Aus der Branche

Das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) wird in Genf Neues aus der Vliesstoffforschung präsentieren. Gezeigt werden unter anderem ein biobasierter Hygienevliesstoff, das Recycling von Hochleistungsfasern am Beispiel des Projekts VliesSMC, ein innovatives Schlauchlinersystem und Wasserstrahlvliesstoffe aus recycelten Fasern.

Biobasierter Hygienevliesstoff: BioHyg
Ausgangspunkt für die Innovation war die Suche nach einer waschbaren und somit wiederverwendbaren Saugeinlage aus vollständig biobasierten Materialien für Anwendungen in der Baby-, Damen- und Inkontinenzhygiene. Zwei Hauptanforderungen standen im Fokus: Eine schnelle und effiziente Flüssigkeitsverteilung sowie eine hohe Saugfähigkeit sollen Rücknässung und Auslaufen minimieren. Beides gewährleisten Spezial-Viskosefasern von Kelheim Fibres, die seit vielen Jahren diesen essenziellen Beitrag in absorbierenden Hygieneprodukten wie Tampons leisten.
Dabei sind die Vorteile von Vliesstoffen in Kombination mit Spezial-Viskosefasern hinsichtlich Absorptionsfähigkeit (durch z. B. offenporigere Strukturen) aus dem Bereich der petrochemisch- in die Welt der biobasierten Fasermaterialien transferiert worden.

Wiederverwendbare Produkte müssen beim Waschen und über mehrere Nutzungszyklen hinweg stabil bleiben. Um das zu gewährleisten, wurde am Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. eine innovative Vliesstoffkonstruktion entwickelt. Sie schließt die technologische Lücke aus ausreichender Dimensionsstabilität und möglichst geringer Faserschädigung durch die Verfestigungsmechanismen. Die entwickelten Vliesstofflagen können als eigenständige Lösung als Single-Use Produkt mit biobasierten Materialien verwendet oder in eine waschbare Verbundstruktur, wie der Windel vom Start-up Sumo, integriert werden. Die neue Lösung vereint die Welten von Hygiene und Nachhaltigkeit und zeigt, dass leistungsstarke wiederverwendbare absorbierende Produkte ohne fossile Materialien entwickelt werden können.

Recycling von Hochleistungsfasern: VliesSMC
Das STFI informiert auf der INDEX über 23 Neuerungen im Recycling von Hochleistungsfasern. Ausgestellt wird ein Batteriegehäuse, das gemeinsam mit dem Forschungspartner Fraunhofer ICT, Pfinztal, erarbeitet wurde. Am STFI, Chemnitz, erfolgten detaillierte Untersuchungen zum Einsatz rezyklierter Carbonfasern in der SMC-Prozesskette. Hierzu wurden Vliesstoffe entwickelt, die es ermöglichen, die rezyklierten Carbonfasern der SMC-Anlage zuzuführen. Die hergestellten SMC-Halbzeuge konnten anschließend sowohl im Form- als auch Fließpressverfahren verarbeitet werden. Der Vergleich mit konventionellen SMC-Produkten zeigt, dass bei niedrigerem Faservolumengehalt vergleichbare Kennwerte erzielt werden konnten. Zukunftsweisende Materialien bieten zudem die Entwicklungen aus dem Bereich nachwachsender Rohstoffe in Kombination mit biobasierten Harzsystemen.   
 
Von der Recyclingfaser zum Wasserstrahlvliesstoff
Das STFI stellt Vliesstoffstrukturen aus, die nach dem mechanischen Recycling mittels Reißmaschine durch das Wasserstrahlverfahren bzw. Nähwirktechnologien verfestigt wurden. Die Vliesstoffe zeichnen sich insbesondere durch ihre weiche Haptik und Optik aus. Ob nassfeste Wipes, klassische Polfaserwirkvliesstoffe mit Polster- und Isolationseigenschaften oder nachhaltige Nadelvliesstoffe; durch den Einsatz von Reißfasern in Kombination mit etablierten Vliesbildungsprozessen werden am STFI neue Anwendungen für Alttextilien gefunden und Stoffkreisläufe geschlossen.  

