Aus der Branche

Rund 5000 Windeln verbraucht ein Baby bis zum Alter von drei Jahren. Trotz des bequemen Handlings von Einwegwindeln suchen Eltern zunehmend nach gesunden und nachhaltigen Alternativen, um Müll zu vermeide. Allein in Deutschland werden täglich 10 Millionen Windeln entsorgt.

Wege, um dieses Dilemma zu lösen, wären Einwegprodukte aus biobasierten oder biologisch abbaubaren Materialien oder wiederverwendbare Produkte mit einer längeren Lebensdauer.

Das Gründerteam Luisa Kahlfeldt und Caspar Böhme verbindet mit ihren „Sumo Windeln“ beides. Diese wiederverwendbare Stoffwindel besteht vollständig aus nachhaltigen Materialien bei hoher Leistung und innovativem Design.

Die Sumo Windel ist eine passgenaue Stoffwindel, die aus einer wasserdichten Hülle und saugfähigen Einlagen besteht. Dabei ist die Hülle derart vernäht, dass sich eine Tasche bildet: hier wird die Saugeinlage rutschsicher eingebracht.

Um die Leistungsfähigkeit dieser Saugeinlage zu steigern, arbeitet das Team von Sumo mit dem Viskosespezialfaserhersteller Kelheim Fibres zusammen, der jahrzehntelange Erfahrung aus dem Hygienebereich mitbringt, insbesondere für sensible Anwendungen, in denen hohe Saugkraft gefordert ist (wie z.B. Tampons). Gemeinsam haben Sumo und Kelheim Fibres eine leistungsstarke Saugeinlage entwickelt, die ohne fossile Materialien auskommt.

Die Basis sind funktionalisierte Spezialviskosefasern mit angepassten Querschnitten. Um die Waschbarkeit des Produkts zu gewährleisten, werden vernadelte / thermisch verfestigte Vliese mit einer Mischung aus Spezialviskose- und PLA-Bikomponentenfasern eingesetzt. PLA steht für Polymilchsäure aus natürlichen und nachwachsenden Rohstoffen. Mit der Verbindung von Nonwovens, die sonst v.a. im Single-Use-Bereich eingesetzt werden, und wiederverwendbaren Produkten beschreiten Sumo und Kelheim Fibres einen neuen Weg.

Im Inneren der Einlage punkten die Spezialfasern aus Kelheim mit ihren besonderen Eigenschaften: In der Verteilerschicht (ADL) bilden sich durch den trilobalen Querschnitt der Galaxy®-Faser Kapillarkanäle, die eine effiziente und optimierte Flüssigkeitsverteilung und somit eine optimale Nutzung der Kapazität des Saugkörpers ermöglichen und niedrigste Rücknässewerte bieten.

Im Saugkern speichert die segmentierte Hohlfaser Bramante Flüssigkeit nicht nur zwischen, sondern auch im Inneren der Faser. Dort bleibt die Flüssigkeit auch, wenn Druck auf die Konstruktion ausgeübt wird, was für überzeugende Rücknässewerte sorgt. Bramante kann bis zu 260 % ihres Eigengewichts an Flüssigkeit aufnehmen, Baumwolle erreicht Werte von ca. 50 %.

Die innovative Vlieskonstruktion mit den Spezialfasern aus Kelheim schneidet in Tests im Hinblick auf Luftdurchlässigkeit, Flüssigkeitsaufnahme und Rücknässen deutlich besser ab als marktübliche Lösungen aus synthetischen Fasern oder Baumwolle in gestrickten Strukturen und hat den Sumo Windeln einen Platz unter den Finalisten für den IDEA® Long-Life Product Achievement Award eingebracht.

Die Markteinführung ist für den 1. Mai geplant.

• Composites in der Bau-Industrie - Der Leichtbaustoff für die Zukunft

Der Bau mit faserverstärkten Materialen bietet öffnet der Bauindustrie völlig neue Möglichkeiten. Technisch, gestalterisch, organisatorisch. Das liegt zum einen an den hervorragenden Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen (FVW) und zum anderen daran, dass das Material – anders als etwa Holz oder Stein – für seinen Einsatz nicht be- und verarbeitet, sondern eigens hergestellt wird.

