Aus der Branche

In der Messe- und Eventbranche fällt sehr viel Abfall an. Sinnvoll sind Möbel, die schnell auseinandergebaut und platzsparend gelagert werden - oder einfach entsorgt und rezykliert werden können. Papier ist hier der ideale Rohstoff: lokal verfügbar und nachwachsend. Darüber hinaus verfügt er über einen etablierten Recyclingprozess. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) und ihre Projektpartner haben gemeinsam einen recyclinggerechten Baukasten für Messemöbel entwickelt. Das Projekt „PapierEvents“ wurde von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) gefördert.

In Garnform gebracht, kann das Papier über den Strukturspulprozess zu verschiedensten Grundelementen verarbeitet werden, die eine völlig neue Formensprache zeigen.

Die ungewöhnliche Optik entsteht im Strukturspulprozess. Bei dieser an den DITF entwickelten Technologie wird das Garn präzise auf einem rotierenden Dornkörper abgelegt. So sind hohe Prozessgeschwindigkeiten und hohe Automatisierungsgrade möglich. Nach dem Spulvorgang werden die einzelnen Garne fixiert, wodurch ein selbsttragendes Bauteil entsteht. Für die Fixierung wurde im Projekt ein stärkebasierter Klebstoff eingesetzt, der ebenfalls aus nachwachsenden und abbaubaren Rohstoffen besteht.

Die Rezyklierfähigkeit aller im Projekt entwickelten Grundelemente wurde untersucht und bestätigt. Die Forschungskolleginnen und -kollegen beim Projektpartner vom Fachgebiet Papierfabrikation und Mechanische Verfahrenstechnik der TU Darmstadt (PMV) nutzten hierfür die CEPI-Methode, ein neues Standardtestverfahren der Confederation of European Paper Industries.

Sensorik- und Beleuchtungsfunktionen konnten ebenfalls rezykliergerecht umgesetzt werden. Die aus Papier bestehenden Sensorgarne sind dabei in die Bauteile integriert und erfassen Berührungen.

Im Projekt wurde ein Baukasten für Messe- und Eventmöbel entwickelt. Die Möbel sind leicht und modular. So liegt zum Beispiel das Gesamtgewicht der dargestellten Theke deutlich unter zehn Kilogramm und Einzelteile können einfach in üblichen Paketen verschickt werden. Alle Teile können mehrfach verwendet werden, sind also auch für mehrwöchige Kampagnen geeignet.

Als Demonstratoren wurde eine Theke, ein Kundenstopper im DIN-A1-Format und ein pyramidenförmiger Aufsteller umgesetzt. Die Forschungsarbeit der DITF (Textiltechnik) und PMV (Papierverarbeitung) wurde durch weitere Partner ergänzt: Die GarnTec GmbH entwickelte die eingesetzten Papiergarne, die Industriedesigner von quintessence design lieferten wichtige Anregungen zur optischen und funktionellen Ausgestaltung der Elemente und Verbindungsstücke und die Eventagentur Rödig GmbH bewertete die Ideen und Konzepte hinsichtlich der Nutzbarkeit im praktischen Einsatz. 

Die diesjährige Architektur-Biennale in Venedig sieht sich als „Laboratory of the Future“. Bioverbundwerkstoffe sind in der Architektur nicht nur Zukunftsmusik. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) haben einen nachhaltigen Werkstoff für Stützprofile und Verbindungsknoten entwickelt, die während der Biennale vom 20. Mai bis 26. November im Palazzo Mora ausgestellt werden. Die ultraleichten Bauteile sind das Ergebnis eines Gemeinschaftsprojekts von Partnern aus Forschung und Industrie, das vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft gefördert wurde. Sie werden zukünftig im Bereich der mobilen Architektur und bei Pavillons und Architekturen mit geringer Traglast eingesetzt.

Die DITF hatten die Aufgabe, für den Bioverbundwerkstoff geeignete Materialen auszuwählen und Fertigungsprozesse zu entwickeln. Um einen möglichst hohen Bioanteil zu erreichen, wurden Hanf- und Flachsfasern sowie ein Harzsystem verwendet, das auf epoxidiertem Leinsamenöl basiert. Diese natürlichen Ressourcen wurden sowohl im Pultrusionsverfahren als auch im Heißpressverfahren eingesetzt.

