Aus der Branche

Mit innovativen Forschungsprojekten rund um Hanf als nachhaltigen Rohstoff präsentierte sich der Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik der Hochschule Niederrhein (HSNR) beim 3. Stakeholder-Dialog zur Erweiterten Herstellerverantwortung für Textilen in Berlin.
 
Auf dem „Marktplatz der textilen Kreislaufwirtschaft“ stellte das Forschungsinstitut für Textil und Bekleidung (FTB) die Projekte „Hanfknit“ und „ReHemp“ vor. Ergänzt wurde der Auftritt durch studentische Arbeiten mit Nachhaltigkeitsbezug, die zuvor auf der Neo.Fashion in Berlin vorgestellt worden waren.
 
Die eintägige Konferenz brachte mehr als 150 Vertreterinnen und Vertreter aus Wirtschaft, Verbänden und Politik zusammen. Im Mittelpunkt stand das Eckpunktepapier zur erweiterten Herstellerverantwortung im Textilbereich und die Frage, wie ein künftiges Textilgesetz Kreislaufwirtschaft praxisnah, effizient und mit möglichst geringem bürokratischem Aufwand ermöglichen kann. Im Rahmen der Veranstaltung trafen die Mitarbeiterinnen des FTB zudem Bundesumweltminister Carsten Schneider und nutzten die Gelegenheit zum Austausch über die Bedeutung innovativer Materialien und zirkulärer Ansätze für eine nachhaltige Transformation der Textilwirtschaft.
 
Der Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik verfügt über modern ausgestattete Labore und bildet die gesamte textile Wertschöpfungskette von der Faserentwicklung bis zum fertigen Produkt. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf Hanf als nachhaltiger, regional anbaubarer Alternative zu Baumwolle.
 
Im Projekt „Hanfknit“, gefördert vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE), entwickelte das FTB eine nachhaltige und recyclingfähige Funktionsstrickjacke aus 70 Prozent Hanf und 30 Prozent LyoHemp (Regeneratfasern aus Hanffasern). Das Produkt wird vollständig von der Faser bis zum 3D-Seamless-Strick lokal in der Region rund um Mönchengladbach gefertigt. Durch das innovative Zero-Waste-Verfahren der Firma Bache Innovative entstehen keine Produktionsabfälle. Ein intelligentes Bodymapping-Design mit funktionalen Zonen für Ventilation, Polsterung und enganliegende Bereiche vereint Komfort, Funktionalität und Nachhaltigkeit. Die Jacke wurde bereits im Designprozess auf Ressourcenschonung, Monomaterialität und vielseitige Nutzung ausgelegt und bietet großes Potenzial für Anwendungen in Sport- und Arbeitsbekleidung.
 
Das Projekt „ReHemp“, gefördert durch die Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF), knüpft an diese Entwicklung an und verfolgt das Ziel, Hanffasern in einen geschlossenen textilen Kreislauf zu überführen. Im Fokus steht die Wiederverwertung der im Vorgängerprojekt entwickelten Hanf- / LyoHhemp-Jacke. Künftig soll Lyohemp verstärkt aus Hanf-Abfallstoffen statt aus Primärfasern hergestellt werden. Das Material kombiniert die Robustheit von Hanf mit dem Tragekomfort von Lyocell und bleibt auch nach mehrfacher Wiederverwertung qualitativ hochwertig.
 
Gemeinsam mit dem Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e.V. (TITK) und zahlreichen Partnern aus der deutschen Textilindustrie entwickelt das FTB hierfür unter anderem eine Abfallklassifizierung für Fasern, Garne sowie Pre- und Post-Consumer-Materialien als Grundlage für effiziente Recyclingprozesse. Die Abfälle werden gesammelt, sortiert und zerkleinert und anschließend chemisch zu neuen Lyocell-Fasern recycelt. Parallel untersucht das Forschungsteam Alterungs- und Mehrfachrecyclingprozesse. Angestrebt werden mindestens drei Recyclingzyklen. Erste Fasern aus Abfallstoffen werden bereits produziert und weiterverarbeitet.

