In dreijährigen Versuchen wurde die Schutzwirkung verschiedener Vliesabdeckungen bei frostempfindlichen Baumschulkulturen im Vergleich zu nicht abgedeckten Flächen untersucht. Bei den Feldversuchen mit Obst- und Rosenokulaten waren witterungsbedingt nur in einem Winter Frostschäden zu verzeichnen. Die Schäden unter den Vliesen waren nicht wie erwartet geringer, sondern wiesen eine so hohe Variation auf, dass keine Unterschiede gesichert werden konnten. Bei den Containerflächen gab es unter der Abdeckung keine Frostschäden. Die Veröffentlichung richtet sich an Baumschulbetriebe.

In the available work the usability of pile fibre stitch-bonded nonwovens was examined as depth filter medium. Different pile fibre stitch-bonded nonwovens were manufactured and tested based on the structure of textile depth filter media and stitch-bonding process expertise. Experimental work involved technological investigations about characteristics of pile fibre stitch-bonded nonwovens 'Kunit' regarding fibre material and machine related parameters. The qualitative influence of the density gradient between flow-in and flow-out side was further investigated. Hydrodynamic application of webs by means of high-energy water jets and laminating of fine fiber spun-bonded nonwovens (Meltblown) were described as suitable processes for one-sided compression of pile fibre stitch-bonded nonwovens. The compressed samples are called 'Hycoknit' and 'Melaknit'. Manufactured pile fibre stitch-bonded nonwovens were evaluated based on textile-physical and particle-related tests. In the analyses results were compared with commercial depth filter media of filter classes F5 to F8. Therefore, the new pile fibre stitch-bonded nonwovens possess high dust storage capacities. Initial separation efficiency is comparable with standard filter media values of filter classes F5/F6. Separation efficiency vastly increases and reaches the level of fine dust filter media of filter classes F7/F8 at the end of testing. Depending on manufacturing parameters, pressure difference and separation efficiency are in a wide range producible. Thereby, economically meaningful and environmentally friendly multiple use of filter media becomes possible. Due to various characteristics, the new materials can be used, apart from filter media, for insulation, protection, upholstery as well as hygienic and medical purposes. / In der vorliegenden Arbeit wurde die Einsetzbarkeit von Polfaser-Vlieswirkstoffen als Tiefenfiltermedium untersucht. Basierend auf dem Aufbau textiler Tiefenfiltermedien und den Kenntnissen zur Nähwirktechnik wurden unterschiedliche Polfaser-Vlieswirkstoffe gefertigt und getestet. Die experimentellen Arbeiten umfassten technologische Untersuchungen zu erzielbaren Eigenschaften von Polfaser-Vlieswirkstoffen Kunit in Abhängigkeit vom Faserstoff und maschinen-technischen Parametern. Ein weiterer Schwerpunkt war die zielgerichtete Beeinflussung des Dichtegradienten zwischen An- und Ausströmseite. Beschrieben wurden als geeignete Verfahren zur einseitigen Verdichtung von Polfaser-Vlieswirkstoffen das hydrodynamische Aufbringen von Vliesen mittels energiereicher Wasserstrahlen und das Auflaminieren von Feinfaser-Spinnvliesstoff (Meltblown). Die verdichteten Varianten werden mit Hycoknit und Melaknit bezeichnet. Bewertet wurden die gefertigten Polfaser-Vlieswirkstoffe auf Basis textil-physikalischer und partikelbezogener Prüfungen. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgte im Vergleich zu handelsüblichen Tiefenfiltermedien der Filterklassen F5 bis F8. Die Ergebnisse zeigen, dass die neuen Polfaser-Vlieswirkstoffe hohe Staubspeicherkapazitäten besitzen. Der Anfangsabscheidegrad ist vergleichbar mit den Werten von Standardfiltermedien der Filterklassen F5/F6. Bereits nach kurzer Bestaubungszeit steigt der Abscheidegrad steil an und befindet sich am Ende der Prüfungen auf dem Niveau von Feinstaubfiltermedien der Filterklassen F7/F8. In Abhängigkeit von den Fertigungsparametern sind sowohl der Druckdifferenzverlauf als auch der Abscheidegrad in einem breiten Bereich einstellbar. Im Filtermedium angesammelte Partikel sind durch Druckluftimpulse im beträchtlichen Umfang entfernbar. Eine ökonomisch sinnvolle und umweltbewusste Mehrfachnutzung der Filtermedien wird damit möglich. Anwendbar sind die neuartigen Materialien auf Grund des möglichen breiten Eigenschaftsspektrums neben dem Einsatz als Filtermedium unter anderem für Isolationszwecke, im Schutzbereich, zur Polsterung sowie in der Hygiene und Medizin.

