Spinnverfahren sind industrielle Vorgänge, die beim Spinnen von Fasern zum Einsatz
kommen. Sie nehmen unter anderem in der Automobilbranche, Medizintechnik und
Textilindustrie eine wichtige Rolle ein. Bei Spinnverfahren gilt es vor allem zwischen dem
klassischen Spinnverfahren und dem NMO-Spinnverfahren (N-Methylmorpholin-N-Oxid) zu
unterscheiden. Was es mit den beiden Verfahren auf sich hat, worin sie sich unterscheiden und
warum Spinndüsen eine wichtige Komponente sind, ist Gegenstand dieses Beitrags.
Klassisches Spinnverfahren
Bei diesem Verfahren wird Zellulose durch Chemikalien aufgelöst. Dieser Prozess wird als
Zellstoffaufschluss bezeichnet und erfolgt durch alkalische oder sulfithaltige Substanzen.
Sobald die Zellulose aufgelöst wurde, kann sie durch eine Spinndüse gepresst werden.
Besagte Spinndüse hat Tausende kleine Löcher. Die Herstellung dieser Löcher ist nur mit
Hochpräzisionsmaschinen möglich. Eine Art von Faser, die durch das klassische
Spinnverfahren hergestellt wird, ist die sogenannte Viskose. An sich ist Viskose eine
Naturfaser aus Holz, aber aufgrund der Behandlung durch Chemikalien fällt sie trotzdem
unter die Kunstfasern.
NMO-Spinnverfahren
Im Gegensatz zum klassischen Spinnverfahren kommen beim NMO-Spinnverfahren keine
Chemikalien zum Einsatz. Stattdessen wird der Zellstoff in einem organischen Lösungsmittel
eingelegt. Dieses organische Lösungsmittel ist NMO (N-Methylmorpholin-N-Oxid),
weswegen die Methode als NMO-Spinnverfahren bezeichnet wird. Nachdem der Zellstoff
aufgelöst wurde, wird er wie beim klassischen Spinnverfahren durch die Spinndüse gedrückt.
Die Anforderungen an die Spinndüse sind jedoch nicht dieselben, da eine präzise Steuerung
des Materialflusses erforderlich ist.
Spinndüsen als wichtige Komponente
Wie bei anderen Verfahren in der Welt der Technik funktionieren Spinnverfahren nur, wenn
alle Komponenten funktionsfähig und hochwertig sind. Die mit Abstand wichtigste
Komponente ist bei beiden Verfahren die Spinndüse. Spinndüsen verfügen über kreisrunde
Kapillare, die mit hoher Präzision hergestellt wurden. Ihre Aufgabe ist die Extrusion der
Lösung in feine Fasern. Es gibt verschiedene Arten von Düsen, die sich unter anderem im
Hinblick auf folgende Kriterien unterscheiden können:
- Auslassfläche
- Auslasslochkanten
- Lochdurchmesser
- Lochfläche
- Lochverteilung
Welche Düse am sinnvollsten ist, hängt immer von dem jeweiligen Anwendungsgebiet ab.
Ein Beispiel sind die Einschmelzdüsen, die geschmolzene Materialien aus Polymer in Fasern
umwandeln.
Gemeinsamkeiten und Unterschiede
Vom Grundprinzip her gibt es keinen Unterschied zwischen dem klassischen Spinnverfahren
und dem NMO-Spinnverfahren, da es sich bei beiden um industrielle Vorgänge handelt, die
der Erzeugung von Fasern dienen. Sie sind beide flexibel und nutzen Spinndüsen als
entscheidende Komponente. Der größte Unterschied liegt in der Nutzung der Lösungsmittel.
Während das klassische Spinnverfahren auf Chemikalien basiert, nutzt das NMO-
Spinnverfahren ein organisches Lösungsmittel. Infolgedessen gibt es auch kleinere
Abweichungen bei den Produktionsschritten.
Anwendungsgebiete von Spinnverfahren
Spinnverfahren eignen sich für die unterschiedlichsten Anwendungsgebiete. Sie sind sehr
flexibel und kommen infolgedessen bei vielen Branchen zum Einsatz. Einige dieser Branchen
sind:
- Automobilbranche
- Baugewerbe
- Elektronikindustrie
- Luft- und Raumfahrt
- Medizintechnik
- Sportausrüstung
- Textilindustrie
- Verpackungsindustrie
Zur besseren Verdeutlichung sollten wir einen Blick auf die Luft- und Raumfahrt werfen. Hier
werden Spinnverfahren für die Herstellung von Composites genutzt. Bei Composites handelt
es sich um Verbundwerkstoffe, die aus der Kombination von mehreren Materialien entstehen.
Sie bringen in der Regel einige Vorteile mit sich, darunter Energieeffizienz,
Korrosionsbeständigkeit, Leistung, Nachhaltigkeit und Sicherheit.