Aus der Branche

Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) blicken zurück auf 100 Jahre erfolgreiche Textilforschung. 1921 wurde in Reutlingen mit der Gründung des Deutschen Forschungsinstituts für Textilindustrie der Grundstein gelegt. Heute bilden die DITF das größte Textilforschungszentrum Europas.

Dem Ziel, die heimische Industrie mit unabhängiger Forschung zu unterstützen, wurde die neue Einrichtung schnell gerecht. Mit dem Technikum als Lehranstalt, dem Prüfamt als Dienstleister und dem Forschungsinstitut als Ideengeber trägt das Reutlinger Institut in den folgenden Jahrzehnten zum wirtschaftlichen Erfolg der deutschen Textilindustrie bei. Über die Jahre entstehen weitere Standorte in Stuttgart und Denkendorf, die 1979 in Denkendorf zu den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung zusammengeführt werden.

Heute forschen die DITF über die gesamte textile Wertschöpfungskette und beziehen dabei auch Unternehmensabläufe und Geschäftsmodelle ein. Die DITF arbeiten interdisziplinär: Chemiker, Biologen, Maschinenbauer, Verfahrenstechniker, Kybernetiker, Informatiker und Wirtschaftswissenschaftler forschen gemeinsam an allen textilen Zukunftsthemen. Sie engagieren sich in regionalen, nationalen und internationalen Netzwerken. Die DITF freuen sich auf die Herausforderungen von morgen. Deshalb heißt das Motto dieses Jubiläumsjahres: let’s celebrate the textile future.

• Passion for Cotton!
• So funktioniert fortschrittlicher Baumwollanbau: Gentechnik heute - Roboter- und Satellitentechnik in der Anwendung - Landwirtschaft pur: Saatenzucht, Anbau, Entkörnung

Bremen: Am 17. und 18. März öffnen sich die Tore für die Internationale Baumwolltagung Bremen – The Hybrid Edition. Der Treffpunkt der globalen Baumwoll- und Textilwelt ist dieses Mal vornehmlich virtuell.
Transparenz für die gesamte Lieferkette wird gefordert, wohin man blickt. Heute sind Kenntnisse über Baumwolle und den Baumwollanbau nicht nur für Rohstoffproduzenten und den Textilsektor, sondern vermehrt auch für den Einzelhandel als Schlüssel zum Endverbraucher von Bedeutung. Hier hat die Tagung im Rahmen von zwei Sessions am Nachmittag des 17. März einiges zu bieten.

Roboter- und Satellitentechnik im Baumwollanbau
Gaylon Morgan, Direktor für Agrar- und Umweltforschung bei Cotton Incorporated, Cary, North Carolina, USA, leitet als Spezialist für die Weiterentwicklung von Baumwollanbaumethoden die Konferenzsitzungen `Cotton Breeding and Production`. Sie bieten einen Überblick über Entwicklungen im Bereich Saatzucht, den Einsatz von Roboter- und Satellitentechnik im Baumwollanbau sowie die Verbesserung von Entkörnungsprozessen. Dabei stehen Aspekte ökologischer sowie wirtschaftlicher Nachhaltigkeit im Mittelpunkt.

Langzeitstudie GMO
David Albers, Product Development Manager für Bayer Crop Science in St. Louis, Missouri, USA, informiert über Ergebnisse einer Langzeitstudie zum Einsatz von transgenem Saatgut. Dabei werden Ertrags- und Qualitätsresultate aus den achtziger Jahren, also diejenigen direkt vor Einführung von transgenem Saatgut, mit denen der letzten vier Jahrzehnte bis heute gegenübergestellt.

Status Quo afrikanischer Saatzuchtsysteme
Marc Giband, wissenschaftlicher Mitarbeiter beim landwirtschaftlichen Forschungszentrum für internationale Entwicklung (CIRAD), in Montpellier, Frankreich, nahm an Saatzucht-Projekten in West- und Zentralafrika teil. Zusammen mit weiteren afrikanischen und europäischen Wissenschaftlern führte er umfangreiche Analysen zum Stand der Saatzuchtentwicklung in Afrika durch. Noch immer liegen die Erträge im Baumwollanbau auf dem Kontinent weit unter dem Weltdurchschnitt - hier liegen noch große Potentiale brach.

