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30.11.2021

Initiative für mehr Resilienz: Fraunhofer präsentiert White Paper »RESYST«

Vor dem Hintergrund aktueller Krisen wie der Corona-Pandemie oder der Hochwasserkatastrophe des Sommers 2021 wird deutlich: Krisen, die auf unzureichend resiliente Wertschöpfungsketten treffen, können dramatische Auswirkungen auf Unternehmen und sogar ganze Volkswirtschaften haben. Mit dem White Paper »RESYST« stellen 17 Fraunhofer-Institute eine Analyse aller Faktoren und Bedingungen für Resilienz vor und geben praktische Handlungsempfehlungen. Das Fazit der Forschenden: Wer nachhaltige Maßnahmen zur Steigerung der Resilienz einführt, bleibt selbst in Krisen innovativ und erfolgreich.

Die Folgen der Corona-Pandemie haben auch die deutsche Wirtschaft stark getroffen. Viele Branchen melden Lieferschwierigkeiten, allen voran die Autoindustrie, aber auch die Baubranche, Möbelhersteller, die Papierindustrie und Fahrradhersteller – sogar Spielwaren sind knapp.

Vor dem Hintergrund aktueller Krisen wie der Corona-Pandemie oder der Hochwasserkatastrophe des Sommers 2021 wird deutlich: Krisen, die auf unzureichend resiliente Wertschöpfungsketten treffen, können dramatische Auswirkungen auf Unternehmen und sogar ganze Volkswirtschaften haben. Mit dem White Paper »RESYST« stellen 17 Fraunhofer-Institute eine Analyse aller Faktoren und Bedingungen für Resilienz vor und geben praktische Handlungsempfehlungen. Das Fazit der Forschenden: Wer nachhaltige Maßnahmen zur Steigerung der Resilienz einführt, bleibt selbst in Krisen innovativ und erfolgreich.

Die Folgen der Corona-Pandemie haben auch die deutsche Wirtschaft stark getroffen. Viele Branchen melden Lieferschwierigkeiten, allen voran die Autoindustrie, aber auch die Baubranche, Möbelhersteller, die Papierindustrie und Fahrradhersteller – sogar Spielwaren sind knapp.

Die Industrie sollte die dramatischen Lieferengpässe zum Anlass nehmen, ihre Fähigkeit zur Resilienz zu überprüfen und zukunftsorientierte Maßnahmen zu planen. Hier setzt das White Paper »RESYST Resiliente Wertschöpfung in der produzierenden Industrie – innovativ, erfolgreich, krisenfest« an. 17 Fraunhofer-Institute des Fraunhofer-Verbunds Produktion bringen ihre langjährigen, umfassenden Erfahrungen und aktuellen Forschungsergebnisse ein. Die Autorinnen und Autoren wenden sich dabei nicht nur an ein Fachpublikum, sie wollen ihre Erkenntnisse auch einer breiten Öffentlichkeit aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik nahebringen.    

Reaktion auf Krisen und unerwartete Störfälle
Das White Paper untersucht die Auswirkungen unerwarteter Störfälle und plötzlich hereinbrechender Krisen auf Unternehmen und diskutiert Maßnahmen und Weichenstellungen, die auf den Ebenen der Unternehmen, des Wertschöpfungssystems oder der Politik getroffen werden können, um die Resilienz deutlich zu erhöhen. Wesentliche Faktoren sind dabei unter anderem Qualifikation und Motivation der Mitarbeitenden, der Aufbau alternativer Prozessketten oder eine schnellere Zertifizierung von Produkten und Prozessen durch die zuständigen Institutionen. Darüber hinaus sollten sich staatliche Unterstützungsleistungen nicht punktuell auf einzelne Branchen oder Unternehmen fokussieren, sondern ganze Wertschöpfungssysteme in den Blick nehmen.

»Von internationalen Handelskonflikten über die Auswirkungen des Klimawandels bis hin zur Corona-Pandemie – die vergangenen Jahre haben gezeigt: Resilienz ist eine tragende Säule für eine funktionierenden Wirtschaft, insbesondere der produzierenden Industrie,« sagt Prof. Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft. »Die deutsche Wirtschaft steht heute vor enormen Herausforderungen. Sie muss innovative Technologien im Kampf gegen den Klimawandel auf den Markt bringen und ihre technologische Souveränität im globalen Wettbewerb ausbauen. Das White Paper »RESYST« vertieft das Verständnis für eine resiliente Wertschöpfung und bietet produzierenden Unternehmen praxisnahes Know-how zur Steigerung ihrer Resilienz und damit langfristiger Erfolgssicherung.«

Prof. Holger Kohl, stellvertretender Institutsleiter am Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK und Koordinator des White Papers zum Forschungsprojekt RESYST, ergänzt: »Das Thema Resilienz wird immer noch unterschätzt. Unser White Paper will das Bewusstsein für dieses komplexe Thema schärfen, damit die Verantwortlichen der produzierenden Industrie frühzeitig Maßnahmen zur dringend notwendigen Verbesserung der Resilienz ergreifen. Eine zentrale Erkenntnis von RE-SYST ist dabei, dass eine sorgfältige Analyse der internen Geschäftsprozesse, Strukturen und oftmals versteckten Abhängigkeiten grundlegend für den erfolgreichen Aufbau resilienter Wertschöpfungssysteme ist.«
 
Rahmenmodell für resiliente Wertschöpfung

Das White Paper stellt erstmals das »Rahmenmodell für Resiliente Wertschöpfung« vor, das die Fraunhofer-Forschenden institutsübergreifend gemeinsam entwickelt haben. »Das Rahmenmodell bildet ein durchgängiges Gerüst, das alle relevanten Aspekte der Resilienz adressiert, sie miteinander vernetzt und mit handlungsorientierten Lösungsbausteinen verknüpft«, erläutert Kohl. Das gibt Unternehmen die Möglichkeit, die strategisch angelegten Resilienz-Ziele nahtlos mit den Erfordernissen des Tagesgeschäfts zu verbinden. Die »RESYST«-Autoren begnügen sich nicht mit theoretischen Erörterungen. Das Rahmenmodell und die Analysen werden mit praktischen Handlungsempfehlungen, konkreten Beispielen und einer Reihe von Case Studies anschaulich gemacht.
 
Die Forschenden der Fraunhofer-Gesellschaft senden mit ihrem White Paper »RESYST« aber auch eine optimistische Botschaft aus. »Resilienz ist mehr als nur Krisenvorsorge, vielmehr hilft sie auch jenseits von Krisen innovativ und agil zu bleiben. Denn intakte und resiliente Wertschöpfungssysteme sind essenziell für den Wirtschaftsstandort Deutschland«, sagt Holger Kohl.

Das White Paper »RESYST« steht in einer Printversion und als kostenloser Download im PDF-Format zur Verfügung.

(c) Toray
23.11.2021

Toray Industries: Ein Konzept, um Leben zu verändern

Das im Januar 1926 gegründete japanische Chemieunternehmen Toray Industries, Inc. mit Firmensitz in Tokio ist bekannt als der weltweit größte Hersteller von Kohlenstofffasern auf PAN (Polyacrylnitril)-Basis. Doch das Gesamtportfolio umfasst weit mehr. Textination sprach mit Koji Sasaki, dem General Manager der Textile Division von Toray Industries, Inc., über innovative Produktlösungen, neue Verantwortungen und die besondere Rolle von Chemieunternehmen in der heutigen Zeit.

Toray Industries ist ein japanisches Unternehmen, das sich – 1926 als Produzent von Viskosegarnen entstanden – auf der Zielgerade zu seinem 100. Geburtstag befindet. Aktuell gehören zur Toray Gruppe 102 japanische Firmen und 180 in Übersee. Sie sind in 29 Ländern tätig. Welche Bedeutung hat der Geschäftsbereich Fasern und Textilien aktuell für Ihren Unternehmenserfolg?

Das im Januar 1926 gegründete japanische Chemieunternehmen Toray Industries, Inc. mit Firmensitz in Tokio ist bekannt als der weltweit größte Hersteller von Kohlenstofffasern auf PAN (Polyacrylnitril)-Basis. Doch das Gesamtportfolio umfasst weit mehr. Textination sprach mit Koji Sasaki, dem General Manager der Textile Division von Toray Industries, Inc., über innovative Produktlösungen, neue Verantwortungen und die besondere Rolle von Chemieunternehmen in der heutigen Zeit.

Toray Industries ist ein japanisches Unternehmen, das sich – 1926 als Produzent von Viskosegarnen entstanden – auf der Zielgerade zu seinem 100. Geburtstag befindet. Aktuell gehören zur Toray Gruppe 102 japanische Firmen und 180 in Übersee. Sie sind in 29 Ländern tätig. Welche Bedeutung hat der Geschäftsbereich Fasern und Textilien aktuell für Ihren Unternehmenserfolg?

Das Geschäft mit Fasern und Textilien ist zugleich Ausgangspunkt und Grundlage der heutigen Geschäftsentwicklung von Toray. Wir begannen 1926 mit der Produktion von Viskosegarnen und führten bereits 1940 eigene Forschung und Entwicklung im Bereich Nylonfasern durch. Und da neue Materialien meist auch neue Verarbeitungsmethoden erfordern, begann Toray früh damit, auch in eigene Verfahrenstechnologie zu investieren. So möchten wir einerseits unsere Umsätze steigern und andererseits die Anwendungsmöglichkeiten für unsere Materialien erweitern. Aus diesem Grund begann Toray auch, das Geschäft vom reinen Fasergeschäft auf Textilien und sogar Bekleidung auszuweiten. So sind wir in der Lage, besser auf die Bedürfnisse unserer Kunden einzugehen und gleichzeitig stets an der Spitze der Innovation zu bleiben.

Laufe der Jahrzehnte hat Toray viel Wissen in der Polymerchemie und der organischen Synthesechemie angesammelt – und dieses Know-how ist die Grundlage für fast alle unsere anderen Geschäftsvorhaben. Heute produzieren wir eine breite Palette fortschrittlicher Materialien und Produkte mit hoher Wertschöpfung in den Bereichen Kunststoffe, Chemikalien, Folien, Kohlefaserverbundwerkstoffe, Elektronik und Informationsmaterialien, Pharmazeutika, Medizin und Wasseraufbereitung. Fasern und Textilien sind jedoch nach wie vor unser wichtigstes Geschäftsfeld, auf das rund 40 % des Umsatzes des Unternehmens entfallen.

Welches Verständnis, welches Erbe ist Ihnen bis heute wichtig? Und wie leben Sie konkret im Textilbereich eine Unternehmensphilosophie, die Sie so formulieren "einen gesellschaftlichen Beitrag leisten durch die Schaffung neuer Werte mit innovativen Ideen, Technologien und Produkten (Contributing to society through the creation of new value with innovative ideas, technologies and products)"?

Toray hat immer wieder neue Materialien entwickelt, die es so in der Welt noch nie gegeben hat. Wir tun dies, indem wir uns auf unsere vier Kerntechnologien konzentrieren: Polymerchemie, organische synthetische Chemie, Biotechnologie und Nanotechnologie. Für den Textilbereich bedeutet dies, dass wir neue Polymerstrukturen, Spinntechnologien und Verarbeitungsmethoden einsetzen, um Garne mit noch nie dagewesenen Eigenschaften zu entwickeln. Dabei orientieren wir uns stets an den Bedürfnissen und Problemstellungen des Marktes und unserer Kunden.

Dieser Ansatz ermöglicht es uns, Textilien mit neuen Funktionen in unseren Alltag zu integrieren, die natürliche Fasern und Materialien nicht erreichen können. So bieten wir beispielsweise Sport- und Unterwäsche, die hervorragend Wasser absorbieren und sehr schnell trocknen, oder Regen- und Outdoor-Bekleidung mit ausgezeichneten wasserabweisenden Eigenschaften, die mit einem weniger voluminösen Innenfutter aufwarten kann. Weitere Beispiele sind antibakterielle Unterwäsche, Uniformen oder Innenausstattungen, die für ein hygienisches Umfeld sorgen und das Wachstum von geruchsverursachenden Bakterien beeinträchtigen. Die Menschen genießen jeden Tag die Annehmlichkeiten dieser innovativen Textilien, und wir hoffen, damit zu ihrem täglichen Komfort beitragen und ihr Leben in gewisser Weise verbessern zu können.

Im Jahr 2015 verabschiedeten die Vereinten Nationen 17 nachhaltige Entwicklungsziele – kurz Agenda 2030 genannt, die zum 01. Januar 2016 in Kraft trat. Den Ländern blieben 15 Jahre, um sie bis 2030 zu erreichen. In Ihrem Unternehmen gibt es eine TORAY VISION 2030 und eine TORAY SUSTAINABILITY VISION. Wie wenden Sie diese Grundsätze und Ziele auf das Textilgeschäft an? Welche Rolle spielt die Nachhaltigkeit für dieses Geschäftsfeld?

Nachhaltigkeit ist eines der wichtigsten Themen, denen sich die Welt heute gegenübersieht – nicht nur in der Textilbranche, sondern in allen Industriezweigen. Wir in der Toray-Gruppe sind davon überzeugt, mit unseren fortschrittlichen Materialien zur Lösung verschiedener Probleme in diesem Kontext beitragen zu können. Gleichzeitig bietet der Trend in Richtung Nachhaltigkeit interessante neue Geschäftsansätze. In unserer Nachhaltigkeitsvision haben wir vier Ziele festgelegt, die die Welt bis 2050 erreichen sollte. Und wir haben definiert, welche Probleme dafür angegangen werden müssen.

Wir müssen:

  1. Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels beschleunigen,
  2. bei der Nutzung von Ressourcen und in der Produktion nachhaltige, recyclingorientierte Lösungen realisieren,
  3. sauberes Wasser und saubere Luft bereitstellen und
  4. einen Beitrag leisten zu einer besseren medizinischen Versorgung und Hygiene für Menschen auf der ganzen Welt.

Wir werden diese Agenda vorantreiben, indem wir den Einsatz von Materialien, die auf Umweltprobleme reagieren, fördern und ausweiten. Im Textilbereich bieten wir zum Beispiel wärmende und kühlende Textilien an – indem sie in bestimmten Situationen Klimaanlagen oder Heizungen überflüssig machen, können sie dazu beitragen, Energiekosten zu senken. Wir stellen außerdem umweltfreundliche Textilien her, die auf bestimmte schädliche Stoffe wie Fluor verzichten, sowie Textilien aus Biomasse, bei denen anstelle von konventionellen petrochemischen Materialien pflanzliche Fasern zum Einsatz kommen. Auch recycelte Materialien, die Abfall reduzieren und eine effektive Nutzung von Ressourcen fördern, haben wir im Sortiment.

Die TORAY VISION 2030 wiederum ist unser mittelfristiger Strategieplan und betrachtet das Thema Nachhaltigkeit aus einem anderen Blickwinkel: Toray hat darin den Weg zu einem nachhaltigen und gesunden Unternehmenswachstum festgelegt. Dabei konzentrieren wir uns auf zwei große Wachstumsbereiche: Unser Green Innovation Business, das auf die Lösung von Umwelt-, Ressourcen- und Energieproblemen abzielt, und das Life Innovation Business, das sich auf die Verbesserung der medizinischen Versorgung, der öffentlichen Gesundheit, der persönlichen Sicherheit und letztlich einer längeren Lebenserwartung konzentriert.

Innovation by Chemistry lautet der Claim der Toray-Gruppe. In einer Welt, in der REACH und Fridays for Future die Spielräume der Chemieindustrie stark einengen, stellt sich die Frage, welchen Platz die Chemie in der Textilindustrie haben kann. Wie passen hier Chemie, Innovation und Nachhaltigkeit zusammen?

Die chemische Industrie befindet sich heute an einem Wendepunkt. Die Vorteile, die diese Industrie für die Zivilisation bringen kann, sind zwar nach wie vor enorm, aber zugleich treten Nachteile wie Ressourcenverschwendung und die negativen Auswirkungen auf Umwelt und Ökosysteme, immer deutlicher zu Tage. In Zukunft wird die chemische Industrie viel stärker im Sinne der Nachhaltigkeit arbeiten müssen – daran führt kein Weg vorbei.

Was Textilien betrifft, so gibt es unserer Meinung nach mehrere Möglichkeiten, synthetische Materialien in Zukunft nachhaltiger zu gestalten. Eine davon sind wie gesagt Materialien, die aus Pflanzen statt aus petrochemischen Rohstoffen hergestellt werden. Eine andere besteht darin, die Menge an Rohstoffen, die bei der Produktion verwendet werden, von vornherein zu reduzieren – dies kann zum Beispiel gelingen, indem Abfallstoffe aus Produktion oder Verkauf gesammelt und recycelt werden. Biologisch abbaubare Materialien, die die Auswirkungen von Abfallprodukten auf die Umwelt verringern, sind eine weitere Möglichkeit, die zu verfolgen es lohnt, ebenso wie die Reduzierung von umweltschädlichen Substanzen, die im Produktionsprozess verwendet werden. All diese Möglichkeiten prüfen wir bereits im synthetischen Textilien-Geschäft von Toray. Zugleich achten wir übrigens darauf, in unserer eigenen Produktion Energie zu sparen und den Einfluss auf die Umwelt möglichst gering zu halten.

Toray konzentriert sich im Segment Fasern & Textilien auf synthetische Fasern wie Nylon, Polyester und Acryl sowie andere Funktionsfasern. Auf dem Markt ist in den vergangenen Jahren ein deutlicher Trend zu cellulosischen Fasern zu beobachten, die auch als Alternativen zu synthetischen Produkten gehandelt werden. Wie sehen Sie diese Entwicklung – zum einen für das Unternehmen Toray, zum anderen unter dem Aspekt Nachhaltigkeit, den die cellulosischen Wettbewerber mit der nachwachsenden Rohstoffbasis für sich reklamieren?

Naturfasern, einschließlich Cellulosefasern und Wolle, sind insofern umweltfreundlich, als sie leicht recycelt werden können und nach der Entsorgung schnell biologisch abbaubar sind. Um ihre Umweltauswirkungen wirklich beurteilen zu können, müssen jedoch auch eine Reihe anderer Faktoren berücksichtigt werden: In erster Linie ist da die Frage der Beständigkeit: gerade weil Naturfasern natürlich sind, ist es schwierig, auf einen schnellen Anstieg der Nachfrage zu reagieren, und die Qualität ist aufgrund von Wetter- und anderen Faktoren nicht immer stabil.

Klimatische Veränderungen wie extreme Hitze, Dürre, Wind, Überschwemmungen und Kälteschäden können die Quantität und Qualität der Produktion von Naturfasern beeinträchtigen, so dass die Versorgung nicht immer gesichert ist. Um die Produktion hochzufahren, müssen nicht nur Flächen gerodet, sondern auch große Mengen an Wasser und Pestiziden eingesetzt werden, um diese zu bewirtschaften - all das ist schädlich für die Umwelt.

Synthetische Fasern hingegen sind Industrieprodukte, die in kontrollierten Fabrikumgebungen hergestellt werden. Das macht es einfacher, Schwankungen im Produktionsvolumen zu bewältigen und eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten. Darüber hinaus können bestimmte funktionelle Eigenschaften wie Widerstandsfähigkeit, Wasseraufnahme, schnelles Trocknen und anti-bakterielle Eigenschaften in das Material eingearbeitet werden, was dazu führen kann, dass Textilien länger im Gebrauch sind.