Herausragende Eigenschaften – technisch, gestalterisch, organisatorisch
Faserverbundwerkstoffe bringen eine ganze Reihe von technischen Eigenschaften für innovatives und nachhaltiges Bauen mit:
•    hohe mechanische Festigkeit
•    niedriges Gewicht
•    hohe Korrosionsbeständigkeit
•    geringe Materialermüdung
•    niedrige Wärmeleitfähigkeit der Kunststoffmatrix
•    Frost- und Tausalzbeständigkeit
•    gute Drapierfähigkeit

Außerdem bieten Faserverbundwerkstoffe zahlreiche Gestaltungsmöglichkeiten für neuartige und außergewöhnliche Neubau- und Instandhaltungsprojekte:
•    einzigartige Vielfalt an Formen
•    unterschiedliche Strukturen der Textilien
•    großes Spektrum an Farben und Farbkombinationen
•    Lichtdurchlässigkeit der Kunststoffmatrix
Dank dieser Eigenschaften lassen sich mit Composites farbige, phosphoreszierende, thermochrome oder – durch dauerhaft in die Matrix integrierte LEDs oder lichtleitende Fasern – leuchtende Bauteile herstellen.

Hinzu kommen organisatorische Vorteile für Planungs-, Bau- und Instandhaltungsarbeiten mit faserverstärkten Werkstoffen:
•    einfachere Handhabung und Montage der – verglichen mit Stahl, Beton oder Holz – sehr viel leichteren und flexibleren Bauteile
•    geringere Montagezeiten
•    reduzierte Baustellenzeiten bei der Instandhaltung von Straßen und Brücken
•    kürzere Lieferzeiten
•    Möglichkeit zur Integration von elektronischen Überwachungssystemen

Individuelle Composite Textiles – für jedes Leichtbau-Projekt
Die Composites-Expertinnen und -Experten von vombaur entwickeln und fertigen Webbänder und nahtlos rund- oder in Form gewebte Textilien aus Carbon, Glas, Flachs oder anderen Hochleistungsfasern an speziellen Webanlagen für individuell spezifizierte Rund- und Formgewebe – und bieten deshalb für jedes Leichtbau-Projekt die optimale Faser-Grundlage.   

„Ganz gleich, ob es ein Neubau- oder ein Sanierungsprojekt ist, ob es um eine Fassadengestaltung, eine Brücke oder eine Treppe geht – als Entwicklungspartner für Composite Textiles besitzen wir jede Menge Erfahrung mit Composites für anspruchsvolle Aufgaben“, betont Dr.-Ing. Sven Schöfer, Head of Development and Innovation von vombaur. „Wir entwickeln, bemustern und fertigen Webbänder und nahtlos rund- oder in Form gewebte Textilien – gemeinsam mit den Entwicklungsteams der Kundenunternehmen und individuell für die jeweiligen Projekte.“ So entstehen neuartige und einzigartige Leichtbauteile aus Hochleistungstextilien für visionäre Projekte.

• Ressourcenschonende Alternative für Gemüseanbau

Der Trend geht in Richtung nachhaltige Ernährung, immer mehr stehen Qualität und Regionalität im Fokus. Eine große Herausforderung gerade für dicht besiedelte Räume. Die Stadt Düsseldorf ist in diesem Bereich sehr aktiv und entwickelt neue Konzepte für die Innenstadt. So wird die Realisierung einer vertikalen Indoor Farm direkt am Carlsplatz untersucht, die nach dem Vorbild des Oberhausener ALTMARKTgartens ressourcenschonend pflanzliche Lebensmittel produziert. Im Auftrag der Stadt Düsseldorf erstellt das Fraunhofer UMSICHT aktuell eine Machbarkeitsstudie.

