Aus der Branche

• DITF beteiligt sich am internationalen Konsortium zum Kunststoffrecycling ‚WhiteCycle‘

Ein Konsortium aus 16 öffentlichen und privatwirtschaftlichen Organisationen hat sich unter dem Namen ‚WhiteCycle‘ zusammengeschlossen, um ein umfassendes und geschlossenes Recyclingsystem für Plastikabfälle zu etablieren. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) werden als Teil des Konsortiums ihren Beitrag mit einem neuen Syntheseverfahren zur Verarbeitung von recycelten Kunststoffen leisten.

Unter Leitung der Michelin Group Frankreich konstituierte sich das Konsortium ‚WhiteCycle‘ Anfang Juli 2022. Ziel der europäischen Initiative ist es, einen Wirtschaftskreislauf zu etablieren, um inhomogene Textilabfälle aus verschiedenen Materialien aufzubereiten und daraus neue, hochwertige Produkte herzustellen. Dieses Vorhaben soll dazu beitragen, die von der Europäischen Union gesteckten Ziele bei der Reduktion von CO₂-Emissionen bis zum Jahr 2030 zu erreichen.

Komplex aufgebaute, textilhaltige PET-Abfälle wie Reifen, Schläuche oder mehrlagige Verbundtextilien aus dem Bekleidungsbereich sind bisher schwer oder gar nicht recycelbar. Unter dem WhiteCycle-Netzwerk werden mehrere Projekte und Forschungsansätze zusammengeführt, die sich des Problems annehmen und neue Lösungsansätze liefern sollen.

Die DITF werden ein bestehendes PET-Syntheseverfahren an neuartige recycelte Monomere anpassen. Das zu bewältigende Problem besteht in den Verunreinigungen im Ausgangsmaterial, die durch dessen inhomogene Zusammensetzung bedingt sind.

Zusammen mit dem Projektpartner Kordsa Teknik Textil A.S. (Türkei) entwickeln die DITF neue Syntheserezepte. Sie haben zum Ziel, mögliche Nachteile abzustellen, die durch verbleibende Verunreinigung der Monomere zustande kommen. Denn trotz einer Reinigung der Monomere vor deren Weiterverarbeitung können nicht alle Verunreinigungen entfernt werden. Die Ansätze, die dabei verfolgt werden, sind anspruchsvoll. So müssen Art und Menge der verwendeten Zusatzstoffe spezifisch angepasst werden. Dazu gehören Katalysatoren, Verarbeitungshilfsmittel, Nukleierungs- und Kupplungsmittel sowie Kettenverlängerer. Auf diese Weise ist es möglich, die negativen Auswirkungen von unbekannten Verunreinigungen zu vermeiden. Damit verbessern sich die Materialeigenschaften der wiederverwerteten Kunststoffe, da sie langfristig thermisch stabilisiert werden, was wiederum in einer Verbesserung der mechanischen und rheologischen Eigenschaften resultiert. Das modifizierte Verfahren soll es ermöglichen, dass recyceltes PET (r-PET) die gleichen Eigenschaften wie virgin PET aufweist.

Die Konsortialpartner verfolgen andere Ansätze, um eine verbesserte Recyclingrate und hochwertigere r-PET-Produkte zu erzeugen: Optimierte Sortiertechnologien für die sortenreine Trennung von Abfällen gehören ebenso dazu wie eine enzymbasierte Behandlung von Kunststoffen, um sie auf nachhaltigem Weg in Monomere aufzuspalten. Letztlich wird auch die hochqualitative Fertigung neuer Produkte aus den recycelten Kunststoffen dazu beitragen, den Rohstoffkreislauf zu schließen.

In der Provence stehen Lavendelfelder in voller Blüte. Diese Farbenpracht kann bald auch in Baden-Württemberg zu sehen sein. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt prüfen die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF), die Universität Hohenheim und die Firma naturamus geeignete Lavendelsorten und entwickeln energieeffiziente Methoden, daraus ätherisches Öl herzustellen. Auch für die Verwertung der großen Mengen an Reststoffen, die bei der Produktion anfallen, gibt es Ideen: Die DITF erforschen, wie daraus Fasern für klassische Textilien und Faserverbundwerkstoffe hergestellt werden können.

