukünf­tig auch Ihren Ein­satz als Rück­spül­fil­ter­me­di­en fin­den. Unmit­tel­bar im Anschluss an die Fil­tech star­tet hier­zu ein For­schungs­pro­jekt. Im Rah­men eines kürz­lich abge­schlos­se­nen Pro­jek­tes wur­de in Zusam­men­ar­beit mit einem Indus­trie­part­ner ein tex­til­ba­sier­tes, rei­nig­ba­res und wie­der­ver­wend­ba­res Fil­ter­ma­te­ri­al für die bio­lo­gi­sche Abwas­ser­rei­ni­gung ent­wi­ckelt. Das Fil­ter­ma­te­ri­al ist bio­kom­pa­ti­bel und am Ende der Nut­zungs­dau­er ther­misch verwertbar.
Die im STFI wach­sen­den Ideen für die Zukunft unter­stüt­zen die glo­ba­len Trends sowohl für die Nische als auch die Groß­se­rie, gene­rie­ren nach­hal­ti­ge Tech­no­lo­gien und Pro­duk­te unter dem Fokus des Recy­clings als auch des Ein­sat­zes maß­ge­schnei­der­ter Hoch­leis­tungs­werk­stof­fe. Dabei ste­hen die Ener­gie- und Mate­ri­al­ef­fi­zi­enz bei opti­mier­ten Ziel­ei­gen­schaf­ten im Vor­der­grund. Es gibt unzäh­li­ge Anwen­dungs­sze­na­ri­en tex­ti­ler Mate­ria­li­en in der Fil­tra­ti­on, sowohl als Stand der For­schung aber auch bereits als Stand der Tech­nik. Das STFI ist in der Fil­tech-Aus­stel­lung ver­tre­ten. Exper­ten des Kom­pe­tenz­zen­trums Vlies­stof­fe bera­ten, infor­mie­ren und dis­ku­tie­ren Ideen und For­schungs­an­sät­ze zu tex­ti­le Fil­ter­me­di­en und erläu­tern die neu­en tech­ni­schen Mög­lich­kei­ten der Anlagentechniken.
Neben Fil­ter­be­zo­ge­nen Fra­ge­stel­lun­gen, beglei­tet das STFI auch wei­te­re Was­ser- und Abwas­ser­tech­nik rele­van­te Fra­ge­stel­lun­gen. Unter ande­rem enga­giert sich das Insti­tut in der DWA-Arbeits­grup­pe ES‑7.8 „Stör­stof­fe in Ent­wäs­se­rungs­sys­te­men“. In dem im Okto­ber 2019 erschei­nen­den DWA-The­men­band „Vliestü­cher in Abwas­ser­sys­te­men“ wer­den die durch Vliestü­cher ver­ur­sach­ten Betriebs­pro­ble­me ana­ly­siert und Maß­nah­men für die Abwas­ser­sys­tem­ver­träg­lich­keit als „spül­bar“ bezeich­ne­ter Vlies­tuch­pro­duk­te abge­lei­tet. Kon­kre­te Hand­lungs­emp­feh­lun­gen zur Redu­zie­rung der Betriebs­pro­ble­me wer­den for­mu­liert. Nach Ver­öf­fent­li­chung des The­men­bands „Vliestü­cher in Abwas­ser­sys­te­men“ wird sich die DWA-Arbeits­grup­pe ES‑7.8 wei­ter mit die­ser The­ma­tik beschäf­ti­gen. Auch hier­zu wer­den auf der Fil­tech Ende Okto­ber in Köln ger­ne Fra­gen beantwortet.
STFI ist in der Fil­tech 2019: Hal­le 11.2, Stand T9