Die häufigste Faser: Polypropylen (PP) dominiert die Spunbond-Produktion
Polypropylen (PP) ist mit Abstand die am häufigsten verwendete Faser in der Herstellung von Spinnvliesstoffen und macht über 60 % der weltweiten Spinnvliesproduktion aus. Seine Dominanz beruht auf einer Kombination aus niedrigen Rohstoffkosten, hervorragender Verarbeitbarkeit und einem breiten Spektrum an Endanwendungsleistungen. PP schmilzt bei etwa 160–170 °C und lässt sich daher leicht zu Endlosfilamenten mit hohen Durchsatzgeschwindigkeiten verspinnen, die in modernen Produktionslinien oft über 300 Meter pro Minute liegen.
Allerdings ist PP nicht die einzige Option. Abhängig von den Anforderungen des Endverbrauchs wählen die Hersteller auch Polyester (PET), Polyethylen (PE), Polymilchsäure (PLA) und Bikomponentenfasern aus. Jedes bringt unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften mit, die für unterschiedliche Märkte geeignet sind.
Schlüsselfasern für Spinnvliesstoffe
Polypropylen (PP)
PP bleibt der Industriestandard für die meisten Einweg- und Hygieneanwendungen. Zu den wichtigsten Merkmalen gehören:
- Dichte von 0,90–0,91 g/cm³ – die leichteste aller gängigen thermoplastischen Fasern
- Hervorragende chemische Beständigkeit und feuchtigkeitsableitende Eigenschaften
- Niedrige Kosten: Rohstoffpreise sind in der Regel 20–30 % niedriger als PET
- Weit verbreitet in Windeln, medizinischen Abdecktüchern, Geotextilien und landwirtschaftlichen Abdeckungen
Die Haupteinschränkung von PP ist seine geringe thermische Beständigkeit (Erweichung bei etwa 140 °C) und die relativ geringe UV-Stabilität ohne Zusatzstoffe, was den Einsatz im Außenbereich einschränkt.
Polyester (PET)
Angebot an PET-Spinnvliesstoffen überlegene Zugfestigkeit, Hitzebeständigkeit bis 220–240 °C und bessere Dimensionsstabilität als PP. Diese Eigenschaften machen PET zur bevorzugten Wahl für:
- Dachunterspannbahnen und Baumembranen
- Automobilinnenräume, die eine hohe Temperaturbeständigkeit erfordern
- Filtermedien, bei denen die strukturelle Integrität unter Belastung von entscheidender Bedeutung ist
PET macht ca. aus 25–30 % der weltweiten Spunbond-Vliesstoffproduktion nach Volumen.
Polyethylen (PE)
PE, insbesondere hochdichtes Polyethylen (HDPE), wird verwendet, wenn Weichheit, chemische Inertheit und Barriereeigenschaften im Vordergrund stehen. Man findet es häufig in Schutzanzügen und landwirtschaftlichen Mulchfolien. Allerdings schränkt sein relativ niedriger Schmelzpunkt (~130 °C für HDPE) die Verarbeitungsgeschwindigkeit ein.
Bikomponentenfasern (BiCo)
Bikomponenten-Spinnvliesfasern – typischerweise PE/PP- oder PE/PET-Mantel-Kern-Konfigurationen – kombinieren die einfache Bindung einer Außenschicht mit niedrigem Schmelzpunkt mit der strukturellen Festigkeit eines Hochleistungskerns. Dadurch entstehen Stoffe mit verbesserte Weichheit und Bindung bei geringerem Wärmeenergieeintrag , was sie in hochwertigen Hygiene- und Medizinprodukten beliebt macht.
Polymilchsäure (PLA)
PLA ist eine biobasierte und kompostierbare Alternative, die bei nachhaltigen Verpackungen und Einwegprodukten zunehmend an Bedeutung gewinnt. Derzeit hält das Unternehmen einen kleinen, aber wachsenden Anteil am Spinnvliesmarkt, was auf die strengeren Vorschriften für erdölbasierte Kunststoffe in Europa und Nordamerika zurückzuführen ist.
Faservergleich: Auf einen Blick
| Faser | Marktanteil (ca.) | Schlüsselstärke | Hauptanwendungen |
| PP | >60 % | Kostengünstig, leicht | Hygiene, Medizin, Landwirtschaft |
| PET | 25–30 % | Hohe Festigkeit, Hitzebeständigkeit | Bau, Filtration, Automobil |
| PE / BiCo | ~8 % | Weichheit, Barriere | Premium-Hygiene, Schutzkleidung |
| PLA | <3 % | Biologisch abbaubar, biobasiert | Öko-Verpackung, nachhaltige Tücher |
Jenseits reiner Fasern: Die Rolle von PET/Zellstoff-Spunlace-Geweben
Während Spinnvliesstoffe auf thermoplastischen Fasern basieren, die durch thermische oder chemische Prozesse verbunden werden, gibt es eine weitere wichtige Kategorie Spunlace-Vliesstoffe (wasserstrahlverfestigt). Dabei werden Fasern durch Hochdruck-Wasserstrahlen mechanisch miteinander verbunden. Innerhalb dieses Segments PET/Zellstoff-Spunlace-Gewebe hat sich zu einem hochfunktionalen Material entwickelt – insbesondere für Einweg-Körperpflege- und Reinigungsprodukte.