Synthetische Fasern und Naturfasern, einschließlich Cellulosefasern, haben also ihre eigenen Vor- und Nachteile – es gibt hier kein Allheilmittel, zumindest nicht im Moment. Wir glauben: Es ist wichtig, sicherzustellen, dass es Optionen gibt, die dem Bewusstsein und dem Lebensstil des Verbrauchers entsprechen. Dazu gehören Komfort im Alltag und Nachhaltigkeit gleichermaßen.

Inwiefern ist die Nachfrage nach recycelten Produkten gestiegen? Unter dem Markennamen &+™ bietet Toray eine Faser an, die aus recycelten PET-Flaschen hergestellt wird. Gerade bei der „Rohstoffbasis: PET-Flaschen“ können sich Probleme beim Weißgrad der Faser ergeben. Was unterscheidet Ihr Verfahren von dem anderer Unternehmen und inwiefern können Sie qualitativ mit neuen Fasern konkurrieren?

Bei der Herstellung der "&+"-Faser werden die gesammelten PET-Flaschen mit speziellen Wasch- und Filterverfahren von sämtlichen Fremdstoffen befreit. Durch diese Verfahren konnten wir nicht nur das Problem des Weißgrades der Fasern lösen – indem wir gefilterte, hoch reine recycelte Polyester späne verwenden, können wir auch sehr feine Fasern und Fasern mit einzigartigen Querschnitten herstellen. Mit unseren bewährten Verfahrenstechnologien können zudem bestimmte Texturen und Funktionen von Toray in die Faser eingebaut werden. Darüber hinaus enthält "&+" eine spezielle Substanz im Polyester, die eine Rückverfolgung des Materials auf die darin verwendeten recycelten PET-Flaschenfasern ermöglicht.

Wir glauben, dass diese Kombination aus Ästhetik, Nachhaltigkeit und Funktionalität die recycelte Polyester-faser "&+" wettbewerbsfähiger macht als die anderer Unternehmen. Und in der Tat haben wir festgestellt, dass die Zahl der Anfragen stetig zunimmt, da Unternehmen bereits in der Produktplanungsphase ein stärkeres Bewusstsein für Nachhaltigkeit entwickeln.

Wie wird Innovationsmanagement in der Textilabteilung von Toray gelebt, und auf welche Entwicklungen, an denen Toray in der letzten Zeit gearbeitet hat, sind Sie besonders stolz?

Die Textilabteilung besteht aus drei Unterabteilungen, die sich auf die Entwicklung und den Verkauf von Modetextilien (WOMEN'S & MEN'S WEAR FABRICS DEPT.), Sport- und Outdoor-Textilien (SPORTS WEAR & CLOTHING MATERIALS FABRICS DEPT.) und, speziell für Japan, Textilien für Uniformen in Schulen, Unternehmen und dem öffentlichen Sektor (UNIFORM & ADVANCED TEXTILES DEPT.) konzentrieren.

In der Vergangenheit entwickelte jede Abteilung ihre eigenen Materialien für ihre jeweiligen Märkte und Kunden. Im Jahr 2021 haben wir jedoch einen kollaborativen Raum für die Zusammenarbeit eingerichtet, um die Synergie zu erhöhen und Informationen über die in verschiedenen Bereichen entwickelten Textilien mit der gesamten Abteilung zu teilen. So können die Verkäufer ihren Kunden auch in anderen Abteilungen entwickelte Materialien anbieten und selbst Ideen für die Entwicklung neuer Textilien bekommen.

Ich glaube, dass die neue Struktur uns auch helfen wird, besser auf Veränderungen im Markt zu reagieren. Wir sehen zum Beispiel, dass die Grenzen zwischen Arbeitsbekleidung und Outdoor verschwimmen – Marken wie Engelbert Strauss sind ein gutes Beispiel für diesen Trend. Eine weitere Entwicklung, die sich unserer Meinung nach der Corona-Pandemie noch beschleunigen wird, ist die Betonung grüner Technologien und Materialien. Dies gilt für alle Textilbereiche, und wir müssen enger zusammenarbeiten, um hier ganz vorne mitzuspielen.

Welche Bedeutung haben in Ihren Forschungsvorhaben biobasierte Polyester? Wie schätzen Sie die künftige Bedeutung solcher Alternativen ein?

Ich glaube, dass diese Materialien in den kommenden Jahren eine große Rolle spielen werden. Polyester wird aus gereinigter Terephthalsäure (PTA) hergestellt, die wiederum aus Paraxylen (PX) und Ethylenglykol (EG) besteht. In einem ersten Schritt bieten wir bereits ein Material namens ECODEAR™ an, das Zuckerrohrmelasse-Abfällen als Rohmaterial für die EG-Herstellung verwendet.

Etwa 30 % dieser zumindest ansatzweise Bio-Polyesterfaser sind somit biologisch hergestellt, und das Material wird in großem Umfang für Sportbekleidung und Uniformen verwendet. Im nächsten Schritt arbeiten wir an der Entwicklung einer vollständig biobasierten Polyesterfaser, bei der auch der PTA-Bestandteil aus Biomasse-Rohstoffen, wie den nicht genießbaren Teilen von Zuckerrohr und Holzabfällen, gewonnen wird.

Bereits 2011 ist es uns gelungen, einen Prototyp einer solchen vollständig aus Biomasse hergestellten Polyesterfaser zu produzieren. Die Ausweitung der Produktion bei dem PX-Hersteller, mit dem wir zusammenarbeiten, hat sich jedoch als schwierig erwiesen. Derzeit stellen wir nur kleine Muster-Mengen her, aber wir hoffen, in den 2020er Jahren mit der Massenproduktion starten zu können.

Ursprünglich vom Garn kommend, inzwischen seit Jahrzehnten ein weltweit führender Produzent synthetischer Fasern, arbeiten Sie auch bis zum fertig konfektionierten Produkt. Die Palette reicht von Schutzkleidung gegen Staub und Infektionen bis zu smart textiles und Funktionstextilien, die biometrische Daten erfassen. Was planen Sie in diesen Segmenten?

Im Bereich der Schutzkleidung ist unsere Marke LIVMOA™ unser Vorzeige-Material. Es vereint hohe Atmungsaktivität, um Feuchtigkeit im Inneren der Kleidung zu reduzieren, mit blockierenden Eigenschaften, die Staub und andere Partikel von außen fernhalten. Das Textil eignet sich für eine Vielzahl von Arbeitsumgebungen, darunter auch Anwendungen mit hohem Staub- oder Fettaufkommen und sogar Reinräume. LIVMOA™ 5000, eine hochwertige Qualität, zeigt auch antivirale Eigenschaften und hilft, medizinisches Personal zu entlasten. Das Material bildet eine wirksame Barriere gegen Bakterien und Viren und ist beständig gegenüber hygroskopischem Druck. Durch die hohe Atmungsaktivität bietet es außerdem hohen Tragekomfort.

Unser smart textile heißt hitoe™. Bei diesem hochleit-fähigen Gewebe wird ein leitfähiges Polymer – also eine Polymerverbindung, die Elektrizität hindurchlässt – in das Nanofasergewebe eingearbeitet. hitoe™ ist ein leistungsfähiges Material zur Erfassung von Biosignalen, schwachen elektrischen Signalen, die wir unbewusst von unserem Körper aussenden. In Japan hat Toray Produkte für elektrokardiografische Messungen (EKGs) entwickelt, die den Sicherheits- und Wirksamkeitsstandards medizinischer Geräte entsprechen. Und 2016 haben wir bei den japanischen medizinischen Verwaltungsbehörden eine Anmeldung für die Registrierung eines Geräts mit hitoe™ als allgemeines Medizinprodukt eingereicht – dieser Registrierungsprozess ist nun abgeschlossen. Insgesamt erwarten wir, dass der Gesundheitssektor, insbesondere medizinische und pflegerische Anwendungen, wachsen wird – nicht zuletzt wegen zunehmender Infektionskrankheiten und ein wachsendes Gesundheitsbewusstsein unter der älteren Bevölkerung. Wir werden daher weiterhin neue Produkte für diesen Markt entwickeln und verkaufen.

Joseph Wilson Swan hat 1885 die Bezeichnung „artifical silk“ für die von ihm künstlich erzeugten Nitratcellulosefilamente einführt. Später wurden auch die auf Basis von Cellulose ersponnenen Kupfer-, Viskose- und Acetatfilamentgarne als Kunstseide bezeichnet. Toray hat eine neue innovative Spinntechnologie unter dem Namen NANODESIGN™ entwickelt, die die Kontrolle der Feinheit und Form der synthetischen Fasern auf Nanoebene ermöglicht. Damit sollen Funktionen, Ästhetik und Texturen entstehen, die es bisher nicht gab. Für welche Anwendungen wollen Sie diese Produkte einsetzen?

Bei der NANODESIGN™-Technologie wird das Polymer in eine Reihe mikroskopisch kleiner Ströme aufgespalten, die dann in einem bestimmten Muster zu einer neuen Faser rekombiniert werden. Durch eine äußerst präzise Steuerung des Polymerstroms können Feinheit und Querschnittsform der Faser viel genauer bestimmt werden, als es mit herkömmlichen Mikrofaser- und Nanofaser-Spinntechnologien bisher möglich war. Darüber hinaus ermöglicht diese Technologie die Kombination von drei oder mehr Polymertypen mit unterschiedlichen Eigenschaften in einer Faser – herkömmliche Technologien schaffen nur zwei Polymertypen. Diese Technologie ermöglicht es Toray daher, bei der Herstellung von Kunstfasern eine Vielzahl von Texturen und Funktionen festzulegen, die mit herkömmlichen Kunstfasern nicht möglich waren – und sogar die Textur und die Haptik von Naturfasern zu übertreffen. Kinari, unsere mit der NANODESIGN-Technologie entwickelte Kunstseide, ist hier ein Paradebeispiel, aber die Technologie birgt noch viele weitere Möglichkeiten – nicht zuletzt im Hinblick auf unsere Nachhaltigkeitsziele.

Was hat die zurückliegende Zeit der Pandemie für das das Textilgeschäft von Toray bisher bedeutet? Inwiefern war sie eine Belastung, in welchen Bereichen aber auch ein Innovationstreiber? Was erwarten Sie von den kommenden 12 Monaten?

Die Corona-Katastrophe hat sich dramatisch auf die Ergebnisse des Unternehmens ausgewirkt: Im Geschäftsjahr 2020 sanken der Gesamtumsatz von Toray um rund 10% auf 188,36 Milliarden Yen (ca. 1,44 Milliarden Euro) und der Betriebsgewinn um rund 28% auf 90,3 Milliarden Yen (ca. 690 Millionen Euro). Die Auswirkungen auf den Faser- und Textilbereich waren ebenfalls beträchtlich: Die Umsätze gingen um rund 13 % auf 719,2 Mrd. Yen (ca. 5,49 Mrd. Euro) zurück und das Betriebsergebnis um rund 39 % auf 36,6 Mrd. Yen (ca. 280 Mio. Euro).

Im Geschäftsjahr 2021 sieht es im Bereich Fasern und Textilien jedoch deutlich besser aus: Bislang hat das Segment die Ziele insgesamt übertroffen, auch wenn es in den einzelnen Bereichen und Anwendungen Schwankungen gibt. Im Zeitraum April bis Juni haben wir sogar wieder das Niveau von 2019 erreicht. Dies ist zum Teil auf den sich erholenden Sport- und Outdoor-Sektor zurückzuführen. Der Markt für Modebekleidung hingegen bleibt aufgrund der veränderten Lebensgewohnheiten, die Schließungen und Homeoffice mit sich gebracht haben, weiterhin schwierig. Wir sind der Meinung, dass eine vollständige Erholung des Geschäfts erst dann eintreten wird, wenn die Reise- und Freizeitbranche wieder das Vor-Corona-Niveau erreicht hat.

Eine andere Nebenwirkung der Pandemie, die wir sehr stark spüren, ist die wachsende Sorge über Umweltfragen und den Klimawandel. Infolgedessen hat die Nachfrage nach nachhaltigen Materialien auch im Bekleidungssegment zugenommen. Nachhaltigkeit wird in Zukunft für die Entwicklung und Vermarktung neuer Textilien in allen Marktsegmenten ein Muss sein. Andererseits wird sich immer die Frage stellen, wie nachhaltig ein Produkt wirklich ist, und Daten und Rückverfolgbarkeit werden immer wichtiger werden. In den kommenden Jahren wird die Textilabteilung diese Entwicklungen genau im Auge behalten und Materialien entwickeln, die den Bedürfnissen der Kunden entsprechen.

Zur Person:
Koji Sasaki stieß 1987 zu Toray. In seinen mehr als 30 Jahren im Unternehmen hatte er verschiedene Positionen inne, darunter eine vierjährige Amtszeit als Managing Director der Toray International Europe GmbH in Frankfurt von 2016 bis 2020. Seit 2020 ist Koji Sasaki für die Textilsparte von Toray verantwortlich und fungiert als amtierender Vorsitzender von Toray Textiles Europe Ltd. In diesen Funktionen beaufsichtigt er die Entwicklungs-, Verkaufs- und Marketingaktivitäten des Unternehmens im Bekleidungssegment, darunter die Bereiche Mode, Sport und Arbeits- oder Schuluniformen.

Das Interview führte Ines Chucholowius, Geschäftsführerin der Textination GmbH

(c) PERFORMANCE DAYS
16.11.2021

PERFORMANCE DAYS 2021: Hybride Veranstaltung im Dezember

Vom 1. bis 2. Dezember 2021 trifft sich die Branche wieder live auf dem Messegelände in München. Fachbesucher, Brancheninsider und Experten dürfen sich auf einen persönlichen Austausch, intensives Networking, spannende Stoffinnnovationen und andere Programm-Highlights freuen. Die Messe wird unter strenger Einhaltung der aktuellen offiziellen Hygienevorschriften in enger Kooperation mit der Messe München stattfinden. Die als Hybridveranstaltung geplante PERFORMANCE DAYS bietet zusätzlich die Möglichkeit, das Angebot digital zu verfolgen.

Vom 1. bis 2. Dezember 2021 trifft sich die Branche wieder live auf dem Messegelände in München. Fachbesucher, Brancheninsider und Experten dürfen sich auf einen persönlichen Austausch, intensives Networking, spannende Stoffinnnovationen und andere Programm-Highlights freuen. Die Messe wird unter strenger Einhaltung der aktuellen offiziellen Hygienevorschriften in enger Kooperation mit der Messe München stattfinden. Die als Hybridveranstaltung geplante PERFORMANCE DAYS bietet zusätzlich die Möglichkeit, das Angebot digital zu verfolgen.

Live in München: PERFORMANCE DAYS in Halle A6
In der Halle A6 auf dem Gelände der Neuen Messe München erwartet Fachbesucher ein Portfolio aus Ausstellern, die in München ihre neuen Funktionstextilien und Stoffinnovationen für die kommende Wintersaison Winter 2023/24 zeigen. Aussteller, die nicht vor Ort ihre Highlights präsentieren können, sind zudem über die digitale Plattform PERFORMANCE DAYS LOOP während der Messe erreichbar. Im Rahmen des neuerarbeiteten Konzepts „Remote Booths“ finden Fachbesucher erstmals auch Kollektionen von Ausstellern, die nicht in München sein können. Interaktiver Austausch per Chat, Anruf oder Video-Call ist vorgesehen.

Als Liveveranstaltung sind zwei weitere PERFORMANCE DAYS-Messen geplant: Die Functional Fabric Fair by PERFORMANCE DAYS in Portland, Oregon, USA vom 17. bis 18. November 2021 und die Functional Textiles Shanghai by PERFORMANCE DAYS vom 6. bis 7. Dezember 2021. Registrierungen sind möglich unter www.functionalfabricfair.com und www.functionaltextilesshanghai.com.

PERFORMANCE FORUM gemeinsam mit USA-Messe
Eine ausgewählte Experten-Jury hat sich im Vorfeld der PERFORMANCE FORUMS wieder zwei Tage über die Stoffinnovationen der Saison Winter 23/24 ausgetauscht. Um eine Rundum-Marktübersicht zu gewährleisten, wird das PERFORMANCE FORUM erstmals zusammen mit der USA-Messe in Portland die Highlights kuratieren. So werden bei der nächsten Messe nicht nur die Neuheiten der Münchner Aussteller zu sehen sein, sondern auch die Highlights der Portland-Messe. Das diesjährige Focus Topic in Kooperation mit der Vaude Academy wird sich mit dem Thema „The Sustainable Future of Nylon“ und einer eigens dafür ausgewählten Material-Auswahl an Stoffen beschäftigen. Zudem wird im Rahmen der Wintermesse die „sustain & innovate“ Nachhaltigkeitkonferenz, die in enger Kooperation mit der SAZsport organisiert wird, das Thema mit Rednern, Webinaren und Diskussionsrunden intensiv durchleuchten. Das Programm wird live von der Messe übertragen und ist damit für alle auch digital verfolgbar sein.

Eco Award und Performance Award für innovative Winterstoffe 23/24
In diesem Jahr vergab die Jury neben einem PERFORMANCE AWARD auch einen ECO PERFORMANCE AWARD. Im Rahmen der Winterausgabe der PERFORMANCE DAYS werden in den einzelnen Kategorien die Stoff-Highlights plus Accessoire-Trends für Wintersaison 2023/24 im PERFORMANCE FORUM gezeigt. Zu den bekannten Segmenten gesellt sich im Winter erstmals die Rubrik Schuhe & Taschen, ebenso wird die renommierte Lifestyle-Kategorie unter dem neuen Titel „Function Meets Fashion“ fortgeführt. Besonders auffällig war in diesem Jahr der hohe Innovations- und Qualitätsgrad vieler eingereichter Stoffe.

„Der Zusammenschluss der beiden PERFORMANCE FOREN unserer Messen in München und Portland hat zu einem deutlichen Plus an Qualität und Innovation geführt. Aufgrund der neuen Partnerschaft konnten nicht nur neue, spannende Hersteller dazugewonnen werden, auch ergab sich generell bei der Beteiligung ein deutlicher Zuwachs“, so Marco Weichert, CEO der PERFORMANCE DAYS.

Naturstoffe wie Bio-Baumwolle, Wolle oder Leinen bleiben gefragt. Dazu kom-men deutlich mehr Pflanzenfasern wie Hanf, Coconutshell, Bambus oder Fasern, die aus Ananas- bzw. Bananenblättern gewonnen werden. Der zusätzliche Einsatz von Rizinusöl, Zink oder Ingwer unterstützt die antibakterielle Wirkung, sorgt für bessere Atmungsaktivität, optimales Temperaturmanagement und macht den Stoff weich, leicht und hautverträglich. Das Thema Recycling zeigt vie-le neue Facetten und weist spannende Strömungen auf. Das Portfolio reicht vom Recycling von marinem Abfall, wie u.a. alte Bojen, Plastikmüll oder Fischernetzen, bis hin zum Wiederverwerten von Abfällen aus der Automobil- und Computerbranche, wie u.a. alte Autoreifen oder Computerchips. Natürliche Färbemethoden gewinnen zudem immer mehr an Bedeutung, ebenso wie das Zurückführen von Stoffen in den textilen Kreislauf.

Im Marketplace haben Besucher die Möglichkeit über 13.000+ Produkte der Aussteller zu sichten, darunter auch die Stoff-Highlights der einzelnen Kategorien des PERFORMANCE FORUMS. Um dem Besucher die Stoffe in Haptik, Design und Struktur so realitätsgetreu wie möglich digital präsentieren zu können, wurde das PERFORMANCE FORUM mit neuartiger 3D-Technik ausgestattet, darunter innovative Tools wie 3D Bilder, Videoanimationen und U3M Dateien zum Download.

Neben dem PERFORMANCE AWARD WINNER, der an drielease/Optimer geht, präsentiert sich ein ECO PERFORMANCE AWARD WINNER, verliehen an Long Advance.