Bei Firma naturamus am Fuße der der Schwäbischen Alb besteht eine hohe Nachfrage an hochwertigen ätherischen Ölen für Arzneimittel und Naturkosmetik. Viel spricht dafür, Lavendel vor Ort anzubauen. Die ökologische Bewirtschaftung der Lavendelfelder würde dazu beitragen, den Anteil an ökologischem Landbau im Land zu erhöhen und Transportkosten einzusparen.

Der Anbau von Lavendel auf der Alb bedeutet Neuland. Die Universität Hohenheim testet deswegen an vier Standorten fünf verschiedene Sorten, zum Beispiel auf dem Sonnenhof bei Bad Boll. Ende des Jahres werden die ersten Ergebnisse erwartet.

Bei der Gewinnung der ätherischen Öle fällt eine große Menge an Reststoffen an, die bisher noch nicht verwertet wird. Aus dem Lavendelstängel können Fasern für Textilien gewonnen werden. An den DITF laufen bereits Entwicklungen und Analysen mit diesem nachwachsenden Rohstoff. Um Lavendel-Destillationsreste zu verwerten, müssen die pflanzlichen Stängel mit ihren Faserbündeln aufgeschlossen, das heißt, in ihre Bestandteile zerlegt werden. Innerhalb eines Faserbündels sind die verholzten (lignifizierten) Einzelfasern fest durch pflanzlichen Zucker, dem Pektin, verbunden. Diese Verbindung soll beispielsweise mit Bakterien oder mit Enzymen aufgelöst werden.

DITF-Wissenschaftler Jamal Sarsour untersucht verschiedene Vorbereitungstechniken und Methoden, um aus dem Material Lang- und Kurzfasern herzustellen. „Wir sind gespannt, wie hoch die Ausbeute an Fasern sein wird und welche Eigenschaften diese Fasern haben“. Projektleiter Thomas Stegmaier ergänzt: „Die Länge, die Feinheit als auch die Festigkeit der Faserbündel entscheiden über die Verwendungsmöglichkeiten. Feine Fasern sind für Bekleidung geeignet, gröbere Faserbündel für technische Anwendungen“.

Die Chancen auf dem Markt sind gut. Regionale Wertschöpfung und ökologisch und fair erzeugte Textilien sind im Trend. Dabei geht es nicht in erster Linie um Bekleidung, sondern um technische Textilien. Die für den Leichtbau so wichtigen Faserbundwerkstoffe können auch mit nachwachsenden Naturfasern hergestellt werden, wie zum Beispiel bereits mit Hanf oder Flachs. Selbst aus Hopfen-Gärresten wurde an den DITF bereits Faserverbundmaterial hergestellt. Fasern aus den Reststoffen von Lavendel könnten ein weiterer natürlicher Baustein für Hightech-Anwendungen sein.

Professor Dr. Michael Doser, stellvertretendes Vorstandsmitglied und Prokurist der Deutschen Institute für Textil-  und Faserforschung Denkendorf (DITF), ging Ende Mai 2022 in den Ruhestand. Fast 32 Jahre war er an den DITF tätig. Er war für alle Forschungsstellen ein wichtiger Kommunikator und Impulsgeber und engagierte sich als Wissenschaftler insbesondere für den Auf- und Ausbau des Forschungsbereichs Biomedizintechnik an den DITF.