Der Anbau von Faserhanf für die Herstellung von Seilen und Bekleidung hat in Sachsen eine lange Tradition. Aufgrund seiner hervorragenden Fasereigenschaften eignet er sich auch als nachwachsender Rohstoff für die Verstärkung in Faserverbundwerkstoffen. Am STFI und IWU in Chemnitz erforscht man derzeit im Projekt CannaPul, wie eine regionale Wertschöpfungskette für hanfbasierte Leichtbauprofile umgesetzt werden kann. Dafür werden die prozesstechnische Verarbeitung der Hanffasern zu endlosen Fasersträngen und die Einbettung dieser in eine geeignete biobasierte Matrix untersucht. 

Die Ausgangslage 
Faserverstärkte Kunststoffe sind Werkstoffe, die aus Verstärkungsfasern und einer Kunststoffmatrix bestehen und sich als vielseitige und leistungsfähige Materialien mit hoher Festigkeit und Steifigkeit etabliert haben. Das Pultrusionsverfahren (Strangziehen) ist ein kontinuierliches Herstellungsverfahren für faserverstärkte Kunststoffe, bei dem hochwertige Profile entstehen. Endlose Faserstränge aus Glas-, Carbon- oder Naturfasern, sogenannte Rovings, werden durch ein duroplastisches Harzbad in eine beheizte Form gezogen und thermisch ausgehärtet. Es entstehen hochwertige Profile mit konstantem Quer schnitt, hoher Festigkeit und geringem Gewicht, die sich ideal für Anwendungen eignen, die Leichtigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit erfordern. Die erdölbasierten Komponenten sollen perspektivisch durch biobasierte Rohstoffe substituiert werden. Das Entwicklungsziel Die zentrale Herausforderung im Forschungsprojekt CannaPul ist die Entwicklung und die Anwendung von biobasierten, regional verfügbaren Werkstoffen. Ziel ist die Herstellung endlosfaserverstärkter Profilstrukturen aus Hanfbastfasern in Kombination mit biobasierter thermoplastischer Matrix. Voraussetzung dafür ist einerseits die Bereitstellung von geeigneten Naturfasersträngen aus dem nachwachsen den regionalen Rohstoff Hanfbast. Zum anderen erfordert der Prozess das Aufbringen einer thermoplastischen Biopolymermatrix mit niedriger Viskosität und entsprechend hoher Fließfähigkeit sowie einer niedrigen Schmelztemperatur, um eine thermische Schädigung oder ein Verbrennen der Hanffasern zu vermeiden. 

Die Kooperation 
Projektbeteiligte bei CannaPul sind das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. Chemnitz (STFI) und das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU Chemnitz (IWU). Das STFI untersucht die textiltechnische Verarbeitung von hochfesten Hanfbaststreifen zu endlosen Fasersträngen und stellt im Ergebnis biobasierte Bewehrungsfasern für den Pultrusionsprozess bereit. Die abgeschälten Hanfbaststreifen werden durch einen Fibrillierprozess vereinzelt und gleichmäßig als Band abgelegt. Das Band wird durch einen Ummantelungsprozess zugfest stabilisiert und als Garn bereitgestellt.

Das IWU kümmert sich um die zahlreichen Herausforderungen beim Prozess der Pultrusion. Hierbei gilt es die Viskosität der Schmelze und die Verarbeitungstemperatur von Thermoplast auf das biogene Fasermaterial abzustimmen. 

Der Prozess
Bei der Pultrusion wird die thermoplastische Schmelze aus Granulaten erzeugt. Die Herausforderung besteht dabei in der vollständigen Imprägnierung der Fasern sowie einer gleichmäßigen Faserverteilung. Gleichzeitig soll ein Faservolumenanteil von mindestens 50% erreicht werden, um hohe mechanische Kennwerte, insbesondere eine hohe spezifische (gewichtsbezogene) Zugfestigkeit, sicherzustellen. Bei einer Warenabzugsgeschwindigkeit von bis zu 1000 mm/min ist während der Pultrusion eine Querschnittsfläche von 20 mm² zuverlässig und vollständig mit der thermoplastischen Schmelze zu imprägnieren. 

