Aus der Branche

Auf der Techtextil India 2023 informiert die Division Polymer Processing Solutions des Schweizer Oerlikon Konzerns über neue Anwendungen, spezielle Prozesse und nachhaltige Lösungen rund um die Produktion von technischen Textilien. Vom 12. bis 14. September 2023 stehen auf dem Jio World Convention Centre (JWCC) in Mumbai Airbags, Sicherheitsgurte und Reifencord, aber auch Geotextilien und Filtervliesstoffe und ihre vielfältigen Anwendungen im Fokus der Gespräche.

Mehr Polyester für Airbags
Hauptsächlich bestehen die für Airbags verwendeten Garne aus Polyamid. Durch die immer vielfältiger werdenden Airbag-Anwendungen und auch die immer größer werdenden Systeme wird heute je nach Einsatzanforderungen und Kosten/Nutzen-Abwägung oft auch Polyester eingesetzt. Neben hoher Produktivität und geringem Energieverbrauch überzeugen die Technologien von Oerlikon Barmag besonders durch stabile Produktionsprozesse. Sie erfüllen alle hohen Qualitätsstandards für Airbags, die - wie fast alle anderen textilen Produkte im Fahrzeugbau - ein Höchstmaß an Sicherheit für die Insassen gewährleisten müssen - ohne Funktionsverlust klimaunabhängig für die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs.

Bitte anschnallen!
Sicherheitsgurte müssen Zugkräfte von mehr als drei Tonnen aushalten und sich gleichzeitig im Notfall kontrolliert dehnen, um die Belastung bei einem Aufprall zu verringern. Ein Sicherheitsgurt besteht aus etwa 300 Filamentgarnen, deren einzelne hochfeste Garnfäden aus rund 100 Einzelfilamenten gesponnen sind. „Für die Herstellung dieses Lebensretters und anderer Anwendungen aus Technisch Garn bieten wir mit unserer einzigartigen patentierten Single Filament Layer Technologie einen ebenso ausgeklügelten wie schonenden High Tenacity (HT)-Garn Prozess,“ erklärt André Wissenberg, Head of Marketing.

Verstärkung von Straßen mit Geotextilien
Niedrige Dehnung, ultrahohe Festigkeit, hohe Steifigkeit - technische Garne bieten hervorragende Eigenschaften für die anspruchsvollen Aufgaben der Geotextilien, z.B. als Geogitter im Tragschichtsystem unter dem Asphalt. Geotextilien haben üblicherweise extrem hohe Garntiter von bis zu 24.000 Denier. Anlagenkonzepte von Oerlikon Barmag stellen gleichzeitig drei Filamentgarne mit je 6.000 Denier her. Durch den hohen Spinntiter können weniger Garne kosten- und energieeffizienter auf den benötigten Geo-Garntiter zusammengefacht werden.

hycuTEC – Quantensprung bei Filtermedien
Mit der Hydrocharging Lösung hycuTEC bietet Oerlikon Neumag eine neue Technologie zur Aufladung von Vliesstoffen für eine Steigerung der Filtereffizienz auf über 99,99%. Für den Meltblownproduzenten bedeutet das eine 30%ige Materialeinsparung bei signifikant gesteigerter Filtrationsleistung. Beim Endverbraucher macht sich dies in einem Komfortgewinn durch den deutlich reduzierten Atemwider-stand bemerkbar. Mit einem bedeutend geringeren Wasser- und Energieverbrauch empfiehlt sich die Neuentwicklung darüber hinaus als zukunftsfähige, nachhaltige Technologie.

Die Nachrüstung von Spinnanlagen mit einem Schaberoboter ist durchaus lohnenswert. Das bestätigen die Erfahrungen der Kunden, bei denen der Schaberoboter bereits installiert ist. Seit mehreren Monaten reinigen die Schaberoboter von Oerlikon Barmag Spinndüsen in Produktionsbetrieben für Filamentgarne in China und Indien mit dem Resultat einer deutlichen Effizienzsteigerung der Anlagen.

