From the Sector

• Flame Retardancy for Composites Applications in the Transport Sector

On 10-11 May 2023, the AVK - Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e. V. in cooperation with the FGK - Forschungsgesellschaft Kunststoffe e.V. in Berlin organised for the first time an international, English-language conference on flame retardancy.

In 18 compact lectures, more than 20 experts informed nearly 80 participants about new developments, requirements and innovations regarding specific flame retardant properties of components made of fibre-reinforced plastics/composites for the transport sector.

Among others, there were presentations by industry representatives from Saertex, BÜFA, Clariant, Diehl Aviation and Airbus, but also from institutes such as the Fraunhofer Institutes or the Federal Institute for Materials Research and Testing. Presentations on the topics of standardisation, raw materials, automotive or recycling were on the agenda, but also flame retardants for connectors and battery housings for electric vehicles or fire-retardant systems for rail vehicles or fire-retardant CFRP made from recycled CF nonwoven were presented.

Die größte Abteilung des Thüringischen Instituts für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) hat einen neuen Chef. Zum 30. April 2023 folgte auf Dr. Frank Meister sein bisheriger Stellvertreter Philipp Köhler, der den Bereich Native Polymere und Chemische Forschung und damit ein fast 60-köpfiges Team aus Wissenschaftlern, Technikern und Laboranten übernimmt.

„Dr. Frank Meister hat in seiner langen und bemerkenswerten Laufbahn maßgeblich dazu beigetragen, dass die TITK-Gruppe heute so solide aufgestellt ist und gerade durch die Celluloseforschung weltweit eine hohe Anerkennung als kompetenter und vertrauenswürdiger Forschungspartner genießt. Mit Philipp Köhler setzt nun eine überzeugende und noch dazu sehr sympathische Führungspersönlichkeit die erfolgreiche Arbeit dieser wichtigen Abteilung fort,“ so der geschäftsführende Direktor des TITK, Benjamin Redlingshöfer.

Als promovierter Polymerchemiker war Dr. Frank Meister zum 1. Juni 1993 von der zentralen Forschung der Leuna-Werke nach Rudolstadt gewechselt. Sein erstes Arbeitsfeld wurde die chemische Modifizierung von Cellulose, um sie direkt, ohne jedes Lösungsmittel verformbar zu machen. Damals hatte das Institut bereits begonnen, die Grundlagen für ein Direktlöseverfahren – das Alleinstellungsmerkmal des TITK – zu legen. In der Folgezeit setzte sich dieser Prozess zur Direktauflösung und Trocken-Nass-Verformung von Cellulose durch. Die daraus erhaltenen Spezialfasern konnten in den kommerziellen Maßstab überführt werden.

Nach drei Jahren wurde Frank Meister stellvertretender Abteilungsleiter, 2001 Chef der Chemischen Forschung am TITK. Meilensteine seiner Laufbahn sind mehr als 50 wissenschaftliche Publikationen, über 30 Patente und mindestens 100 Fachvorträge im In- und Ausland.
Für die Entwicklung des Instituts war die Mitwirkung am Wachstumskern „ALCERU-Hightech“ rund um das patentierte Verfahren zur Herstellung von Cellulose-Funktionsfasern von großer Bedeutung. Die neue Methode zur Direkteinarbeitung unverträglicher flüssiger oder schmelzbarer Substanzen in eine Cellulosefaser brachte dem TITK 2008 auch den Thüringer Forschungspreis.

Das „letzte Highlight“ war für Meister Lyohemp® – die erste Lyocellfaser aus 100 Prozent nicht holzbasiertem Zellstoff. Diese Neuentwicklung auf Grundlage von bisher ungenutzten Hanf-Reststoffen steht beispielhaft für einen Forschungsschwerpunkt am TITK - die Verwendung von alternativen Rohstoffen und Recycling-Materialien.

Bereits seit knapp drei Jahren hat Meister Philipp Köhler auf seine Aufgabe vorbereitet. „Er ist ein exzellenter Wissenschaftler mit sehr genauen Vorstellungen von seiner eigenen Entwicklung. Und er ist mit einer hohen sozialen Kompetenz ausgestattet“, begründet Meister seine Wahl. Philipp Köhler ist mit 33 Jahren einer der jüngsten Abteilungsleiter, die das TITK je hatte.