Aufgrund des weltweit steigenden Energiebedarfs, dessen Deckung derzeit größtenteils auf fossilen Brennstoffen basiert, ist es nötig geworden, die Entwicklung alternativer Möglichkeiten zur Erzeugung von Elektroenergie als Primärenergie voranzutreiben. Eine dieser alternativen Möglichkeiten ist die Brennstoffezellentechnologie, welche sowohl in stationären als auch mobilen Anwendungen zum Einsatz kommen kann. Ihrer weitreichenden Verbreitung stehen bislang die aufgrund des großen Fertigungsaufwandes hohen Herstellungskosten der benötigten Komponenten im Wege. Hierzu zählen die Gasdiffusionslagen des weit verbreiteten Typs der wasserstoffbetriebenen Polymerelektrolytbrennstoffzelle. Es treten zwischen den einzelnen Fertigungsschritten im Herstellungsprozess dieser Gasdiffusionslagen Wechselwirkungen auf, die zu unerwünschten Materialveränderungen führen. Die Ursachen dieser Wechselwirkungen sind nicht vollends verstanden. Eine Vertiefung des Verständnisses der Herstellungsprozesse soll die Grundlage für eine Optimierung der Prozessführung bilden. Es sollen eine Kostenreduktion sowie eine Leistungssteigerung der Gasdiffusionslagen ermöglicht werden.:1 Einleitung 1 2 Stand der Technik 5 2.1 Brennstoffzellen 5 2.2 Gasdiffusionslagen 11 3 Problemstellung und Zielsetzung 17 4 Analyse und Klassifizierung von GDL-Fehlern 20 4.1 Fehlerklassifizierung 22 4.2 Fehleridentifizierung 26 4.3 Auswahl zu analysierender Fehlerbilder 27 4.4 Charakteristika der ausgewählten Fehlerbilder 42 4.4.1 Bahndeformationen 42 4.4.2 Umlaufende Verdickungen von Wickeln in Umfangsrichtung 44 4.4.3 Längs- und Queraufrauhungen sowie Rauhspuren 45 5 Theoretische Grundlagen 49 5.1 Physikalische und mechanische Grundlagen 49 5.1.1 Zug-, Biege- und Druckspannungen in Warenbahnen 49 5.1.2 Elastizitäts- und Kompressionsmoduli 52 5.1.3 Elastizität und Plastizität 53 5.1.4 Umformmechanismen im GDL-Basisvliesstoff und Versagensarten von Fasern 54 5.2 Statistik 55 5.2.1 Korrelationsanalyse 55 5.2.2 Regressionsanalyse 56 5.2.3 Zweistichproben-t-Tests und Konfidenzintervalle 56 5.2.4 Stichprobenumfang 57 5.3 Qualitätsregelkreise 58 6 Eingesetzte Untersuchungsmethoden 60 6.1 Mechanische Eigenschaften 64 6.1.1 Höchstzugkraft und Höchstzugkraftdehnung 64 6.1.2 Elastizitätsmodul und Kompressibilität 66 6.1.3 Elastische und plastische Deformation bei Zugbelastungen 67 6.1.4 Flächenmasse 70 6.1.5 Biegesteifigkeit 72 6.1.6 Dickenmessung 74 6.2 Thermische Eigenschaften 75 6.2.1 Wärmeleitfähigkeit 75 6.3 Bildgebende Verfahren 78 6.3.1 Schliffbildmikroskopie 78 6.3.2 Rasterelektronenmikroskopie 78 6.3.3 µ-Computertomographie 79 7 Herstellungsverfahren der untersuchten Gasdiffusionslagen im Überblick 81 8 Basisvliesstoffherstellung 84 8.1 Prozess der Vliesbildung und Verfestigung 84 8.2 Charakterisierung des GDL-Basisvliesstoffes 90 8.3 Fehlerbilder des GDL-Basisvliesstoffes 103 9 Dickenkalibrierung 113 9.1 Prozess der Dickenkalibrierung des GDL-Basisvliesstoffes 113 9.2 Charakterisierung des dickenkalibrierten GDL-Basisvliesstoffes 120 9.3 Fehlerbilder des dickenkalibrierten GDL-Basisvliesstoffes 130 9.3.1 Prozessbeobachtung 130 9.3.2 Hypothesenbildung und Verifikation 135 9.3.3 Maßnahmen zur Fehlervermeidung 146 10 Carbonisierung 156 10.1 Prozess der Carbonisierung 156 10.2 Charakterisierung carbonisierten GDL-Substrates 157 10.3 