Aus der Branche

Im Automobilbau, dem Schiffsbau und der Luftfahrtindustrie sowie bei Windenergieanlagen steigen die Materialanforderungen zusehends. Die verwendeten Werkstoffe sollen leicht, ressourcenschonend und gleichzeitig hochbelastbar sein. Faserverstärkte Kunststoffe (Composites) rücken immer mehr in den Vordergrund, da deren Eigenschaften in Kombination mit Glas- oder Carbonfasern metallischen Materialien oftmals überlegen sind. Mit Fokus auf die klimaneutrale Herstellung und Nutzung von Produkten wächst auch der Bedarf an Recyclinglösungen. Im SmartERZ-Projekt TRICYCLE arbeiten Unternehmen gemeinsam an geeigneten skalierbaren und wirtschaftlich tragfähigen Prozessen zum Recycling von Smart Composites. Momentan gibt es dafür keine Anbieter oder Konzepte am Markt.

Smart Composites bestehen aus Werkstoffen, deren Funktionalisierung durch die Integration oder Applikation elektrisch leitfähiger Komponenten, z. B. Sensoren oder Mikroprozessoren, erreicht wird. Dazu zählen zum Beispiel smarte Textilien, die elektronisch wärmen, Lichtsignale geben oder zur Datenübertragung genutzt werden können. Das breite Anwendungsspektrum und die vielseitigen Einsatzgebiete dieser intelligenten Verbundwerkstoffe und Multimaterialverbunde werden perspektivisch zu einem wachsenden Bedarf und einer stärkeren Nachfrage führen.

Die funktionale und vielschichtige Verbindung verschiedener Materialien wie Kunststoff, Metall und Textil wirft beim Thema Recycling Nachhaltigkeitsfragen auf. Im Erzgebirge werden dafür bereits heute Lösungen entwickelt. Im Rahmen des WIR!-Projektes SmartERZ ist das Verbundprojekt TRICYCLE entstanden. Mit dem Fokus auf den Strukturwandel im Erzgebirge haben sich acht ortsansässige Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammengetan, um ein Recyclingkonzept aufzustellen und die Grobplanung für ein erzgebirgisches Recycling Center zu entwickeln. Das Ende des Produktlebenszyklus und die Nachnutzung bzw. Wiederaufbereitung stehen dabei im Mittelpunkt des Entwicklungsprozesses. Im Ergebnis sollen effektive und maßgeschneiderte Maßnahmen für eine möglichst hochwertige Wiederverwendung entstehen. Diese sollen dem steigenden Aufkommen an Abfällen aus diesem wachsenden Bereich der deutschen Industrie begegnen und anwendungsbereit sein.

Klassische Herausforderungen für die Projektbeteiligten sind die irreversiblen Verbindungstechniken (z. B. Kleben, Faser-Matrix-Haftung), die Integration vieler verschiedener Materialien in geringen Mengen sowie Form und Größe der Bauteile. Eigene Untersuchungen sowie Feedback von Partnerunternehmen bestätigen die Notwendigkeit sowie den Nutzen eines passgenauen Recyclingprozesses für Smart Composites und intelligente Multimaterialverbünde. Das Projekt soll dazu beitragen, den Wirtschaftsstandort Erzgebirge attraktiver und zukunftsfähiger zu gestalten.

Am 1. September 2021 gestartet, kann TRICYCLE erste Ergebnisse vorweisen. Zunächst wurden die Bedarfe bei mittelständischen Unternehmen in der Region Erzgebirge abgefragt, um die aktuellen Gegebenheiten und den Status quo in Bezug auf technologische Recyclingkonzepte bestmöglich abzubilden. Für ein fundiertes Recyclingkonzept hat das TRICYCLE-Team drei Referenzbauteile für den vorgesehenen Prozess ermittelt, die in der erzgebirgischen Wirtschaft Verwendung finden, und folgenden Bereichen zugeordnet: Automotive, Technische Textilien mit applizierter Zusatzfunktion und Technische Textilien mit integrierter Zusatzfunktion.

Basierend auf dieser Auswahl, analysiert das Projektteam momentan die Herstellungs- und bisherigen Recyclingprozesse der Referenzbauteile. Das beinhaltet auch die Planung praktischer Versuche zum Recycling. Dabei fokussieren sich die Projektpartner auf ihr Know-how in verschiedenen chemischen, thermischen und mechanischen Prozessen zur Separierung, Rückführung und Wiederverwendung der eingesetzten Materialien. Um die Produkte den Recyclingtechnologien zugänglich zu machen, wurde die Herangehensweise innerhalb des Projekts angepasst, da insbesondere Textil aufgrund von Form und Struktur (z. B. endlose Struktur) herausfordernd sein kann.