Michael Doser begann 1990 seinen Weg an den DITF – zunächst am damaligen Institut für Textil- und Verfahrenstechnik Denkendorf (ITV) unter Professor Heinrich Planck. Als promovierter Biologe der Universität Hohenheim und mit ersten Erfahrungen als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Genetik in Hohenheim brachte er das Rüstzeug mit, um die Textilforschung in Richtung Medizintechnik neu zu denken. Er forschte zu Pankreas und Leber im Bereich Biohybride Organe und führte zahlreiche Projekte in der Regenerationsmedizin durch mit Entwicklungen für die Haut, für Blutgefäße, Nerven, Knorpel und Knochen. Doser baute den Forschungsbereich Biomedizintechnik an den DITF rasch zu einem wichtigen Geschäftsfeld auf und übernahm bereits 1998 dessen Leitung. Mit dieser Expertise wurde die Fördergemeinschaft Körperverträgliche Textilien e.V. (FKT) gegründet, die ein Prüfsiegel für die Bewertung und Kennzeichnung körperverträglicher Textilien entwickelte. Markenhersteller wie Mey, Falke, Mattes und Ammann oder Lenzing nutzen bis heute das Qualitätssiegel.

Für seine wissenschaftliche Arbeit und sein Engagement in der Biomedizintechnik erhielt Michael Doser zahlreiche Ehrungen und Auszeichnungen, zum Beispiel den EU EUREKA Innovation Award in der Kategorie „Erfinder von morgen” für die Entwicklung eines textilbasierten Verschlusses für einen Riss in der Bandscheibe.

Über diese Projekte der Biomedizintechnik engagierte sich Doser gleichzeitig schon früh als interdisziplinärer Ideengeber und kooperativer „Verbindungsmann” für andere Forschungsbereiche in Denkendorf. Seit 2001 nahm Doser diese Aufgaben als stellvertretender Institutsleiter des damaligen ITV und später als stellvertretender Vorstand der DITF wahr und prägte damit ganz wesentlich die Geschicke der DITF.

Erfolgreiche Gremienarbeit
Neben seiner wissenschaftlichen Arbeit engagierte sich Doser in zahlreichen nationalen und internationalen Gremien sowie Normenausschüssen und nahm über viele Jahre Gutachtertätigkeit wahr, unter anderem für die Forschungsdirektion der Europäischen Union. Besonders am Herzen lag ihm seine Mitgliedschaft in der European Society of Biomaterials, in der er einige Jahre im Vorstand aktiv war und 2018 zum ESB Honorary Member ernannt wurde.

Einige DIN-, ISO- und ASTM-Normen im Bereich biologischer und medizinischer Prüfungen tragen Dosers Handschrift. Von 2006 bis 2018 war er Leiter der ISO Arbeitsgruppe 5 zum Thema Cytotoxicity und brachte in dieser Funktion einen Standard zur Prüfung der Unbedenklichkeit von Medizintextilien auf den Weg, der heute noch für die Testung aller Medizinprodukte weltweit zur Anwendung kommt.

Engagement in der Lehre
Seit 1994 gab Michael Doser sein umfangreiches Wissen an Studierende weiter, zunächst mit Vorlesungen an der Universität Stuttgart, später auch mit Lehraufträgen an den Universitäten Ulm und Tübingen. In Würdigung seines Engagements in der Ausbildung auf dem Gebiet der Medizinischen Verfahrenstechnik und Medizintechnik wurde Doser zum Honorarprofessor der Universität Stuttgart ernannt.

Digitalisierte Fertigungsverfahren ermöglichen eine individualisierte Produktion. Eine geringe Fehlerquote ist besonders bei E-Textiles wichtig, da Fehler bei den smarten Zusatzfunktionen in Textilien oft erst am Ende der Wertschöpfungskette erkannt werden. Dadurch werden textile Wearables sehr teuer und ein Mehrwert zu nichttextilen Wearables wie Smartwatches ist nicht mehr gegeben. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) entwickeln für das Prozessmanagement einen globalen „Industrie 4.0-Ansatz“, der bereits bei der Garnherstellung beginnt und sich über alle Prozessketten erstreckt.

