Aus der Branche

Die nachhaltige, textile und leichtgewichtige Propylat-Technologie von Autoneum reduziert sowohl Innen- als auch Außengeräusche von Fahrzeugen. Propylat wurde ursprünglich von Borgers Automotive entwickelt. Das Unternehmen wurde im April 2023 von Autoneum übernommen. Die vielseitige Technologie zeichnet sich durch eine flexible Materialzusammensetzung aus Natur- und Synthetikfasern mit einem hohem Recyclinganteil aus und trägt dank der vollständigen vertikalen Integration zu einer deutlichen Abfallreduktion bei. Die komplett rezyklierbare Technologievariante Propylat PET ist Teil des Nachhaltigkeitslabels Autoneum Pure.

Die fortschreitende Elektrifizierung der Mobilität sowie steigende gesetzliche Anforderungen an die Leistung von Fahrzeugen in Bezug auf Nachhaltigkeit und Akustik stellen Automobilhersteller weltweit vor neue Herausforderungen. Mit Propylat bietet Autoneum nun eine weitere leichtgewichtige, faserbasierte und vielseitig einsetzbare Technologie an, deren schalldämmende und -absorbierende Eigenschaften sowie hohe Anteil an rezykliertem Material Kunden unterstützt, diese Herausforderungen zu meistern. Produkte auf Propylat-Basis tragen nicht nur zur Verringerung des Vorbeifahrgeräuschs und einem erhöhten Fahrerkomfort bei, sie sind auch bis zu 50% leichter als vergleichbare Kunststoffalternativen; dies führt zu einem geringeren Fahrzeuggewicht und entsprechend einem reduzierten Kraftstoff- und Energieverbrauch sowie zu weniger CO2-Emissionen.

Die Propylat-Technologie von Autoneum besteht aus einer Mischung von rezyklierten synthetischen und natürlichen Fasern – zu letzteren gehören unter anderem Baumwolle, Jute, Flachs oder Hanf –, die durch thermoplastische Bindefasern ohne Zusatz weiterer chemischer Bindemittel verfestigt werden. Dank der flexiblen Faserzusammensetzung sowie der variablen Dichte und Dicke des porösen Materials können die Eigenschaften der jeweiligen Propylat-Variante, zum Beispiel in Bezug auf die akustische Leistung, auf individuelle Kundenbedürfnisse zugeschnitten werden. Dies ermöglicht einen vielseitigen Einsatz der Technologie in verschiedenen Innen- und Außenkomponenten wie Radhaus- und Kofferraumverkleidungen, Unterbodensystemen und Teppichen. So reduzieren beispielsweise Radhausverkleidungen auf Propylat-Basis die Abrollgeräusche sowohl im Innen- als auch im Außenbereich des Fahrzeugs erheblich und bieten darüber hinaus optimalen Schutz vor Steinschlag und Spritzwasser.

Bezüglich Nachhaltigkeit enthält Propylat stets einen hohen Anteil an rezyklierten Fasern – in einigen Varianten bis zu 100% – und kann abfallfrei produziert werden. Dank der vollständigen vertikalen Integration von Propylat und der umfassenden Expertise von Autoneum in Bezug auf Recycling-Prozesse trägt die Technologie zudem zu einer weiteren deutlichen Reduzierung von Produktionsabfall bei. Darüber hinaus ist die Technologievariante Propylat PET, die zu 100% aus PET besteht, wovon bis zu 70% rezyklierte Fasern sind, am Ende der Produktlebensdauer voll-ständig rezyklierbar. Aus diesem Grund wurde die Variante Propylat PET für Autoneum Pure aus-gewählt – das Nachhaltigkeitslabel des Unternehmens für Technologien mit einer hervorragenden Umweltleistung während des gesamten Produktlebenszyklus –, wo sie künftig die bisherige Mono-Liner-Technologie ersetzen wird.

Auf Propylat basierende Komponenten sind derzeit in Europa, Nordamerika und China erhältlich.

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

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

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

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

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

Ein Jahrzehnt Nachhaltigkeitsförderung: Der Green Product Award und der Green Concept Award feiern 2023 zehnjähriges Jubiläum und sind bis zum 7. November 2022 offen für Bewerbungen

Bereits zum zehnten Mal lobt der Green Future Club zwei Nachhaltigkeitspreise aus: den Green Concept Award sowie den Green Product Award. Die 2013 ins Leben gerufenen Auszeichnungen prämieren Produkte, Konzepte und Dienstleistungen, die in den Disziplinen Nachhaltigkeit, Innovation und Design überzeugen. Der Green Product Award richtet sich an Start-ups und etablierte Unternehmen. Mit dem Green Concept Award werden Studenten und Absolventen für visionäre Konzepte ausgezeichnet, die noch nicht auf dem Markt sind.