Das regelmäßige Schaben der Spinndüsen ist wesentlich für Prozessstabilität und Garnqualität. Mit dem Schaberoboter kann hier positiv Einfluss genommen werden, denn: wie die Datenerfassung und -analyse in den Betrieben bestätigt, kann die Fadenbruchrate durch die Automatisierung des Schabeprozesses um bis zu 30% reduziert werden. Die Fadenbruchrate nimmt einen direkten Einfluss auf die Produktionskennzahlen; insofern ist hier eine deutliche Reduktion für jeden Garnhersteller bares Geld.

Auch in bestehenden Anlagen nachrüstbar
Der Schaberoboter von Oerlikon Barmag ist vielen Spinnereien nachrüstbar. An einem Schienensystem an der Decke hängend steuert das System die einzelnen Positionen entsprechend der geplanten Schabezyklen automatisch und selbständig an. Neben geplanten Schabevorgängen gibt es aber auch Ereignisse, die nicht direkt planbar oder sichtbar sind. So kann der Schaberoboter, je nach Einbindungsgrad in Oerlikon Manmade Fibers Smart Factory Lösungen, Konflikte wie Fadenbrüche oder parallele Schabevorgänge erkennen und selbstständig Lösungen anbieten.

Der Schaberoboter arbeitet linienübergreifend. Dabei bleibt die Schabequalität 24/7 konstant. Durch die hohe Schabequalität wird sowohl die Stabilität des gesamten Prozesses als auch die Garnqualität positiv beeinflusst. Zeitersparnis zwischen den Reinigungszyklen ist ein weiterer Vorteil: mit Einsatz des Roboters kann das Zeitintervall zwischen zwei Schabevorgängen um bis zu 25% verlängert werden. Die durch den Schaberoboter erreichbare deutliche Effizienzsteigerung der Spinnprozesse schlägt sich auch in der Marge nieder. So sanken zum Beispiel bei einem Kunden mit Einsatz des Schaberoboters die Produktionskosten für das gleiche Garn um mehr als 3%.

wear2wear ist eine innovative Industriepartnerschaft für hochwertige und gleichzeitig nachhaltige Bekleidung. Kompetente Partner in Europa haben sich zusammengeschlossen und decken den gesamten Recycling-Kreislauf ab. Auf modernsten Produktionsanlagen werden zukünftig aus Textilfasern von gebrauchten Bekleidungsteilen wieder neue Funktionstextilien hergestellt. Schoeller Textil AG liefert dazu ein ganzheitliches Textilportfolio für den Workwear-Bereich. Die recycelbaren Funktionsgewebe aus dem wear2wear-Konzept gehören bei Schoeller Textil zur Gewebegruppe Inspire. Dabei handelt es sich um hochwertige Arbeitsschutzgewebe aus 100 Prozent Polyester, die höchsten Tragekomfort bieten und sich zum Teil anfühlen wie Baumwollgewebe. Selbstverständlich entsprechen sie den strengen Vorgaben des bluesign® systems.

Das nachhaltige wear2wear Konzept ist ein Synonym für hochwertige, verantwortungsvolle Bekleidung. Aus Textilfasern von gebrauchten Kleidungsstücken werden in Europa neue Funktionstextilien produziert. Diese erfüllen je nach Einsatzgebiet hohe Anforderungen wie etwa Wasserdichtigkeit, Atmungsaktivität, Schutz und Komfort. Damit sich der Rohstoffkreislauf wieder schliesst, können diese Textilien am Ende ihres Lebenszyklus erneut vollständig recycelt werden. Somit entsteht kein Abfall, sondern es werden wieder Bekleidungsteile daraus gefertigt. In diesem Verbund garantieren alle Beteiligten von der Qualität der Ausgangsstoffe bis hin zum gewährleisteten Recycling-Prozess am Ende, dass es sich zu 100 Prozent um recycelbare Funktionsgewebe aus recycelten Textilfasern handelt. Dank moderner, auf nachwachsenden Rohstoffen basierender wasser- und schmutzabweisenden Technologien sowie modernster Membrantechnologie sind die Textilien zukünftig auch durchgehend PFC-frei hergestellt und imprägniert.

