Textile Leadership

• Die Zukunft tragbarer Technologie

Forscher der Nottingham Trent University haben Textilien entwickelt, in die mehr als tausend Miniatursolarzellen eingebettet sind, die eine Smartwatch oder ein Mobiltelefon aufladen können.

Unter Leitung von Dr. Theodore Hughes-Riley, außerordentlicher Professor für elektronische Textilien an der Nottingham School of Art & Design, wurde ein gewebtes Textil entwickelt, in das 1.200 Solarzellen eingebettet sind.

Das E-Textil ist ein fortschrittlicher Prototyp, der in ein Kleidungsstück wie eine Jacke eingearbeitet oder als Teil eines Accessoires wie eines Rucksacks verwendet werden könnte. Die Zellen können zusammen 400 Milliwatt (mWatt) elektrische Energie aus der Sonne gewinnen - genug, um ein einfaches Mobiltelefon oder eine Smartwatch aufzuladen.

Es ist mit starken, aber sehr flexiblen Drähten ausgestattet, die den gleichen Belastungen ausgesetzt werden können wie Alltagskleidung und zusammen mit anderer Wäsche in der Maschine bei 40 °C waschbar ist.

Die Solarzellen - die nur fünf Millimeter lang und 1,5 Millimeter breit sind - sind in ein wasserdichtes Polymerharz eingebettet und für den Träger nicht zu spüren.

"Dieser Prototyp gibt einen spannenden Einblick in das zukünftige Potenzial von E-Textilien", so Dr. Hughes-Riley von der Advanced Textiles Research Group (ATRG) der Universität.

Bisher hätten nur wenige Menschen daran gedacht, dass ihre Kleidung oder Textilien zur Stromerzeugung verwendet werden könnten, erläutert Hughes-Riley. „Und das Material, das wir entwickelt haben, erscheint und verhält sich im Grunde wie jedes normale Textil, da es zerknüllt und in der Maschine gewaschen werden kann. Aber unter der Oberfläche verbirgt sich ein Netz von mehr als tausend winzigen photovoltaischen Zellen, die die Energie der Sonne nutzen können, um persönliche Geräte aufzuladen. Elektronische Textilien haben das Potenzial, die Beziehung der Menschen zur Technologie zu verändern, denn dieser Prototyp zeigt, wie wir viele Geräte nicht mehr an der Wand aufladen müssen. Dies ist eine aufregende Entwicklung, die auf früheren Technologien aufbaut, die wir entwickelt haben, und die zeigt, wie sie skaliert werden kann, um mehr Energie zu erzeugen.“

Das 51 mal 27 Zentimeter große Material ist atmungsaktiv und chemisch stabil, da alle Solarzellen aus Silizium hergestellt sind. Tests zeigten, dass das Material bei 0,86 Sonnenstunden eine Leistung von 335,3 mWatt erzeugt. Bei einer Sonneneinstrahlung von 1,0 wären es bis zu 394 mWatt.

Zum Projektteam gehörten Dr. Neranga Abeywickrama, die als Postdoktorandin im Bereich Energy Harvesting and Management in Textiles arbeitete, und die Doktorandin Matholo Kgatuke, wissenschaftliche Mitarbeiterin im Bereich Weaving of Electronic Textiles.

Frau Kgatuke, von der Nottingham School of Art & Design: "Dieses Projekt zeigt, wie E-Textilien an der Spitze der Nachhaltigkeit stehen können und dass sie das Potenzial haben, unsere bisherigen Vorstellungen von Technologie umzugestalten. Wir haben altbewährte Webtechniken mit moderner Technologie kombiniert, um zukünftige Produkte zu schaffen, die die Wahrnehmung der Menschen in Bezug auf Kleidung und Elektronik verändern könnten."