Komplett neuer Look: drirelease setzt mit der Innovation Dricomfort Geo auf eine Mischung aus 6 % Lycra, 44 % Polyester und 50 % recyceltem Polyester. Die Verarbeitung der unterschiedlichen Fasern im Strickprozess in Kombination mit dem Dricomfort GEO-Finishing machen das wendefähige Interlock-Gewebe einzigartig.

Aufgrund eines speziellen Jacquard-Strickverfahrens, das für die Verarbeitung des recycelten Polyester-Garns verwendet wird, sind einzigartige, neue Muster- und Strickdesigns möglich. Das Material überzeugt durch Leichtigkeit und Vielseitigkeit. Die GEO-Technologie sorgt für ein optimales Management der Körpertemperatur. Die anpassungsfähige Technologie sorgt für eine ausgezeichnete Wärmeregulierung durch effizientes Wärmemanagement und verbesserten Feuchtigkeitstransport, um Komfort und Leistung zu optimieren. Darüber liefert GEO einen UV-Schutz bis zu 50+.

Neue Recyclingvariante: Long Advance zeigt mit LNT-21191-Z4C ein Post Consumer Nylon, der sich einer neuen Form des Recyclings öffnet. Der Stoff, der aus 7 % Elastan und 93 % recyceltem Polyamid via Mass Balance besteht, bringt neue Facetten beim Thema Recycling ins Spiel. BASF nutzt ab sofort recycelte Reifenabfälle und verarbeitet sie zu einer neuen Faser. Durch die Wiederverwertung wird der Bedarf an synthetischen Stoffen reduziert, um so den Ersatz erdölbasierter Kunststoffe durch Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen zu fördern.

Foto: Pixabay
09.11.2021

NGST - Next Generation Schutztextilien

  • Effiziente Produktion neuartiger, qualitativ hochwertiger Infektions-Schutztextilien

 
Bei Schutztextilien, insbesondere bei Atemschutzmasken, traten während der SARS-CoV-2-Pandemie beträchtliche Engpässe auf, die dadurch verschärft wurden, dass es zu dieser Zeit keine ausreichenden Produktionskapazitäten in Deutschland und der EU gab. Kurzfristig erfolgte Umrüstungen bei EU-Unternehmen sowie der Import von Ware führten oftmals nicht zum Erfolg, da diese Schutztextilien von stark schwankender Qualität waren, die sich negativ auf die Sicherheit auswirkte.

Die Initiative »Next Generation Schutztextilien« möchte hier Abhilfe schaffen, indem sie an neuen Ansätzen für die Produktion qualitativ hochwertiger Schutztextilien forscht.

Das Projekt »NGST« gliedert sich in mehrere Teilaufgaben
Das Projekt umfasst:

  • Effiziente Produktion neuartiger, qualitativ hochwertiger Infektions-Schutztextilien

 
Bei Schutztextilien, insbesondere bei Atemschutzmasken, traten während der SARS-CoV-2-Pandemie beträchtliche Engpässe auf, die dadurch verschärft wurden, dass es zu dieser Zeit keine ausreichenden Produktionskapazitäten in Deutschland und der EU gab. Kurzfristig erfolgte Umrüstungen bei EU-Unternehmen sowie der Import von Ware führten oftmals nicht zum Erfolg, da diese Schutztextilien von stark schwankender Qualität waren, die sich negativ auf die Sicherheit auswirkte.

Die Initiative »Next Generation Schutztextilien« möchte hier Abhilfe schaffen, indem sie an neuen Ansätzen für die Produktion qualitativ hochwertiger Schutztextilien forscht.

Das Projekt »NGST« gliedert sich in mehrere Teilaufgaben
Das Projekt umfasst:

  • qualifizierte Auswahl der Grundmaterialien
  • Untersuchungen zur Hochskalierung, um die Voraussetzungen für eine rasche Ausweitung von Produktionskapazitäten zu schaffen
  • Entwicklung neuartiger antiviraler Beschichtungen
  • umfassende biologische und materialwissenschaftliche Analytik, die zur Verifizierung der verbesserten Eigenschaften dient und zudem neue Methoden der Qualitätskontrolle erschließt.

Die im Projekt zu entwickelnden Schutztextilien haben über den Einsatz im medizinischen Bereich und beim Bevölkerungsschutz hinaus vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Prinzipiell überall dort, wo eine unmittelbare Reinigung und Desinfektion schwierig oder spezielle Filtrationsaufgaben notwendig sind, wie beispielsweise bei mobilen oder stationären Filteranlagen zur Luftreinigung oder für den individuellen Personenschutz.

Im Projekt forscht das Fraunhofer IGCV an der Entwicklung eines Herstellungsprozesses für Vliesstoffe als Basis von Infektionsschutz- und Filtrationsmedien auf Basis der Nassvliestechnologie. Gegenüber dem Stand der Technik (Meltblown-Technologie) zeichnet sich diese potentiell durch deutlich erhöhte Produktionskapazitäten sowie eine erhöhte Flexibilität bzgl. Materialvielfalt aus. Die wichtigsten Herausforderungen bestehen hierbei insbesondere in den sehr hohen Qualitätsanforderungen auf Basis niedriger Flächengewichte für die Verarbeitung möglichst feiner Mikro-Stapelfasern.
          
Verfolgung neuartiger Ansätze zur Steigerung der Qualität und Produktivität in der Produktion von Schutztextilien
Ziel ist die Bereitstellung optimierter Vlieswerkstoffe als Ausgangsstoff für die nachfolgenden antiviralen Beschichtungen sowie die Abschätzung und Demonstration des hohen Technologiepotentials der Nassvliestechnologie in diesem Anwendungsfeld.

Dazu wurde eine bestehende Pilot-Nassvliesanlage im Technikums-Maßstab gezielt modifiziert. Somit ist es möglich Vlieswerkstoffe aus Mikro-Stapelfasern in der geforderten sehr hohen Qualität in Bezug auf Gleichmäßigkeit, Flächengewicht, Durchmischung und Dickenprofil mit hoher Reproduzierbarkeit herzustellen. Als Vergleichssystem wurde ein Standard-PP-Vlies herangezogen, welches gemäß aktuellem Stand der Technik mittels Meltblown-Technologie produziert wurde. Neben den PP-Vergleichsvarianten wurde jedoch auch die Verarbeitung von u.a. PLA-, Viskose- und PET-Stapelfasern untersucht. Der Fokus liegt hier jeweils auf einer maximalen Faserfeinheit (Mikrofasern), um eine möglichst große spezifische Faseroberfläche bzw. Wirkfläche im Vliesstoff zu erzielen. Um die deutlich erhöhte Flexibilität der Nassvliestechnologie hervorzuheben werden auch besonders innovative Varianten auf Basis von modifizierten Bi-Komponenten-Fasern mit maximierter Faser-Oberfläche sowie Split-Fasern konzeptionell geprüft.

Neben Aspekten der direkten Material- und Prozessentwicklung ergeben sich auf Basis des Maßstabs der Pilotanlage umfangreiche Datengrundlagen zur Abschätzung einer späteren Skalierung in eine industrielle Serie. Damit soll eine technologische Ausgangsbasis für den Ramp-up einer effizienten, nationalen Produktion von vliesbasierten Infektionsschutzmaterialien auf Basis der Wet-Laying-Technologie geschaffen werden.

Weitere Informationen:
Coronakrise Schutzkleidung Fraunhofer
Quelle:

Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV

(c) FESPA
02.11.2021

FESPA zurück mit ersten Live-Events in Europa

Die FESPA hat mit der erfolgreichen Rückkehr der FESPA Global Print Expo und der European Sign Expo 2021 (12. – 15. Oktober 2021) nach zweijähriger Pause die Phase der Erholung für die Spezialdruck- und Beschilderungsbranche eingeläutet.

Die ersten Live-Events der FESPA in Europa seit Frühjahr 2019 zogen ein starkes Publikum an, das von Wirtschaftsführern dominiert wurde, die mit dem Wunsch kamen, ihr Branchenwissen im Hinblick auf kurz- und mittelfristige Investitionen zu aktualisieren.

Die FESPA hat mit der erfolgreichen Rückkehr der FESPA Global Print Expo und der European Sign Expo 2021 (12. – 15. Oktober 2021) nach zweijähriger Pause die Phase der Erholung für die Spezialdruck- und Beschilderungsbranche eingeläutet.

Die ersten Live-Events der FESPA in Europa seit Frühjahr 2019 zogen ein starkes Publikum an, das von Wirtschaftsführern dominiert wurde, die mit dem Wunsch kamen, ihr Branchenwissen im Hinblick auf kurz- und mittelfristige Investitionen zu aktualisieren.

Internationales Publikum hochrangiger Entscheidungsträger
Die Besucher kamen aus mehr als 100 Ländern, mit einem starken Schwerpunkt auf die Benelux-Region und Deutschland, die 49% des Publikums ausmachten, was den Erwartungen des Standorts in Amsterdam entspricht. Weitere stark vertretene Länder waren Italien, Frankreich, Großbritannien, Spanien und Polen. Wie erwartet führten die Herausforderungen für Langstreckenreisende aufgrund von COVID-bedingten Einschränkungen zu weniger Besuchern von außerhalb Europas als üblich für eine Global Print Expo-Veranstaltung. Insgesamt zogen die Veranstaltungen 7.850 Einzelbesucher an, von denen 42 % mehr als einen Tag teilnahmen, was einer Gesamtbesucherzahl von 11.130 entspricht.

Fast die Hälfte aller Besucher (44%) waren Inhaber oder Geschäftsführer, was die Bedeutung der Veranstaltung als Sprungbrett für die Geschäftserholung und Zukunftsplanung unterstreicht. Zwei von drei Besuchern beeinflussen oder treffen endgültige Kaufentscheidungen in ihrem Geschäft.

54 % der Besucher gaben an, die FESPA zum ersten Mal zu besuchen, was auf einen Durst nach Marktkenntnis, Einsicht und Inspiration nach den kommerziellen Herausforderungen der Pandemie hindeutet.

Inspirationsquellen
Printeriors war wieder ein beliebter Anziehungspunkt für Besucher. Inspiriert von der Natur und kuratiert von der Textilbotschafterin der FESPA, Debbie McKeegan, hob die Funktion digital gedruckte Anwendungen hervor, die sich an Drucker richten, die in Inneneinrichtungen tätig sind oder in diese expandieren möchten. In Zusammenarbeit mit Branchenanbietern wie Imageco, Kornit Digital, PONGS, swissQprint und TTS wurden die ausgestellten Produkte mit einer Reihe von High-End-Technologien, Druckverfahren und Materialien hergestellt.

Auch der Wettbewerb World Wrap Masters Europe 2021 war ein Schwerpunkt des Interesses. Neben einer Reihe von Vorführungen und Workshops von Wrap-Experten sahen die Besucher, wie die Teilnehmer um den Titel „World Wrap Master of Europe 2021“ kämpften. Am vierten Tag wurde Norman Brübach aus Deutschland zum Sieger gekürt und wird im Anschluss an die World Wrap Masters Final 2022 auf der FESPA Global Print Expo 2022 in Berlin gegen regionale Meister antreten.

Für Mitglieder der Community, die nicht persönlich an der Veranstaltung teilnehmen konnten, stellten die FESPA und ihre Aussteller eine Reihe von Live-Streaming- und virtuellen Inhalten zur Verfügung. Die FESPA Live-Sitzungen beinhalteten Gespräche mit wichtigen Ausstellern, Druckereien und Druckexperten über die neuesten Trends und Innovationen, die während der viertägigen Veranstaltung 5.125 Besucher anzogen. Die Aufzeichnungen der Sessions stehen auch weiterhin auf Abruf zur Verfügung.

Neil Felton, CEO der FESPA, kommentiert: „Das Feedback der Aussteller war überschwänglich. Viele äußerten sich zur positiven Stimmung unter den Besuchern, zum unübertroffenen Wert persönlicher Gespräche mit hochrangigen Entscheidungsträgern, zur Begeisterung für die neuen Technologien und ausgestellten Verbrauchsmaterialien, und der überwiegende Optimismus für die Zukunft. Das Summen in den Hallen war anregend und der Eindruck war, dass die Delegierten sehr zuversichtlich und glücklich waren, nach so langer Zeit wieder in einer Live-Event-Umgebung zu sein.“

Neil Felton schließt: „Die letzten zwei Jahre waren zweifellos eine Herausforderung für alle in unserer Gemeinde. Um voranzukommen, müssen Druckereien und Werbetechniker neue Möglichkeiten entdecken, die neuesten Technologien erkunden und sich mit Kollegen treffen, um Ideen auszutauschen. Die diesjährigen Veranstaltungen waren ein wichtiger Meilenstein in unserer kollektiven Erholung und wir hoffen, dass unsere nächste Global Print Expo und European Sign Expo , die vom 31. Mai bis 3. in Bewegung."

Quelle:

FESPA

(c) Messe Düsseldorf / ctillmann
26.10.2021

A+A 2021: Restart für Fachmessen in Düsseldorf

  • Weltleitmesse für sicheres und gesundes Arbeiten bietet die zentrale Plattform für den persönlichen Austausch der Branche

Der verantwortungsvolle Umgang mit den Themen Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit ist durch die Pandemie noch einmal mehr in den Fokus von Gesellschaft und Politik gerückt. Auf der A+A 2021, die am 26.10.2021 beginnt, stehen diese Themen schon seit ihrer Premiere im Zentrum. Unter dem Motto „Der Mensch zählt“ präsentiert die A+A 2021 vom 26. bis 29. Oktober alles rund um Persönlichen Schutz, Betriebliche Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit. Mehr als 1.200 Aussteller aus 56 Nationen präsentieren sich den Fachbesuchern in 10 Hallen auf dem Düsseldorfer Messegelände.

  • Weltleitmesse für sicheres und gesundes Arbeiten bietet die zentrale Plattform für den persönlichen Austausch der Branche

Der verantwortungsvolle Umgang mit den Themen Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit ist durch die Pandemie noch einmal mehr in den Fokus von Gesellschaft und Politik gerückt. Auf der A+A 2021, die am 26.10.2021 beginnt, stehen diese Themen schon seit ihrer Premiere im Zentrum. Unter dem Motto „Der Mensch zählt“ präsentiert die A+A 2021 vom 26. bis 29. Oktober alles rund um Persönlichen Schutz, Betriebliche Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit. Mehr als 1.200 Aussteller aus 56 Nationen präsentieren sich den Fachbesuchern in 10 Hallen auf dem Düsseldorfer Messegelände.

„Die Vorfreude auf die Messe war groß. In diesem Jahr haben wir den persönlichen Austausch mit der Branche ganz besonders herbeigesehnt. Das gute Ausstellerfeedback bestätigt, dass die Akteure des beruflichen Gesundheitsschutzes sich eine Live-Plattform wünschen. Und wir liefern mit der A+A, was nur eine Messe bieten kann. Taktil erfahrbare Produktpräsentationen und Innovationen sowie geplante und zufällige Begegnungen mit der ganzen Branche,“ so Birgit Horn, Project Director A+A.

Spannende Themen und Best Practices auf dem A+A Kongress
Parallel zur A+A Fachmesse behandelt der 37. Internationale Kongress für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin zahlreiche aktuelle Themen und Herausforderungen der Arbeitsschutz-Fachszene. Er wird organisiert von der Bundesarbeitsgemeinschaft für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit (Basi). In mehr als 25 Veranstaltungsreihen werden fundiertes Fachwissen und aktuelle politische Themen für alle Akteure in Sachen Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit vermittelt und intensiv diskutiert, vor Ort und teils zusätzlich digital. „Schon die Eröffnungsveranstaltung wird interessant. Sozialpartner und andere Stakeholder diskutieren über die Auswirkungen der Pandemie für den Arbeitsschutz und die jetzt beginnende Rückkehr ins ‚Neue Normal‘“, sagt Basi Geschäftsführer Dr. Christian Felten.

Renommierte Expertinnen und Experten aus dem Arbeitsschutz geben beim A+A Kongress Antworten auf zentrale Fragen wie etwa: Wie wirkt sich die Digitalisierung der Arbeit auf Gesundheit und Sicherheit der Beschäftigten aus? Wie berate ich als Fachkraft für Arbeitssicherheit Unternehmen und Beschäftigte dazu? Wie soll man dezentrale Arbeitsorte sicher und gesund managen? Wie bestimmt man das gesunde Gleichgewicht zwischen mobiler und stationärer Arbeit? Welcher betriebliche Präventionsbedarf ergibt sich bei Muskel-Skelettbelastungen und was ist der aktuelle Präventionsbedarf bei Tätigkeiten mit krebserzeugenden Gefahrstoffen und bei Biostoffen? Dazu und zu zahlreichen weiteren Themen gibt es viele interessante Veranstaltungen, weitere Informationen dazu finden sich unter www.basi.de/kongress.

Trendthemen der A+A 2021
Digitale Leistungsfähigkeit und Nachhaltigkeit bestimmen die aktuelle Diskussion und werden die Zukunft der Arbeit weiterhin stark beeinflussen. Neben diesen beiden Megatrends der A+A 2021 liegt der Fokus im Rahmenprogramm auf den Lösungen für die Zukunft (Future Solutions), neuen Arbeitswelten (New Work) und dem Thema Hygiene und Pandemie.

A+A Live: Sicheres und gesundes Arbeiten mit allen Sinnen erleben
Best Practices unter Anwendung modernster Produkte und Verfahren werden unter dem Label „A+A live“ im Trendforum, dem Themenpark Betrieblicher Brandschutz und Notfallmanagement, dem Robotics Park und der Start UP Zone vermittelt.

In Halle 10 finden die Fachbesucher mit dem Treffpunkt Sicherheit und Gesundheit das Kompetenzzentrum für alle Fragen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes. Hier präsentieren sich die Mitglieds- und Partnerorganisationen der Basi.

Ebenfalls in Halle 10 verortet liegt der Robotics Park. Dieser ist unterteilt in den Self Experience Space und den Exoworkathlon. Partner des Robotics Park ist das Fraunhofer IPA aus Stuttgart.
Im Self Experience Space präsentieren sich folgende Hersteller von Exoskelett-Lösungen, die von den Besuchern selbst ausprobiert werden können: Ottobock SE & Co. KGaA, Japet Medical Devices SAS, Iturri, German Bionic Systems GmbH, Ergoschutz GmbH, suitX Inc., hTRIUS GmbH, Levitate Technologies Inc. und Laevo B.V.

Der Exoworkathlon ist eine Live-Studie des Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) und des Institute for Industrial Manufacturing and Management der Universität Stuttgart (IFF), bei der junge Probanden (Auszubildende und Technikerschüler) einmal mit und einmal ohne Exoskelett einen Parcours durchlaufen. Die Daten, die beim Exoworkathlon erhoben werden, dienen dazu, wissenschaftlich zu evaluieren, inwieweit diese Exoskelette die Muskel- und Skelettbelastungen verringern und die Leistungsfähigkeit erhöhen.

In Halle 4 werden im Trend Forum Fachvorträge zu den Themen Digitalisierung + Sicherheit, Digitalisierung + Gesundheit, Nachhaltigkeit, Schutz und Hygiene sowie sicherer Umgang mit Gefahrstoffen einen Einblick in aktuelle Entwicklungen geben.

In Halle 5 liegt die Corporate Fashion Lounge. Hier können sich die Fachbesucher über die neuesten Trends im Bereich der modischen Berufsbekleidung informieren und erleben, wie vielfältig moderne Arbeitskleidung heute ist. Gleichzeitig gibt die Lounge einen Ausblick auf die zukünftige Rolle, die das Thema Corporate Fashion ab der A+A 2023 in der Fachmesse einnehmen wird.

