Aus der Branche

• Mehr als 30 führende Unternehmen aus dem Chemie- und Werkstoffsektor begrüßen die jüngsten Positionspapiere aus Brüssel, Berlin und Düsseldorf

Die politischen Voraussetzungen für erneuerbaren Kohlenstoff aus Biomasse, CO2 und Recycling zur Vermeidung fossilen Kohlenstoffs in der Chemie- und Werkstoffindustrie haben sich in Europa grundlegend verändert. Erstmals wird in den Verlautbarungen von Politikern aus Brüssel und Deutschland berücksichtigt, dass eine Dekarbonisierung allein nicht ausreicht und es wichtige Industriezweige mit gleichbleibendem oder gar wachsendem Kohlenstoffbedarf gibt. Nun erfahren die nachhaltige Deckung dieses Kohlenstoffbedarfs und die Einführung nachhaltiger Kohlenstoffkreisläufe erstmals Beachtung auf der politischen Bühne. Beides ist entscheidend, wenn man die Chemie- und Werkstoffindustrie nachhaltiger aufstellen will.

Das Ziel besteht dabei in der Schaffung nachhaltiger Kohlenstoffkreisläufe. Hierzu ist ein umfassendes Kohlenstoffmanagement aus erneuerbaren Quellen erforderlich. Dazu zählt Kohlenstoff aus Biomasse, CO2-Abscheidung und -Verwendung (CCU) – wobei die industrielle CO2-Nutzung ein wesentlicher Bestandteil ist – sowie mechanisches und chemisches Recycling von Kohlenstoff. Schließlich wird nur die Nutzung solch erneuerbarer Kohlenstoffströme eine echte Entkopplung der Chemie- und Werkstoffindustrie von fossilen Kohlenstoffträgern ermöglichen. Und nur so kann die Chemieindustrie weiterhin Rückgrat der modernen Gesellschaft bleiben und nachhaltiger werden, um die weltweiten Klimaziele zu erreichen.

Hauptziel der Renewable Carbon Initiative (RCI) ist es daher, eine intelligente Umstellung vom fossilen hin zum erneuerbaren Kohlenstoff zu unterstützen. Dazu soll mehr und mehr Kohlenstoff aus Biomasse, CO2 und Recycling genutzt werden, anstatt zusätzlichen fossilen Kohlenstoff aus der Erde zu entnehmen. Und das ist sehr wichtig, da 72 % der menschengemachten Treibhausgasemissionen unmittelbar mit fossilem Kohlenstoff zusammenhängen. Die RCI fördert dabei alle verfügbaren Träger erneuerbaren Kohlenstoffs, jedoch sind die politischen Voraussetzungen unterschiedlich – je nachdem, ob es gerade um
Kohlenstoff aus Biomasse, aus Recycling oder aus CO2-Abscheidung und -Verwendung (CCU) geht. Insbesondere das CCU-Verfahren wird bislang weder im europäischen Green Deal noch im Paket Fit for 55 berücksichtigt.

Dies dürfte sich nach dem Kommuniqué der europäischen Kommission vom 15. Dezember zu „Nachhaltigen Kohlenstoffkreisläufen“ nun grundlegend ändern. Darin wird eine Haltung vertreten, die einen wichtigen Schritt in die richtige Richtung markiert und zeigt, dass das Thema des eingebetteten Kohlenstoffs im politischen Mainstream angekommen ist. Dies lässt sich auch an aktuellen Äußerungen von Mitgliedern des europäischen Parlaments und am sechsten IPCC- Gutachten ablesen, das demnächst erscheinen soll. Inzwischen wird das CCU-Verfahren als vielversprechende Lösung für nachhaltige Kohlenstoffkreisläufe und als potentiell nachhaltige Alternative für die Chemie- und Werkstoffindustrie angesehen. Zudem taucht der Begriff der „Entfossilisierung“ (Defossilisation) in den politischen Debatten in
Brüssel immer häufiger auf und ergänzt bzw. ersetzt den Begriff der Dekarbonisierung in Bereichen, in denen Kohlenstoff unverzichtbar ist. Die Europa-Abgeordnete Maria da Graça Carvahlo gehört zu einer ganzen Reihe von Politikern in Brüssel, die das CCU-Verfahren für eine wichtige Zukunftsindustrie halten. Die Politik hat das Thema also erkannt und es entwickelt sich eine gewisse Dynamik für CCU. Dabei ist auch die Erwähnung von CCU für eine künftige Politik zur Kohlenstoffentnahme und im Rahmen der Überarbeitung des Emissionshandelssystems (ETS) zu erwähnen.

Da die neuen Grundsatzpapiere exakt mit der Strategie der RCI übereinstimmen, unterstützen die mehr als 30 Verbandsmitglieder die neue Entwicklung mit  Nachdruck und sind bereit, die Politik mit Daten und detaillierten Vorschlägen zu versorgen. So sollen die Schaffung nachhaltiger Kohlenstoffkreisläufe und ein solides Kohlenstoffmanagement aktiv unterstützt werden. Es folgt ein Überblick über die einschlägigen politischen Grundsatzpapiere.

Brüssel: Kommuniqué zu „nachhaltigen Kohlenstoffkreisläufen“
Am 15. Dezember veröffentlichte die EU-Kommission ein Kommuniqué zum Thema „nachhaltige Kohlenstoffkreisläufe“. Erstmals wird darin die wichtige Rolle des Kohlenstoffs für verschiedene Industriezweige klar benannt. Zu den wichtigsten Aussagen des Papiers gehört die erstmals uneingeschränkte Anerkennung des CCU-Verfahrens als Lösung für die Kreislaufwirtschaft unter Einschluss CCU-basierter Kraftstoffe. Das Kommuniqué unterscheidet im Bereich der Kohlenstoffbeseitigung zwischen biologischem, fossilem und direkt aus der Luft entnommenem CO2 und kündigt zudem eine genaue Überwachung der
einzelnen CO2-Ströme an. Doch nicht nur das CCU-Verfahren wird als wichtiger Eckpfeiler für die Zukunft angesehen, sondern auch Kohlenstoff aus der Bioökonomie. Hier wird der Begriff des „Carbon Farming“
aufgegriffen, der sich auf ein besseres Bodenmanagement bezieht. Damit soll die Kohlenstoffbindung in lebender Biomasse, totem organischem Material und Böden durch eine verbesserte Kohlenstoffbindung oder geringere Kohlenstoffemissionen verbessert werden. Zwar ist dieListe natürlicher Kohlenstoffspeicherverfahren unserer Auffassung nach nicht abschließend; dennoch befürworten wir die Haltung des Grundsatzdokuments, ein nachhaltiges Boden- und Forstmanagement als eine wichtigere Grundlage für die Bioökonomie zu beachten als lediglich die Bodennutzung als Kohlenstoffsenke. Überraschend ist, dass chemisches Recycling in dem Kommuniqué an keiner Stelle erwähnt wird, obwohl es eine weitere alternative Kohlenstoffquelle darstellt, mit der sich fossiler Kohlenstoff aus der Erde (in Form von Rohöl, Erdgas oder Kohle) ersetzen lässt.