Anders als in der konventionellen Landwirtschaft werden beim sogenannten Vertical Farming Gemüse, Salat oder Kräuter nicht auf Feldern, sondern z. B. an Fassaden oder auf Gebäudedächern angebaut. »Gerade die großen Dachflächen innerstädtischer Gebäude bieten gute Voraussetzungen, um platzsparend zu produzieren«, erklärt Volkmar Keuter vom Fraunhofer UMSICHT, Leiter der Machbarkeitsstudie.

Südlich der Düsseldorfer Altstadt liegt mit dem Carlsplatz der älteste noch betriebene Marktplatz der Stadt. Das Angebot ist groß: Es gibt Exotisches, aber auch mehr und mehr regionale Produkte zu kaufen. Dieser Trend deckt sich mit dem Wunsch vieler Marktbesucherinnen und Marktbesucher nach einer größeren Auswahl nachhaltig produzierter Lebensmittel. Dazu beitragen könnte in Zukunft eine Indoor Farm direkt am Carlsplatz.

Innerhalb der Machbarkeitsstudie werden auch mögliche Verknüpfungen und Synergieeffekte zu anderen Standorten betrachtet. Das Auftaktgespräch mit Vertreterinnen und Vertretern der Stadt Düsseldorf fand am 28. Juli 2021 statt.

Oberhausen als Vorbild für klimaschonenden urbanen Anbau
Gut 30 km nördlich zeigt der ALTMARKTgarten in Oberhausen eine Variante, wie die geplante Indoor Farm in Düsseldorf aussehen könnte. Nach dem am Fraunhofer UMSICHT entwickelten inFARMING®-Konzept werden hier seit 2019 landwirtschaftliche Produkte auf dem Dach des Jobcenters angebaut. Der Anbau erfolgt hydroponisch, d. h. die Pflanzen werden erdfrei durch eine wässrige Lösung ernährt. »So wird sichergestellt, dass die Pflanzen genau die Wasser- und Nährstoffmenge zugeführt bekommen, die sie zum jeweiligen Zeitpunkt benötigen«, erklärt Volkmar Keuter. Zudem befinde sich der Standort sehr zentral, wodurch lange Lieferketten entfallen, Transportkosten minimiert werden und der Verkehr entlastet wird. Die hergestellten Produkte sind dadurch nicht nur qualitativ hochwertig, sondern auch nachhaltig.

Im ALTMARKTgarten wird nicht nur produziert, er ist gleichzeitig auch Forschungsobjekt des Fraunhofer UMSICHT. Ein interdisziplinäres Team entwickelt die gebäudeintegrierte Landwirtschaft weiter und arbeitet an neuen Technologien. Denn die Nutzung bestehender Strukturen – in diesem Fall das Dach – ist das eine. Das andere sind die technischen Komponenten, zu denen neben einer optimalen Beleuchtung vor allem die Nutzung der vorhandenen Ressourcen zählt. Das Gebäude liefert nämlich Abwärme und Abwasser, die für das Pflanzenwachstum eingesetzt werden können.
Akzeptanz in der Bevölkerung

In den kommenden sechs Monaten prüfen Forschende des Fraunhofer UMSICHT gemeinsam mit einem interdisziplinären Team, bestehend aus der Wolfgang Block Industrie- und Gartenbau GmbH & Co. KG (technische und pflanzenbautechnische Konzeption) und PASD Feldmeier • Wrede Architekten BDA Stadtplaner SRL PartG mbB (städtebauliche Analyse, Integration des Vertical Farming in ein bauliches Konzept und in die städtebauliche Umgebung) die Umsetzung des inFARMING®-Konzepts auf den Carlsplatz.

Neben einer detaillierten Standortanalyse und der Formulierung konkreter Ziele wird es auch eine Beteiligung der Bewohnerinnen und Bewohner sowie der ansässigen Händler geben.
Die Studie soll im Dezember 2021 abgeschlossen werden.

