Probleem op deze pagina?

Project: POLY MELKZUUR (PLA) in textieltoepassingen

VIS/CO: Collectief onderzoek van Vlaamse Innovatiesamenwerkingsverbanden
01/06/2008
31/05/2010

Dit project zal leiden tot een verbeterde kennis inzake de toepassingsmogelijkheden van poly melkzuur in de textielsector. Dit zal gebeuren aan de hand van rapporten aangaande de extrusie van PLA polymeer tot garens, de aanverfbaarheid van PLA garens en verdere processingstappen. Er zal een gedetailleerde beschrijving opgesteld worden van het effect van extrusiecondities en additieven op de slaagkansen van garenextrusie en de eigenschappen van deze garens.

De aandacht gaat in eerste instantie naar het verbreden van de processing window van de PLA materialen en het verbeteren van de eigenschappen van de garens. Er wordt gemikt op garens met een sterkte die vergelijkbaar is als deze van PA met vergelijkbare titer. De condities zullen nagegaan worden waarin succesvol garens kunnen geproduceerd worden, met optimalisatie van de mogelijkheid tot o.a. verstrekking.

Dit project richt zich op de totale textielsector. De verwachte doorbraak van poly melkzuur is immers van belang voor alle Vlaamse textielbedrijven. Er zijn echter enkele groepen die specifiek benaderd zullen worden.

Een eerste doelgroep zijn de extrusiebedrijven die vaak verticaal geïntegreerd zijn tot aan de vervaardiging van eindproducten. Hun interesse gaat uit naar een wetenschappelijke en technische beschrijving van de condities waarin PLA kan geëxtrudeerd worden tot hoogwaardige eindproducten met geoptimaliseerde fysische eigenschappen. Op het einde van het project, en eventueel via trials tijdens het project, zal er voldoende kennis opgedaan zijn zodat een drietal bedrijven binnen de twee jaar na het einde van het project een prototype op de markt kunnen brengen.

Een tweede doelgroep zijn de textielbedrijven die PLA garens in eindtoepassingen kunnen verwerken. Hierbij wordt vooral gefocusseerd op het interieurtextiel en specifieke toepassingen voor kledijtextiel. De meerwaarde ligt hier op het vlak van diversificatie van het productengamma, het aanboren van nieuwe markten en marketingvoordelen wegens het ‘groen’ karakter van de materialen.

Om de Belgische extrusiebedrijven en garenverwerkers te ondersteunen zal er via dit collectief onderzoek een technisch en expertise forum worden opgebouwd. Op basis van een eerste screening in de diverse potentiële applicatiedomeinen, zullen de mogelijkheden gedemonstreerd worden en de domeinen vastgelegd worden waar verder technisch-wetenschappelijk onderzoek vereist is om tot beheerste industriële toepassingen te komen.

Het collectief onderzoek voorziet in de verdere uitbouw van de kennis over de verwerkbaarheid van PLA in textielprocessen.
De aandacht gaat in eerste instantie naar het verbreden van de processing window
van de PLA materialen en het verbeteren van de eigenschappen door in te spelen
op de polymeerformulatie. Diverse additieftypes; zowel polymeren, organische als
anorganische zullen worden geëvalueerd naar hun impact op gebied van kristallisatie en morfologie; de kernparameters bij uitstek die de verwerkbaarheid en de resulterende eigenschappen kunnen beïnvloeden. Door tegelijkertijd de processing voorwaarden te wijzigen wordt een geoptimaliseerd extrusieproces beoogd, waarbij zachte en soepele garens met hoge sterkte en voldoende verlenging worden gerealiseerd.
Verder onderzoek zal worden verricht omtrent de vervolgprocessen zoals verstrekken, twijnen, heat-setten en vooral verf- en veredelingsprocessen. Hierbij is het van belang om de impact van de formulatiewijzigingen op deze processen in kaart te brengen. Verfen verdelingsprocessen en chemicaliën dienen te worden ontwikkeld of geselecteerd die speciek zijn aangepast aan de PLA polymeren. Tevens dienen de extra voordelen waaronder verlaagde verf- en verwerkingstemperatuuren, verhoogde rendementen, betere eigenschappen duidelijk in kaart te worden gebracht. Op basis van deze gegevens moet het voor de industrie mogelijk zijn om op een efciënte wijze in te spelen op de geboden innovatiemogelijkheden die dit nieuwe polymeer met zich brengt. Inspelend op de
specieke eigenschappen van dit polymeertype zoals een goede UV-stabiliteit een hoge brandweerstand, een goede stabiliteit onder normale gebruikscondities en de mogelijkheid tot biodegradatie onder composteringscondities, kunnen hoogwaardige en ecologisch verantwoorde alternatieven in diverse toepassingsdomeinen worden ontwikkeld.