Berlin: Der Koalitionsvertrag der neuen Regierung – „Mehr Fortschritt wagen. Bündnis für Freiheit, Gerechtigkeit und Nachhaltigkeit“
Ganz Europa wartet gespannt darauf, wie die neue deutsche Regierung aus Sozialdemokraten, Grünen und Freidemokraten die deutsche Klimapolitik gestalten wird. Die neue Reformagenda konzentriert sich insbesondere auf die Solar- und Windenergie sowie Wasserstoff. Die Solarenergieleistung soll bis 2030 auf 200 Gigawatt gesteigert werden. Zudem sollen zwei Prozent der Landesfläche für Windkraftanlagen genutzt werden. Für grünen Wasserstoff soll eine Wasserstoffinfrastruktur aufgebaut werden, die in Zukunft das Rückgrat des Energiesystems bilden soll. Sie wird außerdem für synthetisch erzeugte Treibstoffe und eine nachhaltige Chemieindustrie benötigt. Darin kann man ein klares Bekenntnis zum CCU- Verfahren erkennen. Einen weiteren Schwerpunkt bilden die Themen Kreislaufwirtschaft und Recycling. Eine höhere Recyclingquote und ein produktspezifischer Mindestgehalt an Recyclingmaterialien und sekundären Rohstoffen soll auf europäischer Ebene verankert werden. Zudem findet sich Im Koalitionsvertrag sich ein klares Bekenntnis zum chemischen Recycling. Mit Blick auf die sogenannte „Plastiksteuer“ in Höhe von 0,80 EUR pro Kilogramm nicht recycelter Plastikverpackung steht der Branche eine große Veränderung ins Haus. Die Steuer wurde bereits von der EU eingeführt, von den meisten Mitgliedstaaten aber nicht oder nur eingeschränkt an Hersteller und Händler weitergegeben. Die neue deutsche Regierung plant nun, die Steuer in voller Höhe auf die Branche umzulegen.

Düsseldorf: Kohlenstoff für den Klimaschutz – Die nordrhein-westfälische Strategie für das Kohlenstoffmanagement
Die RCI begrüßt ausdrücklich, dass Nordrhein-Westfalen als erste Region der Welt eine umfassende „Carbon Management“ Strategie aufgestellt hat. Diese bildet die Grundlage für die Umstellung von fossilen Kohlenstoffträgern auf erneuerbaren Kohlenstoff aus Biomasse, CO2 und Recycling. Darin werden für alle drei alternativen Kohlenstoffströme detaillierte Strategien entwickelt, um die Industrie kohlendioxidfrei zu machen. Dies ist umso bemerkenswerter, als Nordrhein-Westfalen das am stärksten industrialisierte Bundesland ist und über eine bedeutende Chemieindustrie verfügt. Ausgerechnet dort wird nun also der erste Masterplan verabschiedet, um die Industrie von fossilem Kohlenstoff auf Biomasse, CO2 und Recycling umzustellen. Im Erfolgsfall könnte NRW so zu einem weltweiten Pionier für nachhaltiges Kohlenstoffmanagement werden. Zudem könnte sich das Bundesland zu einem Vorbild für viele andere Industrieregionen entwickeln.

• Tanvas und Distec präsentieren kompakte HMI-Lösung mit haptischem Feedback

Als einer der führenden deutschen Spezialisten für TFT-Flachbildschirme und Systemlösungen stellt die Distec GmbH in Zusammenarbeit mit dem Haptik-Innovator Tanvas, Inc. fertige industrielle Touch-Monitore mit softwaredefinierbaren, ertastbaren Texturen und haptischen Effekten vor.

Bisherige Technologien zur Implementierung von haptischem Feedback auf Touchscreens, wie elektromechanische oder vibrotaktile Haptik, sind für fest verbaute, IP-geschützte HMIs nicht geeignet, da bei diesen Technologien ein gewisser Bewegungsspielraum für das Frontglas erforderlich ist. Die innovative TanvasTouch-Lösung nutzt hingegen Elektroadhäsion und kommt daher ohne bewegliche Teile aus. Hierbei wird der Reibungswiderstand der Oberfläche durch lokal definierte elektrische Felder beeinflusst. Diese Widerstandsänderungen sind dann als feine Texturen, Kanten und Unebenheiten ertastbar. Das Verhalten, die Größe und Position der Felder lässt sich über eine API für den individuellen Einsatz anpassen. Daraus ergibt sich eine unbegrenzte Anzahl definierbarer fühlbarer Effekte, die es ermöglichen, die Bedienelemente auf einem Touchscreen auch ohne volle visuelle Aufmerksamkeit wahrzunehmen.

TanvasTouch ermöglicht die Verwendung verschiedener Zonen auf derselben Oberfläche und kann auch in Verbindung mit druckabhängiger Haptik eingesetzt werden, um unerwünschte Bedienungen oder Aktionen der ertasteten Zonen zu vermeiden. Die Einsatzbereiche umfassen dabei nicht nur die Industrie, sondern auch Automotive, Heimautomatisierung, Displays im Werbebereich und smarte Oberflächen.