Nach dreijähriger Corona-Pause verleihen die Leitmessen Techtextil und Texprocess wieder die renommierten Innovation Awards. Die prämierten Neuentwicklungen aus Bereichen wie Neue Produkte, Nachhaltigkeit und Automatisierung zeigen: Textile Innovationen und Technologien sind Impulsgeber für viele Industriezweige und versprechen Markt- und Umsatzerfolge weit über die eigene Branche hinaus. 13 Gewinner aus sieben Kategorien werden am 21. Juni 2022 im Rahmen einer öffentlichen Preisverleihung auf der Techtextil und Texprocess ausgezeichnet.
 
Wie für viele andere Branchen, sind die Zeiten auch für die Textilindustrie fordernd: Coronafolgen, Ukraine-Krieg, angespannte Lieferketten, Nachhaltigkeitsfragen, steigende Energiepreise und Nachwuchssorgen – die Branche steht von vielen Seiten unter Druck. Doch wie kaum eine andere steht sie auch dafür, Transformationszwängen mit neuen Ideen, Entwicklungen und Geschäftsmodellen zu begegnen. Exemplarisch zeigen das in diesem Jahr erneut die Innovation Awards der Leitmessen Techtextil und Texprocess. Die insgesamt 13 Preisträger beweisen mit neuen Produkten, Materialen, Lösungen und Verfahren beispielhaft: Textile Innovationen sind der Königsweg, um aus den Herausforderungen der Gegenwart die Marktchancen und Umsatzerfolge der Zukunft zu machen.

Techtextil Innovation Award und Texprocess Innovation Award
Ein besonderes Highlight ist die öffentliche Verleihung der Techtextil bzw. Texprocess Innovation Awards am 21. Juni 2022 in Halle 9.0. Progressive Ansätze sowie Neu- und Weiterentwicklungen im Bereich der technischen Textilien und Textilverarbeitung stehen im Mittelpunkt. Von einer internationalen Fachjury ausgewählte textile Innovationen werden prämiert und an allen vier Messetagen in Halle 9.1 (Techtextil) bzw. 9.0 (Texprocess) vorgestellt. Hier bündelt sich die Zukunft der Textilindustrie mit zukunftsträchtigen und wegweisenden Innovationen.

Weltneuheit: Erste gewebte Herzklappe ohne Nachkonfektionierung
In der Kategorie „New Product“ geht der Techtextil Innovation Award an das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden. Gemeinsam mit Medizinprodukteherstellern und Herzchirurgen aus dem Herzzentrum Dresden und der Uniklinik Würzburg ist es Textilforscher*innen vom ITM gelungen, die weltweit erste gewebte Herzklappe zu entwickeln, die ohne eine einzige Naht oder sonstige Fügetechnik auskommt. „Unsere Neuentwicklung soll künftig auch Kindern mit Herzklappenfehlern helfen, indem sie – wiederholte chirurgische Eingriffe vermeidend – mit dem Herz der kleinen Patienten mitwächst“, sagt Dr.-Ing. Dilbar Aibibu, Forschungsgruppenleiterin Bio- und Medizintextilien am ITM. Weltweit gehören Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu den häufigsten Todesursachen; mehrere Millionen Menschen sterben daran jährlich. Erhalten Patienten Herzklappen-Ersatz, kommen in der Regel künstlich-mechanische oder biobasierte Lösungen zum Einsatz. Geht es nach dem ITM, soll die mit dem Techtextil Innovation Award ausgezeichnete gewebte Klappe künftig eine vorteilhafte Alternative werden.

Nachnutzung von Abfällen aus natürlicher Quelle
In der Kategorie „New Material“ erhält die RBX Créations (Frankreich) den Innovationspreis für eine neuartige Zellulosefaser aus Hanfabfällen. Das Material mit dem Namen Iroony® wurde vor dem Hintergrund folgender Frage entwickelt: Hanf wird heute entweder zur Herstellung von Fasern oder zur Produktion von Hanföl angebaut – aber ließe sich nicht beides kombinieren? RBX Créations ist es nun gelungen, einen Prozess zur Gewinnung von Zellulose aus den Abfällen des Ölsaat-Hanfes zu entwickeln. Versponnen zu Textilfasern, lassen sich so nachhaltige Textilien, Verpackungen und andere „grüne“ Produkte herstellen. Den Preis erhält RBX Créations für die kontinuierlichen wie erfolgreichen Bemühungen, Abfälle aus einer regenerativen Quelle in eine werthaltige Zellulosefaser umzuwandeln, die höchsten Nachhaltigkeitsstandards entspricht.