Für hochelastische smarte Textilprodukte werden Garne verwendet, die häufig sowohl aus leitfähigen als auch nichtleitfähigen Komponenten bestehen. Dazu werden zum Beispiel konventionelle hochelastische Garne mit leitfähigen Feinstdrähten umwunden. Die Elastizität der Garnkomponente bleibt auf diese Weise weitgehend erhalten. Beim Stricken werden die Fäden jedoch so stark belastet, dass die leitfähigen Garnkomponenten geschädigt werden können. Da dabei häufig nicht das gesamte Garn bricht, wird bei den derzeitigen Produktionsabläufen der Fehler während des Strickprozesses nicht erkannt. Im Extremfall ist das fertige Strickteil Ausschuss. Bei fully fashioned gestrickten Teilen ist der Schaden wegen der relativ geringen Produktivität des Flachstrickprozesses und des relativ hohen Verlusts an Produktionszeit besonders groß.

Um Fehler der elektrischen Eigenschaften bereits während des Herstellungsprozesses zu erkennen, werden im Forschungsprojekt SensorStrick 4.0 Prozess- und Umgebungsdaten bei der Textilproduktion in verschiedenen Prozessstufen erfasst.

Dazu werden Umwinde- und Flachstrickmaschinen mit verteilter Sensorik ausgerüstet, die Temperatur, Feuchte, Licht, Näherung und Fadenzugkraft sowie die Fadengeschwindigkeit misst. Zusätzlich überwachen Mikrofone die Geräusche in der direkten Produktionsumgebung. Diese akustischen Messdaten weisen zum Beispiel auf Vibrationen hin und können besonders gut mit künstlicher Intelligenz ausgewertet werden. Bei der Umwindegarnherstellung werden die erfassten Prozessgrößen direkt für die Steuerung der Prozessparameter verwendet.

Darüber hinaus werden neue kostengünstige Sensoren entwickelt. Für laufende Garne wurde zum Beispiel ein Prinzip mit vier Messröhrchen entwickelt, die schnell und berührungsfrei messen, wie leitfähig das durchlaufende Garn ist und wie seine sensorischen Eigenschaften sind. Diese Sensoren sind so ausgelegt, dass sie in möglichst vielen Textilprozessen eingesetzt werden können ohne sie aufwendig an unterschiedliche Abläufe anpassen zu müssen.

Die Garne werden also sowohl bei der Umwindegarnherstellung als auch im anschließenden Strickprozess überwacht. Tritt ein Bruch der leitfähigen Garnkomponente auf, wird er sofort entdeckt. Luftfeuchtigkeit und Umgebungstemperatur beeinträchtigen die Messgenauigkeit nicht. Die Überwachung der Prozesse funktioniert nicht nur bei Gestricken, sondern auch bei anderen textilen Flächen.

Im weiteren Projektverlauf werden die Sensoren bei der Herstellung von hochelastischen Umwindegarnen und Strickteilen eingesetzt und dabei getestet wie effektiv die auftretenden Fehler erkannt werden.

Mit diesen neu entwickelten Verfahren können fehlerhafte Halbzeuge rechtzeitig aus der Prozesskette genommen werden. Teure zusätzliche Kontrollen während späterer Prozessschritte werden überflüssig.

Die Anfänge der Textilherstellung reichen über 30.000 Jahre zurück. Nicht nur Kleidung, sondern auch technische Textilien wurden aus teilweise überraschenden Materialien hergestellt. Mehr als 2500 Textilfragmente aus den Pfahlbausiedlungen am Bodensee und Oberschwaben waren Grundlage für ein großes Projekt, das das prähistorische Textilhandwerk erforscht. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) waren für die Materialprüfung mit modernen Analysemethoden zuständig.