Obwohl die Materialien selbst recycelbar sind, müssen diese dennoch für den Prozess optimal vorbereitet bzw. fachgerecht aufbereitet werden. Die Expertise und die Technologiekompetenz, die hierfür benötigt werden, ist bei den beteiligten Projektpartnern durch jahrzehntelange Erfahrung und zahlreiche Innovationen vorhanden. Das Zusammenspiel aller Beteiligten im Projekt TRICYCLE stellt bereits jetzt die Weichen für das geplante Recycling Center, um dieses später zum Drehkreuz zwischen regionalen Produktionsunternehmen und dem Recycling weiterzuentwickeln. Dieses soll als „Open Factory“ aufgebaut werden, um den Unternehmen des SmartERZ-Bündnisses bzw. perspektivisch der Region Erzgebirge eine gemeinsame Nutzung zu ermöglichen.

„Die Wiederverwendung der eingesetzten Ressourcen ist sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht zwingend geboten. Momentan gibt es weder Anlagenbauer noch Dienstleistungsanbieter mit den entsprechenden Kompetenzen zum Recycling von Smart Composites oder Multimaterialverbünden am Markt,“ stellt Johannes Leis, der Verbundkoordinator vom Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) in Chemnitz fest.Unter Leitung des STFI als Verbundkoordinator mit seiner über 30-jährigen Erfahrung in der Textilbranche und speziellem Know-how im Recycling von Carbonabfällen haben sich weitere Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengefunden. Dazu zählen das Textilunternehmen Curt Bauer GmbH, die Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der TU Chemnitz, das Ingenieurbüro Matthias Weißflog, der Hersteller für Faserverbundbauteile Cotesa GmbH, der Spezialvlieshersteller Norafin Industries (Germany) GmbH, das Recyclingunternehmen Becker Umweltdienste GmbH und die Hörmann Rawema Engineering & Consulting GmbH. Am Ende der Projektlaufzeit sollen ein einsatzfähiges, technologisches Recyclingkonzept für die zukünftigen entstehenden smarten Produkte sowie die in der Produktion entstehenden Abfälle (bspw. durch fehlerhafte Bauteile und Randbeschnitte) und ein Konzept für den Aufbau eines Recycling Centers vorliegen, das im Erzgebirge entstehen soll.

Auf der WindEnergy stellt Freudenberg Performance Materials dem Fachpublikum aus der internationalen Windenergiewirtschaft Freudenberg Friction Inserts vor. Mit Hilfe dieser Technologie kann die Leistungsdichte von Windkraftanlagen durch Reibwerterhöhung erhöht werden.

Freudenberg Friction Inserts (FFI) basieren auf einem speziellen dünnen Vliesstoff, der einseitig mit Hartpartikeln beschichtet ist. Die FFIs werden maßgeschneidert an die jeweilige Anwendung angepasst; zum einen an die Geometrie und zum anderen an die Einflussparameter der Verbindung. Sie erzeugen keinen Spalt und können dadurch genau dort aufgebracht werden wo sie benötigt werden.

FFI werden in die Verbindung zweier Fügepartner eingebracht. Durch das Eindringen der Partikel in die Bauteiloberflächen kommt es zu einer Mikroverzahnung zwischen den zu fügenden Bauteilen. Auf diese Weise wird der Reibungskoeffizient zuverlässig erhöht und es können höhere Drehmomente in Verbindungen übertragen werden. Im Ergebnis werden Windkraftanlagen leistungsfähiger und effizienter. Zusätzlich wird die Verkleinerung von Bauteilen bei gleicher Performance möglich, was das Einsparen von Gewicht und Material ermöglicht.

FFI tragen dazu bei, die Zuverlässigkeit der Verbindungen und damit der gesamten Windkraftanlage zu verbessern. Gleichzeitig verhindern sie das Rutschen von Verbindungen und beugen Fretting vor.

Weitere Anwendungsbeispiele für Freudenberg Friction Inserts sind hochbelastete Flanschverbindungen zwischen Rotorwelle und Getriebe, Verbindungen zwischen Hauptlager und Gehäuse des Maschinenträgers, zwischen Getriebe und Generator sowie am Blattverstellergetriebe und am Hohlrad des Planetengetriebes. FFI erhöhen die Haftreibung zwischen den Bauteilen.

• Hohe Beschaffungspreise und rückläufige Nachfrage
• Geschäftsklima bricht ein

Die Hersteller der deutschen Maschenindustrie stellen sich auf schwierige Zeiten ein. Die Geschäftsklimaumfrage von Gesamtmasche für das 3. Quartal ergab einen drastischen Absturz der Geschäftserwartungen: Der Index fällt in den Negativbereich, die Erträge erodieren. „Viele Firmen können ihre rasant steigenden Produktions- und Beschaffungskosten nicht an die Kunden weiterreichen“, sagt Martina Bandte, Präsidentin des Gesamtverbands der deutschen Maschenindustrie. „Hohe Energiepreise, drohende Versorgungslücken und die gefährlich hohe Inflationsrate machen Unternehmen wie Verbrauchern zu schaffen.“

Mit -2,37 Indexpunkten verzeichnet der Geschäftsklimaindex der deutschen Maschenindustrie einen drastischen Absturz. Im vorangegangenen Quartal hatte er noch bei 9,28 Punkten gelegen. Negative Indexwerte wurden zuletzt im Lockdown erreicht.