• Bio-Baumwoll-Projekt mit gedeihlichen Aussichten

Dibella beteiligt sich an einem Gemeinschaftsprojekt zur Förderung des Bio-Baumwoll-Anbaus in Indien. Das Vorhaben will durch gezielte Schulungsmaßnahmen und durch Zahlung von Prämien an Kleinbauern den ökologischen Anbau protegieren, die Umstellung von konventioneller auf ökologische Baumwolle unterstützen, eine Steigerung der Ernteerträge und gleichzeitig eine bessere Faser-Qualität erreichen.

Der Bedarf an ökologisch angebauter Bio-Baumwolle steigt rasant, aber die Ernteerträge bleiben deutlich hinter der globalen Nachfrage zurück. Das von Entwicklungsminister Dr. Gerd Müller initiierte Bündnis für Nachhaltige Textilien (Berlin) will daher mit praxisnahen Lösungen die Bio-Baumwoll-Volumen für seine Mitgliedsunternehmen steigern. In Kooperation mit der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) fördert es nun ein zukunftsweisendes Projekt, zu dem Dibella den Anstoß gegeben hat.

„In Indien sind vor allem Kleinstfarmen und dörfliche Kooperativen im biologischen Baumwoll-Anbau tätig. Durch Umstellung zusätzlicher Flächen und eine nachhaltige Bewirtschaftung könnten die Erträge und die Faserqualität von organischer Baumwolle gesteigert werden. Die Initiative Chetna Organic, mit der wir seit vielen Jahren erfolgreich zusammenarbeiten, berät die Farmer bei diesen Prozessen. Sie unterstützt die Bauern und Dorfgemeinschaften mit gezielten Schulungen, Trainings und praktische Hilfestellungen im ökologischen Landbau und bereitet damit den Boden für bessere Einkommens- und Lebensbedingungen in den Familien“, sagt Ralf Hellmann, Geschäftsführer von Dibella.

Mehrere Bündnispartner - Dibella, Fairtrade Germany, GIZ, Organic Cotton Accelerator (OCA) sowie Tchibo – haben die vorbildliche Initiative zum Anlass genommen, den An- und Ausbau von Bio-Baumwolle in Indien voranzubringen. In Zusammenarbeit mit Chetna Organic fördern sie im Rahmen des „Pilotprojekts Organic Cotton“ schwerpunktmäßig indische Frauen-Kooperativen, Bäuerinnen sowie Familien bei der Gewinnung von Bio-Baumwolle. Tchibo und Fairtrade bezuschussen Kleinstfarmen während der Umnutzungsphase der Felder (erst vier Jahre nach der Umstellung werden die Fasern als Bio-Baumwolle anerkannt) und beteiligen sich an der Bereitstellung von der in Indien zur Mangelware gewordenen gentechnikfreiem Saatgut. Gemeinsam mit Dibella finanzieren sie Schulungen, die eine optimale Nutzung natürlicher Regenfälle sowie effiziente, ökologische Anbau-Methoden lehren und in Folge zu einer verbesserten Faserqualität führen. Zudem verpflichten sie sich zu einer langjährigen Abnahme der Fairtrade Bio-Baumwolle.

Ralf Hellmann: „Das Pilotprojekt ermöglicht uns den Ausbau unserer Dibella+ Kollektion, denn es garantiert uns den langfristigen Zugang zu fair gehandelter Bio-Baumwolle. Gleichzeitig verbessert es die Lebensbedingungen der Kleinstbauern und ihrer Familien. Daher hoffen wir, dass „Organic Cotton“ auch in anderen Baumwoll-Anbauregionen Schule macht und den ökologischen Landbau in Indien nach vorne bringt.“

• ARMEDANGELS: Wie das nachhaltige Modelabel mit Shopware 6 auf Zukunftsfähigkeit setzt

Die Marke ARMEDANGELS darf sich heute zu den größten Eco & Fair Fashion Labels Europas zählen. Ein Team von fast 100 Mitarbeitern sorgt dafür, dass nachhaltige Mode sowohl über den erfolgreichen Shopware 6 Onlineshop als auch in rund 900 stationären Ladengeschäften verschiedener Handelspartner europaweit Kunden glücklich macht. Doch wie kam es zu dieser Erfolgsgeschichte?

