Aus der Branche

87 Prozent des weltweiten Textilabfalls in der Bekleidungsindustrie landen auf Deponien oder werden verbrannt. Von den 13 Prozent, die noch mechanisch weiterverarbeitet werden, enden die meisten Alttextilien als Dämmmaterial (Downcycling). Nicht einmal ein Prozent werden zu hochwertigen Fasern aufbereitet, aus denen wieder neue Kleidung entsteht.
 
Gemeinsam mit Bache Innovative als Antragstellerin hat die Hochschule Niederrhein (HSNR) ein großes Forschungsprojekt gestartet: „KnitCycle – kreislaufgerechte Produktentwicklung für Flachstricktextilien“. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fördert das Vorhaben für zwei Jahre mit insgesamt rund 290.000 Euro, davon fließen 225.000 Euro an die HSNR.
 
Wo Textilabfall recycelt und damit in den Kreislauf zurückgeführt werden kann, muss auch weniger entsorgt werden. Werden Produktionsabfälle und -überhänge vernichtet, ist das nicht nur teuer für die Unternehmen. Für die Herstellung neuer Kleidung müssen auch wieder neue Fasern erzeugt werden. Je nach Faserstoff kommt es dabei zu großem Wasserverbrauch, starkem Pestizid- und Düngemitteleinsatz sowie langen Transportwegen mit hohen CO2-Emissionen.  
 
Die Projektpartner erarbeiten ein Konzept, mit dem gestrickte Produkte so entwickelt werden können, dass sie sich am Produktlebensende durch ein Faser-zu-Faser-Recycling zu hochwertigen Fasern neu aufbereiten lassen. Aus diesen Fasern kann anschließend neues, industriell verarbeitbares Garn für Bekleidung hergestellt werden, das im Idealfall später abermals recycelt werden kann.
 
Unter dem Motto „Design for Recycling“ analysieren die Partner, welche Faktoren und Verfahren am besten geeignet sind, Textilien schon bei ihrer Entstehung so zu planen, dass sie am Produktlebensende optimal recyclingfähig sind. Gleichzeitig dürfen sich Ästhetik, Qualität und Langlebigkeit der Produkte nicht verschlechtern. Die Frage ist also: Welche Parameter im mechanischen Recycling werden benötigt und welche Produkteigenschaften erzielen das beste kreislauffähige Ergebnis?
 
„KnitCycle“ konzentriert sich auf Pulloverwaren und Produkte, die auf Flachstrickmaschinen endformgerecht in Deutschland produziert werden. Dafür liefert und produziert die auf 3D-Strickwaren spezialisierte Firma Bache Innovative eigenes Abfall- und Forschungsmaterial.
 
Unterstützung mit Experten-Knowhow gibt es auch von TURNS Faserkreisläufe. Dieses Unternehmen stellt recycelte Garne aus verschiedenen gebrauchten, ausrangierten Alttextilien her.
 
Die Faser-zu-Faser-Recycling-Versuche finden am hochschuleigenen Forschungsinstitut für Textil und Bekleidung (FTB) statt. Dazu schafft die HSNR von dem Fördergeld eine Reißmaschine für das Textilrecycling an. Hiermit werden vor Ort die optimalen Prozessparameter für das Recycling der jeweiligen Produkttypen ermittelt. Die in diesem Prozess gewonnenen Reißfasern werden dann u.a. mit Unterstützung der Firma Textechno H. Stein GmbH & Co. KG aus Mönchengladbach analysiert und bewertet.

Mittels unterschiedlicher Aufbereitungs- und Spinnverfahren werden aus den Reißfasern anschließend neue Garne hergestellt. Die Forschenden testen, wie sich die Fasern wiederverspinnen lassen – auch in Kombination mit anderen Naturfasern, um mit möglichst hochwertigen neuen Produkten den Produktkreislauf zu schließen.