Dass es darauf ankommt, nicht nur im Hier und Jetzt zu leben, sondern den Blick schon voraus zu richten, ist ein Prinzip, das er unbedingt beibehalten will. „Denn auch nachwachsende Rohstoffe wie Holz sind nur begrenzt verfügbar. Deshalb müssen wir uns schon heute Gedanken machen, was danach als Faserrohstoff dienen könnte.“ Zum Beispiel Proteine oder Bakterien-Zellulose, sagt Köhler. „Da, wo andere suchen, müssen wir schon Lösungen durchdacht und industrietaugliche, anwendbare Prozesse parat haben, die noch dazu nachhaltig und ressourceneffizient sind.“

Der gebürtige Saalfelder kam unmittelbar nach dem Studium der Werkstofftechnik 2014 als „Master of Engineering“ ans TITK. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter übernahm er bestehende Projekte und half unter anderem mit, die vorhandenen Produkte mit Funktionsfasern weiter zu verbessern. Aktuell promoviert er bei Professor Chokri Cherif an der TU Dresden zu alternativen Materialien für die Faserherstellung.

Das 16. Symposium TEXTILE FILTER des Sächsischen Textilforschungsinstituts e.V. (STFI) fand am 14. und 15. März 2023 im Hotel Chemnitzer Hof, Chemnitz, statt. Mussten vor drei Jahren wegen coronabedingter Reisebeschränkungen noch einige Vorträge über Videokonferenz gehalten werden, konnten in diesem Jahr knapp 100 Teilnehmer in Präsenz vor Ort sein. Im Rahmen des Symposiums wurden insgesamt 18 Vorträge und vier Pitch-Vorträge gehalten. Parallel wurde das Symposium von einer Fachausstellung begleitet, in der zehn Aussteller ihre Produkte und Services zeigten.

Der erste Vortragskomplex widmete sich den Themen Nachhaltigkeit, Kreislaufwirtschaft und Life Cycle Analysis (LCA). Herausgestellt wurde dabei, dass zum Vergleich der Prozesse, Materialien und Produkte die nationale und internationale Normung und Standardisierung sowie für die wirtschaftliche Durchführung die Automatisierung der LCA grundlegende Voraussetzungen sind. Außerdem wurde klargestellt, dass ein ehrlicher Vergleich der existierenden Vor- und Nachteile der biobasierten gegenüber den erdölbasierten Rohstoffen erforderlich ist.

Während der Coronakrise kam es auch in der Textilindustrie zu einem Zusammenbruch der Lieferketten. Die Lieferketten erholen sich, dafür wird die Wirtschaft gegenwärtig durch eine Energiekrise gebeutelt. Alternative Energiequellen wie Wasserstoff sind leider noch nicht ausgereift und stehen für eine umfassende Nutzung nicht bereit. Ansätze, um Energie einzusparen, sind Minimalauftragsverfahren in der Ausrüstung, die Wärmerückgewinnung, das Recycling oder die Einsparung von Verpackungen für den Transport.

Ein weiter Themenkomplex des Symposiums widmete sich der Normung und Standardisierung der Filterprüfungen. Zu erwähnen sind hier die Prüfung von Luftfiltern in Kombination mit Brandschutz für Züge, die Prüfung von Luftfiltern für Haushalt, öffentliche Räume und Industrieanlagen oder die Entwicklung von Labortestverfahren zur beschleunigten Alterungsprüfung von mobilen Entstaubungsanlagen.

Mehrere Vorträge hatten die Modellierung und Simulation von Prozessen der Vliesstoffherstellung (z. B. die virtuelle Produktion, Beeinflussung der Wolkigkeit von Extrusionsvliesstoffen oder die Verteilung von Spinnfasern und -filamenten), den Aufbau und die Charakteristik von Filtervliesstoffen (z. B. Flächenstruktur, Druckverlustkurve, Partikeltransport und -adsorption) sowie die Aerosolverteilung bzw. die Filtereffektivität in Abhängigkeit der Platzierung der Luftfilter im Raum zum Inhalt.

