Aus der Branche

Die aktuell laufende Fußball-Europameisterschaft 2024 in Deutschland wird auf Naturrasen gespielt. Der ist sehr pflegeaufwendig, verträgt keine hohe Frequentierung in der Nutzung und hat eine begrenzte Nutzungsdauer von zum Teil nur 6 Monaten. Einfacher in der Pflege ist Kunstrasen: In Deutschland gibt es geschätzt mehr als 5.000 Kunstrasenplätze und EU-weit sind es 25.500. Deren großer Nachteil ist die hohe jährliche Emission von Mikroplastik in Form von Einfüllmaterial, die intensive CO2-Belastung und die nicht umweltfreundliche Entsorgung. Aachener Forscher haben mit BioTurf eine nachhaltige Alternative vorgestellt. BioTurf ist ein neues Kunstrasensystem aus biobasierten Polymeren, das kein polymeres Infillmaterial mehr benötigt!

„Jährlich fallen pro Kunstrasenplatz rund 500 Kilogramm Kunststoffgranulat an, die als Füllstoff, dem sogenannten Infill, nachgefüllt werden müssen. Das entspricht auch der Menge, die potenziell pro Sportplatz als Mikroplastik in die Umwelt gelangen“, erklärt Dr. Claudia Post vom TFI. Bei geschätzten mehr als 25.000 Kunstrasenplätzen in der EU fallen allein beim Kunstrasen in Europa jährlich 12.750 Tonnen Mikroplastik an, die in die Umwelt gelangen. Das TFI – Institut für Bodensysteme an der RWTH Aachen e.V., Institut für Forschung, Prüfung und Zertifizierung in Europa für Bauprodukte für den Innenraum, hat gemeinsam mit dem Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen (ITA) und in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Morton Extrusionstechnik (MET), Spezialist für Kunstrasenfasern, das neuartige Kunstrasensystem entwickelt.

„Spätestens 2031 kommt für neue Kunstrasenplätze wegen des Verbots des Kunststoffgranulats das Aus. Schon jetzt werden Kunstrasenplätze mit Infillmaterial nicht mehr gefördert“, so Dr. Claudia Post. Für den Breitensport, Vereine, Städte und Kommunen wird die Umrüstung ihrer bestehenden Kunstrasenplätze in den kommenden Jahren eine Mammutaufgabe, denn Kunstrasenplätze müssen alle 10-15 Jahre ausgetauscht werden. Mit BioTurf steht nun eine umweltgerechte Alternative zur Verfügung. Der Belag lässt sich wie jeder andere bespielen, kurze, stark gekräuselte Halme stützen längere Halme und dieser simple Ansatz erhöht den Spielkomfort. Sämtliche Qualitätsanforderungen und Standards für höchste fußballerische Ansprüche werden bei BioTurf erfüllt.

„BioTurf ist eine innovative, ganzheitliche Lösung“, betont Dirk Hanuschik vom TFI. „Wir setzen auf Rapsöl und landwirtschaftliche Abfälle, die nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelherstellung stehen. Zudem ist BioTurf nahezu komplett recycelbar“ - im Gegensatz zu konventionellem Kunstrasen, der bisher nur thermisch verwertet werden kann, also zur Wärmegewinnung verbrannt wird.

Da BioTurf ohne das traditionelle Latex-Verfahren auskommt, kann auf dessen energieintensiven Trocknungsprozesses verzichtet werden, was sich positiv auf den Preis niederschlägt. Zudem lässt sich Latex nur schwer rezyklieren. Im Gegensatz dazu kommt bei BioTurf die neue Bindetechnologie Thermobonding zum Einsatz. Hierbei werden die thermoplastischen Polgarne mit dem Träger thermisch verschmolzen. Bei der Bestrebung einen 100%ig monomateriellen Kunstrasen zu entwickeln, müssen noch weitere Entwicklungsschritte folgen, da neben dem Polyethylenfasermaterial noch wenige Prozent Polypropylen im Träger verarbeitet werden müssen, um ihn beim Thermobondieren zu schützen. Dies behindert jedoch nicht seine Recyclingfähigkeit.

Sioen Technical Felts hat den internationalen Technologiekonzern ANDRITZ mit der Lieferung einer kompletten Nadelvlies-Linie für sein Werk in Lüttich, Belgien, beauftragt. Mit dieser neuen Anlage wird Sioen schwere Vliesstoffe in einem Schritt herstellen können.

Das Sioen-Werk in Lüttich ist auf die Produktion von technischen Vliesstoffen für verschiedene industrielle Anwendungen spezialisiert, darunter Schlauchlining (CIPP), Akustik und Filtration. Die Anlage von ANDRITZ ermöglicht es dem Kunden, in einem Schritt Vliesstoffe mit mehr als 3.500 g/m² zu produzieren, wobei verschiedene Fasertypen (recyceltes PET, OxPan, Bikomponenten, ...) und Faserfeinheiten zum Einsatz kommen können. Normalerweise müssen zwei oder drei Lagen in einem zweiten Schritt außerhalb der Linie vernadelt werden, um ein solches Materialgewicht zu erreichen.

Das Verfahren in einem Schritt führt zu einer höheren Qualität des Endprodukts, da das Risiko der Delamination, d. h. der Trennung der Schichten während des Gebrauchs, minimiert wird. Außerdem wird eine höhere Produktivität erzielt, da die Handhabung des Materials weniger aufwendig ist.

