Aus der Branche

Die Hallertau ist Deutschlands größtes Hopfenanbaugebiet. Bei der Ernte bleiben Hopfenrebenhäcksel übrig, die vor Ort in einer Biogasanlage zu umweltfreundlichem Bioerdgas umgewandelt werden. Aber das ist noch nicht das Ende der Verwertungskette dieser Faserpflanze. Aus den pflanzenhaltigen Gärresten haben Forscherinnen und Forscher an den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) einen Verbundwerkstoff hergestellt, aus dem sich Möbel herstellen lassen.

Schichtstoffe sind in der Möbelindustrie sehr gefragt, da sie sehr flexibel gestaltet werden können. Der an den DITF mit seinen Projektpartnern entwickelte Verbundwerkstoff aus Gärresten ist eine besonders nachhaltige Variante. Um ihn herzustellen, werden diese pflanzenhaltigen Reststoffe zunächst umweltschonend gereinigt. Aus dieser Masse haben die DITF mit der Hochschule Reutlingen ein Nassvlies entwickelt, das zusammen mit einem biobasierten Harzsystem zu einem Verbundwerkstoff gepresst wird. Er ist belastbar und kann vielseitig verarbeitet werden.

Das Forschungsprojekt wurde im Rahmen des Zentralen Innovationsprogrammes Mittelstand (ZIM) gefördert.

Oft entscheidet eine Fingerspitzenlänge über Sieg oder Niederlage. Wenn wir derzeit bei der Europameisterschaft sehen, wie ein Torwart den Ball elegant über die Latte lenkt, können wir uns kaum vorstellen, welche Kräfte dabei auf die Fingerspitzen wirken und wie groß die Gefahr ist, sich dabei zu verletzen. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) entwickeln mit ihrem Projektpartner T1TAN GmbH einen wirksamen Finger-Überdehnungsschutz für Fußballtorwart-Handschuhe.

Der an den DITF entwickelte Handschuh soll 90 Prozent der Verletzungen verhindern, die durch Überdehnung verursacht werden. Dazu wurde ein mechanisches Konzept entwickelt, das die Kraft in den Fingerspitzen aufnimmt und über die Handgelenkmanschette optimal in den Unterarm ableitet – und das, ohne dass sich der Handschuh verformt. Das zentrale Funktionselement des Überdehnungsschutzes sind lastaufnehmende textile Strukturen mit spezifischer Kraft-Dehnungsmechanik. Diese Strukturen werden vom Fingerendgelenk der Außenhand bis zum Fingerendgelenk der Innenhand aufgenäht und sind dadurch fest im Handschuh verankert. Der Handschuh und seine funktionellen Einzelelemente wurden so gestaltet und angeordnet, dass ein geometrisch hoher Formschluss entsteht, der den Kraftfluss optimal leitet.

Der große Vorteil für den Sportler ist dabei, dass die Schutzvorrichtung nicht nur individuell auf jede Handlänge abgestimmt, sondern sogar für jeden einzelnen Finger die passende Vorspannung eingestellt werden kann. Das ersetzt die bisherigen an der Außenhand angebrachten Kunststoffschienen. Diese sogenannten „Finger Frames“ haben den Nachteil, dass sie sich leicht über ihre Dehngrenze hinaus verbiegen.

Das Handgelenk wird von einer Manschette aus einem besonders festen und elastischen Material umschlossen und leitet mit Hilfe von lastaufnehmenden textilen Bändern die Zugkräfte über Kanäle in der Innenhand in den Unterarm.

Um die Wirkung zu testen, wurde an den DITF ein „Handschuhprüfstand“ aufgebaut. Er besteht aus einer Ballkanone und einem speziell entwickelten Handdummy für den Torwarthandschuh.

Das Forschungsprojekt wird im September 2021 abgeschlossen sein

Funktionelle Sporttextilien versprechen Leistungssteigerung. Sie werden inzwischen nicht nur von Profis genutzt, sondern sind im Freizeitsport angekommen. Beim Training und der anschließenden Regeneration spielen Kompression und Wärme eine wichtige Rolle. Die DITF entwickeln im Rahmen eines Forschungsprojektes Sporttextilien, die mit Hilfe von beheizbaren Garnen Kompression mit aktiver Wärme kombinieren.

Kompressionstextilien stimulieren nachweislich die Gewebedurchblutung und unterstützen den Lymphabfluss. Dadurch werden die Muskeln effektiver versorgt und entgiftet. Nach der sportlichen Betätigung bewirkt Wärme eine schnelle Regeneration von Muskeln, Sehnen und Faszien. Sie steigert das Wohlbefinden und kann sogar den Heilungsprozess beschleunigen, wenn beim Training im Muskel feine Risse oder Entzündungen entstanden sind.

