Aus der Branche

• Composites in der Bau-Industrie - Der Leichtbaustoff für die Zukunft

Der Bau mit faserverstärkten Materialen bietet öffnet der Bauindustrie völlig neue Möglichkeiten. Technisch, gestalterisch, organisatorisch. Das liegt zum einen an den hervorragenden Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen (FVW) und zum anderen daran, dass das Material – anders als etwa Holz oder Stein – für seinen Einsatz nicht be- und verarbeitet, sondern eigens hergestellt wird.

Herausragende Eigenschaften – technisch, gestalterisch, organisatorisch
Faserverbundwerkstoffe bringen eine ganze Reihe von technischen Eigenschaften für innovatives und nachhaltiges Bauen mit:
•    hohe mechanische Festigkeit
•    niedriges Gewicht
•    hohe Korrosionsbeständigkeit
•    geringe Materialermüdung
•    niedrige Wärmeleitfähigkeit der Kunststoffmatrix
•    Frost- und Tausalzbeständigkeit
•    gute Drapierfähigkeit

Außerdem bieten Faserverbundwerkstoffe zahlreiche Gestaltungsmöglichkeiten für neuartige und außergewöhnliche Neubau- und Instandhaltungsprojekte:
•    einzigartige Vielfalt an Formen
•    unterschiedliche Strukturen der Textilien
•    großes Spektrum an Farben und Farbkombinationen
•    Lichtdurchlässigkeit der Kunststoffmatrix
Dank dieser Eigenschaften lassen sich mit Composites farbige, phosphoreszierende, thermochrome oder – durch dauerhaft in die Matrix integrierte LEDs oder lichtleitende Fasern – leuchtende Bauteile herstellen.

Hinzu kommen organisatorische Vorteile für Planungs-, Bau- und Instandhaltungsarbeiten mit faserverstärkten Werkstoffen:
•    einfachere Handhabung und Montage der – verglichen mit Stahl, Beton oder Holz – sehr viel leichteren und flexibleren Bauteile
•    geringere Montagezeiten
•    reduzierte Baustellenzeiten bei der Instandhaltung von Straßen und Brücken
•    kürzere Lieferzeiten
•    Möglichkeit zur Integration von elektronischen Überwachungssystemen

Individuelle Composite Textiles – für jedes Leichtbau-Projekt
Die Composites-Expertinnen und -Experten von vombaur entwickeln und fertigen Webbänder und nahtlos rund- oder in Form gewebte Textilien aus Carbon, Glas, Flachs oder anderen Hochleistungsfasern an speziellen Webanlagen für individuell spezifizierte Rund- und Formgewebe – und bieten deshalb für jedes Leichtbau-Projekt die optimale Faser-Grundlage.   

„Ganz gleich, ob es ein Neubau- oder ein Sanierungsprojekt ist, ob es um eine Fassadengestaltung, eine Brücke oder eine Treppe geht – als Entwicklungspartner für Composite Textiles besitzen wir jede Menge Erfahrung mit Composites für anspruchsvolle Aufgaben“, betont Dr.-Ing. Sven Schöfer, Head of Development and Innovation von vombaur. „Wir entwickeln, bemustern und fertigen Webbänder und nahtlos rund- oder in Form gewebte Textilien – gemeinsam mit den Entwicklungsteams der Kundenunternehmen und individuell für die jeweiligen Projekte.“ So entstehen neuartige und einzigartige Leichtbauteile aus Hochleistungstextilien für visionäre Projekte.

Das nova-Institut und YNCORIS freuen sich gemeinsam mit CO₂ Value Europe auf Bewerbungen für den Innovationspreis „Best CO₂ Utilisation 2022“, der im Rahmen der etablierten „Conference on CO₂-based Fuels and Chemicals“ vom 23. bis 24. März 2022 in Köln verliehen wird.

Mit dem Innovationspreis „Best CO₂ Utilisation 2022“ bietet das nova-Institut gemeinsam mit YNCORIS und CO₂ Value Europe allen Pionieren im CCU-Bereich die einmalige Gelegenheit, ihre Carbon Capture-oder Carbon Utilisation (Power-to-X)-Technologie, ihren CO₂-basierten Treibstoff oder ihre Chemikalie auf einer der führenden Konferenzen zum Thema CO₂ als Rohstoff zu präsentieren und zu vermarkten. Die einzige Voraussetzung für die Teilnahme an dem Wettbewerb ist, dass das Produkt bereits auf dem Markt ist oder in naher Zukunft auf den Markt kommen wird.

Das Schweizer Molkereiunternehmen Emmi kooperiert mit Borealis und Greiner Packaging und bietet einen trinkfertigen Eiscafé in Bechern aus chemisch recyceltem Polypropylen an.

