Aus der Branche

Das Nova-Institut für Ökologie und Innovation vergab im Rahmen der „International Conference on Cellulose Fibres 2024“ in Köln den ersten Platz des Innovationspreises an die Projektpartner des EU-geförderten Projektes HEREWEAR. Vorgestellt wurde ein Kleid aus Cellulosefasern, das vollständig aus Strohzellstoff hergestellt worden ist.

HEREWEAR ist ein EU-weites Forschungsprojekt, bei dem sich Partner aus Forschung und Industrie zusammengefunden haben. Sie arbeiten an der Etablierung einer europäischen Kreislaufwirtschaft für lokal produzierte Textilien und Bekleidung aus biobasierten Ausgangsstoffen.
Das HEREWEAR-Konsortium ist dabei von klein- und mittelständischen Unternehmen geprägt und wird durch Forschungseinrichtungen ergänzt. Dabei deckt HEREWEAR die gesamte erforderliche Expertise und Infrastruktur aus akademischer bzw. angewandter Forschung und Industrie aus neun EU-Ländern ab.

Der Ansatz in Herewear umfasst technische und ökologische Innovationen in der Herstellung der Fasern, Garne, Gewebe und Gestricke und Bekleidung ebenso wie die Nutzung regionaler Wertschöpfungsstrukturen und eine kreislauffähige Entwicklung der Modeartikel.

Die technische Grundlage bilden neue Technologien für das Nass- und Schmelzspinnen von Zellulose und biobasierten Polyestern, z.B. PLA, aus denen Garne und Stoffe hergestellt werden. Beschichtungs- und Färbeverfahren konnten im Rahmen des Projektes entwickelt und erprobt werden. Neben der Verringerung des Product Carbon Footprints ist die Reduzierung der Mikrofaserfreisetzung innerhalb des gesamten textilen Herstellungsprozesses und des Lebenszyklus ist ein weiteres ökologisches Ziel.

Eine Verbesserung der Nachhaltigkeit und Kreislauffähigkeit der entwickelten Bekleidung ist durch Design for Circularity und durch digital vernetzte Produktionsmittel gewährleistet. In sogenannten „Microfactories“ wird eine „On-Demand Fertigung“ realisiert, die individualisiert und nur für den tatsächlichen Bedarf produziert. Diese Fertigungsweise kann gerade durch regionale, vernetzte Wertschöpfungsketten geleistet werden und ermöglicht die Rückverfolgbarkeit von Materialien und Verarbeitungsprozessen.

Das auf der Preisverleihung präsentierte Kleid zeigt die Zusammenarbeit und die unterschiedlichen Qualifikationen der Projektpartner: TNO (Niederländische Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung) stellte nachhaltig erzeugten Zellstoff zur Verfügung. Die Herstellung der HighPerCell-Fasern erfolgte in den Spinntechnika der DITF. Gleichzeitig entwarfen die Designerinnen des Modelabels Vretena das Design für das flexible, zweiteilige Kleid, welches ohne Zuschnittabfälle formgestrickt werden kann. Textilexperten der DITF entwickelten zusammen mit den Designerinnen das Strickmuster. Die Gestrickherstellung und die Konfektion des Kleides erfolgte durch Textilingenieure und -techniker der DITF im Technikum der Institute. Informatiker und Ingenieure der DITF erstellten die „Value Chain“ und „Digital Twins“ für die digitale Rückverfolgung der Produktionsprozesse.

Der Innovationspreis wurde das HEREWEAR-Konsortium für seine gemeinsame Leistung verliehen. Vertreter der DITF und der Firma Vretena nahmen die Auszeichnung stellvertretend für die Partner des EU-Projektes in Empfang.