Für Kompressionstextilen haben sich maschentechnologische Fertigungsverfahren etabliert. Heizbare Kompressionstextilien werden auf Flachstrickautomaten in einem Stück als „full garment“-Teil entwickelt. Dabei müssen empfindliche, dehnstarre leitfähige Garne in hochdehnbare textile Flächen integriert werden. Sporttextilien sind großen thermischen, chemischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt. Die Kombination von häufigem Waschen, mechanischer Belastung und Schweiß stellen hohe Anforderungen an das Material. Im Projekt wird deshalb vor allem der Verschleiß von leitfähigen Garnen untersucht.

Damit das Textil in der Praxis besteht und marktfähig werden kann, wird neben dem optimalen Garn auch ein robustes textiles Zuleitungskonzept entwickelt, das die Heizflächen mit Energie versorgt. Optimierte Strickbindungen haben die Aufgabe, Kurzschlüsse zu verhindern und sorgen dafür, dass sich das Textil nicht lokal erhitzt, also keine sogenannten „Hotspots“ entstehen.

Neben den Textilien wird im Projekt auch die Elektronik zur Energieversorgung entwickelt.

Das Forschungsprojekt wird im Rahmen des Zentralen Innovationsprogrammes Mittelstand (ZIM) gefördert. Projektpartner sind warmX aus Apolda und das Ingenieurbüro Günter aus Esslingen.

• Kompakte Lösung mit großer Wirkung

Moderne Schallabsorber optimieren das Klangerlebnis. Sie leisten in Tonstudios und Konzerthallen wertvolle Dienste, können aber auch im Alltag überall eingesetzt werden, wo die Geräuschkulisse stört. Bisher sind diese Absorber wuchtig und wenig geeignet für kleine Räume. Die DITF haben gemeinsam mit der Kaiser Möbelwerkstätten GmbH einen Schallabsorber entwickelt, dessen effektive Technik auf kleinstem Raum Platz findet. Er absorbiert nicht nur hohe und mittlere, sondern auch tiefe Frequenzen. Das Forschungsprojekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Für die mittleren und hohen Frequenzen ist ein Textil zuständig. Die tiefen Frequenzen werden durch eine neuartige Kavernenstruktur aufgenommen. Die Hohlräume sind so angeordnet, dass sie trotz deutlich kleinerer Bautiefe und geringerem Volumen wie klassische Helmholtzresonatoren wirken. Die Wissenschaftler konnten nachweisen, dass sich diese beiden Prinzipien nicht nur ergänzen, sondern gegenseitig verstärken. Das Ergebnis ist ein optimales Klangerlebnis.

Da es das kompakte Bauteil in verschiedenen Größen und Farben gibt, passt es auch gut in Großraumbüros oder in Wohnräume, die an dicht befahrenen Straßen liegen. „Gerade der Autoverkehr verursacht die tiefen Töne, die von vielen herkömmlichen Schallabsorbern nicht herausgefiltert werden können“ erklärt Karsten Neuwerk, wissenschaftlicher Mitarbeiter an den DITF.

Die im Forschungsprojekt entwickelten Schallabsorber sind nachhaltig und das nicht nur, weil sie umweltschonend hergestellt werden. Die Vereinten Nationen haben in ihrer Agenda 2030 17 Nachhaltigkeitsziele festgelegt, zu denen auch Gesundheit und Wohlergehen gehören. Lärmschutz spielt bei der sogenannten „Psychoakustik“ eine wichtige Rolle. „Mit unserer Forschungsarbeit setzen wir nicht nur technische Standards, sondern sorgen mit der optimalen Laustärke und Tonmodulation auch für ein angenehmes Hörereignis, das das Wohlbefinden fördert“ fasst Dr. Michael Haupt zusammen. Er leitet den Bereich E-Textilien, Automatisierung und Akustik an den DITF. Das Ergebnis des Forschungsprojektes sind mehrere Demonstratoren deren Wirksamkeit messtechnisch nachgewiesen werden konnte:Die Absorber werden noch in diesem Jahr für Architekten, Tontechniker und private Verbraucher auf dem Markt erhältlich sein.

Die Digitalisierung kommt in der Textilindustrie an

Nach knapp zwei Jahren Laufzeit des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Textil vernetzt haben die fünf Partner mit 20 Mittelständlern unternehmensindividuelle und transferierbare Lösungen erarbeitet.