Auf dem Symposium wurden zudem auch verschiedene neue Materialien und Produkte vorgestellt. Dabei sind besonders hervorzuheben:

• Flüssigkeitsgefüllte Hohlfasern für die Abwasserreinigung
• Neue Spezialpapiere für Luftwärmeüberträger, bei dem ein kräuselfähiges Mikro-/Nanofasermu-
• ltifilamentgarn mit Einzelfaserdurchmessern von < 1,0 μm Fasern nach dem Island-in-the-Sea Schmelzspinnverfahren hergestellt werden
• 3D-Absorbervliesstoffe mit integrierter Gassensorik (PAKs) für die Schutzbekleidung von Einsatzkräften im Bereich Feuerwehr
• Getuftete Filterstrukturen kombiniert mit leitfähigen Interdigitalstrukturen für die Luftfiltration
• Kompakte Luftfilterelemente und deren Optimierung
• Einsatz von Ionisatoren für die Aerosolabscheidung im Filter

Abschließend stellte das STFI in eigener Sache geplante bzw. bereits realisierte Investitionen vor, die die technisch/technologische Basis und die Prüfkompetenz des Institutes erweitern. In Kurzvorträgen wurde die Errichtung einer Nassvliesanlage mit 600 mm Arbeitsbreite vorgestellt, die besonders für den Filterbereich und das Forschungsfeld Textilrecycling neue Entwicklungen ermöglichen wird. Für den Bereich Nähwirktechnik wurde eine neue Maliwatt- Maschine mit optimierter Arbeitsstelle investiert. Die Errichtung eines Prüfstandes für FFP2-Masken, der auch für die Prüfung von Filtern eingesetzt werden kann, erweitert die Prüfkompetenz des Hauses erheblich. Sein variabler Aufbau ermöglicht auch die Prüfung von neuentwickelten Vliesstoffen, deren Konstruktion durch Simulation optimiert wurde.

Branchentreffen für Filtration vom 14. bis zum 15. März 2023 in Chemnitz

Das zweitägige Symposium TEXTILE FILTER widmet sich in diesem Jahr innovativen, hochleistungsfähigen textilen Filtermedien verschiedener Anwendungen und Anlagen zur Gas- und Flüssigkeitsfiltration vor dem Hintergrund der Technologie im Wandel. Die Themen Nachhaltigkeit und Digitalisierung werden aus verschiedenen Perspektiven während des Symposiums vertieft.

Unter dem Stichwort Nachhaltigkeit zählen zu den anhalten Trends in der Filtermedienentwicklung die Minimierung von Luft- und Wasserverschmutzungen, die Reduzierung von Umwelt- und Gesundheitsbelastungen sowie Ressourcenschonung bei gleichzeitiger Erhöhung von Filterstandzeiten und Maximierung der Wirtschaftlichkeit. Hochwertige Filtermedien werden zukünftig weitere Aufgaben übernehmen, z.B. den Schutz elektronischer Komponenten vor Flüssigkeiten und Partikel. Neue Mobilitätskonzepte auf Straßen und Schienen erfordern zukunftsweisende Filtrationslösungen. Filter werden zudem immer individueller. Die Produktion der Zukunft erfolgt digital. Smarte Filter überwachen zukünftig Betriebsparameter und übermitteln beispielsweise Daten zur Protokollierung von filterspezifischen Informationen zu Ersatzteilen und Ersatzfiltern.

Die Chemnitzer Tagung bietet die Gelegenheit, die Zusammenarbeit zwischen FuE mit der Industrie zu intensivieren und neue Impulse für die nachhaltige Filtermediengestaltung aufzunehmen. Begleitet wird das zweitägige Symposium wieder durch eine Fachausstellung.

