Aus der Branche

• Wechsel in den Organen des STFI vollendet

Mit Beginn des Monats November 2021 ist die Führung des Sächsischen Textilforschungsinstitutes an Dr. Heike Illing-Günther übergegangen. Sie nimmt fortan die Position des Geschäftsführenden Direktors wahr. Der bisherige Direktor, Dipl.-Ing.-Ök. Andreas Berthel, übergibt die laufenden Geschäfte und wechselt in den Vorstand des Institutes als Vorstandsvorsitzender. Für seine langjährige Tätigkeit als außerordentlich erfolgreicher geschäftsführender Direktor bedanken sich alle Mitarbeiter des STFI ganz herzlich.

Der langjährige Vorstandsvorsitzende und erste geschäftsführende Direktor des STFI, Prof. Dr.-Ing. Hilmar Fuchs, als auch der Stellvertretende Vorsitzende des Vorstandes, Dipl.-Ing. Hans Martin Wohlfart, beenden altersbedingt ihre Vorstandstätigkeit.

Neben der Ernennung von Dr. Heike Illing-Günther zur neuen Geschäftsführenden Direktorin, berief der Vorstand Dipl.-Inform. Hendrik Beier zum Stellvertretenden Geschäftsführenden Direktor des STFI. Beide sind langjährige und erfahrene Mitarbeiter des Institutes und können dadurch die Grundwerte, wie Innovationsstärke und Kundennähe in ihre zukünftige Tätigkeit einbringen.

Dr. rer. nat. Heike Illing-Günther ist verheiratet und Mutter von drei erwachsenen Söhnen. Ihr Studium der Chemie und Werkstofftechnik absolvierte sie an der Bergakademie Freiberg und der Technischen Universität Chemnitz, das sie 1992 mit dem Diplom abschloss.

Nach ihrer Promotion (1995) an der Friedrich-Schiller-Universität in Jena auf dem Gebiet der Lebensmittel- und Umwelttoxikologie erfolgte 1996 ihr Einstieg in die Textilprüfung am Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland in Greiz. Arbeitsschwerpunkte der folgenden 10 Jahre waren neben der chemische Textilanalytik und dem Qualitätsmanagement der akkreditierten Prüfstelle, die Textilmikroskopie/Digitale Bildverarbeitung und -auswertung sowie die Textilbeschichtung, die Oberflächenmodifizierung sowie Projekte zu Smart Textiles.

Seit 2006 ist sie am Sächsischen Textilforschungsinstitut (STFI) Chemnitz tätig. Hier stieg sie in der Abteilung Technische Textilien/Web- & Maschenwaren ein und beschäftigte sich mit Projekten im Bereich der Technischen Textilien, vor allem der textilen Halbzeuge für endlosfaserverstärkte Kunststoffe sowie der Funktionsintegration in textile Halbzeuge und Smart Textiles.

Seit 2010 arbeitete Dr. Heike Illing-Günther als Forschungsleiter des Institutes. Außerdem ist sie ebenfalls seit 2001 als nationaler und internationaler Fachgutachter tätig, ebenso wie als Lehrbeauftragter an der TU Chemnitz und der TU Dresden sowie der Kunsthochschule Berlin Weißensee.

Die WEIDMANN GmbH in Süßen ist bekannt für die Veredlung von faser- und daunendichten sowie technischen Geweben. Kunden schätzen vor allem die Zuverlässigkeit und Flexibilität in Bezug auf Sonderwünsche und die gleichbleibend hohe Warenqualität. Der schwäbische Textilhersteller veredelt mit neuester Technik und umweltbewusst Premiumgewebe, hauptsächlich für die Bettwarenindustrie.

Die komplexen Produktions- und Veredlungsprozesse für hochwertige Gewebequalität erfordern eine zuverlässige und effiziente Maschinentechnologie. WEIDMANN nutzt dafür Spannrahmentechnologie aus dem Hause BRÜCKNER. Der deutsche Textilmaschinenbauer ist seit Jahrzehnten weltweit führend im Bau von Anlagen für die Veredlung von klassischen Textilien, technischen Geweben, Vliesstoffen, Glasgewebe und Bodenbelägen. Neben Spannrahmen gehören auch Beschichtungsanlagen, Relaxiertrockner, Sanfor-Anlagen, Kontinuefärbeanlagen sowie Öfen zur Verfestigung von Vliesstoffen und andere Sonderanlagen zum Produktionsprogramm des Familienunternehmens. Alle Maschinen werden zu 100% in eigener Fertigung in Deutschland produziert.

