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Mit antiviralen Wirkstoffen ausgerüstete Textilien sollen das Risiko einer Übertragung von Krankheitserregern insbesondere im medizinischen Umfeld verringern. Diese antiviralen Eigenschaften müssen in Labortests sorgfältig geprüft und verifiziert werden. Das biologische Prüflabor der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) hat im Rahmen eines interdisziplinären Forschungsprojektes zu Infektionsschutztextilien die antiviralen Aktivitäten mit Coronaviren untersucht.

Viren können auf Kunststoffoberflächen oder Textilien einige Stunden bis Tage überleben. Diese Oberflächen spielen deshalb eine wichtige Rolle bei der Übertragung von Viren als Krankheitserreger. Während der SARS-CoV-2-Pandemie wurden hierzu zahlreiche Studien durchgeführt. Textilien, die mit antiviralen Wirkstoffen ausgerüstet werden, können dazu beitragen, dieses Übertragungsrisiko zu reduzieren. Dies bietet vor allem bei Textilien im medizinischen Umfeld einen Mehrwert.

Um diese antiviralen Eigenschaften zu bestätigen, sind Labortests der Stand der Technik. Diese minimieren aufwendige Erprobungen im medizinischen Umfeld. Das Arbeiten mit Viren ist jedoch sehr komplex und aufwendig, da Viren sich nicht wie Bakterien auf Nährmedien vermehren lassen. Viren sind der Definition nach keine Lebewesen, weil sie zur Vermehrung auf Wirtszellen angewiesen sind. Für die Laborprüfungen bedeutet dies, dass für eine erfolgreiche Arbeit sowohl fachliche Kompetenz in der Mikrobiologie als auch in der Zellkulturtechnik zusammengebracht werden müssen. Für Tätigkeiten mit den meisten human- und tierpathogenen Viren sind außerdem behördliche Genehmigungen für das Laboratorium notwendig. Für das biologische Prüflabor an den DITF liegen die Genehmigungen gemäß des Infektionsschutzgesetzes als auch nach der Tierseuchenerregerverordnung für Risikogruppe 2 vor. Das bedeutet, dass mit Mikroorganismen gearbeitet werden darf, die eine Krankheit bei Mensch oder Tier hervorrufen können. Diese Krankheiten können in der Regel gut beherrscht werden.

Einige Prüflaboratorien führen antivirale Tests mit sogenannten Phagen durch, weil diese einfacher durchzuführen sind. Diese Viren nutzen Bakterien als Wirtszellen um sich zu vermehren. An den DITF verfolgte man im Rahmen eines Forschungsprojektes einen anderen, realitätsnäheren Ansatz. Hier wurde die antivirale Aktivität mit Coronaviren bestimmt. Mit dem MHV-Virus wurde ein Coronavirus ausgewählt, welches sehr eng mit dem SARS-CoV-2-Virus verwandt ist und eukaryontische Zellen als Wirt benutzt. Unter eukaryontischen Zellen versteht man Zellen mit einem Zellkern, wie sie beispielsweise bei Mensch und Tier vorkommen. Das Prüfverfahren zur Bestimmung der Effektivität gegenüber Coronaviren musste dabei sowohl an die Viren als auch an die Wirtszellen angepasst werden. Dringen die Viren in die Wirtszellen ein und nutzen diese als „Vermehrungsmaschine“, zeigen diese Zellen Schädigungen, sogenannte zytopathische Effekte, welche im Lichtmikroskop deutlich sichtbar sind. Die sichtbare Schädigung der Wirtszellen macht man sich zunutze, um die Anzahl der Viren zu bestimmen, die aufgrund ihrer sehr geringen Größe im Lichtmikroskop nicht sichtbar sind.

Im Rahmen des Forschungsprojekts zur Entwicklung von antimikrobiellen Infektionsschutztextilien mit der AGXX®-Technologie mit dem Projektpartner Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG wurde im biologischen Labor der DITF ein Prüfprotokoll zur Bestimmung der antiviralen Aktivität mit einem Coronavirus erarbeitet. Es konnte eine signifikante Inaktivierung der MHV-Coronaviren von über 99 Prozent bei mit AGXX® ausgerüsteten Textilien nachgewiesen werden.

Die Untersuchungen zu antiviralen Eigenschaften von Textilien mit einem Coronavirus leisten einen wichtigen Beitrag bei der Entwicklung und der Qualitätssicherung von antiviralen Textilien.

Wenn Textilien mit elektronischen Bausteinen, leitfähigen Garnen und textilen Sensoren ausgestattet werden, sind die Anwendungsmöglichkeiten nahezu unbegrenzt. Hightech-Textilien sind ein weltweiter Wachstumsmarkt. In Stuttgart präsentierten Hersteller, Anwender und Forscher faszinierende Beispiele für Anwendungen in Bau, Architektur und Mobilität. Die passenden Normen sorgen für Qualität und Sicherheit.

