Aus der Branche

Aus Luft- und Raumfahrt, Automobilbau oder Windkraft sind Textilfasern bereits nicht mehr wegzudenken. Technische Textilien, zum Beispiel aus Kohlenstofffasern, sowie aus ihnen produzierte Halbzeuge werden auch das Bauwesen nachhaltig verändern. Die innovativen Werkstoffe und Bauteile bergen enormes Potenzial für die Branche. Dies zu heben, ist ein Ziel des Vereins AACHEN BUILDING EXPERTS. Hierfür bringt er alle relevanten Akteure zusammen.

Ressourceneffizientes und nachhaltiges Bauen mit technischen Textilien
Textilbeton oder Gelege aus textilen Werkstoffen weisen entscheidende Vorteile gegenüber klassischen Baustoffen wie Stahl, Glas und Beton auf. Die textile Bewehrung im Betonbau ermöglichst aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit vergleichsweise schlanke Betonbauteile mit geringem Eigengewicht, die dennoch sehr tragfähig und beständig sind. Die enorme Gewichtseinsparung senkt Transportkosten und ermöglicht es, höher zu bauen. Dies spart Grundfläche. Textilbeton benötigt darüber hinaus bis zu 80 Prozent weniger Beton. Daher schont der Baustoff Ressourcen, zum Beispiel den knapp werdenden Bausand. Besonders die starke Reduktion des Zementbedarfs ermöglicht 80 Prozent weniger Kohlendioxid-Emissionen. Die Zementherstellung der globalen Bauwirtschaft verursacht höhere CO2 -Emissionen als der weltweite Luftverkehr. Somit leistet Textilbeton einen wichtigen Beitrag zum ressourceneffizienten und nachhaltigen Bauen – der Zukunft der Bauwirtschaft.
Bei der Membranbauweise spielt die Leichtigkeit der Konstruktionen eine große Rolle. Hiermit lassen sich große Flächen überdachen. Gleichzeitig wird die textile Architektur höchsten ästhetischen Ansprüchen gerecht. Bekanntes Beispiel bildet das Gerry-Weber-Stadion mit seiner etwa 6.000 m2 umfassenden Dachkonstruktion.
Tragende Komponenten beim textilen Bauen sind textile Konstruktionen aus Hochleistungsfasern. Sie zeichnen sich durch extrem hohe Festigkeiten auch bei hohen Zugkräften aus - bei gleichzeitig geringem Gewicht. Meist werden die textilen Ausgangsmaterialien vor ihrer Verwendung zusätzlich beschichtet oder imprägniert. Diese Behandlungen ermöglichen spezifische Funktionalisierungen für den jeweiligen Zweck. Dies sorgt für eine große Anwendungsbreite. Teilweise sind textile Bauteile lichtdurchlässig, gleichzeitig schützen sie vor Wärme. Auch verbessern „Hightex“-Materialien akustische Eigenschaften von Räumen. Nicht zuletzt bieten textile Architekturen nahezu unbegrenzte Möglichkeiten der Form- und Farbgebung.

Aachener Innovationsnetzwerk fördert Wissenstransfer
„Die vielfältigen Möglichkeiten des Baustoffes Textil und das hohe Potenzial von technischen Fasern und Textilien sind in der Baubranche noch viel zu wenig bekannt“, so Goar T. Werner, Geschäftsführer des AACHEN BUILDING EXPERTS e. V. (ABE). Daher führt der ABE gezielt Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammen. Unterstützt wird er dabei unter anderem vom Institut für Textiltechnik und Lehrstuhl für Textilmaschinenbau (ITA) an der RWTH Aachen University. „Bauunternehmer und Architekten fragen sich, wo sie technische Textilien anwenden können und welche Vorteile diese Bauprodukte haben. Die Anbieter technischer Textilien wiederum überlegen: Wo können wir unsere innovativen Produkte unterbringen?“, weiß Prof. Dr.-Ing. Thomas Gries, Leiter des ITA. Zur Beantwortung eben dieser Fragen auf beiden Marktseiten und der Vernetzung dieser beiden „Welten“ will der ABE, das interdisziplinäre Kompetenznetzwerk für innovatives Bauen, beitragen. Dabei kooperiert der ABE ebenfalls eng mit den Instituten für Baustoffforschung (ibac) der RWTH Aachen University sowie dem TFI - Institut für Bodensysteme an der RWTH Aachen e.V. „Gemeinsam sorgen wir für den entsprechenden Wissenstransfer und bieten mit unserem `Innovationsnetzwerk Textiles Bauen´ ein Forum dafür, dass Innovationen eng am Bedarf der Bauwirtschaft entstehen“, erläutert Goar T. Werner.

