Aus der Branche

• JEC GROUP und AVK starten ein neues Composites Event für die D-A-CH Region

JEC Group und die AVK, der Verband der verstärkten Kunststoffe in Deutschland, haben ihre Kräfte gebündelt um eine jährliche Veranstaltung für die D-A-CH-Region zu organisieren, die der kompletten  Composites Wertschöpfungskette und deren Anwendungsbereichen gewidmet ist. Das erste JEC Forum DACH, das in Format und Inhalt einzigartig ist, findet vom 23. bis 24. November 2021 im Forum der Messe Frankfurt statt. Die Veranstaltung wird jedes Jahr an einem anderen Standort stattfinden, um die Dynamik und Vielfältigkeit der Verbundwerkstoffindustrie in den verschiedenen Ländern der D-A-CH Region hervorzuheben.

JEC Group startet in Zusammenarbeit mit der AVK das JEC Forum DACH. Die Veranstaltung ist in ihrem Format einzigartig und wird jedes Jahr in verschiedene Städte der D-A-CH-Region verlegt. Diese erste Ausgabe findet vom 23. bis 24. November 2021 in Frankfurt am Main statt.

Das JEC Forum DACH umfasst Geschäftstreffen zwischen Sponsoren und Teilnehmern sowie Fachseminare. Die Veranstaltung präsentiert exklusive Inhalte wie ein umfangreiches Konferenzprogramm, den jährlichen AVK-Marktbericht - auch über Live-Streaming für Remote-Teilnehmer verfügbar - und nicht zuletzt die renommierten AVK-JEC Innovation Awards.

Der JEC Startup Booster-Wettbewerb wird erstmals auch in der D-A-CH-Region eingeführt. Das JEC Forum DACH bietet außerdem Firmenbesuche an, während derer Teilnehmer am 25. November wichtige Akteure des lokalen Compositesmarktes besichtigen können.

Das Hauptziel dieser Veranstaltung ist, die dynamische Verbundwerkstoffindustrie in dieser Region zu unterstützen und das Geschäft nach einer herausfordernden und komplexen Zeit wieder aufzubauen. Das agile Format  des JEC Forum DACH wird sich jedes Jahr auf einen anderen Anwendungsbereich sowie regionale Besonderheiten im Zusammenhang mit Verbundwerkstoffen konzentrieren. Das Endziel ist, das Geschäft aufzubauen, sich mit der lokalen Industrie und deren Hauptakteuren wie Universitäten, Forschungs- und Entwicklungszentren und Unternehmen jeder Größe zu verbinden und diese zu erreichen, um den Geschäfts- und Innovationsgeist zu fördern.

Der internationale Technologiekonzern ANDRITZ erhielt von Chongqing Double Elephant Microfiber Material Co., Ltd., China, den Auftrag zur Lieferung von vier neuen Nadelvlieslinien für die Produktion von Vliesstoffen. Die Montage und die Inbetriebnahme der Linien sind für das vierte Quartal 2021 geplant.

Die Nadelvlieslinien von ANDRITZ sind für die Verarbeitung von sogenannten „Islands-in-the-sea-Fasern“, die vorwiegend zur Herstellung von hochwertigen Kunstlederprodukten eingesetzt werden, ausgelegt. Nach Fertigstellung werden die Linien 30 Millionen Meter Mikrofaser-Vliesstoffe pro Jahr erzeugen.

Die Produktionslinien sind mit einer ANDRITZ-Krempel und dem neu entwickelten Profile®-Kreuzleger sowie dem fortschrittlichen geschlossenen Kreislaufsystem ProWid von ANDRITZ ausgestattet. Mit diesem System können die Gleichmäßigkeit des Gewichts (CV-%) im gesamten Produkt online überwacht sowie die durch den Verfestigungsprozess verursachten Änderungen in der Gewichtsverteilung vorhergesagt werden. Darüber hinaus kann das Bahngewicht durch eine kontrollierte Dehnung reduziert werden, wodurch das bei herkömmlichen Kreuzlegeverfahren auftretende Problem der Faseranhäufungen an den Rändern gelöst wird. Sowohl das Gewicht als auch die Gleichmäßigkeit des Produkts können durch die – über die an der ANDRITZ-Messstation eingestellte – geschlossene Kreislauffunktion automatisch angepasst werden.

