Leitfähiges Nonwoven durch Lichtbogenspritzen
Ein ungewöhnliches Experiment mit ultraleichtem PP-Spinnvlies und reinem Zinn
Manchmal beginnt technische Entwicklung nicht mit einem großen Forschungsauftrag, sondern mit einer einfachen Frage:
Kann man ein extrem leichtes Polypropylen-Spinnvlies mit reinem Zinn im Lichtbogenspritzverfahren beschichten und leitet das Material danach überhaupt Strom?
Genau dieser Frage sind wir nachgegangen.
Der Ausgangspunkt
Als Trägermaterial diente ein PP-Spinnvlies mit nur 20 g/m². Solche Nonwovens sind porös, polaritätsarm und thermisch empfindlich, also alles andere als ein klassisches Substrat für metallische Beschichtungen. Nach dem Aufbringen eines Haftprimers wurde das Vlies im Lichtbogenspritzverfahren mit reinem Zinn beschichtet.
Das Ergebnis
Das fertige Material erreicht ein Gesamtflächengewicht von 300 g/m². Die Zinnschicht haftet gut und zeigt eine bemerkenswert homogene elektrische Leitfähigkeit:
– Widerstand über 1 Meter Länge: 0–1 Ω
– Messungen alle 10 cm ergaben nahezu identische Werte
– Messung erfolgte mit einem professionellen Mikro-Ohm-Meter (PCE-MO 2010, 4-Leiter-Methode)
Für eine thermisch gespritzte Metallschicht auf einem so leichten und offenen Nonwoven ist das ein sehr gutes Ergebnis.
Warum das interessant ist
Die meisten leitfähigen Textilien am Markt basieren auf galvanisch metallisierten Garnen, leitfähigen Polymeren oder carbonbasierten Systemen. Das Lichtbogenspritzen von reinem Zinn auf ultraleichte Spinnvliese eröffnet eine andere Route:
– Relativ schnelle und potenziell skalierbare Flächenbeschichtung
– Gute Korrosionsbeständigkeit von Zinn im Vergleich zu Kupfer
– Hohe und gleichmäßige Leitfähigkeit
– Kombination aus extrem leichtem Träger und funktionaler Metallschicht
Die metallische Schicht ist naturgemäß spröde. Deshalb ist der nächste Entwicklungsschritt die Applikation eines vollelastischen Schutzlacks. Dieser soll Mikrorisse verhindern und gleichzeitig den Korrosionsschutz weiter verbessern.
Mögliche Anwendungsfelder
Ein solches Material könnte interessant sein für:
– Leichtgewichtige EMI-/EMV-Abschirmungen
– Textile Sensorik und Elektroden
– Heizbare Nonwoven-Strukturen
– Signalübertragung in Smart Textiles und Wearables
– Leichtbau-Anwendungen in Automotive, Luftfahrt oder Medizintechnik
Ausblick
Wir stehen bei diesem Ansatz noch am Anfang. Die ersten Messergebnisse sind jedoch eindeutig positiv und zeigen, dass die Kombination aus ultraleichtem Spinnvlies und thermisch gespritztem Zinn funktioniert.
Wir freuen uns über den Austausch mit Unternehmen, Forschungsinstituten und Universitäten, die sich mit leitfähigen Textilien, metallisierten Nonwovens oder neuen Beschichtungsverfahren beschäftigen.