The North Face präsentierte mit FUTURELIGHT™ ein neues atmungsaktives, wasserdichtes Material, das das Potential hat, die Welt der technischen Stoffe für immer zu verändern. Das Material wird mit Nanospinning-Technologie auf der Basis nachhaltiger Prozesse hergestellt und ist das technisch höchstentwickeltste atmungsaktive und wasserdichte Material für die äußere Kleidungsschicht. „Bisher waren wasserdichte Materialien in der Regel laut, steif und hatten ein relativ großes Packmaß. Mit der FUTURELIGHT™-Technologie können wir im Prinzip jedes Bekleidungsstück atmungsaktiv, wasserdicht und erstmals auch bequem machen“, sagt Scott Mellin, Global General Manager of Mountain Sports bei The North Face. „Stellen Sie sich vor: wasserdichte Hemden, Pullis und Jeans, die Sie tatsächlich gerne tragen. Wir haben mit Jacken, Zelten und Handschuhen angefangen, aber die Möglichkeiten sind zahlreich.“

Dank neuer Fertigungsprozesse setzt The North Face mit FUTURELIGHT™ auch neue Maßstäbe in der Nachhaltigkeit. Durch diese Weiterentwicklung können dreilagige Kleidungsstücke umweltfreundlich aus Recyclingmaterialien, mit reduziertem Chemikalieneinsatz und in einer sauberen, solarbetriebenen Fabrik hergestellt werden.

Durch das Nanospinning, das in der Herstellung von FUTURELIGHT™ verwendet wird, kann The North Face die Membran eines Kleidungsstücks so luftdurchlässig wie noch nie machen. Denn durch das Verfahren entstehen Öffnungen im Nanometerbereich, welche das Material besonders porös, aber immer noch absolut wasserdicht macht. So wird diese Kleidungsschicht weitaus luftdurchlässiger als bisher möglich.

Zusätzlich können Produktdesigner durch die Nanospinning-Technologie Gewicht, Dehnbarkeit, Atmungsaktivität, Robustheit, Konstruktion (gewebt oder gewirkt) und Struktur an die Anforderungen von Athleten und Kunden anpassen. So kann zum Beispiel für Aktivitäten im aeroben Bereich die Atmungsaktivität erhöht werden oder für extreme Witterungen die Wasserdichtheit. Dieses Maß an Flexibilität und Anpassbarkeit war im Kleidungs-, Ausrüstungs- und Accessoire-Bereich bisher nicht möglich.

• Innovative Ideen umsetzen

Mönchengladbach - Auf dem Campus Mönchengladbach der Hochschule Niederrhein ist gestern Abend das Textile Innovatorium eröffnet worden. Das kreative Labor ist ein Ort, an dem innovative Ideen aus Unternehmen oder der Hochschule entwickelt und prototypisch umgesetzt werden können. „So ein Labor hat an der Hochschule Niederrhein bislang gefehlt. Dank dem Textilen Innovatorium sind wir künftig noch besser in der Lage, aktiv die Zukunftsfähigkeit der Region zu stärken“, sagte Hochschulpräsident Prof. Dr. Hans-Hennig von Grünberg.

Das Textile Innovatorium wird mit Mitteln aus dem Bund-Länder-Förderprogramm des Bundesministeriums für Bildung und Forschung und Gemeinsamer Wissenschaftskonferenz (GWK) „Innovative Hochschule“ finanziert. Dort war die Hochschule Niederrhein im vergangenen Jahr mit dem Antrag „Leuchtturm Niederrhein – Aus der Höhe in die Breite“ erfolgreich. Seit dem 1. Januar 2018 bis zum 31. Dezember 2022 wird das Textile Innovatorium mit 1,5 Millionen Euro bezuschusst. Insgesamt erhält die Hochschule Niederrhein 5,17 Millionen Euro im Rahmen der Förderung „Innovative Hochschule“.

„Mit unserer Förderung wollen wir dazu beitragen, die inter- und transdisziplinäre Forschung zu ermöglichen und fachliche sowie gesellschaftliche Grenzen zu überwinden“, sagte Dr. Karin Korn-Riedlinger vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. „Die Förderlinie Innovative Hochschule soll Hochschulen wie die Hochschule Niederrhein dabei unterstützen, sich langfristig als zentraler Dienstleister für Wissens- und Technologietransfer in ihren Regionen zu etablieren.“

