Textination Newsline

Aus der Sicht des europäischen Verbrauchs haben Textilien im Durchschnitt die viertgrößten negativen Auswirkungen auf die Umwelt und den Klimawandel, nach Lebensmitteln, Wohnraum und Mobilität. Eine Umstellung auf ein zirkuläres Produktions- und Verbrauchssystem für Textilien mit längerer Nutzungsdauer und mehr Wiederverwendung und Recycling könnte diese Auswirkungen zusammen mit einer Reduzierung des Gesamtverbrauchs verringern. Eine wichtige Maßnahme ist ein kreislauffähiges Design (Circular Design) von Textilien, um die Haltbarkeit, Reparierbarkeit und Wiederverwertbarkeit von Produkten zu verbessern und die Verwendung von Sekundärrohstoffen in neuen Produkten zu gewährleisten.

Kernaussagen
Im Jahr 2019 erzielte der Textil- und Bekleidungssektor der EU einen Umsatz von 162 Mrd. EUR und beschäftigte über 1,5 Millionen Menschen in 160 000 Unternehmen. Wie in vielen anderen Branchen hat die COVID-19-Krise zwischen 2019 und 2020 zu einem Umsatzrückgang von 9 % für Textilien insgesamt und von 17 % für Bekleidung geführt.

• Im Jahr 2020 hatte der Textilkonsum in Europa im Durchschnitt die vierthöchsten Auswirkungen auf die Umwelt und den Klimawandel aus einer globalen Lebenszyklusperspektive. Er war der Verbrauchsbereich mit den dritthöchsten Auswirkungen auf Wasser- und Landnutzung und den fünfthöchsten in Bezug auf den Rohstoffverbrauch und die Treibhausgasemissionen.
• Um die Umweltauswirkungen von Textilien zu verringern, ist eine Umstellung auf zirkuläre Geschäftsmodellen, einschließlich kreislauffähigen Designs (Circular Design), entscheidend. Dazu sind technische, soziale und geschäftsmodellbezogene Innovationen erforderlich, aber auch Verhaltensänderungen und politische Unterstützung.
• Kreislauffähiges Design (Circular Design) ist ein wichtiger Wegbereiter für den Übergang zu einer nachhaltigen Produktion und einem nachhaltigen Verbrauch von Textilien durch Kreislaufgeschäftsmodellen. Die Entwurfsphase spielt bei jedem der vier Wege zur Verwirklichung einer kreislauffähigen Textilbranche eine entscheidende Rolle: Langlebigkeit und Haltbarkeit, optimierte Ressourcennutzung, Sammlung und Wiederverwendung sowie Recycling und Materialnutzung.

Textilien werden im EU-Aktionsplan für die Kreislaufwirtschaft als eine der wichtigsten Wertschöpfungsketten bezeichnet und in der bevorstehenden EU-Strategie 2022 der Europäischen Kommission für nachhaltige und kreislauffähige Textilien und der EU-Initiative für nachhaltige Produkte behandelt. Dieses Briefing zielt darauf ab, das Verständnis der Umwelt- und Klimaauswirkungen von Textilien aus einer europäischen Perspektive zu verbessern und Gestaltungsprinzipien und Maßnahmen zur Erhöhung der Kreislauffähigkeit von Textilien zu identifizieren. Es stützt sich auf einen Bericht des „European Topic Centre on Circular Economy and Resource Use“ der EUA, der hier (auf Englisch) verfügbar ist.

1. Produktion, Handel und Verbrauch von Textilien
Textilien sind ein wichtiger Wirtschaftszweig in der EU. Im Jahr 2019 erwirtschaftete der Textil- und Bekleidungssektor der EU einen Umsatz von 162 Mrd. EUR und beschäftigte über 1,5 Millionen Menschen in 160.000 Unternehmen. Wie in vielen anderen Branchen ging der Umsatz zwischen 2019 und 2020 aufgrund der Gesundheits- und Wirtschaftskrise COVID-19 bei Textilien insgesamt um 9 % und bei Bekleidung um 17 % zurück (Euratex, 2021).

Verbrauch
Die europäischen Haushalte verbrauchen große Mengen an Textilwaren. Im Jahr 2019 gaben die Europäerinnen und Europäer wie schon 2018 im Durchschnitt 600 EUR für Bekleidung, 150 EUR für Schuhe und 70 EUR für Heimtextilien aus (Köhler et al., 2021; Eurostat, 2021b).

Die Reaktion auf die COVID-19-Pandemie, die mit Maßnahmen zum zu Hause bleiben und der Schließung von Unternehmen sowie Geschäften einherging, führte insgesamt zu einem Rückgang der Textilproduktion und der Nachfrage (Euratex, 2021). Infolgedessen ging der Pro-Kopf-Verbrauch von Bekleidung und Schuhen im Jahr 2020 gegenüber 2019 zurück, während der Verbrauch von Heimtextilien leicht anstieg. Der durchschnittliche Textilverbrauch pro Person belief sich im Jahr 2020 auf 6,0 kg Bekleidung, 6,1 kg Heimtextilien und 2,7 kg Schuhe (siehe Abbildung 1).

Abgesehen von diesem COVID-bedingten Rückgang des Verbrauchs im Jahr 2020 blieb der geschätzte Verbrauch von Bekleidung und Schuhen in den letzten zehn Jahren relativ konstant, mit leichten Schwankungen zwischen den Jahren (siehe Abbildung 2). Gleiches gilt für den Verbrauch von Heimtextilien, mit einem leichten Anstieg im Laufe des Jahrzehnts.

Bei der Berechnung des "geschätzten Verbrauchs" auf der Grundlage von Produktions- und Handelsdaten aus dem Jahr 2020, ausgenommen sind industrielle/technische Textilien und Teppiche, liegt der Gesamttextilverbrauch bei 15 kg pro Person und Jahr, die sich im Durchschnitt wie folgt zusammensetzen:

• 6,0 kg Bekleidung
• 6,1 kg Heimtextilien
• 2,7 kg Schuhe.

2. Umwelt- und Klimaauswirkungen von Textilien
Die Produktion und der Konsum von Textilien haben erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt und den Klimawandel. Umweltauswirkungen in der Produktionsphase ergeben sich aus dem Anbau und der Produktion von Naturfasern wie Baumwolle, Hanf und Leinen (z. B. Nutzung von Land und Wasser, Düngemittel und Pestizide) und aus der Produktion von Kunstfasern wie Polyester und Elastan (z. B. Energieverbrauch, chemische Ausgangsstoffe) (ETC/WMGE, 2021b). Die Herstellung von Textilien erfordert große Mengen an Energie und Wasser und verwendet eine Vielzahl von Chemikalien in verschiedenen Produktionsprozessen. Vertrieb und Einzelhandel sind für Transportemissionen und Verpackungsabfälle verantwortlich.

Bei der Nutzung und Pflege - Waschen, Trocknen und Bügeln - werden Strom, Wasser und Waschmittel benötigt. Auch Chemikalien und Mikrofasern werden in das Abwasser abgegeben. Gleichzeitig tragen Textilien mit erheblichen Mengen zu Textilabfällen bei. Am Ende ihrer Lebensdauer landen Textilien oft im allgemeinen Abfall und werden verbrannt oder deponiert. Bei der getrennten Sammlung von Textilabfällen werden die Textilien je nach ihrer Qualität und Materialzusammensetzung sortiert und wiederverwendet, recycelt oder entsorgt. Im Jahr 2017 wurde geschätzt, dass weniger als 1 % aller Textilien weltweit zu neuen Produkten recycelt werden (Ellen MacArthur Foundation, 2017).

Um das Ausmaß der Auswirkungen des Textilverbrauchs auf den Rohstoffverbrauch, die Wasser- und Flächennutzung und die Treibhausgasemissionen im Vergleich zu anderen Verbrauchskategorien zu veranschaulichen, hat die Europäische Umweltagentur ihre Berechnungen der Umwelt- und Klimaauswirkungen des Lebenszyklus in der EU aktualisiert. Verwendet wurden Input-Output-Modelle auf der Grundlage von Daten aus der Exiobase-Datenbank und von Eurostat. Im Einklang mit dem geringeren Textilverbrauchsniveau im Jahr 2020 aufgrund der COVID-19-Pandemie sind die Umweltauswirkungen von 2019 auf 2020 zurückgegangen.

Verwendung von Rohstoffen
Für die Textilproduktion werden große Mengen an Rohstoffen eingesetzt. Für die Herstellung aller von den EU-Haushalten im Jahr 2020 gekauften Bekleidung, Schuhe und Heimtextilien wurden schätzungsweise 175 Millionen Tonnen Primärrohstoffe verwendet, was rund 391 kg pro Person entspricht. Etwa 40 % davon entfallen auf Kleidung, 30 % auf Heimtextilien und 30 % auf Schuhe. Damit sind Textilien die fünftgrößte Verbrauchskategorie in Europa in Bezug auf den Primärrohstoffverbrauch (siehe Abbildung 3).

Zu den Rohstoffen gehören alle Arten von Materialien, die bei der Herstellung von Natur- und Kunstfasern verwendet werden, wie fossile Brennstoffe, Chemikalien und Düngemittel. Dazu gehören auch alle Baumaterialien, Mineralien und Metalle, die für den Bau von Produktionsanlagen verwendet werden. Auch der Transport und der Handel mit den Textilwaren sind eingeschlossen. Nur 20 % dieser Primärrohstoffe werden in Europa hergestellt oder gewonnen, der Rest wird außerhalb Europas gewonnen.

Dies zeigt den globalen Charakter der textilen Wertschöpfungskette und die hohe Ab-hängigkeit des europäischen Verbrauchs von Importen. Dies bedeutet, dass 80 % der durch den europäischen Textilkonsum verursachten Umweltauswirkungen außerhalb Europas stattfinden. So finden beispielsweise der Baumwollanbau, die Faserproduktion und die Bekleidungsherstellung hauptsächlich in Asien statt (ETC/WMGE, 2019).

Wasserverbrauch
Für die Herstellung und Verarbeitung von Textilien werden große Mengen an Wasser benötigt. Bei der Wassernutzung wird zwischen "blauem" Wasser (Oberflächenwasser oder Grundwasser, das bei der Bewässerung, bei industriellen Prozessen oder im Haushalt verbraucht wird oder verdunstet) und "grünem" Wasser (im Boden gespeichertes Regenwasser, das in der Regel zum Anbau von Pflanzen verwendet wird) unterschieden (Hoekstra et al., 2012).
 
Für die Herstellung aller von den EU-Haushalten im Jahr 2020 gekauften Bekleidung, Schuhe und Heimtextilien wurden etwa 4.000 Millionen m³ blaues Wasser benötigt, das sind 9 m³ pro Person, womit der Wasserverbrauch für Textilien an dritter Stelle nach Lebensmitteln sowie Freizeit und Kultur steht (siehe Ab-bildung 4).

