Aus der Branche

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.

Die Verleihung der Förder- und Kreativitätspreise 2021 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Fachverband Textilmaschinen an Studierende und Nachwuchswissenschaftler:innen deutscher Universitäten für Spitzenleistungen in Studium und Promotion fand am 09. November 2021 im Rahmen der Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference 2021 statt. Die bundesweit ausgeschriebenen Förder- und Kreativitätspreise wurden erneut online durch Herrn Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, verliehen.

Frau Dipl.-Ing. Irina Kuznik vom Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden wurde mit dem 3.000 EUR dotierten Kreativitätspreis des Deutschen Textilmaschinenbaues 2021 für ihre exzellente Diplomarbeit „Entwicklung zur umweltfreundlichen Herstellung neuartiger Chitosanfasergarne unter Einsatz von ionischen Flüssigkeiten" ausgezeichnet.

In ihrer Diplomarbeit entwickelte Frau Kuznik einen völlig neuen Ansatz zur ökologischen und ökonomischen Herstellung von Chitosangarnen. Unter Nutzung ionischer Flüssigkeiten als gut geeignetes, neuartiges Lösungsmittel für Chitosan lässt sich Chitosan mit geringen Deacetylierungsgraden sowie reines Chitin erfolgreich auflösen. In einem Nassspinnverfahren können damit erzeugte Spinnlösungen zu neuartigen Chitosan- bzw. Chitinmonofilamenten mit sehr guten morphologischen Eigenschaften hergestellt werden. Des Weiteren lässt sich die ionische Flüssigkeit mittels eines Verdampfungsverfahrens aus dem Abwasser zurückgewinnen und wiederaufbereitet werden.

• Auf der diesjährigen INDEX, 19. bis 22. Oktober, stellen Trützschler Nonwovens, Trützschler Card Clothing und Voith am Stand 2327 neue Lösungen zur Herstellung nachhaltiger Vliesstoffe für Reinigungstücher, Hygiene- oder Medizintextilien vor.

Initiativen für plastikfreie Produkte betreffen jeden: Verbraucher, Produktentwickler, Vliesstoffhersteller und schließlich auch den Maschinenbau.

Trützschler Nonwovens und Voith adressieren die Suche nach nachhaltigen und kostengünstigen Vliesstoffen mit zwei bewährten Technologien zur Herstellung zellstoffbasierter Reinigungstücher. Zum einen ist es die WLS-Technologie für nassgelegte, wasserstrahlverfestigte Materialien. Mehrere Anlagen für feuchte Toilettentücher sind bereits weltweit im Einsatz. Auf der INDEX stellen wir die neuesten „nextLevel/WLS“-Reinigungstücher vor. Diese konvertierten Vliesstoffe für die Baby- und Körperpflege sind eine Gemeinschaftsentwicklung von Voith und Trützschler.

Der zweite Schwerpunkt liegt auf zweilagigen Carded/Pulp-Composites (CP) aus einem nassgelegten Zellstoff- sowie einem Krempelvlies. Die erste CP-Kundenanlage – inklusive der TWF-NCT Krempel zwischen HydroFormer und AquaJet – läuft seit letztem Jahr auf Hochtouren. Verschiedene CP-Vliesstoffe, darunter die innovativen „nextLevel/CP“-Reinigungstücher, laden Besucher ein, über Eigenschaften, Vorteile, Linienkonzepte und Ausstattung zu diskutieren.

Beim Stichwort nachhaltige Vliesstoffe dürfen Lösungen zur effizienten Herstellung biologisch abbaubarer Produkte aus Rohbaumwollfasern, Kämmlingen und Viskose-/Lyocellfasern nicht fehlen. Auf dem Stand können diese Vliesstoffe direkt mit einer breiten Palette zellstoffbasierter Materialien verglichen werden.

Trützschler Card Clothing, unser hauseigenes Kompetenzzentrum für Garnituren und umfassenden Krempelservice, präsentiert den Z-Draht für Hochgeschwindigkeits-krempeln. Eine neue Geometrie minimiert den Faserflug und ermöglicht ein besseres Kardieren sowie eine stabilere und homogenere Vliesbildung.