Fehlerbilder im Carbonisierprozess 163 11 Data Mining für die GDL-Herstellung 167 11.1 Datenerhebung 167 11.2 Auszuwertende Parameter 172 11.3 Ergebnisse der Parameteranalysen 173 12 Qualitätsregelkreise zum GDL-Produktionsprozess 178 12.1 Wulstbildung und Längsaufrauhung 178 12.2 Queraufrauhung 181 13 Zusammenfassung und Ausblick 184 14 Literaturverzeichnis 186 15 Abbildungsverzeichnis 192 16 Abkürzungsverzeichnis 201 17 Formelverzeichnis 203 18 Anlagenverzeichnis 204 / Due to worldwide increasing energy consumption, which is mainly covered by fossile fuels nowadays, it has become a necessity to further develop alternative possibilities to create electricity as primary energy. One alternative technology to accomplish this is fuel cell technology which can be used in stationary as well as in mobile applications. One aspect hindering its widespread use is the high manufacturing cost of the needed components due to the complicated production processes. Among these are gad diffusion layers of the commonly used hydrogen-driven polymer electrolyte fuel cells. There are interactions occurring between the several production steps leading to unwanted changes in material properties. The causes of these interactions are not completely understood. A deeper understanding of these shall be the basis for optimizations in process design and therefore cost reductions and improvements in performance of gas diffusion layers can be achieved.:1 Einleitung 1 2 Stand der Technik 5 2.1 Brennstoffzellen 5 2.2 Gasdiffusionslagen 11 3 Problemstellung und Zielsetzung 17 4 Analyse und Klassifizierung von GDL-Fehlern 20 4.1 Fehlerklassifizierung 22 4.2 Fehleridentifizierung 26 4.3 Auswahl zu analysierender Fehlerbilder 27 4.4 Charakteristika der ausgewählten Fehlerbilder 42 4.4.1 Bahndeformationen 42 4.4.2 Umlaufende Verdickungen von Wickeln in Umfangsrichtung 44 4.4.3 Längs- und Queraufrauhungen sowie Rauhspuren 45 5 Theoretische Grundlagen 49 5.1 Physikalische und mechanische Grundlagen 49 5.1.1 Zug-, Biege- und Druckspannungen in Warenbahnen 49 5.1.2 Elastizitäts- und Kompressionsmoduli 52 5.1.3 Elastizität und Plastizität 53 5.1.4 Umformmechanismen im GDL-Basisvliesstoff und Versagensarten von Fasern 54 5.2 Statistik 55 5.2.1 Korrelationsanalyse 55 5.2.2 Regressionsanalyse 56 5.2.3 Zweistichproben-t-Tests und Konfidenzintervalle 56 5.2.4 Stichprobenumfang 57 5.3 Qualitätsregelkreise 58 6 Eingesetzte Untersuchungsmethoden 60 6.1 Mechanische Eigenschaften 64 6.1.1 Höchstzugkraft und Höchstzugkraftdehnung 64 6.1.2 Elastizitätsmodul und Kompressibilität 66 6.1.3 Elastische und plastische Deformation bei Zugbelastungen 67 6.1.4 Flächenmasse 70 6.1.5 Biegesteifigkeit 72 6.1.6 Dickenmessung 74 6.2 Thermische Eigenschaften 75 6.2.1 Wärmeleitfähigkeit 75 6.3 Bildgebende Verfahren 78 6.3.1 Schliffbildmikroskopie 78 6.3.2 Rasterelektronenmikroskopie 78 6.3.3 µ-Computertomographie 79 7 Herstellungsverfahren der untersuchten Gasdiffusionslagen im Überblick 81 8 Basisvliesstoffherstellung 84 8.1 Prozess der Vliesbildung und Verfestigung 84 8.2 Charakterisierung des GDL-Basisvliesstoffes 90 8.3 Fehlerbilder des GDL-Basisvliesstoffes 103 9 Dickenkalibrierung 113 9.1 Prozess der Dickenkalibrierung des GDL-Basisvliesstoffes 113 9.2 Charakterisierung des dickenkalibrierten GDL-Basisvliesstoffes 120 9.3 Fehlerbilder