Die Hersteller fürchten vor allem um ihre Inlandsumsätze. Für die kommenden Monate rechnen ca. 40 Prozent der Hersteller mit einem schlechteren Geschäft. Ein Drittel der befragten Unternehmen beklagt aktuell rückläufige Erträge. Bis zum Herbst erwarten sogar gut 52 Prozent der Firmen weitere Ertragseinbrüche. Während derzeit noch ca. 85 Prozent der Betriebe mit ihrer Kapazitätsauslastung zufrieden sind, rechnet ein Drittel mit einer Verschlechterung im nächsten Vierteljahr.

„In Deutschland ist die Inflation so hoch wie seit über 40 Jahren nicht mehr. Schrumpfende Realeinkommen und Energieknappheit nur mit dem Ukraine-Krieg zu erklären, greift zu kurz. Die Folgen einer ideologisierten Energiepolitik und 15 Jahre ungehemmte Geldmengenexpansion schlagen jetzt bitter zurück“, kritisiert die Familienunternehmerin Bandte. „Statt Ursachenbekämpfung zu betreiben, werden teure Notfallpläne aufgelegt. Tatsächlich wächst die Belastung für Firmen und Verbraucher immer weiter. Wenn unsere Wirtschaft wieder wachsen soll, muss die Politik dringend ihre Prioritätensetzung ändern.“

Nach pandemiebedingter Verschiebung öffnete die Techtextil in diesem Jahr vom 21. bis 24. Juni 2022 in Frankfurt am Main wieder ihre Pforten. Präsentiert wurde das gesamte Spektrum technischer Textilien, funktionaler Bekleidungstextilien und textiler Technologien. Zeitgleich fand auch die Texprocess – Leitmesse für die Bekleidungs- und textilverarbeitende Industrie – sowie einmalig auch das Heimtextil Summer Special, internationale Fachmesse für Wohn- und Objekttextilien, statt. Mit insgesamt 117 Teilnehmernationen, rund 63.000 Besuchern und 2.300 Ausstellern gelang ein fulminanter Re-Start der internationalen Textilmessen auf dem Frankfurter Messegelände.

Auch der Verband der Nord-Ostdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie e.V. (vti) hat auf einem Gemeinschaftsstand mit der Wirtschaftsförderung Sachsen GmbH 17 sächsischen Unternehmen die Möglichkeit geboten, ihr Know-how dem Fachpublikum zu präsentieren. Die Aussteller äußerten sich aufgrund der hohen Besucherresonanz und dem breiten Interesse an den Neu- und Weiterentwicklungen ihrer Produkte sehr zufrieden zum Abschluss der Messe.

Die Norafin Industries (Germany) GmbH präsentierte neben technischen Vliesstoffen zur Filtration auch die neue Produktpalette Komanda: Die langlebigen Materialien erfüllen die Forderungen des Marktes nach leichten, mehrfach verwendbaren, stabilen und atmungsaktiven Fabrikaten für Schutzbekleidung und Industrieanwendungen. Der Geschäftsführer, André Lang, resümierte die Messeteilnahme: „Ein großes DANKESCHÖN an die Wirtschaftsförderung Sachsen GmbH und den vti für die Organisation im Vordergrund und hinter den Kulissen und natürlich DANKE für das Catering für uns Aussteller und unsere Gäste. Wir schätzen unser eigenes Standdesign am Sachsen-Stand und die gute Partnerschaft. Wir freuen uns auf die Techtextil 2024 mit Ihnen.“

Die Beschichtungsexperten der Vowalon Beschichtung GmbH aus Treuen stellten ein neues, nachhaltiges Kunstleder vor, welches zu 51 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen besteht. Gemeinsam mit VW entwickelte Vowalon das biologische Füllmaterial für Autositze von E-Automobilen: Es besteht aus den sogenannten Silberhäutchen, einem Abfallprodukt der Kaffeebohne, das sich beim Rösten löst. Ob es sich bequem auf Kaffeebohnen-Schalen sitzen lässt, konnten die zahlreichen Besucher dabei begeistert selbst testen. Gregor Götz, Geschäftsführer der Vowalon Beschichtung GmbH Treuen, schätzt die Beteiligung am Gemeinschaftsstand hoch ein. „Wir haben eine sehr gute Besucherresonanz auf unser nachhaltiges Kunstleder verzeichnet. Das haben wir auch der guten medialen Vorbereitung der Messeteilnahme durch den vti zu verdanken.“

„Die Messetage sind für uns sehr positiv verlaufen und zahlreiche Besucher waren bei uns am Stand. Das Fachpublikum ist stark international und die Gespräche haben viel Potenzial für künftige Projekte", resümiert Marketingchefin Carina Schadek der Auerbacher Embro GmbH, das sich als Zulieferer von Halbzeugen für sogenannte Smart-Textilien spezialisiert hat. So ist das Unternehmen daran beteiligt, wenn sich Autositze oder Kleidung erwärmen und Textilien mit elektromagnetischen Feldern ausgestattet sind.