Abschirmtechnik aus Fasern für Krankenhäuser, Elektroautos und Serverfarmen
Der Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Technology“ geht an die Aachener FibreCoat GmbH und die Deutsche Basalt Faser GmbH aus Sangerhausen (Sachsen-Anhalt) für die gemeinsame Entwicklung einer aluminiumbeschichteten Basaltfaser. Sie vereint die Festigkeit von Basalt mit der elektrischen Leitfähigkeit von Aluminium. Nach Angaben von FibreCoat sollen elektromagnetische Abschirmungen als Tapeten in Gebäuden unter anderem in Krankenhäusern oder Serverfarmen dank der Neuentwicklung bis zu 20-mal günstiger sein als mit herkömmlicher Alufolie. Ein weiterer attraktiver und besonders schnell wachsender Markt: Abschirmlösungen für Elektroautos. Robert Brüll, CEO von FibreCoat: „Für ein junges Unternehmen wie unseres ist der Gewinn des Techtextil Innovation Award ein wichtiger Meilenstein. Wir fühlen uns geehrt, diesen renommierten Preis durch die unabhängige Fachjury verliehen zu bekommen. Insbesondere das dadurch gewonnene Vertrauen unserer Kunden und die Sichtbarkeit sind für ein Start-up wie FibreCoat entscheidend auf dem Weg zum Markterfolg.“
 
Nachhaltigere Hygieneprodukte wie Windeln
Die Kelheim Fibres GmbH aus dem bayerischen Kelheim und das Sächsische Textilforschungsinstitut (STFI) aus Chemnitz erhalten den Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Concept“ für die Entwicklung neuartiger, thermisch verfestigter Vliesstoffe auf Zellulosebasis zur Herstellung wiederverwendbarer Produkte mit hoher Saugfähigkeit. Verbraucher*innen sollen nicht mehr zwischen leistungsstarken oder umweltfreundlichen Produkten entscheiden müssen. Natur und Performance von Hygiene-Produkten gehen dank der Innovation von Kelheim, dem STFI und dem Berliner Start-up SUMO Hand in Hand. Dr. Marina Crnoja-Cosic, Director New Business Development bei Kelheim Fibres: „Es ist uns eine große Ehre und Freude, den Techtextil Innovation Award gemeinsam mit unseren Partnern entgegenzunehmen. Den Preis sehen wir nicht nur als Auszeichnung für das vorgestellte Projekt, sondern auch als Anerkennung unserer Innovationsstrategie. Denn im Dialog mit Partnern können wir schneller auf aktuelle Trends reagieren, gezielter entwickeln und die Kommerzialisierung innovativer Lösungen beschleunigen.“

Abfälle aus Automobilindustrie als Ressource
Ein weiterer Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Approaches on Sustainability & Circular Economy“ würdigt ein Verfahren, das Naturlederabfälle aus der Automobilindustrie zur Herstellung innovativer Textilbeschichtungen nutzt. Entwickelt wurde es vom CITEVE, dem Technologiezentrum für Textil- und Bekleidungsindustrie in Portugal, und den Partnern ERT Têxtil Portugal, CeNTI und CTIC (alle Portugal). Nachdem CITEVE –Forscher festgestellt hatten, dass bei Schneidearbeiten in der Automobilindustrie eine große Menge als Abfall eingestuftes Naturleder anfällt, suchten sie nach einer Lösung zu dessen Wiederverwendung. Die Fachjury würdigt die Entwicklung als gelungene industrielle Symbiose: „Abfälle aus einem Industriezweig werden hier in einem anderen als Ressource genutzt. Die Arbeit der CITEVE -Forscher unterstützt damit einen wichtigen Trend hin zu einer ressourceneffizienten, umweltfreundlichen und nachhaltigen Textilindustrie.“

Kompostierbare Textilbeschichtung
Der Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Approaches on Sustainability & Circular Economy“ geht an das Textilforschungsinstitut Centexbel (Belgien) für eine biobasierte und kompostierbare Dispersion für Textilbeschichtungen und Druckfarben. Die Neuentwicklung kommt ohne Lösungsmittel aus und bringt eine völlig neue Art von Polymer für Beschichtungen und Druckfarben auf den Markt. Die Innovation, so die Fachjury, sei ein wichtiger Schritt für die Textilbeschichtungsindustrie hin zu mehr Produkten auf Grundlage erneuerbarer Ressourcen.    

