Aus der Branche

Indorama Ventures Public Company Limited (IVL), einer der weltweit führenden Petrochemieproduzenten mit globaler Präsenz in Europa, Afrika, Nord- und Südamerika sowie im asiatisch-pazifischen Raum, wird auf der Techtextil die neuesten Entwicklungen und Innovationen seiner drei Faser-Sparten MOBILITY, HYGIENE und LIFESTYLE vorstellen. Diese drei Geschäftsbereiche vereinen Schlüsselkompetenzen in den Bereichen Fasern, Vliesstoffe und Gewebe für die Märkte Automobil, Hygiene, Funktionsmaterialien und Verbundwerkstoffe.

Unter dem Motto "Reimaging Chemistry together for a better World" wird ein breites Portfolio an nachhaltigen Produkten, fortschrittlichen Technologien und verbraucherorientierten Lösungen vorgestellt.

Ein Schwerpunkt wird die Marke Deja® sein — die Plattform für nachhaltige Produkte von Indorama Ventures. Sie umfasst u.a. Materialien wie Fasern aus recyceltem PET (rPET). Ziel ist es, Produkte im Umlauf zu halten und die Kreislaufwirtschaft zu etablieren.  Außerdem werden Materialien mit einem neutralen Kohlenstoff-Fußabdruck, darunter Breathair® und bio-basierte Produkte, präsentiert.

Auch andere neue Technologien werden vor Ort zu sehen sein. Um die Verschmutzung der Umwelt durch Kunststoffe zu verringern, führt Indorama Ventures Polyolefinfasern und Vliesstoffe ein, die durch die kürzlich eingeführte Biotransformationstechnologie biologisch abbaubar sind. Biotransformation ist ein Prozess, bei dem sich der physikalische Zustand einer Faser von einem kristallinen Feststoff in ein bioverfügbares Wachs ändert.

• Einladung zur Abschlusskonferenz des Projektes iMulch

Während Kunststoffe in maritimen Gewässern aktuell zahlreiche gesellschaftliche Akteure beschäftigen, finden Bodenbelastungen durch Kunststoffe in Äckern und Feldern durch landwirtschaftliche Folien bisher kaum Beachtung. Besonders Mulchfolien kommen sowohl zur Ertragssteigerung als auch infolge klimatischer Ursachen, immer häufiger zum Einsatz.

Dieser Thematik widmeten sich daher die Forschenden des Projektes iMulch. Um einen Nachweis von Kunststoffen in Böden und Drainagewässern zu erbringen und mögliche Folgen aufzuzeigen, untersuchte und verglich das Forschungsteam den Einfluss konventioneller erdölbasierter Mulchfolien mit bio-abbaubaren Alternativen.

Die gesammelten Projektergebnisse präsentiert das Konsortium mit Unterstützung externer Expertinnen und Experten am 28. April von 10-17 Uhr online im Rahmen der iMulch Abschlusskonferenz. Eine Anmeldung zur kostenlosen Teilnahme sowie die Veranstaltungsagenda finden sie unter dem folgenden Link:
http://imulch.eu/abschlusskonferenz/

Kunststoffemission in Böden
Um untersuchen zu können, ob der Einsatz von Mulchfolien auf Böden kritische Kunststoffemissionen verursacht, entwickelten die Forschenden zunächst eine umfassende Teststrategie. Diese ermöglichte es, Informationen zu Menge, Typ und Größe der Kunststoffpartikel sowie zu ihrem Transportverhalten und Verbleib im Boden zu gewinnen. Der erste Schritt bestand in der Entwicklung geeigneter Test-Methoden zur Bestimmung von Polymermenge, Polymerart und Polymergröße. Einsatz fanden besonders die Thermoextraktions-Desorptions-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (TED-GC-MS), FT-IR-Spektrometrie und die konfokale Raman-Mikroskopie (CRM).

In Laborständen untersuchten sie parallel die Verwitterung von Folien in Böden und in Drainagewasser sowie das Adsorptionsverhalten von Folien in Bezug auf Schadstoffe. Ein weiterer Untersuchungsschwerpunkt bestand in der möglichen Toxizität der Folien auf aquatische und terrestrische Organismen. Die Ergebnisse dieser Experimente boten wertvolle Rückschlüsse zum Verhalten und Verbleib landwirtschaftlicher Folien in der Umwelt.

