Anwendung

SETRALIT® - Naturfasern können in nahezu allen Bereichen, die ursprünglich von Asbest und später von synthetischen oder Glasfasern beherrscht wurden, eingesetzt werden. Sie können weiterbehandelt oder unbehandelt zum Einsatz kommen, in Abhängigkeit von dem gewünschten Einsatzzweck.

Faserlänge der technischen SETRALIT® - Fasern und generelle Anwendungsrichtung stehen in folgendem Zusammenhang:

 

Langfaser  > 100 mm   textile Anwendungen
  • Garne, Gewebe, Vliese
Kurzfaser  0,5 - 10 mm
Armierungsfaser
  • Werkstoffverstärkung

   < 1 mm
Prozessfaser
  • Verbesserung von Verarbeitungsprozessen

Die Auswahl der passenden Fasertype erfolgt je nach spezieller Endanwendung. Dabei können folgende Eigenschaften der Naturfaser allgemein und speziell der ultraschallbehandelten Naturfaser (mit)entscheidend sein:

  • Reinheit,
  • Festigkeit,
  • Steifheit,
  • geringe Dichte,
  • hoher Weißgrad,
  • hohe spezifische Oberfläche,
  • gute Prozesseigenschaften,
  • Mattierungswirkung,
  • Korrosionsfestigkeit,
  • Unempfindlichkeit gegen Alkalien,
  • Benetzbarkeit,
  • hohes Wasseraufnahmevermögen,
  • keine elektrostatische Aufladung,
  • Temperaturschockbeständigkeit,
  • Ungiftigkeit (vor allem im Brandfall),
  • einfache Wiederverwertbarkeit,
  • leichte Entsorgbarkeit,
  • günstiger Preis.

Typische Einsatzbereichen für SETRALIT®-Fasern:

Bausektor:

  • Putze, Trockenmörtel
  • Faserzement
  • verschiedene Betonsorten
  • Kalksandstein
  • Gips, Estrich
  • Dämmstoffe
  • Dispersionsfarben

Kunststoffe:

  • Spritzguss
  • Formteile
  • sonstige Verbundwerkstoffe (faserverstärkte Kunststoffe)

Textilien:

  • Bekleidung und Heimtextilien
  • Industrietextilien
  • Filter
  • Medizin- und Hygieneartikel
  • Geotextilien

Chemische Industrie:

  • Reibbeläge
  • Dichtungen
  • Filtriermittel
  • Füllstoffe
  • Thixotropiermittel
  • Bitumen
  • Gummi
  • Thixotropiermittel
  • Poliermittel
  • Kitte, Spachtel, Kleber

Papier:

  • Technische Papiere
  • Kartonagen
  • Spezialpapiere

Sonstige Anwendungen (speziell für Scheben und andere Nebenprodukte):

  • Tierstreu
  • Schüttgüter
  • Tierfutter (Pektin u.a.)
  • Biogas
  • Energiegewinnung

Temperaturbeständigkeit

Einsatz in Reibbelägen und Dichtungen

1) Temperaturbeständigkeit: SETRALIT® - Naturfasern bestehen aus Zellulose. Eine freie nicht in irgendeine Matrix eingebettete Faser ist an der Luft stabil bis ca. 270 °C (natürlich nicht bei offener Flamme, da verbrennt die Zellulose). Danach zersetzt sich die Zellulose allmählich, in Abhängigkeit von der Temperatur und von der Dauer der Temperaturbelastung. Aramid ist stabil bis ca. 500 °C.

2) Der Unterschied zu Aramid - und damit der entscheidende Vorteil der Zellulosefaser - ist jedoch, dass Aramid eine schmelzende Faser ist, die oberhalb 500°C definitiv ruiniert ist (und noch dazu giftige Abbauprodukte frei gibt), während die Naturfaser nicht schmilzt und kurzzeitige Temperaturspitzen bis zu 800 °C verträgt (= Thermoschockbeständigkeit). Dies kann in Reibbelägen bei scharfem Bremsen durchaus eintreten. Die Naturfaser dagegen zerfällt nicht; sie kann höchstens an der unmittelbaren Bremsoberfläche verkohlen, ohne dabei aber ihre Struktur zu verlieren.

3) Gebunden in eine Matrix, wie etwa bei Reibbelägen oder Dichtungen, kann das Stabilitätsverhalten der Naturfaser völlig anders sein als bei einer freien Faser. Dies ist abhängig von der Art der Matrix und eventuellen Hochtemperatur-Reaktionen zwischen der Zellulose bzw. deren Abbauprodukten und der umgebenden Chemie. Dies muss im Einzelfall getestet werden, besonders bei Matrices, die aus vielen Komponenten zusammengesetzt sind, wie etwa bei Reibbelägen.

4) Es ist daher durchaus denkbar, dass die Temperaturstabilität der SETRALIT® - Faser durch spezielle Behandlung (z.B. Flammschutzmittel) erhöht werden kann. Wir sind derzeit in einem internationalen Projekt involviert, in dem gerade auch diese Thematik behandelt wird. Man muss jedoch realistisch sein, dass die Zersetzungstemperatur der Zellulose dadurch bestenfalls um einige 10er Grad heraufgesetzt werden kann. 500 °C, wie bei Aramid, wird man - nach heutigem Kenntnisstand - mit Sicherheit nicht erreichen.

5) In Reibbelägen ist bereits ein 100%iger Austausch von Aramidpulpe durch die SETRALIT® - Faser realisiert, ohne dass es zu Qualitätsverlusten kommt. Ziel - auch bei Dichtungen - muss immer sein, Aramid ebenfalls völlig auszutauschen. Aber schon ein teilweiser Austausch - Aramid- und Naturfaserpulpe lassen sich hervorragend und in jedem Verhältnis mischen - kann als ein Erfolg angesehen werden.