Robotertechnik verändert moderne Landwirtschaft
J. Alex Thomasson ist Professor und Leiter der Abteilung Agrar- und Biotechnologie an der Mississippi State University, Starkville, Mississippi, USA. In seinem Vortrag „Robotertechnik für die Baumwollernte“ stellt er Möglichkeiten des Einsatzes von Robotern vor, die den Ernteprozess produktiver machen und den CO2-Ausstoß durch geringeren Einsatz großer Maschinen reduzieren. Zudem können Ernteroboter mehrfach Erntevorgänge innerhalb der Anbausaison durchführen, bei denen sie ausschließlich auf die reifen, geöffneten Baumwollknospen zugreifen. Dies verringert Ernteverluste und sorgt für bessere Faserqualität.

Parallel zu diesem Vortrag lenkt eine Posterpräsentation von Cotton Incorporated den Blick auf Roboter, die beim gezielten Jäten von Unkräutern im Baumwollfeld Einsatz finden, was Einfluss auf den Einsatz von Herbiziden haben kann.

Satellitenaufnahmen machen Probleme beim Pflanzenwachstum deutlich
Die Physikerin Sabrina Melchionna ist Inhaberin des Unternehmens Remote Sensing, Bremen, Deutschland. Sie berät Firmen bei der Erdbeobachtung durch Satelliten und der Datenerfassung. Auf Basis von Satellitendaten entstehen digitale Landkarten, die ökologische Zustandsbilder liefern. In ihrem Vortrag wird sie beispielhaft Erdbeobachtungsbilder von Baumwollfeldern vorstellen, die Aufschlüsse über Pflanzengesundheit und -wachstum liefern. Die Informationen aus den Satellitendaten können Landwirten helfen, ressourcenoptimiert zu arbeiten und qualitativ hochwertigere Feldfrüchte anzubieten.

Entkörnungsprozesse optimieren
Im Entkörnungsprozess werden nach der Ernte Baumwollfasern von Saatkörnern maschinell getrennt. Greg Holt leitet die Forschungsabteilung Baumwollproduktion und -produktionsprozesse beim US-Landwirtschaftsministerium, Lubbock, Texas, USA. Er zeigt in seinem Vortrag, dass Verunreinigungen durch in Plastik verpackte Baumwolle von auf dem Feld nach der Maschinenernte abgelagerten Rundmodulen zurückzuführen sind. Verbleiben kleinste Plastikpartikel in der Baumwolle, führt dies zu Mängeln beim Färben von Garnen und Geweben und so zu Beanstandungen im Warenausfall.
Carlos B. Amijo, Wissenschaftler beim landwirtschaftlichen Forschungsservice des US-Landwirtschaftsministeriums in Mesilla Park, New Mexiko, USA, informiert über die Entwicklung von Entkörnungstechniken. Diese tragen dazu bei, dass der erzielte Faserlängen-Gleichmäßigkeitsindex den Erfordernissen neuerer und effizienterer Spinnereitechnologie gerecht wird. Dadurch würde die Textilindustrie mit längeren und gleichmäßigeren Fasern versorgt, was die Herstellung von Garnen effizienter macht.

Über die weiteren Inhalte der Baumwolltagung und des Rahmenprogramms in ihrem Umfeld berichten wir fortlaufend in weiteren Pressemeldungen. Auch auf der Internetseite der Tagung sind die aktuellen Tagungsnews und Programmdetails einzusehen. https://cotton-conference-bremen.de/program/.

•  Wie Berliner Forscher mit digitaler Technik Mikroplastik aufspüren und analysieren

Beim Kampf gegen Mikroplastik in der Umwelt drängt die Zeit. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung von Kunststoffabfällen. „Mikroplastik finden und vermeiden“ fokussiert auf den Nachweis von Mikroplastik in Gewässern.

Jahr für Jahr gelangen laut einer Schätzung des Weltwirtschaftsforums (WEF) mindestens acht Millionen Tonnen Kunststoffabfälle in die Weltmeere. Einmal dort angelangt, zersetzen sich diese, sofern Gegenmaßnahmen fehlen, schrittweise zu gefährlichem Mikroplastikpartikeln (MPP). Während die Verschmutzung rapide wächst, ist der MPP-Nachweis verhältnismäßig zeitaufwändig. So muss für die heutigen Analysemethoden wie spezielle Infrarot-Spektrometer das Mikroplastik in mehreren Schritten aus der Probe isoliert werden.

