Aus der Branche

Das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) wird in Genf Neues aus der Vliesstoffforschung präsentieren. Gezeigt werden unter anderem ein biobasierter Hygienevliesstoff, das Recycling von Hochleistungsfasern am Beispiel des Projekts VliesSMC, ein innovatives Schlauchlinersystem und Wasserstrahlvliesstoffe aus recycelten Fasern.

Biobasierter Hygienevliesstoff: BioHyg
Ausgangspunkt für die Innovation war die Suche nach einer waschbaren und somit wiederverwendbaren Saugeinlage aus vollständig biobasierten Materialien für Anwendungen in der Baby-, Damen- und Inkontinenzhygiene. Zwei Hauptanforderungen standen im Fokus: Eine schnelle und effiziente Flüssigkeitsverteilung sowie eine hohe Saugfähigkeit sollen Rücknässung und Auslaufen minimieren. Beides gewährleisten Spezial-Viskosefasern von Kelheim Fibres, die seit vielen Jahren diesen essenziellen Beitrag in absorbierenden Hygieneprodukten wie Tampons leisten.
Dabei sind die Vorteile von Vliesstoffen in Kombination mit Spezial-Viskosefasern hinsichtlich Absorptionsfähigkeit (durch z. B. offenporigere Strukturen) aus dem Bereich der petrochemisch- in die Welt der biobasierten Fasermaterialien transferiert worden.

Wiederverwendbare Produkte müssen beim Waschen und über mehrere Nutzungszyklen hinweg stabil bleiben. Um das zu gewährleisten, wurde am Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. eine innovative Vliesstoffkonstruktion entwickelt. Sie schließt die technologische Lücke aus ausreichender Dimensionsstabilität und möglichst geringer Faserschädigung durch die Verfestigungsmechanismen. Die entwickelten Vliesstofflagen können als eigenständige Lösung als Single-Use Produkt mit biobasierten Materialien verwendet oder in eine waschbare Verbundstruktur, wie der Windel vom Start-up Sumo, integriert werden. Die neue Lösung vereint die Welten von Hygiene und Nachhaltigkeit und zeigt, dass leistungsstarke wiederverwendbare absorbierende Produkte ohne fossile Materialien entwickelt werden können.

Recycling von Hochleistungsfasern: VliesSMC
Das STFI informiert auf der INDEX über 23 Neuerungen im Recycling von Hochleistungsfasern. Ausgestellt wird ein Batteriegehäuse, das gemeinsam mit dem Forschungspartner Fraunhofer ICT, Pfinztal, erarbeitet wurde. Am STFI, Chemnitz, erfolgten detaillierte Untersuchungen zum Einsatz rezyklierter Carbonfasern in der SMC-Prozesskette. Hierzu wurden Vliesstoffe entwickelt, die es ermöglichen, die rezyklierten Carbonfasern der SMC-Anlage zuzuführen. Die hergestellten SMC-Halbzeuge konnten anschließend sowohl im Form- als auch Fließpressverfahren verarbeitet werden. Der Vergleich mit konventionellen SMC-Produkten zeigt, dass bei niedrigerem Faservolumengehalt vergleichbare Kennwerte erzielt werden konnten. Zukunftsweisende Materialien bieten zudem die Entwicklungen aus dem Bereich nachwachsender Rohstoffe in Kombination mit biobasierten Harzsystemen.   
 
Von der Recyclingfaser zum Wasserstrahlvliesstoff
Das STFI stellt Vliesstoffstrukturen aus, die nach dem mechanischen Recycling mittels Reißmaschine durch das Wasserstrahlverfahren bzw. Nähwirktechnologien verfestigt wurden. Die Vliesstoffe zeichnen sich insbesondere durch ihre weiche Haptik und Optik aus. Ob nassfeste Wipes, klassische Polfaserwirkvliesstoffe mit Polster- und Isolationseigenschaften oder nachhaltige Nadelvliesstoffe; durch den Einsatz von Reißfasern in Kombination mit etablierten Vliesbildungsprozessen werden am STFI neue Anwendungen für Alttextilien gefunden und Stoffkreisläufe geschlossen.  

19. / 20. Oktober 2022, Berlin, Hotel Aquino

Das vom BMBF geförderte Vorhaben „DiTex – Digitale Technologien als Enabler einer ressourceneffizienten kreislauffähigen B2B-Textilwirtschaft“ hat recyclingfähige Leasing-Berufsbekleidung und -Bettwäsche entwickelt, in der Praxis erprobt und ihre Ressourceneffizienz und Eignung bewertet. Die Abschlussveranstaltung „Auf dem Weg zu einer zirkulären Textilwirtschaft – Produkte, Geschäftsmodelle und digitale Strategien“ findet am 20. Oktober 2022 in Berlin statt.