Im Februar fand im Sächsischen Textilforschungsinstitut e. V. (STFI) in Chemnitz das Abschlussmeeting des Verbundprojekts „TRICYCLE – Entwicklung und Konzeptionierung eines SmartERZ Smart Composites Recycling Centers“ statt. TRICYCLE ist ein Projekt des disziplinübergreifenden Innovationsvorhaben SmartERZ aus dem Erzgebirge, welches durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm „WIR! – Wandel durch Innovation in der Region“ gefördert wird. SmartERZ ist ein branchenübergreifendes Technologiebündnis zur Entwicklung von funktionsintegrierten Faserverbundwerkstoffen.

Im Vorhaben wurde ein technologisches Recyclingkonzept für die zukünftig entstehenden smarten Produkte sowie die in der Produktion entstehenden Abfälle in der Region entwickelt. Ziel war die Entwicklung standardisierter, skalierbarer Verfahren, mit größtmöglichem Automatisierungsgrad unter Einhaltung der geltenden Gesetze, Verordnungen und Normen. Das Projekt lief vom 01.09.2021 bis 31.12.2023. Im Abschlussmeeting einer 28-monatigen Projektarbeit wurden den Teilnehmenden die Ergebnisse vorgestellt. Die Arbeit beinhaltet das Centerkonzept sowie eine Datenerhebung zu potenziell regional verfügbaren Mengen und anschließenden Verwertungsoptionen sowie die Entwicklung gewisser Designrichtlinien für das Recycling.

Eingegossen in die bestehenden Strukturen der SmartERZ Region und darüber hinaus, ist das Konzept für ein Center entstanden, welches als eine Art Drehkreuz für regionale Abfälle rund um diese Thematik fungieren soll. Darüber können Abfallströme gesammelt, erstbehandelt und für das rohstoffliche Recycling vorbereitet werden. Die Erstbehandlung schließt Technologien der Qualitätskontrolle/Qualitätsmanagement, Zerkleinerung, Pelletierung und Kompaktierung ein. Über dieses Drehkreuz sollen auch Kleinstmengen wirtschaftlich attraktiven Verwertungswegen und einer Weiterverwendung zugänglich gemacht werden.

Neben der stofflichen Vernetzung beinhaltet das Konzept für das Recycling Center die Voraussetzungen um als Vernetzungsstelle rund um die Thematik (textiler) Kreislaufwirtschaft zu fungieren. Unternehmen, Forschung, Lehre und öffentliche Einrichtungen können und sollen in Diskurs treten, um die bestmöglichen Verwertungsoptionen für entsprechende Abfälle zu finden, aber auch die Vermeidung und Wiederverwendung von Abfällen voranzutreiben, langlebige Produkte zu schaffen und Wissen zu teilen.

Die Projektpartner stimmen überein, dass nun nach Wegen gesucht werden muss, um das entstandene Konzept umzusetzen. Zusätzlich bahnen sich bereits Kooperationen mit anderen Forschungsvorhaben an. Johannes Leis als Projektleiter TRICYCLE und Dr. Stefan Minar seitens des Projekts WIRreFa sehen nun die Chance, gar die Notwendigkeit, die offensichtlichen Schnittstellen beider Projekte so schnell wie möglich zusammenzubringen. Vielleicht noch während der zweiten Phase des Projektes WIReFa.

Mit dem internationalen Wettbewerb „one&twenty“ ehrt die Stiftung Rat für Formgebung jährlich herausragende Designstudierende und Absolvent*innen aus den Bereichen Produktdesign und Lifestyle. Die 21 Winner-Projekte 2024 demonstrieren eindrucksvoll, wie entschlossen der Nachwuchs nach Lösungen für die drängenden Herausforderungen unserer Zeit sucht. Die ausgezeichneten Projekte wurden aus mehr als 800 Einreichungen aus über 50 Ländern ausgewählt.

Die 21 ausgezeichneten Projekte verdeutlichen, dass Nachhaltigkeit kein nebensächlicher Gedanke, sondern ein integraler Bestandteil des Designprozesses ist. Gleich mehrere Winner setzten sich mit dem Problem der wachsenden Wegwerfkultur – in der eine Reparatur defekter Objekte finanziell nicht rentabler ist als ein Neukauf – auseinander. Die Lösung liegt in Ansätzen des Circular Design: Wenn Objekte von vorneherein aus leicht auswechselbaren Komponenten bestehen, ist die Reparatur einfacher und attraktiver als die Entsorgung.