Zu einer deutlichen Verkürzung der Analysezeit für Mikroplastik will Tobias Gerhardt, Chemiker an der Berliner Gesellschaft zur Förderung der naturwissenschaftlich-technischen Forschung (GNF) kommen.

In einem seit Anfang 2020 laufenden, vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Verbundprojekt zur Entwicklung von Mikroemulsionen für die Analytik von MPP und Biofilmen arbeitet sein Team zusammen mit der Universität Bayreuth, der Firma mibic und anderen Partnern daran, durch den gezielten Einsatz von Farbstoffen die Analyse von Mikroplastik zu verbessern und zu beschleunigen. „Durch die Auswahl spezieller Farbstoffe ist es möglich, in der Analyse bestimmte Kunststoffklassen wie z.B. Nylon, PET oder Polypropylen (PP) nur anhand der Fluoreszenzfarbe zu unterscheiden, wodurch wir die Analysezeiten massiv verkürzen können“, sagt Gerhardt. Die Forschenden wollen die Analysezeiten von mehreren Wochen auf einen bis wenige Tage reduzieren. Sichtbar werden die Mikroplastikteilchen dann mit ultraviolettem Licht unter dem Fluoreszenz-Mikroskop.

Farbstoffe für Mikroemulsionen
Eine Herausforderung für die Forschenden: Die Mikroplastikteilchen in der Analyse mit den Farbstoffen optisch von ihrer organischen Umgebung zu trennen. Denn an den Kunststoffpartikeln bilden sich in Gewässern schnell Biofilme und generell enthalten Umweltproben häufig viel organisches Material. Um die notwendige optische Trennung zu erreichen, nutzt Gerhardt in den wässrigen Lösungen, die er untersucht, die Eigenschaften von besonderen Mizellsystemen, und zwar von sogenannten Mikroemulsionen. Das sind dreidimensionale, zusammengelagerte Aggregate aus Tensidmolekülen, in die er Farbstoffe einbringt. Die Mizellen dienen als Transportmittel, um den Farbstoff direkt zum Plastik zu transportieren und dieses dann einzufärben.

„Mit den Mikroemulsionen die wir entwickelt haben, können wir Mikroplastik mit hoher Selektivität einfärben“, erläutert der GNF-Experte. Ein häufiges Problem beim Einfärben von Mikroplastik mit anderen Methoden ist, dass häufig auch biologische Bestandteile der Probe wie Holz und andere Pflanzenreste eingefärbt werden. „Da wir das Mikroplastik nicht nur oberflächlich anfärben, können alle störenden Anfärbungen von biologischem Material wieder abgewaschen werden und nur das Mikroplastik fluoresziert im UV-Licht“, so Gerhardt. Auf diese Weise will das GNF-Team innerhalb kurzer Zeit die Belastung an Mikroplastikpartikeln in einer Probe bestimmen. Die Kunststoffreste, denen die GNF-Wissenschaftler auf der Spur sind, reichen vom Millimeter großen Partikel bis in den Mikrometer-Bereich, der winzigste Teilchen von wenigen Tausendstel Millimeter Größe erfasst.

„Flocki“ für die Wasserwirtschaft
Im optimalen Fall wird Kunststoff in Gewässern gar nicht erst so klein oder aber im Klärwerk erfasst. Um im Klärwerk kleinste Schmutzpartikel im Mikrometerbereich filtern zu können, setzt die Wasserwirtschaft so genannte Flockungsmittel ein, welche die Partikel binden, damit diese zunächst Mikro- und dann Makropartikel bilden. Für deren Dosierung gibt es noch kein industriell etabliertes Verfahren und bekanntlich hilft viel nicht immer viel. Die Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI e.V.), wie die GNF in Berlin-Adlershof ansässig, hat deshalb im vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt „Flocki“ zusammen mit einem Industriepartner ein bildbasiertes Messsystem zur optimalen Dosierung für den Einsatz von Flockungsmitteln entwickelt. Es lässt sich auch für Mikroplastik einsetzen. Aus dem Projekt ist ein Aufnahmesystem hervorgegangen, an dem das Schmutzwasser direkt vorbei transportiert und im Anschluss die Aufnahmen analysiert und die Partikel vermessen werden. „Von den aufgezeichneten Bildern mit den sichtbar gemachten Partikeln und Flocken können wir Rückschlüsse auf die nötige Dosierung ableiten“, erklärt GFaI-Experte Martin Pfaff. Neben dem Aufnahmesystem zur Erfassung des Schmutzwassers, spielt der Schwellwertalgorithmus zur Erkennung der Partikel eine zentrale Rolle bei der Auswertung.