Nachhaltigkeit ist nicht nur ein Trend, es ist eine Lebenseinstellung – insbesondere für die Gründer der Fashionbrand ARMEDANGELS. Das beweist allein die Tatsache, dass sich Martin Höfeler und Anton Jurina bereits 2007 dazu entschieden, sich von der bisherigen Mode-Industrie abzugrenzen und mit fairer Produktion und ökologischen Materialen neue Maßstäbe zu setzen. Weg von schnelllebigen Modetrends, unwürdigen Arbeitsbedingungen in den Produktionsstätten, hin zu zeitlosem Design, nachhaltigen und regenerativen Materialien, fairen Arbeitsbedingungen und fairer Bezahlung. Ausgezeichnet wurde das Label mit dem Fairtrade- und GOTS-Zertifikat und ist überdies Mitglied der Fair Wear Foundation.

Headless und API-first-Ansatz überzeugen ARMEDANGELS
Auch mit ihrem Onlineshop setzt das Kölner Unternehmen auf Innovationskraft und entschied sich für den Wechsel von Magento zu Shopware. „Wir wollten ein neues modernes System, das schnell ist, mobiles Shoppen in der Zukunft durch PWA noch einfacher machen kann und uns genügend Flexibilität und Einfachheit bei der Content Erstellung bietet“, erklärt Kristof Kruse, System Owner Webshop bei ARMEDANGELS, die Entscheidung für Shopware 6. Diese Version erfüllt die Anforderungen perfekt, schließlich bietet es die perfekte Grundlage für Headless E-Commerce und ermöglicht durch die neuen Erlebniswelten das einfache Erstellen von kanalübergreifenden Einkaufserlebnissen ohne technisches Vorwissen.
Mit ihrem bisherigen Shopsystem Magento stieß das Modeunternehmen an Grenzen: Der Hersteller stellte den Support für die eingesetzte Version Magento 1 ein und auch dem zunehmenden Mobile Traffic war das System nicht mehr gewachsen.

In nur sechs Monaten von Magento zu Shopware migriert
Bei der Umsetzung wurde das Unternehmen von der Shopware Agentur dasistweb begleitet. In nur sechsmonatiger Relaunchzeit wurde ein weltweiter Onlineshop auf Basis der Shopware Enterprise Edition konzipiert und livegestellt. „In partnerschaftlicher Zusammenarbeit zwischen ARMEDANGELS und uns entstand Hand-in-Hand das Konzept für den neuen Shop“, blickt Martin Weinmayr, CEO von dasistweb auf den Projektverlauf zurück.

„Mit einer Art ‚agilem Wasserfallprojekt‘ konnten Konzept- und Umsetzungsphase so parallelisiert werden, dass finalisierte Konzept-Bereiche bereits umgesetzt wurden, während noch an Konzepten für weitere Features gefeilt wurde. So konnte ARMEDANGELS beispielsweise ein sehr früher Start für die Content-Pflege ermöglicht werden, was unter anderem zu einer optimalen und verkürzten Projektlaufzeit verhalf“, beschreibt Weinmayr weiter.

Shopware Erlebniswelten: Einfache und schnelle Ausspielung bringen hohe Zeitersparnis
Schon nach kurzer Zeit konnte das E-Commerce-Team von ARMEDANGELS konkrete Vorteile durch den Relaunch für sich erkennen. „Wir profitieren von schnelleren Ladezeiten und einer viel schnelleren und einfacheren Landingpage-Erstellung, ohne Developer-Bedarf. Die Shopware Erlebniswelten sorgen für eine erhebliche Zeitersparnis in unserem Team“, so Kruse.