Chongqing Double Elephant Microfiber Material Co., Ltd., eine 100-prozentige Tochtergesellschaft der börsennotierten Wuxi Double Elephant Microfiber Materials Co., Ltd., hat ihren Sitz in der Changshou National Economic and Technological Development Zone der Stadt Chongqing. Das Unternehmen ist im Bereich Forschung, Entwicklung und Fertigung von Mikrofasergeweben, PU-Kunstleder sowie PU-Harz tätig.

• Nach rund 45 Jahren am Standort in der Spengergasse in Wien ist das OETI (Institut fuer Oekologie, Technik und Innovation GmbH) nun umgezogen!
• In knapp vier-jähriger intensiver Planungs- und Bauzeit wurde ein Niedrigenergie-Neubau, der CO2 neutral betrieben wird, errichtet.

Ab 15.03.2021: Klimafreundlicher, vollwertiger Laborstandort innerhalb der TESTEX Gruppe

Das „OETI – Institut fuer Oekologie, Technik und Innovation GmbH“ wurde vor fast 55 Jahren gegründet und ist ein Prüfinstitut für Textilien, persönliche Schutzausrüstungen und Fußbodentechnik mit Hauptsitz in Wien und 13 weiteren Niederlassungen weltweit. Darüber hinaus ist das OETI Gründungsmitglied der Internationalen OEKO-TEX® - Gemeinschaft. Die Internationale Gemeinschaft für Forschung und Prüfung auf dem Gebiet der Textil- und Lederökologie bietet unabhängige Zertifizierungen und Produktlabels. Seit 1992 ermöglicht OEKO-TEX® Unternehmen entlang der textilen und Leder-Kette und allen Verbraucherinnen und Verbrauchern, verantwortungsvolle Entscheidungen für gesundheitlich unbedenkliche, umweltfreundliche und fair hergestellte Produkte zu treffen.

Passend zu diesem Nachhaltigkeitsfokus, war es dem OETI und seiner Muttergesellschaft, der Schweizer TESTEX AG, ein Anliegen das neue OETI-Hauptquartier in Niedrigenergiebauweise zu errichten und CO2-neutral zu betreiben. Um diese Ziele zu erreichen, wurden höchste Wärmedämmung und energietechnische Optimierung eingesetzt, während die CO2-neutrale Stromversorgung aus der hauseigenen Photovoltaikanlage und durch heimische erneuerbare Energie gespeist wird.

Das neue Hauptquartier bietet bis zu 75 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern auf 2.500m2 Platz und beeindruckt mit hellen und technisch bestens ausgestatteten Büroflächen. Auch die Laborbereiche, das analytisch/chemische Labor und das mechanische Labor, wurden nach den neusten Methoden und Techniken konzipiert. Damit wird das OETI, neben seiner Schweizer Muttergesellschaft TESTEX AG, zum zweiten vollwertigen Laborstandort innerhalb der gesamten, globalen TESTEX Gruppe.

Details zu Planung und Bau

Aufgrund des guten Geschäftserfolges entscheidet sich das OETI im Jahr 2017 den Hauptsitz in Wien auszubauen und erwirbt noch im selben Jahr ein Grundstück für den Bau eines eigenen Geschäftsgebäudes in Liesing, dem 23. Wiener Gemeindebezirk. Der Neubau soll dem innovativen Geist des Prüfinstitutes gerecht werden. Deshalb schreibt das OETI einen Wettbewerb aus und entscheidet sich aus zahlreichen Bewerbern für das österreichische Architekturbüro „Forum Architekten“. „Forum Architekten“ ist bekannt für seine kreativen Lösungsfindungen und hat bereits unterschiedlichste Gebäude vom Flughafenterminal, bis hin zum Hörsaal und privaten Wohnbauten entworfen.
Nach intensiver Planungsphase startet das Projekt im Oktober 2019 in die Bauphase. Um trotz anhaltender Pandemie den Zeitplan für den Einzug Mitte März 2021 halten zu können, arbeiten zeitweise rund 70 Handwerker auf der Baustelle.

