Aus der Branche

• Materials & Surfaces: was Design in schwierigen Zeiten bewirken kann
• Nachhaltigkeit ist Leitgedanke
• Natur und Harmonie als Rezept gegen Krisenmodus
• Custom-made Design gewinnt

Aufgeschäumtes Aluminium, transluzente Betonflächen oder filigrane Gespinste, die das Gewicht massiver Steinbrocken zu balancieren scheinen – die Inszenierung von Shopping-Erlebnissen spielt gern mit dem visuellen Wow. Die Dimension Materials & Surfaces der EuroShop, the World’s No. 1 Retail Trade Fair, vom 26. Februar bis 02. März 2023 in Düsseldorf, ist Trendbörse und Inspiration für Store-Architekten, Ladenbauer und Kreative.

Veränderte Vorzeichen, innere Werte
Der Rahmen für den klassischen Einkaufsbummel hat sich verschoben, der andauernde Krisenmodus stellt das stationäre Shopping vor neue Aufgaben – und damit auch die Hersteller von Ladenbau-Werkstoffen. „Im Vergleich zu der Zeit vor Corona ist es heute nicht mehr nur das Ziel der Planer, die Kunden durch eine angenehme Atmosphäre möglichst lange zum Verweilen im Shop zu bringen, sondern sie durch eine gewisse Leichtigkeit und Einfachheit von den vielen Alltagssorgen abzulenken“, analysiert Klaus Monhoff, Leiter Dekor- und Designmanagement bei Egger Holzwerkstoffe. Lebendige Feelgood-Szenarios sind gefragt und geprägt von „Überraschung, Individualisierung, Kreativität, Erlebnis, Innovation, Sinnlichkeit, Komfort“, so Eleonora Zappanico, Marketing Operation Manager beim italienischen High-Tech-Textilspezialisten S.I. Srl. Allen Details, die die Sinne berühren, kommt wachsende Beachtung zu, auch eine samtig-schmeichelnde Oberfläche ist haptische Willkommensgeste und erhöht die Aufenthaltsqualität in einem Store.

Die funktionalen Eigenschaften nehmen allgemein an Bedeutung zu, es werden performante Alleskönner für reibungsarme Prozessabläufe gesucht: Robustheit für eine erhöhte Langlebigkeit, gut desinfizierbare, leicht zu reinigende und Antifingerprint-Oberflächen. Dekore und Werkstoffe sollen vielseitig einsetzbar und super miteinander kombinierbar sein, alles flexibel, schnell verfügbar und in größtmöglicher Vielfalt.

Während die „inneren Werte“ an Relevanz zunehmen, tritt die plakative Optik etwas in den Hintergrund zugunsten gemäßigterer Oberflächen. Hölzer haben nicht mehr die ganz markante, rustikale Maserung, reines Weiß wird seit Corona von gebrochenen Tönen und warmer Farbigkeit abgelöst, eine gewisse Reduktion beim Design ist allseits erkennbar, Harmonie gewinnt.

Vom Charme der Natur
Warme Holzoptiken, Beton-Look, Stein- und Mauerwerk-Verkleidungen an Wänden, Böden und den Ladenmöbeln – naturnahe, authentische Oberflächen passen nach wie vor ins Bild. Auffällig ist, dass typische Outdoor-Texturen zunehmend in die Innen- und Ladenräume wandern und die Grenzen zwischen Außen und Innen aufheben. „Farben und Materialien aus der Natur, die das Einkaufserlebnis bereichern, sind ein Trend, der im biophilen Design seinen maximalen Ausdruck findet“, so Francesco Maffei vom italienischen Fliesenhersteller Ceramiche Keope. Ein „Raw Earth Effect“ wurde bei Keope der Bodenfliesen-Serie ‚Geo‘ zugrunde gelegt: Fliesen mit Toneffekt, die die optische Unvollkommenheit von Erde in ihr – dabei sehr elegantes – Design übersetzen.

Bei imi surface design, Spezialist für originalgetreue Oberflächen wie z.B. Beton-, Rost-, Altholz- und Steinoptik für unterschiedliche Trägermaterialien, ist eine schöne helle Kalkstein-Optik als biegbare und versiegelte Variante neu im Programm. Mit herkömmlichem Tischlerwerkzeug zu verarbeiten, lassen sich damit Wände, Böden und selbst Möbelstücke in der eigentlich spröden, porösen Textur von Kalkstein gestalten, die dann aber eben nicht bröseln und bröckeln, sondern die im Ladenbau erforderliche Festigkeit und Strapazierfähigkeit aufweisen.

Neue Hölzer
Diversifizierung kennzeichnet die Holzoptiken. Bisher dominierten im Ladenbau die Klassiker Nuss und Eiche, nun sei die Zeit reif für neue Akzente, so David Lahnsteiner aus der Dekorentwicklung bei Kaindl, Hersteller von Dekor- und Schichtstoffverbundplatten und -Böden. „Schön, ausgewogen und elegant setzen die Nadelhölzer Abies, Polar Pine und Fichte neue Trends im Interior-Design.“ Beim Bestseller Eiche wird die Hell-Dunkel-Skala ausgebaut. „Die Dekorfamilie der Eiche Evoke zeigt schier grenzenlose Möglichkeiten im Bereich „Dark & Light“. Die fast schwarze "Infinity" greift den aktuellen Trend nach dunklen homogenen Holztönen auf, die helle jugendliche "Light“ mit ausgeprägten Farbkontrasten ist die perfekte Kombination zu vielen Uni-Farbtönen“, so Lahnsteiner.