Zusätzlich wurden etwa 20.000 Millionen m³ grünes Wasser verwendet, hauptsächlich für die Baumwollproduktion, was 44 m³ pro Person entspricht. Blaues Wasser wird zu etwa gleichem Anteil für die Herstellung von Kleidung (40 %), Schuhen (30 %) sowie Heim- und anderen Textilien (30 %) verwendet. Grünes Wasser wird hauptsächlich für die Herstellung von Kleidung (fast 50 %) und Heimtextilien (30 %) ver-braucht, wobei die Baumwollproduktion den größten Anteil hat.

Der Wasserverbrauch für in Europa verbrauchte Textilien findet größtenteils außerhalb Europas statt. Es wird geschätzt, dass für die Herstellung von 1 kg Baumwolle etwa 10 m³ Wasser benötigt werden, in der Regel außerhalb Europas (Chapagain et al., 2006).

Landnutzung
Die Herstellung von Textilien, insbesondere von Naturtextilien, erfordert große Mengen an Land. Der Flächenverbrauch in der Lieferkette für Textilien, die von europäischen Haushalten im Jahr 2020 gekauft werden, wird auf 180.000 km² geschätzt, das sind 400 m² pro Person. Nur 8 % der verbrauchten Flächen befinden sich in Europa. Über 90 % der Auswirkungen auf die Flächennutzung finden außerhalb Europas statt, hauptsächlich im Zusammenhang mit der (Baumwoll-)Faserproduktion in China und Indien (ETC/WMGE, 2019). Fasern auf Tierbasis, wie Wolle, haben ebenfalls erhebliche Auswirkungen auf die Landnutzung (Lehmann et al., 2018). Damit ist der Textilsektor der Sektor mit den dritthöchsten Auswirkungen auf die Flächennutzung, nach Nahrungsmitteln und Wohnraum (siehe Abbildung 5). Davon fallen 43 % auf Kleidung, 35 % auf Schuhe (einschließlich Lederschuhen, die aufgrund des Bedarfs an Viehweiden eine hohe Auswirkung auf die Landnutzung haben) und 23 % auf Heim- und andere Textilien.

Treibhausgasemissionen
Die Herstellung und der Verbrauch von Textilien verursachen Treibhausgasemissionen, insbesondere durch die Gewinnung von Ressourcen, die Produktion, das Waschen und Trocknen sowie die Abfallverbrennung. Im Jahr 2020 verursachte die Herstellung von Textilwaren, die in der EU konsumiert wurden, Treibhausgasemissionen von insgesamt 121 Millionen Tonnen Kohlendioxidäquivalent (CO₂e), was 270 kg CO₂e pro Person entspricht. Damit sind Textilien der Verbrauchsbereich der Haushalte, der für die fünftgrößten Auswirkungen auf den Klimawandel verantwortlich ist, nach Wohnen, Ernährung, Verkehr und Mobilität sowie Freizeit und Kultur (siehe Abbildung 6). Davon entfallen 50 % auf Kleidung, 30 % auf Haushalts- und andere Textilien und 20 % auf Schuhe. Die Treibhausgasemissionen wirken sich zwar weltweit aus, aber fast 75 % werden außerhalb Europas freigesetzt, vor allem in den wichtigen textilproduzierenden Regionen in Asien (ETC/WMGE, 2019).

Etwa 80 % der gesamten Klimaauswirkungen von Textilien entstehen in der Produktionsphase. Weitere 3 % entstehen im Vertrieb und Einzelhandel, 14 % in der Nutzungsphase (Waschen, Trocknen und Bügeln) und 3 % am Ende des Lebenszyklus (Sammlung, Sortierung, Recycling, Verbrennung und Entsorgung) (ECOS, 2021; Östlund et al., 2020).

Textilien aus Naturfasern, wie z. B. Baumwolle, haben im Allgemeinen die geringsten Klimaauswirkungen. Textilien aus synthetischen Fasern (insbesondere Nylon und Acryl) haben im Allgemeinen eine höhere Klimabelastung, da sie aus fossilen Brennstoffen hergestellt werden und bei der Produktion Energie verbraucht wird (ETC/WMGE, 2021b; Beton et al., 2014).

3. Design als Wegbereiter für zirkuläre Geschäftsmodelle für Textilien
Um die Auswirkungen von Textilien auf die Umwelt und den Klimawandel zu verringern, ist die Umstellung auf zirkuläre Geschäftsmodelle von entscheidender Bedeutung, um Rohstoffe, Energie, Wasser und Landnutzung, Emissionen und Abfall einzusparen (ETC/WMGE, 2019). Die Umsetzung und Skalierung von Kreislaufwirtschaftsmodellen erfordert technische, soziale und geschäftsmodellbezogene Innovationen sowie die Förderung von Politik, Konsum und Bildung (EUA, 2021).

Kreislauffähiges Design ist ein wichtiger Bestandteil von zirkulären Geschäftsmodellen für Textilien. Es kann eine höhere Qualität, eine längere Lebensdauer, eine bessere Nutzung von Materialien und bessere Optionen für Wiederverwendung und Recycling gewährleisten. Während es wichtig ist, das Recycling und die Wiederverwendung von Materialien zu ermöglichen, sollten lebensverlängernde Strategien, wie z. B. Design für Langlebigkeit, einfache Wiederverwendung, Reparatur und Wiederaufbereitung, Vorrang haben. Die Vermeidung der Verwendung gefährlicher Chemikalien und die Begrenzung der Schadstoffemissionen und der Freisetzung von Mikroplastik in allen Phasen des Lebenszyklus sollten in die Produktgestaltung einbezogen werden.

Das Design für Kreislaufwirtschaft ist die jüngste Entwicklung im Design für Nachhaltigkeit. Die Ausweitung eines technischen und produktorientierten Fokus auf Veränderungen auf Systemebene (unter Berück-sichtigung von Produktions- und Verbrauchssystemen) zeigt, dass diese jüngste Entwicklung viel mehr Disziplinen erfordert als das traditionelle technische Design. Das Produktdesign als Bestandteil eines kreislauforientierten Geschäftsmodells hängt vom Verbraucherverhalten und den Richtlinien ab, um sein Potenzial auszuschöpfen und seine Umsetzung zu ermöglichen. Abbildung 7 zeigt die Zusammenhänge zwischen dem Kreislaufwirtschaftsmodell, dem Produktdesign, dem Verbraucherverhalten und den Richtlinien. Sie alle sind notwendig, um den Zyklus zu verlangsamen und zu schließen, damit er kreislauffähig wird.

Schon seit Jahrhunderten werden aus Alttextilien Reißfasern hergestellt und zu neuen textilen Produkten verarbeitet. Dieses effektive Recycling ist einer der ältesten Materialkreisläufe der Welt. Heute geht es nicht nur um Bekleidung, sondern auch um hochwertige technische Textilien. So wie sich die Produkte der Textilindustrie weiterentwickeln, steigen auch die Anforderungen an das Textilrecycling. Grundlage dafür sind eine klare Beurteilung und Klassifizierung der Rohstoffe.

Im Forschungsprojekt der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) und dem Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) wird eine Methodik entwickelt, die es ermöglicht, den Reiß als auch die nachfolgenden Prozesse in Bezug auf die Faserqualität zu analysieren. Durch die systematische Analyse soll es gelingen, die nachfolgenden Spinnprozesse so zu optimieren, dass der Recyclinganteil im Garn erhöht werden kann, ohne, dass sich die Garneigenschaften gegenüber einem aus 100% Gutfasern bestehenden Garn wesentlich unterscheiden. Diese Garne können anschließend zu nachhaltigen textilen Produkten wie zum Beispiel Kleidung oder Verbundbauteile verarbeitet werden.

Das vom BMWi/IGF geförderte Projekt hat eine Laufzeit von zwei Jahren und endet am 31.12.2022. Der Nutzen für die teilnehmenden Unternehmen liegt insbesondere darin, ihnen den verstärkten Einsatz von Sekundärrohstoffen zu ermöglichen, neue Märkte durch im Projekt entwickelte Technologien oder Produkte zu erschließen, Synergien und langfristige Kooperationen anzubahnen sowie einen gemeinsamen Marktauftritt vorzubereiten.

Das Projekt umfasst verschiedene Arbeitsschritte:

• Materialauswahl und Beschaffung
  Zu verarbeitende Baumwollfasern werden aus Alttextilien (T-Shirts) und Abfällen aus der Baumwollspinnerei gewonnen. Die Aramidfasern werden aus gebrauchter Schutzbekleidung und technischen Textilien aufbereitet.
• Optimierung der Aufbereitung / Auflösung der Textilien
  Damit die Fasern aus den entsprechenden Textilien möglichst schonend und mit einer nicht zu hohen Einkürzung herausgelöst werden, sind exakte Einstellungen beim Reißprozess zu finden, welche technologisch sehr anspruchsvoll sind und viel Erfahrung voraussetzen.
• Ermittlung der Qualitätskriterien zur Beurteilung der Faserauflösung
  Um die Qualitätskriterien zu definieren werden die aus der Reißerei kommenden Fasern mittels MDTA-4 Messgerät der Textechno GmbH & Co. KG ermittelt. Mit den ermittelten Kriterien soll die (möglichst geringe) Fasereinkürzung durch den Reißprozess charakterisiert werden.
• Ermittlung optimierter Einstellungen beim Spinnprozess
  Um die optimalen Einstellungen zur Erzeugung eines Garnes aus den Recyclingfasern zu ermitteln, werden diese nach dem Rotorspinnprozess ersponnen. Durch Anpassung des Spinnprozesses soll ein Garn hergestellt werden, das eine gute Gleichmäßigkeit und auch eine entsprechende Festigkeit aufweist.
• Herstellung und Vergleich von Garnen aus recycelten Rohstoffen
  Damit aus den Recyclingfasern - bestehend aus Aramid und Baumwolle - jeweils ein Flächengebilde hergestellt werden kann, soll das Material im industriellen Maßstab verarbeitet werden. Dazu werden die Fasern über eine komplette Putzereilinie mit anschließender Bandherstellung über angepasste Karden verarbeitet. Nach dem Verstrecken und der anschließenden Vorgarnherstellung werden Garne nach dem Rotor- bzw. nach dem Ringspinnverfahren hergestellt. Mit den fertiggestellten Garnen werden Gestricke produziert.
• Koordination, Analyse der Ergebnisse und Erstellung der Berichte
  Die Erstellung des Abschlussberichtes erfolgt durch die DITF und das STFI. Ein Ergebnistransfer erfolgt durch Veröffentlichungen, Fachinformationen an Verbände und Messeauftritte. Begleitend sind regelmäßige Sitzungen mit den beteiligten Firmen geplant.

Textination sprach mit Stephan Baz, dem Stv. Leiter Kompetenzzentrum Stapelfaser, Weberei & Simulation Leitung Stapelfasertechnologie und Markus Baumann, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Kompetenzzentrum Stapelfaser, Weberei & Simulation (beide DITF) sowie Bernd Gulich, Abteilungsleiter Vliesstoffe/Recycling und Johannes Leis, wissenschaftlicher Mitarbeiter Schwerpunkt Vliesstoffe/Recycling (beide STFI) über den aktuellen Stand des Förderprojektes.