An Labor-Strickmaschinen erzeugt das FTB-Team erste 2D-Strickproben. Die finalen Strickprodukte aus den recycelten Garnen stellt der Kooperationspartner Bache Innovative her. 

Die Verleihung der Förderpreise 2022 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Fachverband Textilmaschinen an Studierende und Nachwuchsingenieur:innen deutscher Universitäten für Spitzenleistungen im Studium fand am 22. Juni 2022 im Rahmen der Techtextil 2022 in Frankfurt/Main statt. Die bundesweit ausgeschriebenen Förderpreise wurden durch Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, auf dem VDMA-Messestand verliehen. Zum ersten Mal stand bei der Auswahl der eingereichten Arbeiten der Fokus auf Nachhaltigkeit.
 
Frau M. Sc. Marina Andrea Michel wurde mit dem mit 3.500 EUR dotierten Nachhaltigkeitspreis für die „Beste Masterarbeit des Deutschen Textilmaschinenbaues 2022“ geehrt. Ihre am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden Abschlussarbeit beschäftigt sich mit der „Funktionalisierung von Garnen mittels Cyclodextrinen zur Filtration von Mikro- und Nanoplastik, Übertragung auf Gewebe“.
 
Im Fokus stand ein Verfahren zur textilchemischen Ausrüstung von Garn- und Gewebematerialien aus nachwachsenden Rohstoffen mit Cyclodextrinen, die Mikro- und Nanoplastik (MNP) anbinden. Die grundlegenden Erkenntnisse zeigen dabei das Potenzial daraus hergestellter faserbasierter Filter zur deutlichen und nachhaltigen Minimierung der MNP-Belastung, sowohl von lokalen Trinkwasserquellen bis hin zu globalen Wasserkreisläufen, auf. Die Masterarbeit beinhaltet erstmals die innovative Anwendung von Cyclodextrinmolekülen zur Anbindung kleinster Plastikpartikel unterschiedlicher Form und molekularer Zusammensetzung.
 
Simon Hoebel erhielt den mit 3.000 EUR dotierten Nachhaltigkeitspreis „Beste Forschungsarbeit des Deutschen Textilmaschinenbaues 2022“ über die „Weiterentwicklung des Versuchstandes zur Herstellung von flexiblen hochdrapierbaren Thermoplastfaserbandstrukturen aus recycelten Carbonfasern und Thermoplastfasern für hochbelastbare thermoplastische Verbundbauteile“.
 
Das Ziel der prämierten Forschungsarbeit bestand in der Weiterentwicklung eines Versuchstandes sowie eines anwendungsbezogenen technologischen Knowhows zur Entwicklung und Fertigung von unidirektionalen hochdrapierbaren Thermoplastfaserbandstrukturen aus recycelten Carbonfasern (rCF) und Thermoplastfasern (TFS) für hochbelastbare thermoplastische CFK-Bauteile. Im Rahmen der Forschungsarbeit untersuchte Hoebel den gesamten Prozess zur Herstellung von hochdrapierbaren Thermoplastfaserbandstrukturen von der Kardierung, Verstreckung, Banddoublierung und Konsolidierung. Aus den entwickelten rCF-TFS wurden thermoplastische UD-Verbunde gefertigt und ihre mechanischen Eigenschaften charakterisiert. Die Ergebnisse der Studienarbeit zeigen das Potenzial dieser neuartigen Prozesskette und der darauf basierenden leistungsfähigen und nachhaltigen Thermoplastfaserbandstrukturen auf Basis von rCF.

• Mustern aus der Cloud
• SwapKnit – die erste Smart-Machine-Funktion von KARL MAYER revolutioniert die Art der Legebarrensteuerung

Der Blick auf Maschinendaten von überall und zu jeder Zeit, Service-Unterstützung wie vor Ort, aber von weit weg, Mustern aus der Cloud: Die Digitalisierung bietet in der Wirkerei vollkommen neue Möglichkeiten, die KARL MAYER nutzt, um seinen Kunden vielfältige Vorteile für ihr Geschäft zu bieten. Dabei verfolgt der Weltmarktführer eine durchdachte Strategie: Mit koordinierten Innovationsaktivitäten werden vor allem die Aftersales-Betreuung und die Instandhaltung der Maschinen neu gedacht und abgestimmte Angebote in drei Bereichen entwickelt. Diese sind Care Solutions, digitale Lösungen und Smart Machine.