• Renate Lützkendorf am TITK verabschiedet – Thomas Reußmann übernimmt

Zum 31. Januar 2021 verließ Dr.-Ing. Renate Lützkendorf, Leiterin der Abteilung Textil- und Werkstoff-Forschung, das Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e.V. (TITK). Nach 29 Jahren erfolgreicher Tätigkeit ging die 65-Jährige in den Ruhestand. Ihr bisheriger Stellvertreter Dr.-Ing. Thomas Reußmann übernimmt die Funktion – und damit ein 30-köpfiges Team aus Wissenschaftlern, Technikern und Laboranten.

Renate Lützkendorf hatte 1992 am TITK als wissenschaftliche Mitarbeiterin begonnen. 2001 übernahm sie den Bereich Textil- und Werkstoff-Forschung. Seitdem war Thomas Reußmann (55) bereits ihr Stellvertreter. Standen in diesem traditionsreichen Forschungsfeld zunächst noch Lösungen für die Bekleidungsindustrie im Mittelpunkt, so verlagerte sich der Fokus immer mehr auf technischen Anwendungen von textilen Halbzeugen, textilen Laminaten, faserverstärktem Gummi/Elastomeren und Faserverbundwerkstoffen. Ein wichtiges Feld ist heute die Material- und Prozessentwicklung für die Automobilindustrie, insbesondere faserverstärkte Kunststoffe mit hohem Leichtbaupotenzial bei gleichzeitig besonders nachhaltigem Materialeinsatz.

Thomas Reußmann war nach einem Maschinenbau-Studium in der Fachrichtung Kunststofftechnik ab 1992 zunächst in der TITK-Tochter OMPG als wissenschaftlicher Mitarbeiter tätig. 1996 wechselte er dann ans TITK in die Abteilung Textil- und Werkstoff-Forschung. Kurz darauf promovierte er zum Thema „Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von Langfasergranulat mit Naturfaserverstärkung“.

Die erfolgreiche Arbeit der Abteilung möchte er als Leiter kontinuierlich fortführen. Seine Vorgängerin Renate Lützkendorf ist noch in einige Vorhaben involviert. So betreut sie für das TITK weiter das mit der GFE Schmalkalden begonnene Projekt ProHyMaTh („Prozesstechnologien für Hybride Materialien im Thüringer Wald“).

Computergestützte Simulationen auf der Mikro- und Mesoskala sind ein entscheidender Durchbruch in der Materialforschung und Materialentwicklung. Über 180 namhafte Unternehmen und Forschungseinrichtungen weltweit arbeiten mit der Simulationssoftware GeoDict^®.

Die Math2Market GmbH wurde 2011 als Spin-off des Fraunhofer ITWMs in Kaiserslautern gegründet. Die Software-Entwicklung hatte bereits 2001 begonnen und seitdem wird die Funktionalität von GeoDict^® mit Kunden ausgebaut.

Die Simulationssoftware GeoDict^® integriert aktuelle Forschung und leistungsstarke Softwareentwicklung in eine anwenderfreundliche Lösung, die den gesamten Workflow der Material- und Werkstoffentwicklung digital abbildet. Die ausgezeichnete Bildverarbeitung von 2D- oder 3D-Bilddaten (µCT, FIB/SEM) mithilfe künstlicher Intelligenz ermöglicht eine präzise Charakterisierung und Analyse der Mikrostruktur eines Materials. GeoDict^® ist in der Lage, große 3D-Bilddatensätze innerhalb kürzester Zeit auszuwerten und zuverlässige Vorhersagen zum Materialverhalten unter verschiedenen Bedingungen durch Simulation zu treffen. Die digitalen Messergebnisse können dann grafisch dargestellt und im weiteren Entwicklungsprozess eingesetzt werden.