des dickenkalibrierten GDL-Basisvliesstoffes 130 9.3.1 Prozessbeobachtung 130 9.3.2 Hypothesenbildung und Verifikation 135 9.3.3 Maßnahmen zur Fehlervermeidung 146 10 Carbonisierung 156 10.1 Prozess der Carbonisierung 156 10.2 Charakterisierung carbonisierten GDL-Substrates 157 10.3 Fehlerbilder im Carbonisierprozess 163 11 Data Mining für die GDL-Herstellung 167 11.1 Datenerhebung 167 11.2 Auszuwertende Parameter 172 11.3 Ergebnisse der Parameteranalysen 173 12 Qualitätsregelkreise zum GDL-Produktionsprozess 178 12.1 Wulstbildung und Längsaufrauhung 178 12.2 Queraufrauhung 181 13 Zusammenfassung und Ausblick 184 14 Literaturverzeichnis 186 15 Abbildungsverzeichnis 192 16 Abkürzungsverzeichnis 201 17 Formelverzeichnis 203 18 Anlagenverzeichnis 204

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung des Foulardierprozesses zur chemischen Nassausrüstung von Vliesstoffen bei Warengeschwindigkeiten bis zu 250 m/min. Hintergrund ist die abweisende Ausrüstung von Polypropylen-Spinnvliesstoffen für die Anwendung als Operationskittel. Wo bislang nach dem Stand der Technik eine Veredlung bei Lohnausrüstern bei geringen Warengeschwindigkeiten durchgeführt wurde, zeigt die Tendenz in der Vliesstoffindustrie in Richtung der eigenen Prozessbeherrschung. Eine grundlegende Voraussetzung, um den Foulardierprozess für diese Anwendung nutzbar zu machen, ist die Kenntnis über die Prozesseigenschaften bei den geforderten hohen Warengeschwindigkeiten. Für den abzudeckenden Versuchsraum mit sechs Einflussgrößen bei jeweils drei Faktorstufen wurde mittels der Methodik der statistischen Versuchsplanung ein D-optimaler Versuchsplan erstellt. Die Versuchsdurchführung erfolgte auf einem in eine Technikumsanlage eingebundenen Foulard mit horizontaler Walzenanordnung. Für jede der sieben Zielgrößen wurde auf Grundlage der erhaltenen Messwerte eine lineare Regressionsanalyse erstellt und ausgewertet. Eine detaillierte Analyse und Diskussion der Regressionsmodelle liefert Informationen zu Wirkungsrichtung und Intensität der einzelnen Einflussgrößen sowie zu Faktor-Faktor-Wechselwirkungen. / The subject of the work presented here is the study of the padding process for the chemical wet finishing of nonwovens at web speeds up to 250 m/min. Background to the topic is the repellent treatment of polypropylene spunbond nonwovens applied for surgical gowns. Finishing carried out at subcontractors corresponding to best practice technology up to now, the trend in the nonwovens industry is turning towards an in-house process mastery. Essential requirement to make the padding process technologically exploitable for this kind of application is the knowledge of the process characteristics at the high web speeds claimed. For the experimental scenario to be covered comprising six determining factors at three level steps each, a D-optimal trial plan was defined using the statistic method of the design of experiments (DOE). The realization of the trials carried out on a padder with horizontal roll arrangement installed in a pilot line. For each of the seven responses a linear regression analyses was compiled and evaluated. A detailed analysis and discussion of the regression models provides information on direction of influence as well as intensity of each of the determining factors and factor-factor-interactions.