Die DF-4-Nadelmaschine von ANDRITZ kann im Doppel- und Einzelhubmodus betrieben werden und bietet Sioen somit hohe Flexibilität bei der Verarbeitung von technischen Vliesstoffen mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften. Die Modi können einfach über den Touchscreen der Fernbedienung gewechselt werden. Die Anlage wird mit der neuesten ANDRITZ-Technologie zur Gewichtsprofilierung, ProWin™, ausgestattet, um eine möglichst gleichmäßiges Bahngewicht zu gewährleisten.

Die Inbetriebnahme der neuen Nadelvlies-Anlage ist für das 1. Quartal 2025 geplant.

Beim Innovationstag Mittelstand des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) präsentiert sich der innovative Mittelstand als treibende Kraft der deutschen Wirtschaft. Unter dem Leitgedanken „So geht Zukunft! – Digital. Transformativ. Resilient.“ verspricht die Veranstaltung spannende Einblicke in wegweisende Technologien und zeigt, wie Unternehmerinnen und Unternehmer aus ganz Deutschland den technologischen Wandel vorantreiben. Rund 300 Aussteller präsentieren bei der Open-Air-Veranstaltung die Ergebnisse ihrer zukunftsweisenden Forschungs- und Entwicklungsprojekte und laden zur Entdeckungsreise ein. Das STFI präsentiert zum Innovationstag Mittelstand des BMWK am 13.06.2024 in Berlin fünf textile Forschungshighlights aus den Bereichen Schutztextilien, Digitalisierung sowie Nachhaltigkeit, Kreislaufwirtschaft und Wellness.

Molotowcocktailschutzanzug – textiler Schutzanzug für Polizeieinsatzkräfte zum Schutz vor Molotowcocktails
Spezialeinsatzkräfte sind auf Schutzkleidung angewiesen, die vor vielfältigen Gefahren schützt. Meist schränkt eine höhere Schutzwirkung den Tragekomfort ein. Forscher des STFI und des ITA Aachen haben daher gemeinsam ein hitzebeständiges Gewebe entwickelt, das vor Angriffen mit Molotowcocktails schützt und dabei gleichzeitig einen hohen Tragekomfort gewährt. Molotowcocktails können schwerwiegende Verletzungen hervorrufen, die es zu verhindern gilt. Das Verletzungspotential hängt insbesondere mit der extrem hohen Verbrennungstemperatur von 800 °C – 1.700 °C zusammen, aber auch der starken adhäsiven Wirkung der Brandsätze. Die entwickelte Schutzkleidung zeichnet sich durch eine optimierte Faserzusammensetzung sowie durch eine spezielle Garn- und Gewebekonstruktion aus. Dar-über hinaus wurde die Funktionalisierung des Gewebes angepasst.

Holz/Textil-Faltwerke
Im abgeschlossenen Projekt wurden Holz-Textil-Faltwerken (HTF) entwickelt, die temporär zum Zweck des Schallschutzes, Sichtschutzes oder der räumlichen Abgrenzung aufstellbar sind. Unter Nutzung der Origami-Mathematik wurden mehrschichtige Holz-Textil-Verbunde entwickelt. Das Textil dient als zweidimensionales Scharnier der fertigen Konstruktion. Durch den Verbund aus biegeschlaffen textilen Materialien mit biegesteifen Holzelementen sind Faltbewegungen möglich, die eine selbsttragende Struktur entstehen lassen. Die HTF zeichnen sich durch kleines Packvolumen und Leichtbauweise aus. Gezeigt wird ein Tischmodell des Demonstrators.

Graviola
In der Naturmedizin werden die Blätter des tropischen Graviola-Baumes (Annona muricata) zur Verbesserung des Wohlbefindens und zur Behandlung zahlreicher Krankheiten eingesetzt. Die Wirkung der Graviolapflanze ist hauptsächlich auf die enthaltenen aktiven Wirkstoffe der Acetogenine zurückzuführen. Ziel des Projektes GRAVIOLA war die Entwicklung neuartig funktionalisierter Textilien, die mit Wirkstoffen der Graviolapflanze ausgerüstet sind. Gezeigt werden auf dem internationalen Pavillon des Innovationstag Mittelstand mit Graviola ausgerüstete Textilmuster auf Basis von Wirkstoffverkapselungen und Graviolaextrakten.

INTAKE – Entwicklung und Erprobung intelligenter Einbringungstechnologie für Datenkerne in der Wäschekonfektionierung
Im Projekt INTAKE haben sich aktuell sechs Forschungspartner das Ziel gesetzt, ein KI-gesteuertes Verfahren zu entwickeln, das RFID-Antennenfäden und -Chips während des Konfektionsprozesses in die Wäsche einbringt und so die Notwendigkeit des nachträglichen Patchens eliminiert. Die Wäsche selbst wird so zu einem individuell funktionalisierten RFID-Transponder gemacht. Gezeigt wird Flachwäsche wie z.B. Bettlaken oder Kopfkissen mit integrierter kleindimensionaler RFID-Fadentechnologie inkl. Datenkern und Textilantenne für eine gesteuerte Einbringung per KI und zukünftige Leasing-Szenarien

Entwicklung und Untersuchung der Fusion zwischen innovativen Technologiekombinationen und nachhaltigen Designstrategien, dargestellt als multifunktionale Spielmatte (MultiMatt)
Die Multimatt ist eine Spielmatte, welche unterschiedliche Fertigungs- und Veredlungstechnologien unter Verwendung eines rezyklierten und Cradle to Cradle-zertifizierten Materials zu einem kreislauffähigen Produkt vereint. Die entwickelte MultiMatt verbindet den Monomaterial-Ansatz mit dem Flächenbildungsverfahren Stricken und den Veredlungs- und Funktionalisierungstechnologien 3D-Druck, Rückenbeschichtung und Laserbehandlung. Damit ist die Entwicklung zur Anwendung für nachhaltiges Design, kreislauffähige Materialverbunde und Rezyklate geeignet.