Greiner Packaging produziert diese Becher und bezieht das chemisch recycelte Material von Borealis, einem der führenden Anbieter von modernen kreislauffähigen Polyolefin-Lösungen mit Sitz in Österreich.

Emmi engagiert sich als größter Milchverarbeiter der Schweiz für Klimaschutz und Kreislaufwirtschaft. Das Molkereiunternehmen verfolgt das Ziel, alle seine Verpackungen 100 % recyclingfähig zu machen. Auf dem Weg dorthin hat es sich diverse Verpflichtungen zur Förderung der Kreislaufwirtschaft auferlegt, unter anderem einen Rezyklat-Anteil von 30 % in seinen Verpackungen bis zum Jahr 2027.

Ab September 2021 wird Emmi jährlich mindestens 100 Tonnen Kunststoff aus Recyclingmaterial beziehen. Durch das chemische Recycling wird aus gebrauchtem Kunststoff wiederverwendbarer Kunststoff: Es entstehen Rezyklate, die den gleichen Reinheitswert wie fossiles PP aufweisen und dadurch für schützende, lebensmittelsichere und andere anspruchsvolle Anwendungen geeignet sind. Auf diese Weise nutzt Emmi schwer zu recycelnde Kunststoffe und vermeidet Plastikabfälle, die andernfalls für die Deponierung oder Verbrennung bestimmt wären. Zukünftig soll der Anteil von recyceltem Kunststoff je nach Verfügbarkeit der geeigneten Materialien in den Verpackungen weiter steigen.

Die Technologie zur Rückgewinnung von Polypropylen ist neu, Greiner Packaging und Borealis nehmen eine Vorreiterrolle in ihrer ständigen Weiterentwicklung ein. Derzeit sind nur begrenzte Mengen an chemisch recyceltem PP verfügbar und Emmi gehört zu den wenigen Lebensmittelherstellern, die sich durch frühzeitige Unterstützung und langjährige Zusammenarbeit mit den Entwicklungspartnern einen Anteil am recyceltem PP-Kunststoff gesichert haben.

Das chemisch recycelte Material in den Bechern ist ISCC PLUS-zertifiziert (International Sustainability & Carbon Certification) und entspricht dem Ansatz der Massenbilanz. Bei der Massenbilanz handelt es sich um eine Methode, mit der die Menge und die Nachhaltigkeitscharakteristik von zirkulären und/oder bio-basierten Materialien in der Wertschöpfungskette und in jedem Prozessschritt nachverfolgbar wird. Dadurch erhalten auch Verbraucher die entsprechende Transparenz und können darauf vertrauen, dass die gekauften Produkte aus diesem erneuerbaren Material bestehen.

Die Textil- und Modeindustrie wird gegenwärtige grundlegend revolutioniert – getrieben von nachhaltigen und technologischen Innovationen, erreichen neue Wertschöpfungsmodelle den Massenmarkt. Genau diese Themen nimmt die Fashionsustain, das internationale und multidisziplinäre Konferenzformat der Neonyt, vom 6. bis 8. Juli 2021 und erstmalig im Rahmen des digitalen FFW STUDIO der Frankfurt Fashion Week in den Fokus. Sie präsentiert in Form von Panels, Talks, Keynotes und interaktiven Formaten spannende und tiefgehende Einblicke in den laufenden Transformationsprozess der Branche. Unter anderem mit dabei sind der Grüne Knopf, Oeko-Tex und PwC.

Drei Tage, mehr als 20 Einzelformate, zahlreiche Insights: Unter den zentralen Topics State of the Industry, Innovating the Industry und State of Retail versammelt sich das gesamte, vielseitige und multidisziplinäre Programm der Fashionsustain. Der inhaltliche Fokus liegt dabei auf den Themen Fashion Design & Circularity, Values & Diversity, Digitisation, Textile Certifications und Cotton & Denim. In diversen Talks, Diskussionen und Präsentationen wird für die Community erlebbar, was die nachhaltige Modebranche bewegt, welche Potenziale und Visionen die handelnden Akteur*innen aktuell forcieren und wie diese für einen echten Wandel in der Industrie aufgegriffen und skaliert werden können.