Die Textil- und Modebranche muss nachhaltiger werden. Das junge Brand modus intarsia zeigt seinen Weg: Aus der Unterwolle von Hunden, die normalerweise ausgekämmt wird und im Müll landet, haben die zwei Gründerinnen ein hochwertiges Garn entwickelt. Die Modedesignerin Ann Cathrin Schönrock hatte die Idee, und die Textilingenieurin Franziska Uhl von der Hochschule Reutlingen hat gemeinsam mit Wissenschaftler:innen an den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) das entwickelte Garn an Industriemaschinen erprobt und in größerem Maßstab hergestellt.

Chiengora® nennen sie das Kaschmir-ähnliche Garn – „Chien“, Französisch für „Hund“, und „gora“ in Anlehnung an das ursprünglich von Hasen stammende feine Angora. Das Garn hat den Vorteil, dass der Rohstoff nicht eingeflogen werden muss und die Tiere nicht für die Wollproduktion gezüchtet und gehalten werden. Der Rohstoff für das Garn entsteht nebenbei bei der täglichen Tierpflege, vor allem, wenn die Tiere im Frühjahr ihr Winterfell verlieren. Damit schont die Nutzung von Chiengora® Ressourcen und dient dem Tierwohl.

Das Gründerinnen-Team besteht aus Ann Cathrin Schönrock (31) aus Berlin und Franziska Uhl (25) aus Reutlingen. Als gelernte Mode- und Strickdesignerin mit hohen Ansprüchen an Qualität, Ethik und Nachhaltigkeit hat Ann Cathrin Schönrock schon 2017 mit dem Sammeln der Unterwolle vom eigenen Hund, von Hunden von Bekannten und Freunden, aber auch von Hundefriseuren und Züchtern begonnen. Nach ersten Machbarkeitsstudien stieß Franziska Uhl von der Fakultät für Textil & Design an der Hochschule Reutlingen dazu. Sie hat im Rahmen ihrer Bachelorarbeit erforscht, welche Hundehaare sich besonders gut für die Garnentwicklung eignen. An den DITF hat sie mit Volkan Ünal und Waltraud Abele ihre Thesen an Maschinen im Industriemaßstab überprüft und die Produktionsprozesse optimiert – von den Wollfaserflocken bis zum fertigen Wollgarn.

Das Potenzial ist groß. Allein in Deutschland leben über 10,4 Millionen Hunde. Obwohl nicht alle Hunderassen geeignete Unterwolle haben, landen europaweit bisher jedes Jahr über 1000 Tonnen davon im Müll. Schönrock und Uhl haben ein dezentrales Sammlernetzwerk ins Leben gerufen. Jeder kann daran teilnehmen, die Unterwolle seines Vierbeiners sammeln und nach Reutlingen schicken. Unterstützt wird das Projekt mit dem staatlichen EXIST-Gründungsstipendium und einem Investment aus der Textilindustrie. Die Unternehmerin Anna Yona von Wildling investiert in „Yarnsustain“.

• Robotik für mehr Produktivität, Flexibilität und beste Arbeitsbedingungen
• Tonnenschwere Entlastung für die Mitarbeiter in der Garnproduktion

Gemeinsam mit ABB, einem Pionier in der Robotik und Automation, entwickelte die HUESKER-Gruppe - einer der weltweit führenden Hersteller von technischen Hochleistungstextilien für Tiefbau, Agrarwirtschaft, Industrie und Leichtbau- einen Prototyp, der gezielt für die Handhabung und Palettierung schwerer Garnrollen eingesetzt wird.