Passend zu den Themen der Veranstaltung konnten die Teilnehmenden am ersten Tag einen Blick hinter den Bauzaun des Bahnprojekts Stuttgart 21 werfen. Nach der Führung zog DITF-Vorstand Götz T. Gresser Parallelen zum Markt für smarte Textilien. Ebenso wie die Fertigstellung des Tiefbahnhofs entwickele sich das Marktpotenzial der intelligenten Textilien langsamer als prognostiziert.

Ein wichtiger Grund dafür ist, dass es noch viel zu regeln gibt. Normung war daher ein zentrales Thema bei den Vorträgen am zweiten Veranstaltungstag: Normen und Standards schaffen Vertrauen bei Anwendern. Sie senken die Fehlerquote bei der Konzeption und damit Entwicklungskosten und helfen dadurch, Innovationen und neue technologische Entwicklungen in die Anwendung zu bringen. Durch eine konsequente Einhaltung von Normen können die Fehlerkosten zum Beispiel im Bau von derzeit geschätzt elf Prozent auf fünf Prozent jährlich fallen, erläuterte Kristina Müller vom Deutschen Institut für Normung. Jan Beringer von der Hohenstein Group zeigte am Beispiel aktiv beleuchteter Warnschutzkleidung welche Hürden auf dem Weg zur Normung zu nehmen sind.

Neben Warnschutzausrüstung bietet Arbeitskleidung viele Möglichkeiten für smarte Funktionen. Trotz aller Sicherheitsvorkehrungen lassen sich Arbeitsunfälle nicht immer vermeiden, erläuterte Silke Rehm von der Firma Adresys. Intelligente Kleidung kann dann automatisch einen Notruf absetzen und die Notfallabschaltung der Maschine auslösen.

Für die Überwachung und Qualitätssicherung der Materialien und textilen Flächen gibt es die passenden Prüfgeräte. Stefan Fliescher von Textechno präsentierte ein Gerät, das bisher ausschließlich an den DITF im Einsatz ist.

Der zweite Vortragsblock stand im Zeichen von Mobilität: Beispiele waren textile Ideen für Flugkabinen der Zukunft von Diehl Aviation, punktgenaue und dadurch energiesparende Heizungen für Fahrzeuge von Köstler und kontaktlose Sensortechnik von Rotec, die erkennt, wann Faserseile ersetzt werden müssen. Die Firma Erhardt stellt flexible, individuell zugeschnittene Aufbauten für Nutzfahrzeuge her. Sie sind besonders für die Logistik in Innenstädten geeignet und mit textiler Sensorik ausgestattet, zum Beispiel für die Temperaturmessung oder die Ermittlung der optimalen Beladung. Die textilen Aufbauten bieten nicht nur textile Fläche für Design, sie können auch mit der Umgebung kommunizieren. Digitale Schriftzüge zeigen, wann das Fahrzeug den Weg frei gibt oder warnt Radfahrer großflächig vor dem toten Winkel beim Abbiegen. Nicht benötigte Module lassen sich falten oder platzsparend zusammenrollen.

Im Anwendungsbereich Bau und Architektur sind unter anderem Lösungen für den Klimawandel gefragt. TEC KNIT entwickelte smarte Schattierungssysteme aus „Shape Memory“ Polymerfasern, die sich je nach Temperatur schließen oder wieder öffnen. Die Firma Optigrün setzt bei Gebäudebegrünungen auf smartes Regenwassermanagement. Textile Sensorik sorgt hier dafür, dass das Wasser optimal über die Fläche verteilt wird – digital gesteuert nach Wetterbericht. Michael Schneider vom Smart Textiles Hub zeigte, wie auf Flachdächern angebrachte intelligente Gestricke Feuchtigkeit und Temperatur wahrnehmen, indem sie entsprechend zusammenziehen oder ausdehnen. So lassen sich zum Beispiel auch Schäden durch Vereisung verhindern. Christoph Riethmüller von den DITF erläuterte, dass sich der Ist-Zustand von Gebäuden durch Ereignisse immer wieder ändert. Der Charme smarter Textilien bestehe darin, dass sie sich an diese Veränderungen anpassen können. Auf diese Weise könne man eingreifen, bevor sich negative Folgen bemerkbar machen. Das spare eine Menge Energie. Beispielsweise verhindert das gezielte Beheizen von Wänden je nach relativer Feuchte das Auftreten von Schimmel bei geringem Energieaufwand. Intelligente Beschattungssysteme sorgen auch dafür, dass im Sommer die Räume ohne Klimaanlagen angenehm temperiert bleiben und dass im Winter die Wärme im Raum bleibt.

Die Veranstaltung wurde von einer Ausstellung begleitet, in der die Teilnehmerinnen und Teilnehmer zahlreiche smarte Produkte ausprobieren konnten.

Veranstaltet wird das jährliche Anwenderforum von den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF), dem Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland e.V. (TITV Greiz) und dem Forschungskuratorium Textil e. V. (FKT).

Das nächste Anwenderforum SMART TEXTILES findet am 4. und 5. März 2026 in Zeulenroda statt.