6) Soll die Naturfaserpulpe im höheren Temperaturbereich (etwa bei Hochleistungsdichtungen oder Kunststoff-Spritzguss) eingesetzt werden, eignet sich nur eine hoch gereinigte Faser, wie etwa dass Ultraschallverfahren gewährleistet. Unzureichend gereinigte Fasern haben noch alle möglichen Bestandteile anhaften (pflanzliche Klebstoffe, Geruchs- und Farbstoffe, evtl. auch Pilzsporen und Bakterien), die bei höherer Temperatur verkokeln und unangenehme Gerüche und Farbveränderungen bewirken, nicht zu sprechen von unkontrollierbaren Wechselwirkungen mit der umgebenden Chemie. Eine saubere SETRALIT® - Faser dagegen bleibt bis zu ihrer Stabilitätsgrenze unverändert (und beeinflusst im Normalfall nicht die Matrix). Bei der Zersetzung in dem darüber liegenden Temperaturbereich gibt sie lediglich Wasser und Kohlendioxid ab. Ohne Sauerstoffeinwirkung oder Oxidation durch Matrixbestandteile bleibt reiner Kohlenstoff zurück, der in der Regel noch die Faserstruktur besitzt.

Vorteile pflanzlicher Naturfasern

Grundsätzlich weisen pflanzliche Naturfasern gegenüber synthetischen Fasern (Glas-, Chemiefasern u.a.) sowie gegenüber mineralischen Naturfasern (v.a. Asbest, in Europa nicht mehr erlaubt) eine Reihe von Vorteilen auf. Diese liegen (unter anderem):

in den physikalischen und chemischen Eigenschaften:

  •     niedrige Dichte gegenüber mineralischen Fasern
  •     Resistenz gegenüber Basen bei erhöhter Temperatur, daher autoklavierbar
  •     hohes Feuchtigkeitsaufnahmevermögen
  •     keine elektrostatische Aufladung


in ökologischen Eigenschaften:

  •     gesundheitlich unbedenklich
  •     biologisch und thermisch abbaubar, daher leicht zu entsorgen bzw. zur Energiegewinnung nutzbar
  •     neutrale CO2-Bilanz


in ökonomischen Eigenschaften:

  •     nachwachsender Rohstoff (Einjahrespflanzen)
  •     zusätzliche Einnahmequelle für Landwirte
  •     geringer Investitionsbedarf (etwa für Entwicklungsländer)
  •     niedrige Entsorgungskosten
  •     günstiger Preis

 

Vorteile des Verfahrens

1. Kontinuierliches, ökonomisches Verfahren;

2. Umweltfreundliches Verfahren;

3. Im Baukastensystem konzipiert, daher sind:

    eine Anlagenvergrößerung unproblematisch,
    Umrüsten, Nachrüsten, oder Modernisieren der Produktionsanlagen schnell und kostengünstig möglich,
    die Umstellung auf andere Faserrohstoffe rasch und einfach;


4. Gezielte Herstellung unterschiedlicher Faserqualitäten im Rahmen der natürlichen Grenzen der Rohstoffe durch Variation der Prozessparameter;

5. Unerwünschte Faserbegleitstoffe, wie mineralische Stäube, Farb-, Geruchsstoffe und organische Zementgifte, werden entfernt;

6. Der Energiebedarf der Anlage kann durch die Verfeuerung eines Teils der Prozessnebenprodukte (Scheben, Filterschlämme) gedeckt werden;

7. Qualitätskontrolle und -sicherung sind einfacher als bei konventionellen Verfahren;

8. Rohmaterial aller Röstgrade sowie Parallel- und Wirrlagestroh können verarbeitet werden.

Das Ultraschallverfahren

SisalfaserRohstoff: Ausgangsmaterial der SETRALIT® - Faser ist eine weitgehend entholzte Naturfaser. Meist ist dies eine Bastfaser (Hanf, Flachs, Nessel, Kenaf, Jute, Ramie), geeignet ist aber auch eine Blattfaser (Sisal, Manilahanf) oder Fruchtfaser (Kokos). In Mitteleuropa werden fast ausschließlich Hanf und Flachs eingesetzt.

Ultraschall-Aufschluss: Der Rohstoff wird in wässriger Lösung einem Ultraschallfeld ausgesetzt. Dabei wird die Faser gereinigt und von Begleitstoffen wie Staub, lösliche organische Bestandteile, Mikroorganismen, Farb- und Geruchstoffen weitgehend befreit. Das Verfahren ist kontinuierlich. Der Grad der Reinigung kann durch Einstellen der Prozessparameter bestimmt werden.

Nachbereitung: In der Regel wird die Faser unmittelbar nach dem Aufschluss getrocknet, geöffnet und nachgereinigt, Dabei werden anhaftende Scheben und Kurzfasern entfernt. Das Faser-Scheben-Gemisch ist als Nebenprodukt verwertbar.

Veredlung: In Frage kommen: Schneiden, Mahlen, Fibrillieren und Beschichten (Coaten), die alternativ oder in Folge angewendet werden. Schneiden und Mahlen kürzt die Faser, beim Fibrillieren wird die spezifische Oberfläche vergrößert. Beschichten kann notwendig sei, um die Bindungseigenschaften der Faser in einer Matrix (z. B. Kunststoff) zu verbessern. Zusätzliche mögliche Veredlungsschritte sind Bleichen, Färben und Mischen.

Setralit NfuFlachsfaser