Über mehr als 12 Monate hinweg erforschte das Team zudem den Transport der in den Folien eingesetzten Polymere in Freilandlysimetern. Hierbei analysierten sie sowohl den Transport im Boden als auch die Aufnahme in Pflanzen. Die Ergebnisse erlauben Rückschlüsse zur Frage, ob Polymerpartikel aus dem Boden ins Grundwasser eintreten oder durch eine Aufnahme in Pflanzen in die Nahrungskette gelangen können.

Mikrobielles Upcycling durch Bakterien
Eine vielversprechende Lösung zum Abbau und zur Nutzbarmachung von Mulchfolienresten scheinen mikrobielle Upcycling-Ansätze zu bieten. Diese nutzen Mikroorganismen, welche in der Lage sind, Kunststoff-Moleküle im Rahmen von Stoffwechselprozessen umzuwandeln.

Hierbei können sie Moleküle von industriellem Interesse produzieren, beispielsweise das Biopolymer PHA. Eine Optimierung der Stoffwechselwege des Mikroorganismus Cupriavidus necator demonstrierten die Forschenden erfolgreich am Beispiel von PBAT-Monomeren und realisierten dort eine effektive Umwandlung zum Biopolymer PHA. Diese stoffliche Nutzung von Mulchfolien durch mikrobielles Upcycling kann zukünftig zu einer signifikanten Verbesserung der Ökobilanz landwirtschaftlicher Folien beitragen. Das Projekt iMulch wird mit Mitteln aus dem Europäischen Fond für regionale Entwicklung (EFRE) „Investitionen in Wachstum und Beschäftigung“ gefördert.

• Textiler Dauerlauf oder wie Geokunststoffe durch eine hohe Nutzungsdauer nachhaltig werden
• STFI lädt ein zum Bautextilien-Symposium mit den Schwerpunkten Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit (online)

Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit – Verzicht oder Wachstumschance? Diese Frage begegnet uns immer häufiger, auch beim Thema Bauen mit Textil. Auswirkungen und Konsequenzen einer Entscheidung für mehr Nachhaltigkeit müssen wir dabei jedoch immer hinterfragen. Denken wir beispielsweise an die zweifelsfrei notwendige Infrastruktur, auf die eine moderne, industriell geprägte Gesellschaft angewiesen ist, müssen hier andere Lösungen als bloßer Verzicht gefunden werden.

Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit durch Geokunststoffe - Unter diesem Leitthema lädt das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. zusammen mit seinen Mitveranstaltern ein zum 15. Symposium „BAUTEX – Bauen mit Textilien“ am 26. und 27. Januar 2022.

Marian Hierhammer, Leiter der Prüfstelle am STFI, sagt dazu: „Geokunststoffe, die unsichtbaren Arbeiter im Untergrund, haben sich über die letzten Jahrzehnte zu einem bedeutenden Element bei innovativen Bauweisen im Erd- und Grundbau entwickelt. Dies ist nicht nur in den vielen Funktionen wie z. B. Filtern, Bewehren, Trennen, Dichten begründet, die sie bei den unterschiedlichsten Anwendungen übernehmen. Positive Praxiserfahrungen beim Einsatz von Geokunststoffen, ihre stetige Weiterentwicklung und ‚Ausstattung‘ mit neuen Funktionen tragen ebenso dazu bei. Mit dem Nachweis einer hohen Dauerhaftigkeit und damit verbundenen längeren Nutzungsdauer bieten die Geokunststoffe im Grunde ein perfektes Beispiel für Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit.“

Das Symposium richtet sich an Akteure aus Industrie, Forschung und Bildung, aber auch an Vertreter aus Verwaltung und regelsetzenden Bereichen. Die BAUTEX wird – anders als zunächst geplant – als Onlineveranstaltung durchgeführt.

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.