Bei der diesjährigen Preisverleihung der JEC Composites Innovation Awards ging die Auszeichnung in der Kategorie „Construction & Civil Engineering“ an das Projekt „DACCUSS“, welches die DITF als Koordinator geleitet haben. Die Firma TechnoCarbon Technologies GbR als Erfinder des Carbon Fiber Stone (CFS) erhielten den JEC Award zusammen mit ihren Entwicklungspartnern. Die Auszeichnung gilt der Entwicklung von Hauswänden aus Carbon Fiber Stone (CFS), einem CO2-negativen Kompositmaterial.

Mit den JEC Composites Innovation Awards zeichnet JEC jedes Jahr innovative und kreative Projekte aus, die das volle Potenzial von Verbundwerkstoffen demonstrieren. Unter Mitwirkung eines Entwicklungsteam von 12 Firmen und Forschungseinrichtungen konnte die Firma TechnoCarbon Technologies GbR erfolgreich ihr neuartiges DACCUSS-Bauelement für Hauswände aus Carbon Fiber Stone in den Wettbewerb einbringen.

Carbon Fiber Stone ist ein Baumaterial aus Naturstein und biobasierten Carbonfasern. Es dient als umweltfreundlicher Ersatz für CO2-intensiven Beton in der Bauindustrie. Während herkömmliche Betonwände bei der Herstellung in hohem Maße CO2 freisetzen, bindet das DACCUS-Bauelement 59 kg CO2 je Quadratmeter und hat dadurch eine negative CO2-Bilanz. Zudem wiegen die Elemente nur ein Drittel entsprechender Hauswände aus Stahlbeton.

Jedes DACCUS Bauelement besteht aus mehreren hochfesten Natursteinplatten aus magmatischem Gestein. Im Inneren der Konstruktion befinden sich biobasierte Carbonfasern, mit deren Entwicklung die DITF Denkendorf intensiv befasst sind. Sie bilden das Versteifungselement, das die hohe Festigkeit der Bauelemente ermöglicht und tragen ihrerseits zu der negativen CO2-Bilanz bei. Die Schicht zwischen den Natursteinplatten ist mit kohlenstoffnegativem Biokohlegranulat gefüllt, das für die Isolierung des Bauelementes verantwortlich ist. Das mineralische Sägemehl aus dem Zuschnitt der Gesteinsplatten kann als Bodenverbesserer ausgebracht werden und dient als Binder von freiem CO2 aus der Atmosphäre. Die strikte Orientierung an Prozessen und Materialien, die aktiv CO2 binden, hat die Fertigung eines Baumaterials mit CO2-negativer Bilanz ermöglicht.

Die Preisverleihung des JEC Composites Innovation Awards zeigt, dass sich das Forschungs- und Entwicklungsteam der prämierten Teilnehmer auf dem richtigen Wege zur Herstellung klimafreundlicher Materialien befindet.
 
Partner: Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF), TechnoCarbon Technologies GbR, Universität Hamburg (UHH), Labor für Stahl- und Leichtmetallbau GmbH (LSL), AHP GmbH & Co. KG, Technische Universität München (TUM), GVU mbH, Silicon Kingdom Holding Ltd., Gallehr Sustainable Risk Management GmbH, Peer Technologies GmbH & Co. KG, GREIN srl, Convoris Group GmbH, RecyCoal GmbH, ITA, Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen, LISD GmbH.

Aufgrund ihrer ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und ihrem geringen Eigengewicht werden in Leichtbauanwendungen, bei denen eine hohe Festigkeit und Steifigkeit bei zugleich minimalem Gewicht entscheidend sind, zunehmend carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) eingesetzt. Jedoch gehen mit dem wachsenden Einsatz an CFK auch große Mengen an Carbonfaserabfällen einher. Für diese haben sich bisher nur Verarbeitungsrouten etablieren können, die eine signifikante Verringerung der CFK-Eigenschaften und somit eine Einschränkung der Einsatzbereiche aufweisen. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) haben hochorientierte Tapes aus recycelten Carbonfasern (rCF) entwickelt, die auch für Hochleistungsanwendungen wie Strukturbauteile im Automobil wiedereingesetzt werden können.

Carbonfasern werden in der Regel aus erdölbasierten Rohstoffen in einem energieintensiven Prozess hergestellt, wobei große Mengen CO₂ ausgestoßen werden. Das verwendete Material entspricht einem Treibhauspotential von ungefähr 20 – 65 Kilogramm CO₂-Äquivalenten pro Kilogramm. Trotzdem steigt die Produktion von CFK weiterhin und mit ihr auch die Menge an CFK-Abfällen. Denn je nach Verarbeitungsverfahren fällt in der Produktion bis zu 50 Prozent Verschnitt an. Hinzu kommen große Mengen CFK-Abfälle in Form von Bauteilen, die das Ende ihrer Lebenszeit erreicht haben. Allein in Europa werden bis 2030 voraussichtlich etwa 8.000 Passagierflugzeuge mit erheblichen Anteilen an CFK aus dem Betrieb genommen.