In Halle 6 finden die Fachbesucher die Aktionsfläche Betrieblicher Brandschutz und Notfallmanagement, organisiert vom Bundesverband Betrieblicher Brandschutz / Werkfeuerwehrverband Deutschland (WFVD). In mehreren Live-Vorführungen wird der Einsatz von Chemikalienschutzanzügen (CSA) beim Austritt von giftigen Substanzen bei einem Unfall simuliert und die richtige Prävention demonstriert.

Weitere Informationen:
A+A
Quelle:

Messe Düsseldorf

Foto: pixabay
19.10.2021

Mikromechanische Simulation der Resilienz von Vliesstoffen

Vliesstoffe sind ein wichtiger Bestandteil in diversen Produkten mit verschiedenen Anwendungsgebieten, z.B. Hygieneprodukte, Dämmstoffe oder Filter. In der Regel werden sie auf einer Reihe großer Anlagen hergestellt; daher gestalteten sich experimentelle Designstudien zur Optimierung dieser Vliesstoffstrukturen sehr aufwändig.

Einfluss Designparameter
Es gibt sehr viele Designparameter, wie z.B. Fasern, Flächengewicht oder Vliesverfestigungstyp, welche die Vliesstoffeigenschaften beeinflussen. Zum Austausch eines einzelnen Parameters, beispielsweise des Fasermaterials, muss der vollständige Produktionsprozess vom Faserspinnen über die Faserablage bis hin zur Vliesverfestigung umgestellt werden.

Vliesstoffe sind ein wichtiger Bestandteil in diversen Produkten mit verschiedenen Anwendungsgebieten, z.B. Hygieneprodukte, Dämmstoffe oder Filter. In der Regel werden sie auf einer Reihe großer Anlagen hergestellt; daher gestalteten sich experimentelle Designstudien zur Optimierung dieser Vliesstoffstrukturen sehr aufwändig.

Einfluss Designparameter
Es gibt sehr viele Designparameter, wie z.B. Fasern, Flächengewicht oder Vliesverfestigungstyp, welche die Vliesstoffeigenschaften beeinflussen. Zum Austausch eines einzelnen Parameters, beispielsweise des Fasermaterials, muss der vollständige Produktionsprozess vom Faserspinnen über die Faserablage bis hin zur Vliesverfestigung umgestellt werden.

Im Anschluss an die Produktion eines solchen Prototyps wird eine aufwändige experimentelle Charakterisierung der Vliesstoffeigenschaften benötigt. Aufgrund dieser kostenintensiven Produktion und Charakterisierung sind detaillierte Studien mit mehreren Designparametern unwirtschaftlich.

Daher werden bei uns im Projekt mikromechanische Simulationsmodelle entwickelt. Mithilfe dieser Modelle können die effektiven Vliesstoffeigenschaften numerisch für verschiedenste Designparameter vorhergesagt werden. Zum virtuellen Austausch einzelner Parameter werden in diesem Ansatz lediglich die entsprechenden Eingangsgrößen im Modell angepasst.

Schnelle Vorhersagen möglich
Der Fokus der numerischen Vorhersagen liegt hierbei vor allem auf dem zeitabhängigen Verhalten der Vliesstoffe. Die dynamischen Eigenschaften können durch numerische Nachbildung von zyklischen Messungen bestimmt werden. Dabei wird eine gute Übereinstimmung von Simulation und Messungen erzielt.

Im Gegensatz zu Experimenten verlängert sich die benötigte Simulationszeit für das Verhalten bei niedrigen Frequenzen nicht. Somit sind durch die numerischen Modelle schnelle Vorhersagen für das Langzeitverhalten (Monate bis Jahre) und die entsprechende Resilienz von Vliesstoffen möglich. Sehr viele Varianten können innerhalb weniger Stunden simuliert und studiert werden.

Ein weiterer Vorteil des mikromechanischen Ansatzes besteht darin, dass nicht nur effektive (makroskopische) Vliesstoffeigenschaften berechnet werden, sondern auch lokale Größen wie Spannungsverteilungen in Binder und Fasern bestimmt werden. Somit trägt die Simulation zum besseren Verständnis von Vliesstoffeigenschaft bei.

Zukünftige Entwicklungen beschäftigen sich mit der Erweiterung der Modelle in Richtung der Simulation des Herstellungsprozesses. Dies ermöglicht eine vollständige digitalisierte Auslegung von Vliesstoffen vom Herstellungsprozess bis hin zur Optimierung der Funktionalität.

 

Quelle:

Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM

Foto: Pixabay
12.10.2021

Unternehmen krisensicher aufstellen: Resilienz als erweitertes Sicherheitskonzept

Unternehmen sind heutzutage mit zahlreichen Risiken konfrontiert. Nicht zuletzt die Pandemie hat gezeigt, wie Krisen Firmen existenziell bedrohen können. Mit dem Tool FReE des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI, erhalten Unternehmen ein Werkzeug, mit dem sie ihre Resilienz berechnen können, um für kommende Krisenszenarien gewappnet zu sein.
 

Unternehmen sind heutzutage mit zahlreichen Risiken konfrontiert. Nicht zuletzt die Pandemie hat gezeigt, wie Krisen Firmen existenziell bedrohen können. Mit dem Tool FReE des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI, erhalten Unternehmen ein Werkzeug, mit dem sie ihre Resilienz berechnen können, um für kommende Krisenszenarien gewappnet zu sein.
 
Unsere Welt ist hoch komplex und störanfällig: Naturkatastrophen, Cyberattacken, Stromausfälle, Terrorangriffe, Pandemien und andere Krisenszenarien können die Existenz von Unternehmen gefährden. Wie anfällig die deutsche Wirtschaft hierzulande ist, hat die Coronapandemie gezeigt: Nach Angaben des Statistischen Bundesamts ist sie 2020 nach zehn Jahren des Wachstums in eine tiefe Rezession geraten, insbesondere im zweiten Quartal 2020 hatte die Wirtschaftsleistung einen historischen Einbruch erlitten. Auf die Pandemie werden weitere Krisen folgen. Die klassischen Methoden der Risikoanalyse und des Risikomanagements, die nur erwartbare Risiken ins Kalkül ziehen, reichen nicht aus, um Unternehmen ausreichend vor großen Schäden zu schützen.

»Oftmals berücksichtigen Firmen nur, was am wahrscheinlichsten passieren könnte, anstatt den Blick für mögliche Krisenszenarien zu schärfen«, sagt Daniel Hiller, Geschäftsfeldleiter Sicherheit und Resilienz am Fraunhofer EMI in Freiburg. Um Organisationen und Unternehmen sicher auf Krisen vorzubereiten, etabliert er mit seinem Team Resilienz als neues Sicherheitskonzept. Ein Ergebnis der Forschungsarbeiten sind das Online-Tool Fraunhofer Resilience Evaluator FReE und die Software KMU-Lagebild, die Firmen befähigen, die eigene Resilienz zu bemessen, zu bewerten und eine Resilienzanalyse vor, während und nach einem disruptiven Ereignis vorzunehmen.
 
Fünf-Phasen-Konzept »Prepare, Prevent, Protect, Respond und Recover«
Das Online-Tool FReE bietet die Möglichkeit, Resilienz strategisch zu planen, das abstrakte Konzept in das eigene Unternehmen zu implementieren und auf Managementebene anwendbar zu machen. FReE orientiert sich an dem Fünf-Phasen-Konzept »Prepare, Prevent, Protect, Respond und Recover«.

Die Software umfasst einen Katalog mit 68 Fragen, die sich an die fünf Resilienzphasen anlehnen. Durch Beantworten der Fragen erhält man erste Informationen, die für die Bewertung von Resilienz erforderlich sind. Die fünf Phasen folgen einem chronologischen Ablauf, der mit einem Was-Wäre-Wenn-Szenario beginnt. In dieser Prepare-Phase bereiten sich Unternehmen auf disruptive Situationen vor, um in der Prevent-Phase mit vorbeugenden Maßnahmen Schaden abzuwenden.

»Ein Aluminiumverarbeitender Betrieb etwa könnte sein Gelände mit Sicherheitszäunen und -kameras schützen, da bekannt ist, dass nachts häufig eingebrochen und Aluminium gestohlen wird«, veranschaulicht Hiller die ersten beiden Phasen mit einem klassischen Beispiel. Ziel der Protect-Phase ist es, sich zu schützen, beispielsweise wichtige Infrastrukturen oder Gebäude durch zusätzliche Betonschichten oder Mauern intakt zu halten. Konnte die Katastrophe nicht vermieden werden, greift die Respond-Phase. Nun gilt es, Ursache und Ausmaß des Schadens schnell zu ermitteln und hoch kritische Versorgungsfunktionen aufrechtzuerhalten. Nach dem Störfall sollte man durch systematisches Lernen die Lehren aus der Krise ziehen, um künftige Risiken besser abwehren zu können und in einem zyklischen iterativen Prozess seine Resilienz zu verbessern – Learn & Adapt bezeichnen die Forscher diese Phase.
 
FReE führt den Nutzer durch den Fragebogen, der chronologisch vor, während und nach einer Disruption gegliedert ist und die Belange aller Unternehmensbereiche abdeckt. Dazu gehören etwa Personal, Finanzen, Infrastruktur und Technik. Das Tool bietet die Möglichkeit, bei der Auswertung nach Bereichen zu filtern. »Ein Controller beispielsweise kann sich ausschließlich die Ergebnisse anzeigen lassen, die die Finanzen betreffen«, so Hiller. Die Fragen können wie folgt lauten: »Gibt es im Fall einer Disruption einen Katastrophenmanager? Über welche Kompetenzen und Befugnisse verfügt diese Person?« oder »Welche finanziellen Reserven sind für Notfälle eingeplant?« Die Auswertung wird im Spinnennetzdiagramm dargestellt, wobei das schlechteste Ergebnis bei null Prozent im Fadenkreuz liegt.

FReE liegt in drei Versionen vor: die kostenlose webbasierte Quick-Version umfasst 15 Fragen. Die Vollversion mit dem kompletten Katalog von 68 Fragen erhalten Interessierte auf Projektbasis. Das begleitende Beratungsprojekt baut auf der kostenpflichtigen Version auf. Hier entwickeln Hiller und sein Team gemeinsam mit den Unternehmen geeignete Maßnahmen, um die Resilienz zu stärken und Schwachstellen zu beseitigen. Darüber hinaus lässt sich FReE durch erweiterte Fragestellungen an die Bedarfe von Branchen anpassen. Die Quick-Version ist bereits bei zahlreichen KMU im Einsatz, Updates auf die Vollversion sind geplant.

Projekt KMU Lagebild
Während FReE Firmen in die Lage versetzt, die eigene Resilienz selbst einzuschätzen, werden sie im Projekt KMU Lagebild dabei begleitet, eine umfassende Resilienzbewertung vorzunehmen. Die Forscherinnen und Forscher modellieren alle Abläufe und Prozesse anhand der vorliegenden Daten am Computer. Mithilfe der Einspielung fiktiver Störszenarien wird sichtbar, wie das System darauf reagiert und welche Gegenmaßnahmen ergriffen werden müssen. »Indem man sich nicht nur die Frage nach den wahrscheinlichsten Disruptionen stellt, sondern nach den möglichen Störfällen, weitet man seinen Blick auf Risiken. Darüber hinaus zeichnen sich resiliente Unternehmen durch eine hohe Anpassungsfähigkeit und Flexibilität aus«, resümiert Hiller.

(c) Messe Frankfurt Exhibition GmbH bzw. Messe Frankfurt GmbH
05.10.2021

Heimtextil 2022: Große Vorfreude auf ein internationales Wiedersehen

Branchenpartner treffen, Produktneuheiten entdecken und Inspiration erleben – endlich wird all das wieder auf der Heimtextil möglich sein. Mit aktuell rund 1.600 angemeldeten Unternehmen aus 50 Ländern erwartet die Fachmesse für Wohn- und Objekttextilien eine vielversprechende Rückkehr auf die internationale Bühne. Das Team der Heimtextil startet mit großem Engagement und voller Vorfreude in die entscheidende Vorbereitungsphase für das weltweite Branchentreffen vom 11. bis 14. Januar 2022 in Frankfurt am Main.

Branchenpartner treffen, Produktneuheiten entdecken und Inspiration erleben – endlich wird all das wieder auf der Heimtextil möglich sein. Mit aktuell rund 1.600 angemeldeten Unternehmen aus 50 Ländern erwartet die Fachmesse für Wohn- und Objekttextilien eine vielversprechende Rückkehr auf die internationale Bühne. Das Team der Heimtextil startet mit großem Engagement und voller Vorfreude in die entscheidende Vorbereitungsphase für das weltweite Branchentreffen vom 11. bis 14. Januar 2022 in Frankfurt am Main.

„Vor allem von internationaler Seite erfährt die Heimtextil vier Monate vor Messebeginn großen Zuspruch. Der Wunsch nach persönlicher Begegnung und haptischen Produkterlebnissen ist größer denn je. Wir freuen uns extrem darauf, die Branche wieder auf unserem Messegelände begrüßen zu dürfen und sind äußerst zuversichtlich, dass wir eine für alle Beteiligten sichere und erfolgreiche Heimtextil 2022 erleben“, sagt Olaf Schmidt, Vice President Textiles & Textiles Technologies der Messe Frankfurt.

Wegweisende Branchenthemen und vielfältiges Produktangebot
Neben dem facettenreichen Produktspektrum bietet die Heimtextil attraktive Informations- und Inspirationsangebote, um die neuesten Marktentwicklungen der Branche zu erfahren. Allen voran bietet die Inszenierung der Heimtextil Trends einen tiefgreifenden Einblick in die Einrichtungsthemen von morgen. Aber auch Interior.Architecture.Hospitality, das Angebot für (Innen-)
Architekt*innen und Hospitality-Expert*innen, und das Megathema Gesunder Schlaf mit zahlreichen Beratungs- und Produktangeboten für den Bettenfachhandel werden auf der Heimtextil 2022 umfassend beleuchtet. Dabei dient insbesondere die Heimtextil Conference Sleep & More als Anlaufstelle für Vertreter*innen des Bettenfachhandels, wo sie ein hochkarätiges Programm mit Vorträgen, Diskussionsrunden und Produktvorstellungen erwartet. Als zentrales Thema der Heimtextil stehen zudem weitreichende Aspekte für mehr Nachhaltigkeit im Mittelpunkt der Messe. Auch hierzu bietet die Heimtextil gezielt Informationen an. Weitere Highlights versprechen die Präsentationen von Trevira und vom DecoTeam.

Digitale Angebote ergänzen die Fachmesse
Digitale Zusatzangebote ergänzen das Produkt- und Informations-Repertoire der Heimtextil 2022. So werden die Heimtextil Trends erstmals vollumfänglich in digitaler Form dargestellt – reich illustriert und mit den angesagten Farben, Designer-Features und Kurzfilmen visualisiert. Und auch die Future Materials Library ist online einsehbar und bietet eine erstklassige Kuration nachhaltiger Materialinnovationen. Darüber hinaus sind Videos on demand zu vielen Programmpunkten und Messerundgänge per Audio Guide geplant.

Mit dem Order- und Datenmanagement-Portal Nextrade gibt es einen weiteren digitalen Service der Messe Frankfurt. Nextrade ermöglicht digitale 24/7-Geschäftsbeziehungen zwischen Händlern und Lieferanten. Als erster digitaler B2B-Marktplatz für Home & Living führt die Plattform Angebot und Nachfrage der gesamten Branche digital zusammen und schafft damit einen großen Mehrwert für beide Seiten.

Quelle:

Messe Frankfurt GmbH

(c) Checkpoint Systems
28.09.2021

Checkpoint Systems: Retail Technology Solutions – zum Erfolg gehört ein Team

Checkpoint Systems, ein Unternehmen von CCL Industries, ist ein weltweit führender Hersteller von Lösungen für den Einzelhandel. Das Portfolio reicht von der elektronischen Artikelüberwachung über Diebstahl- und Verlustprävention bis zu RFID-Hardware und -Software sowie Etikettierungslösungen. Zielsetzung ist, Einzelhändlern eine genaue Echtzeit-Inventarisierung zu ermöglichen, den Nachschubzyklus zu beschleunigen, Fehlbestände zu verhindern und Diebstähle zu reduzieren, um die Warenverfügbarkeit und das Einkaufserlebnis der Kunden zu verbessern.

Checkpoint Systems, ein Unternehmen von CCL Industries, ist ein weltweit führender Hersteller von Lösungen für den Einzelhandel. Das Portfolio reicht von der elektronischen Artikelüberwachung über Diebstahl- und Verlustprävention bis zu RFID-Hardware und -Software sowie Etikettierungslösungen. Zielsetzung ist, Einzelhändlern eine genaue Echtzeit-Inventarisierung zu ermöglichen, den Nachschubzyklus zu beschleunigen, Fehlbestände zu verhindern und Diebstähle zu reduzieren, um die Warenverfügbarkeit und das Einkaufserlebnis der Kunden zu verbessern.

Textination sprach mit Miguel Garcia Manso, Business Unit Director Germany bei Checkpoint Systems, wo der 44-jährige Diplom-Wirtschaftsingenieur seit 2018 tätig ist. Mit vielen Jahren internationaler Retail-Erfahrung kennt er die Bedürfnisse des Einzelhandels genau. Zuvor lebte Miguel Garcia Manso knapp 15 Jahre in Madrid und war dort für den spanischen Lebensmitteleinzelhändler DIA tätig. Auch dort begleitete er die Einführung und den Roll-out von Warensicherungsprojekten.

 

Wenn Sie das Unternehmen Checkpoint Systems und sein Portfolio jemandem präsentieren müssten, der kein Einzelhandelsprofi ist – was würden Sie sagen?

Wir sind der Partner des Handels und unser Job ist es, Einzelhändlern dabei zu helfen, das Einkaufen für ihre Kunden so angenehm wie möglich zu gestalten. Vereinfacht gesagt, sorgen wir mit unseren Lösungen dafür, dass das richtige Produkt zur richtigen Zeit am richtigen Ort ist, wenn Endverbraucher es kaufen möchten, statt im schlimmsten Fall vor einem leeren Regal zu stehen. Unser Portfolio reicht dabei von einzelnen Produkten zur Diebstahlsicherung bis hin zu Lösungen, welche die gesamte Lieferkette umfassen und größtmögliche Transparenz über den Warenbestand schaffen.

 

Das war ein langer Weg von den 1960er Jahren, als ein kleines Team in den USA eine Methode entwickelte, um den Diebstahl von Büchern aus öffentlichen Bibliotheken zu verhindern, bis zum internationalen, in 35 Ländern tätigen Marktführer in der Warensicherung im 21. Jahrhundert. Welches Erbe ist Ihnen bis heute wichtig, und wie würden Sie den Spirit im Unternehmen Checkpoint Systems beschreiben?
 
Beide Fragen haben die gleiche Antwort: Zum einen die Innovationskraft und zum anderen der konsequente Austausch mit dem Einzelhandel. Beides stand von Anfang an im Fokus bei Checkpoint Systems. Wir entwickeln unsere Produkte und Systeme in engem Austausch mit dem Handel, suchen aktiv das Gespräch, hören uns an, was im Alltag gebraucht wird etc. Das ist uns sehr wichtig und wird auch regelmäßig als Kaufargument für Checkpoint Systems an uns herangetragen. Das wollen wir auf jeden Fall so weiterführen.