Autoneum erzielte 2022 weitere messbare Fortschritte in den Bereichen Umwelt, Soziales, Governance und Compliance. Das Unternehmen verpflichtete sich zu wissenschaftlich fundierten Zielen, die im Januar 2023 von der «Science Based Targets»- Initiative (SBTi) validiert wurden. Die Ziele stehen im Einklang mit denen des Pariser Abkommens, die globale Erwärmung auf deutlich unter 2°C zu begrenzen, und unterstützen die bereits in der «Advance Sustainability»-Strategy verankerten Umweltziele von Autoneum. Im Berichtsjahr wurden die Treibhausgasemissionen weiter reduziert und die Recyclingkapazitäten global ausgebaut.

Trotz der zahlreichen Herausforderungen, mit denen die Automobilindustrie auch im vergangenen Jahr konfrontiert war, konnte das Unternehmen, seine gesamten Treibhausgasemissionen im Vergleich zum Basisjahr 2019 relativ um 14.8% und absolut um 33% zu senken. In 37 Autoneum-Werken weltweit wurden 214 Ökoeffizienz-Projekte zur Reduzierung von Abfällen sowie des Energie- und Wasserverbrauchs durchgeführt, womit sich die Anzahl solcher Projekte im Vergleich zu den Vorjahren fast verdreifachte.

Das Unternehmen konnte mit der Einführung seiner vollständig rezyklierbaren Teppichsysteme aus 100% Polyester, die auf bestehenden und besonders umweltfreundlichen Pure-Technologien aufbauen, seine Position als Markt- und Technologieführer im nachhaltigen Akustik- und Wärmemanagement für Fahrzeuge weiter ausbauen. Für die innovativen Tuftingteppichsysteme hat Autoneum erste Kundenaufträge erhalten. Auch für E-Motor-Kapselungen auf Basis seiner patentierten, lärmreduzierenden Pure-Technologie Hybrid-Acoustics PET wurden weitere Aufträge gewonnen.

Autoneum hat 2022 das erste unternehmensweite Frauennetzwerk ins Leben gerufen. Ziel des Netzwerks ist es, die Gleichstellung der Geschlechter und eine Kultur der Vielfalt und Inklusion bei Autoneum zu fördern und Mitarbeitenden einen regionen- und funktionsübergreifenden Austausch zu Themen wie Karriereentwicklung, Führung und Vereinbarkeit von Beruf und Familie zu ermöglichen. Darüber hinaus haben Mitarbeitende von Autoneum 2022 weltweit 67 Projekte zur Förderung des gesellschaftlichen Engagements durchgeführt.

Im Berichtsjahr legte Autoneum zudem einen besonderen Fokus auf den Ausbau der Corporate-Responsibility-Organisation im gesamten Unternehmen. Darüber hinaus wurde der Verwaltungsrat stärker in die entsprechenden Prozesse eingebunden. Mit der Aufnahme von Zielkriterien aus den Bereichen Umwelt, Soziales und Governance («Environmental, Social, Governance» – ESG) in den Executive Bonus Plan der Gruppe ab dem Geschäftsjahr 2022 wird das Thema Nachhaltigkeit für Autoneum in Zukunft noch mehr an Bedeutung gewinnen.

Die RadiciGroup stellte Biofeel® Eleven, ein Garn natürlichen Ursprungs, auf der Messe Performance Days (die am 15. und 16. März in München stattfand) vor. Biofeel® Eleven wird aus Rizinusöl gewonnen und eignet sich zur Gewinnung von Bio-Polymer. Es kann für hochwertige Gewebe und Stoffe verwendet werden, die in zahlreichen Branchen zum Einsatz kommen: von der Mode bis hin zum Sport, vom Kraftfahrzeug bis hin zu Heimtextilien.