Aktuell werden lediglich 15 Prozent der CFK-Abfälle rezykliert. Die übrigen über 85 Prozent dieser CFK-Bauteile landen am Ende ihrer Lebensdauer in Müllverbrennungsanlagen oder Deponien. Durch die Verbrennung kann zwar Energie in Form von Wärme oder Strom gewonnen werden. Ein Recycling der Carbonfasern würde jedoch weit mehr für den Klima- und Ressourcenschutz beitragen.

In den letzten Jahren wurden deshalb verschiedene Recyclingverfahren für CFK, wie die Pyrolyse oder Solvolyse, weiterentwickelt, um Carbonfasern in hoher Qualität zurückzugewinnen.

Im Vergleich zu Neufasern sind die Einsatzmöglichkeiten von recycelten Carbonfasern deutlich eingeschränkt. In einem Neufaserprodukt liegen Carbonfasern üblicherweise in Filamentsträngen von technisch unbegrenzter Länge und zudem in Lastrichtung orientiert vor. Auf diese Weise entfaltet die Carbonfaser ihr volles Potential, da sie ihre maximale Festigkeit in Faserrichtung aufweist. Durch das Recycling kommt es zwangsläufig zu einer Einkürzung der Carbonfasern auf Längen im Mikrometer- bis Zentimeterbereich. Zusätzlich geht die Lastrichtungsorientierung der Carbonfasern verloren, die Fasern liegen zunächst in Wirrlage vor.

Die DITF befassen sich nun bereits seit ca. 15 Jahren erfolgreich damit, die klassischen Spinnereiprozesse an das neuartige Fasermaterial rCF anzupassen. Ziel ist es dabei, eine neue Kategorie von rCF-Tape-Halbzeugen zu entwickeln und in ihren mechanischen Eigenschaften so zu verbessern, dass sie Neufasermaterial in strukturellen Anwendungen tatsächlich ersetzen kann. Nur dann sind carbonfaserbasierte Verbundwerkstoffe wirklich kreislauffähig.

Um ein orientiertes Halbzeug ähnlich eines Carbonprodukts aus Neufasern herzustellen, ist es entscheidend, die Wirrlage der rCF aufzuheben und die Fasern wieder parallel zueinander auszurichten. Eine vielversprechende Möglichkeit dies zu erreichen, stellt die Herstellung von hochorientierten Tapes dar.

Hierbei werden die Carbonfasern in einem ersten Schritt geöffnet und mit thermoplastischen Matrixfasern (Polyamid 6) gemischt. Im Anschluss wird die Fasermischung in einem für die Verarbeitung von Carbonfasern modifizierten Krempelprozess weiter separiert und orientiert. Am Auslauf der Krempel wird das im Krempelprozess entstehende Faserflor zu einem Faserband zusammengefasst und in eine Kanne abgelegt. Dieses rCF/PA6-Faserband stellt das Ausgangsmaterial für den folgenden Tapebildungs-Prozess dar und weist bereits eine Vororientierung der Carbonfasern auf. Im nachfolgenden Verstreckprozess kann die Orientierung der Fasern noch gesteigert werden. Durch das Verziehen des Faserbandes werden die Fasern in Verzugsrichtung bewegt und längs ausgerichtet. Der letzte Prozessschritt ist die Tapebildung, bei der das Faserband unter Spannung in die gewünschte Form gebracht und anschließend in eine endlose Tapestruktur fixiert wird. Bei der Fixierung schmelzen die Thermoplastfasern teilweise oder komplett auf und erstarren anschließend.

Diese an den DITF entwickelte Technologie zur Herstellung von hochorientierten rCF-Tapes wurde im Rahmen des Forschungsprojektes „Infinity“ (03LB3006) eingesetzt, um einen nachhaltigen und faserschonenden Recyclingkreislauf für CFK nachzuweisen. Auf Basis der „Infinity“-Tapes wurde ein Verbundwerkstoff entwickelt, der 88 Prozent der Zugfestigkeit und des Zugmoduls eines vergleichbaren Neufaserprodukts erzielte. Zudem ergab eine Lebenszyklusanalyse, dass sich das Treibhauspotenzial bei Einsatz von Pyrolysefasern um ca. 49 Prozent und für rCF aus Produktionsabfällen um ca. 66 Prozent reduziert.

Die Ergebnisse weisen somit den Weg zur echten Substitution von Neufaser-CFK durch Recycling-CFK anstelle des Downcyclings zu schwach orientierten Materialien und dem damit verbundenen Verlust an mechanischen Eigenschaften.

Die Cleanzone, die Messe für Reinraum- und Reinheitstechnik, Hygiene und Kontaminationskontrolle, fand am 25. und 26. September 2024 in Frankfurt am Main stattfand. Mit dem Cleanzone Award werden auf der Messe wegweisende Fortschritte in Bezug auf Innovation, Automatisierung, Nachhaltigkeit und Effizienz im Bereich der Rein- und Sauberraumtechnologie ausgezeichnet. Dieses Jahr ging der Award an die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) und die Dastex Group GmbH für die gemeinsame Entwicklung einer Testmethode für Reinraumkleidung – die ReBa².