Dem Problem der steigenden Kleidungsabfälle stellt sich „ButtonUp“ von Lilian Onstenk entgegen. Die Designerin möchte das Auswechseln von Knöpfen leichter machen, da defekte Verschlüsse ein Hauptgrund für das Wegwerfen von Textilien sind. Der Aluminium-Verschluss ButtonUp wird nicht eingenäht, was die Handhabung für Nutzer*innen vereinfacht, den Austausch ohne Nadel und Faden möglich macht und schlussendlich für ein in Einzelteile getrenntes Recycling sorgt.

Die Winner von one&twenty 2024 sind:

• Jesse Altmann, Klara Schneider & Valentina Lenk, Morari, Fachhochschule Potsdam, Deutschland
• Marcus Angerer, Layer, ECAL, Schweiz
• Eva Benamou & Antonia Gauß, Off the Grid, Bezalel Art and Design Academy, Israel & Akademie der Bildenden Künste Stuttgart, Deutschland
• Esther Betz, Elisa Bessega & Sylvia Chen, Mantis, Bauhaus-Universität Weimar, Deutschland, Politecnico di Milano, Italien & Pratt Institute, USA
• Daniela Cimen, RE•IN•WASTE, Hochschule Hof, Deutschland
• Marcus Götschl, New Gen, Schulen für Holz und Gestaltung Bezirk Oberbayern, Deutschland
• Gaspard Fleury, Soft Objects, The Swedish School of Textiles, Schweden
• Sofia Kocher, SATTEL, Universität für angewandte Kunst, Österreich
• Lirjeta Maxhuni, GyneCare, ECAL, Schweiz
• Juni Sun Neyenhuys, Designing the Afterlife, Weißensee Kunsthochschule Berlin, Deutschland
• Nir Neria, Copine, Bezalel Art and Design Academy, Israel
• Lilian Onstenk, ButtonUp, ECAL, Schweiz
• Emilie Palle Holm, [ ORIORI ] :: folding woven textile, The Swedish School of Textiles, Schweden
• Jan Penka, YSHELF, Universität für angewandte Kunst, Österreich
• Cornelius Richter, STUHL, Folkwang Universität der Künste, Deutschland
• Josua Roters, Cable Mania, Kunsthochschule Burg Giebichenstein, Deutschland
• Valerio Sampognaro, Radiator Flask, Hochschule für bildende Künste Hamburg, Deutschland
• Lion Sanguinette & Jonathan Stein, Opencyclone, Kunsthochschule Burg Giebichenstein, Deutschland
• Manuel Steffan, Running on (h)air, ECAL, Schweiz
• Moritz Walter, Hotspot, Weißensee Kunsthochschule Berlin, Deutschland
• Zixuan Zhou, ANTI throw-away mentality, Akademie der Bildenden Künste Stuttgart, Deutschland

Am 15. April werden die Winner an einem neuen Ausstellungsort im Mailänder Viertel Brera geehrt. Neben den Winnern hat die Jury bestehend aus den Designer*innen Hanne Willmann (Studio Hanne Willmann), Eva Marguerre und Marcel Besau (Studio Besau-Marguerre), Philipp Mainzer (E15), Arianna Lelli Mami und Chiara Di Pinto (Studiopepe), Daniera ter Haar und Christoph Brach (Raw Color), Min Chen (Chen Min Office), Yoko Choy (Collective Contemporist, China Editor Wallpaper*), Joa Herrenknecht (Studio Joa Herrenknecht) und Sabine Marcelis (Studio Sabine Marcelis) ein Projekt als „Best of Best“ ausgezeichnet.

Vom 15.–21. April werden alle 21 Projekte in einer öffentlichen Ausstellung während der Milan Design Week in Brera präsentiert.