„Kreislaufwirtschaft war Gegenstand der meisten Gespräche“, sagt Andreas Merkel, Geschäftsführer von Gebr. Otto. „Wir widmen uns diesem Thema speziell in Zusammenarbeit mit dem Recycling-Atelier ITA Augsburg. In einem Projekt arbeiten wir an der Entwicklung eines Baumwollgarns, das zu 50 Prozent aus Post-Consumer-Recycling-Baumwolle, kurz PCR-Baumwolle besteht.“ Überzeugend ist der ökologische Nutzen: Im Vergleich zu einem Kilo neuer Baumwolle erfordert ein Ringgarn mit 50 Prozent PCR-Anteil einen Bruchteil des Wassers und der Energie, die für neue Rohware nötig wäre.
Einfach ist das Verarbeiten von recycelten Fasern nicht, denn diese weisen ganz andere Eigenschaften auf als Virgin-Baumwolle: Die recycelten Fasern sind deutlich kürzer, sie haben eine andere Oberflächenstruktur und dadurch andere Haft- und Gleiteigenschaften. Eine Herausforderung ist, dem Vorgarn die richtige Drehung mitzugeben, so dass in der Ringspinnerei keine Fehlverzüge entstehen.
„An der technischen Umsetzung für die Spinnerei und die Spinnereivorbereitung arbeiten wir derzeit“, erklärt Andreas Merkel. „Für zwei Garnstärken haben wir schon erfreulich gute Ergebnisse erzielt.“
 
Von Haus aus nachhaltig
Dem Thema Recycling widmet sich Gebr. Otto bereits seit langem – bisher im Bereich pre-consumer waste. Die Otto-Garninnovation recot2 besteht zu 25 Prozent recycelter und zu 75 Prozent aus GOTS-zertifizierter Virgin-Bio-Baumwolle. Das spart auf ein Kilogramm recot2-Textilien rechnerisch rund 5.000 Liter Wasser. Beim wiederverwerteten Material handelt es sich bei recot2 um Webkanten und Spulenreste.  Auf den Markt gebracht hat Gebr. Otto dieses Garn schon vor 15 Jahren. „Im Markt aktiv nachgefragt wird das Recycling-Garn allerdings erst seit einigen Jahren“, sagt Andreas Merkel. Mittlerweile kommt es bei Wäsche- und Bekleidungsherstellern zum Einsatz und verhält sich, so die Kunden, nicht anders als ein Baumwollgarn aus neuen Fasern.

Innovationspartnerschaft mit Kelheim
Gemeinsam mit dem bayrischen Faserspezialisten Kelheim Fibres hat Gebr. Otto ein Konzept für nachhaltige wie leistungsfähige Periodenunterwäsche entwickelt. Dabei kommen biobasierte Materialien zum Einsatz, die sich durch überzeugende Performancewerte auszeichnen. Die eingesetzten verschiedenen Viskosespezialfasern stammen von Kelheim. In der jeweils passenden Zusammensetzung verspinnt sie Gebr. Otto. „Aufgrund der Anforderungen und der Testergebnisse, die Kelheim für die verschiedenen Schichten der Panty ermittelt hat, entwickeln wir unsere Garnmischungen“, erklärt Andreas Merkel, Geschäftsführer von Gebr. Otto. „Auf kurzfristige Anforderungen, auch für Spezialanfragen von Wäsche-Brands, also den Verwendern, können wir binnen kurzer Zeit die gewünschten Garne liefern.“   

Baumwolle-Hanf Mischung
Neu ist eine Mischung aus Bio-Baumwolle und nativem Hanf aus Deutschland. „An sich gibt es Fasern aus Hanf schon lange“, erklärt Andreas Merkel. „Die Faser ist etwas gröber und ‚störrischer‘ als Baumwolle.“ Mit einem neuen Aufschlussverfahren – vorgenommen durch einen regionalen Partner – kann Otto den Hanf nun mit langstapeliger Bio-Baumwolle verspinnen. „Wir konnten gute Garnwerte erreichen und haben auf der Techtextil verschiedene Anfragen zur Bemusterung bekommen.“ Eingesetzt wird die neue Hanf-Baumwoll-Mischung für Gestricke genauso wie Gewebe oder im Sockenbereich.  

„Wir hatten über alle Messetage eine sehr hohe Frequenz an Besuchern auf unserem Stand“, sagt Andreas Merkel. „Wir konnten direkt vor Ort einige Abschlüsse erzielen. Außerdem haben wir Aufträge für Bemusterungen und Anfragen für Projekte mit nach Hause genommen“, fasst Merkel zusammen. „Das darf allerdings über die schwierige Marktlage nicht hinwegtäuschen: Wir erleben eine Zeit hoher Kaufzurückhaltung, sehen Insolvenzen von Marktbegleitern und Partnern. Auch wir von Gebr. Otto verzeichnen im Vergleich zum Vorjahr einen Umsatz- und Mengenrückgang. Wir sind allerdings auf einem sehr hohen Niveau gestartet, was bedeutet, dass wir auch heute profitabel arbeiten können.“

Gewinner der diesjährigen Innovation Awards der internationalen Leitmessen Techtextil und Texprocess stehen fest. Insgesamt 15 Preisträger in acht Kategorien erhalten die begehrte Auszeichnung für ihre wegweisende Forschung, neuen Produkte, Verfahren oder Technologien. Die prämierten Innovationen zeigen: textile Lösungen sind essenzieller Treiber für Weiterentwicklungen in zahlreichen Branchen wie Luftfahrt, Automobil, Medizin oder Bau.