Eigene Berechnungen für kleine Bildbereiche
Anders als in der klassischen Digitalfotografie greift der Algorithmus im Projekt „Flocki“ nicht für das ganze Bild, sondern bezieht sich auf viele kleine Bildbereiche, für die jeweils eigene Berechnungen stattfinden. „So lassen sich im Klärwerk unabhängig vom Verschmutzungs- und Flockungsgrad die Agglomerate im Mikrometerbereich zuverlässig aufspüren und gleichzeitig die Dosierung der Flockungsmittel optimieren“, erklärt Pfaff. Dreh- und Angelpunkt des Systems ist jedoch neben dem Aufnahmesystem die Verwendung geeigneter Messparameter, die sich im Forschungsprojekt als aussagekräftig herauskristallisiert haben. Sie beschreiben die Formveränderungen der Partikel über die gesamte Messung und lassen Rückschlüsse über den jeweils aktuellen Dosiergrad zu. Mit ihrer Hilfe kann somit die Beigabe des Flockungsmittels automatisiert werden.

Seitens der GFaI ist man bereit für eine Kommerzialisierung der Technik. „Angesichts der nötigen und voranschreitenden Digitalisierung in der Wasserwirtschaft versprechen wir uns viel von der Technik. Sie kann zu verbesserter Rohstoffeffizienz und zu einem hohen Umweltschutzniveau beim Vermeiden auch des Eintrags von Mikroplastik in Gewässer beitragen“, erklärt GFaI-Abteilungsleiter Frank Püschel.

„Forschende aus Instituten der Zuse-Gemeinschaft nutzen interdisziplinär ihre Expertise aus Chemie, Informatik und Umweltwissenschaften, um die von Mikroplastik ausgehenden Gefahren für die Umwelt einzudämmen“, erklärt der Geschäftsführer der Zuse-Gemeinschaft, Dr. Klaus Jansen.

• Renate Lützkendorf am TITK verabschiedet – Thomas Reußmann übernimmt

Zum 31. Januar 2021 verließ Dr.-Ing. Renate Lützkendorf, Leiterin der Abteilung Textil- und Werkstoff-Forschung, das Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e.V. (TITK). Nach 29 Jahren erfolgreicher Tätigkeit ging die 65-Jährige in den Ruhestand. Ihr bisheriger Stellvertreter Dr.-Ing. Thomas Reußmann übernimmt die Funktion – und damit ein 30-köpfiges Team aus Wissenschaftlern, Technikern und Laboranten.

Renate Lützkendorf hatte 1992 am TITK als wissenschaftliche Mitarbeiterin begonnen. 2001 übernahm sie den Bereich Textil- und Werkstoff-Forschung. Seitdem war Thomas Reußmann (55) bereits ihr Stellvertreter. Standen in diesem traditionsreichen Forschungsfeld zunächst noch Lösungen für die Bekleidungsindustrie im Mittelpunkt, so verlagerte sich der Fokus immer mehr auf technischen Anwendungen von textilen Halbzeugen, textilen Laminaten, faserverstärktem Gummi/Elastomeren und Faserverbundwerkstoffen. Ein wichtiges Feld ist heute die Material- und Prozessentwicklung für die Automobilindustrie, insbesondere faserverstärkte Kunststoffe mit hohem Leichtbaupotenzial bei gleichzeitig besonders nachhaltigem Materialeinsatz.

Thomas Reußmann war nach einem Maschinenbau-Studium in der Fachrichtung Kunststofftechnik ab 1992 zunächst in der TITK-Tochter OMPG als wissenschaftlicher Mitarbeiter tätig. 1996 wechselte er dann ans TITK in die Abteilung Textil- und Werkstoff-Forschung. Kurz darauf promovierte er zum Thema „Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von Langfasergranulat mit Naturfaserverstärkung“.

Die erfolgreiche Arbeit der Abteilung möchte er als Leiter kontinuierlich fortführen. Seine Vorgängerin Renate Lützkendorf ist noch in einige Vorhaben involviert. So betreut sie für das TITK weiter das mit der GFE Schmalkalden begonnene Projekt ProHyMaTh („Prozesstechnologien für Hybride Materialien im Thüringer Wald“).