Simulationslösungen für:

• Filtermedien, Filterelemente, Membranen, Katalysatoren, Benzinpartikel- und Dieselpartikelfilter
• Batteriematerialien (Kathoden, Anoden, Separatoren, uvm.), Brennstoffzellen
• Werkstoffentwicklung und -forschung (z.B. technische Textilien, Vliesstoffe, Gewebe, Verbundwerkstoffe, Schäume, Keramiken, uvm.)
• Digitale Gesteinsphysik und Gesteinsanalyse

• Nachhaltigkeit Technischer Textilien – Von rezyklierten Carbonfasern und faserschonender Verarbeitung im Projekt futureTEX
• Dr. Hagen Hohmuth, Leiter Forschung und Entwicklung bei der Tenowo GmbH, im Interview mit Diana Walther und Dr. Ina Meinelt von der P3N MARKETING GMBH

Nicht nur der Name veränderte sich im Laufe der Jahre – auch die kontinuierliche Weiterentwicklung der Produktpalette durch eigene Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten stellt als entscheidender Wachstumstreiber den langfristigen Erfolg der Tenowo GmbH sicher. Das ursprünglich auf gewebte Einlagen und Taschenfutterstoffe sowie Vliesstoffe für die Bekleidungsindustrie spezialisierte Unternehmen gehört im Bereich der technischen Anwendungen mittlerweile zu den weltweit führenden Unternehmen in der Vliesstoffbranche.

Mit ca. 690 Mitarbeitern an Standorten in Europa, Nordamerika, China und Mexiko nimmt Tenowo eine wegweisende Stellung in der Entwicklung und Herstellung innovativer technischer Textilprodukte und Vliesstoffe ein. Bereits seit mehreren Jahren ist Dr. Hagen Hohmuth der Leiter für Forschung und Entwicklung bei der Tenowo GmbH. In dieser Zeit hat er entscheidend zur Weiterentwicklung des Unternehmens beigetragen. In futureTEX war das Unternehmen im abgeschlossenen Vorhaben RecyCarb involviert und arbeitet jetzt im Vorhaben HPF-Garnitur mit.

Drei Fragen an Dr. Hagen Hohmuth, Leiter Forschung und Entwicklung bei der Tenowo GmbH

• Welche Ziele verfolgen Sie mit Ihrer Arbeit im Projekt futureTEX?

Die Tenowo GmbH befasst sich seit 2010 mit der Verarbeitung von rezyklierten Carbonfasern (rCF) zu einem Vliesstoff. Vliesstoffe sind günstige Alternativen zu etablierten Textilien wie z. B. Geweben und Gelegen, welche neue Eigenschaften in faserverstärkten Strukturen realisieren können. Daher war es uns wichtig das Thema rCF maßgeblich mitzugestalten. Die Ergebnisse aus dem Vorhaben RecyCarb sprechen für sich. Wir haben viele wertvolle Erkenntnisse für die zukünftige Arbeit mit Carbonfasern aus dem Recycling gewonnen. Als Vliesstoffhersteller stehen wir zudem vor der Herausforderung, dass bei der Verarbeitung von Hochleistungsfasern, wie z. B. Carbon, vor allem an den metallischen Arbeitselementen, beispielsweise Garnituren der Krempel, eine erhöhte Abrasion (Abschabung) auftritt. Diese führt zu vorzeitigem Verschleiß der Garnituren und erhöhten Prozesskosten. Gemeinsam mit unseren Partnern haben wir es uns zur Aufgabe gemacht, durch optimierte Krempelgarnituren und angepasste Online-Überwachung eine verbesserte Qualität für Vliesstoffe aus Hochleistungsfasern bei längerer Standzeit zu erzielen.

•  In welchem Vorhaben arbeiten Sie aktiv mit? Was sind Ihre Aufgaben?