Vorgestellt werden zirkuläre Produktdesigns für Großabnehmer und wie Anforderungen an Komfort, Langlebigkeit und Nachhaltigkeit gebündelt werden können.
Diskutiert werden drei Schwerpunktthemen:

• Wie können digitale Strategien sinnvoll für Kreislaufführung und ressourceneffiziente Nutzung von Miettextilien eingesetzt werden?
• Welche Chancen für verbesserte Ressourcennutzung bietet Textilrecycling?
• Wie kann das Geschäftsmodell des Textilleasings zu einer textilen Kreislaufwirtschaft beitragen?

Am Vorabend der Konferenz, am 19. Oktober 2022, besteht die Gelegenheit, sich bei einem Get-Together ab 18 Uhr mit anderen Teilnehmenden und Projektbeteiligten auszutauschen.

Eine Anmeldemöglichkeit besteht bis zum 19.08.2022.

Im Mittelpunkt des Messeauftritts des Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) stehen im Jahr 2022 aktuelle Entwicklungen, die sich dem Recycling und der Nachhaltigkeit von Leichtbauwerkstoffen widmen. Der Einsatz von rezyklierten Hochleistungsfasern wird an diversen Anwendungsbeispielen aus den Bereichen Sport und Freizeit sowie Mobilität erlebbar gemacht. Beispielsweise werden die Ergebnisse des zum 30.03.2022 beendeten IGF-Vorhabens „VliesSMC“ präsentiert. Gemeinsam mit dem Forschungspartner Fraunhofer ICT, Pfinztal, wurde im Rahmen des Projektes der Einsatz von rezyklierten Carbonfasern in der SMC-Prozesskette detailliert untersucht. Hierzu wurden zunächst Vliesstoffe entwickelt, die es ermöglichen, die rezyklierten Carbonfasern der SMC-Anlage zuzuführen. Die hergestellten SMC-Halbzeuge konnten anschließend sowohl im Form- als auch Fließpressverfahren verarbeitet werden. Der Benchmark mit konventionellen SMC-Produkten zeigte, dass bei niedrigerem Faservolumengehalt vergleichbare Kennwerte erzielt werden konnten.

Zukunftsweisende Materialien bieten zudem die Entwicklungen aus dem Bereich nachwachsender Rohstoffe in Kombination mit biobasierten Harzsystemen. Das Projekt Gro-Coce verfolgte das Ziel, durch die Verbindung nachhaltiger Bauprodukte und -weisen ein innovatives Deckensystem zu entwickeln, welches auf Grundlage der Holz-Beton-Verbundbauweise (HBV-Bauweise) als ökonomische und ökologisch vorteilhafte Alternative zu den momentan vorherrschenden, energie- und ressourcenintensiven Deckenkonstruktionen aus Stahlbeton funktioniert. Das Deckensystem besteht aus Holzstegen, deren Zugzone durch hochleistungsfähige hanffaserbasierte Armierungstextilien verstärkt wird. Dadurch gelingt eine deutliche Reduktion des notwendigen Holzquerschnittes und eine anforderungsgerechtere sowie verantwortungsvollere Nutzung des Querschnitts für alle üblichen Spannweiten des Hoch- und Geschossbaus. Ziel war die Verwirklichung hoher mechanischer Kennwerte der Fasern, bei gleichzeitig geringer Streuung der Materialeigenschaften, um ein im Vergleich zu industriell gefertigten Fasern konkurrenzfähiges und nachhaltiges Produkt aufbieten zu können.

Zudem stellt das STFI neueste Möglichkeiten zur kontinuierlichen Herstellung von Organoblechen vor. Unter Einsatz einer Intervallheißpresse wurden in den letzten Jahren Organobleche auf Basis unterschiedlichster Verstärkungsstrukturen in Kombination mit thermoplastischen Matrixsystemen entwickelt. Die Palette reicht dabei vom industrieüblichen PP und PA bis hin zu hochtemperaturbeständigen Polymeren wie PPS oder PEI.

Am 27. November 2021 wurde der Wissenschaftspreis für International Sustainable Aviation and Energy Society (SARES Award) an Professor Dr. Thomas Gries vom Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University verliehen. Die Verleihung fand während der Abschlussveranstaltung des International Symposiums on Sustainable Aviation (ISSA) im Rahmen eines hybriden Formats online und gleichzeitig an der Kasetsart Universität, Bangkok, Thailand statt.