• Polynova soll ab November für die GRAFE Gruppe im Schweizer Raum Marktanteile gewinnen

Eine neue Handelsvertretung für die Schweiz hat die GRAFE Gruppe, Blankenhain, mit der Polynova Group AG, Risch-Rotkreuz (Schweiz), gefunden. Zur Fakuma 2021 wird die Partnerschaft offiziell gestartet. „Unsere neue Schweizer Vertretung ist auf die Distribution und Produktion von hochwertigen technischen Kunststoffgranulaten spezialisiert und seit mehr als 20 Jahren am Markt aktiv. Das Unternehmen verfügt über einen großen Kundenstamm und die nötige technische Expertise, um unsere Ziele in dem wichtigen Markt voranzutreiben. Dazu gehört unseren Bekannt-heitsgrad zu steigern, über unser Leistungsprogramm aufklären und schließlich Marktanteile zu gewinnen“, sagt Stefanie Theuerkauf, Vertriebsleiterin für die D-A-CH-Region. Polynova beschäftigt fünf Vertriebsmitarbeiter sowie drei in der Logistik, die allesamt einen technischen Hintergrund haben. Ein eigenes Lager in Rothenburg sichert zudem die Verfügbarkeit der Kunststoffe. „GRAFE passt bestens in unser Produktportfolio“, zeigt sich Thomas Weigl, Mitinhaber und zuständig für Geschäftsentwicklung beim Schweizer Vertriebsunternehmen, dessen Mitarbeiter kürzlich intensiv in Blankenhain geschult wurden, überzeugt.

„Unsere Kunden kommen aus den Sparten Sportartikel, Gehäuse-Technik, Automobilzulieferer und Medizintechnik – da gibt es viele Synergien mit GRAFE.“ Weigl verfügt selbst über umfangreiche Erfahrungen im Masterbatch-Bereich und war für zwei Unternehmen der Branche – Sukano und Americhem – als Geschäftsführer tätig. „Schweizer Firmen wollen Schweizer Ansprechpartner. Wir sprechen die Sprachen Deutsch, Italienisch und Französisch, sind in kürzester Zeit vor Ort, bieten den direkten Kontakt und verstehen die Bedürfnisse der Kunden und die Anforderungen des Marktes“, erklärt er. „Polynova ist damit schneller, näher und direkter.“ „Der Schweizer Markt ist groß und wichtig für uns“, berichtet Theuerkauf und Weigl erklärt die Hintergründe: „Es gibt über 300 Kunststoffverarbeiter, viele sind familiengeführt und sehr technisch orientiert. Die Ursprünge der Unternehmen liegen oft in der Uhrenindustrie und bei der Herstellung kleinster Präzisionsteile wie etwa Zahnrädern. Darüber hinaus sind Kaffeemaschinen-Hersteller, Medizintechnik-Anbieter und Automobilzulieferer wichtige Marktteilnehmer. Eine Vielzahl bekannter OEMs sind hier angesiedelt.“

Auch wenn es im Alpenland bereits Masterbatch-Hersteller gebe, so der Vertriebsexperte, verfüge jedoch niemand über das Know-how, Compounds und Masterbatches so perfekt und korngenau einstellen zu können, wie das Unternehmen aus Thüringen. Neben einer kompletten Farbenpalette auf praktisch allen Kunststoffträgern sind auch Flammschutzmittel, UV-Additive, Thermo-stabilisatoren oder Gleitmittel weitere Beispiele für das umfangreiche Produktportfolio. GRAFE zählt zu den Spezialisten in der Modifizierung thermoplastischer Kunststoffe und ist Innovationtreiber in der Herstellung von Farb-Masterbatches. „Auch die technischen Möglichkeiten hinsichtlich eines hochmodernen Technikums- und Produktionsmaschinenpark, sowie eine der größten Forschungs- und Entwicklungsabteilungen der Branche sind am Schweizer Markt sonst nicht zu finden. Unsere Aufgabe ist es jetzt, diese den einheimischen Kunden nahezubringen.“, so Thomas Weigl, Mitinhaber der Polynova AG zusammen mit dem Gründer Renato R. Huebscher.

Nur noch einen Monat, bevor die INDEX™20 zum ersten Mal seit 2017 ihre Tore öffnet, und rund 750 Aussteller haben ihre Teilnahme bereits bestätigt. Dies übersteigt die Zahlen von 2017 und zeigt deutlich die Relevanz der INDEX™20 als Anlaufstelle für Informationen aus erster Hand über neue Entwicklungen in den Bereichen Filtration, Transport, Bau, Hygiene, Medizin und Verpackung.  Wie immer wird es eine große Bandbreite an Endanwendungen geben, darunter langlebige Anwendungen und Einweganwendungen.