Heute befinden sich 80 % der Rizinus-Plantagen der Welt in Indien, vor allem in der Region Gujarat, wo die Klimabedingungen besonders günstig sind. Hier kann die lokale Bevölkerung durch den Anbau auf eher dürren Feldern, die für den Anbau von Lebensmitteln kaum geeignet sind, auf ein zusätzliches Einkommen zählen und die im Laufe der Zeit erworbenen Kompetenzen dieser Tätigkeit widmen. Dank der Forschung, Entwicklung und Innovation der Wertschöpfungskette wurden im Laufe der Jahre die Samen ausgewählt und zertifiziert, die entsprechend der Endverwendung die besten Qualitätsmerkmale des Endprodukts gewährleisten.

Die Bohnen des tropischen Wunderbaums enthalten circa 45 % Öl, das reich an Ricinolein ist, aus dem das biobasierte Polyamid 11 gewonnen wird, aus dem die RadiciGroup ihr Garn Biofeel® Eleven herstellt. Die Reste aus dem ersten Pressverfahren werden zu hocheffizientem Biodünger, der wieder dem Boden zurückgeführt wird.

Biofeel® Eleven kann zudem direkt in der Produktionsphase spinngefärbt werden, was zu großen Wasser- und Energieeinsparungen sowie einer besseren Farbstabilität führt.

Ein neuartiges, ebenso umweltfreundliches wie kostensparendes Verfahren zur Herstellung von Carbonfasern aus Lignin ist an den DITF entwickelt worden. Es zeichnet sich durch hohes Energiesparpotential aus. Die Vermeidung von Lösungsmitteln und die Nutzung natürlicher Rohstoffe machen das Verfahren umweltfreundlich.

Carbonfasern werden im industriellen Maßstab gewöhnlich aus Polyacrylnitril (PAN) hergestellt. Die Stabilisierung und die Carbonisierung der Fasern geschieht dabei mit langer Verweildauer in hochtemperierten Öfen. Das erfordert viel Energie und macht die Fasern teuer. Dabei entstehen giftige Nebenprodukte, die aufwendig und energieintensiv aus dem Herstellungsprozess abgetrennt werden müssen.

Ein neuartiges, an den DITF entwickeltes Verfahren ermöglicht hohe Energieeinsparungen in all diesen Prozessschritten. Lignin ersetzt dabei das Polyacrylnitril für die Herstellung der Präkursorfasern, die in einem zweiten Prozessschritt zu Carbonfasern umgewandelt werden. Lignin als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Carbonfasern hat bisher kaum Beachtung in der industriellen Fertigung gefunden. Lignin ist ein günstiger und in großen Mengen verfügbarer Rohstoff, der als Abfallprodukt in der Papierproduktion anfällt.

Im neuen Verfahren zur Herstellung von Ligninfasern wird zuerst Holz in seine Bestandteile Lignin und Cellulose getrennt. Ein Sulfit-Aufschluss ermöglicht die Erzeugung von Lignosulfonat, das in Wasser gelöst wird. Die wässrige Lösung von Lignin ist das Ausgangsmaterial für das Spinnen der Fasern.
Der Spinnprozess selbst erfolgt im sogenannten Trockenspinnverfahren. Dabei presst ein Extruder die Spinnmasse durch eine Düse in einen beheizten Spinnschacht. Die entstehenden Endlosfasern trocknen im Spinnschacht schnell und gleichmäßig. Das Verfahren benötigt weder Lösungsmittel noch giftige Additiven.

Die anschließenden Schritte zur Herstellung von Carbonfasern - die Stabilisierung in Heißluft und die anschließende Carbonisierung im Hochtemperaturofen - ähneln denen des üblichen Prozesses bei Verwendung von PAN als Präkursorfaser. Allerdings lassen sich die Ligninfasern im Ofen besonders schnell mit Heißluft stabilisieren und benötigen nur relativ niedrige Temperaturen in der Carbonisierung. Die Energieersparnis in diesen Prozessschritten gegenüber PAN liegt bei rund 50% und bedeutet einen echten Wettbewerbsvorteil.