Tijdens de eerste biënnale van het project: “POLY MELKZUUR (PLA) in textieltoepassingen” werd gestart met een grondige evaluatie van de beschikbare polymeergrades, de specifieke additieven gericht op PLA en welke textielproducten reeds aangemaakt worden met PLA. Bij het onderzoeken van de state-of-the-art kwamen een aantal pioniers sterk naar voor. Hoewel het aantal patenten ieder jaar toeneemt is de markt van PLA-toepassingen binnen de textiel zeker nog niet verzadigd en zijn er nog voldoende mogelijkheden om eigen producttoepassingen te ontwikkelen voor een Vlaams textielbedrijf. De markt werd tijdens het verdere project goed opgevolgd om nieuwe trends en ontwikkelingen tijdig te detecteren. Duidelijk is dat sinds de start van het project en het einde van de eerste biënnale er reeds een stijgend aanbod is van zowel PLA-resins als PLA gebaseerde producten.
In samenspraak met verschillende PLA- en additief leveranciers werden formulaties geselecteerd of ontwikkeld en geëvalueerd op de extrudeerbaarheid tot multifilament. Het is mogelijk om een stabiel proces te bekomen met aanvaardbare mechanische eigenschappen van de vezel. Een duidelijk aandachtspunt is de kleinere processwindow, dit tov PP-verwerking en de hogere krimp bij bepaalde productie-instellingen. Deze krimp kan mits een eenvoudige nabehandeling of gewijzigde procescondities worden gereduceerd tot een aanvaardbaar niveau.
In een verder stadium was het mogelijk om de multifilamenten te verwerken (breisels) en m.b.v. dispersie kleurstoffen aan te verven. Deze substraten geven acceptabele resultaten naar kleurechtheid, lichtechtheid en wrijfechtheid.
In de loop van het project werd duidelijk dat PLA een goed alternatief kan zijn voor specifiek toepassingen waar momenteel polypropyleen of polyester worden ingezet. Daarenboven creëert het een meerwaarde doordat het afkomstig is van hernieuwbare grondstoffen, zijn lagere ecologische impact en door zijn biodegradeerbaarheid.
Naast de verwerking tot multifilament kon ook de verwerkbaarheid tot stapel vezel worden gesimuleerd.
In een vervolgtraject zullen verdere formulaties geëvalueerd worden alsook het gedrag van een PLA-gebaseerd substraat bij nabehandeling of veredeling. Daarnaast wordt ook de nadruk gelegd naar het in kaart brengen van de duurzaamheid van de textielproducten die met dit hernieuwbare polymeer geproduceerd zijn.

Balta Industries nv, DS Fibres nv, Sander International nv, Sioen Fabrics sa, Xentrys, A.Schulman Plastics BVBA, BINTG, Conwed Plastics nv
François Stassijns
Biobehandeling / Compost / Bioconversie, Kunststoffen, Polymeren, Moulding, injection moulding, extrusie, sinteren
Luc Ruys, Veerle Herrygers
Corien Struijk, Ria Bruynseels, Kurt Peys, Bert Bellens (Werken en Leren vzw), Luc Verhoeven (Just Innovation), Luc Larmuseau (iLLumoo)
Share this on
Page 2008_PLA_....pdf
300.9 KB