Beide Firmen investieren kontinuierlich in neue und innovative Technik, um erfolgreich und wettbewerbsfähig zu bleiben. Kürzlich wurde bei WEIDMANN ein komplett neu entwickelter BRÜCKNER-Spannrahmen installiert. Während der intensiven Projektierungsphase wurde schnell deutlich, welche Features der neuen Anlage von besonderer Bedeutung sind:

• Gleichmäßige Feuchteverteilung im Einlauf und beim Pick-Up der speziellen Chemikalien im Appreturfoulard vor dem Thermoprozess
• Schussgerader Warenlauf mit minimiertem Restverzug
• Sehr gute Zugänglichkeit für Wartungs- und tägliche Reinigungszwecke
• Sensorik und Automatisierung von Einstellparametern zur Energieoptimierung
• Wärmerückgewinnung mit Heißwassererzeugung für die Färberei
• Die Anlage muss voll Industrie 4.0 fähig sein

Outdoor Research, die in Seattle ansässige Firma für Funktionskleidung und Outdoor-Ausrüstung, bringt in diesem Herbst mit seinen RadiantX-Handschuhen und -Fäustlingen eine neue Linie auf den Markt und ist damit die erste Marke, die auf die HeiQ XReflex Radiant-Barrier-Technologie für Handschuhe setzt.

Bei HeiQ Reflex, das von HeiQs Joint-Venture-Partner Xefco entwickelt wurde, handelt es sich um eine patentierte Wärmebarriere-Technologie, mit der Produkte dünner, leichter und wärmer werden. HeiQ XReflex nutzt eine hauchdünne reflektierende Oberflächenbeschichtung, die energetische Infrarot-Körperwärmewellen auf den Körper zurückstrahlt. Diese sogenannte Radiant-Barrier-Beschichtung wird auf einer Seite des Gewebes mittels eines Hightech-Aufdampfverfahrens aufgebracht, das keinen negativen Einfluss auf die Luftdurchlässigkeit, die Geräuschentwicklung, die haptischen Eigenschaften, die dauerhaft wasserabweisende Wirkung (durable water repellence, DWR) oder die daunendichten Eigenschaften des Gewebes hat. Die Radiant-Barrier-Textilien werden mit optimierten Isolationsmaterialien kombiniert, sodass isolierende Kleidungsstücke mit bis zu 50 % weniger Volumen und Gewicht bei gleichbleibender Wärmeleistung (gemessen in CLO) entstehen. HeiQ XReflex ist erhältlich auf Geweben und Vliesstoffen und hat eine Haltbarkeit von über 20 Waschvorgängen.

• Langjährige Partnerschaft zwischen dem österreichischen Textilproduzenten FEINJERSEY und dem deutschen Textilmaschinenbauer BRÜCKNER

Die Feinjersey Group ist ein international agierendes Textilunternehmen und beliefert weltweit die „Global Player“ der Textilbranche. Die Wertschöpfungskette des in Götzis, Österreich ansässigen Unternehmens reicht von der Garnverarbeitung bis hin zum fertigen Produkt.

Als vollstufiger Produktionsbetrieb legt das international agierende Textilunternehmen Feinjersey Wert auf einen hohen Qualitätsstandard und garantiert Sorgfalt bei jedem Schritt in der Prozesskette. Mit rund 250 Mitarbeitern und einem Jahresumsatz von rund 45 Mio. Euro strickt, färbt und veredelt das Unternehmen hochwertige Wirk- und Maschenwaren sowie elastische Webwaren für unterschiedliche Anwendungsbereiche.

Produkte entstehen für die Bereiche Mode, Sport, Arbeitsbekleidung sowie technische Textilien. Unter anderem werden Stoffe für die Automobilindustrie, Kaschierrücken und Beschichtungsträgerstoffe für Kunstleder oder Folien, Bautextilien oder Stoffe für die Medizintechnik hergestellt.