Gewinner Texprocess Innovation Award

„Weltneuheit für Deko- und Ziernähte“
Der Texprocess Innovation Award in der Kategorie „Innovation zur Qualitätssteigerung“ geht an den Industrienähmaschinenhersteller Dürkopp Adler aus Bielefeld für eine CNC-Nähanlage mit rotierender Näh-Kinematik für mittelschwere Industrie-Nahtanwendungen. Laut dem Unternehmen ist der neue CNC-Nähautomat mit dem Namen „911Revolve“ eine „Weltneuheit für Deko- und Ziernähte“. „Es ist die erste CNC-Anlage ihrer Art, die perfektes Nähen in alle Richtungen ermöglicht“, sagt Sebastian Kinnius, Leiter Produktmanagement und Marketing bei Dürkopp Adler. Autozulieferer, Hersteller hochwertiger Lederwaren oder technischer Textilien sollen damit künftig zum Beispiel Autositze und -interieur, Airbags, medizinische Bandagen, Filter und Handtaschen präziser und hochwertiger nähen können. Der neue Nähautomat ist Kinnius zufolge auch ein Schritt zu mehr Nachhaltigkeit: Je nach Anwendung mache der Einsatz der 911Revolve weitere Maschinen in einer Produktion überflüssig – das verbessere die Ressourceneffizienz und spare Energie. „Wir sind stolz darauf, dass unsere Neuentwicklung mit dem diesjährigen Texprocess Innovation Award ausgezeichnet wird, denn es zeigt einmal mehr, dass sich unsere Investitionen in Forschung und Entwicklung auszahlen“, so Kinnius. Dürkopp Adler plant die offizielle Markteinführung der 911Revolve auf der diesjährigen Texprocess.

Drei Preisträger in der Kategorie „Ökonomische Qualität“:

Innovative Nähmaschine
Einer von drei Texprocess Innovation Awards in der Kategorie „Ökonomische Qualität“ geht an Juki Central Europe für ihre innovative Industrienähmaschine „DDL-10000DX“. Waren Nähprozesse in der Bekleidungsproduktion, insbesondere beim dreidimensionalen Nähen, bisher von den Handhabungsfähigkeiten einzelner Bedienpersonen abhängig, kann laut Juki mit der prämierten Neuentwicklung nunmehr jeder das Nähen beherrschen. Und zwar durch den Einsatz eines speziellen Transportbandes, das das Bedienpersonal bei der Handhabung der Maschine unterstützen soll. Es soll die Zuführung des Stoffes bei allen Arten von Materialen und Mustern so erleichtern, dass das Bedienpersonal selbst dabei nicht mehr Hand anlegen muss. Juki zufolge handelt es sich bei der DDL-10000DX um eine „Weltneuheit in der Nähmaschinenindustrie“.

Automatisiertes Nähen
Während die Textilindustrie bei Design, Druck und Zuschnitt bereits weitgehend digitale und automatisierte Wege geht, erfolgt einer der wichtigsten Fertigungsschritte nach wie vor vollständig manuell oder höchstens halbautomatisch: das Nähen. In der Kategorie „Ökonomische Qualität“ geht ein Texprocess Innovation Award an das dänische Unternehmen Mikkelsen Innovation für „FastSewn“ – eine patentierte Technologie, die digital gesteuert das automatische Nähen und Schneiden von der Rolle ohne Vorschneiden auf einer einzigen Arbeitsfläche ermöglicht. Rahmen und Schablonen müssen damit nicht mehr manuell ein- und ausgeladen werden. Zweidimensionale Textilprodukte, wie Industriefilter oder maßgefertigte Kissen, werden bei FastSewn automatisch zu einem Flachbett-Nähsystem transportiert, das das Verbinden beliebiger – auch komplexer – Konturen ermöglichen soll. "Das System ist außerdem in der Lage, die genähten Muster gleichzeitig mit einem Laser zu schneiden, was den Arbeitsaufwand noch weiter reduziert", so Steve Aranoff, Business Development Director bei Mikkelsen Innovation. Laut Aranoff zielt FastSewn zunächst auf die Fertigung von Airbags, Autositzen und genähten Möbelteilen. Auf der Texprocess will das Unternehmen die preisgekrönte Innovation erstmals in voller Größe präsentieren.

Mehr Nachhaltigkeit in der Textilpflege
Ebenfalls in der Kategorie „Ökonomische Qualität“ erhält VEIT aus dem bayerischen Landsberg am Lech einen Texprocess Innovation Award für einen patentierten Kompaktfinisher mit dem Namen „CF20 DesFin“. Mit ihm sollen sich Gerüche, Schimmel, Verunreinigungen und Krankheitserreger ohne Chemie aus Kleidungsstücken entfernen bzw. unschädlich machen lassen. Entwickelt hat ihn VEIT, Hersteller von Bügeltischen, Fixier- und Laminiermaschinen, gemeinsam mit dem Krefelder Textilforschungsinstitut wfk - Cleaning Technology Institute. Zum Einsatz kommen soll er künftig etwa in der Bekleidungslogistik, bei Onlinehändlern, in Wäschereien und Textilreinigungen. „Bekleidung aus Retouren oder über weite Strecken mit dem Schiff transportierte Ware lässt sich mit dem neuen Kompaktfinisher chemikalienfrei desinfizieren, desodorieren und gleichzeitig aufbügeln“, sagt Christopher Veit, Geschäftsführer des gleichnamigen Unternehmens, das unter anderem Hugo Boss und Zara zu seinen Kunden zählt. Die ausgezeichnete DesFin-Technologie wird laut VEIT auf der diesjährigen Texprocess erstmals einem breiten internationalen Fachpublikum vorgestellt.