Sigrid Rix-Diester, Gruppenleiterin im Ministerium für Kultur und Wissenschaft, betonte: „Das Projekt Leuchtturm Niederrhein ist ein sehr gutes Beispiel dafür, wie die regionale Wirtschaftskraft und die Innovationskraft einer Hochschule sich gegenseitig beflügeln können. Die Hochschule Niederrhein nimmt im Bereich der Textil- und Bekleidungstechnik deutschland- und europaweit eine herausragende Position ein. Die finanzielle Unterstützung durch Bund und Land ermöglicht es ihr nun, den Austausch mit der Textilbranche zu verstärken und ihre Rolle als Innovationsmotor mit regionaler und überregionaler Strahlkraft weiter auszubauen.“

Prof. Dr. Dr. Alexander Prange, Vizepräsident für Forschung und Transfer der Hochschule Niederrhein, sagte: „Das Textile Innovatorium verbindet die drei Leistungsdimensionen unserer Hochschule, nämlich Forschung, Lehre und Transfer, auf eine sehr nutzbringende Art und Weise.“ Das Creative Lab soll Begegnungsraum an der Grenzfläche der angewandten Hochschule zur externen Welt werden, in dem Unternehmen direkt an den Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik ankoppeln können.

Das Labor ist im Z-Gebäude auf dem Campus Mönchengladbach untergebracht. Auf einer Fläche von rund 170 Quadratmetern sollen dort Studierende, Forschende und Unternehmensvertreter arbeiten und sich untereinander vernetzen können. Diverse Hightech-Geräte wie ein Tisch-Rotor zum Spinnen von Vliesstoffen oder eine Strickmaschine für den 3D-Strick sollen ebenfalls zur Verfügung stehen. Das Textile Innovatorium soll damit das Umfeld sein, in dem studentische Ideen, Projekt- und Forschungsarbeiten bis zu marktgängigen Produkten und gegebenenfalls auch bis zur Firmengründung weiterentwickelt werden können.

Derzeit zeichnet sich ab, dass das Konzept aufgeht. So konnten Studierende bei der Weiterbearbeitung von Projektideen in vielfältiger Weise begleitet werden: durch beratende Unterstützung im Start-up-Prozess, Hilfe beim Aufbau eines Netzwerkes durch gemeinsame Firmenbesuche, kritische Betrachtung des Business-Cases sowie durch Klärung von Fragen zur Anfangsfinanzierung, zu Patentanmeldungen und zur Produkthaftung. Die zweite Säule wurde ebenfalls erfolgreich angegangen: Mit Hilfe von Spezialmaschinen, die von industriellen Partnern temporär zur Verfügung gestellt werden, werden Studierende weitergebildet und kreative Produktideen getestet.

Dietmar Wirtz, Director Technology bei AstonJohnson, forderte die potenziellen Nutzerinnen und Nutzer des Innovatoriums auf: „Beginnen Sie den kreativen Prozess im Bereich der Vision und entwickeln Sie Ihre Ideen in Richtung Realität. Nehmen Sie dabei Erfahrung lediglich zur Kenntnis aber nicht zum Maßstab. Innovation muss sich heute auf alle Mechanismen eines Unternehmens legen. Der Erfolg liegt in einem innovativen Konglomerat aus innovativen Geschäftsmodellen, in denen das innovative Produkt eingebettet ist.“

• PrimaLoft® Bio™ Performance Fabric – der erste Funktionsstoff aus 100% recycelten, biologisch abbaubaren Fasern

LATHAM, NY - MÜNCHEN: PrimaLoft, Inc., weltweit führendes Unternehmen für innovative Materialtechnologien, hat sein Portfolio an biologisch abbaubaren* Technologien erweitert. Mit der Einführung von PrimaLoft® Bio™ Performance Fabric, dem ersten zu 100% recycelten und biologisch abbaubaren synthetischen Funktionsstoff ergänzt das Unternehmen die kürzlich vorgestellte PrimaLoft® Bio™ Insulation, die ebenfalls die erste Technologie ihrer Art ist. Grundlage beider Innovationen ist eine technisch weiter entwickelte Fasertechnologie, die einen stark beschleunigten biologischen Abbau unter bestimmten Umweltbedingungen ermöglicht und so ein potentiell wichtiger Faktor bei der Problematik von Mikroplastik in den Meeren werden könnte. Sowohl PrimaLoft® Bio™ Performance Fabric als auch PrimaLoft® Bio™ Insulation sollen ab Herbst 2020 im Handel verfügbar sein.