State of the Industry – was bewegt die Modeindustrie?
Diese Frage stellt am 6. Juli 2021 ab 10 Uhr der erste Konferenztag. Zu den maßgeblichen Themen, die die Branche aktuell herausfordern – so die Effekte der Corona-Pandemie auf die internationale Modeindustrie; die Frage inwieweit sich Textilproduktion langfristig von global zu lokal shiftet; oder wie Nachhaltigkeit ganzheitlich in Prozesse integriert werden und Permanenz erlangen kann - diskutieren Speaker*innen diverser
Fashion Brands im Panel „Global supply. Local demand. Total change?“.
Auch das in Deutschland jüngst beschlossene Lieferkettengesetz spielt eine wichtige Rolle. Im Panel „Same Goals. Different Systems. How transparency triggers responsibility“, initiiert vom Grünen Knopf und von der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ).

Der Zusammenhang von Finanzen, Nachhaltigkeit und Mode: Durch gezielte Entscheidung, Kreditnehmer*innen anhand ihrer Nachhaltigkeitsbemühungen zu berücksichtigen, kann der Finanzdienstleistungssektor zu einer nachhaltigeren Zukunft beitragen. Was das konkret bedeutet, welche Auswirkungen dies auf die Kreditvergabe haben kann und wie die Branche außerdem zur Transformation der Textil- und Modeindustrie beitragen kann, wird in einer Diskussion unter dem Titel „Finance. How it triggers sustainability in fashion“ debattiert.

Digitalisierung und Innovation: Transformation, Transparenz, Zertifizierungen
Die beiden zentralen Themen des zweiten Konferenztages sind hochaktuell und nehmen insbesondere im Kontext der Frankfurt Fashion Week eine zentrale Bedeutung ein.

Transparenz entlang der textilen Lieferketten wird immer relevanter und sie ist eng mit digitalen Innovationen verknüpft. Deshalb wird im Panel „Transparency. The tech solutions for new supply and value chains“ verschiedene technische Lösungen vor, die mehr Transparenz beim Kleidungskauf ermöglichen, vorgestellt.
Beim interaktiven Certification Buzzword-Bingo mit Max Gilgenmann powered by Grüner Knopf werden Zuschauer*innen mittels Gamification eingebunden, bevor im Panel „Carbon and Water Footprinting. How to drive it in the Fashion Industry“ by Oeko-Tex das Thema rund um Zertifikate weiter vertieft wird.

State of Retail – von der Innovation zu den Konsument*innen
Am Donnerstag, den 8. Juli dreht sich das Programm der Fashionsustain rund um den State of Retail. Wie findet man als kleines, nachhaltiges Label am besten eine passende Retail-Plattform für eine gelungene Zusammenarbeit? Was unter dem Topic Retail auf keinenb Fall fehlen darf, sind Einblicke in neue Businessmodelle. Secondhand, leihen, leasen, resellen – die zirkulären Möglichkeiten der Wertschöpfung sind für den Einzelhandel breit gefächert. Mehr Einblicke dazu gibt es im Panel „New business models. From pre-loved to repaired and recycled“. Weil Nachhaltigkeit, umweltbewusster Lebensstil und verantwortungsvoller Umgang mit der Natur mittlerweile in der Mitte der Gesellschaft angekommen sind, ist es umso wichtiger, dass Marken und Labels den Konsument*innen Orientierung und Transparenz zu bieten. In dem Design-Talk „Sustainable Branding“ des German Design Council geht es deshalb um nachhaltige Markenführung, den Aufbau eine entsprechenden Markenstrategie und die zentrale Bedeutung von guter Nachhaltigkeitskommunikation.

Einblicke in das Verbundprojekt Carbon2Chem®

Welchen Beitrag leistet Forschung zum Klimaschutz? Und wie kann diese Arbeit besser von der Gesellschaft wahrgenommen werden? Diese Fragen stehen im Zentrum des Online-Workshops »Every day for future: Wie sich Forschung für den Klimaschutz engagiert – am Beispiel von Carbon2Chem®« am 29. Juni von 14:00 - 17:00 Uhr. Die Teilnahme ist kostenlos.

Anmeldungen sind unter https://s.fhg.de/a4S möglich.

Im Verbundprojekt Carbon2Chem® arbeiten 19 Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft an Lösungen, um unvermeidbares CO₂, das z. B. bei der Produktion von Stahl entsteht, in Rohstoffe für die chemische Industrie umzuwandeln. Gefördert wird das Vorhaben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, die Koordination liegt in den Händen des Fraunhofer UMSICHT, des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion (MPI-CEC) und der thyssenkrupp AG. Im Rahmen des Workshops gewähren Forschende des Fraunhofer UMSICHT und des MPI-CEC Einblicke in die gemeinsame Arbeit im Carbon2Chem®-Labor am Standort Oberhausen.