Das Sächsische Textilforschungsinstitut (STFI) präsentierte dem Fachpublikum textile Wandbegrünungsmatten, eine Sandwichkonstruktion aus zwei gewirkten PET-Matten mit zwischengelegtem Verteil- und Transportvliesstoff, die zu Flächengebilden verschiedener Größen zusammengefügt werden können. Die Vertikalbegrünung sorgt für einen Dämm- sowie Fassadenschutz gegen Witterung, reduziert die Hitze- und Staubbelastung und erzeugt eine nachhaltige Klimatisierung beispielsweise in Innenstädten und Fußgängerzonen.

Erstmals präsentierten sich die Techtextil und Texprocess auch virtuell. Die digitale Plattform steht noch bis zum 8. Juli 2022 zur Verfügung.
 
Die nächste Techtextil findet vom 23. bis 26. April 2024 statt.

Die DiloGroup informiert auf der Techtextil in Frankfurt (21. – 24.06.2022) über Neuentwicklungen, die Verbesserungen der Produktionstechnik mit Schwerpunkt Nadelvliesstoffe definieren.

Mehr und mehr zeigt sich, dass gerade die Textilwirtschaft in den strengen Fokus der Regulierungsbehörden gerät, die auf die Beachtung von Nachhaltigkeitsgrundsätzen drängen und Gesetzeswerke auf den Weg bringen. Demnach sind alle industriellen Branchen aufgerufen, Einsparungen im Sektor des Material- und Energieverbrauchs zu erreichen. Dabei spielt selbstverständlich der Textilmaschinenbau eine herausragende Rolle, indem er diese verschärften Anforderungen aufgreift und Lösungen anbietet für Faserstoffrecycling und die Reduktion des Verbrauchs von Strom, Wasser und Hilfsmitteln. Die DiloGroup unternimmt große Anstrengungen, zusammen mit einem Kreis von Partnerfirmen, diesen Herausforderungen zu entsprechen. Dabei sind mehrere Schwerpunkte in der Entwicklungsarbeit zu nennen:

1. Intensivvernadelung
   Die Nadelvliestechnologie ist per se ein Herstellungsverfahren, das auf seiner mechanischen Basis eine hohe Energieeffizienz besitzt. Insoweit richten sich die Entwicklungsanstrengungen der DiloGroup darauf, mit Methoden der „Intensivvernadelung“ Vliesstoffe, statt mit Wasserstrahl, genadelt herzustellen und dies auch für Leichtvliesstoffe aus feinen Fasern für den Bereich Medizin und Hygiene im Flächengewichtsbereich 30 – 100 g/m². Durch die Vernadelung können die umweltrelevanten Kosten in der Produktion: Strom, Gas, Wasser pro Jahr auf ca. 1/3 bis 1/5 gesenkt werden.
   Abgesehen von den perspektivischen Vorzügen des mechanischen Intensivvernadelungs-Verfahrens gegenüber dem hydrodynamischen ist die Wasserstrahlverfestigung bei geringen Flächenmassen und höchsten Produktionsleistungen derzeit das bedeutendste Produktionsverfahren, das Dilo auch als Gesamtanlagenanbieter in Generalunternehmerschaft mit Partnern anbietet.
2. „Faserstoff-Recycling“
   Fasermaterialien in Vliesstoffen und Bekleidungsabfällen können insbesondere dann erfolgreich wieder verwertet werden, je besser es gelingt im Reißprozess Stapellängen erhaltend zu arbeiten. In der klassischen Reißerei werden die Stapellängen stark eingekürzt und sind deshalb als Rohstoff nur noch für untergeordnete Zwecke der thermischen und akustischen Dämmung oder z. B. als Schutztextilien, Transportdecken, Malervliese etc. einsetzbar.
   Bei textilen Abfällen im Rahmen der Altkleiderverwertung ist das „fädige“ Reißen über besondere Reißmaschinen und –verfahren so einsetzbar, dass mit den wieder gewonnenen Fasern größerer Stapellänge natürlich auch Vliesstoffanlagen beschickt und damit Produktmerkmale besser spezifiziert und kontrolliert werden können.
3. Additive Vliesstoffherstellung
   Das additive Herstellverfahren des „3D-Lofters“ ist insbesondere für Autoformteile mit unterschiedlich verteilten Massen geeignet; aber auch im Bereich der Kleidungs- und Schuhproduktion dürfte sich ein zunehmendes Einsatzpotential entwickeln.
4. „IsoFeed“-Krempelspeisung
   Im Sektor der Krempelspeisung bildet das „IsoFeed“-Konzept ein großes Potential einer sehr viel gleichmäßigeren Krempelbeschickung, so dass gleichzeitig die Flormassenverteilung mit ihrer Variationsbreite eingeengt werden, und damit der Fasermaterialverbrauch, bei gleicher Qualität des Endproduktes, sinken kann.