Der am 19. März veröffentlichte Patent Index 2023 zeigt eine neue Höchstmarke: Beim Europäischen Patentamt (EPA) wurden im vergangenen Jahr insgesamt 199.275 Patentanmeldungen eingereicht, was einem Anstieg von +2,9 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Der positive Trend aus den Jahren 2021 (+4,7 %) und 2022 (+2,6 %) hat sich weiter fortgesetzt. Patentanmeldungen stehen als wichtiger Frühindikator für Investitionen der Unternehmen in Forschung und Entwicklung. Zugleich unterstützen sie die Vermarktung von Erfindungen.

Aus Deutschland wurden beim EPA im vergangenen Jahr 24.966 Patentanmeldungen eingereicht, +1,4% mehr als im Vorjahr, die erste Zunahme nach drei Jahren mit stagnierendem Anmeldeaufkommen. Deutschland bleibt an der Spitze der europäischen Staaten und steht im weltweiten Ranking der europäischen Patentanmeldungen weiterhin auf dem zweiten Platz hinter den USA. 2023 stammten rund 12,5% aller beim EPA eingereichten Anmeldungen aus Deutschland.  
 
Starkes Wachstum aus China und Korea
Die fünf Länder mit den meisten europäischen Patentanmeldungen im letzten Jahr waren die USA, auf die 24% des gesamten Anmeldeaufkommens entfielen, Deutschland, Japan (11%), China (10%) und die Republik Korea (6%). Der Anstieg der Patentanmeldungen im vergangenen Jahr beruht vor allem auf der weiterhin starken Zunahme aus Korea (+21% zum Vorjahr) und China (+8,8% gegenüber 2022). Damit rückt das Land auf den 5. Platz im Länderranking vor.
 
Technologietrends: Deutschland weiterhin in der Mobilität führend – starkes Wachstum bei Elektrische Maschinen/Energie, in der Computertechnik und Biotechnologie
Die zahlenmäßig stärksten Technologiefelder bei den Patentanmeldungen aus Deutschland waren erneut die traditionell patentintensiven Bereiche Elektrische Maschinen/Geräte/Energie, Transport (einschließlich der Fahrzeugtechnologien) sowie Messtechnik. Daneben wurden insbesondere in zukunftsträchtigen Segmenten wie der Computertechnik (+13,5%) und der Biotechnologie (+13,4%) wieder deutlich mehr Patente angemeldet. Im Länder-Ranking für die Biotechnologie ist Deutschland die Nummer zwei hinter den USA. Unter den 25 anmeldestärksten Unternehmen in diesem Bereich finden sich fünf deutsche Firmen, angeführt von BASF, das auf dem achten Platz rangiert. In der Computertechnik liegt Deutschland auf Rang 3 hinter den USA und China. Unter den Top 25 in Computertechnik befinden sich mit Siemens und der Fraunhofer-Gesellschaft ebenfalls zwei deutsche Anmelder.  
 
In seinen traditionell anmeldestarken Technologiesegmenten hat das „Autoland Deutschland“, im Jahr 2023 seinen Spitzenplatz verteidigt, besonders im Bereich Transport: Mehr als 20% aller im vergangenen Jahr eingereichten europäischen Patentanmeldungen in diesem Sektor stammten aus Deutschland. In der Messtechnik, die auch die für die 4. Industrielle Revolution wichtigen Sensoren umfasst, meldeten nur US-amerikanische Unternehmen mehr Patente an als die deutschen Firmen (+6,5% im Jahresvergleich). Auf dem Gebiet Elektrische Maschinen, Geräte, Energie steht Deutschland weltweit an dritter Stelle beim EPA, hinter den Spitzenreitern China und der Republik Korea. Hier stiegen die Patentanmeldungen aus Deutschland um +7,7% gegenüber dem Vorjahr. Die Firma Robert Bosch liegt im internationalen Vergleich auf Rang 12 der Patentanmelder beim EPA für Erfindungen in der Batterietechnik, einem Teilgebiet von Elektrische Maschinen / Geräte / Energie. 