Smart Machine umfasst spezielle Funktionen, hinter denen das Know-how von KARL MAYER steht und mit denen der Kunde seine Produktivität maximieren kann. Zudem ist eine bisher unerreichte Reproduzierbarkeit der Qualität möglich.

Eine erste Lösung hierzu ist SwapKnit. Das neue Musterungskonzept kommt vollkommen ohne Musterscheiben aus, ermöglicht aber trotzdem die für mechanische Legebarrenantriebe typischen hohen Arbeitsgeschwindigkeiten. Grundlage hierfür ist die Vernetzung der Maschine über das Device k.ey mit der Cloud von KM.ON.

• Schnelligkeit bei Betrieb und Musterwechsel
• Legungsbeschaffung per Einzelbezug oder Flatrate
• Beste Artikelreproduzierbarkeit

Weitere Schritte folgen
SwapKnit markiert als erstes Angebot von Smart Machine den Start von digitalen Innovationen, mit denen KARL MAYER seinen Kunden mehr Nutzeffekte durch seine Maschinen bietet. Weitere Neuerungen werden folgen. „Bei unseren Entwicklungsaktivitäten haben wir neben den wichtigen Themen wie mehr Geschwindigkeit und Flexibilität auch ein vereinfachtes Handling und die Möglichkeiten der Automatisierung im Blick. Wir wollen einen maximalen Wirkungsgrad bei minimalem Bedienaufwand“, so Kay Hilbert.

Die Verleihung der Förder- und Kreativitätspreise 2021 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Fachverband Textilmaschinen an Studierende und Nachwuchswissenschaftler:innen deutscher Universitäten für Spitzenleistungen in Studium und Promotion fand am 09. November 2021 im Rahmen der Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference 2021 statt. Die bundesweit ausgeschriebenen Förder- und Kreativitätspreise wurden erneut online durch Herrn Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, verliehen.

Dr.-Ing. Martin Hengstermann wurde mit dem mit 5.000 EUR dotierten Förderpreis beste Dissertation des Deutschen Textilmaschinenbaues 2021 für seine am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden erarbeiteten Dissertation „Entwicklung von Hybridgarnen aus recycelten Carbonfasern und Polyamid 6-Fasern für thermoplastische Verbundbauteile mit hohem Leistungsvermögen“ geehrt.

Gegenstand der Dissertation ist die Entwicklung und Umsetzung von neuartigen Hybridgarnen aus recycelten Carbonfasern (rCF) und Polyamid (PA) 6-Fasern für thermoplastische Verbundbauteile. Diese Hybridgarne können die hervorragenden mechanischen Eigenschaften der rCF im Gegensatz zu bisherigen Lösungen in hohem Maße ausnutzen. Bedingt durch deren spezielle Fasereigenschaften (insbesondere hohe Querkraftempfindlichkeit, Sprödigkeit und fehlende Kräuselung) wurde dafür die Prozesskette der konventionellen Stapelfasergarnherstellung, bestehend aus Krempel, Strecke und Flyer, umfangreich analysiert und technologisch-konstruktiv weiterentwickelt, wodurch erstmalig eine schonende und gleichmäßige Herstellung der Hybridgarne ermöglicht werden konnte.

• Robotik für mehr Produktivität, Flexibilität und beste Arbeitsbedingungen
• Tonnenschwere Entlastung für die Mitarbeiter in der Garnproduktion

Gemeinsam mit ABB, einem Pionier in der Robotik und Automation, entwickelte die HUESKER-Gruppe - einer der weltweit führenden Hersteller von technischen Hochleistungstextilien für Tiefbau, Agrarwirtschaft, Industrie und Leichtbau- einen Prototyp, der gezielt für die Handhabung und Palettierung schwerer Garnrollen eingesetzt wird.