Am Anfang steht eine Keynote von Prof. Görge Deerberg. Der stellv. Institutsleiter des Fraunhofer UMSICHT und einer von drei Projektkoordinatoren, nimmt die Teilnehmenden mit auf eine Reise von den Carbon2Chem®-Anfängen über aktuelle Arbeiten bis zu den für 2026 angestrebten Zielen. Es folgen kurze Vorträge und Filmbeiträge von Wissenschaftler*innen. Sie berichten über ihren Forschungsalltag und gehen dabei auch auf Herausforderungen ein, denen sie sich stellen müssen. Die Themen umfassen die Nutzung von Gasen und die Bedeutung von Katalysatoren ebenso wie die Frage, was mit dem CO₂ passiert, wenn es zu einem nutzbaren Rohstoff geworden ist.

Abschließend hält Prof. Harald Welzer von FUTURZWEI. Stiftung Zukunftsfähigkeit einen Impulsvortrag und diskutiert mit Prof. Görge Deerberg, wie Forschung zum Klimaschutz von der Gesellschaft besser wahrgenommen werden kann. Dabei spielen auch Fragen und Anregungen aus dem Teilnehmendenkreis eine Rolle, die während des Workshops via Chat eingehen.

• Erfolgreiche Maßnahmen zur Bekämpfung der COVID-19-Pandemie mit Fokus auf Sicherheit und Gesundheit der Mitarbeiter/innen, Kunden und Partner sowie Sicherung der nachhaltigen Geschäftsentwicklung
• Umsetzung strategischer Investitionsprojekte und Klimaziele erfolgt nach Plan – erste CO2-neutrale Fasern unter der Marke TENCEL™ eingeführt
• Neues Maß an Transparenz in der Textilindustrie: Blockchain-Technologie eingeführt
• Zielsetzung: Lenzing legt Messlatte höher und definiert neue Nachhaltigkeitsziele

Die Lenzing Gruppe präsentierte am 22. April 2021, dem internationalen Tag der Erde, ihren Nachhaltigkeitsbericht 2020. Mit dem Titel „Stand up for future generations“ betont Lenzing darin ihren Zugang, über ihre Produkte hinaus Verantwortung zu übernehmen. Der nicht-finanzielle Bericht, der in Übereinstimmung der Berichtsstandards der Global Reporting Initiative (GRI) und des Nachhaltigkeits- und Diversitätsverbesserungsgesetzes (NaDiVeG) erstellt und von der KPMG Austria GmbH Wirtschaftsprüfungs- und Steuerberatungsgesellschaft geprüft wurde, legt dar, wie das Unternehmen den globalen Herausforderungen unserer Zeit aktiv begegnet.

Das Geschäftsjahr 2020 stand auch bei der Lenzing Gruppe überwiegend unter dem Einfluss der COVID-19-Pandemie. Lenzing setzte kurzfristig Maßnahmen, um den operativen Betrieb aufrechtzuerhalten und den Effekt der unter Druck geratenen Faserpreise und Fasernachfrage zu mindern. Der Schutz der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie die Festigung der langfristigen Partnerschaften mit Lieferanten und Kunden standen dabei im Fokus. Neben dem aktuellen Kampf gegen das Virus und seine Auswirkungen arbeitete das Unternehmen auch in dem so schwierigen Marktumfeld weiter konsequent an der Umsetzung ihrer Nachhaltigkeitsziele.

Die Lenzing Gruppe leistet mit der Umsetzung ihrer Science-based targets einen aktiven Beitrag zur Erreichung des global angestrebten Klimaziels. Lenzing legte sich 2019 strategisch fest, ihre Treibhausgasemissionen pro Tonne Produkt bis 2030 um 50 Prozent zu reduzieren. Das Ziel für 2050 lautet klimaneutral zu sein.*

Die Einführung der ersten CO2-neutralen Fasern unter der Marke TENCEL™, die gemäß dem CarbonNeutral®-Protokoll – dem weltweit führenden Rahmenwerk für CO2-Neutralität – als CarbonNeutral®-Produkte zertifiziert sind, stellt einen weiteren wichtigen Meilenstein aus dem Berichtsjahr dar. Ab Juni 2021 wird Lenzing auch die ersten Lyocellfasern der Marke VEOCEL™ als zertifizierte CarbonNeutral®-Produkte vermarkten.