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung des Foulardierprozesses zur chemischen Nassausrüstung von Vliesstoffen bei Warengeschwindigkeiten bis zu 250 m/min. Hintergrund ist die abweisende Ausrüstung von Polypropylen-Spinnvliesstoffen für die Anwendung als Operationskittel. Wo bislang nach dem Stand der Technik eine Veredlung bei Lohnausrüstern bei geringen Warengeschwindigkeiten durchgeführt wurde, zeigt die Tendenz in der Vliesstoffindustrie in Richtung der eigenen Prozessbeherrschung. Eine grundlegende Voraussetzung, um den Foulardierprozess für diese Anwendung nutzbar zu machen, ist die Kenntnis über die Prozesseigenschaften bei den geforderten hohen Warengeschwindigkeiten. Für den abzudeckenden Versuchsraum mit sechs Einflussgrößen bei jeweils drei Faktorstufen wurde mittels der Methodik der statistischen Versuchsplanung ein D-optimaler Versuchsplan erstellt. Die Versuchsdurchführung erfolgte auf einem in eine Technikumsanlage eingebundenen Foulard mit horizontaler Walzenanordnung. Für jede der sieben Zielgrößen wurde auf Grundlage der erhaltenen Messwerte eine lineare Regressionsanalyse erstellt und ausgewertet. Eine detaillierte Analyse und Diskussion der Regressionsmodelle liefert Informationen zu Wirkungsrichtung und Intensität der einzelnen Einflussgrößen sowie zu Faktor-Faktor-Wechselwirkungen.:1 Einleitung 8 1.1 Ausgangspunkt 8 1.2 Produktionsmengen 8 1.3 Vliesstoffe in der medizinischen Anwendung 11 1.4 Vliesstoffauswahl 13 2 Wissenschaftlich-technische Problemstellung 16 2.1 Stand der Technik 16 2.2 Zielstellung und Vorgehensweise 21 3 Foulardierprozess: Prozessbeschreibung und Einflussgrößen 22 3.1 Foulardieren: Prozessbeschreibung 22 3.2 Foulardieren: Einflussgrößen 25 3.2.1 Einflussfaktoren Maschinendesign 25 3.2.2 Einflussfaktoren Verfahrensparameter 29 3.2.3 Einflussfaktoren Vliesstoffmaterial 30 3.2.4 Einflussfaktoren Imprägnierflotte 31 3.3 Einflussgrößen und Zielgrößen 33 4 Versuchsanordnung und Versuchsfoulard 34 4.1 Technikumsanlage am STFI 34 4.2 Versuchsfoulard 35 4.2.1 Horizontale Walzenanordnung 37 4.2.2 Hilfstrieb auf der S-Walze 38 4.2.3 Druckgebung und Quetschfugenbreite 38 4.2.4 Flottenführung 38 4.2.5 Niveauregelung, Flottenvolumen 39 4.2.6 Flottenverbrauch 40 4.2.7 Tauchstrecke, Verweilstrecke und Verweilzeit 42 4.2.8 Flottentemperatur 43 5 Material und Methoden 45 5.1 Vliesstoffmaterial 45 5.2 Ausrüstungsflotte 46 5.3 Mess- und Prüfmethoden 48 5.3.1 Feuchteaufnahme 48 5.3.2 Dicke 49 5.3.3 Luftdurchlässigkeit 50 5.3.4 Zugfestigkeit und Höchstzugkraftdehnung 50 6 Statistische Versuchsplanung und Regressionsanalyse 51 6.1 Vorbemerkung 51 6.2 D-optimale Versuchspläne 51 6.3 Versuchsplan 54 6.4 Darstellung des Versuchsraums 57 6.4.1 Faktor-Faktor-Kombinationen 57 6.4.2 Flottentemperatur TSoll versus TIst 58 6.5 Regressionsanalyse 59 6.5.1 Allgemeine Regressionsgleichung 59 6.5.2 Generelle Vorgehensweise 61 7 Regressionsanalyse für Zielgröße Feuchteaufnahme 62 7.1 Datenplausibilität der Zielgröße 62 7.2 Erstellen und Prüfen der Regressionsgleichung 64 7.2.1 Erstellen einer Regressionsgleichung 64 7.2.2 Bewertung der Güte der Regression, Residuenanalyse 69 7.2.3 Nachprüfen des Modells anhand von Beispieldaten 75 7.3 Auswerten