Wie ist der aktuelle Stand des Projekts?
Aktuell befinden wir uns in der Phase der Versuchsdurchführungen und der iterativen Optimierung gleich mehrerer Projektbausteine. Erwartungsgemäß sind für die mechanische Aufbereitung selbst und auch die Einstellung des Spinnprozesses mit den verschiedenen Varianten mehrere Schleifen notwendig. Letztendlich zielt das Projekt ja darauf ab, die Prozesse der mechanischen Aufbereitung und der Spinnerei als Verarbeitung aufeinander abzustimmen, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Gleichzeitig ist die Ermittlung der Qualitätskriterien der erzeugten Fasern nicht trivial. Hierfür braucht es zudem die Weiterentwicklung von Prozessen und Prüfmethoden, welche in der Industrie produktiv umsetzbar sind und welche eine Beurteilung der Qualität der erzeugten Fasern tatsächlich und unbeeinflusst von z.B. Restgarnen ermöglichen. Wirklich bemerkenswert ist das Interesse und die Bereitschaft der Industrie die Projektarbeit voranzutreiben. Die in beträchtlichem Umfang benötigten Mengen an Materialien für unsere Versuche haben wir von der ReSales Textilhandel und -recycling GmbH, von der Altex Textil-Recycling GmbH & Co. KG und der Gebrüder Otto GmbH & Co. KG erhalten. Des Weiteren sind mit der Temafa Maschinenfabrik GmbH, Nomaco GmbH & Co. KG, Schill + Seilacher GmbH, Spinnerei Neuhof GmbH & Co. KG und Maschinenfabrik Rieter AG viele Mitglieder des projektbegleitenden Ausschusses von der Beratung bis hin zu der Bereitstellung von Technologien aktiv in das Projekt involviert. Die Firma Textechno Herbert Stein GmbH & Co. KG hat für die Dauer des Projektes ein Prüfgerät des Typ MDTA4 zur Verfügung gestellt und unterstützt unserer Arbeit in Bezug auf die Beurteilung der mechanisch aufbereiteten Fasern. Hierüber sind wir natürlich besonders froh, denn so konnten wir sowohl in der mechanischen Aufbereitung, der Prüfung als auch der Spinnerei mehrere Technologien betrachten und analysieren. Wir erwarten, zu Beginn des kommenden Jahres detailliertere Aussagen treffen zu können.

Welche Ansätze halten Sie für besonders vielversprechend?
Bezogen auf Technologien müssen wir auf die Auswertung und Analyse der Versuchsdurchführungen verweisen, welche derzeit noch andauern. Im ersten Quartal des nächsten Jahres werden wir hierzu mehr ins Detail gehen können.

Es zeichnen sich natürlich schon Dinge ab. Bei den meta-Aramid-Abfällen ließen sich sehr schnell vielversprechende Ansätze finden, bei der Post-Consumer-Baumwolle ist dies deutlich komplexer. Offensichtlich ist die Verbindung zwischen Qualität des Ausgangsmaterials und der Qualität der Erzeugnisse. Wir haben in den beschafften Waren teilweise bereits sehr niedrige mittlere Faserlängen feststellen können, diese spiegeln sich zu einem gewissen Grad natürlich direkt im Output unserer Prozesse wider. Daraus leitet sich, das ist keine neue Erkenntnis, erneut eine große Bedeutung des Designs der Textilien ab.

Worin liegen die Herausforderungen?
Neben dem zu erwartenden hohen Kurzfaseranteil sind die Restgarne nach dem Reißprozess ein Thema mit besonderem Fokus. Zwischen den Materialien und Aufbereitungstechnologien kann der Anteil dieser Restgarne variieren, aber die weitere Auflösung der Produkte des Reißprozesses ist essenziell.
Werden die Prozesse in einer Nutzungsphase weitergedacht, stellt sich die Frage des Designs natürlich auch für die bestmögliche Verwendung von recycelten Fasern. Viele Probleme, aber auch die Lösungsansätze für die Verwendung von vergleichsweise kurzen Fasern sind auch auf die (mehrfache) Verwendung von mechanisch recycelten Fasern zu erwarten.

Kann man beim Endprodukt von einem Upcycling sprechen?
Wir sehen das Garn-zu-Garn-Recycling weder als Up- noch als Downcycling, sondern als Kreislaufführung. Hintergrund ist, dass die Erzeugnisse in dieselbe Anwendung gehen sollen aus der sie gekommen sind und dabei mit Primärmaterial konkurrieren müssen. Dies bedeutet, dass gewisse spezifische Anforderungen zu erfüllen sind und gleichzeitig erheblicher Preisdruck herrscht. Beim Downcycling wird eine deutliche Verringerung der Eigenschaften in Kauf genommen, beim Upcycling kann aufgrund der höherpreisigen Anwendung der Aufbereitungsaufwand aufgefangen werden. Bei dem Bestreben, aus Garnmaterial wieder Garnmaterial zu fertigen, ist beides nur in geringem Maß zulässig. Dies stellt die besondere Herausforderung dar.

Was bedeutet ein aus Alttextilien aufbereitetes Rezyklat für den Spinnprozess?
Ein Teil dieser Fragestellung soll im Projekt durch die detaillierte Klassifizierung der aufbereiteten Fasern beantwortet werden und ist somit Gegenstand der aktuell laufenden Untersuchungen. Es zeigt sich, dass es neben den eher offensichtlichen Punkten wie deutlich reduzierte Faserlänge, Prozessstörungen durch unaufgelöste Gewebe und Garnstücke auch weniger offensichtliche Aspekte wie z.B. eine deutlich erhöhte Abgangsmenge für die Verarbeitung im Spinnprozess zu beachten sind. Die Abgangsmenge ist dabei von besonderem Interesse, denn am Ende soll im neu hergestellten Garn auch ein erheblicher Anteil an aufbereiteten Fasern enthalten sein.

Welche Konsequenzen hat das für den Textilmaschinenbau?
Die Konsequenzen, die zum aktuellen Zeitpunkt bereits abgeschätzt werden können, sind, dass insbesondere bei der Verarbeitung von Baumwolle der Maschinenpark im Spinnereivorwerk auf die Verarbeitung von (Neu-)Naturfasern mit einem gewissen Schmutzanteil spezialisiert ist. Bei aufbereiteten Fasern handelt es sich im Gegensatz zu den Neufasern um saubere Fasern mit deutlich höherem Kurzfaseranteil. Elemente, die gut Schmutz entfernen können, scheiden auch vermehrt kurze Fasern aus, das kann unter Umständen zu ungewollt hohen Abgangsmengen führen. Es ist somit notwendig die etablierte Maschinentechnologie an das neue Anforderungsprofil des Rohstoffes „aufbereitete Fasern“ anzupassen. Analoge Anpassungen sind vermutlich über die komplette Verarbeitungskette bis ins Garn notwendig. Im Streckwerk der Spinnmaschine natürlich eher bedingt durch den hohen Kurzfaseranteil als durch Elemente, die auf das Ausreinigen von Schmutz und Fremdbestandteilen hin optimiert wurden.

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    

Ein dynamisches Familienunternehmen als zukunftsorientierter Lösungspartner für Hightech-Elastics
 
Zusammen rund 32 Mrd. € Umsatz erzielen die verschiedenen Sparten der deutschen Textil- und Modeindustrie jährlich. Von den ca. 1.400 Unternehmen ist die weit überwiegende Zahl mittelständisch geprägt.
Speziallösungen Made in Germany sind gefragt. Die Bedeutung technischer Textilien wächst seit Jahren – ebenso wie deren Anteil am Umsatz. Textination sprach mit Andreas und Patrick Kielholz über innovative Produktlösungen, die Bedeutung von Familienunternehmen in der heutigen Zeit, Traditionen und Innovationen, Herausforderungen und den Mut zum Scheitern, Flugzeugbau, die Automobilwirtschaft, Medizintechnik und Taucheranzüge.

Die Geschichte des heutigen Unternehmens „JUMBO-Textil GmbH & Co. KG“ reicht zurück ins letzte Jahrtausend. 1909 in Wuppertal gegründet, haben Sie die Produktion reiner Meterware für die Wäscheindustrie hinter sich gelassen und sind inzwischen ein gefragter Kompetenzpartner für Hightech-Lösungen bei Schmaltextilien. Auf welche Industrien konzentrieren Sie sich bei der Entwicklung Ihrer technischen Textilien?

Andreas Kielholz: JUMBO-Textil konzentriert sich auf besondere Kompetenzen im Bereich der Schmaltextilien und nicht auf besondere Branchen. Wir produzieren Schmalgewebe, Schmalgeflechte und Gewirke. In diesen drei Feldern spielen wir unsere besonderen Kompetenzen aus: Elastics, Individuallösungen und individuell konfektionierte Bauteile in Verbindung mit nichttextilen Komponenten. Es gibt natürlich eine langjährige intensive Zusammenarbeit beispielsweise mit Kunden aus der Automotive-Branche, so gesehen ist JUMBO-Textil auch ein „Innenraum-Experte“. Das bedeutet aber keine Konzentration auf eine bestimmte Branche. Im Gegenteil: Mit Blick auf Branchen sind wir sehr breit aufgestellt. Es öffnen sich immer wieder neue Felder; zuletzt haben wir mit speziell für Babys und Kleinkinder entwickelten Textilien die Spielzeug-Industrie und mit hautfreundlichen Elastics die Medizintechnik mit schmaltextilen Lösungen versorgt.

 
Stichwort Elastics – wie kam es zu der Spezialisierung?

Patrick Kielholz: Bereits in den 20er-Jahren des letzten Jahrhunderts begann die Spezialisierung auf elastische Schmaltextilien. In unserem Eingangsbereich steht eine der ersten Spezial-Flechtmaschinen, die dafür angeschafft wurde. Sie ist etwa 100 Jahre alt. Eine richtungsweisende Entscheidung: Sie hat den Schritt von den Bekleidungstextilien zu den technischen Textilien, der – viele Jahre später – überlebenswichtig wurde, wenn nicht möglich gemacht, dann doch zumindest erheblich vereinfacht.

 
Was zeichnet Elastics aus? Warum ist die Eigenschaft für technische Textilien so wichtig?

Andreas Kielholz: Technische Textilien sind bekanntlich Textilien, die für eine bestimmte technische Funktion entwickelt werden. Sie müssen, wenn man so will, etwas können: eine Last sichern, eine Öffnung abdichten, vor Hitze schützen ... Viele dieser industriellen Funktionen können nur mit elastischen Textilien erfüllt werden – von Einsätzen im Flugzeugbau über Schutzanzüge für Taucher bis zu Textilien in der Medizin. Oft ist es gerade das spezifische, hochpräzise definierte Kraft-Dehn-Verhältnis, das den Einsatz in solch extremen, höchst anspruchsvollen Anwendungen möglich macht. Innovative Fasern werden bei uns an hochmodernen, digital gesteuerten Anlagen gefertigt und veredelt. So erreichen wir bei den Dehneigenschaften höchste Präzision und Sicherheit und produzieren mit Hochleistungsfasern ein textiles Hightech-Produkt für extreme, oft individuell angefragte technische Anforderungen.