Tenowo war im abgeschlossenen Umsetzungsvorhaben RecyCarb aktiv. Als Industriepartner haben wir die Verschnittabfälle sowie die zurückgewonnenen Carbonfasern der anderen Partner aufbereitet und zu verschiedenartigen Vliesstoffen weiterverarbeitet. Nach ausgiebigen Tests im Technikumsmaßstab am STFI mittels Krempelverfahren und anschließender Verfestigung durch Vernadelung sowie mittels Malimoverfahren zu Vliesstoffen konnten wir die Verarbeitung im Industriemaßstab erfolgreich in unserer Fertigung demonstrieren. Aktuell arbeiten wir mit weiteren Partnern im Umsetzungsvorhaben HPF-Garnitur. Im Umsetzungsvorhaben wird sowohl die Krempelgarnitur hinsichtlich ihrer Materialoberfläche und Zahnung optimiert als auch ein digitales Monitoringsystem zur Überwachung des Abnutzungsgrades entwickelt. Durch die optimierten Garnituren wird eine schonendere Verarbeitung der Fasern und somit eine höhere Vliesstoffqualität erzielt. Wir werden hier als Industriepartner vor allem die Anpassung, Validierung und Verifizierung der Verschleißanalyse gewährleisten sowie die optimierte Krempelgarnitur auf unseren Anlagen testen und einsetzen.

• Welchen Mehrwert möchte Ihr Unternehmen aus der Arbeit in futureTEX ziehen?

Generell ist der rCF-Markt global und zielt noch auf Nischen, in denen Faktoren wie z. B. Leichtbaupotenzial oder Leitfähigkeit wichtig sind. Tenowo zählt zu den ersten kommerziellen Anbietern, die sowohl selbst rCF-Vliesstoffe produzieren und vermarkten als auch mit kundeneigenen rCF-Langfasern im Lohn individuelle Vliesstoffe anbieten können. Dies sind nicht mehr ausschließlich Produktionsreste, die als Rezyklat in dieselben Produkte zurückgeführt werden, sondern auch Rezyklatströme aus der Entsorgung, die in neuen Produkten Verwendung finden. Mit den Erkenntnissen aus den beiden Vorhaben möchten wir unsere Produktpalette stärken und gleichzeitig deren Qualität optimieren.

Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) sind einer von fünf Gewinnern des „Ideenwettbewerbs Bioökonomie - Innovationen für den Ländlichen Raum“, der vom Ministerium für Landwirtschaft und Verbraucherschutz Baden-Württemberg erstmals ausgerufen wurde. Ausgezeichnet wurden Beiträge zum Klimaschutz, zur Ressourceneffizienz, zum Schutz der Umwelt und der Biodiversität sowie zur Entwicklung des ländlichen Raums. Am 25. November 2020 wurde der Preis von Ministerialdirektorin Grit Puchan während des 5. Bioökonomietags überreicht. Die DITF erhalten den Preis für ihre Forschung an nachhaltigen Carbonfasern. Der Pitch-Vortrag von Dr. Frank Hermanutz und Dr. Antje Ota erhielt zudem auch noch den Publikumspreis.

Ionische Flüssigkeiten (ionic liquids, IL) sind der Schlüssel zu nachhaltigen biobasierten Fasern für vielfältige Anwendungen in der Industrie. 2003 hat Dr. Frank Hermanutz mit seinem Team gemeinsam mit der BASF SE ein innovatives Lösungsmittel für Biopolymere, also Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen, entdeckt. Auf dieser Basis wurden mit der patentierten HighPerCell®-Technologie Cellulosefilamentfasern entwickelt, die aufgrund ihrer spezifischen Fasereigenschaften als technische Fasern eingesetzt werden können. Sie sind zum Beispiel Ausgangsprodukt für cellulosebasierte Carbonfasern.

Carbonfasern werden vor allem im Fahrzeugbau eingesetzt, gewinnen aber auch im Bauwesen an Bedeutung. Sie sind äußerst hitzebeständig und belastbar. Herkömmliche, nicht auf Biopolymeren basierende Carbonfasern sind allerdings derzeit noch sehr teuer und ihre Herstellung belastet die Umwelt. Die Carbonfaserherstellung auf der Basis von Cellulose würde nicht nur die Umwelt schonen, sondern auch die Energiekosten senken. Für die Gewinnung von Zellstoff bietet sich zum Beispiel die heimische Buche an. Wissenschaftler des Kompetenzzentrums Biopolymerwerkstoffe der DITF bringen dieses neue Verfahren in das im April 2020 vom Land Baden-Württemberg gegründete Technikum Laubholz (TLH) ein. Dort wird die Technologie in enger Zusammenarbeit mit beteiligten Industriefirmen praktisch umgesetzt.