Der österreichische Textilhersteller wurde mit dem Bluesign Textilsiegel zertifiziert und sorgt mit einem modernen Maschinenpark für einen effizienten Ressourceneinsatz. Wasser- und Energieverbrauch sowie Schadstoffemissionen sollen auf ein Minimum reduziert werden.

Besonders in der Textilveredlung ist der Fokus auf Minimierung des Energieverbrauchs gelegt, da dieser Prozess den energieintensivsten in der gesamten Prozesskette darstellt. Feinjersey nutzt hierfür eine eigene Photovoltaik-Anlage sowie die Wärmerückgewinnungs- und Abluftreinigungsanlagen an den Spannrahmen. Durch die Nutzung der Abwärme aus der Produktion werden die Gebäude des Betriebs beheizt. Alle sechs Spannrahmen bei Feinjersey sind aus dem Hause BRÜCKNER und produzieren mit dreistufigen Wärmerückgewinnungs- und Abluftreinigungsanlagen.

Die neueste BRÜCKNER-Anlage hat eine Arbeitsbreite von 4,20 m und wird hauptsächlich zur Ausrüstung von hochelastischer und empfindlicher Maschenware eingesetzt. Um Vergilbungen auf der Ware zu vermeiden, ist der Spannrahmen mit einer indirekten Gasheizung ausgestattet. Die beim Fixierprozess aus Präparationen entstehenden Öldämpfe werden aus dem Trockner abgesaugt und vor dem Ausblasen durch den Kamin in einer BRÜCKNER ECO-AIR Abluftreinigungsanlage gereinigt. Die gesamte Abluftbehandlung an der neuen Spannmaschine erfolgt durch eine mehrstufige BRÜCKNER ECO-HEAT und ECO-AIR Anlage.

Autoneum setzt in seinen Teppichsystemen bereits einen hohen Anteil an rezyklierten Fasern ein. Durch ein alternatives Beschichtungsverfahren – «Alternative Backcoating» (ABC) – sollen Teppiche von Autoneum noch umweltfreundlicher werden: Das in Standardbeschichtungen übliche Latex wird durch thermoplastisches Material ersetzt, so dass Teppiche am Ende des Produktlebens besser rezykliert werden können. Zusätzlich reduziert der innovative Herstellungsprozess den Wasser- und Energieverbrauch und damit CO2-Ausstoss in der Produktion deutlich.

Leichte, textilbasierte Teppichtechnologien wie Di-Light oder Relive-1 verbessern die Umweltbilanz von Teppichen signifikant. So bestehen beispielsweise Di-Light-basierte Teppiche aus bis zu 97% rezykliertem PET; außerdem sind sie rund 20% leichter als herkömmliche Nadelvliesteppiche und tragen so zu einem geringeren Treibstoffverbrauch und CO2-Ausstoss von Fahrzeugen bei. Noch nachhaltiger würden Nadelvliesteppiche von Autoneum nun dank des innovativen ABC-Verfahrens, bei dem für die Beschichtung von Teppichen anstelle von Latex ein thermoplastischer Klebstoff verwendet werde: Im Gegensatz zu Latex könnten thermoplastische Klebstoffe am Ende des Produktlebenszyklus zusammen mit den Teppichbestandteilen aus reinem PET erhitzt und eingeschmolzen werden, was den Recyclingprozess erheblich vereinfache. Da sich die Fasern des thermoplastischen Monomaterials zudem leichter öffnen ließen, können Teppichzuschnitte besser rückgewonnen werden, was den Verbrauch natürlicher Ressourcen sowie Abfallvolumen und damit auch den CO2-Ausstoss reduziere. Die Umweltbilanz von Autoneums Nadelvliesteppichen werde dadurch weiter verbessert.