„Seit Beginn der Entwicklung unserer biologisch abbaubaren Materialien waren Funktionsstoffe ein wichtiger Bestandteil für uns. Dank dieses Durchbruchs können Kleidungstücke ab sofort komplett den Weg zurück in die Natur finden“, sagte Mike Joyce, Präsident und CEO von PrimaLoft. „Da wir bei der Leistung keine Abstriche machen, mussten wir sicherstellen, dass unsere biologisch abbaubaren Fasern dem Herstellungsprozess von Hochleistungs-Funktionsstoffen standhalten und gleichzeitig ihre Fähigkeit zum biologischen Abbau behalten.  Diese Entwicklung öffnet uns neue Horizonte und wir wollen damit Maßstäbe setzen, um die Umweltauswirkungen der Textilindustrie erheblich zu verringern.“

PrimaLoft® Bio™-Fasern bestehen zu 100% aus Recyclingfasern, die sich unter bestimmten Gegebenheiten wie sie in einer Mülldeponie oder im Meerwasser vorherrschen, biologisch abbauen. PrimaLoft hat diese Fasern weiterentwickelt, um sie attraktiver für dort natürlich vorkommende Mikroben zu machen. Diese Mikroben verdauen die Fasern schneller und sorgen dafür, dass der Funktionsstoff zersetzt wird und am Ende lediglich die natürlichen Elemente Wasser, Methan, CO2 und Biomasse zurückbleiben. Die neue Technologie wird dabei  helfen, das wachsende Problem von Mikroplastik in den Ozeanen zu verringern – ein bedeutendes Thema für die Textilindustrie und andere Industriezweige. Laut Schätzungen der Ellen Macarthur Foundation landen jährlich rund eine halbe Million Tonnen Mikrofasern beim Waschen von Textilien auf Kunststoffbasis wie Polyester, Nylon oder Acryl im Meer. PrimaLoft® Bio™-Fasern werden nur abgebaut, wenn sie in Kontakt mit natürlich vorkommenden Mikroben auf Mülldeponien oder im Meer kommen. Dadurch bleiben die Fasern während der gesamten Produktlebenszeit des Kleidungsstücks gewohnt dauerhaft strapazierfähig.

Spezifische Testergebnisse zeigen einen biologischen Abbau von 84,1% in 423 Tagen unter ASTM D5511- Bedingungen* (beschleunigte Deponiesimulation) und 55,1% biologischen Abbau in 409 Tagen unter ASTM D6691- Bedingungen** (beschleunigte Meerwassersimulation). „Wir haben Recycling nie als die endgültige Lösung gesehen. Mit PrimaLoft® Bio™ haben wir nicht nur den Code zur biologischen Abbaubarkeit unserer Fasern geknackt, sondern gehen auch den nächsten Schritt in Sachen Nachhaltigkeit“, sagt Joyce. „Mit neuen Fasertechnologien wie dieser versuchen wir unseren negativen Umwelteinfluss so gering wie möglich zu halten. Das ist Teil unserer Selbstverpflichtung, jeden Tag aufs Neue Verantwortung zu übernehmen. “

Bis heute hat PrimaLoft mehr als 90 Millionen Plastikflaschen wiederaufbereitet und daraus Premium- Isolationen hergestellt. Anfang dieses Jahres präsentierte PrimaLoft bereits seine ersten Isolationen aus 100% recyceltem Material. Bis 2020 werden 90% der PrimaLoft-Isolationsprodukte aus mindestens 50% recyceltem Material (PCR = Post Consumer Recycled) bestehen, ohne dabei Einbußen bei der Leistung aufzuweisen.

PrimaLoft plant, mit einem ähnlichen Bekenntnis zu biologisch abbaubaren Technologien in seinem gesamten Produktportfolio, die Branche weiter voranzutreiben. Mehr Informationen zu PrimaLoft Bio gibt es auch hier: http://primaloft.com/primaloftbio

* Standardtestmethode zur Bestimmung des anaeroben biologischen Abbaus von Kunststoffmaterialien unter anaeroben Verdauungsbedingungen mit hohem Feststoffgehalt
** Standardtestmethode zur Bestimmung des aeroben biologischen Abbaus von Kunststoffmaterialien in maritimer Umgebung durch ein definiertes mikrobielles Konsortium oder ein natürliches Meerwasser-Inokulum

Wenn PERFORMANCE DAYS einen Award vergibt, dann ist dieser heiß begehrt. Denn die Jury ist bei der Auswahl der Gewinner des (ECO) PERFORMANCE AWARDS absolut unbeeinflusst und frei in ihrer Entscheidung und absolut integer. Diese Saison sind so herausragende Innovationen auf der Messe zu sehen, dass sogar gleich zwei Awards vergeben werden.

Es scheint, als hätte das aktuelle FOCUS TOPIC der kommenden Messe am 28. und 29. November WATER – OUR RESPONSIBILITY die Aussteller der PERFORMANCE DAYS zu Höchstleistungen angespornt. Denn in den vergangenen zehn Jahren der Messe gab es jede Saison Innovationen, aber selten so eine Fülle an herausragenden Neuentwicklungen. So werden zwei Preise vergeben, der ECO PERFORMANCE AWARD für die beste nachhaltige Entwicklung, und der PERFORMANCE AWARD für ein neues funktionelles Highlight.  