Zwei Preisträger in der Kategorie „Digitalisierung + KI“:

Textilien besser recyceln mit KI
Weniger als 1 Prozent der Altkleider werden wieder zu neuer Kleidung verarbeitet.  Erschwert wird das Recycling unter anderem dadurch, dass Kleidungsstücke oft Teile wie Reißverschlüsse, Knöpfe, Etiketten oder Gummibänder enthalten. Sie zu entfernen, erfordert einen mühsamen Sortierprozess, der auch heute noch oft von Hand erfolgt. Um die textile Recyclingquote in Zukunft zu erhöhen, hat das belgische Unternehmen Valvan nun eine Maschine entwickelt, die nicht-textile Teile in Altkleidung automatisch erkennen und daraus entfernen soll. Dafür erhält das Unternehmen einen von zwei Texprocess Innovation Awards in der Kategorie „Digitalisierung + KI“. „Die Auszeichnung ist eine großartige Anerkennung unserer Arbeit im Bereich der textilen Kreislaufwirtschaft“, sagt Jean-François Gryspeert, Sales & Business Developer bei Valvan. Wie die Idee zu Trimclean entstand, ist durchaus kurios: Den Anstoß gab offenbar die Qualitätskontrolle bei der Herstellung belgischer Pommes frites. „Wir fragten uns, ob eine Technologie, die fehlerhafte Pommes aussortiert, nicht auch in der Lage wäre, nicht-textile Teile in Textilien zu erkennen“, sagt Gryspeert. Die verwendete Sortiersoftware profitiert laut Gryspeert auch von jüngsten Fortschritten auf dem Gebiet der Künstlichen Intelligenz (KI): „Wir nutzen KI in Kombination mit einer speziellen Kamera, um Stoffteile besser von nicht-textilen Teilen separieren zu können.“ Das funktioniere so gut, dass Trimclean im Unterschied zu anderen Lösungen sogar Aufnäher, Nähte und Drucke entfernen könne. „Die KI-Technologie, die Trimclean möglich macht, gab es vor ein paar Jahren so noch gar nicht“, sagt Gryspeert.

Neue Vermessungsmethode für besser sitzende BHs
Der zweite Texprocess Innovation Award in der Kategorie „Digitalisierung + KI“ geht an das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) und die Professur für Entwicklung und Montage von textilen Produkten an der TU Dresden für ein neues Auswerteverfahren für Bodyscans auf Basis von 4D-Scans. Das prämierte Verfahren soll es ermöglichen, weiche Körperpartien wie die weibliche Brust auch in Bewegung zu vermessen und nicht – wie bei vielen 3D-Bodyscannern – nur in ruhender Pose. Laut ITM können damit dynamische 4D-Scans von Personen erstellt werden, die viel genauer sind und die sich zudem digital miteinander vergleichen lassen. Mit solchen 4D-Körperdaten könnten Bekleidungshersteller künftig unter anderem individuellere BHs mit höherem Tragekomfort entwickeln und zudem Zeit und Kosten bei der Produktentwicklung sparen.

Wissenschaftsteams des Instituts für Textiltechnik der RWTH Aachen University (ITA) forschen gemeinsam mit Partnern aus der Industrie und außeruniversitären Forschungseinrichtungen gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) an Wegen, die Textilindustrie von fossilen auf biobasierte Rohstoffe, Ausrüstungen sowie neue umweltfreundliche Verfahren umzustellen, um auf diese Weise, die gesamte textile Wertschöpfungskette zu transformieren.

Die Fäden dafür laufen im Innovationsraum BIOTEXFUTURE mit einer Vielzahl an einzelnen Textilforschungsprojekten zusammen. Die enge Verknüpfung von universitärer mit anwendungsnaher Forschung und marktrelevanter Umsetzung mit Wirtschaftsunternehmen soll dazu führen, dass der Textilindustrie die Wende zu einem zukunftsfähigen biobasierten Wirtschaften zielgerichtet gelingen kann.

Erste konkrete Ergebnisse ausgewählter Projekte präsentiert BIOTEXFUTURE auf den Gemeinschaftsstand Bioökonomie des BMBF auf der Hannover Messe (22. bis 26.4.2024) sowie auf der fast zeitgleich stattfindenden Internationalen Leitmesse für technische Textilien und Vliesstoffe, Techtextil, in Frankfurt / Main (23. bis 26.4.2024). Folgende Projekte werden vorgestellt:

• BioTurf: der Kunstrasen der Zukunft ist grün (Hannover Messe / Techtextil)
• CO₂Tex: innovative elastische Garne binden CO₂ (Hannover Messe / Techtextil)
• DegraTex: biologisch abbaubare Geotextilien (Techtextil)
• BioBase: Textilien für Innenräume, Sport, Auto und Technik werden bio (Hannover Messe / Techtextil)