Beide Preise werden in vierzehn Kategorien vergeben: Architektur & Tiny Houses, Arbeitswelt, Beauty & Personal Care, Fashion, Freestyle, Gebäudekomponenten, Interior & Lifestyle, Kinder, Konsumgüter, Küche, Mobilität, Neue Materialien, Sport und Verpackung.

Über die Jahre konnte der Green Future Club zahlreiche zukunftsträchtige Produkte und Konzepte der Öffentlichkeit vorstellen und zum Erfolg verhelfen, darunter:

DESSERTO, der Gewinner der Kategorie „Neue Materialien“ des Green Product Award 2020 wurde durch den Preis erstmalig in Deutschland vorgestellt und hat sich in der Folge erfolgreich in der Modebranche etabliert. Nur ein Jahr später wurde das vegane Material aus Kaktusfasern von Amber Valetta für Karl Lagerfeld in Szene gesetzt; seither folgten Givency, Everlane und viele andere Brands als Partner.

Auch Vank Panele setzen auf kreislauffähige Naturfasern – in diesem Falle Hanf und Flachs, die sich Dank ihrer Leichtigkeit und Fähigkeit, Schall zu absorbieren, hervorragend als Materialien für Akustikplatten eigenen. 2022 hat der Hersteller Vank den Green Product Award in der Kategorie “Interior & Lifestyle” gewonnen. Mit der Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten erfolgte der Markteintritt zwölf Monate später – aktiv begleitet vom Green Future Club.

Die Awards 2023
Bis zum 7. November 2022 können sich Start-Ups, Unternehmen, Studenten und Absolventen für den Green Product Award bzw. den Green Concept Award bewerben. Am 7. Dezember werden die Nominierten bekanntgegeben. Danach erfolgt eine vierwöchige öffentliche Publikumswahl, während die Expertenjury die Gewinner und die "Best of"-Projekte in jeder Kategorie bewertet. Die Ergebnisse werden bei der Preisverleihung im März in Deutschland bekannt gegeben. Im Jubiläumsjahr erhalten Mitglieder des Green Future Club 50 % Rabatt auf Award-Einreichungen, Einladungen zu Club Events, die Vorstellung neuer Tools, Matchmaking Events, uvm.

Die internationale Jury des Green Product Award 2023 und des Green Concept Award 2023 besteht aus:

• Prof. Martin Charter
  Centre of Sustainable Design,
• Prof. Claus-Christian Eckhardt
  Lund University,
• Karsten Bleymehl
  The Circular Materials GmbH,
• Gabriele Cavallaro
  Isola Design Awards,
• Prof. Tina Kammer
  InteriorPark.,
• Andrea Herold
  InteriorPark.,
• Leonne Cuppen
  Yksi Expo Foundation,
• Prof. Xin Liu
  Tsinghua University,
• Kiersten Muenchinger
  University of Oregon,
• Katharina Feuer
  md INTERIOR DESIGN ARCHITECTURE,
• Dr. Robert Pludra
  Academy of Fine Arts Warsaw,
• Katja Reich
  DBZ Deutsche BauZeitschrift,
• Mimi Sewalski
  avocadostore.de,
• Anna Theil
  Studio Für Morgen,
• Sebastian Thies
  nat-2 / thies 1856®,
• Katarzyna Dulko-Gaszyna
  Head of Sustainability IKEA Deutschland
• Hon. Prof. Meike Weber
  Architektin und Kulturmanagerin,
• Julius Wiedemann
  DOMESTIKA,
• Melodie Abdollahi
  Haus von Eden,
• Katja Keienberg
  baby&junior,
• Petra Schmatz
  green Lifestyle,
• Raz Godelink
  Parsons School of Design,
• Katrin de Louw
  Trendfilter,
• Sven Fischer
  LUWE GmbH,
• Peter Michel Heilmann
  Reltime