Lindenbast und Flachs
Als die Menschen sesshaft wurden, intensivierten sie die Kultivierung der Leinenpflanze als Öl- und Faserlieferantin. Ihre feinen Fäden wurden für Stellnetze in der Fischerei eingesetzt und unterschiedliche Pflanzenmaterialien, vor allem Bast aus der Lindenrinde, wurden zu Seilen, Körben, Sieben, Beutel, Rückentragen verarbeitet oder dienten als Wetterschutz. An den archäologischen Funden lässt sich ablesen, wie professionell der Umgang mit diesem Baumbast schon damals war. Verschiedene Herstellungstechniken, die Auswahl der Pflanzenteile, ihre Aufbereitung und Verarbeitung ermöglichten die Anfertigung zwei- und dreidimensionaler Textilien mit beliebigen Funktionen. Die Textilfaser Flachs konnte zumindest in der Jungsteinzeit mit den Eigenschaften von Lindenbast nicht konkurrieren. Welche Eigenschaften waren es, die Flachs für die Stellnetze so attraktiv machte? Man vermutete, dass die Langfaserigkeit der Leinfasern, die auch bei alten Leinensorten gegeben war, nicht der einzige Grund war.

Dieser Frage wurde im Rahmen des Verbundprojektes THEFBO (thefbo.de) nachgegangen, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wurde. Die Textilarchäologie des Landesamtes für Denkmalpflege in Baden-Württemberg (LAD) koordinierte unter der Leitung von Dr. Johanna Banck-Burgess das Forschungsvorhaben.

Die Proben wurden von Hildegard Igel, einer professionellen Hand-Spinnerin und Weberin hergestellt. Dazu wurden Fäden aus Faserlein gesponnen und aus Linden- und Weidenbast gespleißt. Unter Spleißen versteht man hier die Herstellung der Fäden ohne Hilfsmittel. Während das Spinnen von Lindenbast mit Hilfe einer Handspindel kaum möglich war, kann Bast gut gespleißt werden Diese Proben wurden im Dienstleitungszentrum Prüftechnologien der DITF umfangreichen Materialprüfungen unterzogen. Hier wurden unter anderem die Faserlänge und Faserfeinheit sowie die Zwirnfeinheit bestimmt, verschiedene Zugversuche im trockenen und nassen Zustand durchgeführt und das Wasseraufnahmevermögen untersucht.

Es zeigte sich, dass die Fadenqualität sehr unterschiedlich war, was in erster Linie mit den naturbedingten Gegebenheiten und der Aufbereitung der Baste zusammenhängt. Maßgeblicher Faktor für die Qualität der Zwirne war auch der „Faktor Mensch“, der unabhängig davon, wie die Fäden hergestellt wurden, nur selten eine gleichbleibende Qualität produzieren kann. Im Gegensatz dazu sind moderne Materialien und Herstellungsverfahren untereinander vergleichbar und hoch standardisiert. Deshalb bildeten die Analysewerte und Photodokumentationen keine Grundlage für eine statistische Auswertung – und dies unabhängig von der Anzahl der Proben, die untersucht wurden.

„Im Alltag, bei der Prüfung moderner Materialien, werden wir mit solchen Bedingungen nicht konfrontiert“ erklärt Matthias Schweins, Leiter des Dienstleistungszentrums Prüftechnologien an den DITF. „Die Aufgabenstellung im Projekt war deshalb nicht nur herausfordernd, sondern äußerst reizvoll.“ Die Forschungsarbeit war trotzdem nicht vergeblich. Sie liefert wertvolle Informationen über Merkmale und Eigenschaften der Rohstoffe bezüglich ihrer Reißfestigkeit, dem Wasseraufnahmevermögen oder der Witterungsbeständigkeit. So war Flachs für die Herstellung von Stellnetzen vermutlich deshalb so beliebt, weil er leicht spinnbar war und die benötigte große Menge an Zwirn schneller hergestellt werden konnte. Auch standen wegen der hohen Wasseraufnahmefähigkeit von Flachs die Netze stabiler senkrecht im Wasser als vergleichbare Netze aus Lindenbast.

Wie so viele Ereignisse musste auch die Jubiläumsfeier der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) verschoben werden. So waren es am 22.2.2022 100+1 Jahre Textilforschung, die gefeiert wurden. Unter dem Motto „Let’s celebrate the textile future“ hatten die DITF ins Haus der Wirtschaft in Stuttgart eingeladen.