Jedes Jahr unterstützt der Förderverein des Fraunhofer UMSICHT zwei Projekte mit einer Anschubfinanzierung. Die finanzielle Starthilfe ebnet den Weg, um vielversprechende Forschungsvorhaben zeitnah zu realisieren. Sein Engagement um den wissenschaftlichen Nachwuchs unterstreicht der Verein mit der Prämierung herausragender Bachelor- und Masterarbeiten. Die diesjährigen Auszeichnungen erfolgten im Rahmen der gestrigen Mitgliederversammlung, auf der evo-Vorstand Christian Basler als neuer Vorstandsvorsitzender des Fördervereins gewählt wurde.

Der UMSICHT-Förderverein ist ein wichtiger Partner des Oberhausener Forschungsinstituts und verfügt über ein großes Netzwerk aus Politik, Wirtschaft und Industrie. Neben der Verleihung des UMSICHT-Wissenschaftspreis ist die gezielte Nachwuchs- und Projektförderung ein zentrales Anliegen des mittlerweile über 30 Jahre bestehenden Vereins. So werden auf der jährlichen Mitgliederversammlung Menschen ausgezeichnet, die innovative Projekte bearbeiten und besondere Arbeit geleistet haben. In diesem Jahr erhielten die UMSICHT-Forschenden Laura Huwald und Tobias Rieger eine finanzielle Zuwendung von je 10 000 Euro für ihre Forschungsvorhaben. Die beiden Studentinnen Sonja Frerich und Hannah Brenner freuten sich über insgesamt 750 Euro Preisgeld für ihre herausragenden Bachelor- und Masterarbeiten.

Neuartige Brennstoffzellen
Laura Huwald, Abteilung Elektrochemische Energiespeicher, untersucht die »Entwicklung und Charakterisierung kohlenstoffbasierter poröser Transportlagen für Brennstoffzellen«. Dank der Substitution durch kohlenstoffbasierte Materialien kann das neuartige Zellkonzept mittels kostengünstiger und langzeitstabiler Komponenten realisiert werden. Ihre Arbeit bietet die Grundlage zur Initiierung eines Nachfolgeprojekts mit Industriebeteiligung, in dem ein Prototyp des neuartigen Brennstoffzellenkonzepts mit den am Fraunhofer UMSICHT entwickelten Bipolarplatten realisiert werden soll.

Innovative Recyclingverfahren für Kunststoffabfälle
Tobias Rieger überprüft im Projekt SubForceH2 das »Chemische Recycling von Kunststoffabfällen zur Substitution fossiler Rohstoffe in der chemischen Industrie und der Erzeugung von Wasserstoff«. Dadurch können z. B. CO2-Emissionen eingespart werden, da der in Kunststoffabfällen gebundene Kohlenstoff nicht durch konventionelle Müllverbrennung freigesetzt, sondern durch die Umsetzung zu chemischen Grundstoffen im Kreislauf gehalten wird. Als Nebenprodukt entsteht zudem Wasserstoff, welcher in zahlreichen industriellen Anwendung benötigt und zur Speicherung von Energie zunehmend an Bedeutung gewinnt.

Masterarbeit: Kunststoffe in Böden
Im Rahmen ihrer Masterarbeit »Entwicklung, Validierung und Anwendung einer Methode zur Untersuchung von Kunststoffemissionen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen« entwickelte Hannah Brenner eine praxisorientierte Methode, mit der Bodenproben nach ihrer Entnahme auf dem Feld aufbereitet und hinsichtlich ihres Mikroplastikgehalts analysiert werden können. Ziel ist die Einschätzung der Belastung von Feldflächen durch Kunststoffemissionen und der anschließende Vergleich mit anderen Habitaten. Dadurch soll eine schnellstmögliche Reduzierung des Mikroplastikeintrags in terrestrische Ökosysteme erreicht werden.

Herausragende Bachelorarbeit
Hauptbestandteil von Sonja Frerichs Bachelorarbeit war es, die mechanische Eignung eines neuartigen, am Fraunhofer UMSICHT entwickelten Materials für den Einsatz in Brennstoffzellen zu untersuchen. Im Fokus stand die Umformbarkeit von thermoplastbasiertem Folien-BPP (BPP: Blasextrudiertes Polypropylen), um Gasverteilungsstrukturen für Wasserstoff und Sauerstoff einprägen zu können. Die Vermessung der eingeprägten Strukturen wurde unter anwendungsnahen Bedingungen durchgeführt.

• Herr Dr.-Ing. Moniruddoza Md. Ashir vom ITM wurde am 12. Oktober 2021 für seine Dissertation "Entwicklung von neuartigen textilbasierten adaptiven Faserkunststoffverbunden mit Formgedächtnislegierungen“ mit dem Innovationspreis des Industrieclubs Sachsen 2020 ausgezeichnet.
• Der Preis ist mit 5.000 EUR dotiert und wird jährlich an einen Absolventen der TU Dresden verliehen.

Die Entscheidung zur Vergabe des Innovationspreises des Industrieclubs Sachsen 2020 erfolgte im Sommer 2021 durch ein Preisgericht. Die Verleihung des Innovationspreises erfolgte im Rahmen einer Veranstaltung des Industrieclubs Sachsen im Schloss Eckberg in Dresden am 12. Oktober 2021.

In der Dissertation werden alternative Ansätze auf Basis von innovativen textilbasierten adaptiven Faserkunststoffverbunden (FKV) mit strukturintegrierten Formgedächtnislegierungen konzipiert, umgesetzt, erprobt und im Vergleich mit konventionellen technischen Lösungen evaluiert. Daher galt es, eine Vielzahl bisher ungelöster konzeptioneller sowie textil- und materialspezifischer Fragestellungen zu bearbeiten und tiefgreifend zu analysieren. Hierzu zählen die Entwicklung neuartiger Ansätze und technologischer Lösungen sowohl zur reproduzierbaren Einstellung einer anforderungsgerechten Grenzschicht zwischen der Formgedächtnislegierung in Drahtform sowie dem umgebenden Faserverbundwerkstoff, als auch zur vollautomatischen Integration des textilverarbeitbaren Aktors in die Verstärkungsstruktur. Weitere Zielstellungen bestanden in der Ermittlung von Struktur-Funktionseigenschaftsbeziehungen, dem Nachweis der funktionalen Langzeitstabilität sowie der Konzeptionierung und Erprobung von industrierelevanten Funktionsdemonstratoren. Hier wurden adaptive FVK als bionisch inspirierter Flug-, Nachgiebigkeits-, Greif-, Spann-, gezielter Flüssigkeitssteuerungs-, Wisch- und Fortbewegungsmechanismus konzipiert. Diese Demonstratoren repräsentieren alle wesentlichen Funktionalitäten der adaptiven FVK-Kinematik und lassen sich leicht auf andere industrielle Anwendungsbereiche übertragen, wie z. B. die Flugzeug-, Automobil-, Medizin-, Soft-Robotik-, Bau- oder Industrietechnikbranche.

Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten erfolgten in enger Zusammenarbeit mit der Industrie, wie z. B. thoenes Dichtungstechnik GmbH und Elbe Flugzeugwerke GmbH und werden zukünftig am ITM intensiv fortgesetzt. Die neu entwickelte Technologie und Strukturen werden dem Leichtbau insbesondere als Knotenelemente für Rahmentragwerke im Fahrzeugbau, in der Luft- und Raumfahrt, im Maschinenbau sowie auch in der Architektur neue Impulse verleihen. Gegenwärtig wird forschungsseitig die Anwendung dieser Strukturen für medizinische Bereiche, insbesondere orthopädische oder prothetische Hilfsmittel, vorangetrieben.

• Hightech-Textilien für zukunftsorientierte Bauprojekte

Gebäudehüllen, Brücken, Treppen, Fassaden … Bau-Projekte sind enormen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Oft kommen erhebliche klimatische oder umweltbedingte Einwirkungen hinzu. Faserverstärkte Werkstoffe sind deshalb zunehmend auch in Bauprojekten im Einsatz. Denn neben vielen weiteren spannenden Eigenschaften bringen sie hohe mechanische Festigkeit, niedriges Gewicht und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit mit.

Die perfekte Basis für die innovativen Baustoffe bilden Bänder, Schläuche, Profile und 3D-Gewebe von vombaur. Die nahtlos rund oder in Form gewebten Schmaltextilien aus Hochleistungsfasern sind extrem belastbar, weil sie weder Naht- noch Schweißverläufe – und damit keine unerwünschten Bruchstellen – aufweisen. Ihre Oberflächeneigenschaften sind über die gesamte Länge identisch. Composite Textiles von vombaur bieten dadurch eine Leichtbaulösung für anspruchsvolle Aufgaben, die so zuverlässig wie langlebig ist.

Sichere und langlebige Lösungen für anspruchsvolle Anwendungen
Die Anwendungsmöglichkeiten für Leichtbauteile in der Bau-Industrie sind so zahlreich wie die Projekt-Ideen der Planungs- und Konstruktionsteams.
•    Seile und Zugglieder aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK)
•    Bewehrung von Baukonstruktionen aus Beton, Stahl, Holz oder anderen Materialien
•    Nachhaltige Sanierungsmaßnahmen an Brücken und Gebäuden
•    FVW-Lamellen als Verstärkungen bei Instandsetzungsmaßnahmen
•    (gefüllte) GFK-Rohre aus nahtlosrundgewebten Schläuchen von vombaur als Säulen/Pfosten
•    CFK-Profile als Stahlträgerersatz
•    Hohlprofile mit individuell entworfenem Querschnitt
•    Glasfaserverstärkte Verbindungselemente für Verglasung zur Minimierung von Dehnungsdifferenzen zw. Verbindungselement und Glas
•    Individuelle Lichtschächte

Visionen verwirklichen – mit Composite Textiles von vombaur
vombaur ermöglicht als Entwicklungspartner innovative Composites-Projekte für anspruchsvolle Anwendungen. In innovativen und sicherheitssensiblen Branchen wie Automotive und Aviation, Chemie und Anlagenbau.  Die Composites-Expertinnen und -Experten von vombaur entwickeln, bemustern und fertigen Webbänder und nahtlos rund- oder in Form gewebte Textilien von vombaur – gemeinsam mit den Entwicklungsteams der Kundenunternehmen und individuell für die jeweiligen Projekte. So entstehen neuartige und einzigartige Leichtbauteile aus Hochleistungstextilien für visionäre Leichtbau-Projekte.   

„Faserverstärkte Verbundstoffe sind der ideale Werkstoff für zukunftsorientierte Bau-Projekte“, erklärt Dr.-Ing. Sven Schöfer, Head of Development and Innovation von vombaur. „Ihre herausragenden technischen Eigenschaften und gestalterischen Möglichkeiten eröffnen für Bauprojekte neue und faszinierende Perspektiven. Vom Hochbau bis zum Tiefbau, vom Brückenbau bis zum Innenausbau. Als erfahrener Entwicklungspartner für anspruchsvolle Leichtbauteile bringen wir von vombaur in solche Zukunftsprojekte unsere seamless solutions ein.“

Vom 09.-11. 10. findet CHIC mit rund 500 Mode und Lifestylebrands auf 53.000 qm im National Exhibition & Convention Center in Shanghai statt und bietet einen Überblick über die Modeneuheiten in allen Fashion-Bereichen der nächsten Saison.

Chinesische Konsumenten legen zunehmend Wert auf nachhaltige Produkte, das Thema "Sustainability" ist in allen Bereichen der CHIC präsent, in Kooperation mit WGSN werden die neuesten Trends nachhaltiger Mode F/S 22 gezeigt. In Zusammenarbeit mit China Fashion und WWD werden Firmen im Rahmen des Events "Pursuer of excellence in sustainability" ausgezeichnet, die die Kriterien nachhaltiger Produktion einhalten.  

Besonderen Fokus legen die Veranstalter auf die Erweiterung der digitalen Tools für die Messeteilnehmer, die im Vorfeld der Messe für intensives Besuchermarketing genutzt wurden und auf der Messe Angebot und Nachfrage optimal vernetzen, hierbei spielt WeChat eine zentrale Rolle. Das CHIC WeChat Mini-Programm wurde erweitert und mit dem darin integrierten CHIC E-Katalog auf die Bedürfnisse der Aussteller und Besucher zugeschnitten.