Besonders authentisch wirken Naturoptiken auf Trägermaterialien durch eine dekorgleiche dreidimensionale Strukturprägung – die sog. Synchronprägung oder Synchronpore, die die Textur von Stein und Beton oder die charakteristische Maserung von Hölzern auch haptisch hervorhebt. Bei Egger Holzwerkstoffe hat man noch einen draufgesetzt und unter dem Namen ‚PerfectSense Feelwood‘ die Synchronporen-Oberflächen mit einem matten Lackfinish und Anti-Fingerprint-Eigenschaft veredelt – auf einem emissionsarmen Holzwerkstoffträger mit Recyclinganteil.

Design 4.0
Helles Holz an Betonoptik, Marmoreffekte neben hochglänzendem Farblack, derber Bruchstein kombiniert mit changierendem Acrylglas oder auch Spiegelrelief – in unüblichen Materialkontrasten, die die Sehgewohnheiten überraschen, liegt Innovationspotenzial. „Dass die Designs Aufmerksamkeit erregen, jedoch nicht vom Produkt ablenken, und etwas Besonderes sind, das man nicht überall sieht, das sind die Herausforderungen für Store-Architekten“, so Julian Theisen, Geschäftsführer bei Sibu Design, österreichischer Spezialist für Design-Paneele. Lebendige Oberflächen der Design-Panels, Reliefs und Strukturen, samtig-matte Oberflächen sind bei Sibu Design im Fokus. Auch „Spiegeloberflächen in den verschiedensten Farben, glatt bis grob strukturiert, sind nach wie vor sehr gefragt. Besonders oft stellen wir die genauen Farben des Corporate Designs nach; von der Spiegel- bis zur Stoffoberfläche. Auch der Anteil an gedruckten und gestanzten Logos steigt an“, ergänzt Theisen. – Customizing, einzigartige Details, die sich abheben, individuell konfektionierte Elemente gewinnen an Bedeutung.

Fundstücke aus der Manufaktur
Store-Design im gehobenen Level greift verstärkt auf (kunst)handwerklich Gefertigtes aus Manufaktur-Betrieben zu, um sich gegenüber Wettbewerbern, Mainstream und Discount zu profilieren. Auch diesbezüglich wird man auf der EuroShop 2023 reichlich fündig. Etwa bei der Glashütte Lamberts aus Waldsassen. Die Faszination mundgeblasener farbiger Flachgläser, die zunächst in der hochwertigen Architektur, internationalen Hotels und bei Luxusmarken Anwendung fanden, haben inzwischen auch die Gastro-Szene, Bäckereien und Handelshäuser für sich entdeckt. Sie kommen für Vitrinen, Glasgestaltung für Trennwände und hinterleuchtete Wandverkleidungen, Deckenverglasungen (Kuppelverglasungen, etc.) und Design-Leuchten, Tresen, Möbel, Tische, Fassaden und Fenster zum Einsatz.

Auch die Zahna-Fliesen GmbH ist so ein Manufaktur-Betrieb, der in Handarbeit mehrfarbige unglasierte Fliesen nach historischem Vorbild in Kleinserien herstellt. Oder auch das portugiesische Pendant Viúva Lamego, das neben industrieller Stückzahl-Fertigung auch die portugiesische Tradition der handbemalten Taylor-made-Fliesen lebendig hält. Durch Kollaborationen mit internationalen Künstlern und Architekten werden neue Einsatzgebiete ausgelotet und z.B. Wandfreskos aus Fliesen – modern bis retro – für Gasträume realisiert.

Auch die filigranen High-Tech-Vorhänge und Raumteiler aus Textil oder Kettengliedern von Herstellern wie i-mesh oder Kriskadecor seien hier erwähnt. Deren semitransparente Szenografie dient in Store-Konzepten hochkarätiger Marken wie Dior, Natuzzi und den niederländischen Luxus-Warenhäusern von de Bijenkorf als Struktur- und Design-Element.

Flexibel, digital und crossmedial
Flexibilität ist auch bei Material-Anbietern zum zentralen Stichwort geworden. Digitalisierung und Technologie-Einsatz erfordern von Läden flexiblere, wandelbare Einrichtungskonzepte und mehr Eventcharakter, Ladenräume werden häufig als dynamische, multifunktionale und vielseitig nutzbare Umgebungen konzipiert. Daher sind Lösungen gefragt, die einen schnellen Umbau erlauben. Sibu Design etwa bietet Dekorplatten mit Magnetrücken, die perfekt geeignet sind, um mit wenigen Handgriffen umzudekorieren und ein frisches Ambiente zu erzeugen.

Auch ein Fotoboden – fotorealistisch bedruckbarer Vinyboden von visuals united – wird nicht mehr nur als „Kundenstopper“ und temporäre Werbefläche am POS eingesetzt, berichtet Silke Hüsgen von der visuals united AG. „Mutige Kunden nutzen ein kreatives Design auf einem Fotoboden in Kombination von Augmented-Reality-Content, um die analoge Welt am POS mit der digitalen zu kombinieren“, so Silke Hüsgen von der visuals united AG. Denn: „Die letzten Jahre haben die Welt auf den Kopf gestellt. Nicht nur die Pandemie, auch die Auswirkungen des Ukraine-Kriegs erfordern neue bzw. andere Produktions-, Kommunikations- und Vertriebswege. Vom Retail fordert diese Situation zukunftsweisende Lösungen in den Bereichen ‚Nachhaltigkeit‘ und einen ‚crossmedialen POS‘.“