In einer seiner Produktionsanlagen für Basisgarne, die teilweise zu 100 Prozent aus recycelten Materialien stammen, setzt die HUESKER Gruppe jetzt auf die Unterstützung eines Roboters.
„Wir haben uns in jüngster Zeit verstärkt Gedanken darüber gemacht, wie wir Robotik und Automatisierung bestmöglich für uns und unser Personal nutzen können. Bei der Handhabung und Palettierung von Garnrollen, die bis zu 15 Kilogramm auf die Waage bringen, lagen die Vorteile sofort auf der Hand: Roboter entlasten unsere Mitarbeiter von dieser anstrengenden Tätigkeit und geben ihnen die Möglichkeit, höherwertigere Aufgaben zu übernehmen“, betont Dr. F.- Hans Grandin, Geschäftsführender Gesellschafter der HUESKER Gruppe.

In Zusammenarbeit mit dem Unternehmen ABB wurde ein Roboter implementiert, der neben hoher Leistungsfähigkeit auch besonders niedrige Gesamtbetriebskosten aufweist. Aus drei Produktionsmaschinen mit jeweils zwei Entnahmemulden nimmt der Roboter die fertigen Garnrollen zuverlässig auf. Die Mulden befinden sich weit oben und unten –unergonomische Positionen für die Mitarbeiter, die diese Tätigkeit bisher verrichtet hatten. Hinzu kommt: Je nach Produktionsauftrag sind die Garnrollen unterschiedlich in Durchmesser und Gewicht, was für den auf bis zu 150 Kilogramm ausgelegten Roboter kein Problem darstellt. Im Schnitt nimmt er dem Mitarbeiter rund 2,5 Tonnen pro Tag ab.

Auch filigranere Arbeiten kann der Roboter ausführen: Jede fertig produzierte Garnrolle hat ein offenes Fadenende, das gesichert werden muss, um ein Abspulen auf der Palette zu verhindern. Dafür gibt der Roboter die Rolle an eine Bearbeitungsstation, an der ein Klebeetikett angebracht wird, das den Faden fixiert. Zudem hat der automatische Spulenwechsel zur Folge, dass ein so genannter Reservefaden übersteht, welcher in den folgenden Verarbeitungsschritten jedoch nicht benötigt wird. Um ihn zu entfernen, fährt der Roboter die Spule an eine weitere Vorrichtung, wo der Faden mit einem Heizdraht abgebrannt und abgesaugt wird.

Für die Palettierung setzt der Roboter die Spulen hochkant und auf eine Palette. Sobald eine Ebene voll bepackt ist, entnimmt er eine Zwischenlage aus einem Magazin und legt sie passgenau auf. Anschließend folgt das Bestücken der Maschinen mit Leerhülsen, um so den Produktionsbetrieb zu unterstützen.

Die Mitarbeiter überwachen und assistieren sporadisch, etwa wenn eine fertige Palette abtransportiert, Zwischenlagen aufgefüllt oder Leerhülsen nachgefüllt werden müssen. Diese Aufgaben nehmen nur wenig Zeit in Anspruch und fallen pro Schicht höchstens ein- bis zweimal an. Somit läuft die gesamte Anlage, bis auf diese kurzen Unterbrechungen, nahezu autonom.

Nach erfolgreicher Implementierung der ersten Automatisierungsanlage sieht HUESKER viel Potenzial darin, Robotik für weitere Anwendungen zu nutzen – etwa für die der Garnproduktion direkt vorgelagerten Prozesse. Auf diese Weise werden durchgängige Automatisierungslinien geschaffen, die dem Unternehmen helfen, Produktivität und Flexibilität zu steigern sowie die Arbeitsbedingungen für seine Mitarbeiter weiter zu verbessern.

Immer mehr Verbraucher bevorzugen nachhaltige Textilien, insbesondere die Nachfrage nach Produkten aus Bio-Baumwolle steigt rasant. Im Vergleich zu konventionell angebauter Baumwolle erfordert der Anbau von Bio-Baumwolle den Verzicht auf gentechnisch verändertes Saatgut, chemische Pestizide und Düngemittel. Dennoch finden sich immer wieder gentechnische Veränderungen in Textilien, die fälschlicherweise mit einschlägigen Bio-Labels ausgezeichnet sind. Entsprechende Zertifizierungen verzichten oftmals auf Labortests oder nehmen nur Stichproben am Saatgut. Mit seiner neuen und speziell für Baumwolle entwickelten quantitativen Untersuchungsmethode kann der Textil-Prüfdienstleister Hohenstein nachweisen, in welchem Umfang gentechnisch veränderte Baumwolle im Produkt enthalten ist.