Fünf Partnerunternehmen
Die fünf europäischen Partnerunternehmen der wear2wear-Kooperation decken den gesamten Recycling-Kreislauf ab. Die deutsche Heinrich Glaeser Nachfolger GmbH ist ein Faser- und Garnlieferant und der „Recycler“ im Kreislauf. Bei der Märkischen Faser GmbH (D) handelt es sich um den „Upcycler“ und Faserhersteller. Die Carl Weiske GmbH & Co. KG (D) entwickelt die Polymere, Fasern, Garne, chemischen Hilfsmittel sowie textilen Systeme und die TWD Fibres GmbH (D), ein vollstufiger Filamentgarnproduzent, deckt die gesamte Palette an Polyester- und Polyamid-6.6-Endlosfilamentgarnen ab. Die innovative Schweizer Firma Schoeller Textil AG übernimmt die Textilproduktion und stellt nachhaltige Hightech-Stoffe mit maximalem Tragekomfort her. Die dazu passende klimaneutrale und ebenfalls 100-prozentig recycelbare PTFE- und PFC-freie Membran sowie recycelte Ober- und Futterstoffe liefert Sympatex Technologies (D), die ökologische Alternative unter den textilen Funktionsspezialisten. DutchSpirit ist ein niederländisches Unternehmen, das sich seit 2010 für umweltschonende Bekleidung einsetzt. Seine Mission ist es das Bewusstsein für nachhaltige Bekleidung zu vergrössern und recyclingfähige Bekleidung im Workwear-Segment anzubieten. DutchSpirit ist der Initiator für die Entwicklung der Inspire-Produkte von Schoeller Textil und Inspirator für das wear2wear-Konzept. Weitere Konfektionspartner, die auch mitarbeiten, sind beispielsweise: Anchor Workwear BV (NL), Hüsler Berufskleider AG (CH), Groenendijk Bedrijfskleding BV (NL), Bedrijfskledingdiscounter BV (NL) und Rifka'S (NL).

Das ITM wird den Besuchern der JEC einen umfassenden Einblick in die aktuellen Arbeiten auf dem Gebiet der Maschinen- und Produktentwicklungen entlang der gesamten textilen Prozesskette geben.
Ein Highlight auf der JEC 2018 ist die Präsentation der vielfältigen Möglichkeiten, die die Struktur- und Prozesssimulation textiler Hochleistungswerkstoffe und textiler Fertigungsprozesse bietet.

Mittels skalenübergreifender Modellierung und Simulation wird am ITM ein tiefgreifendes Material- und Prozessverständnis erreicht. Dazu wurden Finite-Element-Modelle auf der Mikro-, Meso- und Makroskala entwickelt und validiert. Beispiele aus aktuellen Forschungsprojekten des ITM demonstrieren die vielseitigen Möglichkeiten und Einsatzbereiche der modernen Simulationsmethoden auf dem Gebiet der Textilmaschinen.

Weiterhin werden beispielhafte innovative konstruktive Highlights aus dem Bereich der Flachstricktechnologie durch das ITM vorgestellt. Eine besondere Herausforderung bei der Verwendung von Faserkunststoffverbunden (FKV) mit komplexen Freiformflächen ist neben der belastungsgerechten Auslegung eine wirtschaftliche und produktive Fertigung, wofür am ITM innovative, hochdrapierbare und anforderungsgerechte textile Halbzeuge entwickelt werden. Konstruktive Neu- und Weiterentwicklungen im Bereich Textilmaschinen erfolgen dabei in enger Zusammenarbeit mit namenhaften Textilmaschinenherstellern, wie u.a. Stoll, Steiger und Shima Seiki.  