Die Qualität von Verbundsystemen aus Cord hochfester Fasern wie Polyester, Aramid oder Polyamid und Matrixmaterialien aus Kautschuk wird maßgeblich bestimmt durch die Haftfähigkeiten der Fasern an der Matrix. Im etablierten Herstellungsprozess werden Haftvermittler aus Resorcin-Formaldehyd-Latex (RFL) zur Verbesserung der Haftfähigkeiten verwendet. Forschende an den DITF Denkendorf zeigen Wege, um das gesundheitsschädliche Formaldehyd durch technisch gleichwertige, aber gesundheitlich unbedenkliche Stoffe zu ersetzen.

In Autoreifen, Förderbändern und Keilriemen sowie in vielen Anwendungen bei der Herstellung technischer Erzeugnisse werden Kautschukmaterialien durch Cord verstärkt. Verwendet werden hochfeste Fasern aus Polyester, Polyamid oder Aramid. Sie sorgen für die notwendige Festigkeit und Steifigkeit des Gesamtverbunds und wirken äußeren Kräften entgegen. Dadurch können Verformungen, Dehnung und Torsion des Materials klein gehalten werden.

Diese Ansprüche an das Faserverbundmaterial können aber nur erfüllt werden, wenn zwischen Fasern und Matrix (aus Kautschuk bzw. Gummi) eine ausreichend hohe Haftfestigkeit besteht. Andernfalls ist mit einer Delamination der Werkstoffverbunde zu rechnen, die in wechselnden Lagen von Gewebe und Kautschuk aufgebaut sind. Materialversagen wäre die Folge.

Die Haftfestigkeit wird durch den Einsatz von Haftvermittlern erhöht. Bewährt haben sich Chemikalien auf der Basis von Formaldehyd-Resorcin-Latex (RFL). Sie werden als sogenannte Dips auf die Fasern aufgebracht und sorgen dafür, dass sich deren Haftung an der Matrix aus Kautschuk deutlich verbessert. RFL ist als Haftvermittler etabliert, hat aber einen bedeutenden Nachteil: Formaldehyd ist seit 2014 von der EU als nachweislich cancerogen und mutagen eingestuft. Die chemische Industrie ist daher auf der dringenden Suche nach gesundheitlich unbedenklichen Alternativen.

Die DITF haben ein neues, formaldehydfreies Beschichtungssystem entwickelt. Es basiert auf dem aus Holz gewinnbaren Stoff Hydroxymethylfurfural (HMF). HMF bildet sich bei der thermischen Zersetzung von Kohlenhydraten. Es kommt in vielen mit Hitze behandelten Lebensmitteln wie Milch, Kaffee oder Fruchtsäften vor und gilt nach derzeitigem wissenschaftlichem Kenntnisstand als gesundheitlich unproblematisch.
Die an den DITF entwickelten HMF-Dips sind auch aus technischer Sicht vielversprechend: Bei Garnen aus Polyamid 6.6 reicht eine einfache Imprägnierung aus, um die gewünschte Haftverbesserung zu erzielen. Garne aus Polyester oder Aramid bedürfen einer zusätzlichen vorhergehenden Plasmabehandlung oder einer Sol-Gel-Ausrüstung, um die notwendige Haftverbesserung zu erreichen. Das Aufbringen des HMF-Dips ist unter den gleichen Bedingungen und mit derselben Technologie möglich, die auch für die RFL-Dips verwendet wird. An dieser Stelle sind also keine zusätzlichen Investitionen nötig, um den Haftvermittler in der Produktion auszutauschen.

Die bereits aufgezeigten Vorteile sollen ausgebaut werden. Der Ersatz des Resorcins in der Dip-Formulierung ist das nächste Forschungsziel. Denn auch Resorcin hat eine humantoxische Wirkung. In Zusammenarbeit mit Industriepartnern untersucht man derzeit, inwieweit Resorcin durch Lignin ersetzbar ist. Das Besondere an dem verwendeten Lignin ist, dass es aus einjährigen Pflanzen gewonnen wird. Damit ist es, im Gegensatz zum häufig verwendeten Holzlignin, chemisch wesentlich aktiver und bietet mehr Potential für die weitere Verarbeitung zu einem technisch vorteilhaften Haftvermittler.
Beide Ansätze, Chemikalien in Haftvermittlern durch gesundheitlich unbedenkliche Stoffe auszutauschen, tragen durchweg den Gedanken des nachhaltigen Wirtschaftens: Die neuen Haftvermittler aus HMF und Lignin basieren auf natürlichen Rohstoffen. Die Problemlösung innerhalb einer anspruchsvollen, technischen Anwendung unter Einhaltung von Nachhaltigkeitsaspekten spiegelt die Verpflichtungen der Forschung gegenüber den gesellschaftlichen Vorgaben wider. Für die klein- und mittelständische Industrie bieten die Forschungsergebnisse Grundlage für Innovationen und damit einen echten Vorteil im internationalen Wettbewerb.

Die Anfänge der Textilherstellung reichen über 30.000 Jahre zurück. Nicht nur Kleidung, sondern auch technische Textilien wurden aus teilweise überraschenden Materialien hergestellt. Mehr als 2500 Textilfragmente aus den Pfahlbausiedlungen am Bodensee und Oberschwaben waren Grundlage für ein großes Projekt, das das prähistorische Textilhandwerk erforscht. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) waren für die Materialprüfung mit modernen Analysemethoden zuständig.