Mit dem Preis würdigte das Komitee den kontinuierlichen Beitrag von Professor Gries und dem Institut für Textiltechnik zur Digitalisierung und Bio-transformation des Textilsektors sowie das Institut als Ort der Innovation für nachhaltige Luftfahrt.

Beispiele hierfür sind unter anderem die Entwicklung von 3D-geflochtenen Keramikmatrix-Verbundbauteilen für Flugzeugtriebwerke, die gemeinsam mit Partnern in einem Horizon 2020-Projekt (EU-Projekt AllOxITD) erforscht wurden. Das laufende Forschungsprojekt Chrysomallos als weiteres Beispiel, das im Rahmen des nationalen Luftfahrtforschungsprogramms in Deutschland gefördert wird, zielt auf die Entwicklung eines völlig neuen und nachhaltigen Hochleistungsisolators für Flugzeugkabinen auf der Basis von Aerogelen. Diese haben bei gleicher Isolierleistung ein deutlich geringeres Gewicht als die bisher verwendeten Glasfasermatten und lösen das Problem der bisher hohen Herstellungskosten von Aerogelen. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Dämmstoffs mit reduzierter Dichte (Reduktion über 20 Prozent). Dazu soll ein neuartiger Dämmstoff auf Basis von Aerogel entwickelt werden. Als Grundlage dient ein Aerogel-Vlies (0,06 W/mK bei 28 kg/m³), das bereits im Rahmen einer Dissertation am Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen entwickelt wurde (Mroszczok, J.: 2019).

Die Luftfahrtindustrie ist eine der am schnellsten wachsenden Branchen der Welt. Aufgrund dieser Tatsache und ihrer Bedeutung für die Gesellschaft und die Weltwirtschaft muss sie besondere Anstrengungen in Richtung Nachhaltigkeit unternehmen. Die ISSA, ein internationales, multidisziplinäres Symposium, zielt darauf ab, aktuelle Themen im Bereich der Luftfahrt anzusprechen, wie z. B. die Verbesserung der Treibstoffeffizienz von Flugzeugen, die Förderung des Einsatzes von Biokraftstoffen, die Minimierung der Umweltauswirkungen, die Minderung von Treibhausgasemissionen und die Reduzierung von Triebwerks- und Flugzeuglärm.

Durch die Verleihung ehrt SARES Wissenschaftler und Forscher, die mit ihren Arbeiten zu Fragen der nachhaltigen Luftfahrt einen wichtigen Beitrag auf internationaler Ebene geleistet haben. Die Auswahl basiert auf den wissenschaftlichen Veröffentlichungen des Bewerbers oder Nominierten, dem h-Index, d.h., der Kennzahl für die weltweite Wahrnehmung eines Wissenschaftlers in Fachkreisen, den Projektthemen und den Projektergebnissen.

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.

• Fluorkohlenstoffverbindungen gefährden Umwelt und Gesundheit – Forderung nach transparenten Lieferketten

Gut gerüstet gegen Regen, Wind und Schnee? Für Aktivitäten an der frischen Luft wird zunehmend Funktionskleidung gekauft. Atmungsaktiv, wasserdicht, öl- und schmutzabweisend soll sie sein: Eigenschaften, für die Chemikalien eingesetzt werden. Doch wie gefährlich das Herstellen der Beschichtungen für Gesundheit und Umwelt ist, war bisher nicht ausreichend erforscht. In einem von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) fachlich und finanziell mit knapp 290.000 Euro geförderten Projekt wurden ausgewählte fluorkohlenstoffhaltige Chemikalien sowie fluorfreie Alternativen ökotoxikologisch untersucht. Fazit: „Auf ölabweisende Beschichtungen sollte im alltäglichen Gebrauch besser verzichtet werden“, fasst Alexander Bonde, DBU-Generalsekretär, zusammen. Projektergebnisse und Abschlussveranstaltung mit Vertretern von Hochschulen, Umweltbundesamt und Outdoorunternehmen ergaben, dass der Nutzen das hohe Gesundheits- und Umweltrisiko bei der Herstellung nicht rechtfertigen würde. Verbraucher sollten auf hochwertige im Markt erhältliche Alternativen achten.

