Aus der Branche

Gemeinsam mit den Projektpartnern CG TEC, Cordenka, ElringKlinger, Fiber Engineering und Technikum Laubholz entwickeln die DITF einen neuen Faserverbundwerkstoff (CELLUN) mit Verstärkungsfasern aus Cellulose. Die Matrix des Werkstoffs ist ein thermoplastisches Cellulosederivat, das sich in industriellen Verarbeitungsverfahren wie Heißpressen oder Pultrusion verarbeiten lässt. CELLUN aus nachwachsenden Biopolymeren ermöglicht den Ersatz von Glas- oder Carbonfasern in der Herstellung industrieller Formteile.

Innerhalb des schnell wachsenden Segments des Faserverbund-Leichtbaus werden zunehmend Organosheeets eingesetzt. Organosheets sind vorkonsolidierte Platten-Halbzeuge mit einer Matrix aus thermoplastischen Kunststoffen und verschiedenen Verstärkungsfasern in unterschiedlichster textiler Ausführung. Die Thermoplastmatrix erlaubt die Verarbeitung der Organosheets mit in der Industrie etablierten „schnellen“ Verfahren wie Heißpressen, Thermoformen, Spritzgießen mit Organoblech-Einlegern oder Pultrusion. Die Verfahren erzeugen sehr gut recycelbare, hoch funktionalisierte Bauteile mit reproduzierbarer Qualität.

Die textile Verstärkung der Organosheets besteht vor allem aus Glas-, Carbon-, Basalt- oder Aramidfasern. Diese Fasern besitzen hohe Steifigkeiten und Zugfestigkeiten, sind jedoch in ihrer Herstellung und im Recycling energieintensiv und können nur in einem zunehmend minderwertigen Zustand recycelt werden.

Im Gegensatz dazu ist der an den DITF entwickelte CELLUN-Verbundwerkstoff eine wesentlich nachhaltigere Alternative. Für die Herstellung von CELLUN wird die Verstärkungskomponente aus nicht schmelzbaren Cellulosefasern sowie thermoplastischen, derivatisierten Cellulosefasern als Matrix zu einem Hybridroving kombiniert. Als cellulosische Verstärkungsfasern kommen Regeneratfasern der Firma Cordenka und die an den DITF entwickelten HighPerCell®-Cellulosefasern zum Einsatz.

CELLUN wird nun im Rahmen eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Verbundprojekts zur industriellen Reife weiterentwickelt. Die Aufgaben der DITF im CELLUN-Verbundprojekt sind vor allem die Herstellung von geeigneten Verstärkungsfasern auf Basis von Cellulose und die Einbettung der Fasern in die thermoplastische Cellulose-Derivat-Matrix. Das Material wird in den hauseigenen Technika zu technischen Hybridrovingen und zu Hybridtextilien weiterverarbeitet. Über Pultrusions- und Thermoformverfahren oder im Spritzguss können schließlich Formteile hergestellt werden, die die technischen Einsatzmöglichkeiten des neuen Materials veranschaulichen.

Im weiteren Projektverlauf liegt der Fokus auf der vollständigen Kreislaufführung des CELLUN-Materials nach dem End of Life (EOL). Dazu werden zwei unterschiedliche Ansätze erforscht. Einerseits besteht die Möglichkeit, CELLUN-Formteile ohne Qualitätsverlust thermisch umzuformen. Ein zweiter möglicher Weg besteht darin, das CELLUN-Material wieder chemisch in die einzelnen Komponenten zu trennen. Diese können dann erneut wieder zu 100% als neue Ausgangsmaterialien eingesetzt werden.

CELLUN-Werkstoffe werden als umweltfreundliche, ressourcenschonende und kostengünstige Alternative zu etablierten Verbundwerkstoffen im Leichtbau- und Automotivsektor Vorteile im Markt der technischen Halbzeuge bieten. Durch die Verwendung nachwachsender Biopolymere soll ein wesentlicher Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz geliefert werden: Einerseits können herkömmliche Kunststoffe auf Rohölbasis substituiert werden, andererseits können CELLUN-Verstärkungs- und Matrixfasern mit nur geringem Energieeinsatz und aus natürlichen Rohstoffen hergestellt werden.

Gemeinsam mit der Stadt Mönchengladbach veranstalteten der Digital Innovation Hub Düsseldorf/Rheinland (digihub) und die WFMG – Wirtschaftsförderung Mönchengladbach am 11. Januar 2023 die erste „TexTech Start-up Night“ in der Textilakademie NRW. Rund 150 Teilnehmer aus der Textiltechnikbranche kürten den Gewinner aus fünf vorgestellten Produkt- und Geschäftsmodellinnovation für den Textilmarkt. Den Preis, ein Aussteller-Ticket für den Digital Demo Day am 17. August 2023, nahm Gründer und Gesellschafter der eco-softfibre GmbH & Co. KG Bernd Wacker entgegen.

Das 2020 gegründete Görlitzer Start-up-Unternehmen, das 2022 bereits Gewinner des Deutschen Rohstoffeffizenz-Preis 2022 des BMWK war, überzeugte mit einem offenporigen und atmungsaktiven Bioschaumstoff, der beispielsweise als Schallabsorber in Innenräumen oder zur Polsterung genutzt wird.

Weichschaumstoffe werden seit 70 Jahren als Polsterung in vielen Branchen wie Möbel, Bettwaren, Bekleidung, Taschen oder für Schallabsorption eingesetzt. Sie werden petrochemisch hergestellt und sind nicht recyclebar. eco-softfibre ist es gelungen, einen naturfaserbasierten Weichschaumstoff upgecycelt, recyclebar und biodegradierbar skalierbar herzustellen.

Weitere Start-up-Ideen auf der TexTech Start-up Night:

• Michael Fraede, Gründer der Robotextile GmbH, erzählte, wie er mit einer neuen und resilienten Greifertechnologie für biegeschlaffe Teile die Textilindustrie automatisieren will.
• Janina Szczesnowicz zeigte, wie Fibrecoat Hochleistungsmaterialien für den Massenmarkt produziert.
• Prof. Nate Robinson stellte das schwedische Start-up LunaMicro vor, das eine aktive Feuchtigkeitsmanagement-Technologie für die nächste Generation intelligenter Textilien entwickelt.
• Michael Pfeifer, Co-Gründer und CEO des Upcycling-Unternehmens MOOT, zeigte, wie MOOT das Upcycling von Textilien skalierbar macht.

„Textiltechnik-Unternehmen stehen vor großen Herausforderungen aufgrund des Strukturwandels und der digitalen Transformation. Neue Technologien können ihnen dabei helfen, ihr Geschäftsmodell wettbewerbsfähig zu machen. Dabei nehmen die Themen Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft eine zentrale Rolle ein“, betonte David Bongartz, Prokurist bei der Wirtschaftsförderung Mönchengladbach, die Wichtigkeit des Themas. Das Ziel der TexTech Start-up Night sei, das Ökosystem zu diesen Fokusthemen für die Zusammenarbeit zu vernetzen. „Wir freuen uns sehr, dass dieses Event der erfolgreiche Startschuss für wiederkehrende, überregionale Netzwerktreffen von Textiltechnik-Startups, -Unternehmen, -Hochschulen und -Forschungseinrichtungen ist“, fügte digihub-Geschäftsführer Dr. Klemens Gaida hinzu.