Förderung der Kreislaufwirtschaft
Im für den Klima- und Ressourcenschutz so bedeutenden Bereich der Kreislaufwirtschaft setzt Lenzing ebenfalls Maßstäbe für die gesamte Faser- sowie Textil- und Bekleidungsindustrie. Um die Ressourceneffizienz zu steigern und eine Lösung für das globale Textilabfallproblem anbieten zu können, entwickelte das Unternehmen etwa die Recyclingtechnologie REFIBRA™. Die REFIBRA™ Technologie ist eine Technologie zur Herstellung von neuen Lyocellfasern auf Basis von Resten aus der Produktion von Baumwollbekleidung und getragenen Kleidungsstücken im kommerziellen Maßstab, und daher ein wichtiger Beitrag zur Förderung der Kreislaufwirtschaft in der Textilindustrie.*

Neues Maß an Transparenz in der Textilindustrie
Neben Umweltschutz stellt auch die Transparenz entlang der Wertschöpfungskette eine große Herausforderung für die Textilindustrie dar. Lenzing bietet in Kooperation mit TextileGenesis™ eine innovative Lösung auf Basis der Blockchain-Technologie an, um dieser gerecht zu werden. Dank der Fibercoin™-Technologie der TextileGenesis™-Plattform können Lenzing und ihre Partner sogenannte „Blockchain Assets“ im direkten Verhältnis zu den physischen Faserlieferungen der Marken TENCEL™ und LENZING™ ECOVERO™ ausgeben. Diese digitalen Assets funktionieren wie ein „Fingerabdruck“ und beugen Fälschungen vor.*

Zielsetzung: Lenzing legt Messlatte höher
Im Rahmen ihrer Nachhaltigkeitsstrategie „Naturally positive“ folgt die Lenzing Gruppe drei strategischen Prinzipien: systemische Veränderungen vorantreiben, Förderung der Kreislaufwirtschaft, Ökologisierung der Wertschöpfungskette.*

*Weitere Informationen finden Sie im Anhang.

In wenigen Wochen geht die Internationale Baumwolltagung Bremen weltweit an den Start. Die Bremer Baumwollbörse und das Faserinstitut Bremen als Organisatoren präsentieren dieses Mal eine zukunftsgerichtete Tagungsplattform im digitalen Format. Für Professionals aus Wissenschaft und Praxis ist sie von überall auf der Welt besuchbar. Neben den Themen wie Produktion, Nachhaltigkeit im Baumwollsektor, neue, spannende Produkte aus Baumwolle gelten die technischen Vorträge als das Herz der Bremer Tagung.

Der technische Fortschritt gewinnt an Dynamik
Die Verfahren der Baumwollverarbeitung werden immer produktiver und intelligenter. Dies verdeutlichen Vorträge aus der Textilforschung und dem Textilmaschinenbau zu Fertigungsprozessen. An beiden Konferenztagen findet jeweils eine Sitzung unter der Leitung von Stefan Schmidt, Referent für Wissenschaft und Technik beim Industrieverband Veredlung, Garne, Gewebe und technische Textilien (IVGT), Frankfurt, statt.

Vorgestellt werden unter anderem:

Aus rezyklierten Rohmaterialen werden neuartige Produkte
Stephan Baz ist Bereichsleiter für Stapelfasertechnologien im Bereich Forschung und Entwicklung des Deutschen Instituts für Textil- und Faserforschung (DITF), Denkendorf. „Wie verhält sich recyceltes Rohmaterial beim Verspinnen?“ Diese Frage diskutiert Baz in seinem Vortrag und bezieht hier unter anderem Baumwolle, Polyester und technische Fasern aus Carbon mit ein.*

Verspinnen von Fasern zu Qualitätsgarnen mit hohem Kurzfaseranteil
‘Spinning with a high short fiber content‘ lautet das Thema eines informativen Vortrages von Harald Schwippl, Leiter der Technologie und Prozessanalytik bei der Maschinenfabrik Rieter AG, Winterthur, Schweiz.*

Verbesserte Kardiertechnologie für mehr Qualität und Produktionsleistung
Ralf Müller ist Leiter Forschung und Entwicklung im Bereich Spinnereitechnologie bei der Maschinenfabrik Trützschler GmbH & Co. KG, Mönchengladbach. In seinem Vortrag stellt Müller ein neues Verfahren zur Regulierung eines optimalen Kardierspaltes als Abstand zwischen der Trommel- und der Deckelgarnitur vor.*

Baumwollverunreinigungen vor Verarbeitung minimieren
Oswald Baldischwieler, Product Manager Online-System bei der Uster Technologies AG, Uster, Schweiz, präsentiert Ergebnisse von Praxisstudien des Total Contamination Control-Systems (TTC) der letzten fünf Jahre aus 236 Spinnereien in neun maßgeblichen Textilproduktionsländern wie China, Indien, Bangladesch, Pakistan, Türkei oder Vietnam.*

Weniger Haarigkeit bei feinfädigen hochwertigen Ringgarnen
Stuart Gordon ist ein führender Wissenschaftler bei der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) in der Abteilung für Landwirtschaft und Ernährung mit Sitz in Waurn Ponds, Victoria, Australien. Die Kontrolle der Haarigkeit von Ringgarnen gilt als wichtiger Forschungsschwerpunkt innerhalb der Ringspinnerei.*

*Weitere Informationen finden Sie im Anhang

In Leinengeweben, in Seilen, als Dämmmaterial: Flachs begleitet die Menschen seit Jahrtausenden. Bis heute. Mit Webbändern aus Flachs macht vombaur die funktionalen und ökologischen Vorteile der Naturfaser für den Leichtbau nutzbar.