In der Corona-Krise zeigen Kunststoffe ihren Mehrwert und zugleich auf den Handlungsbedarf beim Kampf gegen Umweltverschmutzung. Denn während Kunststoffe z.B. in Medizinprodukten oder Lebensmittelverpackungen der Gesundheit dienen, werden sie falsch entsorgt als Makro- und Mikroplastik zur Gefahr. Forschende aus der Zuse-Gemeinschaft beschreiten mit innovativen Monitoring- und Analysetools neue Wege bei der Erfassung und Bestimmung solcher Stoffe. Teil 1 unserer Serie zur Vermeidung von Plastik in der Umwelt fokussiert auf großes Mikro- und auf Makroplastik.

Welch große Verantwortung sowohl Verbraucher als auch Handel und Industrie tragen, damit weniger Kunststoff in die Umwelt gelangt, zeigt das aktuelle, vom Bundesforschungsministerium geförderte Projekt InRePlast. In dem Verbundprojekt hat das Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft (FiW) in vier Gemeinden im Raum Aachen, vom Dorf bis zur Großstadt, Plastikreste systematisch gesammelt, katalogisiert und klassifiziert. Die Forschenden erfassten Partikel aus großem Mikroplastik (1-5 mm) ebenso wie Makroplastik mit noch sichtbarem ebenso wie mit nicht mehr erkennbarem Produktursprung. „Nach einjähriger Arbeit mit einem Stab von acht Forschenden haben wir rund 165 verschiedene Produkte und Vor-Produkte aus Makro- und großem Mikroplastik im Abwasser identifiziert“, erklärt FiW-Projektleiter Dr. Marco Breitbarth. Untersuchungsorte waren die Kläranlagen der Gemeinden, aber auch Niederschlagsabläufe auf Verkehrswegen.

In den Kläranlagen überall unter den „Top5“ bei den Kunststoffprodukten zu finden: Zigarettenfilter. Eine weitere Problemkategorie sind Bestandteile von Hygieneartikeln. Bei den Verbundmaterialien wie auch insgesamt nahm die Kategorie Feucht-/Desinfektionstücher/Küchenpapier die Spitzenposition ein.

Verhaltensänderung nicht nur bei Verbrauchern notwendig
Nicht nur die Verbraucher müssen ihr Verhalten ändern, wie die Zwischenergebnisse des bis Ende 2021 zusammen mit Verbundpartnern laufenden Projekts deutlich machen. So waren Kügelchen aus der Kunststoffindustrie, so genannte Pellets, an drei der vier Klärwerks-Standorte des Projekts unter den „Top 10“ der vom FiW gefundenen Produkte. Auch an Straßenrändern fanden die Forschenden laut Breitbarth immer wieder Kunststoff-Pellets, die genaue Auswertung steht noch bevor. „Zwar hat die Kunststoffindustrie immer wieder Info-Kampagnen zur Vermeidung von Produktausträgen aufgelegt, doch müssen die Gefahren offenbar noch deutlicher gemacht werden. Angesichts von rund 3.000 klassischen Kunststoffverarbeitern in Deutschland und vielen weiteren Unternehmen, die Kunststoffe nutzen, ist das eine zentrale Aufgabe“, betont der Forscher des FiW, einem Mitglied der Zuse-Gemeinschaft. Eine weitere wichtige Zielbranche zur Vermeidung von Kunststoffeinträgen in die Umwelt ist für ihn die Baubranche, die u.a. beim Umgang mit Dämmmaterialien an Häusern besonders umsichtig sein muss, so bei der Verwendung von Styropor. Bei InRePlast geht es nach der Umwelt-Analyse nun im letzten Projektabschnitt an die Formulierung von Handlungsempfehlungen, u.a. für Kommunen.

• Damit die Mode passt: Modelabel Drykorn und DITF optimieren den Fitting Prozess durch einen Scanatar

Das 1996 gegründete Unternehmen Drykorn hat sich innerhalb weniger Jahre zu einem internationalen Modelabel entwickelt. Das Unternehmen setzt bei der Produktion auf ausgewählte Stoffe, hochwertige Verarbeitung und Stil. Bereits heute nutzt Drykorn 3D-Simulationssysteme zur Entwicklung passgenauer Kleidungsstücke. Dabei beschäftigt es sich mit der virtuellen Passformkontrolle anhand von standardisierten und individualisierten Avataren sowie der Prüfung von statistischen Avataren und Scanataren.