Und wie sieht Ihr Produktportfolio für Ihre Kunden insgesamt aus?
          
Patrick Kielholz: Das Spektrum reicht von Webbändern und Gurten über Flechtlitzen, Flechtschläuche und Flechtkordeln bis zu Netzen – in allen Breiten, aus zahlreichen Rohstoffen und mit spezifischen, auch anspruchsvollen Eigenschaften, Besonderheiten, Konfektionierungen. Als Lösungspartner begleiten wir Kunden oft von der ersten Idee bis zum fertigen Produkt.
Die Bedeutung von Schmaltextilien als Bauteil wächst zusehends. Da sie sehr leicht, sehr leistungsfähig und dabei sehr leise sind, kommen sie immer häufiger als Alternative zu Bauteilen aus anderen Materialien zum Einsatz. Die Anforderungen an die Textilien wachsen mit ihren Aufgaben: Ihre Spezifikationen werden immer präziser, die Toleranzen immer enger. Im Automotive-Bereich und bei Schutzausrüstungen etwa spielen Brandschutzanforderungen eine wichtige Rolle. Wir haben erste Erfolge mit Schmaltextilien, die permanent flammhemmend sind. Aktuell bedienen wir viele Anfragen für Fitnessbänder mit höchst präzise definiertem Kraft-Dehn-Verhältnis. Auch auf die Nachhaltigkeitsfrage antworten wir mit unserem Portfolio: Wir arbeiten immer häufiger an Projekten mit recycelten Materialien oder recycelbaren Produkten. Diese Entwicklung ist eingebettet in eine umfassende Nachhaltigkeitsstrategie, mit der wir uns – auch im Zusammenhang mit der Neubauplanung unseres Schwesterunternehmens vombaur GmbH & Co KG – übergreifend für die gesamte Gruppe beschäftigen.

 
Was hat den Entwicklungsprozess des Unternehmens von rund 110 Jahren besonders beeinflusst? Gab es einschneidende Richtungswechsel oder Entscheidungen?

Andreas Kielholz: In den 70er-Jahren haben wir unser Angebot enorm verbreitert, indem wir technische Schmaltextilien nicht mehr nur für die Bekleidungsindustrie produziert haben, sondern für alle Branchen. Gleichzeitig haben wir uns weiter spezialisiert – auf Elastics. Das ist kein Widerspruch: Wir setzten das um, was wir besonders gut können, das aber für alle Industrien.
In der jüngeren Unternehmensgeschichte haben wir mit unserem Neubau 2016 einen starken Schub gemacht. Es wurden optimale Produktionsbedingungen geschaffen. Mit einer Vielzahl neuer Produktionsanlagen sind wir auf dem neuesten Stand der Technik und hoher Produktionskapazität. Das Umfeld wirkt sich auch auf unser Team aus. Man spürt, hier wird gerne gearbeitet. Anfang 2019 haben wir wieder eine wichtige strategische Weiche gestellt, als wir unsere Kompetenzen mit der vombaur GmbH & Co KG unter dem Dach der Textation Group GmbH & Co. KG gebündelt haben.
 

Die zwei Traditionsunternehmen für anspruchsvolle Hightech-Schmaltextilien bleiben als Unternehmen und Marken eigenständig. Warum haben Sie sich für diesen Schritt entschieden, wie ist die Resonanz des Marktes und was können Sie anderen Produzenten in Sachen Partnerschaften empfehlen?

Andreas Kielholz: Wir haben als Schwesterunternehmen sehr gute Erfahrungen gemacht: Wissenstransfer, Messe-Auftritte, Digitalisierungsworkshops – die Partnerschaft ist in vielfacher Hinsicht fruchtbar. Aber – anders als im echten Leben – konnten wir uns unsere Schwester ja auch aussuchen. Die Partnerunternehmen müssen zusammenpassen. Klar, darauf muss man achten. Sie sollten Gemeinsamkeiten haben, ohne exakt dasselbe zu tun. Denn wenn sie einander zu ähnlich sind, besteht die Gefahr der Konkurrenz, bis hin zur Kannibalisierung einer der Marken.
Unser Konstrukt wird von unseren Marktbegleitern als gute und elegante Lösung wahrgenommen. Wir könnten für den ein oder anderen als Vorbild dienen. Vielleicht erweitern wir unseren Kreis in den nächsten Jahren auch noch. Offen dafür sind wir. Und auch bei den Kunden kommt unser Schritt positiv an. Neben all den anderen positiven Effekten lassen sich auch Nachfolge-Fragen in der Gruppe leichter lösen. Wir zeigen damit Zukunftsperspektive und Sicherheit.
 

In der mittelständischen Textilindustrie wurden und werden Unternehmen von Menschen geprägt – Gründerpersönlichkeiten, Inhaber/innen, Familien, die die textile Tradition und Innovation leben. Welche Eigenschaften sind es Ihrer Meinung nach, die Menschen mitbringen müssen, um in unserer nischenorientierten deutschen Industrie erfolgreich zu sein?

Andreas Kielholz: Erfolgreich und prägend sind Menschen mit Neugier und Zugkraft. Menschen, die gerne Neuland erkunden, zunächst im Denken und dann konsequent in der Umsetzung. Man sollte andere bei diesen Erkundungen begeistern können. Außerdem den Markt genau beobachten und entsprechend agieren, also den Status quo immer wieder hinterfragen. Selbstkritik ist deshalb auch wichtig: Ist unser Weg noch richtig? Erfüllen wir unseren Anspruch? Um als Unternehmen voranzukommen, muss man unermüdlich nicht nur im, sondern auch am Unternehmen arbeiten.     

Patrick Kielholz: Es kommt darauf an, Veränderungen zu erkennen und als Chance zu begreifen, nicht als Bedrohung. Da stimme ich voll zu. Die Idee jedoch, dass es die eine Gründerpersönlichkeit, der eine Inhaber und somit einzelne Personen sind, die ein Unternehmen erfolgreich machen, möchte ich stark in Frage stellen. Wir leben in einer sehr komplexen und schnelllebigen Welt, die von einer einzelnen Person nicht überblickt und begriffen werden kann. Verstehen Sie mich nicht falsch, großartige Ideen können von Einzelpersonen kommen und einem Unternehmen zum Erfolg verhelfen. Aber darauf dürfen wir uns nicht verlassen. Ein Unternehmen muss heute so geführt werden, dass Ideen von divergenten Teams entwickelt werden. Es ist ein Umfeld zu schaffen, das jeder Person die Möglichkeit gibt, etwas zu bewegen. Eine Führungsperson muss es also verstehen, funktionierende Teams zu entwickeln.
 

Herr Kielholz sen., Sie sind geschäftsführender Gesellschafter der JUMBO-Textil GmbH & Co. KG und einer der Geschäftsführer der vombaur GmbH & Co KG. Seit gut zwei Jahren haben Sie Ihren Sohn Patrick als  Business Development Manager von JUMBO-Textil an Ihrer Seite. Wie kam es dazu? Haben Sie Ihren Sohn ermutigt, in Ihre Fußstapfen zu treten?

Andreas Kielholz: Nicht ausdrücklich. Meine Söhne – es gibt noch Kevin, den Bruder von Patrick – hatten in ihrer Kindheit und Jugend viel Freiraum. Es war beiden immer freigestellt, wie sie ihr Leben gestalten wollen. Bei ihrer schulischen Ausbildung und im Studium habe ich versucht, alles vertrauensvoll zu unterstützen. Erziehung hat viel mit vorleben zu tun. Ich hatte immer viel Freude an meinem Tun, auch wenn es nicht immer einfach war. Diese Freude haben die beiden jeden Tag erlebt – und so mag ich sie implizit ermutigt haben.  
Dass Patrick jetzt dabei ist, sehr gute Arbeit leistet und schon viel Verantwortung trägt – darüber freue ich mich natürlich sehr. Er ist für mich ein gutes, vertrauensvolles Korrektiv, denn manches kann er besser als ich. Es besteht die hohe Wahrscheinlichkeit, dass auch Kevin nach Abschluss seines technischen Studiums zu uns stößt.
 

Sie, Herr Kielholz jun., haben Ihr Studium mit einer Masterarbeit zu Familienunternehmen abgeschlossen. Wie beurteilen Sie die Zukunft von Familienunternehmen in einer globalen Textilindustrie allgemein? Und wo sehen Sie hier JUMBO-Textil?

Patrick Kielholz: Familienunternehmen sind in der Regel Arbeitgeber, die ihre Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter lange an ihr Unternehmen binden – durch eine familiäre Arbeitsumgebung und eine Unternehmenskultur, die Vertrauen schafft. Dazu gehören unter anderem Werte, die den jüngeren Generationen wichtig sind. Statussymbole verlieren an Bedeutung. So kann ein Arbeitsumfeld geschaffen werden, in dem hoch innovativ und flexibel gearbeitet werden kann – wenn es nicht durch eine zu patriarchalische Struktur verhindert wird. Daran können Familienunternehmen meist noch arbeiten. Wir versuchen, in der Textation Group mit JUMBO-Textil und vombaur ein solches innovationsfreudiges Umfeld zu schaffen und so in Zukunft der beste Lösungspartner für Schmaltextilien zu sein.
 

Sie fertigen ausschließlich am Standort Deutschland. Warum? Sind Sie nie in Versuchung geraten, von einem niedrigeren Lohnniveau in anderen Ländern zu profitieren?

Andreas Kielholz: Wir positionieren uns als hoch qualifizierter Lösungspartner und wollen unseren Kunden exzellente Expertise auf dem Gebiet der Schmaltextilien liefern. Das können wir am besten in einem Land mit sehr guten Aus- und Weiterbildungschancen. Das ist für uns der Standort Deutschland. Natürlich arbeiten wir auch arbeitsteilig mit eng angebundenen Partnern in Osteuropa.
 

Maßgeschneidert statt Lösungen für Großkunden: Das Thema Individualisierung bis zur Losgröße 1 nimmt heute einen breiten Raum ein. Am neuen Standort in Sprockhövel haben Sie erheblich in innovative Produktionstechnik investiert. Wie stehen Sie zu individuellen Produktlösungen, und in welchen Anwendungsbereichen haben Sie diese bereits erfolgreich umgesetzt?
     
Andreas Kielholz: Wir produzieren keine Maßanzüge, sondern Meterware. Losgröße 1 – das hat bei uns eine spezielle Bedeutung: Wir entwickeln im Austausch mit unseren Kunden für ein Projekt – einen Autositz in einem Geländewagen, eine Laufkatze an einem Kran, ein Exoskelett, einen Baby-Greifring, ganz gleich – wir entwickeln also für dieses eine Projekt ein textiles Bauteil. Individuell spezifiziert für die jeweilige konkrete Anwendung und ihre Anforderung – also etwa mit Blick auf Dehnfähigkeit, Temperaturbeständigkeit, Hautfreundlichkeit usw. Alle Eigenschaften des Textils wer-
den individuell konfiguriert. Und dann wird es in der erforderlichen Menge produziert. Das ist durchaus eine maßgeschneiderte Lösung. Wenn also das Kundenprojekt der Maßanzug ist, dann ist „Individualisierung bis zur Losgröße 1“ bei uns Tagesgeschäft. Denn das ist es, was wir tun.
 