Das ist der ECO PERFORMANCE AWARD-Gewinner:
Die Jury zeigte sich überdurchschnittlich begeistert bei der Nominierung des aktuellen EcoGewinners und bezeichnete den prämierten Stoff als die beste im Moment am Markt erhältliche ökologische Lösung. Das ausgezeichnete Laminat von Jou Jou Fish vereint verschiedene nachhaltige Technologien. Der Artikel „JYRNP0002 307“ besteht zu 100% aus recyceltem Nylon und ist mit einer mikroporösen Membrane (Funktionswerte 15K/10K) versehen, die ohne Lösungsmittel hergestellt ist. Auch wird eine Menge Wasser gespart, so ist nicht nur der Stoff wasserfrei gefärbt (Solution-Dyeing), auch die DWR wird als DryFinish ohne Wasser aufgebracht. Einzige optimierbar: Das Polyamid stammt im Moment noch aus post-industrieller Abfallverwertung – wünschenswert wäre hier zukünftig die Möglichkeit eines post-consumer Polyamids.

Das ist der PERFORMANCE AWARD-Gewinner:
Auch dieser Award geht an eine bahnbrechende Entwicklung. Noch nie zuvor gab es einen so feinen, und dabei hoch funktionellen und reißfesten Stoff. Der Sieger Artikel „DPQ 1092 DWR“ von Green Threads ist mit nur 17g/m² ein absolutes Leichtgewicht. Die verwendeten Nylongarne sind mit 7d und 4d besonders fein, ein 4d Garn wurde bei funktionellen Stoffen bisher noch nie eigesetzt. Dabei überzeugt der Stoff durch eine sehr gute Reißfestigkeit. Ein weiterer Pluspunkt für den Gewinner: Wenn mit diesem, mit 17 g sehr leichten Stoff vergleichbare Funktionswerte erreicht werden wie mit einem Stoff der 50g wiegt, wird nicht nur das Gewicht deutlich reduziert, sondern auch der Einsatz an Rohstoffen und Energie bei der Herstellung. Das schont auch die Umwelt, wenn am Lebensende der Bekleidung die Entsorgung ansteht.

Unter dem Motto „Textile Strukturen für neues Bauen“ prämiert die Messe Techtextil erneut junge Ideen zum Bauen mit textilbasierten Materialien. Einreichungen sind ab jetzt möglich.
Ob Leichtbaustrukturen, temporäre Bauten oder kreativer Innenausbau: Studierende und Young Professionals aus den Bereichen Architektur, Bauingenieurwesen, Produktdesign und ähnlichen Fachgebieten können sich ab sofort für den Wettbewerb der Techtextil, der Internationalen Leitmesse für Technische Textilien und Vliesstoffe (14. bis 17. Mai 2019) bewerben. Gefragt sind Ideen zum Bauen mit faserbasierten Werkstoffen. Es winken Preisgelder in einer Gesamthöhe von 8.000 Euro. Der Wettbewerb wird unterstützt vom internationalen Netzwerk TensiNet als Sponsor, dem Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK) der Universität Stuttgart sowie der Plattform für Architektur und Design Architonic. Anmeldeschluss ist der 24. Februar 2019.  

Internationale Bühne für junge Ideen
Teilnehmer des Wettbewerbs können das Thema ihres Beitrags frei wählen. Beiträge können in folgenden Kategorien eingereicht werden: Makroarchitektur, Mikroarchitektur, Materialinnovation, Umwelt und Ökologie sowie Composites und hybride Strukturen. Zusätzlich können Teilnehmer ihren Beitrag auch unter das Motto „Urban Living – City of the Future“ stellen, das Thema des kommenden Special Events der Techtextil. Im Rahmen des Special Events stehen textilbasierte Lösungen für Architektur, Bekleidung, Leben und Gesundheit in einer zunehmend urbanisierten Gesellschaft im Mittelpunkt.

Die offizielle Preisverleihung an die Gewinner erfolgt zur Techtextil in Frankfurt am Main. Die prämierten Ideen werden zusätzlich in einer Sonderschau auf der Messe präsentiert. Für angehende Architekten und Planer bietet die Teilnahme an dem Wettbewerb damit die einmalige Chance, ihre Ideen einem internationalen Fachpublikum zu präsentieren und Kontakte in die Branche der technischen Textilien zu knüpfen.

Interessierte finden alle Informationen rund um die Teilnahme und zur Anmeldung unter: www.techtextil-student.com.