Im Rahmen einer Projektbearbeitung konnte am ITM ein innovatives Verfahren für die kontinuierliche und damit hochproduktive Fertigung von komplexen, schalenförmigen und hohlprofilförmigen 3D-Preforms aus Hochleistungsfaserstoffen entwickelt und erfolgreich umgesetzt werden. Durch die prozessintegrierte Strukturfixierung eignen sich die Preforms hervorragend für die Weiterverarbeitung zu FKV-Bauteilen. Hierbei arbeitet das neue Umformverfahren ohne aufwändige, bewegte bzw. aktiv angetriebene Elemente. Daher ist die Ausformung komplexer Geometrien bei engen Bauraumsituationen besonders gut zu realisieren. Damit gelingt erstmals die kontinuierliche und reproduzierbare Herstellung geschlossener hohlprofilförmiger 3D-Preforms mit sehr guter und reproduzierbarer Qualität, die zur JEC ausgestellt werden.

Ein am ITM erfolgreich etablierter Entwicklungsschwerpunkt sind 3D-Strukturen in Form von Near Net Shape Preformen, die zur JEC präsentiert werden. Dazu gehören z.B. ebene und gekrümmte Bauteile mit integrierten Rippen für die Steigerung der Biegesteifigkeit von hoch tragenden Bauteilen, die am ITM kontinuierlich in einem simulationsgestützten Verarbeitungsprozess gefertigt werden. Eine besondere Herausforderung ist die Entwicklung von dringend benötigten anforderungsgerechten Knotenverbindungselementen aus Glas- und Carbon-Filamentgarnen, die mittels hochkomplexer simulationsgestützter Bindungskonstruktionen auf modernsten computergesteuerten Textilmaschinen am ITM hergestellt werden. Für diese Entwicklungen wurde das ITM mehrfach international ausgezeichnet.

Zum Thema Multimaterialcomposites auf Basis von textilen Halbzeugen und Metallblech werden Ergebnisse anhand von Technologiedemonstratoren offeriert, die im Rahmen interdisziplinärer und institutsübergreifender Forschung entlang der gesamten Prozesskette erfolgreich umgesetzt wurden. Im Rahmen mehrerer Forschungsprojekte wurde eine Prozesskette entwickelt, die eine kostengünstige und großserientaugliche Bauteilfertigung von FKV-Metallblech-Verbunden durch in-Situ-Umfom-Fügen aus den Halbzeugen erlaubt.  

Auf der JEC stellt das ITM auch exemplarische Demonstratorstrukturen wie Near Net Shape Preforms und textile Bewehrungen für Carbonbetonanwendungen vor, die mittels der am ITM fest etablierten Multiaxial-Kettenwirktechnologie, gefertigt worden sind. Durch eigene Weiterentwicklungen beim individuellen Kettfadenzulieferungs, -versatz und abzugssystem, bei der Fertigung thermoplastischer Hybridspreizbänder sowie bei dem online-Beschichtungssystem für textile Bewehrungen können maßgeschneiderte Halbzeuge hergestellt und neue Anwendungsfelder erschlossen werden.  

Weiterhin wird am ITM die Entwicklung und Umsetzung von neuartigen Garnkonstruktionen aus recycelten Carbonfasern (rCF) für neue Verbundwerkstoffe erfolgreich vorangetrieben. Mit einer sogenannten Spezialkrempelanlage werden recycelten Fasern aufgelöst, vereinzelt und zu einem breiten gleichmäßigen Band zusammengeführt. Anschließend können daraus auf Basis verschiedener Spinntechnologien neuartige Hybridgarnkonstruktionen aus gleichmäßig vermischten recycelten Carbon- und Thermoplastfasern gefertigt werden. Ausgewählte Garnkonstruktionen und daraus gefertige Demonstratoren werden den Besuchern zur JEC präsentiert.