Beschichtungen ohne Latex erhöhen die Nachhaltigkeit von Teppichen jedoch nicht nur dank der besseren Rezyklierbarkeit am Ende des Produktlebenszyklus, so das Unternehmen. Da das Auftragen des thermoplastischen Klebstoffs mithilfe des innovativen ABC-Verfahrens im Vergleich zur Herstellung Latex-basierter Beschichtungen deutlich weniger Energie benötige und ganz ohne Wasser auskomme, könnten die Umweltauswirkungen bereits im Produktionsprozess minimiert werden. Darüber hinaus eröffneten von Autoneum entwickelte thermoplastische Klebstoffe künftig neue Möglichkeiten, Beschichtungen auch bezüglich ihrer akustischen Leistung, Stabilität und Abriebfestigkeit an die individuellen Bedürfnisse der Fahrzeughersteller anzupassen.

Modelle verschiedener Kunden in Europa und Nordamerika sind schon heute mit latexfreien Nadelvliesteppichen von Autoneum ausgestattet. In Kürze sollen Beschichtungen mit thermoplastischem Klebstoff auch bei Autoneums Tuftingteppichen zum Einsatz kommen. Der Produktionsstart der neuen Generation von Tuftingteppichen ist für Anfang 2022 vorgesehen.

Die Allianz Faserbasierte Werkstoffe e.V. (AFBW) hat mit Unterstützung des Wirtschaftsministeriums von Baden-Württemberg das Projekt „CycleTex BW“ auf den Weg gebracht. Mit diesem Projekt sollen die Recycling-Prozesse entlang der gesamten textilen Wertschöpfungskette optimiert werden. Zahlreiche Unternehmen aus der Textilindustrie machen mit. Ziel des Projektes ist, textile Produktionsabfälle bspw. durch neue Technologien der (eigenen) Produktion zurückzuführen. Neue hochwertige Sekundärrohstoffe und ggf. andere Materialien sollen durch neue Verfahren entwickelt und schlecht recyclebare Wertstoffe sollen ersetzt werden.

Für die faserbasierte Industrie, als einer der global größten Ressourcenverbraucher der Welt, ist das Thema Nachhaltigkeit von zentraler Bedeutung. Geschäftsmodelle weltweit stehen vor großen Transformationsprozessen. Die heimische Textilindustrie sieht in dem regulatorischen, medialen und marktlichen Druck auch Chancen. Das landesweite Netzwerk AFBW will im Rahmen des dreijährigen Projekts „CycleTex BW“ Innovator, Moderator, Türöffner und Kümmerer sein. Ulrike Möller, Netzwerkmanagerin AFBW: „CycleTex BW soll dazu beitragen textile Post-Industry Produktionsabfälle so lange wie möglich in der textilen Kette zu halten und damit langfristig eine Kreislaufwirtschaft entstehen zu lassen. Wir wollen Chancen entwickeln, bestehende Modelle fortschreiben oder diversifizieren. Dadurch soll eine weitere Form der Zukunftssicherung für die faserbasierte Industrie geschaffen werden.“

„CycleTex BW“ wird vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus des Landes Baden-Württemberg mitfinanziert. Wirtschaftsministerin Dr. Hoffmeister-Kraut betont: „In jeder Branche und an jeder Stelle der Wertschöpfungskette müssen wir in Zukunft eine umweltfreundliche und perspektivisch klimaneutrale Form des Wirtschaftens erreichen. Mit dem Projekt CycleTex BW stellen wir jetzt die Weichen richtig, um auch in der Textilbranche in Baden-Württemberg Geschäftsmodelle weiterzuentwickeln und nachhaltige Produktportfolios aufbauen. Das ist nicht nur gut für das Klima, sondern festigt auch die international führende Stellung Baden-Württembergs vor allem bei besonders leistungsfähigen technischen Textilien.“

Bereits heute haben 67 Unternehmen aus Baden-Württemberg und darüber hinaus durch einen Letter of Intent (LOI) ihr Interesse an dem Projekt bekundet. Da Produktkreisläufe immer auch mit Materialtransport zu tun haben, macht es Sinn im regionalen Kontext zu denken. Der Großraum Süddeutschland-Österreich-Schweiz-Frankreich stellt eine spannende Region für „CycleTex BW“ dar. Für die Unternehmen bedeutet dieser regionale Ansatz eine Sicherstellung der Infrastruktur und Zugang zu Rohstoffen.