Aus Wasser gesponnene Ligninfasern bieten Vorteile
Neben der umweltfreundlichen, da lösemittelfreien Herstellung, und der Energieeffizienz bietet das neue Verfahren weitere Vorteile gegenüber PAN: Lignin ist ein überaus günstiger und leicht verfügbarer Rohstoff, der aus Holz gewonnen wird. Die Verwendung eines natürlichen Rohstoffes für die Erzeugung von hochfesten Carbonfasern folgt dem Nachhaltigkeitsgedanken in der Produktion.

Der Trockenspinnprozess erlaubt hohe Spinngeschwindigkeiten. Hierdurch wird in kürzerer Zeit deutlich mehr Material produziert, als es mit PAN-Fasern möglich ist. Das ist ein weiterer Wettbewerbsvorteil, der dennoch keine Kompromisse an die Qualität der Lignin-Präkursorfasern zulässt: Diese sind äußerst homogen, haben glatte Oberflächen und keine Verklebungen. Solche strukturellen Merkmale erleichtern die Weiterverarbeitung zu Carbonfasern und letztlich auch zu Faserverbundwerkstoffen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die in dem neuen Spinnverfahren gewonnenen Präkursorfasern aus Lignin gegenüber PAN deutliche Vorteile in der Kosteneffizienz und in ihrer Umweltverträglichkeit zeigen. Die mechanischen Eigenschaften der aus ihnen hergestellten Carbonfasern sind hingegen nahezu vergleichbar – sie sind ebenso zugfest, widerstandsfähig und leicht, wie es von marktgängigen Produkten bekannt ist.

Besonders interessant dürften Carbonfasern aus Wasser gesponnenen Ligninfasern für Anwendungen in der Bau- und Automobilbranche sein, die von Kostensenkungen im Produktionsprozess in hohem Maße profitieren.

Dibella engagiert sich seit Jahren in verschiedenen Projekten für das Recycling von Objekttextilien. Beim jüngsten Projekt, das die Möglichkeiten einer Faser-Kreislaufführung auslotete, erwies sich die Identifizierung der Alttextilien als größte Barriere. Das Unternehmen will diese Hürde nun nehmen: Im Rahmen des von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderten Projekts „KICKup“ (KI-gestützte, chemische Cellulose-Kreisläufe) soll die Sortierung von Geweben aus Baumwolle und Polyester automatisiert und damit die Grundlage für ein reibungsloses Faserrecycling geschaffen werden.

In Textilservice-Unternehmen werden große Mengen gleichartiger Bett-, Tisch- und Frottierwäsche eingesetzt, die nach Ablauf der Nutzungsphase als Alttextilien anfallen. Diese bieten aufgrund der hohen Volumina, der einheitlichen Zusammensetzung und einer begrenzten Zahl von Sammelstellen optimale Voraussetzungen für ein zukunftsfähiges Faser-zu-Faser-Recyclingsystem. In der Praxis scheitert ein solches Konzept jedoch an einer mangelnden Unterscheidbarkeit der Materialien. Zu diesem Ergebnis kam ein Pilotprojekt¹, an dem Dibella beteiligt war.