Leicht und fest
Flachsfasern sind besonders steif und reißfest. Textilien aus dem Naturmaterial verleihen naturfaserverstärktem Kunststoff (NFK) deshalb besondere Stabilität. Außerdem weist Flachs eine geringe Dichte auf. Die Bauteile verbinden dadurch hohe Steifigkeit und Festigkeit mit geringem Gewicht. Weiteres funktionales Plus: Naturfaserverstärkte Kunststoffe neigen weniger zum Splittern als glasfaserverstärkte Kunststoffe.

Nachhaltiger Werkstoff
Beim Anbau von Flachs wird CO2 gebunden und bei der Produktion von NFK fallen gegenüber konventionellen faserverstärkten Kunststoffen 33 Prozent weniger CO2-Emissionen an. Der Energieverbrauch ist um 40 Prozent niedriger. Das senkt die Produktionskosten und verbessert die CO2-Bilanz des Werkstoffs. Gewichtige Argumente für Naturfaser-Bänder – wie das Flachsband von vombaur – in Leichtbau-Anwendungen.

Circular Economy
Das geht auch im Leichtbau. Die Zahl der Recyclingzyklen ohne Qualitätsverlust liegt bei naturfaser-verstärkten Kunststoffen höher als bei glas- oder carbonfaserverstärkten Kunststoffen: Die thermoplastische Matrix des Composites lässt sich nach einem Lebenszyklus des Produkts aufschmelzen und wiederverwerten. Die Naturfasern können in anderen Produkten – Spritzgussprodukten zum Beispiel – „weiterleben“.

Vielfältige Anwendungen
„Zur Verstärkung von Hightech-Ski dienen Compostites aus unseren Flachsbändern ebenso wie zur Extrusion moderner Fensterprofile – die Einsatzmöglichkeiten sind zahllos“, erklärt Tomislav Josipovic, Sales Manager von vombaur. „Als Entwicklungspartner unterstützen wir mit unseren Composite Textiles unter anderem Anwendungen für Automotive, Windenergie, Bau- oder Sport-Industrie und viele weitere Branchen.“

• Kohlenstoff mit mehreren Leben

Geht es um die Zukunft der motorisierten Mobilität, reden alle vom Antrieb: Wie viel E-Auto, wie viel Verbrenner verträgt die Umwelt und braucht der Mensch? Zugleich stellen neue Antriebe erhöhte Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosse: Für solch anspruchsvolle Anwendungen kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz. Wie der Antrieb der Zukunft, sollten auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein. Deshalb ist Recycling von Carbonfasern gefragt. Lösungen dafür haben Institute der Zuse-Gemeinschaft entwickelt.

Carbonfasern, auch als Kohlenstofffasern oder verkürzt als Kohlefasern bekannt, bestehen fast vollständig aus reinem Kohlenstoff. Sehr energieaufwändig wird er bei 1.300 Grad Celsius aus dem Kunststoff Polyacrylnitril gewonnen. Die Vorteile der Carbonfasern: Sie haben kaum Eigengewicht, sind enorm bruchfest und stabil. Solche Eigenschaften benötigt man z.B. am Batteriekasten von E-Mobilen oder in Strukturbauteilen der Karosserie. So arbeitet das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) aktuell gemeinsam mit Industriepartnern daran, statisch-mechanische Stärken der Carbonfasern mit Eigenschaften zur Schwingungsdämpfung zu verknüpfen, um die Gehäuse von E-Motoren im Auto zu verbessern. Angedacht ist in dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt die Entwicklung sogenannter Hybridvliesstoffe, die neben der Carbonfaser als Verstärkung weitere Faserstoffe enthalten. „Wir wollen, die Vorteile unterschiedlicher Faserstoffe verbinden und so ein optimal auf die Anforderungen abgestimmtes Produkt entwickeln“, erläutert Marcel Hofmann, STFI-Abteilungsleiter Textiler Leichtbau.