Heike Metschies, Projektleiterin am STFI, hält fest: „Erste Ergebnisse liegen bereits in Form von rechteckigen Profilen mit Hanfbewehrung und thermoplastischer Matrix vor. Diese konnten wir auf der AGRA 26 in Leipzig u.a. dem Sächsischen Staatsminister für Umwelt und Landwirtschaft Georg-Ludwig von Breitenbuch vorstellen und auf der Techtextil in Frankfurt am Main einem großen Fachpublikum präsentieren.“

Bei der kommenden Plastics Recycling Show Europe in Amster-dam am 5./6.5. wird BB Engineering sein Technologieportfolio für PET Recycling präsentieren. Dabei liegt der Fokus des deutschen Maschinenbauers wieder auf Textilrecycling und Schmelzefiltrati-on.

Das Produktportfolio umfasst Komponenten und Anlagen für die Herstellung von Folien und Kunstfasern sowie für PET Recycling. Mit Extrudern, diversen Filtern und kompletten Spinnerei- und Re-cyclinganlagen verfügt das Unternehmen über eine breite Exper-tise in der Kunststoffverarbeitung und kann ganzheitliche PET-Recyclinglösungen aus einer Hand anbieten. BB Engineering legt beim Recycling einen besonderen Fokus auf Textilrecycling (PET). Seine Systeme VacuFil® und COBRA® stehen auf der Veranstal-tung im Mittelpunkt.

VacuFil® Visco+ - PET LSP-Recycling 
Die PET-Recyclinganlage VacuFil® vereint schonende Großflächenfiltration mit einer präzisen IV-Anpassung und ermöglicht so eine dauerhaft gleichbleibende, herausragende rPET-Schmelze-qualität. 

Von Bottle-to-Bottle bis 100 % Fiber-to-Fiber: Dank des modularen Konzepts lässt sich VacuFil® exakt an individuelle Anforderungen anpassen. Unterschiedlichste PET-Ausgangsmaterialien wie Flakes, Textilabfälle, Faserabfälle oder Anfahrklumpen werden zuverlässig verarbeitet, während die IV gezielt an das gewünschte Endprodukt angepasst wird.

Im Zentrum steht die patentierte Schlüsselkomponente Visco+. Durch Liquid-State-Polycondensation entfernt sie flüchtige Konta-minationen verlässlich und liefert eine außergewöhnlich homoge-ne Schmelze von ±0,01 dl/g – und das bis zu 50 % schneller als vergleichbare LSP-Systeme. Je nach Durchsatz lässt sich dabei ein Viskositätsaufbau von bis zu 30 % erzielen.

Die kontinuierliche Prozessüberwachung durch ein Online-Viskosimeter gewährleistet einen stabilen und reproduzierbaren Output. Dabei hat VacuFil® eine Kapazität von 150 bis 4.000 kg/h. 

COBRA® setzt Maßstäbe in der Schmelzefiltration
Mit der Entwicklung des neuesten Schmelzefilters COBRA® will BB Engineering selbst hohen Verschmutzungsgraden zuverlässig begegnen, Filterwechsel und Reinigung vereinfachen und gleich-zeitig die Betriebskosten senken. 

Das Ergebnis ist ein leistungsstarkes System, das kontinuierliche Großflächenfiltration mit einer automatisierten, chemiefreien Zwi-schenreinigung vereint. Zwei Filtereinsätze mit automatischer Um-schaltung gewährleisten einen stabilen, sicheren und unterbre-chungsfreien Betrieb — auch bei hohen Verschmutzungsgraden, bei denen herkömmliche Kerzenfilter oder Siebwechsler an ihre Grenzen stoßen.

Ein entscheidender Vorteil liegt in der integrierten Reinigung: Sie verlängert die Standzeiten der Filtermedien deutlich und reduziert gleichzeitig Bedienaufwand, Schmelzeverluste und Energiebedarf ohne Chemikalieneinsatz. Das steigert die Prozesssicherheit und senkt die Betriebskosten.

COBRA® eignet sich sowohl für die Grob- als auch für die Feinfilt-ration. Neben dem Einsatz im PET-Recycling bietet das System auch in weiteren Anwendungen, etwa in der Kunststoffspinnerei, Potenzial zur Effizienzsteigerung und kann dort ohne Schwierig-keiten nachgerüstet werden.