Lindenbast und Flachs
Als die Menschen sesshaft wurden, intensivierten sie die Kultivierung der Leinenpflanze als Öl- und Faserlieferantin. Ihre feinen Fäden wurden für Stellnetze in der Fischerei eingesetzt und unterschiedliche Pflanzenmaterialien, vor allem Bast aus der Lindenrinde, wurden zu Seilen, Körben, Sieben, Beutel, Rückentragen verarbeitet oder dienten als Wetterschutz. An den archäologischen Funden lässt sich ablesen, wie professionell der Umgang mit diesem Baumbast schon damals war. Verschiedene Herstellungstechniken, die Auswahl der Pflanzenteile, ihre Aufbereitung und Verarbeitung ermöglichten die Anfertigung zwei- und dreidimensionaler Textilien mit beliebigen Funktionen. Die Textilfaser Flachs konnte zumindest in der Jungsteinzeit mit den Eigenschaften von Lindenbast nicht konkurrieren. Welche Eigenschaften waren es, die Flachs für die Stellnetze so attraktiv machte? Man vermutete, dass die Langfaserigkeit der Leinfasern, die auch bei alten Leinensorten gegeben war, nicht der einzige Grund war.

Dieser Frage wurde im Rahmen des Verbundprojektes THEFBO (thefbo.de) nachgegangen, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wurde. Die Textilarchäologie des Landesamtes für Denkmalpflege in Baden-Württemberg (LAD) koordinierte unter der Leitung von Dr. Johanna Banck-Burgess das Forschungsvorhaben.

Die Proben wurden von Hildegard Igel, einer professionellen Hand-Spinnerin und Weberin hergestellt. Dazu wurden Fäden aus Faserlein gesponnen und aus Linden- und Weidenbast gespleißt. Unter Spleißen versteht man hier die Herstellung der Fäden ohne Hilfsmittel. Während das Spinnen von Lindenbast mit Hilfe einer Handspindel kaum möglich war, kann Bast gut gespleißt werden Diese Proben wurden im Dienstleitungszentrum Prüftechnologien der DITF umfangreichen Materialprüfungen unterzogen. Hier wurden unter anderem die Faserlänge und Faserfeinheit sowie die Zwirnfeinheit bestimmt, verschiedene Zugversuche im trockenen und nassen Zustand durchgeführt und das Wasseraufnahmevermögen untersucht.

Es zeigte sich, dass die Fadenqualität sehr unterschiedlich war, was in erster Linie mit den naturbedingten Gegebenheiten und der Aufbereitung der Baste zusammenhängt. Maßgeblicher Faktor für die Qualität der Zwirne war auch der „Faktor Mensch“, der unabhängig davon, wie die Fäden hergestellt wurden, nur selten eine gleichbleibende Qualität produzieren kann. Im Gegensatz dazu sind moderne Materialien und Herstellungsverfahren untereinander vergleichbar und hoch standardisiert. Deshalb bildeten die Analysewerte und Photodokumentationen keine Grundlage für eine statistische Auswertung – und dies unabhängig von der Anzahl der Proben, die untersucht wurden.

„Im Alltag, bei der Prüfung moderner Materialien, werden wir mit solchen Bedingungen nicht konfrontiert“ erklärt Matthias Schweins, Leiter des Dienstleistungszentrums Prüftechnologien an den DITF. „Die Aufgabenstellung im Projekt war deshalb nicht nur herausfordernd, sondern äußerst reizvoll.“ Die Forschungsarbeit war trotzdem nicht vergeblich. Sie liefert wertvolle Informationen über Merkmale und Eigenschaften der Rohstoffe bezüglich ihrer Reißfestigkeit, dem Wasseraufnahmevermögen oder der Witterungsbeständigkeit. So war Flachs für die Herstellung von Stellnetzen vermutlich deshalb so beliebt, weil er leicht spinnbar war und die benötigte große Menge an Zwirn schneller hergestellt werden konnte. Auch standen wegen der hohen Wasseraufnahmefähigkeit von Flachs die Netze stabiler senkrecht im Wasser als vergleichbare Netze aus Lindenbast.

• Stadt Frankfurt und Messe Frankfurt präsentieren Konzept für Frankfurt Fashion Week  
• Messe Frankfurt bündelt Textil-Leitmessen Techtextil, Texprocess, Heimtextil Summer Special
• Neonyt öffnet sich bewusst für Endkonsument*innen und wird als Direct-to-Consumer Lab in der Stadt ausgerichtet

 
Im Juni steht Frankfurt ganz im Zeichen der Frankfurt Fashion Week. Ausstellungen, Shows, Talks und mehr sollen die Themen Nachhaltigkeit, Mode, Lifestyle und Fashionkultur erlebbar machen. Parallel bündelt die Messe Frankfurt global ausgerichtete Veranstaltungen der Textil- und Modeindustrie, die im Rahmen der Frankfurt Fashion Week die für die internationale Fashionbranche relevanten Themen herausstellen: die Textil-Leitmessen Techtextil, Texprocess und das Heimtextil Summer Special. Ergänzend finden in der Stadt innovative Business- und Erlebnisformate der Neonyt statt, die den Fokus auf den Megatrend Nachhaltigkeit richtet.