Mit der Realitätsnahen Bakterienbarriere (ReBa²)-Prüfmethode bieten die DITF ein neues biologisches Verfahren zur Bestimmung des Keimdurchgangs für Reinraumbekleidungstextilien an. Besonders bei der Herstellung steriler Arzneimittel stellen Bakterien, Hautschuppen und Faserteilchen, die von Personen und deren Bekleidung ausgehen können, eine Gefahr für die im Reinraum hergestellten Produkte dar. Die Reinraumbekleidung soll dieses Risiko minimieren. Zur Beurteilung der Barrierefunktion wird unter anderem der „Keimdurchgang” ermittelt. Er gibt Auskunft, wie viele Keime der menschlichen Hautflora durch die Reinraumbekleidung beim Tragen nach außen gelangen.

Die ReBa²-Prüfmethode bildet die Situation beim Tragen von Reinraumbekleidung weitgehend ab und ermöglicht so eine aussagekräftige Bestimmung des Keimdurchgangs. Darüber hinaus ist die Betrachtung zahlreicher Prüfszenarien möglich. Neben dem Einfluss unter der Reinraumbekleidung getragener Zwischenbekleidung kann auch der Schwitzvorgang oder das Benetzen der Reinraumbekleidung durch Flüssigkeitsspritzer im Herstellungsprozess oder durch Desinfektionsmittel getestet werden.

Schutzhandschuhe, wie sie bei der Arbeit, im Sport oder im Alltag bei der Gartenarbeit eingesetzt werden, erhalten ihre schützende Funktion durch eine spezielle Beschichtung. Diese sorgt für Abriebbeständigkeit, macht das Material wasserdicht und beständig gegen Chemikalien oder Öl oder schützt sogar vor Schnitten und Stichen. Bislang werden vornehmlich Beschichtungen aus ölbasierten Polymeren, Nitrilkautschuk oder Latex eingesetzt. Es gelang Wissenschaftlern an den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) mit umweltfreundlichem Lignin in einem 3D-Druckverfahren eine robuste und dennoch flexible Handschuhbeschichtung zu entwickeln.

Beschichtungen, die mechanischer Belastung unterworfen sind, verursachen immer einen gewissen Abrieb, der sich im Umfeld verteilt. Dies ist auch bei beschichteten Schutzhandschuhen der Fall. Um eine langfristige Verschmutzung der Umwelt zu vermeiden, sollen Materialien eingesetzt werden, deren Abriebpartikel abbaubar sind. Ziel des Forschungsprojekts war es, herkömmliche Schutzausrüstungen zu verbessern und nachhaltigere Materialien zu integrieren.

Das Biopolymer Lignin ist ein natürlicher Bestandteil von Pflanzenzellen, das als Nebenprodukt in großen Mengen bei der Papierherstellung anfällt. Aufgrund seiner Eigenschaften stellt es eine umweltfreundliche Alternative zu ölbasierten Beschichtungspolymeren dar.

Die Wissenschaftler entwickelten ligninhaltige Biopolymercompounds, aus denen thermoplastische Werkstoffe hergestellt wurden, die sich im 3D-Druckverfahren verarbeiten lassen.

Lignin besitzt wenige polare Gruppen, wodurch Lignine hydrophob und damit in Wasser unlöslich sind. Aus diesem Grund bauen sie sich langsam biologisch ab. Dadurch sind sie für dauerhaft haltbare Beschichtungsmaterialien besonders geeignet.

Trotz dieser Haltbarkeit bauen sich Lignin Partikel, die durch Abrieb in die Umwelt gelangen, schneller biologisch ab als der Abrieb herkömmlicher Beschichtungen. Das liegt dann am viel höheren Oberflächen/Volumen-Verhältnis.

Die Verwendung des 3D-Drucks ermöglicht es dabei, die Beschichtung präzise und effizient herzustellen. Der 3D-Druckprozess erlaubt es darüber hinaus, den Handschuh an die individuellen Bedürfnisse von Trägerin und Träger anzupassen. Dies steigert den Tragekomfort und fördert die Bewegungsfreiheit.

Das Forschungsprojekt zeigt, dass die Verwendung von Lignin nicht nur ökologische Vorteile bietet, sondern dass damit beschichtete Schutzhandschuhe auch besonders langlebig und widerstandsfähig sind. Sie erfüllen die Sicherheitsstandards und leisten gleichzeitig einen Beitrag zur Nachhaltigkeit in der Arbeitswelt.

Dass angewandte Forschung an textilen Produkten und deren Ausgangsmaterialien ganz entschieden zur Verbesserung unserer Lebensverhältnisse beiträgt, davon konnten die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) die Öffentlichkeit beim Tag der offenen Tür am 14. Juli 2024 überzeugen. An 29 Forschungsstationen und mit einem Vortragsprogramm gewährten die DITF dem Publikum Einblick in ihre Labore und Technika und informierten zu aktuellen Forschungsthemen. Rund 2000 Besucherinnen und Besucher nutzten die Gelegenheit für einen Blick hinter die Kulissen.