Frau Dr.-Ing. Monireh Fazeli¬ Zoghalchali vom Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden wird am 23. Oktober 2018 für ihre Dissertation "Technologieentwicklung für gewebte Knotenstrukturen mit komplexer Geometrie in Integralbauweise für Faserverbundanwendungen“ mit dem Innovationspreis des Industrieclubs Sachsen 2017 ausgezeichnet. Der Preis ist mit 5.000 Euro dotiert und wird jährlich an einen Absolventen der TU Dresden verliehen.

Die Entscheidung zur Vergabe des Innovationspreises des Industrieclubs Sachsen 2017 erfolgte im Juni 2018 durch ein Preisgericht. Am 23. Oktober findet nun die feierliche Verleihung durch den Industrieclub Sachsen in Dresden statt. Frau Dr. Fazeli absolviert derzeit bis Ende März 2019 im Rahmen des DAAD-Förderprogramms P.R.I.M.E. (Postdoctoral Researchers International Mobility Experience) einen internationalen Forschungsaufenthalt am Centre for Advanced Composite Materials (CACM), University of Auckland in Neuseeland. Deshalb wird Herr Professor Chokri Cherif, Institutsdirektor des ITM und Doktorvater von Frau Dr. Fazeli, den Preis stellvertretend entgegennehmen.

Im Rahmen ihrer Dissertation, die Frau Dr. Fazeli im Dezember 2016 mit der Bestnote „summa cum laude“ abschloss, wurde eine CAE-gestützte Prozesskette zur effizienten automatisierten Fertigung komplexer gewebter Knotenelementhalbzeuge aus Carbonfasern für Rahmentragwerke in Fahrzeugen, Flugzeugen, Maschinen und Anlagen sowie der Architektur realisiert. Für diese Rahmentragwerke in Leichtbauweise steht derzeit bereits ein umfangreiches Sortiment aus faserverstärkten Profilen zur Verfügung. Die erforderlichen Knotenelemente zur Verbindung der Profile sind entweder nach wie vor aus Metall oder müssen extrem aufwändig und somit kostenintensiv gefertigt werden.

Mit der neuen automatisierten Technologie ist es möglich, hochkomplexe, in mehreren Raumrichtungen verzweigte Knotenelemente webtechnisch in einem Stück zu fertigen. Damit entfallen die Prozesse des Zuschnittes und sehr aufwändigen Fügens von Teilflächen. Die Bauteilperformance wird deutlich gesteigert. Am ITM wird in enger Zusammenarbeit mit der Firma MAGEBA International GmbH und durch die finanzielle Förderung von Forschungsprojekten über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) die gesamte Prozesskette vom CAD-Entwurf, über die strukturelle Entwicklung, die Erstellung der Maschinensteuerprogramme, die textiltechnische Umsetzung und die Bauteilkonsolidierung erfolgreich erarbeitet.

Wie sieht der Möbelmarkt aus und welches Potential bieten Faserverbundkunststoffe für die Möbel von heute und morgen? Dieser Frage geht das AZL zusammen mit Firmen der Composite- und Möbelindustrie nach. Ergebnis wird ein Überblick über den aktuellen Markt und die bisher einsetzten Materialien sein sowie ein Ausblick auf zukünftige Massenanwendungen für Faserverbundkunststoffe (FVK). Die Studie ist offen für interessierte Firmen und startet mit einem Kick-Off-Meeting auf der Composites Europe in Stuttgart am 07. November 2018.

Möbel, ihr Design und Funktion haben sich in den letzten Jahrzehnten stark gewandelt: Vom massiven, lebensbegleitenden Möbelstück zum Trendgegenstand, vom handgefertigten Einzelstück zum Massenprodukt, vom Aufbewahrungsgegenstand zum smarten Alleskönner. Damit einher geht eine gesteigerte Vielfalt bezüglich des Designs und der verwendeten Materialen – und ein großes Potential für Composites, die zusätzliche Gestaltungsfreiheit und außergewöhnliche mechanische Eigenschaften bei geringem Gewicht bieten.

Studie bietet Überblick über Möbelmarkt und Alleinstellungsmerkmale von Composites
Um das Potential von Faserverbundkunststoffen systematisch zu identifizieren und diese gezielt und vermehrt in zukünftigen Möbelanwendungen einzusetzen, startet das AZL zusammen mit Firmen der Möbel- und Composite-Industrie eine Studie. Innerhalb von viereinhalb Monaten wird der Markt für Möbel segmentiert, Design- und Technologietrends herausgearbeitet und die technischen Anforderungen für Möbel und Möbelbauteile aufgeschlüsselt, um Anwendungen mit hohem Potential für Composites zu identifizieren. Übergeordnetes Ziel ist es, den Auswahlprozess und Bedarf des Möbeldesigners so zu verstehen, dass Composites gezielt als Alternative zu konventionellen Materialen in den Markt gebracht werden.