Effektive Sortierung von Alttextilien verbessert die Zirkularität
„Im textilen Mietservice werden Gewebe in unterschiedlichen Baumwoll-Polyester-Mischungen, aus reiner Baumwolle und sogar aus 100% Polyester verwendet. Für jedes dieser Materialien gibt es spezielle Recycling-Technologien. Die Zuordnung zum geeigneten Prozess hängt allerdings wesentlich von der Sortierung der Ware ab: Je besser die Qualitäten unterschieden werden, desto größer sind die Effekte für die Kreislaufführung. Bisher fehlt jedoch ein geeignetes, automatisiertes Sortiersystem für eine qualitative Erfassung gängiger Objekttextilien. Dazu haben wir gemeinsam mit ausgesuchten Partnern das Projekt Aufbau KI-gestützter geschlossener Kreisläufe für B2B-Textilien aus Baumwoll-Polyester-Mischungen auf der Basis chemischen Upcyclings ins Leben gerufen. Dank einer Förderung der DBU können wir dieses in den kommenden zwei Jahren entwickeln“, fasst Ralf Hellmann, Geschäftsführer von Dibella zusammen.

Hohe Transparenz mit moderner Technik
Das Projekt ist Teil einer aktuellen DBU-Förderinitiative für textile Kreisläufe, die zu ressourcenschonenden Produkt-, Material- und Stoffkreisläufen beiträgt. Das Hauptziel des von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt fachlich und finanziell mit 397.266 Euro geförderten Vorhabens ist die Entwicklung eine Anlage, die mittels Infrarot-Technologie und künstlicher Intelligenz eine möglichst sortenreine Sortierung der aus dem Mietservice stammenden Warenströme vornehmen kann. Die Projektpartner fokussieren sich dabei im Wesentlichen auf reine Baumwolltextilien sowie auf Mischgewebe aus Polyester und Baumwolle bzw. Regeneratfasern. Sie sollen zukünftig mit hoher Genauigkeit identifiziert und dem ihnen zugeordneten chemischen oder mechanischen Recycling-Prozess zugeführt werden können.

Zukunftsweisendes Projekt
„Je sortenreiner Materialien zurückgewonnen werden, desto besser lassen sie sich wiederverwerten. Dieser für eine Circular Economy zentrale Faktor spielt auch bei Textilien eine Rolle“, sagt Dr. Volker Berding, Leiter des DBU-Referats Ressourcenmanagement. Das Vorhaben von Dibella hat nach seinen Worten daher Potenzial, den Rohstoffeinsatz zu verringern und eine höherwertige Nutzung der Alttextilien zu verbessern.

¹Digitale Technologien als Enabler eine ressourceneffizienten kreislauffähigen B2B Textilwirtschaft (Ditex)

Mimaki kündigt auf der Veranstaltung Global Innovation Days die Einführung seines ersten DTF (Direct to Film)-Tintenstrahldruckers an. Der Drucker TxF150-75, der ein auf Hitze basierendes Transferverfahren verwendet, eignet sich zur Herstellung von Merchandising-Artikeln, Sportbekleidung und anderen textilen Werbeträgern. Mimakis neuestes Produkt für das Segment der Textilveredelung wird sein EMEA-Debüt auf der Printwear & Promotion Live! in Großbritannien geben (26.-28. Februar 2023).

Der DTF-Druck ist ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Veredelung von Kleidungsstücken, vor allem T-Shirts. Das Motiv wird zunächst auf eine spezielle Transferfolie aufgedruckt, die dann mit Thermopulver bestreut wird. Nach dem Erhitzen und Trocknen wird die Transferfolie mit einer Heißpresse auf den Stoff aufgebracht.

Der neue TxF150-75 basiert auf der bestehenden Solvent-/Sublimationsdruckerserie (C)JV150, der den meistverkauften Modellen von Mimaki angehört. Mit der Einführung reagiert das Unternehmen auf die steigende Marktnachfrage nach zuverlässiger, robuster DTF-Technologie. Das integrierte Tintenzirkulationssystem und das Design des Behälters für entgaste Tinte verhindern Probleme, die häufig beim DTF-Druck auftreten können, z. B. schlechter Tintenausstoß und die Ablagerunge der Pigmente von Weißtinte. Diese Kerntechnologien, zu denen auch die Nozzle Check Unit (NCU, Düsenprüfeinheit) und das Nozzle Recovery System (NRS, Düsenwiederherstellungssystem) von Mimaki gehören, sorgen dafür, dass alle Prozesse effizient und mit minimalem Aufwand durchgeführt werden können.