Hochleistungsfasern aus Cellulose sind für viele weitere Anwendungen geeignet, wie zum als Verstärkungsfasern im Beton oder als Bestandteil von sortenreinen Verbundwerkstoffe.

„Schon bald könnten biopolymerbasierte Werkstoffe die gleichen Eigenschaften aufweisen wie erdölbasierte Materialien. Das wäre ein enormer Beitrag zum Ressourcenschutz und zur Umweltverträglichkeit“ erklärt Frank Hermanutz.

Die Jury des Ideenwettbewerbs würdigt diese Forschungsleistung für Umweltschutz und Nachhaltigkeit mit dem Bioökonomie-Innovationspreis.

Der bayerische Viskosespezialfaserhersteller Kelheim Fibres ist Partner der European Technology Platform for the Future of Textiles and Clothing (ETP) in zwei strategischen Programmen: „Bio-Based Fibres“ und „Circular Economy“.

Im Sinne der immer wichtigeren Nachhaltigkeitsdiskussion vollziehen sich gerade fundamentale Veränderungen innerhalb der textilen Kette. Dem tragen die jeweils dreijährigen Programme „Bio-Based Fibres“ und „Circular Economy“ des ETP Rechnung. Es geht darum, Schlüsselfiguren aus Industrie und Forschung zusammenzubringen und gemeinsam eine Langzeitstrategie zu entwickeln, um die nachhaltige Neuausrichtung der Europäischen Textilindustrie aktiv zu gestalten.

„Wir stellen seit beinahe 85 Jahren bio-basierte Fasern her – sie bestehen aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz und sind am Ende ihres Lebenszyklus vollständig biologisch abbaubar. Als Alternative zu erdölbasierten Materialien finden diese Fasern mehr und mehr Anklang in den verschiedensten Einsatzgebieten. Das liegt auch daran, dass wir unsere Spezialfasern während des Produktionsprozesses ganz gezielt mit den jeweils geforderten Eigenschaften funktionalisieren können. Im Hinblick auf die Performance müssen sie sich nicht hinter synthetischen Materialien verstecken“, erklärt Dr. Marina Crnoja-Cosic, Leiterin der Abteilung New Business Development bei Kelheim Fibres.

Zu Kelheims Nachhaltigkeitsanspruch gehört aber auch, den gesamten Lebenszyklus der Produkte zu betrachten. Wenn aus einem Textil am Ende seines Gebrauchs der Rohstoff für neue Fasern und neue Produkte entstehen kann, ist das für Crnoja-Cosic ein großes Plus in Puncto Nachhaltigkeit. „Wir wollen das Bestmögliche – biobasierte Fasern UND Kreislaufwirtschaft sind der Weg dahin.“

• Für die Zukunft aufgestellt: Prüflabore von DITF und ITVP auf DIN EN ISO/IEC 17025:2018 umgestellt

Das Prüflabor Textiltechnik und Technische Textilien der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) sowie das Prüflabor der ITV Denkendorf Produktservice GmbH (ITVP) wurden erfolgreich nach der aktuellen DIN EN ISO/IEC 17025:2018 „Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien“ akkreditiert. Das Prüflabor der DITF hat am 13. Oktober 2020 seine Akkreditierungsurkunde erhalten, die DITF-Tochter ITVP erhielt die Urkunde bereits am 31. August 2020.

Im Frühjahr dieses Jahres hatte die Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH (DAkkS) beide Labore umfangreich begutachtet. Dabei wurde festgestellt, dass alle regulatorischen Anforderungen in den Bereichen Personal, Validität der Prüfergebnisse sowie dem Umfang mit Risiken und Chancen erfüllt und umgesetzt werden.

Die erfolgreiche Akkreditierung ist das Ergebnis eines ausführlichen Umstrukturierungsprozesses. „Beide Labore sind mit der Akkreditierung nach der neuen Norm bestens für die Zukunft gerüstet und können ihren Kunden weiterhin einen Service auf gewohnt hohem Niveau bieten“ freut sich Kathrin Thumm, die an den DITF und bei der ITVP für das Qualitätsmanagement verantwortlich ist.

• 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.“