Erst qualitatives Screening und Identifikation, dann Quantifizierung gentechnisch veränderter Baumwolle
Für das qualitative Screening haben die Hohenstein Experten schon vor einiger Zeit molekularbiologische Nachweissysteme entwickelt, um klare Ja-/Nein-Aussagen über gentechnisch veränderte Baumwolle treffen zu können– von der Roh-Baumwolle bis hin zu chemisch unbehandelten Garnen und Flächengebilden. Hohenstein ist aktuell eines von wenigen Laboren weltweit, das diese Prüfung auf genveränderte Organismen (englisch: genetically modified organisms, GMO) gemäß dem ISO/IWA 32:2019 Protokoll akkreditiert durchführt. Diese Methode dient als sicherer Beleg für das Vorkommen oder den Ausschluss von gentechnischen Veränderungen in textilen Vorprodukten aus Baumwolle.

Ist der qualitative Nachweis gentechnischer Veränderungen erfolgt, kann direkt mit der Quantifizierung der gentechnisch veränderten Baumwolle begonnen und Art und Umfang bestimmt werden. Dafür wird per DNA-Analyse gezielt nach den verschiedenen Baumwoll-Linien, bei denen Genveränderungen bekannt sind, gesucht und der jeweilige Anteil quantifiziert. Diese Identifikation einzelner gentechnischer Veränderungen und ihre Quantifizierung ermöglicht eine genaue Auskunft darüber, ob es sich hierbei um eine äußerst geringfügige Vermischung durch Kontamination handelt oder ob eine Beimischung größerer Anteile von gentechnisch veränderter Baumwolle vorliegt. Hierin liegt ein deutlicher Vorteil für Hersteller, Brands und den Handel in Sachen Transparenz von Lieferketten und Fraud Prevention.

Das Thema Nachhaltigkeit ist immer wieder Bestandteil der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten am Sächsischen Textilforschungsinstitut. In der aktuellen Ausgabe der STFI-Webtalks wird der Schwerpunkt auf nachhaltige und innovative Neuentwicklungen, im Speziellen mit dem Rohstoff Hanf gelegt.

Hanf ist abseits von Cannabis- und Seilherstellung vielseitig einsetzbar. Wie aus den Naturfasern neuartige Produkte entstehen können, wird Inhalt der Vorträge der Wissenschaftlerinnen Elke Thiele und Ina Sigmund sein. Beide präsentieren Ergebnisse von Projekten, deren Grundlage der Rohstoff Hanf bildete:

Der erste Teil der webTalks beschäftigt sich mit Biogenen Heavy Tows. Mit dem Ziel, Hochleistungsfaserverbunde aus Hanfbast zu entwickeln, wurde das Projekt gemeinsam mit den Forschungspartnern Invent GmbH Braunschweig, Technitex Sachsen GmbH, Hohenstein-Ernstthal und Hanffaser Uckermark eG, Prenzlau bearbeitet. In der Präsentation werden Möglichkeiten der Bastfaseraufbereitung zu endlosen Fasersträngen dargestellt und Varianten der Halbzeugherstellung präsentiert. Die Kennwerte der neuartigen Naturfaserverbunde bewegen sich im Bereich von Glasfaserverbunden.