Was braucht es für solche Lösungen?

Patrick Kielholz: Ein enger Austausch ist für solche Individuallösungen wichtig, aber auch genaues Branchenwissen und Kenntnis der jeweils geltenden Normen. Manche Kunden unterstützen wir bis zur Produktanmeldung und Beratung in Sachen Technische Lieferbedingungen und Dokumentation. Know-how und Erfahrung gehen für Individuallösungen über textiltechnisches Fachwissen weit hinaus. Entscheidende Basis ist dabei, das Produkt des Kunden, den Herstellungsprozess und seinen Anwendungszweck zu verstehen. Wir wollen eine vollständige Lösung bieten, die dem jeweiligen Kundenunternehmen den größten Nutzen liefert. Das beginnt mit der Auswahl des Rohmaterials und endet mit der Nutzung durch die Endverbraucher.

Neue Wege zu gehen, bedeutet Entscheidungsfreudigkeit, Überwindung von Ängsten – und damit auch Mut zum Scheitern. Nicht jedes Projekt kann gelingen. Über welche unternehmerische Entscheidung sind Sie im Nachhinein besonders froh, sie getroffen zu haben?

Andreas Kielholz: Die mutigen Entscheidungen zum Neubau von JUMBO-Textil, der unternehmerische Zusammenschluss mit vombaur und der auch hier geplante Neubau zählen dazu – und: meinen Sohn mit ins Executive Board eingebunden zu haben. Er bringt eine neue, andere Perspektive mit ins Unternehmen, die uns enorm bereichert. Außerdem macht es mir einfach Freude. Wer sieht schon täglich seine erwachsenen Kinder?

Patrick Kielholz: Ja, das brauchte Mut zum Scheitern. (lacht) Im Ernst: Nicht jedes Ergebnis einer Entscheidung lässt sich so fix datieren wie die Inbetriebnahme unseres Neubaus. In manchen Prozessen stecken wir gerade mittendrin. Die Digitalisierung etwa haben wir früh begonnen, abgeschlossen wird sie ganz sicher nie sein. Sie hat unendlich viele Facetten – von der Materialwirtschaft über die Produktentwicklung, die Qualitätssicherung bis zu den internen und externen Prozessen. Ein unglaublich dynamisches Thema, das sich ständig weiterentwickelt und neue Verbesserungspotenziale eröffnet. Da braucht es kluge Menschen, die im Team die Themen voranbringen wollen, sonst hinkt man hinterher, statt voranzuschreiten. Das Gleiche gilt in Sachen Nachhaltigkeit – auch ein Thema, das nicht wie so oft als ungewolltes Übel, sondern als Chance betrachtet werden muss.

Andreas Kielholz: Das ist der springende Punkt: Es kommt darauf an, als Unternehmen durch solche Mega-Themen nicht getrieben zu werden, sondern die Entwicklung selbst aktiv voranzutreiben.
 

Welche Bedeutung spielt der Nachhaltigkeitsgedanke bei unternehmerischen Entscheidungen? Welche Zertifizierungen nutzen Sie und wo gehen Sie über gesetzliche Vorgaben hinaus?

Andreas Kielholz: Unser Qualitätsmanagementsystem ist nach der IATF 16949:2016 zertifiziert, eine von der Automotive-Industrie entwickelte Erweiterung der ISO 9001. Außerdem wurden wir mit der Formel Q Fähigkeit nach der kundenspezifischen Zertifizierung der VW Group mit einem Ergebnis von 95 % ausgezeichnet. Im Bereich Umwelt und Nachhaltigkeit sind wir zertifiziert nach der Umweltschutzmanagement-Norm ISO 14001:2015. Zahlreiche unserer Produkte erfüllen das OEKO-TEX® Zertifikat Produktklasse I. Darüber hinaus stehen wir ausdrücklich zu dem Anspruch, Menschenrechte, Arbeits-, Sozial- und Ökologiestandards in den wirtschaftlichen Wertschöpfungsprozessen durchzusetzen, wie sie im Code of Conduct der deutschen Textil- und Modeindustrie formuliert sind.

Patrick Kielholz: Auch hier übrigens zeigt sich ein Spezifikum von Familienunternehmen. Die Ansprüche an das Unternehmen und die Werte, für die es steht, sind sehr viel stärker persönliche Ansprüche. Die Menschen müssen und möchten sich auch als Person an diesen Ansprüchen messen lassen. Sie können und wollen sich nicht in der Anonymität von Aktiengesellschaften wegducken. Ein Familienunternehmer ist mit den Stakeholdern seines Unternehmens auch persönlich verbunden und hat deshalb ein stärkeres Interesse, soziale, ökologische und wirtschaftliche Nachhaltigkeit zu verfolgen.

Wie sehen Sie die Bestrebungen anderer Staaten, beispielweise Chinas, sich dem Thema Nachhaltigkeit zunehmend zu widmen? Wird damit künftig ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal im Vergleich Europa – Asien entfallen?

Andreas Kielholz: Das Thema Nachhaltigkeit ist noch nicht an seinem Peak angekommen, sprich: Die Nachfrage wird auch hier weiter steigen. China wird stärker, aber auch Europa arbeitet daran, seine Vorreiterrolle nicht zu verlieren. Die verstärkte Nachfrage und der Wettbewerb werden uns allen nutzen, insbesondere den agilen Unternehmen.
 

Die COVID19-Pandemie hat auch in der Textil- und Bekleidungsbranche deutliche Spuren hinterlassen. Wenn Sie auf ein knappes Jahr „Ausnahmezustand“ zurückblicken – was nehmen Sie an positiven Erfahrungen mit, wo sehen Sie Nachbesserungsbedarf, für welche Unterstützung sind Sie dankbar und wo haben Sie sich allein gelassen gefühlt?

Andreas Kielholz: Dadurch, dass wir uns den Anforderungen früh gestellt haben und – dank unseres zeitnahen, vielschichtigen Controllings – immer wissen, wo wir stehen, konnten wir schnell anpassen. So sind wir weitgehend gut durch die Krise gekommen. Die neu entwickelten Arbeitsformen – mobiles Arbeiten und Video-Konferenzen, teilweise auch inhouse – werden ergänzend Bestand haben. Auch in der Digitalisierung und in den neuen Medien sind wir deutlich weitergekommen.

     
Wenn Sie jemandem, der JUMBO-Textil nicht kennt, abschließend Ihr Unternehmen in 100 Wörtern vorstellen müssten: Was würden Sie sagen? Was macht Sie unverwechselbar?

Patrick Kielholz: JUMBO-Textil ist Lösungspartner – im Mittelpunkt unseres Denkens und Handelns stehen immer unsere Kunden. Für sie und ihre Projekte entwickeln und fertigen wir anspruchsvolle technische Schmaltextilien: präzise, passgenau und Made in Germany.

Andreas Kielholz: So viele Wörter brauche ich gar nicht: Höchste Qualitätsstandards, intensive Kundenbeziehung, Zuverlässigkeit und einzigartige Elastics-Expertise.

Patrick Kielholz: Das waren acht. (lacht)

Das Interview führte Ines Chucholowius,
Geschäftsführerin der Textination GmbH

Die Heimtextil 2021 wird vom Januar auf den 4. bis 7. Mai 2021 verlegt und findet dann parallel zur Techtextil und Texprocess 2021 in Frankfurt am Main statt. Es ergeben sich spannende Synergie-Effekte für die Branche, so die Messeleitung.
 
Die aktuelle Situation im Rahmen der Corona-Pandemie und die damit verbundenen internationalen Reisebeschränkungen haben die Messe Frankfurt dazu bewogen, die Heimtextil, weltgrößte Fachmesse für Wohn- und Objekttextilien, vom Januar auf den 4. bis 7. Mai 2021 zu verlegen.
     
„Aus großen Teilen der internationalen Wohn- und Objekttextilienbranche gibt es den Wunsch, die Heimtextil 2021 stattfinden zu lassen. Viele Unternehmen erhoffen sich vom Messeauftritt einen Anschub ihrer Geschäfte nach dem Re-Start. Dieser Notwendigkeit fühlen wir uns mehr denn je verpflichtet“, erklärt Detlef Braun, Geschäftsführer der Messe Frankfurt. „Allerdings stellen die aktuellen Reisebeschränkungen und die erneut ansteigenden Infektionszahlen für unsere sehr internationale Veranstaltung eine große Hürde dar. Wir stehen im intensiven Austausch mit unseren Ausstellern wie auch den zuständigen Behörden und setzen uns mit ganzer Kraft für eine sichere und erfolgversprechende Ausrichtung der Heimtextil 2021 ein.“

Über 90 Prozent der Messeteilnehmer kommen aus dem Ausland zur Heimtextil nach Frankfurt. Zur Vorbereitung einer so internationalen Messe im Januar gehört, dass im September Standbauunternehmen sowie die Verschiffung der Waren, Flüge und Hotels gebucht und beauftragt werden müssen. Aufgrund der aktuellen Reiserestriktionen bietet ein späterer Messetermin im Mai 2021 somit für alle Beteiligten größere Planungssicherheit.
 
„Die trendorientierten Orderzyklen der Wohn-und Objekttextilienbranche erfordern eine jährliche Veranstaltung zum Jahresbeginn. Techtextil und Texprocess finden alle zwei Jahre und turnusgemäß wieder im Mai 2021 statt. Für die Heimtextil bietet das die Chance, gemeinsam mit den beiden international erfolgreichen Textilfachmessen die gesamte textile Wertschöpfungskette zeitgleich auf dem Frankfurter Messegelände abzubilden“, betont Olaf Schmidt, Vice President Textiles and Textile Technologies.

Darüber hinaus eröffnet die Parallelität mit der Techtextil, internationale Leitmesse für Technische Textilien und Vliesstoffe, sowie mit der Texprocess, internationale Leitmesse für die Verarbeitung von textilen und flexiblen Materialien, spannende Synergie-Effekte für die Branche.

Durch die räumliche Nähe zu den Anbietern und Einkäufern von technischen Textilien und Vliesstoffen mit innovativen Funktionalitäten sowie von Maschinen und neuesten Technologien zur Verarbeitung von textilen und flexiblen Materialien, ergeben sich sowohl für Besucher als auch für Aussteller der Heimtextil interessante neue Perspektiven. Bereits jetzt spricht das Messe-Duo mit dem Segment „Hometech“ die Heimtextilien-Branche an.
 
„Wir sind zuversichtlich, dass sich die Rahmenbedingungen durch die Corona-Pandemie im Mai kommenden Jahres noch einmal deutlich entspannen werden und freuen uns darauf, gemeinsam mit unseren Branchenpartnern dann eine erfolgversprechende und sichere Veranstaltung auf die Beine zu stellen“, ist sich Schmidt sicher.