Trotz der Herausforderungen, mit denen viele Sektoren konfrontiert sind, haben sich die Vliesstoffe weiterentwickelt und sind während der Coronavirus-Pandemie noch stärker in den Vordergrund getreten. In einer solchen Zeit ist eine Veranstaltung wie INDEX™ wichtiger denn je, nicht nur um weiteres Wachstum zu gewährleisten, sondern auch um den Beitrag von Vliesstoffen im Kampf gegen die Pandemie zu unterstreichen und zu feiern. Um sicherzustellen, dass jeder die Veranstaltung unbesorgt genießen kann, werden alle erforderlichen Gesundheitsprotokolle zum Schutz der Aussteller und Besucher vorhanden sein.  

Natürlich ist die Pandemie nicht die einzige Herausforderung, mit der die Welt heute konfrontiert ist, und viele der Möglichkeiten zur Lösung einiger der wichtigsten Probleme wie Luftqualität, Kosteneffizienz, Nachhaltigkeit und Bereitstellung von sauberem Trinkwasser werden ebenfalls angeboten. In der Tat erleben wir weltweit einen Anstieg der Investitionen in erneuerbare, recycelte Materialien und die Entwicklung von Recyclingtechniken für Vliesstoffprodukte in einer Reihe von Anwendungen, während gleichzeitig eine Reduzierung des Materialeinsatzes, der Energie und der Abfallproduktion gewährleistet wird.

Eine Neuheit in diesem Jahr ist das INDEX™ Innovation Lab, das zum ersten Mal geöffnet sein wird. Das Innovation Lab ist ein spezieller Bereich innerhalb der INDEX™20, in dem Innovation und F&E präsentiert werden. Es ermöglicht die Entdeckung der wichtigsten Eigenschaften und Funktionen von Vliesstoffen in verschiedenen Anwendungen und verbessert das Verständnis für ihr Potenzial. Es werden sogar Poster von einigen der klügsten Köpfe der Branche ausgestellt, die aktuelle, noch laufende Forschungsprojekte sowie die Gewinner und Nominierten der INDEX™20 Innovation Awards vorstellen. Das Innovationslabor wird auch einen "Rundgang" durch das tägliche Leben mit Vliesstoffen bieten, der die breite Palette von Anwendungen und die wachsende Zahl von Sektoren, die von Vliesstoffen berührt werden, präsentiert.

Die sechs kostenlosen Branchenseminare finden parallel zu The Lab statt und bieten Expertenwissen zu den Themen Transport, Filtration, Infektionsprävention, intelligente Vliesstoffe und Geokunststoffe. Jedes Seminar findet live in Genf und parallel dazu auf der virtuellen Plattform statt, wo alle Teilnehmer mit den Referenten interagieren und an Diskussionen und Fragerunden teilnehmen können.

Das Thema Nachhaltigkeit ist immer wieder Bestandteil der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten am Sächsischen Textilforschungsinstitut. In der aktuellen Ausgabe der STFI-Webtalks wird der Schwerpunkt auf nachhaltige und innovative Neuentwicklungen, im Speziellen mit dem Rohstoff Hanf gelegt.

Hanf ist abseits von Cannabis- und Seilherstellung vielseitig einsetzbar. Wie aus den Naturfasern neuartige Produkte entstehen können, wird Inhalt der Vorträge der Wissenschaftlerinnen Elke Thiele und Ina Sigmund sein. Beide präsentieren Ergebnisse von Projekten, deren Grundlage der Rohstoff Hanf bildete:

Der erste Teil der webTalks beschäftigt sich mit Biogenen Heavy Tows. Mit dem Ziel, Hochleistungsfaserverbunde aus Hanfbast zu entwickeln, wurde das Projekt gemeinsam mit den Forschungspartnern Invent GmbH Braunschweig, Technitex Sachsen GmbH, Hohenstein-Ernstthal und Hanffaser Uckermark eG, Prenzlau bearbeitet. In der Präsentation werden Möglichkeiten der Bastfaseraufbereitung zu endlosen Fasersträngen dargestellt und Varianten der Halbzeugherstellung präsentiert. Die Kennwerte der neuartigen Naturfaserverbunde bewegen sich im Bereich von Glasfaserverbunden.