Die nächsten Ausgaben der CHIC finden vom 3.-5. November 2021 in Shenzhen und vom 9.-11. März 2022 in Shanghai statt. Der nächste deutsche Pavillon ist für März 2022 geplant.

• Erweiterte Forschungskompetenzen mit neuen Technika für Prüfung und Textilrecycling

Am 22. Juli 2021 legte das Sächsische Textilforschungsinstitut e. V. (STFI) auf einem rund 9.000 m² großen Baugelände in Chemnitz den Grundstein für einen neuen Gebäudekomplex. Die Vergrößerung des Forschungsinstitutes schafft Platz für neue Anlagen und erweitert die Kompetenzen im Bereich Textilrecycling und Prüfung. Der Bau des neuen Zentrums für Nachhaltigkeit wird vom Freistaat Sachsen anteilig gefördert und soll im kommenden Jahr fertiggestellt werden.

Dem Begriff der Nachhaltigkeit soll in vielerlei Hinsicht Rechnung getragen werden: Hauptschwerpunkte der zukünftigen Arbeiten im neuen Zentrum für Nachhaltigkeit am STFI werden das faserbasierte mechanische Recycling von textilen Flächen und Garnen und nachfolgende Forschungsarbeiten zu deren Wiederverwendbarkeit sein. Die Technika werden mit modernsten Filteranlagen sowie einer Fotovoltaik-Anlage ausgerüstet. Weiterhin werden im Gebäude Prüfstände für Laserschutzkleidung, Atemschutzmasken und weiterer medizinischer Schutzausrüstung aufgebaut. Mit diesen Investitionen will man den Anforderungen an ein leistungsstarkes Prüfinstitut gerecht werden.

Mit der Einbindung eines modernen Showrooms in den Gebäudekomplex, der sowohl als Beratungs- als auch Kreativraum genutzt werden kann, wird die Möglichkeit geschaffen, Ergebnisse von Forschungsarbeiten in Szene zu setzen und in entspannter Atmosphäre mit Partnern über zukünftige Forschungsinhalte zu diskutieren.

Ein zusätzliches Highlight sind 10 nicht öffentliche Ladestationen für batterieelektrische Fahrzeuge, damit Gäste und Mitarbeiter ihre PKW mit Energie versorgen können.

• Fraunhofer, SABIC und Procter & Gamble kooperieren
• Der Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE und das Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT haben ein innovatives Recyclingverfahren für Altkunststoffe entwickelt.
• Das Pilotprojekt, an dem auch SABIC und Procter & Gamble beteiligt sind, soll zeigen, dass Einweg-Gesichtsmasken für das sogenannte Closed-Loop-Recycling geeignet sind.

Die milliardenfache Verwendung von Einweg-Gesichtsmasken zum Schutz vor dem Coronavirus birgt große Gefahren für die Umwelt, insbesondere wenn die Masken in der Öffentlichkeit, z.B. in Parks, bei Open-Air-Veranstaltungen oder an Stränden, gedankenlos weggeworfen werden. Neben der Herausforderung, eine nachhaltige Lösung für derart große Mengen unverzichtbarer Hygieneartikel zu finden, bedeutet die bloße Entsorgung der gebrauchten Masken auf Mülldeponien oder in Verbrennungsanlagen einen Verlust an wertvollem Rohstoff, mit dem sich neue Materialien herstellen ließen.

»Vor diesem Hintergrund haben wir untersucht, wie gebrauchte Gesichtsmasken wieder zurück in die Wertschöpfungskette der Maskenproduktion gelangen könnten,« so Dr. Peter Dziezok, Director R&D Open Innovation bei P&G. »Doch für eine echte Kreislauflösung, die sowohl nachhaltige als auch wirtschaftliche Kriterien erfüllt, braucht es Partner. Deshalb haben wir uns mit den Expertinnen und Experten vom Fraunhofer CCPE und Fraunhofer UMSICHT sowie den Technologie- und Innovations-Fachleuten von SABIC zusammengetan, um Lösungen zu finden.«

Im Rahmen des Pilotprojekts sammelte P&G an seinen Produktions- und Forschungsstandorten in Deutschland gebrauchte Gesichtsmasken von Mitarbeitenden und Besuchenden ein. Auch wenn diese Masken immer ordnungsgemäß entsorgt werden, fehlte es doch an Möglichkeiten, diese effizient zu recyceln. Um hierbei alternative Herangehensweisen aufzuzeigen, wurden extra dafür vorgesehene Sammelbehälter aufgestellt und die eingesammelten Altmasken an Fraunhofer zur Weiterverarbeitung in einer speziellen Forschungspyrolyseanlage geschickt.

»Einmal-Medizinprodukte wie Gesichtsmasken haben hohe Hygieneanforderungen, sowohl in Bezug auf die Entsorgung als auch hinsichtlich der Produktion. Mechanisches Recycling wäre hier keine Lösung,« erklärt Dr. Alexander Hofmann, Abteilungsleiter Kreislaufwirtschaft am Fraunhofer UMSICHT. »Unser Konzept sieht zunächst die automatische Zerkleinerung und anschließend die thermochemische Umwandlung in Pyrolyseöl vor. Unter Druck und Hitze wird der Kunststoff bei der Pyrolyse in molekulare Fragmente zerlegt, wodurch unter anderem Rückstände von Schadstoffen oder Krankheitserregern wie dem Coronavirus zerstört werden. Im Anschluss können daraus neuwertige Rohstoffe für die Kunststoffproduktion gewonnen werden, die zudem die Anforderungen an Medizinprodukte erfüllen,« ergänzt Hofmann, der auch Leiter der Forschungsabteilung Advanced Recycling am Fraunhofer CCPE ist.

Das Pyrolyseöl wurde im nächsten Schritt an SABIC weitergereicht, wo es als Ausgangsmaterial für die Herstellung von neuwertigem Polypropylen (PP) zum Einsatz kam. Das Polymer wurde nach dem allgemein anerkannten Massenbilanz-Prinzip hergestellt, bei dem das alternative Ausgangsmaterial im Produktionsprozess mit fossilen Rohstoffen kombiniert wird. Das Massenbilanz-Prinzip gilt als wichtige Brückenlösung zwischen der heutigen Linearwirtschaft und der nachhaltigeren Kreislaufwirtschaft der Zukunft.