NEU: Nextrade - der digitale Marktplatz
Erstmals wird es zur Heimtextil 2021 mit Nextrade einen zusätzlichen digitalen Service der Messe Frankfurt geben. Das Order- und Datenmanagement-Portal Nextrade bietet gerade vor dem Hintergrund der aktuellen Pandemie mit einer digitalen 24/7-Geschäftsbeziehung zwischen den Messeteilnehmern neue Chancen. Hier können Händler rund um die Uhr und damit unabhängig von aktuellen behördlichen Maßnahmen ihre Order bei den angebundenen Lieferanten platzieren. Auch Lieferanten bietet Nextrade ganz neue Absatz- und Vertriebskanäle, vor allem im Ausland. Nextrade wurde im Rahmen der Konsumgüter- und Lifestylemessen Ambiente, Tendence und Nordstil eingeführt. 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: www.nextrade.market

Techtextil / Texprocess
Auf der internationalen Leitmesse Techtextil in Frankfurt am Main zeigen internationale Aussteller alle zwei Jahre das gesamte Spektrum technischer Textilien, funktionaler Bekleidungstextilien und textiler Technologien für alle Anwendungsbereiche. Parallel zur Techtextil findet mit der Texprocess die Leitmesse für die Bekleidungs- und textilverarbeitende Industrie statt, die sich vor allem an Hersteller von Bekleidung, Mode, Polstermöbeln und Lederprodukten richtet.

• Meltblown produktiv – ITWM-Software unterstützt bei Vliesstoffproduktion für Infektionsschutz

Simulationen des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM machen Prozesse bei der Herstellung von Vliesstoffen effizienter. So wird im Rahmen des Anti-Corona-Programms von Fraunhofer die Produktion von Infektionsschutz optimiert.
 
Die Vliesstoffproduktion hat in der breiten Öffentlichkeit zurzeit so viel Aufmerksamkeit wie selten, denn Vlies ist in Zeiten der Corona-Pandemie lebenswichtig für den Infektionsschutz im medizinischen Bereich und auch für den Schutz der Gesamtbevölkerung. Einmal-Bettwäsche in Krankenhäusern, OP-Kittel, Mundschutz, Wundschutzauflagen und Kompressen sind einige Beispiele für Vliesstoffprodukte.

Insbesondere in der Intensiv- und Altenpflege werden aufgrund der besonderen Hygieneanforderungen dazu Einmal-Produkte verwendet, die aus Vliesstoffen gefertigt sind. Momentan sind deutliche Engpässe bei der Produktion dieser Materialien zu beobachten. Für die Klasse der Meltblown-Vliesstoffe gestaltet sich eine Effizienzsteigerung der Produktion jedoch schwierig, weil Meltblown-Prozesse hochsensitiv auf Prozessschwankungen und Materialunreinheiten reagieren.  
 
Vlies ist zwar nicht gleich Vlies, aber allen industriell gefertigten Vliesstoffen verhältnismäßig gleich ist das grobe Prinzip ihrer Produktion: Geschmolzenes Polymer wird durch viele feine Düsen gepresst, in einem Luftstrom stark verstreckt und abgekühlt und so zu den typischen weißen Bahnen abgelegt. »Meltblown« heißt der FeinstfaserProzess, dessen Vliesstoffe dafür verantwortlich sind, dass in Gesichtsmasken die entscheidende Filterfunktion gegeben ist.  
 
Bei der Meltblown-Technologie werden nichtgewebte Stoffe direkt aus Granulat hergestellt. Ein spezielles Spinnverfahren in Kombination mit Hochgeschwindigkeits-Heißluft kommt zum Einsatz, um feinfaserige Vliesstoffe mit unterschiedlichen Strukturen zu produzieren. Die Fäden werden durch die turbulente Luftströmung hochgradig verstreckt. Dabei verwirbeln sie in der Luft, verschlingen sich und fallen mehr oder weniger zufällig auf ein Transportband, wo sie weiter verfestigt werden – ein sehr komplexer Prozess. Weltweit bemühen sich Vliesstoffhersteller, ihre Produktionskapazitäten massiv zu steigern.  
 
Digitaler Zwilling optimiert Meltblown-Prozess     
Hier kommt die Software des ITWM ins Spiel. »Mit unserem Fiber Dynamics Simulation Tool FIDYST werden die Bewegungen der Fasern, ihr Fallen und die Ausrichtung, mit der sie auf einem Transportband landen, vorausgesagt. Je nach Prozesseinstellungen entstehen spezifische Turbulenzen und damit Vliesqualitäten, die sich in Struktur, Faserdichte und Festigkeit unterscheiden«, erklärt Dr. Walter Arne vom Fraunhofer ITWM. Er beschäftigt sich am Institut schon seit Jahren mit der Simulation von verschiedenen Prozessen rund um Fäden, Fasern und Filamente.

Die Methodik ist gut übertragbar auf Meltblown-Prozesse. Bei diesen liegt eine der Besonderheiten auf der Simulation der Filamentverstreckung im turbulenten Luftstrom – wie die Verstreckung verläuft, die Dynamik der Filamente und die Durchmesserverteilung. Das sind alles komplexe Aspekte, die mit einbezogen werden müssen, aber auch das Strömungsfeld oder die Temperaturverteilung. Die Simulationen der Forschenden am Fraunhofer ITWM ermöglichen dann einen qualitativen und quantitativen Einblick in die Faserentstehung in solchen Meltblown-Prozessen – weltweit einzigartig in dieser Form, wenn es um die Abbildung eines turbulenten Spinnprozesses (Meltblown) geht.

Vliesstoffhersteller profitieren von Simulation
Was heißt das für die Industrie? Die Produktion von technischen Textilien kann so nicht nur deutlich effizienter werden, sondern die Vliesstoffe lassen sich entwickeln, ohne dies vorab in einer Versuchsstätte zu realisieren. Denn die Simulationen helfen, die Prozesse anhand eines digitalen Zwillings zu prognostizieren und dann zu optimieren. So können Produktionskapazitäten bei gleichbleibender Produktqualität gesteigert werden. Simulationen sparen Experimente, erlauben neue Einblicke, ermöglichen systematische Parametervariationen und lösen Upscaling-Probleme, die zu Fehlinvestitionen beim Übergang von der Laboranlage zur Industrieanlage führen können.

Mit langjähriger Expertise einen Beitrag zur Bewältigung der Krise leisten
»Exemplarisch wollen wir dies im Projekt an einer typischen Meltblown-Anlage demonstrieren – hierzu stehen wir mit Partnerunternehmen in Kontakt«, so Dr. Dietmar Hietel, Abteilungsleiter »Transportvorgänge« am Fraunhofer ITWM. »Im Rahmen des Anti-Corona-Programms von Fraunhofer wollen wir so mit unserer gewachsenen Expertise und unserem Netzwerk einen Beitrag zur Bewältigung der Krise leisten«, berichtet Hietel. In seiner Abteilung am Fraunhofer ITWM wird die Forschung im Bereich der technischen Textilien seit rund 20 Jahren verfolgt. Das Projekt ist aufgrund der aktuellen Relevanz nicht nur schnell gestartet, sondern auch mit der Umsetzung und Ergebnissen soll es jetzt schnell gehen: Die Laufzeit ist vom 15.04.2020 bis 14.08.2020 angesetzt. Das Kickoff-Meeting fand am 17.04.2020 per Videokonferenz statt.
 
Das Projekt »Meltblown produktiv« und die Ergebnisse sind sicher interessant für Vliesstoffproduzenten. Die Produktion vieler Massenprodukte wurde in den vergangenen Jahrzehnten vielfach nach Asien ausgelagert; die in Deutschland und Europa verbliebenen Vliesstoffhersteller fokussieren sich eher auf hochwertige technische Textilien. Mittel- und längerfristig sind dies auch wissenschaftliche Vorarbeiten, falls Produktionskapazitäten in Deutschland und Europa durch neue Anlagen ausgebaut werden. Denn eine Lehre aus der Krise wird auch sein, die Abhängigkeit von Produzenten in Asien insbesondere als Vorsorge für Krisenszenarien einzudämmen.

• Vom 10. bis 12. September auf der COMPOSITES EUROPE
   
• Ideenschmiede für Multimaterial-Leichtbau
   
• „Ultralight in Space“: Marktstudie untersucht Raumfahrt-Leichtbautrends

Wo Bewegung im Spiel ist, wird Gewicht schnell zum Energie-Vernichter. Wie der Leichtbau zu effizienteren und besseren Autos, Flugzeugen und Maschinen beiträgt, zeigt das Lightweight Technologies Forum (LTF) vom 10. bis 12. September im Rahmen der COMPOSITES EUROPE in Stuttgart. Im Mittelpunkt des Forums steht die wirtschaftliche Umsetzung des materialübergreifenden und ganzheitlichen System-Leichtbaus. Der Weg dorthin führt über die Digitalisierung der Prozesskette.

Von der Idee bis zum Bauteil – das ist der Weg, den das Lightweight Technologies Forum aufzeigen und begleiten will. Dazu bringt das Forum in Stuttgart aktuelle Leichtbau-Projekte zusammen, unter anderem aus dem Automobilbau, der Luft- und Raumfahrt und dem Maschinenbau – jenen Branchen, die durch ihre hohen Anforderungen an Materialien, Sicherheit und Zuverlässigkeit als Impulsgeber für viele Branchen gelten.
Die Gemeinsamkeit der vorgestellten Projekte: Eine durchgängig digitale Prozesskette trägt entscheidend zur Umsetzung der Innovationen bei. Ein weiterer Schwerpunkt sind Verbindungs- und Fügetechniken im Multimaterial-Leichtbau.

„Das Lightweight Technologies Forum versteht sich auch als branchen- und materialübergreifende Ideenschmiede, in der die Beteiligten über neue Konzepte nachdenken. Dazu holen wir erfolgreiche Vorzeige-Projekte nach Stuttgart“, sagt Olaf Freier, der beim Veranstalter Reed Exhibitions das Programm des Forums verantwortet.

Digitalisierung und Bionik gewinnen an Bedeutung
Unterstützung bei der Gestaltung des Forums kommt von der Automotive Management Consulting (AMC). Das Beratungshaus hat sich auf Leichtbaustrategien, Prozesse und Strukturen in der Automobilindustrie spezialisiert. „Leichtbau erfordert ein übergreifendes, systemisches Denken“, sagt Rainer Kurek, Geschäftsführer der AMC. „Vor allem aber ist die Digitalisierung der Prozesskette ein entscheidender Faktor. Nur durch eine virtuell- und simulationsgetriebene Gestaltungsarbeit entstehen konkurrenzfähige Leichtbau-Produkte, weil sie schneller auf den Markt kommen, die Prozess-Sicherheit garantieren und in der Entwicklung wesentlich kostengünstiger sind“, so Kurek weiter.
 
„Ultralight in Space“: Marktstudie zu Leichtbau-Trends in der Raumfahrt-Industrie
Vorreiter in Sachen Ultra-Leichtbau ist seit jeher die Raumfahrt, die als Innovationsmotor viele Disziplinen zu neuen Höchstleistungen treibt. Die neuesten technischen Trends werden derzeit mittels einer Marktstudie untersucht, die AMC gemeinsam mit dem luxemburgischen Raumfahrt-Zulieferer GRADEL realisiert. Die Ergebnisse werden am 10. September erstmals im LTF in Stuttgart vorgestellt.
„Auch wenn die Raumfahrt eine Nischen-Branche ist: Technische Lösungen, die hier den hohen Material-Ansprüchen genügen, beeinflussen auch andere Industrien zukunftsweisend. Darum ist es wichtig, die Kundenbedürfnisse, die Leichtbau-Strategien, Prozesse, Strukturen und Werkstoff-Entscheidung dieses Marktes zu kennen“, ist sich Rainer Kurek sicher.