 

Sie bieten Hard- und Software-Technologien für den Einzelhandel an, der als Markt ja nun sehr komplex ist. Inwiefern unterscheiden sich die Anforderungen von Händlern aus dem Fashion-, Outdoor- und Textil-Sektor von denen anderer Branchen?
Die Gründe, weshalb sich Einzelhandelsunternehmen bei uns melden, sind über alle Branchen hinweg ähnlich. Sie alle möchten ihre Kunden begeistern, langfristig an sich binden und mehr Umsatz machen. Die Wege dahin sind dann mitunter unterschiedlich: Von Omnichannel-Strategien für den Fashionsektor über Warensicherungslösungen für hochpreisige Elektro- oder Kosmetikprodukte bis hin zur RFID-basierten Fresh-Food-Solution für den Lebensmitteleinzelhandel, um Lebensmittelverschwendung zu reduzieren.
Besonders bei den Etiketten unterscheiden sich die Anforderungen der Branchen. Je nach Größe und Preis des Produkts sowie der gewünschten Technologie empfehlen wir andere Etiketten – oder entwickeln diese in enger Abstimmung mit dem Kunden. Für das polnische Fashionunternehmen LPP haben wir zum Beispiel gerade einen speziellen dualen RF- und RFID-Tag entwickelt, der sich harmonisch in das Design der Filialen einfügt.

 

Zauberwort RFID – das berührungslose und automatisierte Lesen und Speichern von Daten auf Basis elek-tromagnetischer Wellen ist das Herzstück Ihrer Technologien. Sie ermuntern Ihre Kunden sogar, eine eigene RFID-Strategie zu entwickeln. Was ist darunter zu verstehen und sind Sie sicher, dass alle Handelsunternehmen das aus eigener Kraft stemmen können?

Wir entwickeln die Strategie mit unseren Kunden gemeinsam, zumeist im Rahmen eines Pilotprojekts. Bis vor einigen Jahren war die Einführung von RFID-Technologie tatsächlich noch aufwendiger und meist mit einem mehrjährigen Projekt verbunden. Heute können wir aber im Rahmen eines kleinen Piloten schnell für jeden Einzelhändler berechnen, wie viel rentabler er durch RFID arbeiten kann und wie hoch seine Investitionsrendite ist. Wir starten meist mit einem Store-Scan, dann kommt der Pilotversuch in ausgewählten Filialen inklusive individuellen Schulungen und Vor-Ort-Support. Und bis zur Implementierung in allen Filialen sind die Kunden selbst Experten für RFID und haben ein Verständnis dafür, was sie mit den Echtzeit-Daten alles machen können.   

 

Was bedeutet das Stichwort „customized“ für Checkpoint Systems? Inwiefern sind die individuellen Bedarfe des jeweiligen Kunden von Ihnen abbildbar? Oder können Sie jedes Handelsunternehmen – ob Kette oder Boutique – „glücklich“ machen?

Personalisierte Lösungen nehmen bei uns einen hohen Stellenwert ein. Das betrifft zum einen das Produkt an sich und zum anderen die Unternehmensgröße. Wie Sie schon andeuten, haben große Einzelhandelsketten natürlich andere Bedürfnisse als kleine Boutiquen. Für O₂, die Kernmarke von Telefónica Deutschland, haben wir zum Beispiel gerade unsere AutoPeg Tags zur Diebstahlsicherung speziell angepasst. Statt standardmäßig gelb sind die Tags für O₂ weiß mit blauer Schrift, passend zum Ladendesign.
Das zeigt auch generell die Entwicklung im Bereich Warensicherung auf: Als die Warensicherung noch in den Kinderschuhen steckte, waren Antennen und Etiketten hauptsächlich funktional. Heutzutage fügen sie sich harmonisch in das Gesamtbild des Ladendesigns ein. Händler müssen sich nicht mehr zwischen Design und Funktionalität entscheiden.

 

Wie wird Innovationsmanagement in Ihrem Unternehmen gelebt und auf welche Entwicklungen, an denen Checkpoint in der letzten Zeit gearbeitet hat, sind Sie besonders stolz?

Wir haben in den letzten Monaten – gemeinsam mit der Berufsgenossenschaft Handel und Warenlogistik – intensiv an der Prüfung und Zertifizierung unserer Warensicherungssysteme gearbeitet und können heute mit Stolz sagen: Wir sind der erste Hersteller in Deutschland, dessen EAS-Systeme von der CSA Group, einem international anerkannten und akkreditierten Anbieter von Prüf- und Zertifizierungsdienstleistungen, geprüft wurden. Die CSA Group hat uns bestätigt, dass unsere radiofrequenzbasierten EAS-Systeme alle in Deutschland geltenden Normen und Richtlinien in Bezug auf die Belastung durch elektromagnetische Felder einhalten. Es müssen keine Sicherheitsabstände eingehalten werden.
Der Hintergrund ist folgender: Einzelhändler sind in Deutschland verpflichtet, eine Gefährdungsbeurteilung zu erstellen, wenn sie ein EAS-System nutzen. Die CE-Konformitätserklärung, welche sie beim Kauf eines EAS-Systems vom Hersteller erhalten, ist dafür nicht ausreichend. Durch die Prüfung unserer Systeme haben wir für unsere Kunden beste Voraussetzungen für eine solche Beurteilung geschaffen. Der Berufsgenossenschaft liegen auch entsprechende Unterlagen von uns vor.

Stolz sind wir auch auf die Tatsache, dass wir es geschafft haben, die Durchgangsbreiten unserer NEO Antennen zur Warensicherung von zwei Metern auf 2,70 Meter zu erhöhen. Das gibt Einzelhändlern deutlich mehr Spielraum beim Store Design. Ganz allgemein ist Store Design an dieser Stelle auch ein gutes Stichwort: Wir haben mit unseren freistehenden Antennen, dem Design der NS40 oder auch der Möglichkeit, Antennen in Kassensysteme zu verbauen, viel dazu beigetragen, dass Warensicherung ästhetisch ansprechend wird und sich harmonisch in das Ganze einfügt.

 

Die Covid19-Zeit war insbesondere für den stationären Einzelhandel eine Katastrophe. Unternehmen haben sich in den zurückliegenden Monaten verstärkt in Richtung eCommerce bewegt – sei es über individuelle Shoplösungen oder Marktplätze, um zumindest einen Teil des Umsatzrückgangs zu kompensieren. Was raten Sie Händlern: Können heute und in Zukunft nur noch Omnichannel-Geschäfte erfolgreich sein?

Ja, das ist auf jeden Fall unser Rat an den Einzelhandel. Omnichannel-Lösungen werden nicht mehr verschwinden, sondern sich weiter verbreiten und bald nicht mehr wegzudenken sein. Einzelhändler sind gut beraten, sich auf diese neue Situation – auch unabhängig von Corona – einzustellen und in den Ausbau funktionierender Omnichannel-Lösungen zu investieren. Kunden erwarten, dass das von ihnen gewünschte Produkt verfügbar ist, wenn sie einen Laden betreten. Und falls nicht, dass sie es unkompliziert in die gleiche Filiale liefern lassen können oder es zu ihnen nach Hause geschickt wird. Das funktioniert nur mit einer sehr hohen Bestandstransparenz, zum Beispiel durch unsere RFID-Lösungen.

 

Stichwort: Wirtschaftlichkeit. Das vielbeschworene personalisierte perfekte Shoppingerlebnis für den Kunden zu schaffen kostet, oder nicht? Lagerverfügbarkeit, Bestände senken durch Abverkauf, Regalmanagement, Logistik und Retourenabwicklung – inwiefern können Sie den Handel darin unterstützen, seine Rentabilität zu steigern?

Das perfekte Shoppingerlebnis NICHT zu schaffen, kostet viel mehr – unzufriedene Kunden, die nicht das Gewünschte gefunden haben, kommen nicht wieder. Um mit der Kundennachfrage Schritt halten zu können, lagern viele Einzelhändler daher viel zu viel Ware ein. Unserer Erfahrung nach sind es im Durchschnitt 42.000 Artikel. Das kostet. Diese Einzelhändler zahlen hohe Kosten für Lagerfläche, brauchen viel Zeit für Inventurprozesse und müssen die Produkte am Ende deutlich reduzieren, um die Bestände zu senken.
Der Schlüssel für mehr Rentabilität liegt in der Bestandsgenauigkeit. Mithilfe von RFID-Technologie können wir diese auf bis zu 99 Prozent erhöhen. So vermeiden wir Unter- oder Überbestände, können die benötigte Lagerfläche reduzieren und die Abläufe optimieren, zum Beispiel auch bei der Inventur. RFID kann Hunderte Tags gleichzeitig lesen und ist genauer und schneller als das manuelle Zählen. Erfahrungsgemäß können Einzelhändler mit unserer RFID-Technologie ihren Umsatz um durchschnittlich drei Prozent steigern.

 

Auch wenn sich die Situation im Handel durch die Impfungen teilweise entspannt hat, erfordert die Einkaufssituation im Geschäft vor Ort – optimistisch betrachtet – zumindest auch für die nächsten Monate besondere Vorkehrungen. Sie bieten dafür mit „safer shopping“ ein Paket aus verschiedenen Komponenten an. Was deckt das ab?
 
SmartOccupancy ist unsere einfache Lösung zur Kontrolle der Personenzahl in Verkaufsräumen in Echtzeit. Das System zählt die Anzahl der ein- und ausgehenden Personen mithilfe von Visiplus 3D, einem Overhead-Personenzählsensor. Ist die maximale Kapazität fast erreicht, sendet SmartOccupancy eine Warnung an das Personal. Dadurch können die Mitarbeiter in Echtzeit auf die gegenwärtigen Belegungszahlen reagieren und so zu einer sichereren Umgebung für Angestellte und Kunden beitragen. Verantwortliche können mit SmartOccupancy behördliche Anweisungen zur maximalen Personenanzahl sicher und zuverlässig umsetzen, manuelles Zählen entfällt. Eine visuelle Kapazitätsanzeige weist die Kunden an der Tür deutlich sichtbar darauf hin, ob das Geschäft gerade betreten werden darf oder nicht.
Die zweite Lösung ist vor allen Dingen für den Textil- und Bekleidungshandel sowie den Schuhmarkt interessant: Inventory Quarantine ist eine Softwarelösung zur sicheren, automatischen Rückgabe (SaaS-basiert). Sie ermöglicht es Einzelhändlern, zurückgegebene Ware für einige Stunden in einer automatisierten Quarantäne-Warteschlange zu parken. Nach Ablauf der zuvor definierten Zeit informiert Inventory Quarantine die Mitarbeiter per Push-Nachricht, dass das Kleidungsstück oder der Schuh wieder auf die Fläche geräumt oder im Onlineshop erneut als verfügbar gekennzeichnet werden kann. So werden Artikel nur dann freigegeben, wenn sie für den Wiederverkauf als sicher gelten – und gleichzeitig wird sichergestellt, dass Artikel umgehend wieder in den Verkauf genommen werden. Die Lösung hilft Einzelhändlern, den Überblick über retournierte Ware zu behalten und die Zeit zu minimieren, in der die Produkte nicht im Verkauf verfügbar sind.

 

„Ethischer Konsum ist endgültig zur Haltung geworden und in der Mitte der Gesellschaft angekommen“, kommentierte Trendforscher Peter Wippermann die Ergebnisse der letzten Trendstudie „Bewusster leben“ der Otto Group. Was heißt Nachhaltigkeit für Checkpoint Systems als Unternehmen, wie bilden Sie diese Erkenntnis in Ihrem Produktportfolio ab und wie unterstützen Sie Ihre Kunden in der Erreichung von Nachhaltigkeitszielen?

Nachhaltigkeit ist für uns bei Checkpoint Systems definitiv ein wichtiges Thema. Wir prüfen unsere Produkte und Prozesse regelmäßig dahingehend, wie wir noch ressourcenschonender arbeiten, Produktionsabfälle reduzieren und unsere CO2-Emissionen senken können. Dabei geht es auch darum, wie wir den Stromverbrauch unserer Antennen noch weiter senken können. Wir entwickeln und vertreiben nur RF-Antennen. Diese Technologie ist nicht nur hinsichtlich der Exposition gegenüber elektromagnetischen Feldern sicherer, sondern auch umweltschonender: RF-Antennen brauchen 40 bis 70 Prozent weniger Energie als andere Technologien.

Quelle:

Das Interview führte Ines Chucholowius, Geschäftsführerin der Textination GmbH.

Foto: pixabay
21.09.2021

Virtuelle Qualitätsprüfung optimiert Produktion von Filtervliesstoffen

Die Vliesstoffproduktion bekam zu Corona-Zeiten in der breiten Öffentlichkeit so viel Aufmerksamkeit wie selten zuvor, denn das technische Textil ist entscheidend für den Infektionsschutz. Die Feinst-Vliesstoffprodukte werden in sogenannten Meltblown-Verfahren hergestellt. Ein abteilungsübergreifendes Team des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern optimiert im Projekt »ProQuIV« die gesamte Produktionskette. Dabei helfen Simulationen die Produktqualität des Filtermaterials trotz Schwankungen in der Herstellung zu garantieren.

Die Vliesstoffproduktion bekam zu Corona-Zeiten in der breiten Öffentlichkeit so viel Aufmerksamkeit wie selten zuvor, denn das technische Textil ist entscheidend für den Infektionsschutz. Die Feinst-Vliesstoffprodukte werden in sogenannten Meltblown-Verfahren hergestellt. Ein abteilungsübergreifendes Team des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern optimiert im Projekt »ProQuIV« die gesamte Produktionskette. Dabei helfen Simulationen die Produktqualität des Filtermaterials trotz Schwankungen in der Herstellung zu garantieren.

Das Kürzel »ProQuIV« steht für »Produktions- und Qualitätsoptimierung von Infektionsschutzkleidung aus Vliesstoffen«. Denn gerade zu Beginn der Covid-19-Krise waren Engpässe bei der Produktion dieser Materialien zu beobachten. Für die Klasse der Meltblown-Vliesstoffe gestaltet sich diese Optimierung der Produktqualität zudem besonders schwierig, weil die Prozesse sehr sensitiv auf Schwankungen und Materialunreinheiten reagieren.

Digitaler Zwilling hat das große Ganze im Blick
»Meltblown« heißt der industrielle Herstellungsprozess, dessen Feinstfaser-Vliesstoffe dafür verantwortlich sind, dass z.B. in Gesichtsmasken die entscheidende Filterfunktion gegeben ist. Dabei wird das geschmolzene Polymer durch Düsen gepresst, und zwar in einen vorwärts strömenden Hochgeschwindigkeitsstrom. Es wird in einer stark turbulenten Luftströmung gedehnt und abgekühlt.

»Der Gesamtprozess der Filtervliesherstellung – von der Polymerschmelze bis zum Filtermedium – stellt in der Simulation eine große Herausforderung dar«, erklärt Dr. Konrad Steiner, Leiter der Abteilung »Strömungs- und Materialsimulation«. »Wir haben im Projekt das große Ganze im Blick und eine komplett durchgängige Bewertungskette als digitalen Zwilling entwickelt. Dabei berücksichtigen wir gleich mehrere Schlüsselkomponenten: Wir simulieren die typischen Produktionsprozesse von Vliesstoffen, die darauf basierende Entstehung der Faserstrukturen und anschließend die Materialeigenschaften – hier insbesondere die Filtereffizienz. Damit lassen sich dann die Einflüsse des Herstellungsprozesses auf die Produkteigenschaften quantitativ bewerten.« In jedem dieser Einzelbereiche gehört das Fraunhofer ITWM mit seinen Expertinnen und Experten international zu den führenden Forschungsgruppen.

Homogenität des Materials – weniger Wolken am Simulationshimmel
Beim Meltblown-Verfahren liegt ein Schlüsselfaktor auf dem Verhalten der Filamente im turbulenten, heißen und schnellen Luftstrom. Die Fäden werden durch diese Luftströmung stark in ihren Eigenschaften beeinflusst. Die Qualität der Filamente – und damit am Ende der Vliesstoffe –  wird durch viele Faktoren beeinflusst. Was das in der Praxis genauer heißt, weiß Dr. Dietmar Hietel, Leiter der Abteilung »Transportvorgänge«. Sein Team beschäftigt sich am Fraunhofer ITWM schon seit Jahren mit der Simulation von verschiedenen Prozessen rund um Filamente, Fäden und Fasern. »Im Fokus des Projekts steht die sogenannte Wolkigkeit, d.h. die Ungleichmäßigkeit, mit der die Fasern im Vliesstoff verteilt sind«, erklärt Hietel. »Wir gehen der Frage nach: Wie homogen ist der Stoff? Denn die Qualität der Produkte kann stark verbessert werden, wenn wir solche Ungleichmäßigkeiten optimieren. Unsere Simulationen helfen dabei herauszufinden, wie das gelingt.«

Objektive Bewertung der Homogenität der Vliesstoffe
Zur Quantifizierung dieser Wolkigkeit setzen die Forschenden zudem passende Bildanalysetechniken ein. Das Powerspektrum spielt dabei eine besondere Rolle. »Der Wolkigkeitsindex, abgekürzt CLI, beschreibt die Homogenität komplementär zu lokalem Flächengewicht und seiner Varianz,« beschreibt Dr. Katja Schladitz. Sie bringt ihre Expertise in der Bildverarbeitung in das Projekt mit ein. »Unser CLI stellt eine robuste Bewertung der Homogenität sicher und kann somit für verschiedene Materialklassen und Abbildungstechniken als objektives Maß genutzt werden« Die Frequenzen, die in die CLI-Berechnung eingehen, können so gewählt werden, dass der CLI aussagekräftig für das jeweilige Anwendungsgebiet ist.

Filtration: Wie effizient sind die Filter
Bei der Hochskalierung auf Industrieprozesse wie bei der Maskenproduktion fließt zudem die ITWM-Expertise rund um Filter in das Projekt mit ein. Das Team »Filtration und Separation« um Dr. Ralf Kirsch beschäftigt sich schon seit Jahren mit dem mathematischen Modellieren und Simulieren verschiedenster Trennprozesse.

»Das Besondere an diesem Projekt: Wir berechnen die Effizienz der Filter für unterschiedlich stark ausgeprägte Schwankungen des Faseranteils im Filtervlies«, betont Kirsch. »Dadurch können wir angeben, bis zu welchem Wolkigkeitsgrad die geforderte Filtereffizienz überhaupt erreichbar ist.« Als aktuelles Beispiel hierfür sieht man in der Grafik die Effizienz eines Filtermaterials für N95-Masken in Abhängigkeit von der Inhomogenität des Vliesstoffes.

ITMW-Methoden unterstützen über die ganze Prozesskette hinweg
Digitale Zwillinge und Berechnungen aus dem Hause Fraunhofer ITWM unterstützen in »ProQuIV« die Prozesse ganzheitlich zu überschauen und besser zu verstehen. Die Produktion der technischen Textilien wird damit nicht nur effizienter, sondern die Vliesstoffe lassen sich virtuell entwickeln, ohne dies vorab in einer Versuchsstätte zu realisieren. So können Produktionskapazitäten bei gleichbleibender Qualität gesteigert werden. Gemeinsam mit langjährigen Partnern aus der Industrie kann die Forschung schnell und effizient in der Praxis zum Einsatz kommen.

Simulationen sparen Textil-Unternehmen Experimente, erlauben neue Einblicke, ermöglichen systematische Parametervariationen und lösen Upscaling-Probleme, die sonst zu Fehlinvestitionen beim Übergang von der Laboranlage zur Industrieanlage führen können. Die virtuelle Umsetzung der Vliesstoffproduktion eröffnet aber auch neue Möglichkeiten zur Optimierung auf anderen Ebenen. So können auch akustische dämmende Vliesstoffe oder auch Hygiene-Vliesstoffe hinsichtlich ihrer Produktgüte genau auf die zu erzielende Materialeigenschaften hin optimiert werden – und das unter Berücksichtigung der auftretenden Prozessschwankungen.