»Das in diesem Pilotprojekt gewonnene, hochwertige zirkuläre PP-Polymer zeigt deutlich, dass Closed-Loop-Recycling durch die aktive Zusammenarbeit von Akteuren aus der gesamten Wertschöpfungskette erreicht werden kann,« betont Mark Vester, Global Circular Economy Leader bei SABIC. »Das Kreislaufmaterial ist Teil unseres TRUCIRCLE™-Portfolios, mit dem wertvolle Altkunststoffe wiederverwertet und fossile Ressourcen eingespart werden sollen.«

Mit der abschließenden Lieferung des PP-Polymers an P&G, das dort zu Faservliesstoffen verarbeitet wurde, schloss sich der Kreis. »Durch dieses Pilotprojekt konnten wir besser beurteilen, ob der Kreislaufansatz auch für Kunststoffe, die bei der Herstellung von Hygiene- und Medizinprodukten zum Einsatz kommen, geeignet wäre,« so Hansjörg Reick, Senior Director Open Innovation bei P&G. »Natürlich muss das Verfahren noch verbessert werden. Die bisherigen Ergebnisse sind jedoch durchaus vielversprechend.«

Das gesamte Kreislaufprojekt – von der Einsammlung der Gesichtsmasken bis hin zur Produktion – wurde innerhalb von sieben Monaten entwickelt und umgesetzt. Der Einsatz innovativer Recyclingverfahren bei der Verarbeitung anderer Materialien und chemischer Produkte wird am Fraunhofer CCPE weiter erforscht.

• Oerlikon unterzeichnet Vertrag zur Übernahme von INglass, einem weltweit führenden Hersteller von hochpräzisen Polymer Heisskanalsystemen; Akquisition beschleunigt Umsetzung der Expansionsstrategie im Bereich der Polymerverarbeitung

Oerlikon, eine führende Anbieterin in den Bereichen Oberflächentechnologien, Polymerverarbeitung und Additive Manufacturing, gab heute die Unterzeichnung einer Vereinbarung zur Übernahme des italienischen Unternehmens INglass S.p.A. und dessen marktführendem Geschäftsbereich HRSflow für Heisskanalsystemtechnologie bekannt.

• INglass ist mit seiner Division HRSflow Marktführer für Heisskanalsysteme
• Diese Technologie ist eine ideale Ergänzung zu den bereits vorhandenen Kompetenzen von Oerlikon im Bereich Polymer-Durchflussregelung und wird zum Ausbau der Marktpräsenz beitragen
• Mit der Übernahme beschleunigt Oerlikon die Umsetzung der Diversifizierungsstrategie im Chemiefasergeschäft, um so auf dem wachstumsstarken Markt für Polymerverarbeitungslösungen zu expandieren
• Die Division Manmade Fibers wird in Polymer Processing Solutions umbenannt
• Die Übernahme wird voraussichtlich im zweiten Quartal 2021 abgeschlossen sein

Schaffung einer neuen Wachstumsplattform

Die strategische Übernahme ist ein wichtiger Schritt für die Expansion des aktuellen Chemiefasergeschäfts von Oerlikon in den grösseren Markt für Polymerverarbeitungslösungen. Die Übernahme beschleunigt und verbessert vorhandene organische Initiativen zur Diversifizierung und Stärkung der zentralen Kompetenzen sowie Produkte und Dienstleistungen des Unternehmens im Bereich der hochpräzisen Polymer-Durchflussregelung. Der Abschluss der Transaktion unterliegt den üblichen behördlichen Genehmigungen. Er wird voraussichtlich im zweiten Quartal 2021 erfolgen.

Um die Expansion von Oerlikon in einen grösseren, wachstumsstarken Markt widerzuspiegeln, wird die Division Manmade Fibers in Polymer Processing Solutions umbenannt werden. Diese Division wird zwei Geschäftsbereiche haben: Flow Control Solutions und Manmade Fibers Solutions. Der Geschäftsbereich Flow Control Solutions wird die Fachkompetenz des vorhandenen Bereichs Zahnraddosierpumpen von Oerlikon Barmag mit den HRSflow-Bereichen von INglass bündeln. Der Geschäftsbereich Manmade Fibers Solutions wird sich weiterhin auf die Weiterentwicklung des vorhandenen Chemiefaser- und Anlagentechnikgeschäfts fokussieren und Anlagenlösungen zur Produktion von Polyester, Polypropylen und Polyamid anbieten.

„Unsere neue Division Polymer Processing Solutions und die Übernahme der INglass S.p.A. und ihres HRSflow-Geschäfts sind wichtige Bestandteile der Wachstumsstrategie des Oerlikon Konzerns. Wir beschleunigen unsere Bemühungen, in allen unseren Geschäftsbereichen ein nachhaltiges organisches und anorganisches Wachstum voranzutreiben. Die Übernahme schafft neue Synergiemöglichkeiten zwischen beiden Divisionen von Oerlikon auf spezifischen Endmärkten wie etwa dem Automobilbau. Mit INglass und seinen HRSflow-Bereichen übernehmen wir führende Anbieter auf den jeweiligen Märkten, deren Technologien und Dienstleistungen bewährten Erfolg verzeichnen können“, merkte Dr. Roland Fischer, CEO des Oerlikon Konzerns.

„Wir sind fest davon überzeugt, dass wir im Oerlikon Konzern das Potenzial unserer Heisskanalsystemtechnologie noch besser nutzen können. Durch die Bündelung mit den Kompetenzen von Oerlikon Barmag in den Bereichen Zahnraddosierpumpen und Schmelzeverteilung werden wir uns auf dem weltweiten Wachstumsmarkt im Bereich der hochpräzisen Durchflussregeltechnologie als eines der führenden Spezialunternehmen positionieren“, so Antonio Bortuzzo, CEO von INglass S.p.A.