Damit würden die Chemnitzer Forschenden bisherige Vliesstoff-Lösungen ergänzen. Sie blicken auf eine 15-jährige Geschichte in der Arbeit mit recycelten Carbonfasern zurück. Der globale Jahresbedarf der hochwertigen Fasern hat sich im vergangenen Jahrzehnt fast vervierfacht, laut Angaben der Industrievereinigung AVK auf zuletzt rd. 142.000 t. „Die steigende Nachfrage hat das Recycling immer stärker in den Fokus gerückt“, betont Hofmann. Carbonfaserabfälle sind ihm zufolge für etwa ein Zehntel bis ein Fünftel des Preises von Primärfasern erhältlich, müssen aber noch aufbereitet werden. Dreh- und Angelpunkt für den Forschungserfolg der recycelten Fasern sind konkurrenzfähige Anwendungen. Die hat das STFI nicht nur am Auto, sondern auch im Sport-Freizeitsektor sowie in der Medizintechnik gefunden, so in Komponenten für Computertomographen. "Während Metalle oder Glasfasern als potenzielle Konkurrenzprodukte Schatten werfen, stört Carbon die Bilddarstellung nicht und kann seine Vorteile voll ausspielen“, erläutert Hofmann.

Papier-Knowhow nutzen
Können recycelte Carbonfasern nochmals den Produktkreislauf durchlaufen, verbessert das ihre CO2-Bilanz deutlich. Zugleich gilt: Je kürzer die Carbonfasern, desto unattraktiver sind sie für die weitere Verwertung. Vor diesem Hintergrund entwickelten das Forschungsinstitut Cetex und die Papiertechnische Stiftung (PTS), beide Mitglieder der Zuse-Gemeinschaft, im Rahmen eines Forschungsvorhabens ein neues Verfahren, das bislang wenig geeignet erscheinende Recycling-Carbonfasern ein zweites Produktleben gibt. „Während klassische Textilverfahren die ohnehin sehr spröden Recycling-Carbonfasern in Faserlängen von mind. 80 mm trocken verarbeiten, beschäftigten wir uns mit einem Verfahren aus der Papierindustrie, welches die Materialien nass verarbeitet. Am Ende des Prozesses erhielten wir, stark vereinfacht gesprochen, eine flächige Matte aus recycelten Carbonfasern und Kunststofffasern“, erläutert Cetex-Projektingenieur Johannes Tietze das Verfahren, mit dem auch 40 mm kurze Carbonfasern zu attraktiven Zwischenprodukten recycelt werden können. Das danach in einem Heißpressprozess entstandene Erzeugnis dient als Grundmaterial für hochbelastbare Strukturbauteile. Zusätzlich wurden die mechanischen Eigenschaften der Halbzeuge durch die Kombination mit endlosfaserverstärkten Tapes verbessert. Das Recyclingprodukt soll, so die Erwartung der Forschenden, glasfaserverstärkten Kunststoffen, Konkurrenz machen, z.B. bei Anwendungen im Schienen- und Fahrzeugbau. Die Ergebnisse fließen nun in weiterführende Forschung und Entwicklung im Kooperationsnetzwerk Ressourcetex ein, einem geförderten Verbund von 18 Partnern aus Industrie und Wissenschaft.

Erfolgreiche Umsetzung in der Autoindustrie
Industriereife Lösungen für die Verwertung von Carbonfaser-Produktionsabfällen werden im Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) entwickelt. Mehrere dieser Entwicklungen wurden mit Partnern beim Unternehmen SGL Composites in Wackersdorf industriell umgesetzt. Die Aufbereitung der so genannten trockenen Abfälle, hauptsächlich aus Verschnittresten, erfolgt nach einem eigenen Verfahren. „Dabei führen wir die geöffneten Fasern verschiedenen Prozessen zur Vliesherstellung zu“, sagt die zuständige Abteilungsleiterin im TITK, Dr. Renate Lützkendorf. Neben den Entwicklungen für den Einsatz z.B. im BMW i3 in Dach oder Hintersitzschale wurden im TITK spezielle Vliesstoffe und Verfahren für die Herstellung von Sheet Molding Compounds (SMC) etabliert, das sind duroplastische Werkstoffe, die aus Reaktionsharzen und Verstärkungsfasern bestehen und zum Pressen von Faser-Kunststoff-Verbunden verwendet werden. Eingang fand dies z.B. in einem Bauteil für die C-Säule des 7er BMW. „In seinen Projekten setzt das TITK vor allem auf die Entwicklung leistungsfähigerer Prozesse und kombinierter Verfahren, um den Carbonfaser-Recyclingmaterialien auch von den Kosten her bessere Chancen in Leichtbauanwendungen einzuräumen“, betont Lützkendorf. So liege der Fokus gegenwärtig auf dem Einsatz von CF-Recyclingfasern in thermoplastischen Prozessen zur Platten- und Profilextrusion. „Ziel ist es, die Kombination von Kurz- und Endlosfaserverstärkung in einem einzigen, leistungsfähigen Prozess-Schritt zu realisieren.“