der Regressionsgleichung 76 7.3.1 Intensität und Wichtung der Einflussgrößen 76 7.3.2 Wechselwirkungen 85 7.4 Grafische Darstellung des Gesamtmodells 90 8 Regressionsanalyse für Zielgröße Dicke 95 8.1 Datenplausibilität der Zielgröße 95 8.2 Erstellen und Prüfen der Regressionsgleichung 96 8.2.1 Erstellen einer Regressionsgleichung 96 8.2.2 Bewertung der Güte der Regression, Residuenanalyse 96 8.2.3 Nachprüfen des Modells anhand von Beispieldaten 97 8.3 Auswerten der Regressionsgleichung 98 8.3.1 Intensität und Wichtung der Einflussgrößen 98 8.3.2 Wechselwirkungen 103 8.4 Grafische Darstellung des Gesamtmodells 105 9 Regressionsanalyse für Zielgröße Luftdurchlässigkeit 107 9.1 Datenplausibilität der Zielgröße 107 9.2 Erstellen und Prüfen der Regressionsgleichung 107 9.2.1 Erstellen einer Regressionsgleichung 107 9.2.2 Bewertung der Güte der Regression, Residuenanalyse 108 9.2.3 Nachprüfen des Modells anhand von Beispieldaten 109 9.3 Auswerten der Regressionsgleichung 110 9.3.1 Intensität und Wichtung der Einflussgrößen 110 9.3.2 Wechselwirkungen 115 9.4 Grafische Darstellung des Gesamtmodells 118 10 Regressionsanalyse für Zielgröße Zugfestigkeit MD 120 10.1 Datenplausibilität der Zielgröße 120 10.2 Erstellen und Prüfen der Regressionsgleichung 120 10.2.1 Erstellen einer Regressionsgleichung 120 10.2.2 Bewertung der Güte der Regression, Residuenanalyse 121 10.2.3 Nachprüfen des Modells anhand von Beispieldaten 122 10.3 Auswerten der Regressionsgleichung 123 10.3.1 Intensität und Wichtung der Einflussgrößen 123 10.3.2 Wechselwirkungen 128 10.4 Grafische Darstellung des Gesamtmodells 131 11 Regressionsanalyse für Zielgröße Zugfestigkeit CD 133 11.1 Datenplausibilität der Zielgröße 133 11.2 Erstellen und Prüfen der Regressionsgleichung 133 11.2.1 Erstellen einer Regressionsgleichung 133 11.2.2 Bewertung der Güte der Regression, Residuenanalyse 134 11.2.3 Nachprüfen des Modells anhand von Beispieldaten 135 11.3 Auswerten der Regressionsgleichung 136 11.3.1 Intensität und Wichtung der Einflussgrößen 136 11.3.2 Wechselwirkungen 140 11.4 Grafische Darstellung des Gesamtmodells 141 12 Regressionsanalyse für Zielgröße Höchstzugkraftdehnung MD 143 12.1 Datenplausibilität der Zielgröße 143 12.2 Erstellen und Prüfen der Regressionsgleichung 144 12.2.1 Erstellen einer Regressionsgleichung 144 12.2.2 Bewertung der Güte der Regression, Residuenanalyse 144 12.2.3 Nachprüfen des Modells anhand von Beispieldaten 145 12.3 Auswerten der Regressionsgleichung 146 12.3.1 Intensität und Wichtung der Einflussgrößen 146 12.3.2 Wechselwirkungen 151 12.4 Grafische Darstellung des Gesamtmodells 153 13 Regressionsanalyse für Zielgröße Höchstzugkraftdehnung CD 155 13.1 Datenplausibilität der Zielgröße 155 13.2 Erstellen und Prüfen der Regressionsgleichung 155 13.2.1 Erstellen einer Regressionsgleichung 155 13.2.2 Bewertung der Güte der Regression, Residuenanalyse 156 13.2.3 Nachprüfen des Modells anhand von Beispieldaten 157 13.3 Auswerten der Regressionsgleichung 158 13.3.1 Intensität und Wichtung der Einflussgrößen 158 13.3.2 Wechselwirkungen 160 13.4 Grafische Darstellung des Gesamtmodells 161 14 Zusammenfassung 163 15 Ausblick 167 Literaturverzeichnis 169 Verzeichnis der Abbildungen 173 