Als interdisziplinäres Kompetenznetzwerk aus Industrie- und Forschungspartnern ist futureTEX 2014 gestartet, um den Wandel der traditionsreichen Textilbranche im Zeitalter der Digitalisierung zu einem zukunftsfähigen Industrieplayer zu gestalten. Dazu wurden Technische Textilien (TechTex) mit innovativen Produkten, Technologien, Organisationsformen und Geschäftsmodellen erforscht. Bis Ende 2022 werden die letzten Projekte abgeschlossen sein. Für futureTex Anlass genug, um jetzt nochmals Bilanz zu ziehen und in einem Video insbesondere der jungen Generation das Anliegen des Projektes näher zu bringen. Mit der Zielsetzung, die Anwendungen von Technischen Textilien, Beispiele für futureTEX-Ergebnisse, den Nutzen und die Nachhaltigkeit des Projektes zu verdeutlichen, entstand ein Kurzvideo, das die Textilbranche, Nachwuchs, Partner und Multiplikatoren ansprechen soll.

Dazu wird die Geschichte einer Auszubildenden erzählt, die eine Facharbeit zur Zukunft der Technischen Textilien schreibt und bei der Recherche im Internet die Webseite von futureTEX findet. Über die Kontaktanfrage kommt sie mit einem Mitarbeiter des Sächsischen Textilforschungsinstitutes e.V. (STFI) ins Gespräch und dieser schickt ihr verschiedene Videos zur Entwicklung und Produktion Technischer Textilien zu. Schließlich lädt er sie in ein Entwicklungslabor zur Textilfabrik der Zukunft ein, um die Zukunft der Branche der Technischen Textilien live zu erleben.

Die Story spielt bei drei ausgewählten Akteuren des futureTEX-Projektes und beginnt im Textile Prototyping Lab in Berlin am Pop-Up Lab im Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration, IZM. Hier werden auch zukünftig Forscher, Designer und Industrie-Akteure frühzeitig zusammengebracht, um gemeinsam an neuen Produkten und Ideen zu arbeiten. Im Unternehmen Norafin Industries (Germany) GmbH in Mildenau im Erzgebirge wird die Produktion von hochwertigen wasserstrahlverfestigten und vernadelten Vliesstoffen erlebt und in der Textilfabrik der Zukunft am STFI wird dargestellt, wie Industrie 4.0 in der Textilindustrie aussehen kann. Am Demonstrator einer Spielmatte wird anschaulich gezeigt, wie eine vernetzte Produktion mit Robotern, fahrerlosen Transportsystemen und Ortungssystemen funktioniert.

• Gold und Silber auf Internationaler Erfindermesse iENA

Die antibakteriell und antiviral wirkende Cellulose-Faser „Cell Solution® BIOACTIVE“ und der vollständig biobasierte und bioabbaubare Schmelzklebstoff Caremelt® sind auf der Internationalen Erfindermesse iENA in Nürnberg mit einer Gold- und einer Silbermedaille ausgezeichnet worden. Die beiden besonders nachhaltigen Materialien waren zwei von vier Neuheiten, die das TITK – Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. Ende Oktober präsentierte.

Die mit Gold ausgezeichnete natürliche Cellulosefaser „Cell Solution® BIOACTIVE“ überzeugte durch ihre antimikrobiellen Eigenschaften. So wehrt sie zuverlässig schädliche Bakterien und Keime ab. Gefährliche Viren, wie z.B. Influenza oder Covid-19, sind 30 Sekunden nach Kontakt abgetötet. Die patentierte Faser ist waschpermanent, so bleiben diese Eigenschaften über die gesamte Lebensdauer des Textilprodukts erhalten. Als positiver Nebeneffekt werden auch unangenehme Körpergerüche beseitigt.

Textilien mit Cell Solution® BIOACTIVE können vor allem in der Medizintechnik eingesetzt werden. Wegen ihrer feuchtigkeits- und temperaturregulierenden Wirkung sind Cell Solution®-Fasern generell sanft zur Haut, was die Listung bei OekoTex® bestätigt. Durch die blockierende Wirkung auf das Bakterienwachstum beschleunigt die bioaktive Version der Faser auch den Heilungsprozess, insbesondere von offenen Wunden und Neurodermitis.

Mit einer Silber-Medaille würdigte die iENA-Jury den vollständig biobasierten und bioabbaubaren Schmelzklebstoff Caremelt®. Er kommt als erster Schmelzklebstoff vollständig ohne fossile Ressourcen aus. Caremelt® bietet der Industrie damit die Möglichkeit, Produkte, die wegen ihren Klebeverbindungen bislang noch nicht komplett bioabbaubar waren, vollständig nachhaltig zu gestalten.