Zu Beginn der Veranstaltung nahm der DITF-Jubiläumsfilm die Zuschauer mit auf eine Zeitreise und zeigte Impressionen von der Gründung des Deutschen Forschungsinstituts für Textilindustrie in Reutlingen-Stuttgart bis zu den heutigen Technika und Laboren des modernen Forschungszentrums in Denkendorf, wo sich ab den 70er-Jahren alle Forschungsbereiche zusammengefunden hatten: von der Chemie über den Maschinenbau, die Verfahrenstechnik zu den Wirtschaftswissenschaften.

Die Bedeutung der Denkendorfer Textilforschung für alle Zukunftsthemen unterstrichen die Wirtschaftsministerin des Landes Baden-Württemberg, Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut und die Parlamentarische Staatsekretärin im Bundeswirtschaftsministerium, Dr. Franziska Brantner. Dr. Brantner lobte die DITF dafür, sich immer wieder neu zu erfinden und neu zu entdecken. Damit trage das Forschungszentrum wesentlich dazu bei, Digitalisierung und Klimaschutz zusammenzubringen.

Für die Festvorträge konnten Dr. Antje von Dewitz, VAUDE, Professor Klaus Müllen, Max-Planck-Institut für Polymerforschung, und Peter Dornier, Lindauer Dornier, gewonnen werden. Alle drei widmeten sich zentralen Zukunftsthemen wie Nachhaltigkeit und Digitalisierung. Dr. von Dewitz zeigte am Beispiel von VAUDE, dass Umwelt- und Klimaschutz den wirtschaftlichen Erfolg nicht bremsen, sondern für Wachstum sorgen können. Obwohl Textilunternehmen bisher nicht als umweltfreundlich gelten, haben sie großes Innovationspotenzial und können ganzheitlich Verantwortung übernehmen.

Im Anschluss konnten die Besucher durch eine Ausstellung bummeln, in der die zwölf Kompetenz- und Technologiezentren der DITF Beispiele ihrer Forschung zeigten.

• Session "New Technologies for Pulp, Fibres and Yarns"

Cellulose fibres are a true material miracle as they offer a steadily expanding, broad range of applications. Meanwhile markets are driven by technological developments and policy frameworks, especially bans and restrictions on plastics, as well as an increasing number of sustainability requirements. The  presentations will provide valuable information on the various use-opportunities for cellulosic fibres through a policy overview, a special session on sustainability, recycling and alternative feedstocks, as well as the latest developments in pulp cellulosic fibres and yarns. In addition, examples of non-wovens,  packaging and composites will offer a look beyond the horizon of conventional application fields.

The extensive fifth conference session, “New Technologies for Pulp, Fibres and Yarns”, includes the participation of eight speakers and promises the reveal of various innovations and new approaches. These address the processing of pulp, fibres and yarn, with the aim of realizing most sustainable and efficient solutions. The broad spectrum of topics ranges from processing cellulose with ionic liquids, material farming and chemical modification of pulp to functionalised fibres for feel-good textiles.

Speakers of the Session "New Technologies for Pulp, Fibres and Yarns"

• Antje Ota - Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) (DE): The Versatility of the HighPerCell® Technology for Cellulose Filament
• Carlo Centonze - HEIQ (CH): HeiQ AeoniQ – Cellulose Yarn Focussed on Climate and Circularity
• Manuel Steiner - LIST Technology AG (CH): Cellulose Dissolving Technology Platform
• Dominik Mayer - Kelheim Fibres (DE): Functionalized Viscose Fibres for Wellbeing Textiles: How Infrared Celliant® Viscose supports a Healthy and Sustainable Lifestyle
• Michael Sturm - TITK (DE): Method for the Evaluation of the dissolution Power and dissolution Quality of Cellulosic Raw Materials dissolved in New Ionic Liquids
• Kaoutar Aghmih - Hassan II University (MA): Rheology and Dissolution of Cellulose in Ionic Liquid Solutions
• Ofir-Aharon Kuperman - Weizmann Institute of Science (IL): Material Farming and Biological Fabrication of Cellulose Fibers with Tailored Properties
• Taina Kamppuri - VTT Technical Research Center of Finnland (FI): Chemically Modified Kraft Pulps to Improve the Sustainability of Regenerated Fibres