Virginia Bozsak, Technical Manager Composites bei ARKEMA Innovative Chemistry beteiligt sich an der startenden Studie: „Steigende Bevölkerungszahlen machen den Einsatz umweltfreundlicher Materialien unumgänglich und fordern Lösungen für die Wiederverwertung von Materialien. Zusätzlich müssen diese Materialien besondere Gestaltungsfreiheit ermöglichen, wenn sie in den schnell wandelnden Märkten, wie dem Möbelmarkt eingesetzt werden sollen. Arkema beantwortet diesen Bedarf bereits mit niedrigviskosem thermoplastischem Harz Elium®, das wie Duroplaste verarbeitet werden kann, um strukturelle und ästhetische Composite-Bauteile herzustellen. Mit der gemeinsamen Studie möchten wir für unser Material spezielle Anwendungen im Möbelmarkt identifizieren, um Kreativität und Designmöglichkeiten zu unterstützen und die Zukunft zu revolutionieren.“

• Neue Polyole verringern Kohlenstoff-Fußabdruck
• Weitere TPU-Entwicklungen für die Textilanwendung und Oberflächengestaltung

Unter dem Namen cardyon™ entwickelt und vermarktet Covestro neue Polyethercarbonatpolyole, die mit Hilfe des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) hergestellt werden. Mit Desmopan® 37385A bietet das Unternehmen nun den ersten Vertreter einer neuen Reihe von thermoplastischen Polyurethanen (TPU) an, die Polyethercarbonatpolyole auf Basis der CO2-Technologie enthalten.

Verglichen mit konventionellen TPU-Materialien hinterlassen die neuen TPU-Werkstoffe einen geringeren ökologischen Fußabdruck und helfen, den Kohlenstoffkreislauf zu schließen. Außerdem schonen sie die fossilen Rohstoffquellen und treten im Gegensatz zu vielen biobasierten Materialien nicht in Konkurrenz zur Produktion von Nahrungsmitteln.

„Unsere Kunden können mit dem neuen TPU den ökologischen Fußabdruck ihrer Erzeugnisse verringern und dadurch gegenüber ihren Wettbewerbern eine Vorreiterrolle in puncto Nachhaltigkeit einnehmen“, erklärt Georg Fuchte, TPU-Experte bei Covestro. „Das gilt besonders für Unternehmen der Konsumgüterindustrie, die häufig Produkte mit nur kurzer Lebensdauer herstellen.“

Exzellente mechanische Eigenschaften

Desmopan® 37385A hat eine Härte von 85 Shore A. Seine mechanischen Eigenschaften liegen mindestens auf dem Niveau von konventionellen TPU-Typen ähnlicher Härte, übertreffen diese sogar zum Teil. Beispielsweise hat es eine Zugfestigkeit von 36 Megapascal. Die Reißdehnung erreicht 660 Prozent (DIN 53504). Der Kunststoff ist für die Extrusion ausgelegt, eignet sich aber auch für das Spritzgießen. „Das Einsatzspektrum deckt typische Anwendungen von konventionellen TPU-Typen mit vergleichbarer Härte ab und reicht von Sohlen und Komponenten des Oberschuhs über Sportbekleidung, Griffe und Knäufe bis hin zu Verpackungen für empfindliche Elektronik“, so Fuchte.

Verschiedene Produktvarianten

Covestro plant, die neue TPU-Reihe um Varianten unterschiedlicher Härte zu erweitern. In der Entwicklung weit vorangeschritten ist zum Beispiel ein Produkt mit einer Härte von 95 Shore A, dessen Schmelze bei der Verarbeitung schnell aushärtet. „Wir zielen damit auf spritzgegossene Anwendungen, in denen es besonders auf eine wirtschaftliche Fertigung in kurzen Zykluszeiten ankommt“, erläutert Fuchte.

Covestro kooperiert eng mit Unternehmen und Forschungseinrichtungen, um die CO2-Technologie auch als Syntheseplattform für andere großchemisch eingesetzte Rohstoffe zu nutzen. Zum Beispiel wird an neuen CO2-basierten Polyolen für Polyurethan-Hartschäume gearbeitet, die etwa in der Wärmedämmung von Gebäuden, im Automobil und in Sportartikeln Verwendung finden könnten. Im Werk Dormagen betreibt Covestro bereits eine Produktionsanlage, auf der CO2-basierte Polyole für Polyurethan-Weichschäume produziert werden. Letztere kommen in der kommerziellen Fertigung von Polstermöbeln und Matratzen zum Einsatz.