In der digitalen Passformkontrolle werden standardisierte Avatare sowie Avatare mit individuellen Maßen eingesetzt. Dabei stieß Drykorn schnell auf die Herausforderung, dass die bestehenden Avatare nicht die Proportionen der realen Passformmodels abbilden.

An dieser Stelle macht sich unserer Textil vernetzt-Partner, die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF), auf den Weg, im Rahmen dieses Projektes ein Scanatar des realen Passformmodels zu entwerfen. Mithilfe dieses Scanatars und des Passformmodels soll der Fitting Prozess im Unternehmen durchgeführt werden. Ziel des Projektes ist festzustellen, ob ein Scanatar passgenauere Ergebnisse liefert als ein individuell angepasster Standard-Avatar aus dem Simulationssystem.

Computergestützte Simulationen auf der Mikro- und Mesoskala sind ein entscheidender Durchbruch in der Materialforschung und Materialentwicklung. Über 180 namhafte Unternehmen und Forschungseinrichtungen weltweit arbeiten mit der Simulationssoftware GeoDict^®.

Die Math2Market GmbH wurde 2011 als Spin-off des Fraunhofer ITWMs in Kaiserslautern gegründet. Die Software-Entwicklung hatte bereits 2001 begonnen und seitdem wird die Funktionalität von GeoDict^® mit Kunden ausgebaut.

Die Simulationssoftware GeoDict^® integriert aktuelle Forschung und leistungsstarke Softwareentwicklung in eine anwenderfreundliche Lösung, die den gesamten Workflow der Material- und Werkstoffentwicklung digital abbildet. Die ausgezeichnete Bildverarbeitung von 2D- oder 3D-Bilddaten (µCT, FIB/SEM) mithilfe künstlicher Intelligenz ermöglicht eine präzise Charakterisierung und Analyse der Mikrostruktur eines Materials. GeoDict^® ist in der Lage, große 3D-Bilddatensätze innerhalb kürzester Zeit auszuwerten und zuverlässige Vorhersagen zum Materialverhalten unter verschiedenen Bedingungen durch Simulation zu treffen. Die digitalen Messergebnisse können dann grafisch dargestellt und im weiteren Entwicklungsprozess eingesetzt werden.

Simulationslösungen für:

• Filtermedien, Filterelemente, Membranen, Katalysatoren, Benzinpartikel- und Dieselpartikelfilter
• Batteriematerialien (Kathoden, Anoden, Separatoren, uvm.), Brennstoffzellen
• Werkstoffentwicklung und -forschung (z.B. technische Textilien, Vliesstoffe, Gewebe, Verbundwerkstoffe, Schäume, Keramiken, uvm.)
• Digitale Gesteinsphysik und Gesteinsanalyse

• Nachhaltigkeit Technischer Textilien – Von rezyklierten Carbonfasern und faserschonender Verarbeitung im Projekt futureTEX
• Dr. Hagen Hohmuth, Leiter Forschung und Entwicklung bei der Tenowo GmbH, im Interview mit Diana Walther und Dr. Ina Meinelt von der P3N MARKETING GMBH

Nicht nur der Name veränderte sich im Laufe der Jahre – auch die kontinuierliche Weiterentwicklung der Produktpalette durch eigene Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten stellt als entscheidender Wachstumstreiber den langfristigen Erfolg der Tenowo GmbH sicher. Das ursprünglich auf gewebte Einlagen und Taschenfutterstoffe sowie Vliesstoffe für die Bekleidungsindustrie spezialisierte Unternehmen gehört im Bereich der technischen Anwendungen mittlerweile zu den weltweit führenden Unternehmen in der Vliesstoffbranche.

Mit ca. 690 Mitarbeitern an Standorten in Europa, Nordamerika, China und Mexiko nimmt Tenowo eine wegweisende Stellung in der Entwicklung und Herstellung innovativer technischer Textilprodukte und Vliesstoffe ein. Bereits seit mehreren Jahren ist Dr. Hagen Hohmuth der Leiter für Forschung und Entwicklung bei der Tenowo GmbH. In dieser Zeit hat er entscheidend zur Weiterentwicklung des Unternehmens beigetragen. In futureTEX war das Unternehmen im abgeschlossenen Vorhaben RecyCarb involviert und arbeitet jetzt im Vorhaben HPF-Garnitur mit.