Die Verarbeitung von Naturfasern zu leistungsstarken Produkten ist anspruchsvoll, weil diese dicker, ungleichmäßiger, feuchter und auch empfindlicher sind als Hochleistungsfasern aus Glas, Carbon oder Aramid. Bisher wurden Naturfasern zum überwiegenden Teil mit erdölbasierten Harzen oder Harzen mit einem sehr geringen Bioanteil in der Pultrusion verarbeitet. Die daraus hergestellten Verbünde erreichten keine ausreichende Faser- Matrixhaftung, weshalb die mechanischen Eigen-schaften unbefriedigend waren. An den DITF konnten diese material- und prozessbedingten Probleme weitgehend gelöst werden. Hierbei war beispielsweise die Vortrocknung der Naturfaser-Rovings in der Pultrusion ein entscheidender Lösungsweg. Was bei den DITF im Labormaßstab gelang, ließ sich auch im Industriemaßstab umsetzen. Für den LightPRO Shell Pavillon, den Buckyball und für die Biennale-Ausstellung produzierte der Projektpartner CG-TEC insgesamt 800 Meter Rohrprofil, die als Stützelement verwendet wurden. Für den Knoten, der die Stützprofile verbindet, haben die Projektpartner ein Design entworfen, nach dessen Vorlage ein passendes Formwerkzeug für das Heißpressverfahren gefertigt wurde. Zum Projektende wurden an den DITF mit diesem Formwerkzeug über 60 Verbindungsknoten für den Buckyball hergestellt, von dem man jetzt einen Ausschnitt in Venedig besichtigen kann.

Praxistests haben gezeigt, dass der an den DITF entwickelte Bioverbundwerkstoff für vielfältige Anwendungen in der Architektur geeignet ist. Im Vergleich zu Glasfaserkunststoffen splittern Bioverbundwerkstoffe bei einem Crash nicht. Zudem sind sie ein nachhaltiger Baustoff. Sie verbrauchen bei ihrer Herstellung viel weniger Energie und binden langfristig eine große Menge Kohlenstoff. Sie bringen aufgrund ihrer geringen Dichte wenig Gewicht auf die Waage und sind daher für viele Anwendungen im Leichtbau geeignet. Ziel des Leichtbaus ist es, Rohstoffe, Energie und damit Kosten zu sparen. Der Einsatz von Bioverbundwerkstoffen bietet der Bauindustrie ein hohes Potenzial, neue ressourcenschonende Wege zu gehen.

Das Forschungsprojekt LeichtPRO wurde von der Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR) im Auftrag des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft gefördert.

Die Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference wird in diesem Jahr vom 9. bis zum 10. November digital durchgeführt.

Programm und Themen:
 
Quo vadis Textilmaschinenkonzepte?

• Flexibilisierung auf dem Weg zur Losgröße 1
• Industrie 4.0
• Neue Produkte durch Maschineninnovationen
• Ressourcen- und Energieeffizienz

Chancen mit neuen Werkstoffen: Hochleistungsfasern und Faserverbundwerkstoffe

• Carbonfasern, Keramikfasern, bio-basierte Fasern
• Fasermodifizierung, Sekundärspinnen, Rezyklierstrategien, Prozesstechnologien
• Formangepasste Faserverbünde, polymere Matrixmaterialien
• Blick in neuartige Werkstoffe – Simulation und Prüfsysteme

Wettbewerbsvorteile und Nachhaltigkeit: Funktionalisierung, neue Ausrüstungen

• Nachhaltige Beschichtungs- und Ausrüstungschemikalien
• Beschichten, Laminieren
• Umweltfreundliche Prozesse
• Textildruck

Neue Herausforderungen: Medizintextilien / Medizintechnik

• Sensorische und aktorische Medizinprodukte
• Personalisierte Medizin
• Neue Biomaterialien, drug delivery
• Resorbierbare polymere Implantate zur Unterstützung regenerativer Prozesse

Neue Anwendungen, neue Märkte

• Textiles Bauen, Architektur
• Mobilität
• Energie
• Umwelt

Transfersession „Von der Idee bis zur Praxis“

• Präsentation von Innovationen (z. B. Produkte, Technologien, Verfahren), die aus Forschungskooperationen, insbesondere über IGF/ZIM, erfolgreich in die Industrie transferiert werden