Award-Zeitplan 2022/23

22-30.10. Dutch Design Week Ausstellung
07.11. Einreichungsfrist für den Green Product & Concept Award
9-10.11. Design meets Industry: The Greener Manufacturing Show
7.12. Bekanntgabe der Nominierten
7.12.-01.22 Bewertung der Jury und öffentliche Publikumswahl
März 2023 Preisverleihung

Weitere Informationen:
Green Product Award: https://gp-award.com/de/gpaward
Green Concept Award: https://gp-award.com/de/gcaward
Green Future Club: https://www.greenfutureclub.com

Digitalisierte Fertigungsverfahren ermöglichen eine individualisierte Produktion. Eine geringe Fehlerquote ist besonders bei E-Textiles wichtig, da Fehler bei den smarten Zusatzfunktionen in Textilien oft erst am Ende der Wertschöpfungskette erkannt werden. Dadurch werden textile Wearables sehr teuer und ein Mehrwert zu nichttextilen Wearables wie Smartwatches ist nicht mehr gegeben. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) entwickeln für das Prozessmanagement einen globalen „Industrie 4.0-Ansatz“, der bereits bei der Garnherstellung beginnt und sich über alle Prozessketten erstreckt.

Für hochelastische smarte Textilprodukte werden Garne verwendet, die häufig sowohl aus leitfähigen als auch nichtleitfähigen Komponenten bestehen. Dazu werden zum Beispiel konventionelle hochelastische Garne mit leitfähigen Feinstdrähten umwunden. Die Elastizität der Garnkomponente bleibt auf diese Weise weitgehend erhalten. Beim Stricken werden die Fäden jedoch so stark belastet, dass die leitfähigen Garnkomponenten geschädigt werden können. Da dabei häufig nicht das gesamte Garn bricht, wird bei den derzeitigen Produktionsabläufen der Fehler während des Strickprozesses nicht erkannt. Im Extremfall ist das fertige Strickteil Ausschuss. Bei fully fashioned gestrickten Teilen ist der Schaden wegen der relativ geringen Produktivität des Flachstrickprozesses und des relativ hohen Verlusts an Produktionszeit besonders groß.

Um Fehler der elektrischen Eigenschaften bereits während des Herstellungsprozesses zu erkennen, werden im Forschungsprojekt SensorStrick 4.0 Prozess- und Umgebungsdaten bei der Textilproduktion in verschiedenen Prozessstufen erfasst.

Dazu werden Umwinde- und Flachstrickmaschinen mit verteilter Sensorik ausgerüstet, die Temperatur, Feuchte, Licht, Näherung und Fadenzugkraft sowie die Fadengeschwindigkeit misst. Zusätzlich überwachen Mikrofone die Geräusche in der direkten Produktionsumgebung. Diese akustischen Messdaten weisen zum Beispiel auf Vibrationen hin und können besonders gut mit künstlicher Intelligenz ausgewertet werden. Bei der Umwindegarnherstellung werden die erfassten Prozessgrößen direkt für die Steuerung der Prozessparameter verwendet.

Darüber hinaus werden neue kostengünstige Sensoren entwickelt. Für laufende Garne wurde zum Beispiel ein Prinzip mit vier Messröhrchen entwickelt, die schnell und berührungsfrei messen, wie leitfähig das durchlaufende Garn ist und wie seine sensorischen Eigenschaften sind. Diese Sensoren sind so ausgelegt, dass sie in möglichst vielen Textilprozessen eingesetzt werden können ohne sie aufwendig an unterschiedliche Abläufe anpassen zu müssen.

Die Garne werden also sowohl bei der Umwindegarnherstellung als auch im anschließenden Strickprozess überwacht. Tritt ein Bruch der leitfähigen Garnkomponente auf, wird er sofort entdeckt. Luftfeuchtigkeit und Umgebungstemperatur beeinträchtigen die Messgenauigkeit nicht. Die Überwachung der Prozesse funktioniert nicht nur bei Gestricken, sondern auch bei anderen textilen Flächen.

Im weiteren Projektverlauf werden die Sensoren bei der Herstellung von hochelastischen Umwindegarnen und Strickteilen eingesetzt und dabei getestet wie effektiv die auftretenden Fehler erkannt werden.

Mit diesen neu entwickelten Verfahren können fehlerhafte Halbzeuge rechtzeitig aus der Prozesskette genommen werden. Teure zusätzliche Kontrollen während späterer Prozessschritte werden überflüssig.