Durch neue Technologien und nachhaltige Produkte kann die Industrie außerdem einen Wettbewerbsvorteil erlangen. Eine stärkere Verwendung von Sekundärrohstoffen kann die Kosten senken. Durch die zunehmende Verwendung von Sekundärmaterialien sind Unternehmen weniger abhängig von Primärrohstoffen und damit verbundenen Problemen in der Lieferkette. Mehr noch: Die Entwicklung von Recyclingmaterial- und Prozessinnovationen kann zu internationaler Nachfrage führen.

Auch Nachwuchskräfte setzen bei der Wahl des zukünftigen Arbeitgebers auf umweltbewusste Firmen.

Die Textilindustrie ist in der Viel- und Kleinteiligkeit der Wertschöpfungsketten besonders herausgefordert. So sind Rohstoffhersteller, Endprodukthersteller, Händler und andere Inverkehrbringer sowie ggf. auch Entsorger und Verwerter zwar Teil einer Kette, aber nicht Akteure im selben „eco system“. Aus dem Wunsch nach wirklichem Re- oder sogar Up-Cycling erwächst eine zwingende, vorgeschaltete Analyse, welche Dimensionen der textile Kreislauf hat, welche Akteure mit welchen Kompetenzen bereits am Markt sind, was der Markt in Zukunft braucht bzw. was wissenschaftlich und technisch denkbar wäre (z.B. mechanisches Recycling vs. chemisches Recycling). Diese Analyse soll im Rahmen von CycleTex BW erfolgen.

Bislang reduziert sich Textilrecycling oftmals auf Downcycling, indem z.B. Textilfasern im „second life“ als Dämmmaterial verwendet werden. Zudem werden Textilien auch thermisch verwertet oder landen auf der Deponie. Recycling von technischen Textilien ist nicht zuletzt durch die Vielzahl an unterschiedlichen Materialien, Mischungen und Beschichtungen herausfordernd. Umso notwendiger ist eine Zusammenarbeit auf allen Stufen der Kette, um den Kreislauf von Materialien zu optimieren und damit den Lebenszyklus der Rohstoffe zu verlängern. Das Zusammenführen der Akteure soll durch CycleTex BW gelingen.

Des Weiteren wird beim Textilrecycling bisher eher an Hemd und Hose gedacht und die Abfälle in der Produktion werden wenig berücksichtig. Gerade hier kann aber echte Wertschöpfung und vor allem Nachhaltigkeit in der Lieferkette entstehen.

Die faserbasierte Industrie hat erkannt, dass neue Geschäftsmodelle und Business Cluster wichtig sind, um Recycling zu stärken. Diese sollten aber sinnvollerweise über bestehende Geschäftsmodelle und Warenstromstrukturen, wie simples Sammeln und Reißen hinausgehen. Handlungsleitend ist also, unternehmerische Chancen zu entwickeln, bestehende Modelle fortzuschreiben oder zu diversifizieren und damit eine weitere Form der Zukunftssicherung für die Textilindustrie zu schaffen. Mit dem erweiterten „grünen Portfolio“ sollen die Unternehmen langfristig eine Resilienz in der Lieferkette, eine Unabhängigkeit von China erreichen und ihre Wettbewerbsfähigkeit effektiv ausbauen.

Die Landesregierung von Baden-Württemberg will laut Koalitionsvertrag in den Bereichen Klima- und Naturschutz „Baden-Württemberg als Klimaschutzland zum internationalen Maßstab“ machen. Dieses Ziel soll u.a. durch ein besseres Recycling der eingesetzten Materialien erreicht werden. Innovative Kreislaufwirtschaftslösungen werden daher als Wachstumsfelder der Zukunft gesehen. Die neue Landesregierung betont, dass man auch in diesem Bereich international zum Marktführer werden will. Um die Kreislaufführung weiter voranzubringen, soll die Entwicklung und Inbetriebnahme effizienter Verwertungsverfahren unterstützt werden.

Sie ist in fast jedem Schrank: Funktionskleidung – ob als Shirt zum Joggen oder als Jacke zum Wandern. Spezielle Beschichtungen der Textilien sorgen für trockene Haut, indem sie Regen nicht durchdringen lassen und Schweiß nach außen leiten. Forschungsteams der Hochschule Niederrhein und des DWI – Leibniz-Instituts für Interaktive Materialien aus Aachen arbeiten gemeinsam an einer neuen Art umweltfreundlicher Funktionskleidung.
 