Anschließend werden im zweiten Teil innovative Maschenwaren aus biologisch angebautem Hanf vorgestellt, die sogenannten Lyohemp-Strickwaren. Hanf aus regionalem Anbau ist aufgrund seines Eigenschaftsprofils nur bedingt für die Textilproduktion geeignet. Stand der Technik sind Vliesstoffe als textile Halbzeuge für die Produktion von Naturfaserverstärkten Kunststoffen (NFK) für die Automobilindustrie oder Dämmstoffe. Hanfreststoffe bzw. ungenügende Faserqualitäten wurden daher als Ausgangsmaterial für die Zellstoffgewinnung herangezogen. Aus Hanfzellstoff wurde nach dem Lyocell-Verfahren eine Celluloseregeneratfaser entwickelt (Lyohemp), die sich zu feinen Garnen ausspinnen lässt.

Nächste Ausgabe der STFI webTalks am 12. August 2021 von 10:00 bis 10:45Uhr.
Die Teilnahme ist kostenlos und ohne Anmeldung über den Link möglich.

• Fraunhofer, SABIC und Procter & Gamble kooperieren
• Der Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE und das Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT haben ein innovatives Recyclingverfahren für Altkunststoffe entwickelt.
• Das Pilotprojekt, an dem auch SABIC und Procter & Gamble beteiligt sind, soll zeigen, dass Einweg-Gesichtsmasken für das sogenannte Closed-Loop-Recycling geeignet sind.

Die milliardenfache Verwendung von Einweg-Gesichtsmasken zum Schutz vor dem Coronavirus birgt große Gefahren für die Umwelt, insbesondere wenn die Masken in der Öffentlichkeit, z.B. in Parks, bei Open-Air-Veranstaltungen oder an Stränden, gedankenlos weggeworfen werden. Neben der Herausforderung, eine nachhaltige Lösung für derart große Mengen unverzichtbarer Hygieneartikel zu finden, bedeutet die bloße Entsorgung der gebrauchten Masken auf Mülldeponien oder in Verbrennungsanlagen einen Verlust an wertvollem Rohstoff, mit dem sich neue Materialien herstellen ließen.

»Vor diesem Hintergrund haben wir untersucht, wie gebrauchte Gesichtsmasken wieder zurück in die Wertschöpfungskette der Maskenproduktion gelangen könnten,« so Dr. Peter Dziezok, Director R&D Open Innovation bei P&G. »Doch für eine echte Kreislauflösung, die sowohl nachhaltige als auch wirtschaftliche Kriterien erfüllt, braucht es Partner. Deshalb haben wir uns mit den Expertinnen und Experten vom Fraunhofer CCPE und Fraunhofer UMSICHT sowie den Technologie- und Innovations-Fachleuten von SABIC zusammengetan, um Lösungen zu finden.«

Im Rahmen des Pilotprojekts sammelte P&G an seinen Produktions- und Forschungsstandorten in Deutschland gebrauchte Gesichtsmasken von Mitarbeitenden und Besuchenden ein. Auch wenn diese Masken immer ordnungsgemäß entsorgt werden, fehlte es doch an Möglichkeiten, diese effizient zu recyceln. Um hierbei alternative Herangehensweisen aufzuzeigen, wurden extra dafür vorgesehene Sammelbehälter aufgestellt und die eingesammelten Altmasken an Fraunhofer zur Weiterverarbeitung in einer speziellen Forschungspyrolyseanlage geschickt.