Recycling-Design auf grünen Wegen
Ausnahmslos alle Hersteller von Fliesen, Holz- und Verbundwerkstoffen, Dekorpaneelen und Sonderprodukten für den Ladenbau haben es auf dem Schirm: Die aktuell größte Herausforderung ist, ressourcenschonende Prozesse und nachhaltige Produkte und mittelfristig den Umbau zu geschlossenen Material- und Produktionskreisläufen anzustoßen und damit tragfähige Zukunftsperspektiven für den Ladenbau zu entwickeln, der von Wechsel und Veränderung lebt und damit nicht ganz optimal zu Nachhaltigkeit und Zirkulärwirtschaft passt. Sollte man meinen. „Würden wir ganz anders betrachten, denn unter dem Nachhaltigkeits-Aspekt müsste die beschichtete Spanplatte eigentlich einen Umwelt-Nobelpreis bekommen“, räumt Klaus Monhoff von Egger Holzwerkstoffe ein. „Begonnen bei der Herstellung, bei der schon ein hoher Anteil Recyclingholz eingesetzt wird, kann die Platte nach der Verwendung zum Ende des Lebenszyklus auch wieder zu 100 Prozent recycelt werden und bleibt also komplett im eigenen Umweltkreislauf.“

Eine Reihe marktfähiger ‚Win-win-Lösungen‘, die die Anforderungen an Umweltverträglichkeit mit den qualitativen Anforderungen von Store-Architekten zusammenbringen, präsentiert Bencore, italienischer Hersteller von Verbundplatten und Mitglied des Green Buiding Councils Italia, dem dortigen Verband für nachhaltiges Bauen. Darunter ‚Wasbottle‘, ein Kunststoff aus recycelten Kunststoffflocken, der gemeinsam mit Autogrill entwickelt wurde, um den anfallenden Abfall des Travelfood-Unternehmens wiederzuverwerten. Das Schmelzen und Verpressen der bunten Flocken kreiert eine ganz eigene Recycling-Ästhetik in fröhlich bunter Terrazzo-ähnlicher Anmutung, die sich sehen lassen kann. Kommentar Bencore: „Wir sind der festen Überzeugung, dass die Herstellung von recycelten und recycelbaren Produkten ein Muss für Marken und Lieferanten sein sollte.“

• aus recycelten PET-Flakes hergestellt und erneut recycelbar
• geeignet auch für die Ausrüstung von recycelten Garnen und Geweben
• Feuchtigkeitsmanagement bei Sport- und Aktivbekleidung

Zur nachhaltigen Nutzung der Ressourcen hat die CHT Gruppe, nach dem Prinzipien der Kreislaufwirtschaft, das Produkt ARRISTAN rAIR entwickelt. Hierbei werden Kunststoffabfälle in ein wertvolles Textilveredelungsprodukt umgewandelt, um damit beispielsweise ein optimales Feuchtigkeitsmanagement bei Sport- und Aktivbekleidung zu erzielen. Weitere Anwendungsfelder sind Socken und Strumpfhosen im Bekleidungsbereich, Filtrationsmedien und Vliesstoffe im Bereich der technischen Textilen sowie Kissen und Vorhänge bei den Heimtextilien.

ARRISTAN rAIR wird aus recycelten PET-Flakes hergestellt und eignet sich für die Ausrüstung von recycelten Garnen und Geweben, die im Anschluss wieder recyclingfähig sind.

Zusätzlich zeichnet sich das Hydrophilierungsmittel ARRISTAN rAIR durch seine schnell trocknenden Eigenschaften in Verbindung mit einer hervorragenden Schmutzablösung und Thermoregulierung aus. Es bietet daher, vor allem im Bereich der funktionalen Textilien, optimale Funktionalitäten für hochwertige und langlebige Sportbekleidung.

• Feuerwear präsentiert das erste Wohn-Accessoire aus recyceltem Feuerwehrschlauch

Der neue Blumentopf Flora bedeutet für Feuerwear den Start in ein neues Zeitalter. Wo bisher nachhaltige Rucksäcke, Taschen und andere Outdoor-Accessoires aus gebrauchtem Feuerwehrschlauch im Vordergrund standen, erhält das robuste Recyclingmaterial jetzt auch Einzug in Wohnzimmer, Büro, Küche und Co. Das zweiteilige Set besteht aus einem ca. 20 cm hohen zylinderförmigen Übertopf aus gebrauchtem Feuerwehrschlauch sowie dem passenden Pflanztopf. Letzterer besteht aus 100 % recyceltem PCR-Kunststoff.

Der Blumentopf soll ein Statement für Nachhaltigkeit setzen. Von innen ist Flora – typisch für Feuerwehrschlauch – gummiert. Der Boden ist aus recycelter Plane gefertigt. Und so wie jeder recycelte Feuerwehrschlauch seine ganz eigenen echten Einsatzspuren mitbringt, ist auch jeder Blumentopf ein Unikat mit individuellen Aufdrucken und Gebrauchsspuren.

Die Textilindustrie ist der drittgrößte Kunststoffverbraucher. Die Wachstumsraten in der Produktion von Fasern und Textilien sind hoch, Kreislaufwirtschaft hat sich in diesem Segment aber noch kaum etabliert. Die EREMA Gruppe intensiviert nun mit dem neuen Geschäftsbereich „Fasern und Textilien“ die Entwicklung von Recyclinglösungen auch für diese Applikation. Der Fokus liegt dabei vorerst auf PET-Fasermaterialien, die in der Faserproduktion und bei weiteren Verarbeitungsschritten anfallen. Technologien für das Recycling von gemischten Faserstoffen aus der klassischen Textilsammlung sollen in einer nächsten Projektphase folgen.