Verzeichnis der Tabellen 176 Verzeichnis der Anhänge 180 / The subject of the work presented here is the study of the padding process for the chemical wet finishing of nonwovens at web speeds up to 250 m/min. Background to the topic is the repellent treatment of polypropylene spunbond nonwovens applied for surgical gowns. Finishing carried out at subcontractors corresponding to best practice technology up to now, the trend in the nonwovens industry is turning towards an in-house process mastery. Essential requirement to make the padding process technologically exploitable for this kind of application is the knowledge of the process characteristics at the high web speeds claimed. For the experimental scenario to be covered comprising six determining factors at three level steps each, a D-optimal trial plan was defined using the statistic method of the design of experiments (DOE). The realization of the trials carried out on a padder with horizontal roll arrangement installed in a pilot line. For each of the seven responses a linear regression analyses was compiled and evaluated. A detailed analysis and discussion of the regression models provides information on direction of influence as well as intensity of each of the determining factors and factor-factor-interactions.:1 Einleitung 8 1.1 Ausgangspunkt 8 1.2 Produktionsmengen 8 1.3 Vliesstoffe in der medizinischen Anwendung 11 1.4 Vliesstoffauswahl 13 2 Wissenschaftlich-technische Problemstellung 16 2.1 Stand der Technik 16 2.2 Zielstellung und Vorgehensweise 21 3 Foulardierprozess: Prozessbeschreibung und Einflussgrößen 22 3.1 Foulardieren: Prozessbeschreibung 22 3.2 Foulardieren: Einflussgrößen 25 3.2.1 Einflussfaktoren Maschinendesign 25 3.2.2 Einflussfaktoren Verfahrensparameter 29 3.2.3 Einflussfaktoren Vliesstoffmaterial 30 3.2.4 Einflussfaktoren Imprägnierflotte 31 3.3 Einflussgrößen und Zielgrößen 33 4 Versuchsanordnung und Versuchsfoulard 34 4.1 Technikumsanlage am STFI 34 4.2 Versuchsfoulard 35 4.2.1 Horizontale Walzenanordnung 37 4.2.2 Hilfstrieb auf der S-Walze 38 4.2.3 Druckgebung und Quetschfugenbreite 38 4.2.4 Flottenführung 38 4.2.5 Niveauregelung, Flottenvolumen 39 4.2.6 Flottenverbrauch 40 4.2.7 Tauchstrecke, Verweilstrecke und Verweilzeit 42 4.2.8 Flottentemperatur 43 5 Material und Methoden 45 5.1 Vliesstoffmaterial 45 5.2 Ausrüstungsflotte 46 5.3 Mess- und Prüfmethoden 48 5.3.1 Feuchteaufnahme 48 5.3.2 Dicke 49 5.3.3 Luftdurchlässigkeit 50 5.3.4 Zugfestigkeit und Höchstzugkraftdehnung 50 6 Statistische Versuchsplanung und Regressionsanalyse 51 6.1 Vorbemerkung 51 6.2 D-optimale Versuchspläne 51 6.3 Versuchsplan 54 6.4 Darstellung des Versuchsraums 57 6.4.1 Faktor-Faktor-Kombinationen 57 6.4.2 Flottentemperatur TSoll versus TIst 58 6.5 Regressionsanalyse 59 6.5.1 Allgemeine Regressionsgleichung 59 6.5.2 Generelle Vorgehensweise 61 7 Regressionsanalyse für Zielgröße Feuchteaufnahme 62 7.1 Datenplausibilität der Zielgröße 62 7.2 Erstellen und Prüfen der Regressionsgleichung 64 7.2.1 Erstellen einer Regressionsgleichung 64 7.2.2 Bewertung der Güte der Regression, Residuenanalyse 69 7.2.3 Nachprüfen des Modells anhand von Beispieldaten 75 7.3 Auswerten der Regressionsgleichung 76 7.3.1 Intensität und