»Einmal-Medizinprodukte wie Gesichtsmasken haben hohe Hygieneanforderungen, sowohl in Bezug auf die Entsorgung als auch hinsichtlich der Produktion. Mechanisches Recycling wäre hier keine Lösung,« erklärt Dr. Alexander Hofmann, Abteilungsleiter Kreislaufwirtschaft am Fraunhofer UMSICHT. »Unser Konzept sieht zunächst die automatische Zerkleinerung und anschließend die thermochemische Umwandlung in Pyrolyseöl vor. Unter Druck und Hitze wird der Kunststoff bei der Pyrolyse in molekulare Fragmente zerlegt, wodurch unter anderem Rückstände von Schadstoffen oder Krankheitserregern wie dem Coronavirus zerstört werden. Im Anschluss können daraus neuwertige Rohstoffe für die Kunststoffproduktion gewonnen werden, die zudem die Anforderungen an Medizinprodukte erfüllen,« ergänzt Hofmann, der auch Leiter der Forschungsabteilung Advanced Recycling am Fraunhofer CCPE ist.

Das Pyrolyseöl wurde im nächsten Schritt an SABIC weitergereicht, wo es als Ausgangsmaterial für die Herstellung von neuwertigem Polypropylen (PP) zum Einsatz kam. Das Polymer wurde nach dem allgemein anerkannten Massenbilanz-Prinzip hergestellt, bei dem das alternative Ausgangsmaterial im Produktionsprozess mit fossilen Rohstoffen kombiniert wird. Das Massenbilanz-Prinzip gilt als wichtige Brückenlösung zwischen der heutigen Linearwirtschaft und der nachhaltigeren Kreislaufwirtschaft der Zukunft.

»Das in diesem Pilotprojekt gewonnene, hochwertige zirkuläre PP-Polymer zeigt deutlich, dass Closed-Loop-Recycling durch die aktive Zusammenarbeit von Akteuren aus der gesamten Wertschöpfungskette erreicht werden kann,« betont Mark Vester, Global Circular Economy Leader bei SABIC. »Das Kreislaufmaterial ist Teil unseres TRUCIRCLE™-Portfolios, mit dem wertvolle Altkunststoffe wiederverwertet und fossile Ressourcen eingespart werden sollen.«

Mit der abschließenden Lieferung des PP-Polymers an P&G, das dort zu Faservliesstoffen verarbeitet wurde, schloss sich der Kreis. »Durch dieses Pilotprojekt konnten wir besser beurteilen, ob der Kreislaufansatz auch für Kunststoffe, die bei der Herstellung von Hygiene- und Medizinprodukten zum Einsatz kommen, geeignet wäre,« so Hansjörg Reick, Senior Director Open Innovation bei P&G. »Natürlich muss das Verfahren noch verbessert werden. Die bisherigen Ergebnisse sind jedoch durchaus vielversprechend.«

Das gesamte Kreislaufprojekt – von der Einsammlung der Gesichtsmasken bis hin zur Produktion – wurde innerhalb von sieben Monaten entwickelt und umgesetzt. Der Einsatz innovativer Recyclingverfahren bei der Verarbeitung anderer Materialien und chemischer Produkte wird am Fraunhofer CCPE weiter erforscht.

• Batteriedeckel aus SMC – Was Composites für die Elektromobilität leisten können

Die schnelle Entwicklung der Elektromobilität hat die gesamte Werkstoffentwicklung vor neue Herausforderungen gestellt. Besonders die Batterie, ein Herzstück der Elektrofahrzeuge, stellt ausgesprochen hohe Anforderungen an die eingesetzten Materialien und Lösungen.

Bei dem Batteriegehäuse (sog. Wanne) stellen metallische Werkstoffe in Profilform (vor allem Aluminium und spezielle Stähle) bezüglich der Crashanforderungen eine etablierte Lösung dar. Bei den Batteriedeckeln stehen verschiedene Lösungen in Wettbewerb. Je nach Konzept und Hersteller werden metallische (Aluminium, bzw. Stahl) sowie nichtmetallische Werkstoffe (Kunststoffe) bzw. deren Kombinationen eingesetzt.

Welche Anforderungen werden an die potenziellen Materialien für Batteriedeckel gestellt, um in Betracht gezogen zu werden?

Dieser Artikel betrachtet vorrangig die sehr guten Verwendungsmöglichkeiten von Sheet Molding Compounds (SMC). Fünf wichtige Merkmale der Funktion eines Batteriedeckels werden nachstehend kommentiert.