Dieser Stoff verbindet Polyester (PET)-Stapelfasern mit natürlichem Holzzellstoff in unterschiedlichen Verhältnissen, typischerweise 30/70 bis 50/50 PET/Zellstoff. Das Ergebnis ist ein Stoff, der Folgendes bietet:
- Hohe Saugfähigkeit aus der Zellstoffkomponente – Zellstoff kann bis zum 10–15-fachen seines Eigengewichts an Wasser aufnehmen
- Nassfestigkeit und strukturelle Integrität aus PET-Fasern, wodurch verhindert wird, dass sich der Stoff während des Gebrauchs auflöst
- Ein weiches, stoffähnliches Handgefühl, das sanft zur Haut ist
- Kosteneffizienz im Vergleich zu 100 % PET-Spunlace aufgrund der geringeren Zellstoffkosten
Typische Flächengewichte reichen von 40 g/m² bis 80 g/m² , und der Stoff wird häufig in Einweghandtüchern, Gesichtstüchern, Haushaltsreinigungstüchern und medizinischen Unterlagen verwendet.
Warum die Faserauswahl für die Leistung beim Endverbrauch wichtig ist
Die Wahl der falschen Faser kann zu Produktausfällen oder unnötigen Kosten führen. Hier sind praktische Überlegungen, die Hersteller bewerten:
- Flüssigkeitsmanagement: Bei Produkten, die eine schnelle Absorption erfordern (Tücher, Pads), sind zellstoffreiche oder hydrophile PET-Mischungen besser als Standard-PP, das von Natur aus hydrophob ist, sofern es nicht oberflächenbehandelt ist.
- Zug- und Reißfestigkeit: PET bietet bei gleichen Flächengewichten eine deutlich höhere Zugfestigkeit als PP – entscheidend für Filtrations- oder Bauanwendungen.
- Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Für medizinische Anwendungen und Anwendungen mit Lebensmittelkontakt sind Fasern erforderlich, die bestimmte Standards erfüllen (z. B. ISO 13485 für medizinische Geräte, FDA 21 CFR für Lebensmittelkontakt).
- Nachhaltigkeitsziele: Endmärkte verlangen zunehmend recyceltes PET (rPET) oder biobasierte Fasern, um die ESG-Ziele der Unternehmen zu erreichen.
- Verarbeitungskompatibilität: Die ausgewählte Faser muss zur Produktionslinie passen – Spunbond, Meltblown, Spunlace oder Stitch-Bond – und stellt jeweils unterschiedliche Anforderungen an den Faserschmelzindex, die Feinheit (Denier) und die Stapellänge.
Neue Trends in der Fasertechnologie für Vliesstoffe
Die Vliesstoffindustrie erlebt rasante Innovationen in der Faserentwicklung:
- Recyceltes PET (rPET): Große Hersteller stellen auf rPET um, um den CO2-Fußabdruck zu reduzieren. Stoffe aus rPET können dies erreichen bis zu 60 % geringere CO₂-Emissionen pro Kilogramm im Vergleich zu reinem PET.
- Nanofaserschichten: Elektrogesponnene Nanofasern (Durchmesser <1 Mikrometer) werden in Verbundstrukturen integriert, um Filtrationseffizienzen von über 99,97 % (HEPA-Niveau) zu erreichen.
- Funktionelle Ausführungen: Antimikrobielle, flammhemmende und superhydrophobe Beschichtungen werden nach der Produktion aufgetragen, um die Leistung zu steigern, ohne die Basisfaser zu verändern.
- Naturfasermischungen: Baumwolle, Bambus und Lyocell (Tencel) gewinnen bei Premium-Tüchern und Hygieneprodukten für empfindliche Haut zunehmend an Bedeutung.
FAQ
F1: Welche Faser wird am häufigsten in Spinnvliesstoffen verwendet?
Polypropylen (PP) is the most commonly used fiber, representing over 60% of global spunbond production due to its low cost, light weight, and ease of processing.
F2: Wofür wird PET/Zellstoff-Spunlace-Gewebe verwendet?
Es wird hauptsächlich für Einweghandtücher, Gesichtstücher, Reinigungstücher und medizinische Unterlagen verwendet – Anwendungen, die sowohl eine hohe Saugfähigkeit (aus Zellstoff) als auch Nassfestigkeit (aus PET) erfordern.
F3: Was ist der Unterschied zwischen Spunbond- und Spunlace-Vliesstoffen?
Spunbond-Gewebe entstehen durch das Spinnen endloser thermoplastischer Filamente und deren thermisches oder chemisches Verbinden. Spunlace-Stoffe verwenden Hochdruckwasserstrahlen, um Stapelfasern, einschließlich Naturfasern wie Zellstoff, mechanisch zu verwirren.
F4: Ist PET oder PP besser für industrielle Anwendungen geeignet?
PET eignet sich im Allgemeinen besser für industrielle Anwendungen, die eine hohe Zugfestigkeit und Hitzebeständigkeit erfordern (z. B. Dachunterlagen, Filtration). PP wird bevorzugt, wenn niedrige Kosten und geringes Gewicht im Vordergrund stehen.
F5: Welches Verhältnis von PET zu Zellstoff ist typisch für zusammengesetzte Spunlace-Gewebe?
Übliche Verhältnisse sind 30/70 bis 50/50 PET zu Zellstoff, wobei je nach spezifischer Anwendung die Saugfähigkeit mit der strukturellen Haltbarkeit in Einklang gebracht wird.
F6: Können Spinnvliesstoffe aus biologisch abbaubaren Fasern hergestellt werden?
Ja. Polymilchsäure (PLA) ist eine kommerziell erhältliche biologisch abbaubare Option für die Spinnvliesproduktion, obwohl sie aufgrund höherer Kosten und Verarbeitungseinschränkungen derzeit einen Marktanteil von weniger als 3 % hält.