„Mit der VACUREMA® und INTAREMA® Technologie von EREMA und der ISEC evo Technologie von PURE LOOP verfügen wir im Unternehmensverbund bereits über ein umfangreiches Maschinenportfolio für Anwendungsbereiche des Faser- und PET-Recyclings. Für ökologisch und wirtschaftlich sinnvolles Recycling braucht es aber neue technologische Lösungen, um die recycelten Fasern in höherwertigen Endanwendungen einzusetzen und eine funktionierende Kreislaufwirtschaft zu realisieren“, erklärt Wolfgang Hermann, Business Development Manager Application Fibres & Textiles, EREMA Group GmbH. Der Schwerpunkt liegt dabei in einem ersten Schritt auf PET, das als Schlüsselmaterial für die Produktion von synthetischen Fasern gilt. Ziel sind Recyclinglösungen, mit denen PET Fasermaterialien wieder für PET Faserproduktionsprozesse aufbereitet werden können. Das ist ein bedeutender Schritt für die Kreislaufwirtschaft, denn PET Fasern in Textilien machen rund zwei Drittel der gesamten Menge an PET aus.

Bei dieser Entwicklungsarbeit kann die EREMA Gruppe auf bereits bestehendem Know-how aufbauen. Die Recycling-Technologien wurden mit einem neuen IV-Uptimizer kombiniert. „Dadurch wird die Verweilzeit der PET-Schmelze verlängert, was speziell beim Faserrecycling nötig ist, um Spinnöle wieder effizient zu entfernen. Zudem wird mit unserem Recyclingprozess der IV-Wert der PET-Schmelze nach der Extrusion wieder gezielt auf jenes Niveau erhöht, wie es für die jeweilige Faserproduktion unbedingt nötig ist“, erklärt Hermann. PET Faserabfälle aus Produktionsprozessen lassen sich so zu rPET-Filamentfasern, Teppichgarnen oder Stapelfasern weiterverarbeiten.

Faser-Technikum mit Anlage für Kundenversuche
Um diese Entwicklungsarbeit zu forcieren, hat EREMA ein eigenes Faser-Technikum in Betrieb genommen, wo sich ein unternehmensübergreifendes Team mit Recyclinglösungen für Faser zu Faser Anwendungen befasst.

• DITF beteiligt sich am internationalen Konsortium zum Kunststoffrecycling ‚WhiteCycle‘

Ein Konsortium aus 16 öffentlichen und privatwirtschaftlichen Organisationen hat sich unter dem Namen ‚WhiteCycle‘ zusammengeschlossen, um ein umfassendes und geschlossenes Recyclingsystem für Plastikabfälle zu etablieren. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) werden als Teil des Konsortiums ihren Beitrag mit einem neuen Syntheseverfahren zur Verarbeitung von recycelten Kunststoffen leisten.

Unter Leitung der Michelin Group Frankreich konstituierte sich das Konsortium ‚WhiteCycle‘ Anfang Juli 2022. Ziel der europäischen Initiative ist es, einen Wirtschaftskreislauf zu etablieren, um inhomogene Textilabfälle aus verschiedenen Materialien aufzubereiten und daraus neue, hochwertige Produkte herzustellen. Dieses Vorhaben soll dazu beitragen, die von der Europäischen Union gesteckten Ziele bei der Reduktion von CO₂-Emissionen bis zum Jahr 2030 zu erreichen.

Komplex aufgebaute, textilhaltige PET-Abfälle wie Reifen, Schläuche oder mehrlagige Verbundtextilien aus dem Bekleidungsbereich sind bisher schwer oder gar nicht recycelbar. Unter dem WhiteCycle-Netzwerk werden mehrere Projekte und Forschungsansätze zusammengeführt, die sich des Problems annehmen und neue Lösungsansätze liefern sollen.

Die DITF werden ein bestehendes PET-Syntheseverfahren an neuartige recycelte Monomere anpassen. Das zu bewältigende Problem besteht in den Verunreinigungen im Ausgangsmaterial, die durch dessen inhomogene Zusammensetzung bedingt sind.

Zusammen mit dem Projektpartner Kordsa Teknik Textil A.S. (Türkei) entwickeln die DITF neue Syntheserezepte. Sie haben zum Ziel, mögliche Nachteile abzustellen, die durch verbleibende Verunreinigung der Monomere zustande kommen. Denn trotz einer Reinigung der Monomere vor deren Weiterverarbeitung können nicht alle Verunreinigungen entfernt werden. Die Ansätze, die dabei verfolgt werden, sind anspruchsvoll. So müssen Art und Menge der verwendeten Zusatzstoffe spezifisch angepasst werden. Dazu gehören Katalysatoren, Verarbeitungshilfsmittel, Nukleierungs- und Kupplungsmittel sowie Kettenverlängerer. Auf diese Weise ist es möglich, die negativen Auswirkungen von unbekannten Verunreinigungen zu vermeiden. Damit verbessern sich die Materialeigenschaften der wiederverwerteten Kunststoffe, da sie langfristig thermisch stabilisiert werden, was wiederum in einer Verbesserung der mechanischen und rheologischen Eigenschaften resultiert. Das modifizierte Verfahren soll es ermöglichen, dass recyceltes PET (r-PET) die gleichen Eigenschaften wie virgin PET aufweist.

Die Konsortialpartner verfolgen andere Ansätze, um eine verbesserte Recyclingrate und hochwertigere r-PET-Produkte zu erzeugen: Optimierte Sortiertechnologien für die sortenreine Trennung von Abfällen gehören ebenso dazu wie eine enzymbasierte Behandlung von Kunststoffen, um sie auf nachhaltigem Weg in Monomere aufzuspalten. Letztlich wird auch die hochqualitative Fertigung neuer Produkte aus den recycelten Kunststoffen dazu beitragen, den Rohstoffkreislauf zu schließen.