1.    Mechanische Eigenschaften

Das Batteriegehäuse besteht hauptsächlich aus Aluminium – bzw. Stahlprofilen, es kann allerdings auch im Aluminiumdruckverfahren hergestellt werden. Das Gehäuse beherbergt die Zellen, die Kühlung, die Verkabelung und schützt die Batterie vor Crash - / Crush – Schäden. Außerdem ist das Gehäuse ein Teil der gesamten Fahrzeugstruktur. Für die mechanischen Anforderungen des Batteriedeckels ist faserverstärkter Kunststoff (SMC) eine passende Lösung, die folgende Vorteile bietet:

•    gute Zug – und Biegefestigkeit erhöhen die Steifigkeit,
•    SMC ermöglicht die Verteilung dieser Eigenschaften über das gesamte Bauteil,
•    Verwendung verschiedenster Fasertypen und Glaskugeln ist möglich,
•    mögliche Fasersysteme, wie uni – und multidirektionale, sowie randomisierte Schnittfasern, erhöhen die mechanischen Eigenschaften,
•    lokale Verstärkungen der Wanddicken unterstützen diese Verbesserungen und
•    stabile und vorhersehbare Eigenschaften im breiten Temperaturbereich von minus 60°C bis 150°C und darüber hinaus, keine Versprödung, kein Schmelzen bzw. Aufweichen sprechen für diesen Werkstoff.

2.    Flammwidrigkeit und Temperaturbeständigkeit

Im Falle eines Batteriebrandes hat der Insassenschutz höchste Priorität, damit die Passagiere rechtzeitig das Fahrzeug verlassen können, das Elektrofahrzeug muss den sog. 'Run away test‘ bestehen. Ein Brand kann entstehen, wenn folgende Faktoren eintreten:

•    elektrische Überladung, Kurzschluss, Fehlfunktion der Steuerelektronik
•    mechanische Einwirkungen, wie z. B. ein Crash des Fahrzeuges.

Im Brandfall können Flammen oder heiße Gase mit Temperaturen von bis zu 1100°C auftreten, die feste Partikel der Zellen beinhalten, also wie ein Sandstrahlgebläse wirken. Dünne Blechdeckel widerstehen hier nur kurzzeitig, weshalb zusätzliche Platten aus Stahl oder Geweben verwendet werden müssen, um die Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.
SMC bietet hier folgende Vorteile:
•    die Nutzung von unterschiedlichen Füllstoffen ergeben höchste Flammwidrigkeiten,
•    durch die Verwendung von einer Faserverstärkung wird eine Formstabilität und elektrische Isolation garantiert und
•    es gibt kein Spontanversagen aufgrund von Erweichen (Thermoplaste) oder Schmelzen (Metalle).

3.     Teilegeometrie und Werkzeugkosten

Batterien aus dem Bereich der Elektromobilität haben in der Regel große Dimensionen und ein komplexes Design, um die Zellmodule, Elektronik, Verkabelung und Kühlung aufnehmen zu können. Das führt zu reliefartigen Deckelformen, die als Metallversion nur durch einen mehrstufigen Tiefziehprozess hergestellt werden können.
SMC bietet hier folgende Vorteile:
•    Herstellung mit nur einem Werkzeug,
•    Bauteilhöhen von 20mm bis 800 mm sind im gleichen Teil möglich,
•    umlaufender Rand incl. Dichtungsnut ausführbar,
•    Materialschwindung ist einstellbar und kann auch als sogenannte Null-schwinder eingestellt werden,
•    partielle Wandstärkenerhöhungen für die Flammwidrigkeit sind möglich,
•    einstufiger Herstellprozess (Fließpressverfahren).

Bei der Montage gewinnt die Geometriegenauigkeit der SMC – Deckel eine besondere Wichtigkeit, wodurch die Dichtungspressung optimiert und der fast verzugsfreie Deckel einfach montiert werden kann.
Hier ist das SMC den metallischen oder thermoplastischen Lösungen deutlich über-legen.

4.     EMV Abschirmung

Wie alle Kunststoffe, hat SMC - im Gegensatz zu Metallen - keine elektromagnetische Abschirmwirkung. Daher müssen SMC Bauteile mit einem zusätzlichen Bauteil (Blech bzw. Folie) großflächig verbunden werden, was zusätzliche Kosten verursacht. Trotzdem bleibt ein SMC- Deckel mit entsprechender Abschirmungshilfe als Systemlösung absolut funktions- und wettbewerbsfähig.