Das Projekt ist Teil des Programms »Fraunhofer versus Corona« der Fraunhofer-Gesellschaft und wurde im April 2021 abgeschlossen. Die Ergebnisse fließen in mehrere Folgeprojekte mit der Vliesstoffindustrie ein.

Quelle:

Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM

Prototyping-Kit für vielfältige E-Textiles © Textile Prototyping Lab
14.09.2021

Art meets Science: Prototyping Lab für textile Elektronik

Wer bei Forschungslaboren nur an Schutzanzüge und Reinräume denkt, hat nicht ganz recht: Seit April sind in dem neuen Textile Prototyping Lab (TPL) im Berliner Fraunhofer IZM auch Schnittmuster, Nähte und Mannequins nichts Ungewöhnliches. Mit dem TPL gibt es nun einen Ort, an dem kreative High-Tech-Textilien entstehen und der sich bereits in der Gestaltung vom Stil üblicher Forschungslabore abgrenzt. Als kollaboratives Projekt mit der Kunsthochschule Berlin Weißensee wird hier textilintegrierte Elektronik für verschiedenste Anwendungsbereiche von Architektur bis Medizin erstellt.

Wer bei Forschungslaboren nur an Schutzanzüge und Reinräume denkt, hat nicht ganz recht: Seit April sind in dem neuen Textile Prototyping Lab (TPL) im Berliner Fraunhofer IZM auch Schnittmuster, Nähte und Mannequins nichts Ungewöhnliches. Mit dem TPL gibt es nun einen Ort, an dem kreative High-Tech-Textilien entstehen und der sich bereits in der Gestaltung vom Stil üblicher Forschungslabore abgrenzt. Als kollaboratives Projekt mit der Kunsthochschule Berlin Weißensee wird hier textilintegrierte Elektronik für verschiedenste Anwendungsbereiche von Architektur bis Medizin erstellt.

Seit der Eröffnung steht das Labor Designer*innen und Produktentwickelnden zur Verfügung, um individuelle Visionen im Bereich E-Textiles prototypisch umzusetzen. Dabei sind die Möglichkeiten nahezu unbegrenzt: Von Schnittstellen zwischen Textil und Elektronik bis hin zur Erprobung von Prozessketten können Teile oder sogar das gesamte Labor frei genutzt werden. Zusätzlich zur reinen Entwicklungs- und Aufbauarbeit können die Räumlichkeiten mit wenig Aufwand umgebaut und für Workshops oder Ausstellungen umfunktioniert werden.

Malte von Krshiwoblozki, der das Projekt am Fraunhofer IZM wissenschaftlich begleitet, nennt weitere Vorteile: „Nicht nur die modularen Arbeitsplätze und die Meeting-Area sind für gemeinsame Projektarbeiten attraktiv. Besonders der Maschinenpark bietet eine große Bandbreite für Interessierte. Der Arbeitsbereich ‚Nähen und Sticken‘ ist beispielsweise mit mehreren Nähmaschinen sowie einer computergesteuerten Stickmaschine ausgestattet. Er wird somit zum zentralen Punkt für das TPL, da die Textilveredelung mit kleinformatigen Maschinen im Fokus der Arbeiten dieses Labors steht.“ Ein weiterer Arbeitsbereich deckt mit einem Lasercutter und einem Schneideplotter das „Schneiden & Trennen“ ab. Hinzu kommen mehrere Pressen und Laminiergeräte, eine Lötstation sowie ein 3D-Drucker.

Im TPL können sich auch Einsteiger*innen im Bereich der E-Textiles versuchen und ihr Wissen erweitern: Außerordentlich hilfreich ist dabei das am Fraunhofer IZM entwickelte Prototyping-Kit, welches eine Serie von elektronischen Modulen, LEDs und Sensoren beinhaltet, die händisch genauso wie maschinell aufgestickt werden können.

„Für besonders langlebige Elektroniktextilien kann auch der von den Forschenden des Fraunhofer IZM entwickelte und aufgebaute Textilbonder in kooperativen Projekten des Textile Prototyping Lab genutzt werden. Die vielseitigen Module des Prototyping-Kits sind bewusst so ausgelegt, dass eine Integration ins Textil nicht nur mit klassischen textilen Technologien wie dem Sticken während der Prototyping-Phase erfolgen kann, sondern auch für anschließende industriellere Umsetzungen per Textilbonder. Ganz nach dem Motto ,Sharing is Caring‘ und dem Prinzip der Interdisziplinarität stehen wir am Fraunhofer IZM bei der Realisierung der Textilprojekte mit Rat und Tat zur Seite, sodass die Ideen der Kunstschaffenden mit weiteren Technologien angereichert werden können“, sagt Malte von Krshiwoblozki.

Die Zusammenarbeit zwischen der Kunsthochschule Berlin Weißensee und dem Fraunhofer IZM hat schon vor der Eröffnung des Labors Entwicklungen hervorgebracht, die Kunst und Forschung revolutionär verbinden. So entstand beispielsweise in Kooperation mit dem Designer Stefan Diez eine Lichtschiene aus einem weichen und leitfähigen Textilgurt. Für das Bildungs-Projekt Touch Tomorrow der Hans Riegel Stiftung wurde eine interaktive Jacke entwickelt, die über Armbewegungen die Farbe integrierter LEDs steuern kann. Das Team des Textile Prototyping Lab freut sich auf kommende, spannende und agile Umsetzungen und ist offen für Projektideen von Start-ups, KMU sowie Partnern aus der Industrie.

Quelle:

Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

(c) Messe Frankfurt GmbH / SPOTT für Heimtextil
07.09.2021

Next Horizons: Heimtextil präsentiert Trends 2022/23

Mit „Next Horizons“ präsentiert die Heimtextil ihre Designprognose für die neue Saison 2022/23 – analysiert von internationalen Trendforscher*innen, versehen mit wertvollen Inspirationen und Informationen. Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung stehen dabei im Mittelpunkt. Die kommende Heimtextil, internationale Fachmesse für Wohn- und Objekttextilien, empfängt vom 11. bis 14. Januar 2022 in Frankfurt am Main die textile Einrichtungsbranche.

Mit „Next Horizons“ präsentiert die Heimtextil ihre Designprognose für die neue Saison 2022/23 – analysiert von internationalen Trendforscher*innen, versehen mit wertvollen Inspirationen und Informationen. Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung stehen dabei im Mittelpunkt. Die kommende Heimtextil, internationale Fachmesse für Wohn- und Objekttextilien, empfängt vom 11. bis 14. Januar 2022 in Frankfurt am Main die textile Einrichtungsbranche.

Drei internationale Designagenturen bilden das Heimtextil Trend Council und haben im Auftrag der Messe eine fundierte, globale Vision für die kommenden Interior Trends entwickelt. Im Namen des Trend Councils präsentierte Anja Bisgaard Gaede von SPOTT trends & business aus Dänemark am 1. September 2021 in einer Online-Konferenz live aus Frankfurt am Main die Trendprognose für die neue Saison. Gemeinsam mit ihrem Team steuert sie in dieser Saison die Trendaktivitäten. Ebenso gaben die Trend Council-Mitglieder Anne Marie Commandeur vom Stiljinstituut Amsterdam und Caroline Till vom Londoner Studio FranklinTill Einblicke in die Zukunft des textilen Wohnens. Designer*innen, Innenarchitekt*innen und Dekorateur*innen lassen sich von der Designprognose für die kommende Saison inspirieren.

Next Horizons: Langfristige und zirkuläre Denkweise
Hinter „Next Horizons“ verbirgt sich kein festes Ziel oder Fixpunkt. Der Ansatz ist vielmehr als neue Denkweise zu sehen – langfristig und zirkulär, um die Welt nachhaltiger zu machen. Bisher zeichnete sich Nachhaltigkeit häufig daraus aus, dass Ressourcenprobleme innerhalb des Produktionssystems angegangen wurden. Die Produktion selbst wurde häufig nicht verändert. Doch das Ziel soll künftig lauten: Bei innovativen Designprodukten soll erst gar kein Abfall entstehen. Vielmehr sollte die Kreation von neuem Design im Einklang mit einer langfristigen und zirkulären Denkweise stehen und unsere Wirtschaft als in die Natur eingebettet betrachtet werden. Die Heimtextil identifiziert hierzu vier Trendthemen, die den neuen Denkansatz abbilden: „Deep Nature“, „Hyper Nature“, „Beyond Identity“ und „Empowered Identity“.

Heimtextil Trends in neuem digitalen Format
Mit „Next Horizons“ geht die Heimtextil neue Wege und macht die Trendinformationen erstmals vollständig digital verfügbar. Unter www.heimtextil-trends.com stellt die Heimtextil die einzelnen Trends vor – reich illustriert und mit den angesagten Farben, Designer-Features, Kurzfilmen und einem Soundtrack aufbereitet.

Future Materials Library online verfügbar
Die vom Studio FranklinTill kuratierte Future Materials Library wurde zur Heimtextil 2020 ins Leben gerufen und ist mit neuen Materialien unter www.heimtextil-trends.com/future abrufbar. Die Sammlung innovativer Interior-Materialien aus der ganzen Welt würdigt radikale Designer*innen und progressiv sowie nachhaltig arbeitende Hersteller*innen, die dazu beitragen, das derzeitige lineare System von Produktion und Konsum in ein Kreislaufmodell zu überführen. Damit liefert die neue Library ein hervorragendes Sourcing- und Recherche-Tool für progressiv arbeitende Hersteller.

Heimtextil Trends 22/23 – Überblick
Deep Nature: Neues Gleichgewicht durch neues Wissen

„Deep Nature“ erforscht die Strategien unseres Ökosystems: Es ist unser Erbe und zugleich unsere Zukunft. Wir müssen umlernen und uns auf ungezähmte Texturen, langsame Prozesse, natürliche Strukturen und lebendige Farben einlassen. „Deep Nature“ ist ein langfristiger Transformations- und Umlernprozess, der uns in die Lage versetzt, die natürliche Welt für eine regenerative Zukunft wieder ins Gleichgewicht zu bringen. Die Farbskala für „Deep Nature“ hat einen harmonischen und weichen Ausdruck, der für ungezähmte Muster verwendet wird. Pilzartige, pflanzliche Töne und zarte Blau- und Rougetöne schaffen einen ruhigen, tonalen und erdigen Ansatz.

Hyper Nature: Zurück zur Natur durch Technik
Bei „Hyper Nature“ geht es darum, mit Hilfe von Technologie wieder eine Verbindung zur Natur herzustellen. Das Thema ist ein digitaler Vermittler des Bauplans der Natur, der Technologie und Natur in einen Protopia-Zustand verschmilzt und Schritt für Schritt eine bessere Zukunft schafft. Reaktionsfähige Materialien, technische Fasern, fließende Muster und mikroskopische Strukturen beschreiben Materialien und Textilien für „Hyper Nature“. Der wissenschaftliche Ansatz sieht leuchtende und klare Farben sowie verschwommene Grün- und Graunuancen vor. Reflexionen und künstliches Licht schaffen eine neue Wahrnehmung von Farben aus der Natur. Lachs und helles Himbeer stechen dabei hervor.

Beyond Identity: Wertvorstellungen statt körperlicher Attribute
„Beyond Identity“ geht mit hoffnungsvollen Botschaften und sanftem, kraftvollem Widerstand gegen bestehende Normen in die Zukunft. Für die Welt der Textilien und der Inneneinrichtung sieht „Beyond Identity“ recycelte synthetische Stoffe, Vintage-Seide und -Satin, naturfarbene Textilien und Stoffe auf Zellulosebasis vor. Sie erscheinen durch unkontrolliertes Färben in einem pastellfarbenen Look, der an den ständigen Wandel der Identität erinnert. Die Farbskala für „Beyond Identity“ umfasst eine Reihe von Pastelltönen, die durch ein vertrautes Grau und ein helles Khaki als gedämpfte Übergangsfarben ergänzt werden.

Empowered Identity: Handwerkskunst stärken und Kultur bewahren
Bei „Empowered Identity“ geht es um die Schaffung nachhaltiger kultureller Verbindungen und die Erneuerung handwerklicher Inspirationsquellen auf kollaborative Weise. „Empowering Identity“ ermutigt dazu, neue Verbindungen zwischen historischen Kulturen und künftigen Generationen zu schaffen. Recycelte und historische Textilien in Kombination mit Handwerkstechniken wie Tuften, Sticken und besonders das Sticken mit Kreuzstich stehen dabei im Fokus. Die Primärfarben ähneln den Ursprüngen ihrer Farbpigmente und unterstreichen so den traditionellen Aspekt dieses Themas. Sie werden ergänzt durch Nuancen von Koralle und gräulichem Lila. Grundlegend sind farbenfrohe Kombinationen, die symbolische und positive Botschaften aussenden.

(c) Messe Frankfurt Exhibition GmbH / Jens Liebchen
31.08.2021

Textilservice als Schlüssel zu nachhaltigen Lösungen und umweltfreundlichen Verfahren

Wie können die großen Herausforderungen der Nachhaltigkeit in der Textilindustrie bewältigt werden? Dem Textilservice, dessen Geschäftsmodell seit jeher auf Langlebigkeit und Wiederverwendung beruht, kommt hier eine wichtige Rolle als Botschafter zu. Im Vorfeld der Texcare International spricht Elena Lai, Generalsekretärin der European Textile Services Association (ETSA), über diese Herausforderungen und ihre Erwartungen an die Texcare International vom 27. November bis 1. Dezember 2021.

Wie können die großen Herausforderungen der Nachhaltigkeit in der Textilindustrie bewältigt werden? Dem Textilservice, dessen Geschäftsmodell seit jeher auf Langlebigkeit und Wiederverwendung beruht, kommt hier eine wichtige Rolle als Botschafter zu. Im Vorfeld der Texcare International spricht Elena Lai, Generalsekretärin der European Textile Services Association (ETSA), über diese Herausforderungen und ihre Erwartungen an die Texcare International vom 27. November bis 1. Dezember 2021.

Der Textilsektor wurde im Rahmen des europäischen Green Deal und des Aktionsplans für die Kreislaufwirtschaft als vorrangiger Sektor eingestuft. Welche Auswirkungen hat das auf die europäische Textilservicebranche?
Elena Lai: Wir befinden uns in einer wahrhaft historischen und spannenden Zeit für den Textilservice. Wir sind uns alle bewusst, dass unsere Branche der Schlüssel zu nachhaltigen Lösungen und umweltfreundlichen Verfahren ist. Wir hatten eine Reihe von Webinaren bei ETSA, die sich mit Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft als Schlüsselelemente des Green Deal befassten. Unsere größeren Unternehmen, wie z. B. industrielle Wäschereien, wichtige Textilhersteller und innovative Maschinenbauer, sind alle dieser Aufgabe gewachsen und bieten effektive Lösungen an. Auch unsere nationalen Verbände, die Mitglieder von ETSA sind, arbeiten synergetisch zusammen, um sich über die besten Wege auszutauschen, in Europa und darüber hinaus, da wir auch Partner aus den USA haben. Diese Bemühungen innerhalb der ETSA-Wertschöpfungskette machen uns wirklich stolz und wir sind bestrebt, die Extrameile zu gehen und unsere Mitglieder auch in den Bereichen zu unterstützen, die uns als die größten Herausforderungen erscheinen. Zum Beispiel das neue EUKlimagesetz, das eine 55-prozentige CO2-Reduzierung bis 2030 fordert: Das bedeutet, dass alle europäischen Industrien mehr tun müssen, damit wir diese Ziele in weniger als neun Jahren erreichen. Wir wissen, dass ETSA das richtige Netzwerk sein könnte, um den besten Weg in dieser Frage zu finden und wirklich das zu leisten, wofür die EU eintritt.

Wie kann der Textilservice zur Verwirklichung der Kreislaufwirtschaft in der Textilindustrie beitragen?
Elena Lai: Das Geschäftsmodell des Textilservice ist von Natur aus kreislauforientiert. Ein Geschäftsmodell, das sich auf die Vermietung und Wiederverwendung von Textilien konzentriert, bietet eine ganze Reihe von Vorteilen für den EU-Aktionsplan der Kreislaufwirtschaft. Erstens verlängern Textilserviceunternehmen durch die Vermietung den Lebenszyklus von Produkten und reduzieren so die Menge der Textilien, die überhaupt erst anfallen. Gleichzeitig verringern sie Abwasser und Energie, die für den Waschprozess benötigt werden. Zweitens bleiben Textilprodukte durch Wiederverwendung und Reparatur länger in den Händen der Verbraucher. Das ist von größter Bedeutung, da unsere Branche gegen die geplante Obsoleszenz kämpft. Beides sind wichtige Pfeiler unserer Industrie, die sowohl den Verbrauchern als auch dem Planeten helfen. Und schließlich können wir durch den weiteren Ausbau von Recycling und Upcycling die Abfallmenge minimieren und sicherstellen, dass ein Produkt so lange wie möglich in der europäischen Wirtschaft bleibt. Dies sind alles wichtige Schritte, mit denen wir unseren Teil dazu beitragen, dass Europa seine Emissions- und Nachhaltigkeitsziele erreichen kann.

Textilrecycling ist ein sehr wichtiger Punkt. Wie kann Ihrer Meinung nach die Textilrecyclingrate erhöht werden?
Elena Lai:
Die Kommission wird die getrennte Abfallsortierung von Textilien bis zum Jahr 2025 vorschreiben. Daher müssen Recycling, Upcycling und Wiederverwendung am Ende des Lebenszyklus verbessert werden. In Kürze wird auch ein Verbot der Verbrennung unbenutzter Textilien in Kraft treten, was Anreize für weiteres Recycling und Abfallreduzierung schaffen wird. Grundsätzlich müssen wir im Bereich des Textilservice weiterhin reduzieren, wiederverwenden und recyceln. Wir können die Recyclingquote erhöhen, indem wir die Verbraucher für Miettextilien und Textildienstleistungen sensibilisieren, und so die öffentliche Nachfrage nach diesen Dienstleistungen steigern.

Wie kann die Nachhaltigkeit im Textilservice weiter verbessert werden?
Elena Lai:
Um die Nachhaltigkeit in unserer Branche zu fördern, müssen wir auf der bestehenden Kultur der Innovation und des Unternehmertums aufbauen, in der spannende, neue und unkonventionelle Ideen entwickelt und verfeinert werden können. EU-Programme wie Horizon Europe, die den Schwerpunkt auf grüne und digitale Lösungen für gemeinsame Probleme legen, sind ein ausgezeichneter Weg. Sie befähigen Bürger, Textildienstleister und lokale Gemeinschaften, die Initiative zu ergreifen und die Dinge selbst in die Hand zu nehmen. Die EU-Rechtsvorschriften zur Sorgfaltspflicht sind ein Beispiel dafür, wie sowohl Verbraucher als auch Unternehmen zusammenkommen und proaktiv handeln können, um die Nachhaltigkeit zu verbessern, nicht nur bei Textilien und Textildienstleistungen, sondern in der europäischen Industrie im weiteren Sinne. Um es deutlich zu sagen: Wir müssen sowohl unsere technologische Innovation stärken als auch Verbraucher, lokale Gemeinschaften und Textilserviceunternehmen ermutigen. Wir glauben, dass unsere Arbeit auf EU-Ebene dazu beiträgt, dies zu verwirklichen.