Bauteile im Automobil müssen nicht mehr nur technologisch höchsten Ansprüchen genügen, sondern auch nachhaltig und rezyklierbar sein. Zukünftig müssen Ingenieurinnen und Ingenieure bei der Entwicklung nicht nur das fertige Produkt, sondern auch das Ende dessen Lebenszyklus im Blick haben. Künstliche Intelligenz soll helfen, in solchen Zyklen zu denken. dabei helfen. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) sind einer der Projektpartner im Forschungsprojekt CYCLOMETRIC, das durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut wird. Entwickelt wird ein Tool, das schon während der Produktplanung Verbesserungsvorschläge macht.

Recycling von Hochleistungsmaterialien scheitert häufig daran, dass sich die Werkstoffe nicht in ihre ursprünglichen Bestandteile trennen lassen. CYCLOMETRIC soll dafür sorgen, dass dieses Problem nicht erst am Ende des Lebenszyklus eines Produkts gelöst werden muss. Mit den derzeitigen Methoden und Werkzeugen werden Auswirkungen auf die Umwelt oft erst gegen Ende der Entwicklung oder sogar erst nach Produktionsbeginn untersucht – obwohl die relevantesten Entscheidungen über Produkteigenschaften deutlich früher getroffen werden. Das neue System hilft, während der Entwicklung die richtigen Entscheidungen zu treffen. Dazu werden Daten, Informationen, Wissen über alle Entwicklungsphasen und Schnittstellen hinweg analysiert und bewertet. Dabei kommen Forschungsansätze des Advanced Systems Engineerings und Model-based Systems Engineerings in Verbindung mit Methoden der Ökobilanzierung sowie die Geschäftsmodellanalyse zum Einsatz.

Produktentwicklung muss täglich komplexe Parameter wie Produzierbarkeit, Rezyklierfähigkeit, Wiederverwendbarkeit, CO2-Emissionen und Kosten im Blick behalten. Nicht zuletzt müssen die Erwartungen und Gewohnheiten der Kundinnen und Kunden mitgedacht werden. Das Tool berechnet die Auswirkungen bei der Auswahl des Materials ebenso wie bei der Planung von Produktionsschritten und macht Verbesserungsvorschläge.

Als Anwendungsbeispiel für das digitale Werkzeug dient im Projekt CYCOMETRIC eine Mittelkonsolenverkleidung. Sie besteht aus nachhaltigen Textilmaterialien und verfügt über in das Textil integrierte smarte Funktionen. Das fertige Tool ist dennoch nicht auf die Automobilbranche beschränkt. Es kann in allen Industriefeldern eingesetzt werden.

Aufgabe der DITF ist die Auswahl und Prüfung geeigneter Materialien. Das Team erarbeitet die passenden Fertigungs- und Verarbeitungsprozesse und erstellt einen Prototyp. An den Prüflaboren werden Testläufe zu Funktions-, Alltags-, Langzeit- und Extremtauglichkeit der textilen Strukturen und Faserverbundwerkstoffen durchgeführt, die bei der späteren Anwendung reproduzierbar sind. Für die smarten Funktionen der Konsole werden Konzepte für Sensoren und Aktoren entwickelt.

Die DITF bringen als Partner im Forschungscampus ARENA2036 umfangreiche Erfahrungen im Leichtbau durch Funktionsintegration bei Automobilen mit. Nach Abschluss des Projekts werden die Denkendorfer Forscherinnen und Forscher Unternehmen beraten, wie Textilien verstärkt im Fahrzeuginterieur eingesetzt werden können.

Im Automobilbau, dem Schiffsbau und der Luftfahrtindustrie sowie bei Windenergieanlagen steigen die Materialanforderungen zusehends. Die verwendeten Werkstoffe sollen leicht, ressourcenschonend und gleichzeitig hochbelastbar sein. Faserverstärkte Kunststoffe (Composites) rücken immer mehr in den Vordergrund, da deren Eigenschaften in Kombination mit Glas- oder Carbonfasern metallischen Materialien oftmals überlegen sind. Mit Fokus auf die klimaneutrale Herstellung und Nutzung von Produkten wächst auch der Bedarf an Recyclinglösungen. Im SmartERZ-Projekt TRICYCLE arbeiten Unternehmen gemeinsam an geeigneten skalierbaren und wirtschaftlich tragfähigen Prozessen zum Recycling von Smart Composites. Momentan gibt es dafür keine Anbieter oder Konzepte am Markt.

Smart Composites bestehen aus Werkstoffen, deren Funktionalisierung durch die Integration oder Applikation elektrisch leitfähiger Komponenten, z. B. Sensoren oder Mikroprozessoren, erreicht wird. Dazu zählen zum Beispiel smarte Textilien, die elektronisch wärmen, Lichtsignale geben oder zur Datenübertragung genutzt werden können. Das breite Anwendungsspektrum und die vielseitigen Einsatzgebiete dieser intelligenten Verbundwerkstoffe und Multimaterialverbunde werden perspektivisch zu einem wachsenden Bedarf und einer stärkeren Nachfrage führen.

Die funktionale und vielschichtige Verbindung verschiedener Materialien wie Kunststoff, Metall und Textil wirft beim Thema Recycling Nachhaltigkeitsfragen auf. Im Erzgebirge werden dafür bereits heute Lösungen entwickelt. Im Rahmen des WIR!-Projektes SmartERZ ist das Verbundprojekt TRICYCLE entstanden. Mit dem Fokus auf den Strukturwandel im Erzgebirge haben sich acht ortsansässige Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammengetan, um ein Recyclingkonzept aufzustellen und die Grobplanung für ein erzgebirgisches Recycling Center zu entwickeln. Das Ende des Produktlebenszyklus und die Nachnutzung bzw. Wiederaufbereitung stehen dabei im Mittelpunkt des Entwicklungsprozesses. Im Ergebnis sollen effektive und maßgeschneiderte Maßnahmen für eine möglichst hochwertige Wiederverwendung entstehen. Diese sollen dem steigenden Aufkommen an Abfällen aus diesem wachsenden Bereich der deutschen Industrie begegnen und anwendungsbereit sein.