 Wie wichtig die Raumfahrt für die Entwicklung neuer Technologien ist, unterstreicht auch Claude Maack, Geschäftsführer von GRADEL: „Sämtliche Bauteile sind extremen Bedingungen ausgesetzt. Bereits beim Raketenstart müssen sie enormen Beschleunigungskräften standhalten. Im Weltall müssen die Materialien der Strahlenbelastung widerstehen ¬- und das über viele Jahre. Dazu kommen die hohen Temperaturunterschiede zwischen minus 185 und plus 200 Grad Celsius – alle paar Stunden im Wechsel von einem zum anderen Extrem.“

Die Frage des Materials: Composites besitzen größtes Wachstumspotential
Den größten Marktanteil unter den Leichtbauwerkstoffen haben derzeit Metalle – das größte Wachstumspotenzial wird aber den Faserverbundwerkstoffen zugeschrieben. Sie spielen ihre Stärken im Leichtbau immer öfter aus. Im Ausstellungsbereich zeigt das LTF, wie Glasfaserverstärkte (GFK) und Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) im Materialmix mit anderen Werkstoffen ihre Stärken in hybriden Strukturbauteilen zur Geltung bringen.

Zu sehen ist unter anderem ein ein Ultraleichtbausitz der Automotive Management Consulting (AMC), Alba tooling & engineering sowie der csi entwicklungstechnik GmbH, der 2018 als Machbarkeitsstudie - basierend auf der Leichtbau-Innovation xFK in 3D - im LTF als virtueller Prototyp vorgestellt wurde.
Der innovative, nur 10 kg wiegende Ultraleichtbausitz basiert auf einem besonderen Wickelverfahren für Faserverbundbauteile. Der „xFK in 3D-Prozess“ nutzt eine mit Harz imprägnierte Endlosfaser, aus dem Bauteile belastungsgerecht gewickelt und abfallfrei hergestellt werden.

Infrage kommt das Sitzkonzept für so genannte Hypercars, Sportwagen oder künftige Lufttaxis. Vor wenigen Wochen wurde der Prototyp der Öffentlichkeit präsentiert und bereits kurz darauf mit dem German Innovation Award ausgezeichnet.
In der benachbarten Lightweight Area präsentieren Aussteller weitere Leichtbau-Lösungen, darunter Strukturbauteile, Halbzeuge, technische Textilien, Klebstoffe und Kunstharze für den Automobilbau und die Luftfahrt- und Raumfahrt.

Insgesamt treffen die Besucher des Lightweight Technologies Forum und der COMPOSITES EUROPE auf 300 Aussteller aus 30 Nationen, die in Stuttgart die gesamte Prozesskette faserverstärkter Kunststoffe zeigen – von Materialien über Maschinen für die Verarbeitung bis zu konkreten Anwendungsbeispielen aus Automobilbau, Luftfahrt, Maschinenbau, Bauwesen, Windkraft sowie Sport- und Freizeitsektor. Einen besonderen Fokus richtet die Messe neben neuen Produkten auf die Fortschritte der Prozess-Technologien für die Serienfertigung.
 

LKW-Planen als Stromerzeuger?
Neuartige textile Solarzellen von Fraunhofer-Forscherinnen und -Forschern aus Dresden machen es möglich: Über sie könnten die Anhänger den benötigten Strom – etwa für Kühlaggregate – autark erzeugen. Kurzum: Textile Solarzellen erweitern die Möglichkeiten enorm, Strom aus der Sonnenstrahlung zu gewinnen. Sie stellen somit eine sinnvolle Ergänzung zu herkömmlichen Siliziumzellen dar. Solarzellen auf den Dächern sind längst Usus, ebenso wie große Solarparks. Künftig sollen jedoch auch solche Flächen zur Energieerzeugung genutzt werden, die bislang nicht dazu taugten. LKW-Planen etwa könnten die Anhänger autark mit dem Strom versorgen, den der Fahrer während der Fahrt und auf Rastplätzen verbraucht oder der auf Logistikplätzen für die LKW-Ortung benötigt wird. Zudem könnten ganze Gebäudefronten zur Stromerzeugung beitragen, indem sie nicht wie bisher verputzt, sondern mit stromerzeugenden Abspanntextilien verkleidet werden. Bei Glasfassaden könnten Abschattungstextilien wie Rollos Hunderte von Quadratmetern in Stromerzeugungsflächen umwandeln.

Glasfasergewebe als Solarzellenbasis
Möglich machen es textile, biegsame Solarzellen, die Forscherinnen und Forscher vom FraunhoferInstitut für Keramische Technologien und Systeme IKTS entwickelt haben – gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS, dem Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. und den Firmen erfal GmbH & Co. KG, PONGS Technical Textiles GmbH, Paul Rauschert GmbH & Co. KG und GILLES PLANEN GmbH. »Über verschiedene Beschichtungsverfahren können wir Solarzellen direkt auf technischen Textilien herstellen«, erläutert Dr. Lars Rebenklau, Gruppenleiter für Systemintegration und AVT am Fraunhofer IKTS. Sprich: Die Forscher verwenden kein Glas oder Silizium wie bei herkömmlichen Solarmodulen, sondern Textilien als Substrat. »Das jedoch ist alles andere als leicht – schließlich sind die Anlagen in den textilverarbeitenden Unternehmen mit fünf bis sechs Metern Stoffbreite und Stofflängen von tausend Metern riesig groß. Dazu kommt: Die Textilien müssen während der Beschichtung Temperaturen von etwa 200 Grad Celsius überstehen«, ergänzt Dr. Jonas Sundqvist, Gruppenleiter für Dünnschichttechnologien am Fraunhofer IKTS. Auch andere Anforderungen wie Brandschutz-Vorschriften, große Stabilität und ein günstiger Preis sind für die Herstellung von Solarzellen elementar. »Wir haben uns im Konsortium daher für ein Glasfasergewebe entschieden, das all diese Anforderungen erfüllt«, sagt Rebenklau.

Bewusst auf Standardverfahren gesetzt
Eine Herausforderung stellte auch das Aufbringen der verschiedenen Schichten einer Solarzelle auf das Gewebe dar – also die Grundelektrode, die photovoltaisch wirksame Schicht und die Deckelektrode. Denn verglichen mit diesen nur ein bis zehn Mikrometer dünnen Schichten gleicht die Oberfläche eines Textils einem riesigen Gebirge. Die Forscher greifen daher zu einem Trick: Sie bringen zunächst eine Einebnungsschicht auf das Textil auf, die Berge und Täler ausgleicht. Dazu nutzen sie den Transferdruck – ein Standardverfahren der Textilbranche, das auch zum Gummieren verwendet wird. Auch alle weiteren Produktionsprozesse haben die Forschenden von Anfang an so gestaltet, dass sie sich problemlos in die Fertigungslinien der Textilindustrien einfügen lassen: So bringen sie die Elektroden aus elektrisch leitfähigem Polymer ebenso wie die photovoltaisch wirksame Schicht über das gängige Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf. Um die Solarzelle möglichst robust werden zu lassen, laminieren die Forscherinnen und Forscher zusätzlich eine Schutzschicht auf.

Marktreife Solartextilien in etwa fünf Jahren
Den ersten Prototyp hat das Forscherteam bereits hergestellt. »Wir konnten zeigen, dass unsere textile Solarzelle an sich funktioniert«, sagt Rebenklau. »Ihre Effizienz liegt momentan bei 0,1 bis 0,3 Prozent.« In einem Nachfolgeprojekt arbeiten der Ingenieur und seine Kollegen nun daran, die Effizienz auf über fünf Prozent zu steigern – denn ab diesem Wert rechnet sich die textile Solarzelle. Zwar erreichen Siliziumzellen mit zehn bis 20 Prozent deutlich höhere Effizienzwerte. Allerdings soll die neuartige Zelle ja nicht mit den herkömmlichen konkurrieren, sondern sie sinnvoll ergänzen. Auch die Lebensdauer der textilen Solarzelle wollen die Forscherinnen und Forscher in den kommenden Monaten untersuchen und optimieren. Wenn alles funktioniert wie erhofft, könnte die textile Solarzelle in etwa fünf Jahren auf den Markt kommen. Dann wäre das ursprüngliche Ziel des Projekts PhotoTex erreicht: Neue Anregungen für den Textilstandort Deutschland zu finden und die Wettbewerbsfähigkeit dieser Industriebranche zu steigern.

Mit „Sustainability at Techtextil“ und „Sustainability at Texprocess“ stellen die internationalen Leitmessen für technische Textilien und Vliesstoffe sowie für die Verarbeitung textiler und flexibler Materialien erstmals die Nachhaltigkeitsansätze ihrer Aussteller explizit in den Fokus. Hinzu kommt ein umfangreiches Rahmenprogramm zu dem Thema. Dabei sprechen unter anderem Branchengrößen wie Kering, Lenzing oder Zalando.

Fasern aus recyceltem Polyester, biobasierte Hightech-Textilien, wassersparende Färbe- und Finishingverfahren, Funktions- und Arbeitskleidung, die mit weniger bis keinen Lösungs- und Bindemitteln auskommt: Im Bereich der technischen Textilien und in der Verarbeitung textiler und flexibler Materialien setzen immer mehr Unternehmen auf Ansätze für mehr Nachhaltigkeit. Mit „Sustainability at Techtextil“ und „Sustainability at Texprocess“ machen die internationalen Leitmessen vom 14. bis 17. Mai 2019 entsprechende Ansätze ihrer Aussteller sichtbar. Zusätzlich greifen zahlreiche Eventformate das Thema Nachhaltigkeit auf beiden Messen auf.

Messeguide für ausgewählte Aussteller
Im Vorfeld der Techtextil und Texprocess konnten Aussteller beider Messen ihre Ansätze und entsprechende Nachweise für Aktivitäten rund um Nachhaltigkeit bei den Messeorganisatoren einreichen. Eine unabhängige, internationale Jury aus Nachhaltigkeitsexperten bewertete die Einreichungen individuell auf Basis gängiger nationaler und internationaler Nachhaltigkeitssiegel, darunter aktuell vor allem Bluesign, Cradle-to-Cradle, EU Eco Label, ISO 14001, GOTS, GRS sowie SteP by Oeko-Tex.