Als ersten Vorstoß in ein neues Segment entwickelte Mimaki seine eigene Reihe wasserbasierter Pigmenttinten (PHT50) speziell für diese Lösung. Im März 2023 werden diese Tinten die OEKO-TEX® ECO PASSPORT-Zertifizierung  erhalten und garantieren damit die Einhaltung geltender Sicherheits- und Umweltstandards im Einklang mit Mimakis Nachhaltigkeitsversprechen. Was die Druckmaterialien anbelangt, ist der DTF-Druck deutlich vielseitiger als der Transfer-/Sublimationsdruck, da mit dieser Technologie neben Polyester und TC-Mischgeweben auch andere Textilien sowie helle und dunkle Stoffe verwendet werden können.

Der Drucker wird außerdem mit RasterLink7 RIP-Software geliefert, mit der Anwender einen umfassenden Überblick über den gesamten Prozess vom Entwurf bis zum Endprodukt erhalten und Abläufe rationalisieren können.

• Längere Parkzeiten für mehr Effizienz

Seit 2018 bietet Oerlikon Barmag das derzeit einzige Konzept im Markt für hochwertige Heimtextilanwendungen im POY- und DTY-Prozess an. Das Spinnkonzept mit WINGS HD Aufwickeleinheit in Kombination mit einer automatischen eAFK Big V Multispindel Texturiermaschine produziert Hochtitergarne mit maximaler Maschineneffizienz.
 
„Um den erhöhten Anforderungen dieser besonderen Garne an den Spinnprozess noch besser gerecht zu werden und unseren Kunden den Produktionsalltag zu erleichtern, haben wir den WINGS HD entsprechend modifiziert“, so Stephan Faulstich, Technologiemanager POY Prozess. „Beim Spulen hoher Titer sind die Parkzeiten extrem kurz. Bei den neuen WINGS HD Modellen haben wir die Parkzeiten auf das bis zu dreifache erhöht.“ So wurde zum Beispiel bei einem 300d/384f Garn die Parkzeit von standardmäßigen 6,5 min auf 15,7 min erhöht, bei einem 400d/192f Garn von 4,3 min auf 10,3 min. Das macht den Doffprozess gleichmäßiger und erhöht so die Doffsicherheit.

Ebenso wurde das Streckwerk flexibler gestaltet, so dass bei Produkten mit niedrigem Gesamttiter auch ein Zweigaletten-Betrieb möglich ist, was sich positiv auf den Energieverbrauch der Aufwickeleinheit auswirkt.

Im Spinnprozess werden mit WINGS HD 1800 12 POY Spulen bis 600d/576f (final) hergestellt. Möglich macht dies eine zusätzliche Galette im Fadeneinlauf, die sicherstellt, dass die im Prozess entstehenden hohen Fadenzugkräfte auf die im bisherigen Aufspulprozess üblichen Fadenspannungen reduziert werden. Gleichzeitig sorgt die neu entwickelte Absaugung mit der dazugehörigen Fadenschneidevorrichtung (Raffhacker) sowohl beim Anlegen als auch im Falle eines Fadenbruchs für einen sicheren Umgang mit dem Faden mit einem Gesamttiter von 7200 den (final).

Wurden früher DTY Garne bis 1200 den mit bis zu 784 Filamenten standardmäßig aus vier POY Spulen 300d/192f auf einer DTY Maschine zusammengefacht, können mit der WINGS HD Aufwickelmaschine auch hohe Titer direkt hergestellt werden. In der Kombination von WINGS HD und eAFK Big V können in der Texturierung alle zur Verfügung stehenden Aufwickelpositionen genutzt werden.