Drei Fragen an Dr. Hagen Hohmuth, Leiter Forschung und Entwicklung bei der Tenowo GmbH

• Welche Ziele verfolgen Sie mit Ihrer Arbeit im Projekt futureTEX?

Die Tenowo GmbH befasst sich seit 2010 mit der Verarbeitung von rezyklierten Carbonfasern (rCF) zu einem Vliesstoff. Vliesstoffe sind günstige Alternativen zu etablierten Textilien wie z. B. Geweben und Gelegen, welche neue Eigenschaften in faserverstärkten Strukturen realisieren können. Daher war es uns wichtig das Thema rCF maßgeblich mitzugestalten. Die Ergebnisse aus dem Vorhaben RecyCarb sprechen für sich. Wir haben viele wertvolle Erkenntnisse für die zukünftige Arbeit mit Carbonfasern aus dem Recycling gewonnen. Als Vliesstoffhersteller stehen wir zudem vor der Herausforderung, dass bei der Verarbeitung von Hochleistungsfasern, wie z. B. Carbon, vor allem an den metallischen Arbeitselementen, beispielsweise Garnituren der Krempel, eine erhöhte Abrasion (Abschabung) auftritt. Diese führt zu vorzeitigem Verschleiß der Garnituren und erhöhten Prozesskosten. Gemeinsam mit unseren Partnern haben wir es uns zur Aufgabe gemacht, durch optimierte Krempelgarnituren und angepasste Online-Überwachung eine verbesserte Qualität für Vliesstoffe aus Hochleistungsfasern bei längerer Standzeit zu erzielen.

•  In welchem Vorhaben arbeiten Sie aktiv mit? Was sind Ihre Aufgaben?

Tenowo war im abgeschlossenen Umsetzungsvorhaben RecyCarb aktiv. Als Industriepartner haben wir die Verschnittabfälle sowie die zurückgewonnenen Carbonfasern der anderen Partner aufbereitet und zu verschiedenartigen Vliesstoffen weiterverarbeitet. Nach ausgiebigen Tests im Technikumsmaßstab am STFI mittels Krempelverfahren und anschließender Verfestigung durch Vernadelung sowie mittels Malimoverfahren zu Vliesstoffen konnten wir die Verarbeitung im Industriemaßstab erfolgreich in unserer Fertigung demonstrieren. Aktuell arbeiten wir mit weiteren Partnern im Umsetzungsvorhaben HPF-Garnitur. Im Umsetzungsvorhaben wird sowohl die Krempelgarnitur hinsichtlich ihrer Materialoberfläche und Zahnung optimiert als auch ein digitales Monitoringsystem zur Überwachung des Abnutzungsgrades entwickelt. Durch die optimierten Garnituren wird eine schonendere Verarbeitung der Fasern und somit eine höhere Vliesstoffqualität erzielt. Wir werden hier als Industriepartner vor allem die Anpassung, Validierung und Verifizierung der Verschleißanalyse gewährleisten sowie die optimierte Krempelgarnitur auf unseren Anlagen testen und einsetzen.

• Welchen Mehrwert möchte Ihr Unternehmen aus der Arbeit in futureTEX ziehen?

Generell ist der rCF-Markt global und zielt noch auf Nischen, in denen Faktoren wie z. B. Leichtbaupotenzial oder Leitfähigkeit wichtig sind. Tenowo zählt zu den ersten kommerziellen Anbietern, die sowohl selbst rCF-Vliesstoffe produzieren und vermarkten als auch mit kundeneigenen rCF-Langfasern im Lohn individuelle Vliesstoffe anbieten können. Dies sind nicht mehr ausschließlich Produktionsreste, die als Rezyklat in dieselben Produkte zurückgeführt werden, sondern auch Rezyklatströme aus der Entsorgung, die in neuen Produkten Verwendung finden. Mit den Erkenntnissen aus den beiden Vorhaben möchten wir unsere Produktpalette stärken und gleichzeitig deren Qualität optimieren.