BioTurf: der Kunstrasen der Zukunft ist grün
Die Forscher*innen des Projekts BioTurf arbeiten an der Lösung eines Problems, mit dem hunderte von Städten und Gemeinden konfrontiert sind. Ziel ist es, eine Kunstrasenstruktur aus Bio-Polyethylen (PE) zu entwickeln, das sich qualitativ nicht von erdölbasiertem PE unterscheidet. Diese Monomaterial-Struktur soll ein hochwertiges Materialrecycling ermöglichen. Eine wichtige Basis für die spätere Kreislaufführung des Produktes. Darüber hinaus wird die neuartige Kunstrasenstruktur ohne die Zugabe von Einstreu-Granulat auskommen und damit das aktuelle Mikroplastik-Problem von Kunstrasenplätzen lösen. Es existiert bereits ein BioTurf-Fußballplatz in Aachen als Demonstrationsspielfeld, auf denen Sportler*innen spielen und trainieren, und dadurch die Forscher*innen regelmäßig Rückmeldung bekommen. Man befindet sich in der Phase der Feinjustierung, um das Ziel zu erreichen den Kunstrasen der Zukunft aus 100% biobasiertem Polyethylen herstellen zu können.

CO₂Tex: innovative elastische Garne binden CO₂
Die Textilwissenschaftler*innen des BIOTEXFUTURE Projekts CO₂Tex entwickeln elastische Filament-Garne, in deren Ausgangsmaterial das für die Erderwärmung mitverantwortliche Treibhausgas CO₂ gebunden ist. Gleichzeitig verwenden sie für die Garnherstellung Schmelzspinnprozesse, für die keine giftigen und umweltschädlichen Lösungsmittel notwendig sind. Den Forscher*innen ist es zudem gelungen, die Elastizität der auf thermoplastischen Polyurethanen (TPU) beruhenden Entwicklung für bestimmte Garntypen an das Leistungsvermögen der konventionellen Elastane heranzuschrauben. Das Projekt-Konsortium erwartet, dass für die entwickelten CO₂-haltigen elastischen TPU-Filament-Garne eine Hochskalierung der Produktionsprozesse auf eine massentaugliche Fertigung im Industriemaßstab in absehbarer Zeit möglich sein wird. Dabei hält das CO₂Tex-Team vergleichbare Herstellungskosten wie bei konventionellen Garnen sowie leichte Vorteile bei der Energiebilanz gegenüber bestehenden Prozessen für möglich.

DegraTex: biologisch abbaubare Geotextilien
Das Ziel von DegraTex ist die Entwicklung biobasierter, abbaubarer Geotextilien für kurzfristige Anwendungen wie die zeitlich begrenzte Sicherung von Erdstrukturen oder für den Vegetationsschutz. Die Materialien erfüllen ihre Funktion, bis sie von natürlichen Komponenten, wie z.B. bodenstabilisierenden oder bodendeckenden Pflanzen, übernommen werden oder simpel einfach nicht mehr benötigt werden. Es geht darum, konventionelle, erdölbasierte Geotextilien in technisch und ökologisch sinnvollem Rahmen durch biobasierte und abbaubare Produktlösungen zu ersetzen. Das Forschungsteam des ITA hat bereits erste Demonstratoren auf Basis von Biopolymeren im Außeneinsatz.

BioBase: Textilien für Innenräume, Sport, Auto und Technik werden bio
Im BioBase-Projekt wird die gesamte textile Wertschöpfungskette der jeweiligen Produkte abgebildet und in jedem Prozessschritt der technologische Reifegrad für die industrielle Produktion von biobasierten und nachhaltigen Chemiefasern schrittweise erhöht. Zunächst entstehen hierbei in Kooperation zwischen den Forschungseinrichtungen und Industriepartner*innen industriell gefertigte Anschauungsmodelle (Demonstratoren), die das Potenzial der am Markt verfügbaren biobasierten Polymere demonstrieren sollen. Die Herstellung der Polymere, Garne und textilen Flächen, orientiert sich sehr anwendungsbezogen an den existierenden technischen Anforderungen in den unterschiedlichen Industrie-Sektoren.
Das Team in Aachen beschäftigt sich mit der Herstellung von Chemiefasergarnen und betrachtet dabei die Arbeitsschritte Schmelzspinnen und Texturieren der Wertschöpfungskette und teilweise auch die Flächenherstellung. Die Forschungen zeigen, dass biobasierte Polymere existieren, die auf bestehenden Anlagen entlang der textilen Prozesskette bis zum Demonstrator verarbeitbar sind, wobei die Garn- und Textileigenschaften je nach Anforderungsprofil angepasst werden können.

In allen Anwendungsfeldern technischer Textilien und textiler Technologien gewinnt der Aspekt Nachhaltigkeit wachsende Bedeutung. Anlass für die internationale Leitmesse Techtextil für ihre Veranstaltung im April 2024 darauf einen besonderen Fokus zu setzen.

Ob biobasierte, recycelte oder abbaubare Materialien, Kreislaufwirtschaft oder regeneratives Design: Die Entwicklung nachhaltiger Lösungen in der Textilindustrie schreitet zügig voran. Nachhaltige Produkte und Verfahren stehen heute in der Performance ihren herkömmlichen Konkurrenten in nichts nach und rechnen sich zunehmend auch ökonomisch. Mehr als 15 Prozent der Aussteller auf der Techtextil haben bereits natürliche Fasern und Materialien in ihrem Sortiment.
 