Neuer Geschäftsbereich bietet grosses Wachstumspotenzial

Die Kompetenzmarke Oerlikon Barmag bietet bereits Komponenten für die hochpräzise Durchflussregelung an, darunter eine grosse Auswahl an Zahnraddosierpumpen für Textil- und Nichttextilmärkte. Die hocheffizienten Pumpen finden Anwendung in den Bereichen Silikonverguss, dynamisches Mischen und Ölsprühen für die Chemie-, Farben-, Polymerverarbeitungs- und Automobilindustrie. Das Geschäft im zweistelligen Millionenbereich (CHF), das in den vergangenen Jahren stetig gewachsen ist, wird mit den HRSflow-Heisskanaltechnologien von INglass im neuen Geschäftsbereich Flow Control Solutions fusionieren. Der exzellente Marktzugang von HRSflow zu vielen OEMs innerhalb und ausserhalb des Automobilbaus bringt starke Wachstumsmöglichkeiten mit sich.

INglass ist ein führender Anbieter im Automobilbau und expandiert in weitere Sektoren

INglass S.p.A. ist ein international erfolgreiches Unternehmen, das 1987 gegründet wurde. Zu seinem Produktportfolio zählen Heisskanalsysteme sowie Ingenieur- und Beratungsleistungen für die Entwicklung innovativer Polymerverarbeitungsprodukte. Die Heisskanalsysteme der Marke HRSflow von INglass werden in unterschiedlichen Industriezweigen eingesetzt, vom Automobilbau über Konsumgüter- und Haushaltsgeräte bis hin zur Verpackungsindustrie, der Abfallwirtschaft sowie dem Bau- und Transportsektor.

Der Unternehmenssitz von INglass befindet sich in San Polo di Piave unweit von Venedig. Der Umsatz von INglass belief sich im Jahr 2020 auf ca. CHF 135 Mio. Man geht davon aus, dass die Übernahme unverzüglich positive Auswirkungen auf die Gewinnmargen und Cashflows von Oerlikon haben wird. INglass beschäftigt mehr als 1 000 Mitarbeitende an 55 Standorten in aller Welt. Dazu zählen Produktionswerke in Italien, China und den USA. Zu diesen Standorten gehören die neu renovierte Zentrale und Produktionsstätte von INglass an dessen Hauptstandort in San Polo di Piave bei Venedig, Italien. Durch die Investition wurden die Anlagen mit einer automatisierten Produktion modernisiert, was das Engagement des Unternehmens für Nachhaltigkeit und Umweltschutz unterstreicht. Die anderen beiden modernen Produktionsstätten befinden sich in Zhejiang (Provinz Hangzhou) in China und Michigan (Grand Rapids) in den USA.

Nach der Eingliederung des Bereichs Zahnraddosierpumpen von Oerlikon Barmag von etwa 200 Mitarbeitenden in Remscheid, Deutschland. wird der neue Geschäftsbereich Flow Control Solutions über etwa 1 200 Mitarbeitende verfügen.

„Wir sehen grosses Wachstumspotenzial in unserem neuen Geschäftsbereich Flow Control Solutions“, sagte Georg Stausberg, CEO der Division Polymer Processing Solutions und Vorstandsmitglied des Oerlikon Konzerns. „Die Bereiche sind die beiden zentralen Säulen des Wachstums, und sie profitieren in der globalen Marktentwicklung voneinander, in der modernen, digitalisierten Produktion und in den Kundendienstleistungen. Ausserdem sehen wir potenzielle Synergien in der Forschung und Entwicklung (FuE) durch die Bündelung von bestehendem Know-how im Bereich der Polymerverarbeitung. Es sind auch neue technologische Lösungen zwischen Heisskanalsystemen und Zahnraddosierpumpen denkbar. Darüber hinaus erwarten wir, enger mit der Division Oerlikon Surface Solutions zusammenzuarbeiten, vor allem in künftigen Mobilitätsanwendungen und funktionalen Polymerkomponentenlösungen für die Automobilindustrie. Insgesamt werden wir unseren Kunden innovative, attraktive Lösungen im Bereich der Polymerverarbeitung und hochpräzisen Durchflussregelung anbieten.“

Nächste Schritte zur weiteren Diversifizierung des Produktportfolios der Division wurden bereits eingeleitet

Die Bündelung des Know-how in den Bereichen Anlagentechnik und Verarbeitung mit Fachkompetenz in Technologien für hochpräzise Durchflussregelung hat erhebliche Auswirkungen auf die Produktqualität in fast allen Anwendungen, was eine Plattform für weiteres organisches und anorganisches Wachstum eröffnet. „Wir beobachten die Megatrends auf den Märkten genau und entwickeln entsprechende neue Geschäftsmodelle. In Sachen Nachhaltigkeit mit Themen wie Kreislaufwirtschaft, Wertstoffrecycling durch mechanische und chemische Recyclinglösungen sowie Umgang mit neuen, umweltfreundlicheren und biologisch abbaubaren Materialien stehen wir kurz vor einem Durchbruch. Wir sind dafür gerüstet, uns aktiv in diesen Wachstumsbereichen einzubringen“, so Georg Stausberg weiter.

„Durch die Neuausrichtung der Division Polymer Processing Solutions wird Oerlikon ihr erfolgreiches Rezept für eine schlanke Unternehmensstruktur auch weiterhin umsetzen, um das Geschäft effizient zu führen. Das bedeutet klare Prozesse, kurze Entscheidungswege und kompetente Teams in einem diversen, multikulturellen Unternehmen, in dem alle innovativ Mehrwert für die Kunden schaffen können“, ergänzte Georg Stausberg.

• Batteriedeckel aus SMC – Was Composites für die Elektromobilität leisten können

Die schnelle Entwicklung der Elektromobilität hat die gesamte Werkstoffentwicklung vor neue Herausforderungen gestellt. Besonders die Batterie, ein Herzstück der Elektrofahrzeuge, stellt ausgesprochen hohe Anforderungen an die eingesetzten Materialien und Lösungen.

Bei dem Batteriegehäuse (sog. Wanne) stellen metallische Werkstoffe in Profilform (vor allem Aluminium und spezielle Stähle) bezüglich der Crashanforderungen eine etablierte Lösung dar. Bei den Batteriedeckeln stehen verschiedene Lösungen in Wettbewerb. Je nach Konzept und Hersteller werden metallische (Aluminium, bzw. Stahl) sowie nichtmetallische Werkstoffe (Kunststoffe) bzw. deren Kombinationen eingesetzt.