Bei Aufforstungen müssen die Setzlinge geschützt werden. Sogenannte Wuchshüllen hindern Wild daran, von den jungen Pflanzen zu fressen und helfen, dass sie nicht von anderen Pflanzen am Wachstum gehindert werden. Bisher gebräuchliche Hüllen aus Kunststoff und Metall werden häufig nicht rechtzeitig entfernt und belasten die Umwelt. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) haben aus nachwachsenden Rohstoffen ein biologisch abbaubares Garn für Wuchshüllen entwickelt.

Wiederaufforstungen sind nicht nur nach Stürmen und Bränden nötig. Generell muss der Wald durch Mischbestände und seltene Baumarten gegen den Klimawandel gewappnet werden. Wuchshüllen sind in den ersten Jahren ein wichtiger Bestandteil der Waldbewirtschaftung.

Auf dem Markt verfügbare Hüllen müssen nach drei bis fünf Jahren entfernt und eingesammelt werden. Dies wird wegen Personalmangel häufig nicht erledigt oder ist durch Überwucherung, oder weil die Hülle in den Baum eingewachsen ist, nicht mehr möglich. Somit verbleiben jährlich zahlreiche Wuchshüllen in deutschen Wäldern bis sie verrosten oder durch äußere Einflüsse in umweltschädliche Kunststoffbestandteile zerkleinert werden. Derzeit erhältliche Varianten aus Biokunststoffen basieren zwar auf nachwachsenden Rohstoffen, sind jedoch nicht biologisch abbaubar, zersetzen sich bereits während der Nutzungsphase und belasten die Natur mit Klein- und Mikroplastik.

Die Firma Buck GmbH & Co. KG beauftragte die DITF deshalb, ein Garn aus nachwachsenden Rohstoffen zu entwickeln, das auch biologisch abbaubar ist. Dieses Garn sollte sich mit einer Strickmaschine zu einem Schlauch verarbeiten lassen, um anschließend zu einer steifen, aber gleichzeitig nachgiebigen Röhre konsolidiert zu werden.

Als Ausgangsmaterialien für die Entwicklung eines Hybridgarnes wurden nachwachsende Naturfasern und Polylaktid (PLA) genutzt, die die Firma Trevira für die Forschung kostenlos bereitgestellt hat. PLA besteht aus chemisch aneinander gebundene Milchsäuremolekülen und stellt aktuell den einzigen im industriellen Maßstab verfügbare biologisch abbaubare Thermoplast dar. Besonderes Augenmerk wurde auf eine besonders hohe Reinheit des PLA gelegt, um eine Umweltschädigung durch Weichmacher oder andere Inhaltstoffe zu vermeiden.

Als nachwachsende Naturfasern wurden zunächst Flachsfasern verwendet. In mehreren aufeinander folgenden Prozessen der Spinnvorbereitung wurden sie mit den PLA-Stapelfasern geöffnet, gemischt und zu einem Faserband verarbeitet. Anschließend wurde in Voruntersuchungen eine geeignete Garnstruktur für das biobasierte Hybridgarn ermittelt. Gesucht war ein einfaches, weitverbreitetes Spinnverfahren, das eine schnelle Umsetzung in den industriellen Maßstab gewährleistet. Es wurden Spinnversuche an einer Rotorspinnmaschine, am Flyer, einem dem Ringspinnen vorgelagerten Prozess, und an einem an den DITF entwickelten Umwindespinntester durchgeführt. Schließlich wurde die Vorgarnherstellung mittels Flyer gewählt, da dieses Verfahren ein voluminöses sowie gleichzeitig festes Hybridgarn mit ausreichend flexiblen Einstellparametern erzeugt und zudem bei vielen Spinnereien verbreitet ist. Anschließend wurde das Hybridgarn bei der Firma Buck GmbH & Co. KG zu einem Gestrick verarbeitet und daraus eine Baumhülle gefertigt.