Die üblicherweise verwendeten Materialien, sogenannte halbdurchlässige Membranen, sind weder umweltverträglich noch recyclingfähig. Durch diese dünnen Trennschichten wird Kleidung mit verschiedenen Funktionen ausgestattet, beispielsweise Nässeschutz, Atmungsaktivität und eine natürliche Temperaturregulierung. Die Membranen finden Anwendung im Sport-, Outdoor- und Workwear-Segment, aber auch in Heimtextilien (etwa Matratzenschutz), Schuhen und technischen Textilien aus dem Medizinbereich.
 
Ziel des Projekts ist es, eine Membran zu entwickeln, die sich bei körperlicher Betätigung speziell auf ihren Träger einstellt. Die Lösung, an der die Partner arbeiten, ist eine neue Barrieremembran aus sogenannten thermoplastischen Elastomeren. In die Membran sind Mikrogele eingebaut - kleine Partikel, die Wasser aufnehmen, wieder abgeben können und biokompatibel sind. Durch Kombination eines Trägermaterials mit Mikrogelen soll eine umweltfreundliche, pflegeleichte semipermeable Barriere mit hoher Funktionalität entwickelt werden. Zusätzlich werden spezielle Verfahren zur Beschichtung von Textilien mit diesen Membranen angewandt, die ein verbessertes Recycling der Kleidung ermöglichen und ebenfalls auf den Einsatz umweltbelastender Substanzen verzichten.
 
Um dieses Ziel zu erreichen, bündeln die Forscherteams ihre Kompetenzen aus den Bereichen Polymerchemie und Textiltechnik. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen daran, die Mikrogel-basierten Membranen mittels 3D-Druck als digitale Beschichtungsmethode nur an bestimmten Stellen eines Kleidungsstücks.
 
Von der Forschung profitieren sollen insbesondere Betriebe aus der verarbeitenden Industrie, darunter viele kleine und mittelständische Unternehmen aus dem Bereich der Sport-, Funktions- und Arbeitsbekleidung sowie der Medizin-Textilien. Das Forschungsvorhaben wird von einem Projektausschuss begleitet, in dem verschiedene Unternehmen und Partner entlang der Produktionskette des Rohstoffs bis zur Materialverwertung vertreten sind.  Das Projekt läuft über zwei Jahre und hat ein Gesamtvolumen von rund 500.000 Euro.

Seit Projektstart im Jahr 2014 wurden in futureTEX 34 Basis- und Umsetzungsvorhaben bearbeitet – viele davon konnten bereits erfolgreich abgeschlossen werden. Die mehr als 120 Akteure können zahlreiche vielversprechende Forschungsergebnisse in den Bereichen Vernetzung von Maschinensystemen, Digitalisierung von Fertigungsprozessen und automatisierte kundenindividuelle Textilproduktion vorweisen. Nun gilt es, diese Potenziale zu nutzen und die Ergebnisse nachhaltig in die Wirtschaft zu transferieren.

Zur Online-KompetenzWerkstatt "Vom Forschungsvorhaben zur Markteinführung – Systematisch Innovieren im futureTEX-Inkubator" am 29. April 2021 präsentierten nun vier Teams dieser Pilotvorhaben ihren Inkubationsprozess, die Ergebnisse und zogen Bilanz.

Hinter „auXCap“ steht ein völlig neuer Ansatz textiler Protektoren, der auf dem Prinzip der Auxetik bassiert, bei dem sich Materialien unter Zugbelastung nicht verjüngen, sondern ausdehnen. Das Team um Dr. Gottfried Betz, Geschäftsführer der thüringischen Strickmanufaktur Strick Zella, nutzt dabei auxetische Abstandsgestricke, die nicht nur eine optimale Drapierbarkeit, sondern auch eine erhebliche Stoßdämpfung aufweisen.