„Wir erreichen den textilen Mittelstand mit unserer Unterstützungsleistung punktgenau“, freut sich Textil vernetzt-Geschäftsführerin Anja Merker über die Entwicklung. „Ein Großteil der Mittelständler hat mittlerweile erkannt, dass sie sich verstärkt der Digitalisierung widmen müssen, um erfolgreich am Markt zu agieren.“

An die Partner Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung (DITF), Hahn-Schickard, Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen sowie Sächsisches Textilforschungsinstitut (STFI) unter Leitung des Gesamtverbandes textil+mode haben sich bislang kleine und mittlere Firmen vornehmlich aus der Textilproduktion und -veredlung gewandt. Aber auch Textilmaschinenbauer, Dienstleister der Textilindustrie und Start-ups treten an das Netzwerk heran. Die Unternehmen kommen mit individuellen Fragestellungen auf Textil vernetzt zu, beispielsweise zum automatischen Handling von biegeschlaffen Textilien, der Erarbeitung von Kontaktierungsmöglichkeiten für Heiztextilien oder der Überwachung einer Rundstrick-maschine mittels Sensorik.

Der Fokus bei der Zusammenarbeit mit den Textilern liegt oftmals auf der Anpassung von Unternehmensprozessen, wie der Optimierung oder Automatisierung von Produktions-abläufen. „Die Textiler wissen schon meist recht genau, wohin die Reise für ihr Unternehmen gehen soll. Für viele ist auch die Neuentwicklung von Produkten ein Thema“, so die Textil vernetzt-Chefin Anja Merker.

Die Ergebnisse sprechen für sich: Werner Moser, Prokurist beim Maschenwarenproduzenten Mattes & Ammann, freut sich über „neue Impulse für die Digitalisierung unserer Produktion“, die das Team von Hahn-Schickard und den DITF vermittelt hat. Für Sven Damian, Geschäftsführer beim Start-up Nanoedge, haben sich in der Zusammenarbeit mit den Textil vernetzt-Kollegen „neue Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Smart Textiles“ ergeben. Vom Textil vernetzt-Team vermittelte „interessante Lösungen und praxisnahe Beispiele“ schätzt Ralf Hellmann, Geschäftsführer des Textildienstleisters Dibella. Neben der Zusammenarbeit mit diesen drei Unternehmen haben die Kollegen Projekte mit u. a. mit Gerster, Gruschwitz Textilwerke, Güth & Wolf, MADEIRA Garnfabrik, Moeck & Moeck, Otto Markert & Sohn, pro4tex, Reiners+Fürst, Rösch Fashion, Sporlastic, Textildruckerei Mayer, thoenes Dichtungstechnik und Wagenfelder Spinnereien realisiert.

Digitale Anwendungen in der Textil- und Bekleidungsindustrie: Das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Textil vernetzt bringt mit seiner Roadshow den digitalen Wandel direkt in die Unternehmen. Auftakt ist heute bei der Mitgliederversammlung des Verbands der Nordwestdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie in Münster.

„Wir wollen den textilen Mittelstand dort treffen, wo er zuhause ist“, sagt Anja Merker, Geschäftsführerin von Textil vernetzt. Aus diesem Grund gehen die fünf Projektpartner mit ihren Exponaten auf Tour und bringen die Digitalisierung direkt in die textilen Hotspots in Nordrhein-Westfalen, Baden-Württemberg, Bayern, Sachsen und Thüringen. „So können wir im persönlichen Gespräch erste Fragen aus dem unternehmerischen Alltag direkt beantworten“, so Anja Merker.

Erste Station der Roadshow ist die Jahrestagung des Verbands der Nordwestdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie in Münster, eines der Mitglieder beim federführenden Projektpartner Gesamtverband textil+mode. Die Textilunternehmen werden eine breite Palette unterschiedlicher digitaler Anwendungen hautnah erleben bzw. sogar testen können. Unter anderem wird der Projektpartner Institut für Textiltechnik (ITA) an der RWTH Aachen eine Augmented Reality-Brille (Hololens) zeigen, mit der interaktive 3D-Projektionen in der direkten Umgebung dargestellt werden können. Der praktische Vorteil für Unternehmen liegt darin, dass Arbeitsabläufe und –prozesse damit effizienter gestaltet werden können. Das Forschungsinstitut Hahn-Schickard ist der branchenübergreifende Experte für intelligente Lösungen mittels Sensorik. Der Partner aus Stuttgart veranschaulicht unterschiedliche Systemlösungen, und wie diese optimal in Bestands- und neuen Maschinen integriert werden können. Die beiden weiteren Partner Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) und das Sächsische Textilforschungsinstitut (STFI) zeigen zudem Anwendungsbeispiele aus dem digitalen Engineering und der vernetzten Produktion.

„Inspirieren und Digitalisierung im wahrsten Sinne des Wortes begreifbar machen – genau das wollen wir mit der Roadshow erreichen“, so Anja Merker vor der Veranstaltung. „Wenn wir mit unseren Angeboten das Interesse der Textiler wecken und Appetit auf mehr machen, haben wir schon einen ersten Erfolg erzielt“, zeigt sie sich zuversichtlich.