Welche Anforderungen werden an die potenziellen Materialien für Batteriedeckel gestellt, um in Betracht gezogen zu werden?

Dieser Artikel betrachtet vorrangig die sehr guten Verwendungsmöglichkeiten von Sheet Molding Compounds (SMC). Fünf wichtige Merkmale der Funktion eines Batteriedeckels werden nachstehend kommentiert.

1.    Mechanische Eigenschaften

Das Batteriegehäuse besteht hauptsächlich aus Aluminium – bzw. Stahlprofilen, es kann allerdings auch im Aluminiumdruckverfahren hergestellt werden. Das Gehäuse beherbergt die Zellen, die Kühlung, die Verkabelung und schützt die Batterie vor Crash - / Crush – Schäden. Außerdem ist das Gehäuse ein Teil der gesamten Fahrzeugstruktur. Für die mechanischen Anforderungen des Batteriedeckels ist faserverstärkter Kunststoff (SMC) eine passende Lösung, die folgende Vorteile bietet:

•    gute Zug – und Biegefestigkeit erhöhen die Steifigkeit,
•    SMC ermöglicht die Verteilung dieser Eigenschaften über das gesamte Bauteil,
•    Verwendung verschiedenster Fasertypen und Glaskugeln ist möglich,
•    mögliche Fasersysteme, wie uni – und multidirektionale, sowie randomisierte Schnittfasern, erhöhen die mechanischen Eigenschaften,
•    lokale Verstärkungen der Wanddicken unterstützen diese Verbesserungen und
•    stabile und vorhersehbare Eigenschaften im breiten Temperaturbereich von minus 60°C bis 150°C und darüber hinaus, keine Versprödung, kein Schmelzen bzw. Aufweichen sprechen für diesen Werkstoff.

2.    Flammwidrigkeit und Temperaturbeständigkeit

Im Falle eines Batteriebrandes hat der Insassenschutz höchste Priorität, damit die Passagiere rechtzeitig das Fahrzeug verlassen können, das Elektrofahrzeug muss den sog. 'Run away test‘ bestehen. Ein Brand kann entstehen, wenn folgende Faktoren eintreten:

•    elektrische Überladung, Kurzschluss, Fehlfunktion der Steuerelektronik
•    mechanische Einwirkungen, wie z. B. ein Crash des Fahrzeuges.

Im Brandfall können Flammen oder heiße Gase mit Temperaturen von bis zu 1100°C auftreten, die feste Partikel der Zellen beinhalten, also wie ein Sandstrahlgebläse wirken. Dünne Blechdeckel widerstehen hier nur kurzzeitig, weshalb zusätzliche Platten aus Stahl oder Geweben verwendet werden müssen, um die Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.
SMC bietet hier folgende Vorteile:
•    die Nutzung von unterschiedlichen Füllstoffen ergeben höchste Flammwidrigkeiten,
•    durch die Verwendung von einer Faserverstärkung wird eine Formstabilität und elektrische Isolation garantiert und
•    es gibt kein Spontanversagen aufgrund von Erweichen (Thermoplaste) oder Schmelzen (Metalle).

3.     Teilegeometrie und Werkzeugkosten

Batterien aus dem Bereich der Elektromobilität haben in der Regel große Dimensionen und ein komplexes Design, um die Zellmodule, Elektronik, Verkabelung und Kühlung aufnehmen zu können. Das führt zu reliefartigen Deckelformen, die als Metallversion nur durch einen mehrstufigen Tiefziehprozess hergestellt werden können.
SMC bietet hier folgende Vorteile:
•    Herstellung mit nur einem Werkzeug,
•    Bauteilhöhen von 20mm bis 800 mm sind im gleichen Teil möglich,
•    umlaufender Rand incl. Dichtungsnut ausführbar,
•    Materialschwindung ist einstellbar und kann auch als sogenannte Null-schwinder eingestellt werden,
•    partielle Wandstärkenerhöhungen für die Flammwidrigkeit sind möglich,
•    einstufiger Herstellprozess (Fließpressverfahren).

Bei der Montage gewinnt die Geometriegenauigkeit der SMC – Deckel eine besondere Wichtigkeit, wodurch die Dichtungspressung optimiert und der fast verzugsfreie Deckel einfach montiert werden kann.
Hier ist das SMC den metallischen oder thermoplastischen Lösungen deutlich über-legen.

4.     EMV Abschirmung

Wie alle Kunststoffe, hat SMC - im Gegensatz zu Metallen - keine elektromagnetische Abschirmwirkung. Daher müssen SMC Bauteile mit einem zusätzlichen Bauteil (Blech bzw. Folie) großflächig verbunden werden, was zusätzliche Kosten verursacht. Trotzdem bleibt ein SMC- Deckel mit entsprechender Abschirmungshilfe als Systemlösung absolut funktions- und wettbewerbsfähig.

5.      Emission

Da sich die Batteriegehäuse mit dem Interieur im Karosserieinnenraum befinden, sind Anforderungen an die Emissionseigenschaften (VOC und andere) zu erfüllen. Dies stellt folgende hohen Anforderungen an:

•    die chemische Zusammensetzung des Basisharzes,
•    das sorgfältige Rezeptieren,
•    die für die Aushärtung verantwortlichen Stoffe (Initiatoren, Inhibitoren, usw.),
•    die Sauberkeit in der Halbzeugproduktion und
•    die Kontrolle des Herstellungsprozesses.

All diese Elemente sind entscheidende Voraussetzungen, um die Emissionswerte unter Kontrolle zu bringen und nachhaltig zu garantieren. Dieser Herausforderung stellt sich die SMC Industrie und hat mittlerweile bewiesen, die notwendigen Mittel und Fähigkeiten zu haben, um die geforderten Emissionswerte zu erreichen.

Das Zusammenwirken aller oben genannten Faktoren zeigt eindeutig, dass Batteriedeckel aus SMC eine technische, die Sicherheit verbessernde und wirtschaftliche Alternative zu Bauteilen aus metallischen Werkstoffen darstellen. Es handelt sich also um einen optimalen Werkstoff für die Batterielösungen der E-Mobilität, der bereits bei einigen Fahrzeugen Verwendung in der Serienproduktion gefunden hat!