2019 war im Rahmen der Kampagne des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur vielerorts großflächig „Looks like shit. But saves my life“ zu lesen. Gemeint war der Fahrradhelm, der trotz seiner bewährten Schutzeigenschaft doch von Fahrradfahrern aufgrund der fehlenden Ästhetik verschmäht wurde. Von diesem Umstand motiviert, bestand das Ziel des multidisziplinären auXCap-Teams in der Entwicklung eines neuartigen Kopfprotektors, der Design und Schutz zu einem völlig neuen Produkt verschmelzen lässt.
Gemeinsam strebt das auXCap-Team nun eine Materialentwicklung für Ski- und Snowboard-Helme an.

Des Weiteren wurde mit VOWAco (Prof. Dr. Holger Erth, Textilausrüstung Pfand GmbH & Mareen Götz, Vowalon Beschichtung GmbH Treuen), welches auf dem abgeschlossenen Vorhaben PROFUND aufbaut, eine Plattform als „technisches Herz“ für Funktionalitäten und Aufgabenprofile bei der Entwicklung von individualisierten technischen Produkten in einer textilen Fertigungskette präsentiert. Die Weiterentwicklung zur europaweit ersten Marke für alle Dienstleistungen rund um Forschung, Entwicklung und Fertigung von textilen Komponenten soll mit dem Inkubatorpilot gestartet werden. Das Pilotvorhaben „rCF-Nonwoven-Preforms – Dreidimensionale Preforms aus recycelten Carbonfaser-Vliesstoffen“ (Felix Krug, Tenowo GmbH) verfolgt einen Nachhaltigkeitsansatz und zielt darauf ab, Verschnittabfälle in der Herstellung von Carbonvliesstoffen zu reduzieren. Im Vorhaben „combiH“ (Prof. Dr. Markus Michael, Technitex Sachsen GmbH) sollen neue Applikationen und Märkte für Composites auf Basis hanfbastverstärkter bidirektionaler Gelege identifiziert und validiert werden. Der Inkubatorprozess kombiniert dazu die Methode Design Thinking mit dem Thema Nachhaltigkeit zum „Green Thinking“.

• Mehr denn je steht die antibakterielle und antivirale Ausrüstung von Textilien und Kunststoffen im Fokus von Forschung und Entwicklung. Wie gut die Materialien wirken, musste bisher durch aufwändige Testmethoden mit der Anzucht spezieller Viren ermittelt werden. Kommen stattdessen Bakteriophagen zum Einsatz, ergibt sich eine deutliche Effizienzsteigerung bei vergleichbaren Ergebnissen.

Für die Prüfung antiviraler Materialien existieren internationale Standards, darunter die ISO 18184 (Bestimmung der antiviralen Aktivität von Textilerzeugnissen) und die ISO 21702 (Messung der antiviralen Aktivität an Kunststoffen und anderen nicht-porösen Oberflächen). Beide Normen legen als Testorganismen das Influenza-A-Virus (Grippevirus) und das Feline Calicivirus (FCV, Katzenschnupfen) zu Grunde.

„Da Anzucht und Kultivierung von Viren, im Speziellen von humanpathogenen Viren, in Zellkulturen relativ aufwändig sind, hat die OMPG die Prüfungen auf antivirale Wirksamkeit durch die Verwendung von Bakteriophagen deutlich vereinfacht“, sagt Dr. Thomas Dauben, Laborleiter Biologie. „Bakteriophagen infizieren spezifisch Bakterien und sind daher nicht nur einfacher und schneller zu kultivieren als die normgeforderten Viren, sondern stellen zudem auch kein Gesundheitsrisiko für den Menschen dar.“

Der von der OMPG verwendete Bakteriophagen phi6 gehört zur Gattung der Cystoviren und damit zur einzigen Bakteriophagen-Familie mit einer vollständigen Virushülle. Aufgrund dieser morphologischen Eigenschaft verfügt der Bakteriophage auch über einen Vermehrungszyklus, der mit jenem von anderen behüllten humanpathogenen Viren, wie Influenza A oder SARS-CoV-2, vergleichbar ist. „Aus diesem Grund eignet er sich hervorragend als Surrogatvirus – also als vergleichbarer Alternativvirus – für derartige humanpathogene Viren“, so Dr. Dauben. Folglich können mit der von der OMPG modifizierten Prüfmethode nun die antiviralen Prüfungen von Textilien und Kunststoffen einfacher und effizienter durchgeführt werden.