Nachwachsende Rohstoffe wie Pflanzenstärke vom Mais oder der Kartoffel, Baumharze und Pflanzenwachse bilden die Ausgangsmaterialien – hier in Form von kommerziell verfügbaren biobasierten Kunststoffen, wie zum Beispiel Polylactide (PLA) und weiteren Additiven, wie etwa biobasierte und unbedenkliche Zitronensäure. Die Herausforderung dabei war, hierfür die richtige Rezeptur zu entwickeln, damit Caremelt® das Niveau konventioneller Schmelzklebstoffe erreichen kann. Dies ist dem TITK durch die richtige Auswahl der Rohstoffe sowie durch eine zusätzliche Modifizierung der Biopolymere gelungen.

Die potenziellen Anwendungsgebiete von Caremelt® sind vielfältig. Sie reichen von der Verpackungs- und Möbelbranche über die Textilindustrie bis hin zum Automobilsektor. Der Einsatz von Biopolymeren bietet einerseits den Vorteil der CO₂-Neutralität und andererseits eine rückstandslose Bioabbaubarkeit des Schmelzklebstoffs. Gerade dort, wo ein Recycling weder technologisch möglich noch wirtschaftlich sinnvoll ist, wird diese Eigenschaft zu einem entscheidenden Faktor, um den Eintrag von Mikroplastik in die Umwelt zu reduzieren.

Am 17.10.2022 fand in Berlin die Jahrestagung des Gesamtverbands textil+mode statt. In diesem Rahmen wurden die besten drei Podcasts der neuen Serie HÖR MAL ZU(KUNFT)! ausgezeichnet. Zu den Gewinnern zählt auch Nina Litsios vom Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI), die in ihrem Podcast der Frage nachging, was Nachhaltigkeit für ein Textilforschungsinstitut bedeutet.

Bauteile im Automobil müssen nicht mehr nur technologisch höchsten Ansprüchen genügen, sondern auch nachhaltig und rezyklierbar sein. Zukünftig müssen Ingenieurinnen und Ingenieure bei der Entwicklung nicht nur das fertige Produkt, sondern auch das Ende dessen Lebenszyklus im Blick haben. Künstliche Intelligenz soll helfen, in solchen Zyklen zu denken. dabei helfen. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) sind einer der Projektpartner im Forschungsprojekt CYCLOMETRIC, das durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut wird. Entwickelt wird ein Tool, das schon während der Produktplanung Verbesserungsvorschläge macht.

Recycling von Hochleistungsmaterialien scheitert häufig daran, dass sich die Werkstoffe nicht in ihre ursprünglichen Bestandteile trennen lassen. CYCLOMETRIC soll dafür sorgen, dass dieses Problem nicht erst am Ende des Lebenszyklus eines Produkts gelöst werden muss. Mit den derzeitigen Methoden und Werkzeugen werden Auswirkungen auf die Umwelt oft erst gegen Ende der Entwicklung oder sogar erst nach Produktionsbeginn untersucht – obwohl die relevantesten Entscheidungen über Produkteigenschaften deutlich früher getroffen werden. Das neue System hilft, während der Entwicklung die richtigen Entscheidungen zu treffen. Dazu werden Daten, Informationen, Wissen über alle Entwicklungsphasen und Schnittstellen hinweg analysiert und bewertet. Dabei kommen Forschungsansätze des Advanced Systems Engineerings und Model-based Systems Engineerings in Verbindung mit Methoden der Ökobilanzierung sowie die Geschäftsmodellanalyse zum Einsatz.

Produktentwicklung muss täglich komplexe Parameter wie Produzierbarkeit, Rezyklierfähigkeit, Wiederverwendbarkeit, CO2-Emissionen und Kosten im Blick behalten. Nicht zuletzt müssen die Erwartungen und Gewohnheiten der Kundinnen und Kunden mitgedacht werden. Das Tool berechnet die Auswirkungen bei der Auswahl des Materials ebenso wie bei der Planung von Produktionsschritten und macht Verbesserungsvorschläge.