In einer seiner Produktionsanlagen für Basisgarne, die teilweise zu 100 Prozent aus recycelten Materialien stammen, setzt die HUESKER Gruppe jetzt auf die Unterstützung eines Roboters.
„Wir haben uns in jüngster Zeit verstärkt Gedanken darüber gemacht, wie wir Robotik und Automatisierung bestmöglich für uns und unser Personal nutzen können. Bei der Handhabung und Palettierung von Garnrollen, die bis zu 15 Kilogramm auf die Waage bringen, lagen die Vorteile sofort auf der Hand: Roboter entlasten unsere Mitarbeiter von dieser anstrengenden Tätigkeit und geben ihnen die Möglichkeit, höherwertigere Aufgaben zu übernehmen“, betont Dr. F.- Hans Grandin, Geschäftsführender Gesellschafter der HUESKER Gruppe.

In Zusammenarbeit mit dem Unternehmen ABB wurde ein Roboter implementiert, der neben hoher Leistungsfähigkeit auch besonders niedrige Gesamtbetriebskosten aufweist. Aus drei Produktionsmaschinen mit jeweils zwei Entnahmemulden nimmt der Roboter die fertigen Garnrollen zuverlässig auf. Die Mulden befinden sich weit oben und unten –unergonomische Positionen für die Mitarbeiter, die diese Tätigkeit bisher verrichtet hatten. Hinzu kommt: Je nach Produktionsauftrag sind die Garnrollen unterschiedlich in Durchmesser und Gewicht, was für den auf bis zu 150 Kilogramm ausgelegten Roboter kein Problem darstellt. Im Schnitt nimmt er dem Mitarbeiter rund 2,5 Tonnen pro Tag ab.

Auch filigranere Arbeiten kann der Roboter ausführen: Jede fertig produzierte Garnrolle hat ein offenes Fadenende, das gesichert werden muss, um ein Abspulen auf der Palette zu verhindern. Dafür gibt der Roboter die Rolle an eine Bearbeitungsstation, an der ein Klebeetikett angebracht wird, das den Faden fixiert. Zudem hat der automatische Spulenwechsel zur Folge, dass ein so genannter Reservefaden übersteht, welcher in den folgenden Verarbeitungsschritten jedoch nicht benötigt wird. Um ihn zu entfernen, fährt der Roboter die Spule an eine weitere Vorrichtung, wo der Faden mit einem Heizdraht abgebrannt und abgesaugt wird.

Für die Palettierung setzt der Roboter die Spulen hochkant und auf eine Palette. Sobald eine Ebene voll bepackt ist, entnimmt er eine Zwischenlage aus einem Magazin und legt sie passgenau auf. Anschließend folgt das Bestücken der Maschinen mit Leerhülsen, um so den Produktionsbetrieb zu unterstützen.

Die Mitarbeiter überwachen und assistieren sporadisch, etwa wenn eine fertige Palette abtransportiert, Zwischenlagen aufgefüllt oder Leerhülsen nachgefüllt werden müssen. Diese Aufgaben nehmen nur wenig Zeit in Anspruch und fallen pro Schicht höchstens ein- bis zweimal an. Somit läuft die gesamte Anlage, bis auf diese kurzen Unterbrechungen, nahezu autonom.

Nach erfolgreicher Implementierung der ersten Automatisierungsanlage sieht HUESKER viel Potenzial darin, Robotik für weitere Anwendungen zu nutzen – etwa für die der Garnproduktion direkt vorgelagerten Prozesse. Auf diese Weise werden durchgängige Automatisierungslinien geschaffen, die dem Unternehmen helfen, Produktivität und Flexibilität zu steigern sowie die Arbeitsbedingungen für seine Mitarbeiter weiter zu verbessern.