Mit einer digitalen Erfassung, Speicherung und Integration von Ressourcendaten lassen sich Material- und Energieverbräuche verfolgen und reduzieren. Durch das digitale Vorgehen sind Einsparpotenziale quantifizierbar. Die aktuelle Kurzanalyse „Technologien zur digitalen Erfassung von Ressourcenverbräuchen“ des VDI Zentrums Ressourceneffizienz (VDI ZRE) zeigt als Leitfaden Methoden und Best-Practice.

Durch die Kombination der Themen Digitalisierung und Ressourceneffizienz können sich für Unternehmen wesentliche Kosteneinsparungen bei Material und Energie ergeben. Oft ist jedoch der Wert der Daten für die Quantifizierung der Einsparpotenziale produktionsrelevanter Ressourcen für Unternehmen schwierig zu erfassen. Die aktive Auseinandersetzung mit den im Unternehmen generierten Daten und deren Nutzung ist insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) ein wichtiges Entwicklungsfeld von großer aktueller Bedeutung.

Ganzheitliche digitale Unterstützung
Wie Unternehmen die digitale Erfassung der Ressourcenverbräuche nutzen, um Potenziale freizusetzen, wird in der neuen Kurzanalyse aufgezeigt. Sie ist als Leitfaden für die digitale Erfassung, Speicherung und Integration von Ressourcendaten erstellt worden.

Zunächst wird in der Publikation auf das Zusammenwirken digitaler Technologien und Maßnahmen zur Steigerung der Ressourceneffizienz sowie verschiedener Messmethoden und -techniken eingegangen, die für eine digitale Erfassung der Verbräuche von Material- und Energie benötigt werden. Hierbei wird der gesamte Prozess bis hin zur Integration der Verbrauchsdaten berücksichtigt. Diese Betrachtung beinhaltet auch eine Übersicht von typischen Ressourcen und der für die Erfassung relevanten Sensortypen.

Im Hinblick auf die Erhebung und Verwendung von Ressourcenverbrauchsdaten orientiert sich die Kurzanalyse an verschiedenen Data-Mining-Methoden, wie CRISP-DM oder TDSP. Eine Betrachtung der Chancen und Hemmnisse sowie Praxisbeispiele geben ganz konkrete Impulse für mögliche Maßnahmen im eigenen Unternehmen. Die Kurzanalyse „Technologien zur digitalen Erfassung von Ressourcenverbräuchen“ steht kostenlos zum Download zur Verfügung. Sie wurde im Auftrag des Bundesumweltministeriums erstellt.

Toray hat die erste Adipinsäure entwickelt, die zu hundert Prozent aus biobasierten Rohstoffen besteht. Adipinsäure ist der Grundstoff zur Herstellung von Nylon 66 (Polyamid 66). Das neue Verfahren nutzt Zucker aus Biomasse, die nicht für die Herstellung von Lebensmitteln geeignet ist. Die firmeneigene Synthesetechnik kombiniert eine mikrobielle Fermentationstechnologie mit einer chemischen Reinigungstechnologie mit Trennmembranen. Das Unternehmen wird in den kommenden Jahren eine Produktionstechnologie entwickeln und die Polymerisation von Nylon 66 testen. Anwendungen für die biobasierte Adipinsäure sollen bis etwa 2030 kommerziell einsetzbar sein.

Nylon 66 ist haltbar und fest, und wird seit vielen Jahren für Fasern, Harze und andere Anwendungen verwendet. Der Wunsch, für Nylon 66 eine nachhaltige Alternative zu entwickeln, hat in den letzten Jahren zugenommen.  

Für das neue Verfahren nutzt Toray Mikroorganismen, die aus Zuckern ein Adipinsäure-Zwischenprodukt herstellen. Die Biochemiker haben die Gene dieser Mikroorganismen neu kombiniert und so die Effizienz des Stoffwechsels gesteigert. Dabei kamen Methoden der Bioinformatik zum Einsatz, um optimale mikrobielle Fermentationswege für die Synthese zu finden. Die Mikroorganismen steigern die Ausbeute des Zwischenprodukts bei der Synthese um mehr als das Tausendfache. Umkehrosmose-Trennmembranen reinigen das Zwischenprodukt und erhöhen die Konzentration. Dieser Ansatz ist besonders energieeffizient. Auch entsteht bei dem  Verfahren zur Herstellung von Bio-Adipinsäure im Gegensatz zu den Herstellungsverfahren aus Erdöl kein Distickstoffmonoxid.