• Nachhaltiges Bauen mit Carbonbeton: schnell, kostenreduziert, umwelt- und ressourcenschonend

Carbonbeton bringt zahlreiche Vorteile in der bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung mit sich, speziell auch bei der Sanierung von Industriefußböden. Die HITEXBAU GmbH produziert auf Wirkmaschinen neuester Bauart und mit eigenen Beschichtungsanlagen Armierungsgitter für Beton aus Carbon, Basalt und AR-Glas. In einem innovativen, vollautomatischen Prozess können besonders großflächige und vielfältige Hochleistungs-Carbongelege kostengünstig für die Baubranche hergestellt werden. Wie zum Beispiel für die tschechische Firma Immogard s.r.o., die an verschiedenen Standorten Industrieflächen vermietet, u.a. im Industriepark Libravské Údolí. Hier waren rund 3.000 m² Industrieböden in drei Hallen zu sanieren. In Kooperation zwischen HITEXBAU und der Koch GmbH, Kreuztal, einem Spezialisten für Carbonbetonanwendungen im Sanierungsbereich, wurde ein Instandsetzungskonzept erarbeitet.

Spezielle Projektanforderungen: Hohe Traglast auf schwierigen Untergründen

Aufgrund der stark sanierungsbedürftigen Böden und sehr schwieriger Untergründe – minderfester Altbeton mit partiellen Ausbrüchen und Rissen, teilweise mit nicht tragfähigen Beschichtungen – war es wichtig, eine robuste und dauerhafte Lösung zur Erneuerung des Fabrikbodens umzusetzen. Zudem mussten hohe Nutzungsanforderungen als Produktionshalle mit dynamischen Sonderlasten durch bis zu 15 Tonnen schwere Maschinen sowie Staplerverkehr berücksichtigt werden. Die Randbedingungen und Gegebenheiten ergaben zwei Alternativen für die Erneuerung der Hallenböden: Den kompletten Rück- und Neubau der Böden aus Stahlbeton oder die Sanierung mit Carbonbeton.

Bodensanierung mit Carbonbeton: schneller und preiswerter

Nach Kostenermittlung beider Varianten empfahl sich eindeutig die Sanierung mit Carbonbeton. Diese brachte auch weitere, wesentliche Vorteile mit sich: Eine sehr schnelle Instandsetzung mit geringen Ausfallzeiten von lediglich 2 bis 3 Wochen vom Start des Projektes bis zur vollen Belastbarkeit und Nutzung des Bodens mit schweren Maschinen und Staplern. Zum Vergleich: Der vollständige Rück- und Neubau einer Stahlbeton-Bodendecke von 12 cm Stärke, ohne Beschichtung, würde 8 bis 10 Wochen benötigen. Im Kostenvergleich lag die Carbonbeton-Variante ca. 20 % unter der Stahlbeton-Variante. Die Instandsetzung mit Carbonbeton eines weniger geschädigten Bodens ohne Sonderbelastungen ergäbe einen Preisvorteil von über 30 %.

Unterschiedliche Carbon-Gelege: von flexibel bis starr und mit diversen Geometrien

Ziel der Instandsetzung war ein mechanisch stark beanspruchbarer, abriebarmer Boden. Für die neuen Industrieböden der drei Fabrikhallen – eine große Halle mit ca. 2.300 m², eine Halle mit ca. 380 m² und eine Halle mit ca. 600 m² altem Fliesenbelag – kamen je nach Erfordernis unterschiedliche Arten der Untergrundvorbereitung (Stemmen, Fräsen, Schleifen, Kugelstrahlen) zur Ausführung. Nach der Grundierung der Flächen wurden rund 5.000 m² der Carbonbewehrung verlegt. Optimal abgestimmt auf die unterschiedlichen Oberflächen wurden nach vorherigen Tragfähigkeitsberechnungen flexible und starre Gitter-Gelege diverser Geometrien kostenoptimiert verwendet.
     
3.300 m² Bodensanierung mit Carbonbeton in nur 2 bis 3 Wochen

Die Instandsetzung von industriellen Böden mit Carbonbeton erfolgt in sechs zeitnahen, zum Teil abschnittsbezogen, parallellaufenden Schritten: Abfräsen, Kugelstrahlen, Grundieren, Carbon-Gelege aufbringen, Egalisierungsschicht, abriebfeste Deckschicht.