Wichtung der Einflussgrößen 76 7.3.2 Wechselwirkungen 85 7.4 Grafische Darstellung des Gesamtmodells 90 8 Regressionsanalyse für Zielgröße Dicke 95 8.1 Datenplausibilität der Zielgröße 95 8.2 Erstellen und Prüfen der Regressionsgleichung 96 8.2.1 Erstellen einer Regressionsgleichung 96 8.2.2 Bewertung der Güte der Regression, Residuenanalyse 96 8.2.3 Nachprüfen des Modells anhand von Beispieldaten 97 8.3 Auswerten der Regressionsgleichung 98 8.3.1 Intensität und Wichtung der Einflussgrößen 98 8.3.2 Wechselwirkungen 103 8.4 Grafische Darstellung des Gesamtmodells 105 9 Regressionsanalyse für Zielgröße Luftdurchlässigkeit 107 9.1 Datenplausibilität der Zielgröße 107 9.2 Erstellen und Prüfen der Regressionsgleichung 107 9.2.1 Erstellen einer Regressionsgleichung 107 9.2.2 Bewertung der Güte der Regression, Residuenanalyse 108 9.2.3 Nachprüfen des Modells anhand von Beispieldaten 109 9.3 Auswerten der Regressionsgleichung 110 9.3.1 Intensität und Wichtung der Einflussgrößen 110 9.3.2 Wechselwirkungen 115 9.4 Grafische Darstellung des Gesamtmodells 118 10 Regressionsanalyse für Zielgröße Zugfestigkeit MD 120 10.1 Datenplausibilität der Zielgröße 120 10.2 Erstellen und Prüfen der Regressionsgleichung 120 10.2.1 Erstellen einer Regressionsgleichung 120 10.2.2 Bewertung der Güte der Regression, Residuenanalyse 121 10.2.3 Nachprüfen des Modells anhand von Beispieldaten 122 10.3 Auswerten der Regressionsgleichung 123 10.3.1 Intensität und Wichtung der Einflussgrößen 123 10.3.2 Wechselwirkungen 128 10.4 Grafische Darstellung des Gesamtmodells 131 11 Regressionsanalyse für Zielgröße Zugfestigkeit CD 133 11.1 Datenplausibilität der Zielgröße 133 11.2 Erstellen und Prüfen der Regressionsgleichung 133 11.2.1 Erstellen einer Regressionsgleichung 133 11.2.2 Bewertung der Güte der Regression, Residuenanalyse 134 11.2.3 Nachprüfen des Modells anhand von Beispieldaten 135 11.3 Auswerten der Regressionsgleichung 136 11.3.1 Intensität und Wichtung der Einflussgrößen 136 11.3.2 Wechselwirkungen 140 11.4 Grafische Darstellung des Gesamtmodells 141 12 Regressionsanalyse für Zielgröße Höchstzugkraftdehnung MD 143 12.1 Datenplausibilität der Zielgröße 143 12.2 Erstellen und Prüfen der Regressionsgleichung 144 12.2.1 Erstellen einer Regressionsgleichung 144 12.2.2 Bewertung der Güte der Regression, Residuenanalyse 144 12.2.3 Nachprüfen des Modells anhand von Beispieldaten 145 12.3 Auswerten der Regressionsgleichung 146 12.3.1 Intensität und Wichtung der Einflussgrößen 146 12.3.2 Wechselwirkungen 151 12.4 Grafische Darstellung des Gesamtmodells 153 13 Regressionsanalyse für Zielgröße Höchstzugkraftdehnung CD 155 13.1 Datenplausibilität der Zielgröße 155 13.2 Erstellen und Prüfen der Regressionsgleichung 155 13.2.1 Erstellen einer Regressionsgleichung 155 13.2.2 Bewertung der Güte der Regression, Residuenanalyse 156 13.2.3 Nachprüfen des Modells anhand von Beispieldaten 157 13.3 Auswerten der Regressionsgleichung 158 13.3.1 Intensität und Wichtung der Einflussgrößen 158 13.3.2 Wechselwirkungen 160 13.4 Grafische Darstellung des Gesamtmodells 161 14 Zusammenfassung 163 15 Ausblick 167 Literaturverzeichnis 169 Verzeichnis der Abbildungen 173 Verzeichnis der Tabellen 176 Verzeichnis der Anhänge 180