Auf dem Areal „Nature Performance“ in der Halle 9.1, Produktsegment Fibres & Yarns, präsentieren die teilnehmenden Aussteller alternative, recyclingfähige und nachhaltige Materialien, die über zukunftsfähige funktionale Eigenschaften verfügen. Das Spektrum reicht von Naturfasern und -Materialien bis zu biobasierten Fasern und Materialien. Im Zentrum der Ausstellerpräsentationen steht deren Performance für die verschiedensten Anwendungsbereiche von der Architektur, Bau, Mobilität und Medizin bis zur Bekleidungsindustrie.

Das Areal Nature Performance ist Teil des Econogy Angebots, das die Messe Frankfurt für ihre weltweiten Textilveranstaltungen eingeführt hat. Das neue Label fasst die zahlreichen Netzwerk- und Informationsformate zum Thema Nachhaltigkeit zusammen und schafft Transparenz durch einheitliche Bewertungskriterien. Der Begriff Econogy steht für die untrennbare Verbindung zwischen Ökonomie und Ökologie und gibt damit die Ausrichtung des zukunftsweisenden Leitthemas an.

Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) haben mit Unterstützung des Landes Baden-Württemberg ihr Schmelzspinntechnikum modernisiert und maßgeblich erweitert. Die neue Anlage ermöglicht Forschung an neuen Spinnverfahren, Faser-Funktionalisierungen, und an nachhaltigen Fasern aus bioabbaubaren und biobasierten Polymeren.

Im Bereich Schmelzspinnen bearbeiten die DITF mehrere Forschungsschwerpunkte, zum Beispiel die Entwicklung von verschiedenen Fasern für medizinische Implantate oder von Fasern aus Polylactid, einem nachhaltigen biobasierten Polyester. Weitere Schwerpunkte sind die Entwicklung flammhemmender Polyamide und ihre Verarbeitung zu Fasern für Teppich- und Automobil-Anwendungen sowie die Entwicklung von Carbonfasern aus schmelzgesponnenen Präkursoren. Neu ist auch die Entwicklung einer biobasierten Alternative zu erdölbasierten Polyethylenterephtalat (PET)-Fasern zu Polyethylenfuranoat (PEF)-Fasern. Die Bikomponentenspinntechnik, bei der die Fasern aus zwei verschiedenen Komponenten hergestellt werden können, nimmt dabei einen besonderen Stellenwert ein.

Seit vor mehr als 85 Jahren Polyamid (PA) und viele andere Polymere entwickelt wurden, haben verschiedene schmelzgesponnene Fasern die textile Welt revolutioniert. Im Bereich der Technischen Textilien übernehmen sie vielfältige Funktionen: sie können – je nach der genauen Beschaffenheit – zum Beispiel elektrisch leitfähig oder lumineszent sein. Sie können über antimikrobielle Eigenschaften verfügen sowie flammhemmend sein. Sie eignen sich für den Leichtbau, für Anwendungen in der Medizin oder für die Dämmung von Gebäuden.

Um die Umwelt und Ressourcen zu schützen, sollen zukünftig einerseits mehr biobasierte Fasern eingesetzt werden und andererseits die Fasern nach der Nutzung besser rezykliert werden können. Hierzu forschen die DITF an nachhaltigen Polyamiden, Polyestern und Polyolefinen sowie an vielen weiteren Polymeren. Viele 'klassische', also erdölbasierte, Polymere können nach der Anwendung nicht oder nur unzureichend in ihre Bestandteile aufgelöst oder direkt rezykliert werden. Ein wichtiges Ziel neuer Forschungsarbeiten ist es deshalb, systematische Recycling-Methoden zu möglichst hochwertigen Fasern weiter zu etablieren.

Für diese Zukunftsaufgaben wurde im Januar an den DITF eine Bikomponenten-Spinnanlage der Firma Oerlikon Neumag in einer industriellen Größenordnung aufgebaut und in Betrieb genommen. Das BCF-Verfahren (bulk continuous filaments) erlaubt eine spezielle Bündelung, Aufbauschung und Verarbeitung der (Multifilament-) Fasern. Dieses Verfahren ermöglicht die großskalige Synthese von Teppichgarnen sowie die Stapelfaserproduktion, ein Alleinstellungsmerkmal in einem öffentlichen Forschungsinstitut. Ergänzt wird die Anlage durch ein sogenanntes Spinline-Rheometer. Damit können eine Reihe an messspezifischen chemischen und physikalischen Daten online und inline erfasst werden, was zum erweiterten Verständnis der Faserbildung beitragen wird. Außerdem wird ein neuer Compounder für die Entwicklung von funktionalisierten Polymeren und für das energiesparende thermomechanische Recycling von Textilabfällen eingesetzt.

Nach einer langen Phase kontinuierlichen Wachstums unterliegt der Composites-Markt seit 2018 starken Schwankungen. 2023 schrumpfte der Gesamtmarkt in Europa um 8 %.

Derzeit herrscht an den Märkten in Deutschland und Europa innerhalb der Branche eine eher negative Stimmung. Haupttreiber sind die nach wie vor hohen Energie- und Rohstoffpreise. Hinzu kommen Probleme in Logistikketten sowie ein zurückhaltendes Konsumklima. Eine Verlangsamung des Welthandels und Unsicherheiten im politischen Bereich befeuern die negative Stimmung. Trotz steigender Zulassungszahlen ist die Automobilindustrie als wichtigster Anwendungsbereich für Composites noch nicht auf ihr altes Volumen von vor 2020 zurückgekehrt. Die Bauindustrie als zweiter zentraler Anwendungsbereich steckt derzeit in einer Krise. Diese Faktoren haben das europäische Composites-Produktionsvolumen bereits in den vergangenen Jahren deutlich sinken lassen. Für 2023 gab es nun erneut einen Rückgang in Europa.