5.      Emission

Da sich die Batteriegehäuse mit dem Interieur im Karosserieinnenraum befinden, sind Anforderungen an die Emissionseigenschaften (VOC und andere) zu erfüllen. Dies stellt folgende hohen Anforderungen an:

•    die chemische Zusammensetzung des Basisharzes,
•    das sorgfältige Rezeptieren,
•    die für die Aushärtung verantwortlichen Stoffe (Initiatoren, Inhibitoren, usw.),
•    die Sauberkeit in der Halbzeugproduktion und
•    die Kontrolle des Herstellungsprozesses.

All diese Elemente sind entscheidende Voraussetzungen, um die Emissionswerte unter Kontrolle zu bringen und nachhaltig zu garantieren. Dieser Herausforderung stellt sich die SMC Industrie und hat mittlerweile bewiesen, die notwendigen Mittel und Fähigkeiten zu haben, um die geforderten Emissionswerte zu erreichen.

Das Zusammenwirken aller oben genannten Faktoren zeigt eindeutig, dass Batteriedeckel aus SMC eine technische, die Sicherheit verbessernde und wirtschaftliche Alternative zu Bauteilen aus metallischen Werkstoffen darstellen. Es handelt sich also um einen optimalen Werkstoff für die Batterielösungen der E-Mobilität, der bereits bei einigen Fahrzeugen Verwendung in der Serienproduktion gefunden hat!

• JEC GROUP und AVK starten ein neues Composites Event für die D-A-CH Region

JEC Group und die AVK, der Verband der verstärkten Kunststoffe in Deutschland, haben ihre Kräfte gebündelt um eine jährliche Veranstaltung für die D-A-CH-Region zu organisieren, die der kompletten  Composites Wertschöpfungskette und deren Anwendungsbereichen gewidmet ist. Das erste JEC Forum DACH, das in Format und Inhalt einzigartig ist, findet vom 23. bis 24. November 2021 im Forum der Messe Frankfurt statt. Die Veranstaltung wird jedes Jahr an einem anderen Standort stattfinden, um die Dynamik und Vielfältigkeit der Verbundwerkstoffindustrie in den verschiedenen Ländern der D-A-CH Region hervorzuheben.

JEC Group startet in Zusammenarbeit mit der AVK das JEC Forum DACH. Die Veranstaltung ist in ihrem Format einzigartig und wird jedes Jahr in verschiedene Städte der D-A-CH-Region verlegt. Diese erste Ausgabe findet vom 23. bis 24. November 2021 in Frankfurt am Main statt.

Das JEC Forum DACH umfasst Geschäftstreffen zwischen Sponsoren und Teilnehmern sowie Fachseminare. Die Veranstaltung präsentiert exklusive Inhalte wie ein umfangreiches Konferenzprogramm, den jährlichen AVK-Marktbericht - auch über Live-Streaming für Remote-Teilnehmer verfügbar - und nicht zuletzt die renommierten AVK-JEC Innovation Awards.

Der JEC Startup Booster-Wettbewerb wird erstmals auch in der D-A-CH-Region eingeführt. Das JEC Forum DACH bietet außerdem Firmenbesuche an, während derer Teilnehmer am 25. November wichtige Akteure des lokalen Compositesmarktes besichtigen können.

Das Hauptziel dieser Veranstaltung ist, die dynamische Verbundwerkstoffindustrie in dieser Region zu unterstützen und das Geschäft nach einer herausfordernden und komplexen Zeit wieder aufzubauen. Das agile Format  des JEC Forum DACH wird sich jedes Jahr auf einen anderen Anwendungsbereich sowie regionale Besonderheiten im Zusammenhang mit Verbundwerkstoffen konzentrieren. Das Endziel ist, das Geschäft aufzubauen, sich mit der lokalen Industrie und deren Hauptakteuren wie Universitäten, Forschungs- und Entwicklungszentren und Unternehmen jeder Größe zu verbinden und diese zu erreichen, um den Geschäfts- und Innovationsgeist zu fördern.