Als Anwendungsbeispiel für das digitale Werkzeug dient im Projekt CYCOMETRIC eine Mittelkonsolenverkleidung. Sie besteht aus nachhaltigen Textilmaterialien und verfügt über in das Textil integrierte smarte Funktionen. Das fertige Tool ist dennoch nicht auf die Automobilbranche beschränkt. Es kann in allen Industriefeldern eingesetzt werden.

Aufgabe der DITF ist die Auswahl und Prüfung geeigneter Materialien. Das Team erarbeitet die passenden Fertigungs- und Verarbeitungsprozesse und erstellt einen Prototyp. An den Prüflaboren werden Testläufe zu Funktions-, Alltags-, Langzeit- und Extremtauglichkeit der textilen Strukturen und Faserverbundwerkstoffen durchgeführt, die bei der späteren Anwendung reproduzierbar sind. Für die smarten Funktionen der Konsole werden Konzepte für Sensoren und Aktoren entwickelt.

Die DITF bringen als Partner im Forschungscampus ARENA2036 umfangreiche Erfahrungen im Leichtbau durch Funktionsintegration bei Automobilen mit. Nach Abschluss des Projekts werden die Denkendorfer Forscherinnen und Forscher Unternehmen beraten, wie Textilien verstärkt im Fahrzeuginterieur eingesetzt werden können.

Im Automobilbau, dem Schiffsbau und der Luftfahrtindustrie sowie bei Windenergieanlagen steigen die Materialanforderungen zusehends. Die verwendeten Werkstoffe sollen leicht, ressourcenschonend und gleichzeitig hochbelastbar sein. Faserverstärkte Kunststoffe (Composites) rücken immer mehr in den Vordergrund, da deren Eigenschaften in Kombination mit Glas- oder Carbonfasern metallischen Materialien oftmals überlegen sind. Mit Fokus auf die klimaneutrale Herstellung und Nutzung von Produkten wächst auch der Bedarf an Recyclinglösungen. Im SmartERZ-Projekt TRICYCLE arbeiten Unternehmen gemeinsam an geeigneten skalierbaren und wirtschaftlich tragfähigen Prozessen zum Recycling von Smart Composites. Momentan gibt es dafür keine Anbieter oder Konzepte am Markt.

Smart Composites bestehen aus Werkstoffen, deren Funktionalisierung durch die Integration oder Applikation elektrisch leitfähiger Komponenten, z. B. Sensoren oder Mikroprozessoren, erreicht wird. Dazu zählen zum Beispiel smarte Textilien, die elektronisch wärmen, Lichtsignale geben oder zur Datenübertragung genutzt werden können. Das breite Anwendungsspektrum und die vielseitigen Einsatzgebiete dieser intelligenten Verbundwerkstoffe und Multimaterialverbunde werden perspektivisch zu einem wachsenden Bedarf und einer stärkeren Nachfrage führen.

Die funktionale und vielschichtige Verbindung verschiedener Materialien wie Kunststoff, Metall und Textil wirft beim Thema Recycling Nachhaltigkeitsfragen auf. Im Erzgebirge werden dafür bereits heute Lösungen entwickelt. Im Rahmen des WIR!-Projektes SmartERZ ist das Verbundprojekt TRICYCLE entstanden. Mit dem Fokus auf den Strukturwandel im Erzgebirge haben sich acht ortsansässige Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammengetan, um ein Recyclingkonzept aufzustellen und die Grobplanung für ein erzgebirgisches Recycling Center zu entwickeln. Das Ende des Produktlebenszyklus und die Nachnutzung bzw. Wiederaufbereitung stehen dabei im Mittelpunkt des Entwicklungsprozesses. Im Ergebnis sollen effektive und maßgeschneiderte Maßnahmen für eine möglichst hochwertige Wiederverwendung entstehen. Diese sollen dem steigenden Aufkommen an Abfällen aus diesem wachsenden Bereich der deutschen Industrie begegnen und anwendungsbereit sein.