Anschließend werden im zweiten Teil innovative Maschenwaren aus biologisch angebautem Hanf vorgestellt, die sogenannten Lyohemp-Strickwaren. Hanf aus regionalem Anbau ist aufgrund seines Eigenschaftsprofils nur bedingt für die Textilproduktion geeignet. Stand der Technik sind Vliesstoffe als textile Halbzeuge für die Produktion von Naturfaserverstärkten Kunststoffen (NFK) für die Automobilindustrie oder Dämmstoffe. Hanfreststoffe bzw. ungenügende Faserqualitäten wurden daher als Ausgangsmaterial für die Zellstoffgewinnung herangezogen. Aus Hanfzellstoff wurde nach dem Lyocell-Verfahren eine Celluloseregeneratfaser entwickelt (Lyohemp), die sich zu feinen Garnen ausspinnen lässt.

Nächste Ausgabe der STFI webTalks am 12. August 2021 von 10:00 bis 10:45Uhr.
Die Teilnahme ist kostenlos und ohne Anmeldung über den Link möglich.

Die FibreCoat GmbH aus Aachen entwickelte zusammen mit der DBF Deutsche Basalt GmbH einen neuartigen Faserwerkstoff, um die elektromagnetische Strahlung von digitalen Endgeräten, Medizintechnik oder E-Auto-Batterien kostengünstig und effektiv abzuschirmen. Dem Gemeinschaftsprojekt wurde dafür am 24. Juni der Gesamtpreis des 17. IQ Innovationspreises Mitteldeutschland verliehen.
Der Preis ist mit 15.000 € dotiert und wurde von den IHK Halle-Dessau, Leipzig und Ost-Thüringen gesponsert.

Die Unternehmen DBF Deutsche Basalt GmbH und FibreCoat GmbH aus Ost und West kombinieren dabei die beiden Materialien Basalt und Aluminium, um vor elektromagnetischer Strahlung zu schützen. Dabei ummanteln sie Basalt mit Aluminium und schaffen durch diese neuartige Kombination eine kostengünstige, nachhaltige und schnell herzustellende Alternative für einen milliardenschweren Markt.

Elektromagnetische Strahlungen aus Smartphones, Krankenhaus-Diagnostik und E-Auto-Batterien müssen abgeschirmt werden, damit sie sich gegenseitig nicht stören. Um Störungen zu verhindern, wurden sie bisher mit Geweben aus Metallfasern verkleidet, eine sehr zeit- und energieaufwändige und damit teure Prozedur. Der neue Werkstoff der Basalt Faser GmbH und der FibreCoat GmbH verhindert dies mit einem Faserkern aus geschmolzenem, dünngezogenen Basalt, der mit Aluminium beschichtet und zum sogenannten AluCoat-Garn gebündelt wird. Dieses Garn bleibt genauso leitfähig und abschirmend, ist dafür aber leichter, fester, günstiger und nachhaltiger als bisherige Alternativen. Dazu kommen weitere Vorteile:

• die Anzahl der benötigten Prozessschritte reduziert sich von zehn auf einen
• Pro Minute entstehen 1.500 Meter Garn anstatt wie bisher nur fünf Meter
• Der benötige Energieaufwand beträgt nur 10 Prozent des bis-herigen

Daraus folgt ein zwanzig Mal günstigerer Preis.

Das Textil aus AluCoat-Fasern ist vielfältig und flexibel anwendbar: als Tapete kann ist es in Büros oder medizinischen Räumen die 5G- Strahlung abschirmen oder Batterien ummanteln und so für die reibungslose Funktion von E-Autos sorgen. AluCoat wird bereits in einigen Unternehmen angewendet. Dazu ist für die Massenproduktion ein europäisches Faserzentrum in Sangerhausen in Planung.

Die FibreCoat GmbH aus Aachen ist ein Spin-off des Instituts für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen, die Geschäftsführer Dr. Robert Brüll und Alexander Lüking und Richard Haas haben am ITA promoviert bzw. sind in Promotionsvorbereitungen. Georgi Gogoladze, Geschäftsführer der Deutsche Basaltfaser GmbH, hat ebenfalls an der RWTH Aachen studiert. Die beiden Geschäftsführer Brüll und Gogoladze kennen sich aus Studienzeiten