Fasern und Textilien stecken in vielen Produkten des täglichen Bedarfs und leisten auch als technische Textilien wertvolle Dienste in fast allen industriellen Bereichen. Produkte, neue Verfahren, Prüftechniken und Laborversuche - an 29 Stationen wurde eindrucksvoll vermittelt, an welchen Themen die Forscherinnen und Forscher in Denkendorf aktuell arbeiten. Die Textilforschung bildet unseren gesamten Lebensalltag ab - das zeigte die große Themenvielfalt der Veranstaltung nachdrücklich. Zu allen relevanten Zukunftsthemen wie Medizin, Mobilität, Architektur, Umwelt und Energie wird in Denkendorf geforscht, werden textile Erzeugnisse und Fertigungsverfahren verbessert oder neu geschaffen.

Die Exponate, experimentellen Vorführungen und Themen waren so aufbereitet, dass jeder auch ohne Vorkenntnisse einfach erfassen konnte, welche Hintergründe aktuelle Forschungsthemen haben und wie moderne Textilforschung Problemstellungen löst.

Die Nachhaltigkeit textiler Produkte ist dabei ein dringliches Thema, das mit mehreren Themen aufgegriffen wurde. So konnte man sich darüber informieren, wie natürliche Materialien zu Hochleistungsfasern versponnen werden, wie Kleidung regional und mit geringer Umweltbelastung hergestellt wird oder unter welchen Bedingungen Fasern biologisch abbaubar sind.

Die Bildung textiler Flächen durch Stricken, Flechten und Weben gehören zu den klassischen Fertigkeiten der Textilindustrie. In den Technika führte das DITF-Team vor, wie ein moderner Maschinenpark diese Aufgaben schnell und präzise ausführt. Die Besucherinnen und Besucher erlangten Kenntnis darüber, wofür man diese Techniken in der Forschung benötigt – etwa für die Konstruktion neuer 3D-Gewirke, um neue Fasermaterialien für die textile Fertigung vorzubereiten oder um die zugrundeliegende Verfahrenstechnik zu optimieren.

Hochleistungsfasern, Medizinprodukte und Smart Textiles bildeten weitere Schwerpunkte an den Forschungsstationen. Wie man hochfeste Fasern für Luft- und Raumfahrt produziert, unter welchen Bedingungen textile Medizinprodukte ihren Weg in den Operationssaal finden und wie es möglich ist, immer mehr digitale Funktionen in Textilien zu integrieren, all das sind Beispiele für Forschung, die praktische Anwendung im Alltag findet.

Moderne Analytik und Messtechnik sind notwendig, um die Entwicklung neuer Materialien zu begleiten. Die Prüflabore der DITF stellten hier beispielhaft dar, wie vielfältig diese sein muss, um neue Materialien zu entwickeln. So wurde zum Beispiel die textile Durchstoßprüfung für den Fechtschutz demonstriert oder im Schallmessraum die akustische Absorption textiler Vorhänge gemessen.

Neben den Forschungsstationen, die sich in Rundgängen zur eigenen Erkundung anboten, stellten die Forscherinnen und Forscher in 13 Vorträgen zu ausgewählten Forschungsthemen ihre Arbeitsergebnisse dem Publikum vor. Im Mittelpunkt aller Vortragsthemen: Der praktische Bezug zum Alltag. Denn Forschung an den DITF ist angewandt und soll immer Resultate liefern, die in der Praxis umgesetzt werden. Dass das gelingt, davon konnten die Referentinnen und Referenten zu Themen wie z.B. Bionik, Faserverbundwerkstoffen und nachhaltiger Faserherstellung überzeugen.

Als weiteres Highlight boten Mitmachstationen die Gelegenheit, selbst Experimente durchzuführen und dabei wissenschaftliche Zusammenhänge zu verstehen. Familien versuchten sich an Experimenten aus der Chemie, nutzten Pflanzenvliese für Aussaatversuche und erkundeten selbständig mit dem Stereomikroskop textile Materialien.

Ein neuartiges sortenreines Kunstleder erfüllt die Anforderungen der europäischen Ökodesignverordnung. Hergestellt aus einem biobasierten Kunststoff ist es biologisch abbaubar und erfüllt die Voraussetzungen für einen geschlossenen Recyclingprozess.