Bei Aufforstungen müssen die Setzlinge geschützt werden. Sogenannte Wuchshüllen hindern Wild daran, von den jungen Pflanzen zu fressen und helfen, dass sie nicht von anderen Pflanzen am Wachstum gehindert werden. Bisher gebräuchliche Hüllen aus Kunststoff und Metall werden häufig nicht rechtzeitig entfernt und belasten die Umwelt. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) haben aus nachwachsenden Rohstoffen ein biologisch abbaubares Garn für Wuchshüllen entwickelt.

Wiederaufforstungen sind nicht nur nach Stürmen und Bränden nötig. Generell muss der Wald durch Mischbestände und seltene Baumarten gegen den Klimawandel gewappnet werden. Wuchshüllen sind in den ersten Jahren ein wichtiger Bestandteil der Waldbewirtschaftung.

Auf dem Markt verfügbare Hüllen müssen nach drei bis fünf Jahren entfernt und eingesammelt werden. Dies wird wegen Personalmangel häufig nicht erledigt oder ist durch Überwucherung, oder weil die Hülle in den Baum eingewachsen ist, nicht mehr möglich. Somit verbleiben jährlich zahlreiche Wuchshüllen in deutschen Wäldern bis sie verrosten oder durch äußere Einflüsse in umweltschädliche Kunststoffbestandteile zerkleinert werden. Derzeit erhältliche Varianten aus Biokunststoffen basieren zwar auf nachwachsenden Rohstoffen, sind jedoch nicht biologisch abbaubar, zersetzen sich bereits während der Nutzungsphase und belasten die Natur mit Klein- und Mikroplastik.

Die Firma Buck GmbH & Co. KG beauftragte die DITF deshalb, ein Garn aus nachwachsenden Rohstoffen zu entwickeln, das auch biologisch abbaubar ist. Dieses Garn sollte sich mit einer Strickmaschine zu einem Schlauch verarbeiten lassen, um anschließend zu einer steifen, aber gleichzeitig nachgiebigen Röhre konsolidiert zu werden.

Als Ausgangsmaterialien für die Entwicklung eines Hybridgarnes wurden nachwachsende Naturfasern und Polylaktid (PLA) genutzt, die die Firma Trevira für die Forschung kostenlos bereitgestellt hat. PLA besteht aus chemisch aneinander gebundene Milchsäuremolekülen und stellt aktuell den einzigen im industriellen Maßstab verfügbare biologisch abbaubare Thermoplast dar. Besonderes Augenmerk wurde auf eine besonders hohe Reinheit des PLA gelegt, um eine Umweltschädigung durch Weichmacher oder andere Inhaltstoffe zu vermeiden.

Als nachwachsende Naturfasern wurden zunächst Flachsfasern verwendet. In mehreren aufeinander folgenden Prozessen der Spinnvorbereitung wurden sie mit den PLA-Stapelfasern geöffnet, gemischt und zu einem Faserband verarbeitet. Anschließend wurde in Voruntersuchungen eine geeignete Garnstruktur für das biobasierte Hybridgarn ermittelt. Gesucht war ein einfaches, weitverbreitetes Spinnverfahren, das eine schnelle Umsetzung in den industriellen Maßstab gewährleistet. Es wurden Spinnversuche an einer Rotorspinnmaschine, am Flyer, einem dem Ringspinnen vorgelagerten Prozess, und an einem an den DITF entwickelten Umwindespinntester durchgeführt. Schließlich wurde die Vorgarnherstellung mittels Flyer gewählt, da dieses Verfahren ein voluminöses sowie gleichzeitig festes Hybridgarn mit ausreichend flexiblen Einstellparametern erzeugt und zudem bei vielen Spinnereien verbreitet ist. Anschließend wurde das Hybridgarn bei der Firma Buck GmbH & Co. KG zu einem Gestrick verarbeitet und daraus eine Baumhülle gefertigt.

Aus materialtechnischen und wirtschaftlichen Gründen wurden zur Optimierung des Hybridgarns die Flachsfasern durch Baumwollfasern ersetzt. Die Baumwollfaser ist quer zur Faserlängsachse biegsamer als die Flachsfaser. Dadurch erweist sie sich im Gestrick und in der in der anschließenden Anwendung als Baumhülle flexibler gegenüber von außen wirkenden Kräften wie zum Beispiel Tieren oder Wind. Baumwollfasern sind im Vergleich zu Flachsfasern in Baumwollspinnereien verfügbar, was die Anzahl an potentiellen Lieferanten für das Hybridgarn steigert.