87 Prozent des weltweiten Textilabfalls in der Bekleidungsindustrie landen auf Deponien oder werden verbrannt. Von den 13 Prozent, die noch mechanisch weiterverarbeitet werden, enden die meisten Alttextilien als Dämmmaterial (Downcycling). Nicht einmal ein Prozent werden zu hochwertigen Fasern aufbereitet, aus denen wieder neue Kleidung entsteht.
 
Gemeinsam mit Bache Innovative als Antragstellerin hat die Hochschule Niederrhein (HSNR) ein großes Forschungsprojekt gestartet: „KnitCycle – kreislaufgerechte Produktentwicklung für Flachstricktextilien“. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fördert das Vorhaben für zwei Jahre mit insgesamt rund 290.000 Euro, davon fließen 225.000 Euro an die HSNR.
 
Wo Textilabfall recycelt und damit in den Kreislauf zurückgeführt werden kann, muss auch weniger entsorgt werden. Werden Produktionsabfälle und -überhänge vernichtet, ist das nicht nur teuer für die Unternehmen. Für die Herstellung neuer Kleidung müssen auch wieder neue Fasern erzeugt werden. Je nach Faserstoff kommt es dabei zu großem Wasserverbrauch, starkem Pestizid- und Düngemitteleinsatz sowie langen Transportwegen mit hohen CO2-Emissionen.  
 
Die Projektpartner erarbeiten ein Konzept, mit dem gestrickte Produkte so entwickelt werden können, dass sie sich am Produktlebensende durch ein Faser-zu-Faser-Recycling zu hochwertigen Fasern neu aufbereiten lassen. Aus diesen Fasern kann anschließend neues, industriell verarbeitbares Garn für Bekleidung hergestellt werden, das im Idealfall später abermals recycelt werden kann.
 
Unter dem Motto „Design for Recycling“ analysieren die Partner, welche Faktoren und Verfahren am besten geeignet sind, Textilien schon bei ihrer Entstehung so zu planen, dass sie am Produktlebensende optimal recyclingfähig sind. Gleichzeitig dürfen sich Ästhetik, Qualität und Langlebigkeit der Produkte nicht verschlechtern. Die Frage ist also: Welche Parameter im mechanischen Recycling werden benötigt und welche Produkteigenschaften erzielen das beste kreislauffähige Ergebnis?
 
„KnitCycle“ konzentriert sich auf Pulloverwaren und Produkte, die auf Flachstrickmaschinen endformgerecht in Deutschland produziert werden. Dafür liefert und produziert die auf 3D-Strickwaren spezialisierte Firma Bache Innovative eigenes Abfall- und Forschungsmaterial.
 
Unterstützung mit Experten-Knowhow gibt es auch von TURNS Faserkreisläufe. Dieses Unternehmen stellt recycelte Garne aus verschiedenen gebrauchten, ausrangierten Alttextilien her.
 
Die Faser-zu-Faser-Recycling-Versuche finden am hochschuleigenen Forschungsinstitut für Textil und Bekleidung (FTB) statt. Dazu schafft die HSNR von dem Fördergeld eine Reißmaschine für das Textilrecycling an. Hiermit werden vor Ort die optimalen Prozessparameter für das Recycling der jeweiligen Produkttypen ermittelt. Die in diesem Prozess gewonnenen Reißfasern werden dann u.a. mit Unterstützung der Firma Textechno H. Stein GmbH & Co. KG aus Mönchengladbach analysiert und bewertet.

Mittels unterschiedlicher Aufbereitungs- und Spinnverfahren werden aus den Reißfasern anschließend neue Garne hergestellt. Die Forschenden testen, wie sich die Fasern wiederverspinnen lassen – auch in Kombination mit anderen Naturfasern, um mit möglichst hochwertigen neuen Produkten den Produktkreislauf zu schließen.

An Labor-Strickmaschinen erzeugt das FTB-Team erste 2D-Strickproben. Die finalen Strickprodukte aus den recycelten Garnen stellt der Kooperationspartner Bache Innovative her.