Damit setzt die Messe Frankfurt ihre Strategie der Konzentration auf profitable Formate auch im Geschäftsfeld Textiles & Textile Technologies fort. Die etablierten Leitmessen bündeln Kreativität, Hightech, Anwendungsvielfalt und Know-how. Zudem wird die Neonyt, als wichtigster Knotenpunkt der nachhaltigen Textil- und Mode-Branche, die Themen der Zukunft mit progressiven Event-und Shopformaten in den Mittelpunkt rücken. Unter dem Claim „New patterns“ öffnet sich die Neonyt bewusst auch für den Endkonsument*innen-Markt und verstärkt damit ihren Nachhaltigkeitsansatz. Vom 24. bis 26. Juni 2022 entsteht das Neonyt Lab, das sich mit innovativen Erlebnisformaten und einer D2C-Trade Show an die gesamte nachhaltige Cross Sector-Community, Branchen-Newcomer*innen und alle Interessierten richtet.
 
Frankfurts Oberbürgermeister Peter Feldmann: „Frankfurt kann Mode – daran wird nach der Frankfurt Fashion Week im Sommer kein Zweifel bleiben. Unsere lokale Design- und Modewelt braucht sich nicht zu verstecken. Mit der Frankfurt Fashion Week erhält sie eine Bühne, sich in ihrer Vielfalt zu präsentieren. Zudem unterstreichen wir mit dem Fokus auf Nachhaltigkeit, wofür Frankfurt am Main als Green City heute steht. Dieser Fokus steht auch auf der Neonyt im Mittelpunkt, die zusammen mit den Textil-Leitmessen das Publikumsprogramm um ein umfassendes, international ausgerichtetes Angebot für das Fachpublikum der europäischen Textil- und Modebranche erweitern wird. Das geht so nur hier, bei uns in Frankfurt.“
 
„Zwei Säulen, eine Botschaft“ – so fasst Wirtschaftsdezernentin Stephanie Wüst das Konzept für die Frankfurt Fashion Week Sommer 2022 zusammen. „Nur in Frankfurt kommen Know-how im internationalen Messegeschäft und Kreativität so zusammen, dass wir modeaffine Menschen und kreative Köpfe ebenso ansprechen können wie das anspruchsvolle Fachpublikum. Dieses Alleinstellungsmerkmal wollen wir gemeinsam, als Messe Frankfurt und als Stadt, bei der Frankfurt Fashion Week in den Vordergrund stellen.“ Es gehe darum, Internationales und Lokales zu verbinden und einen Mehrwert zu schaffen, von dem die Stadt insgesamt profitiert. Wüst: „Das Zusammenspiel von Stadt und Messe bringt die Leitthemen aus dem Messegelände in die City. Gemeinsam mit der lokalen Mode- und Designwirtschaft arbeiten wir an Formaten, die den Standort nachhaltig aufbauen sollen.“

• Einladung zur Abschlusskonferenz des Projektes iMulch

Während Kunststoffe in maritimen Gewässern aktuell zahlreiche gesellschaftliche Akteure beschäftigen, finden Bodenbelastungen durch Kunststoffe in Äckern und Feldern durch landwirtschaftliche Folien bisher kaum Beachtung. Besonders Mulchfolien kommen sowohl zur Ertragssteigerung als auch infolge klimatischer Ursachen, immer häufiger zum Einsatz.

Dieser Thematik widmeten sich daher die Forschenden des Projektes iMulch. Um einen Nachweis von Kunststoffen in Böden und Drainagewässern zu erbringen und mögliche Folgen aufzuzeigen, untersuchte und verglich das Forschungsteam den Einfluss konventioneller erdölbasierter Mulchfolien mit bio-abbaubaren Alternativen.

Die gesammelten Projektergebnisse präsentiert das Konsortium mit Unterstützung externer Expertinnen und Experten am 28. April von 10-17 Uhr online im Rahmen der iMulch Abschlusskonferenz. Eine Anmeldung zur kostenlosen Teilnahme sowie die Veranstaltungsagenda finden sie unter dem folgenden Link:
http://imulch.eu/abschlusskonferenz/

Kunststoffemission in Böden
Um untersuchen zu können, ob der Einsatz von Mulchfolien auf Böden kritische Kunststoffemissionen verursacht, entwickelten die Forschenden zunächst eine umfassende Teststrategie. Diese ermöglichte es, Informationen zu Menge, Typ und Größe der Kunststoffpartikel sowie zu ihrem Transportverhalten und Verbleib im Boden zu gewinnen. Der erste Schritt bestand in der Entwicklung geeigneter Test-Methoden zur Bestimmung von Polymermenge, Polymerart und Polymergröße. Einsatz fanden besonders die Thermoextraktions-Desorptions-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (TED-GC-MS), FT-IR-Spektrometrie und die konfokale Raman-Mikroskopie (CRM).