Die Weiterentwicklung von Prüfmethoden durch die OMPG läuft auch mit der Materialforschung am Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung (TITK) Hand in Hand. Dort ist die antimikrobielle Ausrüstung von Kunststoffen seit langem ein wichtiger Arbeitsgegenstand. Sowohl eigens entwickelte antibakterielle Silber- und Zink-basierte Additive als auch antivirale Beschichtungen wurden bereits im Rahmen von Forschungsprojekten untersucht.

Hintergrund: Ablauf einer Prüfung auf antibakterielle und antivirale Wirksamkeit

Die Prüfverfahren sind an die jeweiligen antibakteriellen Prüfnormen für Textilien (DIN EN ISO 20743) und Kunststoffe (ISO 22196) angelehnt: Hierbei werden jeweils zwei Bakterienarten, ein gram-positives und ein gram-negatives Bakterium, für die Testung verwendet. Diese werden in einer definierten Zellzahl auf die Proben aufgebracht und nach einer Kontaktzeit von 24 Stunden wieder abgelöst. Anschließend wird die Lebendzellzahl im Vergleich zu einem Kontrollmaterial bestimmt. Die Keimzahlreduktion entspricht der antibakteriellen Wirksamkeit. Für diese Prüfungen ist die OMPG bereits von der Deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) und der Zentralstelle der Länder für Gesundheitsschutz bei Arzneimitteln und Medizinprodukten (ZLG) akkreditiert.

Analog hierzu werden antivirale Prüfungen durchgeführt: Eine vorgegebene Anzahl an Viren wird auf die Proben aufgetragen und nach zwei Stunden (Textilien) bzw. 24 Stunden (Kunststoffe) wieder abgelöst. Die Anzahl der Viren wird dann mittels eines Plaquetitertests bestimmt, indem die Viren in einer dekadischen Verdünnungsreihe auf einen Zellrasen aufgebracht und die entstehenden zellfreien Zonen, sogenannte „Plaques“, gezählt werden. Daraus kann der Virustiter auf den Proben berechnet und im Vergleich zu einem nicht antiviral-ausgerüsteten Kontrollmaterial die Virusreduktion ermittelt werden. Diese Reduktion entspricht der antiviralen Wirksamkeit.

Patienten wie auch Klima- und Lüftungsanlagen verbreiten das SARS-CoV-2 Virus als Aerosol, das sich auf Oberflächen absetzt und dort über mehr als 72 Stunden virulent bleiben kann. Die Pandemie hat deshalb eine intensive Suche nach Schutzkleidung, Personal Protective Equipment (PPE), mit antiviralen Eigenschaften ausgelöst. PPE-Oberflächen sollen in der Lage sein, anhaftendes Virus zu binden und zu inaktivieren.

In diesem Zusammenhang ist die chemische Stabilität der für PPE verwendeten Materialien, Polypropylen PP und/oder Polyester PET, eine Herausforderung, denn sogenannte ‘funktionelle Gruppen‘, wie -OH, -COO-, -NH3+, die stabil auf der Faseroberfläche verankert sind, fehlen. Diese Gruppen sind jedoch Grundvoraussetzung dafür, dass an inerten Kunststoffoberflächen u.a. auch  antiviral wirkende Substanzen stabil gebunden werden können.

Ein Ansatz zur Inaktivierung von SARS-CoV-2 auf Kunststoffoberflächen ist die neue von - bionic surfaces - entwickelte Beschichtung von Vliesstoffen mit der basischer Aminosäure Arginin (Arg). Tests gemäß ISO 18184:2019 „Bestimmung der antiviralen Aktivität von Textilerzeugnissen“ am Institut für Virologie und Immunologie der Universität Würzburg ergaben, dass Arginin beschichtete NWs die Anzahl der Viren von initial, beispielsweise, 10.000.000 auf 100 (um fünf Größenordnungen) absenken - „coated NW reduced viral infectivity by more than five orders of magnitude“.

- bionic surfaces - entwickelt seit mehr als 30 Jahren industriell einsetzbare Produktlösungen zur nass-chemischen Modifizierung von Kunststoffoberflächen.