Viele Kunstleder bestehen aus einem textilen Trägermaterial, auf das eine Polymerschicht aufgebracht wird. Die Polymerschicht besteht meist aus einem Haft- und einem Deckstrich, der in der Regel noch mit einer typischen Prägung versehen wird. Gewöhnlich handelt es sich beim Textilträger und der Beschichtung um völlig unterschiedliche Materialien. Als Textilträger dienen häufig Gewebe, Gewirke oder Vliesstoffe aus PET, PET/Baumwolle oder auch Polyamid. Für die Beschichtungen kommen zumeist PVC sowie diverse Polyurethane zum Einsatz. Die Verwendung dieser etablierten Verbundmaterialien genügt nicht den heutigen Nachhaltigkeitskriterien. Sie sortenrein zu rezyklieren ist sehr aufwendig oder sogar unmöglich. Eine biologische Abbaubarkeit ist nicht gegeben. Die Suche nach alternativen Materialien für die Herstellung von Kunstleder ist daher dringlich. 2022 wurde seitens der EU die sogenannte Sustainable Products Inititiative (SPI) verabschiedet („Green Deal“). Sie enthält eine Ökodesignverordnung, die im Ressourcenschutz den Lebenszyklus eines Produktes mit einbezieht. Für das Textil- bzw. Produktdesign bedeutet das, die Kreislaufschließung bzw. den "end-of-life"-Fall in die Produktentwicklung mit einzubeziehen.

In einem AiF-Vorhaben, das in enger Kooperation der DITF und dem Freiberg Institute gGmbH (FILK) durchgeführt wurde, ist es nun gelungen, ein Kunstleder zu entwickeln, bei dem sowohl das Fasermaterial als auch das Beschichtungspolymer identisch sind. Die Sortenreinheit ist Voraussetzung für ein industrielles Recyclingkonzept.

Als Grundmaterial empfahl sich aufgrund seiner Eigenschaften der aliphatische Polyester Polybutylensuccinat (PBS). PBS ist aus biogenen Quellen herstellbar und mittlerweile in mehreren Qualitäten und größeren Mengen am Markt verfügbar. Dessen biologische Abbaubarkeit konnte in Versuchen nachgewiesen werden. Das Material kann thermoplastisch verarbeitet werden. Das gilt sowohl für das Fasermaterial wie auch die Beschichtung. Ein späteres Produktrecycling wird durch die thermoplastischen Eigenschaften vereinfacht.

Um einen erfolgreichen Primärspinnprozess zu realisieren und um PBS-Filamente mit guten textilmechanischen Eigenschaften zu erhalten, mussten an den DITF verfahrenstechnische Anpassungen im Abkühlschacht vorgenommen werden. Dadurch ließen sich schließlich bei relativ hohen Geschwindigkeiten von bis zu 3.000 m/min POY-Garne ausspinnen, die verstreckt eine Festigkeit von knapp 30 cN/tex aufwiesen. Die Garne ließen sich problemlos zu Geweben aus reinem PBS verarbeiten. Diese wiederum dienten am FILK als textiles Grundsubstrat für die anschließende Extrusionsbeschichtung, wobei hierbei gleichfalls PBS als Thermoplast zum Einsatz kam.

Unter optimierten Fertigungsschritten ließen sich so PBS-Verbundmaterialien mit dem typischen Aufbau für Kunstleder herstellen. Sortenreinheit und biologische Abbaubarkeit erfüllen die Voraussetzung für einen geschlossenen Recyclingprozess.

Gemeinsam mit internationalen Partnern aus Industrie und Forschung präsentieren die DITF auf dem touchpoint textile der drupa die Digital Textile Micro Factory. Vorgestellt wird eine voll vernetzte On-Demand Produktion von sportiven Produkten – vom virtuellen Design bis zum fertigen Produkt.

Ein Highlight ist der Materialpuffer zwischen Drucker und Cutter, der den fortlaufenden Prozess des Druckens mit dem schrittweise erfolgenden Zuschnitt verknüpft. Am Ende der Fertigungskette sortiert ein Roboterarm die zu einem Produkt gehörenden Zuschnitte wie etwa Vorder- und Rückenteil sowie Ärmel und Kragenblende eines T-Shirts in entsprechende Boxen. Händisches Eingreifen ist nur noch in Ausnahmefällen nötig. Auf der Messe wird ebenfalls der Carbon Footprint von der virtuellen Entwicklung bis zum fertigen Produkt ermittelt und anhand eines Modells erklärt.

Digital vernetzte Design- und Produktionsketten machen es in Zukunft möglich, schnell und gezielt auf Kundenwünsche und Trends zu reagieren und so Umwelt und Ressourcen zu schonen, indem Produkte auf den Bedarf abgestimmt werden.

Die drupa ist die weltweit führende Messe für die Druckindustrie und Treffpunkt der internationalen Print & Packaging-Branche. Sie findet vom 28. Mai bis 7. Juni 2024 auf der Messe Düsseldorf statt.
Der touchpoint textile befindet sich in Halle 4.

Mit dem touchpoint textile hat die drupa ein Sonderforum geschaffen, das sich mit zukunftsweisenden Anwendungen im digitalen Textildruck beschäftigt. Highlight ist die Digital Textile Micro Factory - eine voll vernetzte, integrierte Prozesskette vom Kundenwunsch über das Design bis hin zum großformatigen digitalen Textildruck.