Wie fördert ETSA neue Projekte im Bereich der Nachhaltigkeit?
Elena Lai: Wir von ETSA haben uns bei den politischen Entscheidungsträgern der EU intensiv für eine verantwortungsvolle Gesetzgebung eingesetzt und gleichzeitig die Öffentlichkeit für die Erfolgsmodelle der Branche sensibilisiert. Seit kurzem ist ETSA auch Botschafter des Klimapaktes der EU-Kommission. Dies ist eine tolle Gelegenheit, die es uns ermöglicht, eng mit europäischen Institutionen zusammenzuarbeiten, um unsere Mitglieder, nationale Verbände und die Industrie insgesamt zu informieren und zu echten Klimaschutzmaßnahmen zu inspirieren. ETSA ist eine Plattform, auf der Interessenvertreter, Bürger, Industrie und Vertreter der Europäischen Union zusammenkommen und einen Dialog über die besten Möglichkeiten zur Verbesserung der Nachhaltigkeit Europas führen können. Darüber hinaus haben wir intensiv daran gearbeitet, Informationen über Erfolgskonzepte zu verbreiten, die Europa dabei helfen werden, die CO2-Emissionen um 55 % zu reduzieren. Außerdem informieren wir über Chemikalien, Abwasser, Mikroplastik und andere wichtige Umweltthemen. Unsere Arbeit ist noch lange nicht getan, aber wir freuen uns darauf, mit unserer fokussierten Arbeitsgruppe für Umwelt und unseren Webinaren voranzukommen, um die Welt wieder grün und nachhaltig zu machen.

Welche Rolle wird Nachhaltigkeit und Circular Economy auf der Texcare spielen?
Elena Lai: Mehrere europäische und internationale Staats- und Regierungschefs haben betont, dass der Klimawandel das wichtigste Thema unserer Zeit ist und dass wir jetzt handeln müssen. Der Klimawandel ist auch ein Thema mit globaler Ausstrahlung und daher haben wir alle einen klaren Anreiz, Lösungen zu finden und miteinander zu arbeiten. Wir brauchen einen zukunftsorientierten Dialog, der die dringende Notwendigkeit von Nachhaltigkeit entlang der gesamten textilen Wertschöpfungskette betrachtet. Wir arbeiten mit einem unserer Mitglieder, dem Deutschen Textilreinigungs-Verband, daran, auf der Texcare ein Panel zusammenzustellen, das sich der Nachhaltigkeitsdebatte widmet, mit vielen Mitgliedern und Teilnehmern, die sich engagieren möchten.

Was erwarten die Mitglieder der ETSA von der diesjährigen Texcare?
Elena Lai: Wir von ETSA freuen uns, auf der Texcare zu sein. Wir denken, dass dies eine großartige Gelegenheit ist, nicht nur um sich mit anderen relevanten Akteuren der Branche zu vernetzen, sondern auch um sich über Erfolgsmodelle, Anliegen und vor allem Chancen auszutauschen. Aufgrund der Pandemie hatten wir ein schwieriges Jahr 2021. Der Bedarf an grünen, nachhaltigen und digitalen Lösungen ist jedoch zwingend erforderlich. Wir freuen uns darauf, zu erfahren, wie sich die Branche weltweit nicht nur an die COVID-Situation anpasst, sondern auch, wie sie den grünen und digitalen Wandel in Angriff nimmt. Wir von ETSA freuen uns von ganzem Herzen auf diese Veranstaltung.

Die Texcare International findet vom 27. November – 1. Dezember 2021 in Frankfurt am Main statt.

Foto: pixabay
24.08.2021

Luft, Wasser, Öl: Was PLA-Biokunststoff gut filtern kann - und was nicht

Luftfilter sind im Kampf gegen die Pandemie in aller Munde. Mit Filtermaterial aus Vliesstoff versperren sie virenbehafteten Aerosolen den Weg zurück in Räume. Doch wie können diese Geräte nicht nur die Gesundheit schützen, sondern auch mit möglichst umweltfreundlichem Filtermaterial betrieben werden?

Luftfilter sind im Kampf gegen die Pandemie in aller Munde. Mit Filtermaterial aus Vliesstoff versperren sie virenbehafteten Aerosolen den Weg zurück in Räume. Doch wie können diese Geräte nicht nur die Gesundheit schützen, sondern auch mit möglichst umweltfreundlichem Filtermaterial betrieben werden?

Dafür eignet sich unter klar definierten Bedingungen der Biokunststoff Polylactid (PLA), auch als Polymilchsäure bekannt. Das lässt sich aus Ergebnissen von Forschenden der Zuse-Gemeinschaft im kürzlich abgeschlossenen Forschungsprojekt „BioFilter“ ableiten. Die Schlüsselfrage für diesen und andere mögliche Anwendungsbereiche der Bio-Filter lautet: Wie wirken sich die besonderen Eigenschaften von PLA auf Filterleistung und Haltbarkeit der Filter aus? Denn gegenüber seinen fossilen Konkurrenten kann PLA in der Praxis Nachteile haben. Das Material neigt zur Sprödigkeit und es mag hohe Temperaturen jenseits von 60 Grad Celsius nicht besonders. Als biogener Stoff ist Polymilchsäure auch potenziell anfälliger für Abnutzung und organische Abbauprozesse. Das kann bei Nutzung von Filtern z.B. in Kläranlagen eine noch größere Rolle spielen als bei Luftfiltern. Industriekunden indes wollen aber naturgemäß ein beständiges, verlässliches Produkt.

Vom Monofilament zum Vliesstoff
Vor diesem Hintergrund untersuchten die Forschenden die PLA-Eigenschaften, um auf dieser Basis Vliesstoffe für Bio-Filter zu erproben. Beteiligt waren das Deutsche Textilforschungszentrum Nord-West (DTNW) und das Sächsische Textilforschungsinstitut (STFI), wo die Vliesstoffe hergestellt wurden. Verwendet wurde Granulat verschiedener marktgängiger Hersteller. Am Anfang der Untersuchungen standen jedoch nicht die Vliesstoffe, in denen die Fasern dicht aneinander in verschiedenen Schichten abgelegt sind, sondern so genannte Monofilamente, also mit Fäden vergleichbare Fasern aus PLA. An diesen Monofilamenten führten das DTNW und das STFI zunächst Tests durch, so z.B. im Klimaschrank auf Alterung und Haltbarkeit.

Wie im Bild zu sehen ist, wurden die Monofilamente bei höheren Temperaturen ab 70 Grad Celsius bereits nach zwei Wochen brüchig, worüber die DTNW-Autorinnen und -Autoren kürzlich im Journal Applied Polymer Materials berichteten. Unter Normbedingungen indes weisen die Monofilamente auch nach fast drei Jahren keine messbar verringerte Stabilität auf und auch die PLA-Vliesstoffe standen, ihren auf fossiler Basis hergestellten Pendants in Punkto Filterleistung in nichts nach. „Der Fokus für die Nutzung von PLA als Filtermaterial wird meiner Ansicht nach auf Anwendungen liegen, bei denen relativ geringe Temperaturen vorliegen, mit denen PLA sehr gut zurechtkommt.“, sagt DTNW-Wissenschaftlerin Christina Schippers.

Neben Temperatur und Luftfeuchtigkeit weitere Faktoren beachten
Für die Forschenden ging es in dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt allerdings nicht nur um die Eignung von Polylactid für Luftfilter, sondern auch um andere Umgebungen, z.B. für das Filtern von Wasser. Zudem ergaben die Untersuchungen, dass es bei der Bewertung der Filtermedien aus biobasierten und bio-abbaubaren Vliesstoffen neben der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit weitere Einflussfaktoren wie mechanische Belastungen durch Luftströme zu beachten gilt. „Der innovative Kern des Projekts bestand darin, die Möglichkeiten und Einsatzgrenzen von PLA-Vliesstoffen als Filtermedien mit ausreichenden mechanischen Eigenschaften und Langzeitstabilität zu bewerten“, sagt Projektleiterin Dr. Larisa Tsarkova. Wie ihre Kollegen vom STFI, so ist das DTNW engagiert im Cluster Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft, in dem die Forschenden der gemeinnützigen Institute unter dem Leitsatz „Forschen mit der Natur“ kooperieren. „Für uns ist die Bioökonomie ein branchenübergreifendes Top-Thema, das zahlreiche Institute der Zuse-Gemeinschaft verbindet und durch Kooperationen wie beim ‚Bio-Filter‘ gelebt wird“, erklärt die künftige STFI-Geschäftsführerin Dr. Heike Illing-Günther.

Kooperation im Cluster Bioökonomie
Mit den erzielten Ergebnissen aus dem Projekt „Bio-Filter“ wollen das DTNW und das STFI nun weiterarbeiten, um künftig Ableitungen für klar beschriebene Einsatzgebiete der PLA-Vliesstoff-Filter treffen zu können. Diese möglichen Einsatzfelder reichen weit über Raumluftfilter und damit über die Pandemie hinaus. So ist die wasserabweisende Eigenschaft von PLA potenziell interessant für Filter in Großküchen zur Wasser-Öl-Filtration oder auch in der Industrie bei Motorenölen.

Die Forschung ist auch deshalb so wichtig, weil PLA in einzelnen verbrauchernahen Segmenten - Stichwort Tragebeutel - schon recht gut eingeführt ist. Traditionell nutzte man Milchsäure zur Haltbarmachung von Lebensmitteln, so bei Sauerkraut. Heute gewinnt man PLA über eine mehrstufige Synthese aus Zucker, der zu Milchsäure fermentiert und diese zu PLA polymerisiert, wie Kunststoffe.de erklärt. PLA gehört zu den bekanntesten Biokunststoffen, ist jedoch aufgrund der starken Nachfrage in den vergangenen Jahren nicht immer gut verfügbar gewesen. Das in den Niederlanden ansässige Unternehmen Total Corbion hat angekündigt, bis 2024 im französischen Grandpuits eine PLA-Anlage mit einer Jahreskapazität von 100.000 t in Betrieb zu nehmen. Es wäre die größte Anlage dieser Art in Europa, bisher ist Asien führend.

Quelle:

Deutsche Industrieforschungsgemeinschaft Konrad Zuse e.V.

Foto: pixabay
17.08.2021

Innovative Wundversorgung: Maßgeschneiderte Wundauflagen aus Tropoelastin

Maßgeschneiderte, biomedizinisch einsetzbare Materialien auf der Basis von Tropoelastin entwickeln die Skinomics GmbH aus Halle, die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in einem gemeinsamen Projekt. Das Material vereint biologische Verträglichkeit, Haltbarkeit, biologische Abbaubarkeit und günstige mechanische Eigenschaften, die denen der Haut ähneln. Präklinische Tests haben bestätigt, dass es sich zur Verwendung als Wundauflagematerial eignet, das bei der Versorgung chronischer und komplexer Wunden zum Einsatz kommt.

Maßgeschneiderte, biomedizinisch einsetzbare Materialien auf der Basis von Tropoelastin entwickeln die Skinomics GmbH aus Halle, die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in einem gemeinsamen Projekt. Das Material vereint biologische Verträglichkeit, Haltbarkeit, biologische Abbaubarkeit und günstige mechanische Eigenschaften, die denen der Haut ähneln. Präklinische Tests haben bestätigt, dass es sich zur Verwendung als Wundauflagematerial eignet, das bei der Versorgung chronischer und komplexer Wunden zum Einsatz kommt.

Insbesondere vor dem Hintergrund einer alternden Gesellschaft gewinnen spezielle Wundauflagen an Bedeutung. Die Behandlung komplexer Wunderkrankungen, wie »Ulcus Cruris«, im Volksmund »offenes Bein« genannt, oder diabetischer Wunden stellt für medizinisches Personal eine schwierige, für die Betroffenen eine langfristige und schmerzhafte sowie für das Gesundheitswesen eine kostspielige Aufgabe dar. Für die Versorgung solcher Wunden kommen inzwischen auch innovative proteinbasierte Materialien zum Einsatz, die jedoch aufgrund ihrer Herstellung aus tierischen Geweben erhöhte Infektionsrisiken bergen oder unerwünschte Immunreaktionen zur Folge haben können. Hinzu kommen zunehmende Vorbehalte in der Bevölkerung gegenüber Medizinprodukten tierischer Herkunft.

Im gemeinsamen Forschungsprojekt entwickeln die Projektpartner derzeit maßgeschneiderte, biomedizinisch einsetzbare Materialien auf der Basis von humanem Tropoelastin. Dieses Vorläufermaterial wird im Körper zu Elastin umgewandelt, einem lebensnotwendigen und langlebigen Strukturprotein, das über außergewöhnliche mechanische Eigenschaften verfügt und damit der Haut und weiteren Organen die für deren Funktion erforderliche Elastizität und Spannkraft verleiht.

»Elastin ist chemisch und enzymatisch äußerst stabil, biokompatibel und erzeugt bei der Anwendung als Biomaterial bei Menschen keine immunologischen Abstoßungen. Daher wollen wir auf Basis des humanen Tropoelastins neue und innovative Lösungen für die Behandlung komplexer Wunden schaffen«, sagt Dr. Christian Schmelzer, Leiter des Geschäftsfeldes Biologische und makromolekulare Materialien am Fraunhofer IMWS.

Individuelle Wundbehandlung
Zunächst ist es im Rahmen des Forschungsprojekts unter der Leitung von Prof. Dr. Markus Pietzsch von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg gelungen, ein biotechnologisches Verfahren zur Modifizierung von Tropoelastin zu entwickeln. Die Verarbeitung des modifizierten Tropoelastins erfolgt am Fraunhofer IMWS. Hier werden mittels eines Elektrospinnverfahrens hauchdünne Nanofasern hergestellt, deren Durchmesser nur wenige Hundert Nanometer betragen. Diese Fasern werden zu Nanofaservliesen gesponnen. Über chemische Quervernetzungsschritte werden die Vliese für ihre spätere Anwendung stabilisiert. Die entwickelten Verfahren wurden dahingehend optimiert, dass biomedizinische Parameter wie Porengröße, Stabilität und mechanische Eigenschaften variabel sind und damit individuell und maßgeschneidert den Erfordernissen der jeweiligen Wundbehandlung angepasst werden können. Die mit den neuen Verfahren hergestellten Materialien werden durch die Skinomics GmbH in ersten präklinischen Tests hinsichtlich ihrer Hautverträglichkeit untersucht und erzielten bereits vielversprechende Ergebnisse.

Zum Abschluss des Projektes am Ende dieses Jahres sollen Schutzrechtsanmeldungen als Grundlage für eine anschließende Produktentwicklungsphase für zertifizierte Medizinprodukte erfolgen.

Foto: pixabay
10.08.2021

Stand-up-Paddleboard aus nachwachsenden Leichtbau-Materialien

Stand-up-Paddling hat sich zum Trendsport entwickelt. Herkömmliche Surfbretter bestehen jedoch aus erdölbasierten Materialien wie Epoxidharz und Polyurethan.

Forschende am Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI wollen die Kunststoff-Boards durch nachhaltige Sportgeräte ersetzen: Sie entwickeln ein Stand-up-Paddle, das zu 100 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen besteht. Das ökologische Leichtbau-Material ist vielseitig einsetzbar, etwa beim Bau von Gebäuden, Autos und Schiffen.

Stand-up-Paddling hat sich zum Trendsport entwickelt. Herkömmliche Surfbretter bestehen jedoch aus erdölbasierten Materialien wie Epoxidharz und Polyurethan.

Forschende am Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI wollen die Kunststoff-Boards durch nachhaltige Sportgeräte ersetzen: Sie entwickeln ein Stand-up-Paddle, das zu 100 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen besteht. Das ökologische Leichtbau-Material ist vielseitig einsetzbar, etwa beim Bau von Gebäuden, Autos und Schiffen.

Stand-up-Paddling (SUP) ist eine naturverbundene Sportart, doch die Kunststoffboards sind alles andere als umweltfreundlich. In der Regel werden zur Produktion der Sportgeräte erdölbasierte Materialien wie Epoxidharz, Polyesterharz, Polyurethan und expandiertes oder extrudiertes Polystyrol in Kombination mit Glas- und Carbonfasergeweben genutzt. In vielen Teilen der Welt werden diese Kunststoffe nicht recycelt, geschweige denn ordnungsgemäß entsorgt. Große Mengen des Plastiks landen im Meer und sammeln sich in riesigen Meeresstrudeln.

Für Christoph Pöhler, Wissenschaftler am Fraunhofer WKI und begeisterter Stand-up-Paddler, war dies Anlass, über eine nachhaltige Alternative nachzudenken. Im Projekt ecoSUP treibt er die Entwicklung eines SUP voran, das zu 100 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen besteht und das darüber hinaus besonders fest und langlebig ist. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF gefördert. Das Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie IMW begleitet die Forschungsarbeiten. Projektpartner ist die TU Braunschweig.

Balsaholz aus Rotorblättern zurückgewinnen
»Bei gängigen Boards wird der Polystyrol-Kern, also das, was man als Styropor kennt, mit Glasfasern verstärkt und mit einem Epoxidharz versiegelt. Wir nutzen hingegen biobasierten Leichtbau-Werkstoff«, sagt der Bauingenieur. Für den Kern verwenden Pöhler und seine Kollegen rezykliertes Balsaholz. Dieses weist eine sehr geringe Dichte auf, sprich: es ist leicht und dennoch mechanisch beanspruchbar.

Balsaholz wächst vor allem in Papua-Neuguinea und in Ecuador, hierzulande wird es seit vielen Jahren in großen Mengen in Windenergieanlagen verbaut – bis zu sechs Kubikmeter des Werkstoffs befinden sich in einem Rotorblatt. Derzeit gehen viele der Anlagen vom Netz. Allein im Jahr 2020 wurden 6.000 abgebaut. Ein Großteil davon wandert in die thermische Verwertung. Sinnvoller wäre es, den Werkstoff aus dem Rotorblatt zurückzugewinnen und gemäß der Kreislaufwirtschaft wiederzuverwerten. »Genau dies war unsere Überlegung. Das wertvolle Holz ist zu schade für die Verbrennung«, sagt Pöhler.

Da das gesamte Sandwichmaterial, das in herkömmlichen Boards verwendet wird, komplett ersetzt werden soll, besteht auch die Hülle des ökologischen Boards aus 100 Prozent biobasiertem Polymer. Sie wird mit in Europa angebauten Flachsfasern verstärkt, die sich durch sehr gute mechanische Eigenschaften auszeichnen. Um die Hülle über den Balsaholzkern zu ziehen, verwenden Pöhler und sein Team das Handlaminier- und das Vakuuminfusionsverfahren. In Machbarkeitsstudien wird derzeit noch die optimale Methode untersucht. Ein erster Demonstrator des ökologischen Boards soll Ende 2022 vorliegen. »Im Sinne des Umweltschutzes und der Ressourcenschonung wollen wir Naturfasern und biobasierte Polymere überall dort einsetzen, wo es technisch möglich ist. Vielerorts wird GFK eingesetzt, obwohl ein biobasiertes Pendant das gleiche leisten könnte«, resümiert Pöhler.