• VDMA-Kreativitätspreis des Deutschen Textilmaschinenbaus 2020 an Nachwuchswissenschaftlerin des ITM der TU Dresden verliehen

Frau Dipl.-Ing. Philippa Ruth Christine Böhnke vom Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden wurde mit dem 3.000 EUR dotierten Kreativitätspreis des Deutschen Textilmaschinenbaus 2020 für ihre exzellente Studienarbeit „Entwicklung von additiv gefertigten Verbund-Implantaten aus Kieselgelfasern und medizinischen Klebstoffen für die Knochenregeneration“ ausgezeichnet.

Am 02. Dezember 2020 fand die Verleihung der Förder- und Kreativitätspreise 2020 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Fachverband Textilmaschinen an Studierende und Nachwuchswissenschaftler:innen deutscher Universitäten für Spitzenleistungen in Studium und Promotion statt. Die bundesweit ausgeschriebenen Förder- und Kreativitätspreise wurden erstmals online durch Herrn Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, verliehen.

In ihrer Arbeit entwickelte Frau Böhnke ein neuartiges Verbundmaterial mit einer bioaktiven Materialkomposition zur Reparatur und Regeneration von Knochendefekten, bestehend aus einer Faserverstärkung aus biokompatiblen Kieselgelfasern und einem Matrixmaterial auf Basis medizinischer Klebstoffe mit Calcium-, Natrium- und Phosphoranteilen. Die morphologische und mechanische Charakterisierung der gefertigten Strukturen zeigt im Vergleich zu handelsüblichen Knochenersatzmaterialen eine offenporige Struktur und um ein Vielfaches erhöhte Biegesteifigkeiten und Bruchdehnungen. Diese erzielten Materialeigenschaften entsprechen weitestgehend den realen Knochenstrukturen. Frau Böhnke hat mit ihrer herausragenden kreativen wissenschaftlichen Arbeit einen wichtigen maschinenbaulichen Beitrag in den Disziplinen Faserforschung, Additive Fertigung, Faserverbundtechnologien und Medizintechnik geleistet.

In Mönchengladbach werden im Rahmen eines Forschungsprojekts elektrisch leitfähige Hybridgarne entwickelt, die durch Nähen verarbeitet werden können. Forscherinnen und Forscher des Fachbereichs Textil- und Bekleidungstechnik der Hochschule Niederrhein sowie der Hogeschool Gent (Belgien) werden dafür bis Oktober 2022 mit rund 250.000 Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Damit könne man die drei vorherrschenden Trends in der Modebranche Digitalisierung, Sicherheit und Individualismus bedienen, sagt Professorin Dr. Anne Schwarz-Pfeiffer vom Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik, die zugleich Projektleiterin ist.
„Eine Möglichkeit ist die Entwicklung von Smart Clothing Produkten, die mit dem Träger interagieren, das Sicherheitsniveau erhöhen und individuelle Daten messen können“, sagt die Professorin für Funktionale Textilien und Bekleidung.

Ziel des Projektes ist es, tragbare Prototypen für Sport- und Schutzbekleidungssysteme zu entwickeln, die Licht emittieren, Feuchte und Temperatur aufzeigen oder auf Körperbewegungen reagieren und diese nachvollziehen können. Hierfür entwickeln die Forscherinnen und Forscher Hybridgarne, die in Funktionsnähten verarbeitet werden können. Das Projekt legt großen Wert darauf, bereits etablierte Technologien der Branche zu nutzen, ohne zusätzliche Verarbeitungsschritte für Unternehmen einführen zu müssen, so Professorin Dr. Kerstin Zöll, verantwortlich für Konfektionstechnologie am Fachbereich und ebenso aktiv im Projekt eingebunden. Außerdem werden Richtlinien zur Herstellung dieser Nähte erstellt und die Stärken und Schwächen dieser Entwicklung aufgezeigt.

Mit Hilfe der in der Forschung erzielten Ergebnisse sollen Unternehmen wählen können, welche Form von Funktionsnähte für ihre Produkte am besten geeignet sind, ohne auf teure Änderungen der Produktionskette zurückgreifen zu müssen. Ein projektbegleitender Ausschuss von Industrie-Unternehmen der Branche erhält Einblick in die Forschungsergebnisse und gibt durch sein Feedback wertvolle Impulse für die Arbeiten.

Das Projekt hat eine Laufzeit von zwei Jahren. Die Förderung erfolgt durch die industrielle Gemeinschaftsförderung (AiF) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.