Die Eigenschaften von funktionalen Textilien basieren häufig auf der speziellen Oberflächenstruktur der einzelnen synthetischen Faser. Dabei wird deren Oberfläche bereits auf der Spinnmaschine strukturiert. Aus technischen Gründen sind bis anhin Strukturierungen nur in Längsrichtung möglich.

Die Empa hat – zusammen mit dem Paul Scherrer Institut (PSI) – nun eine einfache Apparatur entwickelt, mit der die Oberfläche von synthetischen Fasern auch in Querrichtung im Mikrometermassstab strukturiert werden kann: Die Struktur wird auf die synthetische Faser geprägt. Ein raffiniertes System sorgt dafür, dass die Prägung praktisch die ganze Faseroberfläche bedeckt. Das Prinzip ist zum Patent angemeldet.

Die Prägeanlage wird laufend weiter entwickelt. Noch ist es zum Beispiel nicht möglich, die Anlage direkt an eine Faserspinnmaschine zu koppeln. Das Verfahren ist noch zu langsam. Neben der Perfektionierung der Anlage ist ein weiteres Ziel, den wichtigen Schritt von der Mikrostrukturierung zur Nanostrukturierung zu machen.

Effekte durch Strukturierung

Um verbesserte Funktionalitäten erschliessen zu können, müssen neue Prägemuster geschaffen werden. Daher wird erforscht, welche Strukturierung welche Eigenschaften hervorbringt. Untersucht werden zum Beispiel

• Farb- und Schimmereffekte. Neben modischen Aspekten kommen diese auch bei Sicherheitsanwendungen in Frage.
• Kapillarität: Wichtig für die Entwicklung von Textilien, die viel Flüssigkeit aufnehmen und auch schnell wieder trocknen sollen. Der Feuchtigkeitstransport soll durch eine besondere Kapillarstruktur der Faser verbessert werden.
• Reibung: Fasern mit guten Haftungseigenschaften, zum Beispiel bei faserverstärktem Beton, wo die Strukturierung der Faser ihre bessere Verankerung im Mörtel bewirkt und so dem Beton zu mehr Zugfestigkeit verhilft.
• Zellwachstum: Gewisse Oberflächenstrukturen können das Zellwachstum fördern. Dies kann bei medizinischen Textilien für den Erfolg ausschlaggebend sein.
• Lotus-Effekt: Dieser soll einen «Selbstreinigungseffekt» bewirken.

Neben all diesen Funktionalitäten könnte auch ein wirtschaftlicher Aspekt dieser Technologie Vorschub leisten. Markierte Fasern in der Bekleidung würden es Herstellern von Markenartikeln ermöglichen, ihre Produkte praktisch unkopierbar oder wenigstens gegenüber billigen Kopien eindeutig erkennbar zu machen.

Rémy Nideröst

Kontakt: Marcel Halbeisen,