Toray entwickelt derzeit ein Verfahren zur Herstellung von Zuckern aus Ernterückständen und anderen nicht-essbaren pflanzlichen Ressourcen. Dabei forscht das Unternehmen in zwei Projekten gemeinsam mit dem National Institute of Advanced Industrial Science and Technology und dem RIKEN, Japans größter Forschungseinrichtung. Die Projekte erhalten Mittel der New Energy and Industrial Technology Development Organization. Das erste Projekt befasst sich mit der „Entwicklung von Produktionstechniken für hochfunktionale Biomaterialien unter Verwendung von intelligenten Zellen aus Pflanzen und anderen Organismen“, das zweite laufende Projekt behandelt die „Entwicklung einer biobasierten Produktionstechnologie zur Beschleunigung des Kohlenstoffrecyclings“. 

Extrem steigende Energiepreise und zunehmende Unsicherheit in fast allen Industriezweigen: Viele produzierende Textilunternehmen stehen heute vor großen Herausforderungen. Um auf dem Markt bestehen zu können, müssen sie die Flexibilität und die Effizienz ihrer Produktion erhöhen und Herstellungskosten durch Reduzierung des Ressourceneinsatzes minimieren. Die Online-Qualitätskontrolle in textilen Produktionsprozessen ist aktuell wichtiger denn je.

Mahlo will zeigen, wie eine datengesteuerte Produktion Probleme in der Textilbeschichtung und -veredelung lösen kann.

I4.0-konforme Qualitätskontrollsysteme von Mahlo, die in einer modernen Textilbeschichtungsanlage installiert sind, zeigen die Vielfalt der Möglichkeiten zur Produktionssteuerung. Um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden, hat Mahlo ein breites Portfolio an intelligenten Sensoren und Messrahmen im Qualiscan QMS-System, die online Produkt- und Prozessparameter wie Flächengewicht, Auftragsgewicht, Dicke, Feuchtegehalt, Bahntemperatur, Restfeuchte, Abluftfeuchte, Luftdurchlässigkeit etc. in den verschiedenen Phasen der Produktion erfassen.

Die Messwerte werden direkt in den Echtzeitprozessoren der Sensoren verarbeitet. Die fertigen Messdaten werden intern in einem intuitiven Steuerungsdisplay visualisiert oder über Schnittstellen (OPC-UA, Modbus etc.) an ein externes Netzwerk übertragen. Die implementierten Regelungsalgorithmen interagieren direkt mit den entsprechenden Aktoren der Textilbeschichtungsanlage und reduzieren die Abweichung vom Sollwert. So entsteht ein gleichmäßigeres Endprodukt. Dies ermöglicht optimierte Sollwertvorgaben und führt neben einer besseren Produktqualität zu deutlichen Einsparungen bei Rohstoffen und Energiekosten. Zudem steigen Prozesssicherheit und Produktionsdurchsatz. Neben der Online-Kontrolle der oben genannten Parameter ist die Bereitstellung detaillierter historischer Daten eine wichtige Funktion jedes Qualitätskontrollsystems.

Durch einen vereinfachten und direkten Datenaustausch kann der Endanwender jederzeit nachvollziehen, wo und vor allem wie sein Produkt gefertigt wird. Damit sei nicht nur eine reibungslose Wertschöpfungskette gewährleistet, so Wulbeck. Der Endverbraucher kann auch sicher sein, dass sein Stoff immer mit den richtigen Parametern produziert wird. "Diese Sicherheit ist in diesen unsicheren Zeiten von hohem Wert."