Patentierte Technologie zum Herstellen von Holzschaum
Doch wie gelingt es, das Balsaholz aus dem Rotorblatt zurückzugewinnen – schließlich ist es mit der äußeren Hülle, einem Glasfaserverbundkunststoff (GFK), fest verklebt? Zunächst wird das Holz in einer Prallmühle vom Compositwerkstoff abgetrennt. Über die Dichteunterschiede lassen sich die Materialmixstrukturen über einem sogenannten Windsichter in die einzelnen Bestandteile aufsplitten. Anschließend werden die als Späne und Bruchstücke vorliegenden Balsaholzfasern feingemahlen. »Dieses sehr feine Ausgangsmaterial benötigen wir, um Holzschaum herzustellen. Dafür hat das Fraunhofer WKI eine patentierte Technologie«, erläutert der Forscher. Dabei werden die Holzpartikel zu einer Art Kuchenteig aufgeschleimt und zu einem leichten und zugleich festen Holzschaum weiterverarbeitet, der durch die holzeigenen Bindekräfte hält. Die Zugabe von Klebstoff ist nicht erforderlich. Dichte und Festigkeiten des Schaums lassen sich einstellen. »Dies ist insofern wichtig, da die Dichte nicht zu hoch sein sollte. Andernfalls wäre das Stand-up-Paddle zu schwer für den Transport.«

Zunächst legen die Forschenden den Fokus auf SUPs. Das Hybridmaterial eignet sich jedoch auch für alle anderen Boards, etwa Skateboards. Das künftige Anwendungsspektrum ist breit: Denkbar ist beispielsweise der Einsatz als Fassadenelement in der Wärmedämmung von Gebäuden. Die Technologie kann darüber hinaus beim Bau von Fahrzeugen, Schiffen und Zügen verwendet werden.

Foto: Pixabay
03.08.2021

Composites Germany legt Ergebnisse der 17. Composites-Markterhebung vor

  • Bewertung der derzeitigen Geschäftslage sehr positiv
  • Zukunftserwartungen optimistisch
  • Erwartungen an Anwendungsindustrien unterschiedlich
  • Wachstumstreiber unverändert

Zum siebzehnten Mal hat Composites Germany aktuelle Kennzahlen zum Markt für faserverstärkte Kunststoffe erhoben. Befragt wurden alle Mitgliedsunternehmen der drei großen Trägerverbände von Composites Germany: AVK (Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V.), Leichtbau Baden-Württemberg und VDMA-Arbeitsgemeinschaft Hybride Leichtbau Technologien.

Um die problemlose Vergleichbarkeit der unterschiedlichen Erhebungen zu gewährleisten, wurden auch in diesem Halbjahr keine Änderungen bei der Befragung durchgeführt. Erhoben wurden erneut überwiegend qualitative Daten in Bezug auf die aktuelle und zukünftige Marktentwicklung.

  • Bewertung der derzeitigen Geschäftslage sehr positiv
  • Zukunftserwartungen optimistisch
  • Erwartungen an Anwendungsindustrien unterschiedlich
  • Wachstumstreiber unverändert

Zum siebzehnten Mal hat Composites Germany aktuelle Kennzahlen zum Markt für faserverstärkte Kunststoffe erhoben. Befragt wurden alle Mitgliedsunternehmen der drei großen Trägerverbände von Composites Germany: AVK (Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V.), Leichtbau Baden-Württemberg und VDMA-Arbeitsgemeinschaft Hybride Leichtbau Technologien.

Um die problemlose Vergleichbarkeit der unterschiedlichen Erhebungen zu gewährleisten, wurden auch in diesem Halbjahr keine Änderungen bei der Befragung durchgeführt. Erhoben wurden erneut überwiegend qualitative Daten in Bezug auf die aktuelle und zukünftige Marktentwicklung.

Bewertung der derzeitigen Geschäftslage sehr positiv
Nachdem die Bewertung der aktuellen Geschäftslage fast zwei Jahre in Folge stetig ab-nehmend war. Zeigte sich bereits in der letzten Befragung eine Trendwende hin zu einer positiveren Sichtweise. In der aktuellen Befragung setzt sich der positive Trend weiter fort. Für alle drei angegebene Regionen (Deutschland, Europa & Weltweit) zeigen sich durchweg positive Einschätzungen. So beurteilen fast 80 % der Befragten die aktuelle generelle Geschäftslage als positiv oder sogar sehr positiv.

Aber nicht nur die Bewertung der generellen Geschäftslage hellt sich im Gegensatz zur letzten Befragung deutlich auf, auch die eigene Geschäftslage wird nochmals optimistischer eingeschätzt.
Im industriellen Umfeld existieren derzeit zahlreiche Herausforderungen. Die Corona-Pandemie beispielsweise ist vielfach nur abgeflaut, aber nicht verschwunden.       

Geschäftsmodelle mussten und müssen auch weiterhin angepasst werden. Logistikketten wurden teilweise erheblich gestört und auch heute noch zeigen sich eklatante Engpässe. Die Verstopfung des Suezkanals durch die „Ever Given“ hat die Empfindlichkeit internationaler Handelsströme nochmals verdeutlicht.

Rohstoffmangel, starke ansteigende Preise vieler Rohstoffe und zuletzt der Chipmangel wirken sich stark auf verschiedene Anwendungsindustrien aus. Trotzdem zeigt sich in der Composites-Industrie ein äußerst optimistisches Bild. Entsprechend positive Werte wurden zuletzt bei den Befragungen Herbst 2018 bzw. Frühjahr 2019 erreicht.

Zukunftserwartungen optimistisch
Gestützt wird die positive Grundstimmung zusätzlich von positiven Erwartungen auch an die Zukunft. Befragt hinsichtlich ihrer Erwartungen an die zukünftige Geschäftsentwicklung zeigte sich ebenfalls ein fast durchweg optimistisches Bild. Über 80 % der Befragten gehen von einer Verbesserung der Geschäftslage in Europa im nächsten halben Jahr aus. Auch für die andern Regionen zeigt sich ein ähnliches Bild.

Erwartungen an Anwendungsindustrien unterschiedlich  
Die Erwartungen an ausgewählte Anwendungsbereiche zeigen sich äußerst unterschiedlich. Größere Rückgänge werden, wie auch bei der letzten Befragung, vor allem für die Bereiche Automobil, Luftfahrt und Windenergie erwartet. Es lässt sich aber feststellen, dass der Anteil derjenigen, die eine eher pessimistische Einschätzung haben, nochmals deutlich zurückgeht.
Gingen beispielsweise bei der letzten Erhebung 46 % der Befragten von einer Verschlechterung der Situation im Luftfahrtbereich aus, so sinkt dieser Wert auf „nur noch“ 17 %. Für den Bereich Automobil sinkt der Wert von 17 % (2. Hj 2020) auf nunmehr 14 %.

Vor allem die beiden Bereiche Infrastruktur-/Bau und Sport/Freizeit zeigen sich schon über einen längeren Zeitraum als die Anwendungsfelder, von denen viele Befragten wesentliche Wachstumsimpulse für die Composites-Industrie erwarten. Auch in Zeiten eines eher schwierigen industriellen Umfeldes zeigen sich speziell auch diese beiden Bereiche derzeit als sehr stabil.

Insbesondere der Bau- & Infrastruktur- sowie der Transportbereich sind die zentralen Anwendungsfelder für Composites-Bauteile. Der Transportbereich reagiert dabei deutlich schneller und oftmals intensiver als der Baubereich auf externe Einflüsse und Störungen. Dafür zeigt sich innerhalb dieses Segmentes aber auch eine meist deutlich ausgeprägtere Innovationsbereitschaft und Entwicklungsgeschwindigkeit.

GFK bleibt Wachstumstreiber
Erneut bleiben auch in der aktuellen Markterhebung Deutschland, Europa und Asien die Weltregionen, aus der die wesentlichen Wachstumsimpulse für das Composites-Segment erwartet werden. Die Erwartungen an Asien gehen dabei leicht zu Gunsten von Europa zurück. Werkstoffseitig setzt sich der Paradigmenwechsel weiter fort.     

CFK (Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) verliert in den Augen der Befragten weiterhin an Einfluss im Hinblick auf seine Rolle als Wachstumstreiber. GFK (Glasfaserverstärkter Kunststoff) wird nun zum dritten Mal in Folge als wichtigster Werkstoff genannt. Der Bereich übergreifend gewinnt stark an Nennungen dazu.

Composites sind nach wie vor relativ junge Werkstoffe, die ein hohes Potenzial aufweisen. Es bleibt spannend zu sehen, inwieweit sich Composites weiterhin als Werkstoffalternative etablieren können und ob sie von den zentralen, anstehenden Änderungen (z. B. alternative Antriebe, steigender Wunsch nach Nachhaltigkeit, alternative Energiegewinnung, 5G uvm.) profitieren können.
Die nächste Composites-Markterhebung erscheint im Januar 2022.   

(c) Fraunhofer ITWM
27.07.2021

Simulationssoftware TexMath - Technische Textilien realitätsnah simulieren

Von Hochleistungstextilien bis hin zu Kompressions- und Sportbekleidung: Das modulare Softwareprogramm »TexMath« des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM ermöglicht sowohl die Simulation mechanischer Materialeigenschaften als auch die Optimierung textiler Produkte.

Von Hochleistungstextilien bis hin zu Kompressions- und Sportbekleidung: Das modulare Softwareprogramm »TexMath« des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM ermöglicht sowohl die Simulation mechanischer Materialeigenschaften als auch die Optimierung textiler Produkte.

Eine beschleunigte Entwicklung und ein optimiertes Design technischer Textilien bei gleichzeitiger Reduzierung von Experimenten? Die Nachfrage für Techniken, die dies realisieren können, ist besonders in Bereichen wie der Sport-, Medizin- und Bekleidungsindustrie groß. Das Team »Technische Textilien« der Abteilung »Strömungs- und Materialsimulation« des Fraunhofer ITWM hat sich dieser Herausforderung angenommen und erforscht Simulationsmethoden, die eine effiziente Vorhersage des textilen Verhaltens bei Streckung, Schub, Biegung, Torsion oder Kompression ermöglicht. Auch die Faltenbildung unter Ausdehnung sowie Schrumpfung von Garnen oder kritische Scherwinkel können während des gesamten Herstellungsprozesses simuliert werden.

Die von ihnen entwickelte Simulationssoftware »TexMath« sorgt dafür, dass Prozessketten in der Produktion vorab an neue Materialien anpassbar werden. Komplizierte Muster und Schichten können mithilfe der Software abgebildet werden und ein direkter Anschluss an die Textilmaschine erfolgen. Gewünschte Web-, Strick- und Wirkprodukte werden mit der Software genau berechnet und deren Materialeigenschaften simuliert. Zusätzlich zu der Bewertung eines bestimmten Textil-Designs mithilfe von Simulation bieten die Tools auch die Optimierung der Leistungsmerkmale für verschiedene Designvarianten. Das Ziel der Software ist es, so Teamleiterin Dr. Julia Orlik, »das Design nach Produkteigenschaften und Zielkriterien« zu realisieren.

TexMath besteht aus mehreren Komponenten: »MeshUp«, »FibreFEM« und »FIFST«. Jede der in TexMath enthaltenen Komponenten hat ihren spezifischen Einsatzbereich. Darüber hinaus verfügen die Tools sowohl untereinander über Schnittstellen als auch über Verbindungen zu der Software »GeoDict®« der Fraunhofer-Ausgründung Math2Market auf, womit beispielsweise strömungsmechanische Simulationen an den Textilien durchgeführt werden können.

Ein Anwendungsbereich der TexMath Software ist die Optimierung von Kompressionstextilien für den medizinischen Bereich oder für den Sport. Für optimale Wirksamkeit kommt es hier ganz besonders auf Passgenauigkeit des Materials an. So kann der Strickvorgang beispielsweise zur Anfertigung einer Bandage mit vordefinierten Kompressionseigenschaften mit TexMath simuliert und dadurch das optimale Gestrick ausgelegt werden.

Diese virtuelle Bandage wird daraufhin in einer weiteren Simulation belastet und einem virtuellen Arm oder Bein angezogen. Dank TexMath wird mithilfe des berechneten Druckprofils eine vorab Bewertung der Kompressionseigenschaften der Bandage sowie auch die direkte Ansteuerung der Strickmaschine gemäß des optimalen Designs möglich.

»Mit TexMath lassen sich auch Abstandstextilien, wie sie beispielsweise für das Obermaterial von Sportschuhen und für die Herstellung von Hochleistungstextilien genutzt werden, designen und vorab struktur- und strömungsmechanisch optimieren«, nennen Dr. Julia Orlik und Abteilungsleiter Dr. Konrad Steiner weitere Einsatzbereiche der Software.

Das neu entwickelte Eingabeinterface ist besonders benutzerfreundlich. Die Textil-Klasse (Gestrick, Gewirke, Gewebe und Abstandgewirke) lässt sich unkompliziert einstellen. Die neue grafische Oberfläche erlaubt eine einfache und schnelle Konfiguration.

MeshUp zur Strukturgenerierung von Webmustern und Maschen
Gestricke und Gewebe werden mit Hilfe von Strick- bzw. Webmaschinen produziert. Jedem Textil liegt eine Bindungspatrone zugrunde, die in die Maschine eingelesen wird bzw. in der Maschine fest vordefiniert ist. MeshUp ist das Softwaremodul von TexMath, in dem Bindungspatronen für diverse Gewebe, Gewirke und Gestricke mit verschiedenen Bindungstypen, dem Fadenverlauf und allen Kontaktstellen zwischen verschiedenen Garnen erzeugt, grafisch abbildet und für weitere Simulationen in TexMath mit FISFT und FiberFEM in entsprechende Eingabeformate übersetzt werden. Darüber hinaus stellt MeshUp die Geometrie auch als Volumendaten (Voxelformat) für Berechnungstools wie GeoDict und FeelMath zur Verfügung.

FiberFEM zur Berechnung effektiver mechanischer Eigenschaften einer periodischen Textilstruktur
Mit FiberFEM können gewebte und geflochtene Textilien, Abstandsgewebe, Gelege sowie Fachwerke hinsichtlich ihrer effektiven mechanischen Materialeigenschaften berechnet und optimiert werden. Ein spezielles Merkmal von FiberFEM ist, dass neben Zug- und Schubeigenschaften auch effektive Biege- und Torsionseigenschaften von Textilien anhand ihrer textilen Struktur und der Garneigenschaften bestimmt werden können.

Als Eingangsgrößen benötigt FiberFEM neben der Mikrostrukturbeschreibung aus MeshUp die Faserquerschnittsgeometrie, sowie mechanische Fasereigenschaften wie Zugsteifigkeit und Reibung. Als Output werden die effektiven mechanischen Textilgrößen berechnet. Neben der Berechnung der effektiven mechanischen Materialeigenschaften für bereits existierende gewebte oder gestrickte Textilien für technische und medizinische Anwendungen, bietet der Ansatz auch das Potential zur gezielten Auslegung und Optimierung neuer Textilien mit vorgegebenem mechanischem Eigenschaftsprofil.

So kann das Relaxationsverhalten eines Textils aus dem Web- bzw. Strickmuster und den Garnrelaxationszeiten für viskoelastische Garne ermittelt werden. Auch Reibungskoeffizienten zwischen den Garnen werden berücksichtigt und werden direkt in die Simulation der effektiven Eigenschaften einbezogen bzw. aus der experimentellen Validierung mit dem Gewebe identifiziert.

FIFST zur Berechnung der Deformation und Belastung von Textilien
Das Model FIFST ist spezialisiert für dynamische Simulationen von Gestricken, sehr dehnbaren Geweben und Gewirken. So kann beispielsweise der Strickprozess simuliert, das Abziehen von der Strickmaschine, die Schrumpfung auf ein entspanntes Textil und auch die Wiederbelastung beim Anziehen berechnet werden. Somit kann auch das Design des Gestricks an vorgegebene Spannungsprofile angepasst werden und eine individualisierte Maschinensteuerung zur Produktion personalisierter Textilien oder produktspezifischer Designs ist möglich.

Die numerische Umsetzung nutzt die Finite-Element-Methode mit nichtlinearen Balken-Elementen, die für die Kontaktprobleme um eine zusätzliche interne Variable – das Gleiten von Fäden an Kontaktknoten – erweitert wurde. Das Reibungsgesetz ist mit dem Euler-Eutelwein-Modell umgesetzt, das um einen zusätzlichen Adhäsionsterm modelltechnisch ausgebaut wurde. Die Adhäsion erlaubt somit auch unterschiedliche Vorspannung in den jeweiligen Maschen. Die elastische Energie wird dabei direkt aus den Garn-Kraft-Dehnungskurven berechnet.  

Ein wichtigstes Alleinstellungsmerkmal von FIFST ist die spezielle Technologie der Zugehörigkeit mehrerer Elemente zu bestimmten Threads und deren Anordnung im Thread sowie das gleichzeitig Kontaktgleiten an Million von Knotenpunkten. Somit ermöglicht FIFST multiskalige Simulation von großen gestrickten oder gewebten Schalenbauteilen unter Berücksichtigung der lokalen Textilstruktur.

Eine weitere Funktionalität der Software ist, virtuell Textilien über eine im STL-Format gegebene Oberflächentriangulierung zu ziehen. Im Video wird gewebte Maske (gestrickt ist ebenfalls möglich) in der Ebene an 6 Punkten ausgedehnt und gegen die Gesichtsoberfläche gezogen. Ihre Knoten werden auf das Gesicht projiziert und gleiten auf der Oberfläche weiter, bis die Maske komplett anliegt. Wenn man Reibeigenschaften von Garnen am Gesicht kennt, kann man weitere Faltungsbildung untersuchen und auch sie gezielt beeinflussen. Als weiteres Optimierungspotential erlaubt FIFST Porengrößen von angezogenem Textil auf besonders gewölbten Oberflächenstellen zu minimieren, die durch Erhöhung der Vorspannung in Garnen oder eine Modifizierung des Lappingdiagramms bzw. der Bindepatrone erreicht werden kann.


Für eine Testversion wenden Sie sich bitte an das

Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM
Fraunhofer-Platz 1
67663 Kaiserslautern

Telefon: +49 631 31600-4342

texmath@itwm.fraunhofer.de    

Quelle:

Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM

Foto: pixabay
20.07.2021

Pilotprojekt zum Closed-Loop-Recycling von Einweg-Gesichtsmasken

  • Kunststoffe im Kreislauf halten: 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.

Der Übergang von einer Linear- zu einer Kreislaufwirtschaft in der Kunststoffproduktion kann dann gelingen, wenn die beteiligten Akteure und Akteurinnen zusammenarbeiten. Der Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE bündelt die Kompetenzen von sechs Fraunhofer-Instituten und setzt auf eine enge Zusammenarbeit mit Partnern aus der Industrie.

  • Kunststoffe im Kreislauf halten: 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.

Der Übergang von einer Linear- zu einer Kreislaufwirtschaft in der Kunststoffproduktion kann dann gelingen, wenn die beteiligten Akteure und Akteurinnen zusammenarbeiten. Der Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE bündelt die Kompetenzen von sechs Fraunhofer-Instituten und setzt auf eine enge Zusammenarbeit mit Partnern aus der Industrie.

Durch den Transfer von wissenschaftlichen Erkenntnissen in die Wirtschaft, Gesellschaft und Politik zählt das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT zu den Vorreitern beim nachhaltigen Umgang mit Energieträgern und Rohstoffen. Gemeinsam mit verschiedenen Partnern und Partnerinnen erforschen und entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer UMSICHT spannende Produkte, Prozesse und Dienstleistungen zum Thema Nachhaltigkeit.  

Das Fraunhofer-Institut UMSICHT, SABIC und Procter & Gamble (P&G) arbeiten im Rahmen eines innovativen Pilotprojekts zur Kreislaufwirtschaft zusammen, das die Möglichkeiten zur Rückführung von Einweg-Gesichtsmasken in den Verwertungskreislauf aufzeigen soll.

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 nur sieben Monaten entwickelt und umgesetzt. Der Einsatz innovativer Recyclingverfahren bei der Verarbeitung anderer Materialien und chemischer Produkte wird im Fraunhofer CCPE weiter erforscht.