Klassische Herausforderungen für die Projektbeteiligten sind die irreversiblen Verbindungstechniken (z. B. Kleben, Faser-Matrix-Haftung), die Integration vieler verschiedener Materialien in geringen Mengen sowie Form und Größe der Bauteile. Eigene Untersuchungen sowie Feedback von Partnerunternehmen bestätigen die Notwendigkeit sowie den Nutzen eines passgenauen Recyclingprozesses für Smart Composites und intelligente Multimaterialverbünde. Das Projekt soll dazu beitragen, den Wirtschaftsstandort Erzgebirge attraktiver und zukunftsfähiger zu gestalten.

Am 1. September 2021 gestartet, kann TRICYCLE erste Ergebnisse vorweisen. Zunächst wurden die Bedarfe bei mittelständischen Unternehmen in der Region Erzgebirge abgefragt, um die aktuellen Gegebenheiten und den Status quo in Bezug auf technologische Recyclingkonzepte bestmöglich abzubilden. Für ein fundiertes Recyclingkonzept hat das TRICYCLE-Team drei Referenzbauteile für den vorgesehenen Prozess ermittelt, die in der erzgebirgischen Wirtschaft Verwendung finden, und folgenden Bereichen zugeordnet: Automotive, Technische Textilien mit applizierter Zusatzfunktion und Technische Textilien mit integrierter Zusatzfunktion.

Basierend auf dieser Auswahl, analysiert das Projektteam momentan die Herstellungs- und bisherigen Recyclingprozesse der Referenzbauteile. Das beinhaltet auch die Planung praktischer Versuche zum Recycling. Dabei fokussieren sich die Projektpartner auf ihr Know-how in verschiedenen chemischen, thermischen und mechanischen Prozessen zur Separierung, Rückführung und Wiederverwendung der eingesetzten Materialien. Um die Produkte den Recyclingtechnologien zugänglich zu machen, wurde die Herangehensweise innerhalb des Projekts angepasst, da insbesondere Textil aufgrund von Form und Struktur (z. B. endlose Struktur) herausfordernd sein kann.

Obwohl die Materialien selbst recycelbar sind, müssen diese dennoch für den Prozess optimal vorbereitet bzw. fachgerecht aufbereitet werden. Die Expertise und die Technologiekompetenz, die hierfür benötigt werden, ist bei den beteiligten Projektpartnern durch jahrzehntelange Erfahrung und zahlreiche Innovationen vorhanden. Das Zusammenspiel aller Beteiligten im Projekt TRICYCLE stellt bereits jetzt die Weichen für das geplante Recycling Center, um dieses später zum Drehkreuz zwischen regionalen Produktionsunternehmen und dem Recycling weiterzuentwickeln. Dieses soll als „Open Factory“ aufgebaut werden, um den Unternehmen des SmartERZ-Bündnisses bzw. perspektivisch der Region Erzgebirge eine gemeinsame Nutzung zu ermöglichen.

„Die Wiederverwendung der eingesetzten Ressourcen ist sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht zwingend geboten. Momentan gibt es weder Anlagenbauer noch Dienstleistungsanbieter mit den entsprechenden Kompetenzen zum Recycling von Smart Composites oder Multimaterialverbünden am Markt,“ stellt Johannes Leis, der Verbundkoordinator vom Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) in Chemnitz fest.Unter Leitung des STFI als Verbundkoordinator mit seiner über 30-jährigen Erfahrung in der Textilbranche und speziellem Know-how im Recycling von Carbonabfällen haben sich weitere Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengefunden. Dazu zählen das Textilunternehmen Curt Bauer GmbH, die Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der TU Chemnitz, das Ingenieurbüro Matthias Weißflog, der Hersteller für Faserverbundbauteile Cotesa GmbH, der Spezialvlieshersteller Norafin Industries (Germany) GmbH, das Recyclingunternehmen Becker Umweltdienste GmbH und die Hörmann Rawema Engineering & Consulting GmbH. Am Ende der Projektlaufzeit sollen ein einsatzfähiges, technologisches Recyclingkonzept für die zukünftigen entstehenden smarten Produkte sowie die in der Produktion entstehenden Abfälle (bspw. durch fehlerhafte Bauteile und Randbeschnitte) und ein Konzept für den Aufbau eines Recycling Centers vorliegen, das im Erzgebirge entstehen soll.

• Einweihung SUSKULT-Demonstrationsanlage auf der Kläranlage Emscher-Mündung

Die Versorgung der wachsenden Bevölkerung mit nachhaltigen, lokalen und qualitativ hochwertigen landwirtschaftlichen Produkten ist eine enorme Herausforderung. Um den Bedarf gerade in urbanen Regionen zu decken, müssen neuartige Agrarsysteme etabliert werden. Ein Vorreiter auf dem Gebiet ist das Verbundprojekt SUSKULT, in dessen Rahmen jetzt eine Demonstrationsanlage feierlich eingeweiht wurde. Die Anlage steht auf dem Gelände einer Kläranlage des Wasserwirtschaftsverbandes Emschergenossenschaft in Dinslaken. In der SUSKULT-Vision sind dort alle wesentlichen Ressourcen für den Anbau von Gemüse und Co. – Nährstoffe, CO2, Wasser, Wärme – in großen Mengen verfügbar.