Klassische Herausforderungen für die Projektbeteiligten sind die irreversiblen Verbindungstechniken (z. B. Kleben, Faser-Matrix-Haftung), die Integration vieler verschiedener Materialien in geringen Mengen sowie Form und Größe der Bauteile. Eigene Untersuchungen sowie Feedback von Partnerunternehmen bestätigen die Notwendigkeit sowie den Nutzen eines passgenauen Recyclingprozesses für Smart Composites und intelligente Multimaterialverbünde. Das Projekt soll dazu beitragen, den Wirtschaftsstandort Erzgebirge attraktiver und zukunftsfähiger zu gestalten.

Am 1. September 2021 gestartet, kann TRICYCLE erste Ergebnisse vorweisen. Zunächst wurden die Bedarfe bei mittelständischen Unternehmen in der Region Erzgebirge abgefragt, um die aktuellen Gegebenheiten und den Status quo in Bezug auf technologische Recyclingkonzepte bestmöglich abzubilden. Für ein fundiertes Recyclingkonzept hat das TRICYCLE-Team drei Referenzbauteile für den vorgesehenen Prozess ermittelt, die in der erzgebirgischen Wirtschaft Verwendung finden, und folgenden Bereichen zugeordnet: Automotive, Technische Textilien mit applizierter Zusatzfunktion und Technische Textilien mit integrierter Zusatzfunktion.

Basierend auf dieser Auswahl, analysiert das Projektteam momentan die Herstellungs- und bisherigen Recyclingprozesse der Referenzbauteile. Das beinhaltet auch die Planung praktischer Versuche zum Recycling. Dabei fokussieren sich die Projektpartner auf ihr Know-how in verschiedenen chemischen, thermischen und mechanischen Prozessen zur Separierung, Rückführung und Wiederverwendung der eingesetzten Materialien. Um die Produkte den Recyclingtechnologien zugänglich zu machen, wurde die Herangehensweise innerhalb des Projekts angepasst, da insbesondere Textil aufgrund von Form und Struktur (z. B. endlose Struktur) herausfordernd sein kann.

Obwohl die Materialien selbst recycelbar sind, müssen diese dennoch für den Prozess optimal vorbereitet bzw. fachgerecht aufbereitet werden. Die Expertise und die Technologiekompetenz, die hierfür benötigt werden, ist bei den beteiligten Projektpartnern durch jahrzehntelange Erfahrung und zahlreiche Innovationen vorhanden. Das Zusammenspiel aller Beteiligten im Projekt TRICYCLE stellt bereits jetzt die Weichen für das geplante Recycling Center, um dieses später zum Drehkreuz zwischen regionalen Produktionsunternehmen und dem Recycling weiterzuentwickeln. Dieses soll als „Open Factory“ aufgebaut werden, um den Unternehmen des SmartERZ-Bündnisses bzw. perspektivisch der Region Erzgebirge eine gemeinsame Nutzung zu ermöglichen.

„Die Wiederverwendung der eingesetzten Ressourcen ist sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht zwingend geboten. Momentan gibt es weder Anlagenbauer noch Dienstleistungsanbieter mit den entsprechenden Kompetenzen zum Recycling von Smart Composites oder Multimaterialverbünden am Markt,“ stellt Johannes Leis, der Verbundkoordinator vom Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) in Chemnitz fest.Unter Leitung des STFI als Verbundkoordinator mit seiner über 30-jährigen Erfahrung in der Textilbranche und speziellem Know-how im Recycling von Carbonabfällen haben sich weitere Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengefunden. Dazu zählen das Textilunternehmen Curt Bauer GmbH, die Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der TU Chemnitz, das Ingenieurbüro Matthias Weißflog, der Hersteller für Faserverbundbauteile Cotesa GmbH, der Spezialvlieshersteller Norafin Industries (Germany) GmbH, das Recyclingunternehmen Becker Umweltdienste GmbH und die Hörmann Rawema Engineering & Consulting GmbH. Am Ende der Projektlaufzeit sollen ein einsatzfähiges, technologisches Recyclingkonzept für die zukünftigen entstehenden smarten Produkte sowie die in der Produktion entstehenden Abfälle (bspw. durch fehlerhafte Bauteile und Randbeschnitte) und ein Konzept für den Aufbau eines Recycling Centers vorliegen, das im Erzgebirge entstehen soll.

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.