In Laborständen untersuchten sie parallel die Verwitterung von Folien in Böden und in Drainagewasser sowie das Adsorptionsverhalten von Folien in Bezug auf Schadstoffe. Ein weiterer Untersuchungsschwerpunkt bestand in der möglichen Toxizität der Folien auf aquatische und terrestrische Organismen. Die Ergebnisse dieser Experimente boten wertvolle Rückschlüsse zum Verhalten und Verbleib landwirtschaftlicher Folien in der Umwelt.

Über mehr als 12 Monate hinweg erforschte das Team zudem den Transport der in den Folien eingesetzten Polymere in Freilandlysimetern. Hierbei analysierten sie sowohl den Transport im Boden als auch die Aufnahme in Pflanzen. Die Ergebnisse erlauben Rückschlüsse zur Frage, ob Polymerpartikel aus dem Boden ins Grundwasser eintreten oder durch eine Aufnahme in Pflanzen in die Nahrungskette gelangen können.

Mikrobielles Upcycling durch Bakterien
Eine vielversprechende Lösung zum Abbau und zur Nutzbarmachung von Mulchfolienresten scheinen mikrobielle Upcycling-Ansätze zu bieten. Diese nutzen Mikroorganismen, welche in der Lage sind, Kunststoff-Moleküle im Rahmen von Stoffwechselprozessen umzuwandeln.

Hierbei können sie Moleküle von industriellem Interesse produzieren, beispielsweise das Biopolymer PHA. Eine Optimierung der Stoffwechselwege des Mikroorganismus Cupriavidus necator demonstrierten die Forschenden erfolgreich am Beispiel von PBAT-Monomeren und realisierten dort eine effektive Umwandlung zum Biopolymer PHA. Diese stoffliche Nutzung von Mulchfolien durch mikrobielles Upcycling kann zukünftig zu einer signifikanten Verbesserung der Ökobilanz landwirtschaftlicher Folien beitragen. Das Projekt iMulch wird mit Mitteln aus dem Europäischen Fond für regionale Entwicklung (EFRE) „Investitionen in Wachstum und Beschäftigung“ gefördert.

Industrietextilien müssen in der Nutzung hohen Anforderungen gerecht werden, was eine komplexe und oft auch ressourcenintensive Herstellung bedeutet. Wie sich in diesem Prozess Material und Energie sparen lassen, zeigt die Prozesskette „Industrietextilien“ des VDI Zentrums Ressourceneffizienz (VDI ZRE) anhand von Beispielen und aktuellen Forschungsvorhaben.

Die Anforderungen an Industrietextilien sind deutlich höher und vielfältiger als an solche Textilien, die im Alltag verwendet werden. Im industriellen Kontext eingesetzte Filterstoffe, Verpackungsmaterialien oder Beschichtungsträger werden meist aus hochspezialisierten Chemiefasern und unter hohem Einsatz von Energie und Wasser hergestellt. Oft besteht ein großes Einsparpotenzial.

Unternehmen bilden in der Regel nicht den kompletten Herstellungsprozess von der Faserherstellung bis zum fertigen textilen Produkt ab. Vielmehr spezialisieren sich die Unternehmen zunehmend auf einzelne Aktivitäten entlang der textilen Kette. Die Online-Prozesskette des VDI ZRE veranschaulicht den gesamten Herstellungsprozess und gibt gezielt Einblicke in die Einzelschritte. Beispiele verdeutlichen, welche Einsparungen andere Unternehmen bereits in einem ähnlichen Umfeld erreicht haben. Forschungsvorhaben zeigen, auf welche zukünftigen technischen Entwicklungen sich die Unternehmen einstellen sollten, um diese für ihre eigenen Innovationen nutzen zu können.

Natürliche Ressourcen sparen
Entlang des gesamten Herstellungsprozesses lassen sich Verbräuche von natürlichen Ressourcen reduzieren, unter anderem durch die Anpassung von Produktionsschritten oder den intelligenten Einsatz von Mess- und Regelungstechniken. Ein Beispiel zeigt, dass sich Schlichtemittel im Abwasser durch Ultrafiltration soweit anreichern lässt, dass es dem Schlichtmittelvorgang wieder zugeführt werden kann. Die Rückgewinnungsquote des Schlichtemittels beträgt in diesem Beispiel ca. 80 %. Dies hat zur Folge, dass auch der Chemische Sauerstoffbedarf (CSB-Fracht) im Abwasser um 30 bis 70 % sinkt.

Neben der konkreten Einsparung der Rohstoffe behandelt die Prozesskette auch, wie die eingesetzten Chemikalien verfolgt und analysiert werden können. So lässt sich ermitteln, auf welche Chemikalien aus Gründen des Umweltschutzes verzichtet werden sollte und welche Alternativen es gibt.

Die Prozesskette wird regelmäßig aktualisiert. Dabei ist das Kompetenzzentrum offen für einen Austausch mit Unternehmen, die Industrietextilien bzw. Teile davon herstellen. Erstellt wurde die Prozesskette im Auftrag des Bundesumweltministeriums.

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