Endliche Phosphatressourcen, hoher Energieaufwand bei der Düngemittelproduktion, Verschmutzung von Gewässern und Böden durch Phosphor und Stickstoff – hinzu kommen Probleme in den Lieferketten durch Ereignisse wie Corona sowie massive Preissteigerungen aufgrund globaler Krisen. Das sind sicher keine guten Voraussetzungen, um die Erträge frischer und hochwertiger Agrarprodukte nachhaltig zu steigern. Expertinnen und Experten sind sich jedoch einig: Genau das muss geschehen, um eine größere Unabhängigkeit der deutschen Agrarwirtschaft sicherzustellen, zukünftigen Krisen gestärkt begegnen zu können und gleichzeitig besser auf Folgen des Klimawandels vorbereitet zu sein. Für den erforderlichen Transformationsprozess war bis dato der Zeitraum von 2040 bis 2050 vorgesehen – aktuelle Entwicklungen erfordern eine frühere Umsetzung.

Zu den zentralen Lösungsansätzen zählen mehr Regionalität und eine Kreislaufführung der eingesetzten Ressourcen. »Damit beschäftigen wir uns bei SUSKULT, indem wir ein Agrarsystem an Kläranlagen integrieren. Hier finden wir zum einen die für einen gartenbaulichen Anbau von Produkten notwendigen Ressourcen – Nährstoffe, CO₂, Wasser und Wärme. Zum anderen sind Kläranlagen häufig zentrumsnah verortet, was die Transportwege zu den Konsumentinnen und Konsumenten minimiert«, erklärt Volkmar Keuter vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, der das Verbundprojekt koordiniert. »Mit der Einweihung der Demonstrationsanlage auf der Kläranlage Emscher-Mündung der Emschergenossenschaft (EG) beschreiten wir nun konsequent den nächsten Schritt auf dem Weg hin zu einem zukunftsfähigen Agrarsystem.«

In den vergangenen drei Jahren seit Projektstart haben die insgesamt 15 Partner – darunter Universitäten, Forschungseinrichtungen sowie Institutionen aus Industrie und Wirtschaft – die wissenschaftliche Grundlage für das Vorhaben gelegt und die einzelnen Bausteine entwickelt. Diese werden jetzt erstmals auf einer der größten Kläranlagen Europas zu einer Prozesskette zusammengeführt und in der Praxis getestet. »Die Modernisierung der Wasserwirtschaft ist seit Jahren getrieben durch Themen wie Energie- und Ressourceneffizienz. Phosphorrecycling aus Klärschlamm haben wir z. B. auf der Kläranlage Emscher-Mündung bereits erfolgreich halbtechnisch pilotiert. Die SUSKULT-Vision, dass Kläranlagen künftig sämtliche Nährstoffe liefern, die für die Agrarproduktion eingesetzt werden, stellt daher einen logischen nächsten Schritt dar«, so Dr. Emanuel Grün, Technischer Vorstand der Emschergenossenschaft.

Von außen betrachtet wirkt die Demonstrationsanlage, untergebracht in zwei Seecontainern und in einem Teil des sogenannten Technikums der Emschergenossenschaft, relativ unscheinbar. Anders sieht es im Inneren aus: Hier befinden sich die insgesamt fünf SUSKULT-Bausteine. Drei von ihnen wandeln die Ressource Abwasser in NPK-haltigen Flüssigdünger (NPK: Stickstoff, Phosphor und Kalium) um, in den anderen beiden wird dieser Dünger zur Kultivierung von z. B. Gemüse und Salat sowie gesundheitsfördernden Lebensmitteln wie Süßkartoffeln und Moringa verwendet. Der Anbau erfolgt vertikal, das ist platzsparend und saisonunabhängig. Des Weiteren werden Wasserlinsen produziert, die über einen hohen Vitaminanteil verfügen und als regionaler Sojaersatz dienen können.

Mit der Demonstrationsanlage betritt der SUSKULT-Verbund Neuland. Entsprechend wichtig ist die technische und wissenschaftliche Begleitung: Während einzelne Bausteine wie etwa das Vertical Farming fernüberwacht werden, bedarf der gesamte Versuchsbetrieb einer intensiven Betreuung. Hier arbeitet ein Team aus Studierenden, Forschenden und Technik Hand in Hand.
 
Projektkonsortium
Fraunhofer UMSICHT (Koordination), Blue Foot Membranes GmbH, Emschergenossenschaft, Metro AG, Pacelum GmbH, Rewe Markt GmbH, Ruhrverband, YARA GmbH & Co. KG, Deutsches Forschungszentrum für künstliche Intelligenz GmbH DFKI, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH-UFZ, Hochschule Osnabrück, ILS-Institut für Landes- und Stadtentwicklungsforschung gGmbH, Justus-Liebig-Universität Gießen, Montanuniversität Leoben (A), Technische Universität Kaiserslautern.

Förderhinweis
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) leistet mit der Förderlinie »Agrarsysteme der Zukunft« einen elementaren Beitrag für die Erforschung und Entwicklung zukunftsweisender Ansätze für die nachhaltige Transformation der Agrarwirtschaft in Deutschland. Das Verbundprojekt »SUSKULT – Entwicklung eines nachhaltigen Kultivierungssystems für Nahrungsmittel resilienter Metropolregionen« wird im Rahmen der Fördermaßnahme »Agrarsysteme der Zukunft« im Rahmen der »Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030« der Bundesregierung durch das BMBF gefördert.

• Monomaterial-Lösung enthält Polypropylen aus erneuerbaren Quellen aus dem Bornewables™-Portfolio kreislauforientierter Polyolefine
• Trexel setzt seine eigene MuCell®-Technologie ein, um eine Reihe von Vorteilen bei der Gewichtsreduzierung zu bieten
• EverMinds™ in Aktion: Wiederverwendung und recyclingorientiertes Design stehen im Fokus der Kooperation entlang der Wertschöpfungskette

Borealis und Trexel, ein Experte für geschäumte Spritzguss- und Blasformteile, geben die gemeinsame Entwicklung einer neuen Kunststoffflasche bekannt, die auf einem Material des Bornewables™-Polyolefinportfolios basiert. Bornwables-Materialien werden aus erneuerbaren Rohstoffen hergestellt, die zu 100 % aus Abfall- und Reststoffströmen stammen. Die leichtgewichtige Flasche, die im Oktober am Borealis-Stand auf der K 2022 (vom 19. bis 26. Oktober 2022 in Düsseldorf) vorgestellt wird, ist wiederverwendbar und vollständig recycelbar. Sie weist einen deutlich geringeren CO₂-Fußabdruck auf, da sie aus nachwachsenden Rohstoffen besteht und mittels Schäumverfahren hergestellt wird.