Aus materialtechnischen und wirtschaftlichen Gründen wurden zur Optimierung des Hybridgarns die Flachsfasern durch Baumwollfasern ersetzt. Die Baumwollfaser ist quer zur Faserlängsachse biegsamer als die Flachsfaser. Dadurch erweist sie sich im Gestrick und in der in der anschließenden Anwendung als Baumhülle flexibler gegenüber von außen wirkenden Kräften wie zum Beispiel Tieren oder Wind. Baumwollfasern sind im Vergleich zu Flachsfasern in Baumwollspinnereien verfügbar, was die Anzahl an potentiellen Lieferanten für das Hybridgarn steigert.

Künstliche Intelligenz (KI) bietet auch kleinen und mittleren Unternehmen große Chancen. Damit das Potenzial von KI spielerisch erlebbar wird, haben die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) und die Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. im Sommer letzten Jahres den „KI-EscapeROOM“ eröffnet. Aufgrund der andauernden Einschränkungen durch COVID-19 wurde für Interessenten aus der Industrie eine virtuelle Möglichkeit geschaffen, weiterhin aktiv das Thema KI kennenzulernen. Das neue Online-Angebot des Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrums Textil vernetzt kann ab sofort genutzt werden.

Wissenschaftler*innen von DITF und Hahn-Schickard haben im Sommer letzten Jahres gemeinsam ein Konzept erstellt, mit dem KI-Prinzipien spannend und verständlich vermittelt werden: Der KI-EscapeROOM wurde eröffnet. Die Spielenden werden Schritt für Schritt an das Thema KI herangeführt und können am Ende Impulse und Ideen für die eigene Arbeit mitnehmen. Als pandemiebedingt der reale KI-Escape-Room geschlossen werden musste, fehlte ein digitales Angebot. Jetzt wurde die virtuelle Baustelle für den Aufbau des KI-EscapeROOM eingerichtet. Mit Desktop-PC oder Laptop kann man in das 3D-Browser-Spiel eintreten und dabei helfen, den KI-EscapeROOM aufzubauen. In 15-20 Minuten kann die Baustelle weiterentwickelt werden, indem durch das richtige Beantworten von Multiple-Choice-Fragen benötigte Bauteile erspielt werden. Gegenstände müssen angeklickt und gedreht werden – überall können sich Hinweise verbergen.

Am Ende des Spiels steht nicht nur die Steuerzentrale, an die der reale KI-EscapeROOM anknüpft, sondern die Teilnehmer*innen wissen, was Künstliche Intelligenz kann – und was nicht. Die Spielerinnen und Spieler kennen sowohl verschiedene Aufgaben, die KI lösen kann, als auch verschiedene Algorithmen, die KI verwendet.

Der reale KI-EscapeROOM an den DITF kann jetzt wieder besucht werden. Mit Knobeln, Kombinieren und Ausprobieren können weitere spannende Aufgaben rund um Künstliche Intelligenz gelöst werden.

Im KI-EscapeROOM können Mitarbeiter*innen aus allen Branchen Künstliche Intelligenz hautnah erleben und gemeinsam in interdisziplinären Teams unterschiedliche Aufgaben meistern.

Wer sich gerne im KI-EscapeROOM für die Zukunft fit machen möchte, meldet sich zu einem der Termine an oder vereinbart einen individuellen Termin mit einer Gruppe von drei bis sechs Personen. Zur kompletten Terminübersicht aus dem Kompetenzzentrum Textil vernetzt geht es unter www.kompetenzzentrum-textil-vernetzt.digital.

Für die Teilnehmer*innen, die Ideen in ihren Unternehmen umsetzen möchten, stehen zusätzlich die KI-Trainer*innen aus dem Kompetenzzentrum Textil vernetzt mit Rat und Tat zur Seite.

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.