Gesamtentwicklung des Composites-Marktes
Das Volumen des weltweiten Composites-Marktes betrug 2023 insgesamt 13 Millionen Tonnen. Im Vergleich zu 2022, mit einem Volumen von 12,3 Millionen Tonnen, lag das Wachstum bei etwa 5 %. Im Vergleich dazu ist im Jahr 2023 die europäische Composites-Produktionsmenge um 8 % zurückgegangen. Der gesamte europäische Composites-Markt umfasst damit ein Volumen von 2.559 Kilotonnen (kt) nach 2.781 kt in 2022.

Der Markt entwickelt sich damit rückläufig und fällt auf das Niveau von 2014 zurück. Insgesamt war die Marktdynamik in Europa geringer als im Markt weltweit. Der Marktanteil von Europa am Weltmarkt liegt jetzt bei etwa 20 %.

Wie auch in den vergangenen Jahren ist die Entwicklung innerhalb Europas nicht einheitlich. Zurückzuführen sind die Unterschiede auf regional sehr unterschiedliche Kernmärkte, die hohe Variabilität der verarbeiteten Materialien, ein breites Spektrum unterschiedlicher Herstellungsverfahren sowie stark unterschiedliche Einsatzgebiete. Es zeigen sich dementsprechend regional, vor allem aber hinsichtlich der einzelnen Verfahren, unterschiedliche Entwicklungen, wenngleich es 2023 in allen Regionen und bei fast allen Verfahren Rückgänge gab. Der mit fast 50 % des Marktvolumens mengenmäßig größte Teil der gesamten Composites-Produktion fließt in den Transportbereich. Die beiden nächstgrößeren Bereiche sind der Elektro-/Elektronikbereich sowie Anwendungen in Bau und Infrastruktur.

Den kompletten Marktbericht 2023 bietet die AVK online zum Download an: https://www.avk-tv.de/publications.php. 

Auf der diesjährigen JEC World zeigt das STFI Highlights aus dem Carbonfaserrecycling sowie einen neuen Ansatz von hanfbasierten Bastfasern, die als Bewehrung im Leichtbau vielversprechende Eigenschaften mitbringen.

Grünes Snowboard
Auf der JEC World in Paris vom 5. bis 7. März 2024 zeigt das STFI ein Snowboard der Firma silbaerg GmbH mit patentiertem anisotropen Kopplungseffekt aus Hanf und recycelten Carbonfasern mit biobasiertem Epoxidharz. An der Entwicklung des Boards waren neben silbaerg und STFI auch die Partner Circular Saxony - das Innovationscluster für die Kreislaufwirtschaft sowie FUSE Composite und die bto-epoxy GmbH beteiligt. Das grüne Snowboard wurde mit JEC Innovation Award 2024 in der Kategorie „Sport, Freizeit und Erholung“ ausgezeichnet.

VliesComp
Rezyklate in verschiedenen Leichtbaulösungen wieder in den Markt zu bringen, ist das Ziel der im Projekt VliesComp vereinigten Industriepartner Tenowo GmbH (Hof), Siemens AG (Erlangen), Invent GmbH (Braunschweig) und STFI. Beispielhaft wurden dabei unter anderem die Anwendungsfelder „Innovative E-Maschinenkonzepte für die Energiewende“ und „Innovative E-Maschinenkonzepte für die E-Mobilität“ betrachtet. Gezeigt wird auf der JEC World in Paris ein Leichtbaulagerschild für E-Motoren, das auf Basis von Hybridvliesstoffen – einer Mischung aus thermoplastischer Faserkomponenten und recycelter Verstärkungsfasern – sowie auch Vliesstoffen mit 100 % recycelten Verstärkungsfasern hergestellt wurde. Das Lagerschild wurde schlussendlich mit einem Rezyklatanteil von 100 % gefertigt. Die Untersuchungen ergaben, dass im Vergleich zur Variante aus Primärkohlenstofffasern im RTM-Verfahren eine Reduzierung des CO₂-Äquivalents um 14 % bei gleicher Leistung möglich ist. Die Berechnung zur Verwendung des Prepreg-Verfahrens unter Nutzung eines Bioharzsystems zeigt ein Potenzial zur Reduzierung des CO₂-Äquivalents um fast 70 %.

Bastfaserbewehrung
Zur Stabilitätserhöhung im Pflanzenstängel bilden sich im Rindenbereich Bastfasern aus, die den Stengel stützen, aber im Gegensatz zum starren Holz sehr flexibel aufgebaut sind und es ermöglichen, dass schlanke, hohe Pflanzen sich im Wind bewegen können, ohne zu brechen. Ein neues Verfahren gewinnt die Bastrinde des Hanfes durch Schälen. Die daraus erzielten Kennwerte, wie Zug-E-Modul, Bruchkraft und Dehnung, sind vielversprechend im Vergleich mit den am Markt verfügbaren Endlosrovingen aus Flachs. Das Material könnte als Bewehrung im Leichtbau seine Anwendung finden. Das STFI stellt zur JEC World Bewehrungsstäbe aus, die im Pultrusionsverfahren auf Basis biobasierter Bewehrungsfasern aus Hanfbast für mineralische Matrices, zu einem Gewirke verarbeitet wurden.