Das Bornewables™-Portfolio kreislauforientierter Polyolefine hilft dabei, den CO₂-Fußabdruck zu verkleinern, und liefert gleichzeitig eine Materialleistung, die es mit der Performance von Polymer-Neuware aufnehmen kann. Die Verwendung von Bornewables-Materialien ermöglicht zudem ein hohes Maß an Designfreiheit und Farbflexibilität, wodurch hochwertige optische und haptische Eigenschaften erzielt werden können. Die am europäischen Markt erhältlichen Materialien schonen darüber hinaus auch die natürlichen Ressourcen, da sie ausschließlich aus Abfällen und Reststoffen, wie zum Beispiel aus gebrauchtem Speiseöl, gewonnen werden. Die Wiederverwendung von bereits im Umlauf befindlichen Abfällen anstelle von Rohstoffen aus fossilen Brennstoffen steigert die Nachhaltigkeit der mit Bornewables-Materialien hergestellten Anwendungen.

Dank Trexels MuCell-Technologie, die in Verbindung mit den Borealis Bornewables-Sorten zum Einsatz kommt, behält die von Borealis und Trexel neu entwickelte Mehrwegflasche über viele Lebenszyklen hinweg ihren Wert, wodurch der Verbrauch wertvoller Ressourcen minimiert wird. Zudem benötigen weiterverarbeitende Unternehmen durch die Nutzung der MuCell®-Technologie weniger Energie im Produktionsprozess. Die Flasche hilft somit dabei, den Kunststoffkreislauf durch recyclingorientiertes Design, die Verwendung erneuerbarer Rohstoffe und eine über mehrere Lebenszyklen hinweg konstante Materialperformance zu schließen.

• Aus Abfall wird Rohstoff

Alternativen zu Primärrohstoffen einzusetzen, ist eine Möglichkeit, die Nachfrage nach Rohstoffen zu decken und sich vom globalen Geschehen unabhängiger zu machen. Benötigte Materialien können durch Sekundärrohstoffe ersetzt bzw. die in der Produktion und am Ende des Lebenszyklus anfallenden Wertstoffe dem Kreislauf wieder zugeführt werden. Das VDI Zentrum Ressourceneffizienz (VDI ZRE) hat hierzu eine kostenlose Materialdatenbank zu Nebenprodukten und Sekundärrohstoffen entwickelt.

Bisher sind die Bereiche Metall und Kunststoff vorhanden, die Datenbank soll erweitert und ausgebaut werden.

Materialdatenbank des VDI ZRE zeigt Verwendungsmöglichkeiten von Wertstoffen
Für Unternehmen kann die Verwendung von Sekundärrohstoffen bzw. der Verkauf von nicht mehr benötigten Wertstoffen zu einer verbesserten Wettbewerbssituation beitragen, indem Kosten reduziert und zusätzliche Einnahmen generiert werden. Zudem beweisen die Betriebe mit diesem Handeln ökologische Verantwortung. Für dieses Vorgehen braucht es Wissen um die Verwendungs- und Vertriebsmöglichkeiten der Sekundärrohstoffe.

Rohstoffe verwerten, statt entsorgen
Die Materialdatenbank zu Nebenprodukten und Sekundärrohstoffen unterstützt insbesondere Unternehmen, die bisher wenig Erfahrung mit der Verwertung bzw. Veräußerung von in der Produktion anfallenden Wertstoffen haben. Die Datenbank führt Materialien in verschiedenen Kategorien auf. Zu jedem Eintrag gibt es eine kurze Beschreibung, sowie Angaben zu der Geometrie und den Einsatzmöglichkeiten des Wertstoffs. Zudem sind jeweils passende Händler zu den Wertstoffen verlinkt. Im Bereich „Beispiele aus der Praxis“ wird aufgezeigt, wie andere Unternehmen bereits erfolgreich Nebenprodukte und Sekundärrohstoffe einsetzen.

„Der Einsatz von Sekundärrohstoffen kann Unternehmen in der gegenwärtigen Krise helfen, sich von globalen Lieferketten unabhängiger zu machen und den CO₂-Fußabdruck ihrer Produkte zu senken. Mit der neuen Materialdatenbank leistet das VDI ZRE somit einen Beitrag zur Stärkung der Resilienz des verarbeitenden Gewerbes und mehr Klimaschutz“, unterstreicht Dr. Martin Vogt, Geschäftsführer des VDI ZRE, die Bedeutung von Ressourceneffizienz.

Erfolge in der Praxis
Beispiele aus der Praxis zeigen, dass die Einsparpotenziale für Unternehmen hoch sein können, wenn diese sich intensiver mit den eigenen Rohstoffen auseinandersetzen. Zudem wird ersichtlich, dass Sekundärrohstoffe zunehmend und nachhaltig zur Deckung des Rohstoffbedarfs beitragen. Die vom Bundesumweltministerium beauftragte Datenbank wird in regelmäßigen Abständen aktualisiert und erweitert.

Sie ist erreichbar unter: www.ressource-deutschland.de/werkzeuge/ressourceneffizienz-in-der-praxis/materialdatenbank/.