Für risikoarme Herstellung hoher Standard erforderlich
„Das Herstellen des Materials ist häufig eine erhebliche Gefahr für Mensch und Umwelt, wenn keine hohen Standards in der Arbeitssicherheit, gut ausgerüstete Produktionsstätten, kein geschultes Personal und kein gutes Abfall- und Abwassermanagement damit einhergehen“, sagt Projektleiter Prof. Dr. Stefan Stolte von der Technischen Universität Dresden, Institut für Wasserchemie. Bei vielen Produktionsstätten beispielsweise in Asien sei dies derzeit jedoch der Fall. „Im Labor haben wir unter kontrollierten Bedingungen nachgewiesen, dass krebserregende, giftige oder gesundheitsschädliche Verbindungen zur Herstellung der Textilien verwendet werden“, so Stolte. Ohne kontrollierte Umweltstandards bei der Produktion würden die Chemikalien über das Abwasser ungehindert in die Gewässer gelangen. „Die Nutzung problematischer Chemikalien bei der Produktion bedeutet aber nicht, dass diese auch in den Textilien zu finden sind“ stellt Stolte heraus.

Umwelt- und Gesundheitsgefahren durch Fluorkohlenstoffverbindungen
Dr. Max Hempel, DBU-Fachreferent für Umweltchemie: „Vor allem PFC, also per- und polyfluorierte Chemikalien, bleiben sehr lange in der Umwelt, reichern sich in Organismen an, sind gesundheitsgefährdend und können die Fortpflanzung beeinträchtigen.“ Langkettige PFC mit mehr als acht Kohlenstoffatomen seien 2016 deshalb von der Europäischen Union (EU) als Substanzen mit besonders Besorgnis erregenden Eigenschaften eingestuft und für viele Anwendungen verboten worden. „Bisher wurden kurzkettige PFC als Alternativen für die langkettigen angesehen“, erläutert der Projektleiter, der zu Projektbeginn an der Universität Bremen, Zentrum für Umweltforschung und nachhaltige Technologien, lehrte. „Hierfür fehlte den Unternehmen allerdings die chemische und ökotoxikologische Expertise.“ Im jetzt abgeschlossenen Projekt seien Wissenslücken geschlossen worden.

Im Alltag reichen atmungsaktive und wasserabweisende Funktionen
Dr. Jürgen Arning vom Umweltbundesamt in Dessau, das das Projekt begleitet hat: „Die Nutzung von kurzkettigen PFC birgt neue Gefahren, weil diese viel mobiler in der Umwelt sind.“ Solange es keine Alternative zu den Chemikalien gebe, sollte die Nutzung auf das unbedingt erforderliche Maß reduziert werden. „Bei persönlicher Schutzkleidung wie im Krankenhaus oder bei der Feuerwehr macht der Einsatz von öl- und schmutzabweisenden Materialien Sinn“, so der Wissenschaftler. Aber im normalen Alltag und bei der Freizeitgestaltung würden atmungsaktive und wasserabweisende Funktionen reichen, die auch ohne fluorhaltige Chemikalien erzielt werden könnten und im Markt auch angeboten würden. Der Bundesverband der Deutschen Sportartikel-Industrie (BSI, Bonn), Kooperationspartner des Projekts, und viele mittelständische Outdoor-Unternehmen seien aufgrund der Umwelt- und Gesundheitsgefahren bestrebt, alternative Textilveredelungschemikalien mit vergleichbarer Funktionalität zu ermitteln. Die Forscher hatten kurzkettige PFC, die auch öl- und schmutzabweisend sind, sowie PFC-freie Substanzen, die nur wasserabweisende Eigenschaften haben, untersucht. Beides wird derzeit von Outdoor-Herstellern für die Beschichtung von beispielsweise Jacken, Hosen und Zelten eingesetzt.

Gesetzliche Standards kontrollieren und Lieferketten transparent machen
„Die Outdoorbranche lebt davon, dass Freizeitaktivitäten als gesundheitsförderlich empfunden werden. Das Bewusstsein für Umwelt und Gesundheit ist bei vielen dieser Unternehmen ausgeprägter als in anderen Branchen“, so Hempel. Kunden könnten und sollten beim Kauf von Outdoortextilien auf die Inhaltsstoffe achten oder im Geschäft nachfragen. Kritisch sehen die Projektbeteiligten derzeit allerdings die Deklaration der Inhaltsstoffe. Hempel: „In den untersuchten Proben wurden Gefahrstoffe nachgewiesen, die teilweise nicht im Sicherheitsdatenblatt der Hersteller aufgeführt wurden.“ Gesetzliche Standards gebe es bereits, doch die Kontrolle müsse noch verbessert werden. Für transparente Lieferketten müsse ebenso gesorgt werden.

Den Abschlussbericht finden Sie hier zum Download.