Insgesamt wurden 47 Unternehmen, davon 44 Aussteller der Techtextil, und drei der Texprocess ausgewählt. Interessierte Besucher finden die kuratierten Unternehmen in einem eigenen Messe-Guide, der auf der Messe ausliegt, per Filterfunktion unter „Sustainability“ in der Online-Ausstellersuche und in den Apps beider Messen. Zudem weisen die ausgewählten Aussteller an ihren Messeständen auf ihre Teilnahme hin.
Mitglieder der internationalen Expertenjury: Vorsitzender: Max Gilgenmann, Consulting Service International Ltd. (Deutschland/China); Claudia Som, Empa (Schweiz); Jan Laperre, Centexbel (Belgien); Heike Illing-Günther, Sächsisches Textilinstitut e.V. (Deutschland); Karla Magruder, Fabrikology (USA); Lauren Zahringer, SAC Social Apparel Coalition (Niederlande).

Techtextil Forum mit Themenblock zu Nachhaltigkeit
Unter dem Motto „Towards Sustainability“ bietet das Techtextil Forum am 14. Mai zwischen 11 und 15 Uhr eine Reihe an Beiträgen, die sich ausschließlich um nachhaltige Textilinnovationen drehen. Moderiert von Braz Costa, Geschäftsführer des portugiesischen Technologiezentrums CITEVE, stehen unter anderem diese Themen auf dem Programm:
Textilrecycling (TWD Fibres, Velener Textil), nachhaltiges Bauen mit Wolle (Minet S.A.; Rumänien), nachhaltige Textilbeschichtungen (Centexbel), Biopolymere (RWTH Aachen), die Nachverfolgbarkeit gentechnikfreier Baumwolle (Hohenstein Institute) sowie biobasierte kostengünstige Karbonfasern (Textilforschungsinstitute Jules Verne, Frankreich).

Techtextil Innovation Award
Erstmals prämiert der Techtextil Innovation Award zwei Unternehmen mit einem Award in der Kategorie Nachhaltigkeit. Die Gewinner werden am ersten Messetag während der feierlichen Eröffnung der Messe bekannt gegeben und ausgezeichnet. Messebesucher können sich zusätzlich während der gesamten Dauer der Messe auf dem Ausstellungsareal des Techtextil Innovation Award in der Halle 4.2 über die Preisträger und deren ausgezeichnete Projekte informieren.

Texprocess Forum mit Ableger der Fashionsustain-Konferenz
Mit einem Ableger der Fashionsustain Berlin, der Konferenz der Messe Frankfurt rund um nachhaltige Textilinnovationen, bietet das Texprocess Forum am 14. Mai Vormittags einen Themenblock ausschließlich rund um Nachhaltigkeit in der Textil- und Modebranche. Die erste Keynote “Sustainable innovation – a matter of survival” kommt von Mick Magnusson, Co-Gründer des schwedischen Start-Ups We are Spindye.
Unter der Fragestellung „Is Sustainability the Key to Textile Innovations?“ diskutieren anschließend Branchenführer wie Clariant Plastics and Coatings, Indorama, Lenzing, Perpetual Global, Procalçado S.A. sowie Kering und Zalando. Moderiert wird die Fashionsustain unter anderem von Karla Magruder, Gründerin von Fabrikology International.

Innovation Roadshow zu nachhaltiger Schuhproduktion
Im Fortgang der Fashionsustain-Konferenz präsentieren der Faserhersteller Lenzing, der Strickmaschinenproduzent Santoni und Schuhkomponenten-Fabrikant Procalçado S.A. die Innovation Roadshow mit dem Titel „The Future of Eco-Conscious Footwear Manufacturing“. Die Roadshow wird unterstützt vom Texpertise Network der Messe Frankfurt. Sie stellt exemplarisch den nachhaltigen Produktionsprozess eines Schuhs dar und zeigt so, wie ein Nachhaltigkeitswandel der Mode- und Textilindustrie bereits heute Realität sein kann. Moderiert wird das Panel von Marte Hentschel, Gründerin des B2B-Netzwerks für die Modebranche Sourcebook.

• Israelische Hersteller mit steigender Präsenz auf dem Weltmarkt

 Die Herstellung technischer Textilien gehört zu den führenden Sparten der israelischen Textilindustrie. Ihr Erfolg ist nicht zuletzt intensiver Forschung und Entwicklung geschuldet. Angesichts des heftigen internationalen Wettbewerbs, dem sich die israelische Textilindustrie gegenübersieht sind hochqualitative und innovative Produkte für eine Stabilisierung dieses Industriezweigs unabdingbar. Zu den Sparten, die diese Modernisierung am besten bewältigen, gehört die Herstellung technischer Textilien.

Im Jahr 2017 entfiel auf diese Produktkategorie mit schätzungsweise 600 Mio. US-Dollar (US$) knapp ein Drittel des von der Textil- und Bekleidungsindustrie erzielten Gesamtumsatzes. Mit einem Exportanteil von rund 70 Prozent ist die Sparte zudem stark weltmarktorientiert und stellte 2017 mit 414 Millionen US$ 43 Prozent israelischen Textil- und Bekleidungsexporte.
 
Die Produktion technischer Textilien stützt sich nicht zuletzt auf eine kräftige Inlandsnachfrage. Zu den größten einheimischen Abnehmern gehören die Streit- und Sicherheitskräfte, die von ihren Lieferanten hohe Funktionalität und Spitzenqualität verlangen. Unter anderem werden in diesem Marktsegment schusssichere Textilien, Spezialtextilien für Uniformen, Tragetaschen für empfindliche Geräte unter Feldbedingungen und Tarnnetze hergestellt.

Kräftige Inlandsnachfrage hilft bei Produktentwicklung
Wie der Fachverband der Mode- und Textilindustrie (Fashion & Textile Industries Association) im Januar 2019 gegenüber Germany Trade & Invest erklärte, helfe der direkte Kontakt zum Militär und zu Institutionen der inneren Sicherheit den Unternehmen, praxisbewährte Produkte anzubieten. Zudem, so die Direktorin des Verbands, Maya Herscovitz, seien in den Herstellerbetrieben ehemalige Angehörige der Streit- und Sicherheitskräfte tätig, die mit den Anforderungen an entsprechende Produkte vertraut seien.    
 
Weitere inländische Abnehmerbranchen sind das Bauwesen und die Landwirtschaft. Der Gebäudebau setzt zunehmend auf moderne Baustoffe inklusive leichter und hochisolierender Textilstoffe. Der Agrarsektor wiederum trägt zwar nur 1,2 Prozent zum Bruttoinlandsprodukt bei, ist aber kapitalintensiv und innovationsorientiert. Ein gefragtes agrotechnisches Produkt sind Schutznetze. Im September 2018 wies der israelische Agronom Yossi Ofir in einem Beitrag darauf hin, dass der Klimawandel einen immer umfangreicheren Einsatz von Schattennetzen nach sich ziehe. Nicht zuletzt bedeckten immer mehr israelische Landwirte ganze Obsthaine mit Schattennetzen.
 
Vernetzung mit der Hightechbranche
Die Verankerung im einheimischen Markt und der direkte Kontakt zu Kunden beschleunigen die Entwicklung neuer Produkte. Zugleich ist die Sparte technischer Textilien in die Hightech-Szene eingebettet. So etwa integrieren Hersteller Forschungsergebnisse der Nanotechnologie und der Materialwissenschaft in ihre Produkte.

Ein Beispiel dafür ist die Firma Marom Dolphin, die militärische wie zivile Produkte herstellt und mit Hilfe von Kunststoffen, Metall und Verbundmaterialien die Festigkeit ihrer Textilerzeugnisse steigert oder deren Gewicht reduziert. Ein führender Hersteller technischer Textilien ist die Firma Hagor Industries, die unter andrem Kampfwesten, Schutzwesten, Rucksäcke und Zelte aller Größen anbietet, während die Firma Source - Shoresh textiles Wanderzubehör produziert. Diese und ähnliche Hersteller sind auf zahlreichen Exportmärkten vertreten.

Manche Unternehmen bieten keine Fertigprodukte, sondern technologische Lösungen an. So etwa hat die Firma Nano Textile eine antibakterielle sonochemische Beschichtung für Textilien auf den Markt gebracht. Als Hauptanwendungsgebiet sind Krankenhäuser angedacht, doch können sich nach Firmenangaben auch weitere Anwendungsfelder wie Flugzeugbau und öffentliche Verkehrsmittel, Restaurants und Hotels oder Babykleidung erschließen. Dienstleistungen im Bereich Forschung und Entwicklung (FuE) bietet auch die Firma Gideon Guthrie Technical Textile an, die mit israelischen und ausländischen Textilherstellern zusammenarbeitet.

Neben der Tätigkeit unternehmenseigener FuE-Abteilungen wird auch an Hochschulen geforscht. So etwa wurde die von Nano Textile verwendete Technologie für Textilbeschichtung an der israelischen Bar-Ilan-Universität entwickelt. An der Fachhochschule Shenkar (Shenkar College of Engineering, Design and Art) ist das Innovations- und Forschungszentrum für Textilien CIRTex tätig (The David & Barbara Blumenthal Israel Center for Innovation and Research in Textiles). Das Zentrum führt angewandte Forschung für neue Produkte, Produktionsverfahren und Anwendungsgebiete für Textilien durch und fördert die Zusammenarbeit zwischen etablierten Unternehmen auf der einen sowie Start-ups und individuellen Erfindern auf der anderen Seite. Industrielle Textilforschung und -entwicklung wird von der Innovationsbehörde (Innovation Authority) gefördert.
 
Nach Einschätzung des Fachverbands wird die Produktion technischer Textilien in den kommenden Jahren weiter zunehmen. Wie Maya Herscovitz gegenüber Germany Trade and Invest erklärte, investieren Hersteller technischer Textilien hohe Beträge nicht nur in die Entwicklung neuer Produkte, sondern auch in die Modernisierung und Automatisierung von Produktionsprozessen. Dies sei nicht nur aus Gründen der Kostenersparnis geboten, sondern auf Grund der auf dem Arbeitsmarkt bestehenden Engpässe bei Facharbeitskräften erforderlich.
 
Bei technischen Textilien ist Israel Nettoexporteur
Der mit großem Abstand wichtigste Exportposten im Bereich technischer Textilien (SITC 657) sind Vliesstoffe (SITC 657.2). Auf sie entfielen 2017 mit 278 Millionen US$ 67,1 Prozent der Gesamtausfuhr technischer Textilien. Auf Rang zwei kamen Watte, Dochte und Waren und Erzeugnisse des technischen Bedarfs aus Spinnstoffen. Mit einem Exportwert von 88 Millionen US$, stellten sie 21,6 Prozent der Branchenausfuhr.

Der wichtigste Exportmarkt waren 2017 die USA, mit großem Abstand gefolgt von den Niederlanden und Deutschland. Die Bundesrepublik bezog aus Israel technische Textilien im Wert von 44,7 Millionen US$ (10,8 Prozent der israelischen Ausfuhr).

Die Einfuhr entsprach mit 136 Millionen US$ 32,6 Prozent der Ausfuhr. Die drei wichtigsten Lieferländer - China, die Türkei und Italien - lagen mit 25 Millionen US$, 24,8 Millionen US$ beziehungsweise 24,2 Millionen US$ nahezu gleichauf. Deutschland belegte Rang fünf und erzielte mit einem Lieferwert von 11,2 Millionen US$ einen Importmarktanteil von 8,3 Prozent.