Der touchpoint textile repräsentiert die zunehmende Etablierung der drupa in neuen Märkten, die neben Textildruck Bereiche wie Verpackungsproduktion, Großformat- oder Industrie- und Funktionsdruck umfassen. Das Sonderforum beschäftigt sich mit den Chancen und Herausforderungen des digitalen Textildrucks, bringt Aussteller, Industriepartner und Brandowner zusammen und bietet Raum für branchenübergreifende Zusammenarbeit, neue Projekte sowie Produkt- und Fertigungsideen. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF), als Europas größtes Textilforschungszentrum, sowie der europäische Verband ESMA (European Specialist Printing Manufacturers Association) sind die operativen Content Partner des touchpoint textile.

Digital Textile Micro Factory: On-Demand und virtuelle Produkte – auf dem Weg zu einer nachhaltigen Produktion
Gemeinsam mit 12 Partnern aus Industrie und Forschung zeigt das DITF live auf der drupa eine Digital Textile Micro Factory und damit eine voll vernetzte integrierte Prozesskette vom Design bis zum fertigen Produkt. Diese präsentiert neue Möglichkeiten der Digitalisierung und direkten Kundeneinbindung, etwa in Form von 3D-Bekleidungssimulationen mit Vernetzung zu Design-Netzwerken für den kreativen Input. Digitale Workflows und virtuelle Produkte werden direkt in den Produktionsprozess integriert. Die Technologiepartner zeigen in der Microfactory eine automatisierte on-demand Fertigung, Textildruck, Zuschnitt und Absortieren – ohne manuelle Interaktion. Solche verteilten und digital vernetzten Design- und Produktionsketten werden es der Textilindustrie ermöglichen, in Zukunft gezielter auf Kundenwünsche und Trends zu reagieren: eine Zukunft ohne Ladenhüter. Für den gesamten Prozess von der virtuellen Entwicklung bis zum fertigen Produkt wird zudem der Carbon Footprint erstellt und auf der Messe dargestellt.

Erstmals wird 2024 der Design-Wettbewerb "drupa - textile design talents" stattfinden. Dieser wurde vom DITF konzipiert und durch den Partner Mitwill umgesetzt. Angehenden Textildesignern und Newcomern bietet sich dadurch die Chance, Ideen und Visionen einem professionellen Publikum zu präsentieren.

Unterstützung aus der Branche
Partner der Microfactory sind die Firmen Assyst/Deutschland (3-D Simulation digitaler Zwilling Bekleidung), Mitwill Textiles Europe/Frankreich (Kreatives Design-Netzwerk), D.G.I. Digital Graphics Incorporation/Südkorea, Multi-Plot Europe/Deutschland (großformatiger Textildruck), LEONHARD KURZ Stiftung/Deutschland, Zünd/Schweiz (digitaler Zuschnitt)/, robotfactory/Dänemark, Asco/Niederlande (mit einer innovativen Pufferlösung als Verbindung zwischen Digitaldruck und Zuschnitt, automatisiertes Absortieren der Zuschnittteile vom Cutter durch robotfactory) sowie Brother/Japan (für kleinformatigen Textildruck und Klebetechnologie). Als Sponsoren unterstützen Vaude und berger textiles den touchpoint. Weiterer wichtiger Partner ist die Hochschule Albstadt-Sigmaringen, die das Projekt konzeptionell unterstützt und sich den klaren Auftrag gegeben hat, diese neuen Themen in den Lehrplan zu integrieren. So werden die Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen von morgen auf die neuen Herausforderungen vorbereitet.

Als weiterer Partner des touchpoint textile ist die European Specialist Printing Manufacturers Association (ESMA) für das Vortragsprogramm verantwortlich. ESMA vertritt den industriellen, funktionellen und Spezialdruck und organisiert Bildungsveranstaltungen im Bereich Textildruck. Auf der drupa behandeln Referentinnen und Referenten aus Forschung, Entwicklung und Industrie unter anderem Fragen zu Druck- und Veredelungstechnologien, Workflows, Marktentwicklungen oder Nachhaltigkeit. Im Fokus stehen auch Trends und Anwendungen, die durch das Zusammenspiel von Digitaldruck und textilen Bedruckstoffen immer neue Potenziale erschließen. Die Vorträge gliedern sich in die Themenbereiche Research, Finishing, Print Systems & Hardware, Substrates, Inks & Chemistry und Software & Electronics. So hält zum Beispiel Assyst Vorträge über virtuelle Entwicklung von Bekleidung sowie das Forschungsprojekt ECOShoring, das durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt – DBU gefördert wird, mit dem Schwerpunkt auf On Demand und individualisierte und nachhaltige Fertigung. Adobe, Balta Group, Barbieri Electronic, Brother, Centexbel, CST, DITF, Fujifilm Speciality Ink Systems, HS Albsig, Kornit Digital, Meteor Inkjet, Mimaki, Mitwill, Multiplot, Print-Rite, RWTH Aachen, Seiko Instruments, Tiger Coatings, Xaar und Zünd stellen ebenfalls hochkarätige Speaker für das Konferenzprogramm. Die Liste wird fortlaufend ergänzt.

Die drupa findet vom 28. Mai bis 7. Juni 2024 auf dem Düsseldorfer Messegelände statt.