Weitere TPU-Highlights auf der Fakuma

Garn: Covestro zeigt auch innovative TPU-Entwicklungen auf petrochemischer Basis. Dazu gehören gleichförmige und glänzende Fasern aus TPU und Polyamid für gestrickte Gewebe. Die Fasern haben eine einzigartige Haptik und kommen vor allem in Sportschuhen zum Einsatz, wo die Verwendung gestrickten Obermaterials groß in Mode ist. Dabei sind viele dekorative Varianten möglich. Die Gewebe lassen sich wirtschaftlich in einem einzigen Strickprozess herstellen, auch mittels automatisierter Produktion.

Oberflächenstruktur: Seit Jahrzehnten ist die herausragende Abbildegenauigkeit von TPU-Produkten der Desmopan® Serie bekannt. Durch Einsatz verschiedener Technologien können einzigartige Oberflächenstrukturen erzeugt werden. Zurzeit arbeitet Covestro mit dem Partner J. & F. Krüth in Solingen zusammen, um mit Hilfe der innovativen und volldigitalen 3D-Laser-Gravur nahezu unbegrenzte Möglichkeiten für die Oberflächengestaltung zu erschließen.

Das Aachener Zentrum für Integrative Leichtbau (AZL) der RWTH Aachen installiert in seinem Technikum eine neue ENGEL-Spritzgießanlage. Die ENGEL Deutschland GmbH, in Kooperation mit dem ENGEL Technologiezentrum für Leichtbau-Composites in Österreich, wird das 2-Komponenten-Spritzgieß-System mit Drehtisch und 17.000 kN Schließkraft im Jahr 2019 in Betrieb nehmen. Dieser Maschinenaufbau ist die Basis für die Weiterentwicklung effizienter Inline-Kombinations-Technologien mit unterschiedlichen Polymerwerkstoffen.

Das ENGEL-Spritzgießsystem ermöglicht die innovative Kombination bereits etablierter Faserverbundkunststoff-Verfahren und die Entwicklung neuer individueller Verfahren. Im Mittelpunkt steht die Steigerung der Ressourceneffizienz in der Leichtbau-Produktion. Mit der neuen Anlage können neue Forschungs- und Entwicklungsinitiativen einen effizienteren Materialeinsatz adressieren, der letztlich der Schlüssel zur Massenproduktion von Leichtbauteilen ist. Der Fokus wird dabei auf Multimaterialsystemen, kontinuierlichen Prozessen und Prozessketten sowie selbstoptimierenden Prozesse liegen.

Dr.-Ing. Michael Emonts, Geschäftsführer des Aachener Zentrums für integrativen Leichtbau (AZL) freut sich darauf, mit dem neuen Spritzgießsystem neue innovative Leichtbauverfahren zu realisieren: „Diese neue Spritzgießanlage bietet uns als Spezialisten für die Leichtbau-Produktionstechnik in Kooperation mit den Spritzgießexperten des Instituts für Kunststoffverarbeitung – dem IKV – die Möglichkeit, Hybridverfahren für industrielle Leichtbau-Anwendungen zu etablieren. Das System wird unseren bestehenden Maschinenpark im AZL-Technikum erweitern und als wichtige Plattform für die Leichtbau-Forschung an der RWTH zur Verfügung stehen."

Als aktive Partnerfirma des AZL-Partnernetzwerks arbeitet ENGEL bereits seit vielen Jahren eng mit dem AZL zusammen. Dr. Stefan Engleder, CEO der ENGEL-Gruppe, betont die Bedeutung dieser engen Zusammenarbeit mit den Technischen Universitäten und insbesondere mit dem AZL: „Das AZL bietet beste Voraussetzungen für industrienahe Forschungsaktivitäten im Bereich Leichtbau-Verbundwerkstoffe, da es sich durch einen starken interdisziplinären Ansatz auszeichnet. Das AZL profitiert von der guten Infrastruktur und der Zusammenarbeit mit namhaften Instituten der RTWH Aachen. ENGEL freut sich auf die Zusammenarbeit mit dem AZL bei der Entwicklung effizienter Leichtbau-Verbundwerkstoff-Massenproduktionsverfahren.“

Das AZL-Technikum umfasst neben den zahlreichen Faserverbund- und Leichtbauanlagen auf dem Campus der RWTH Aachen zusätzliches Großserien-Equipment für die Entwicklung von Verfahren zur Leichtbau-Produktion, wie zum Beispiel eine Composite-Presse der Schuler Pressen GmbH mit 18.000 kN Schließkraft.