Mode aus Ananasschale
Das italienische Unternehmen Vérabuccia wird in der Kategorie „Performance Fashion Award“ für ein innovatives Produktionsverfahren für den Mode- und Designbereich ausgezeichnet. Mit dem patentierten Verfahren sollen Fruchtabfälle in Fashion-Highlights verwandelt werden. Ein erstes Material ist das sogenannte „Ananasse“. Die Besonderheit daran laut Vérabuccia: Im Gegensatz zu anderen Pflanzenledern, die zur Imitation von echtem Tierleder tendieren, behält es das ursprüngliche Aussehen einer Ananasschale bei; dadurch werde der Ursprung des Rohstoffs hervorgehoben. Die Jury würdigt mit dem Techtextil Innovation Award das unkonventionelle Denken des jungen italienischen Labels, das mit seiner Originalität beweise, dass sich aus überraschenden Materialien innovative und ansprechende Mode entwickeln lasse.
 
100 Prozent kompostierbares Bindemittel für Vliesstoffe
In der Kategorie „New Technology“ erhält die Firma OrganoClick (Schweden) den Techtextil Innovation Award für die Entwicklung eines zu 100 Prozent biobasierten Bindemittels für Vliesstoffanwendungen, das aus Abfallkomponenten hergestellt wird und deshalb vollständig kompostierbar sein soll. Die Innovation soll kunststoffbasierte Bindemittel ersetzen. Weil Vliesstoffe oft aus nicht-abbaubaren Kunststoffen hergestellt werden, hat sich das schwedische Unternehmen darauf spezialisiert, kompostierbare Material-Alternativen unter anderem aus Weizenkleie, Frucht- oder Krabbenschalen zu entwickeln. Die Jury des Techtextil Innovation Awards hat das überzeugt: „OrganoClick erhält den Preis für seine Bemühungen, biobasierte Rohstoff-Alternativen zu finden, um erdölbasierte Materialien zu ersetzen.”

Formaldehydfreies & biobasiertes Beschichtungssystem
Der dritte Award in der Kategorie „New Approaches on Sustainability & Circular Economy“ geht an die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) aus Baden-Württemberg und das Unternehmen TotalEnergies - Cray Valley (Frankreich). Gemeinsam haben sie ein neuartiges, formaldehydfreies Beschichtungssystem entwickelt. Es basiert auf ungiftigem Hydroxymethylfurfural (HMF), das aus Biomasseabfällen gewonnen wird. Diese HMF-basierten Tauchformulierungen sind in der Lage, Haftvermittler auf Formaldehydbasis im Verhältnis eins zu eins zu ersetzen. Zum Hintergrund: In Reifen, Fördergurten oder Keilriemen werden Gummimaterialien durch Cord verstärkt. Die Qualität solcher Cord-Verbundsysteme mit hochfesten Fasern wie Polyester, Aramid oder Polyamid und Kautschuk wird durch die Haftungseigenschaften der Fasern an der Matrix bestimmt. Im etablierten Herstellungsverfahren werden Haftvermittler aus Resorcin-Formaldehyd-Latex (RFL) eingesetzt. Formaldehyd ist jedoch seit 2014 von der EU als nachweislich krebserregend und erbgutverändernd eingestuft. Die Jury begrüßt deshalb die gesundheits- und umweltfreundliche Neuentwicklung. Diese trage zu einer nachhaltigeren Textilindustrie und der Reduktion schädlicher Chemikalien bei.