10 %-ige Steigerung des Umsatzes und der Conversion-Rate durch den Einsatz von Shopware
Auch die automatisierte Verzahnung von Shopware und ERP sorgen für große Erleichterung, so erfolgt die Retourenerstattung jetzt ganz automatisch unter Berücksichtigung der verwendeten Rabatte. Mit der Migration die richtige Entscheidung getroffen zu haben, beweisen auch die verbesserten KPIs, so steigerten sich durch den Einsatz von Shopware Umsatz und (mobile) Conversion um satte 10 %.
Fazit und Ausblick: Onlineshop stellt sich noch internationaler auf „Wir freuen uns über die sehr gute Teamzusammenarbeit mit dasistweb und Shopware, wodurch ein absolut rundes Projekt entstanden ist, welches wir auch zukünftig weiter vorantreiben werden. So planen wir konkret durch den Einsatz länderspezifischer Stores, eigenen Währungen und neuer Sprachen die Internationalisierung zu stärken“, blickt Kruse gespannt nach vorne. Auch hierfür bieten sich für ARMEDANGELS mit Shopware 6 durch Fähigkeiten wie Multi-Währung und Multi-Language oder konfigurierbare Steuerkalkulationen beste Voraussetzungen. Martin Weinmayr fasst das Projekt ebenfalls überaus positiv zusammen: „Insgesamt sind wir sehr stolz auf das, was zusammen geleistet wurde und wir freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit, in der wir die Plattform Monat für Monat optimieren und ausbauen – ganz nach dem Motto THINK – CONCEPT – CODE – DEPLOY – MEASURE – REPEAT“.

•  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.

• Kohlenstoff mit mehreren Leben

Geht es um die Zukunft der motorisierten Mobilität, reden alle vom Antrieb: Wie viel E-Auto, wie viel Verbrenner verträgt die Umwelt und braucht der Mensch? Zugleich stellen neue Antriebe erhöhte Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosse: Für solch anspruchsvolle Anwendungen kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz. Wie der Antrieb der Zukunft, sollten auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein. Deshalb ist Recycling von Carbonfasern gefragt. Lösungen dafür haben Institute der Zuse-Gemeinschaft entwickelt.

Carbonfasern, auch als Kohlenstofffasern oder verkürzt als Kohlefasern bekannt, bestehen fast vollständig aus reinem Kohlenstoff. Sehr energieaufwändig wird er bei 1.300 Grad Celsius aus dem Kunststoff Polyacrylnitril gewonnen. Die Vorteile der Carbonfasern: Sie haben kaum Eigengewicht, sind enorm bruchfest und stabil. Solche Eigenschaften benötigt man z.B. am Batteriekasten von E-Mobilen oder in Strukturbauteilen der Karosserie. So arbeitet das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) aktuell gemeinsam mit Industriepartnern daran, statisch-mechanische Stärken der Carbonfasern mit Eigenschaften zur Schwingungsdämpfung zu verknüpfen, um die Gehäuse von E-Motoren im Auto zu verbessern. Angedacht ist in dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt die Entwicklung sogenannter Hybridvliesstoffe, die neben der Carbonfaser als Verstärkung weitere Faserstoffe enthalten. „Wir wollen, die Vorteile unterschiedlicher Faserstoffe verbinden und so ein optimal auf die Anforderungen abgestimmtes Produkt entwickeln“, erläutert Marcel Hofmann, STFI-Abteilungsleiter Textiler Leichtbau.

Damit würden die Chemnitzer Forschenden bisherige Vliesstoff-Lösungen ergänzen. Sie blicken auf eine 15-jährige Geschichte in der Arbeit mit recycelten Carbonfasern zurück. Der globale Jahresbedarf der hochwertigen Fasern hat sich im vergangenen Jahrzehnt fast vervierfacht, laut Angaben der Industrievereinigung AVK auf zuletzt rd. 142.000 t. „Die steigende Nachfrage hat das Recycling immer stärker in den Fokus gerückt“, betont Hofmann. Carbonfaserabfälle sind ihm zufolge für etwa ein Zehntel bis ein Fünftel des Preises von Primärfasern erhältlich, müssen aber noch aufbereitet werden. Dreh- und Angelpunkt für den Forschungserfolg der recycelten Fasern sind konkurrenzfähige Anwendungen. Die hat das STFI nicht nur am Auto, sondern auch im Sport-Freizeitsektor sowie in der Medizintechnik gefunden, so in Komponenten für Computertomographen. "Während Metalle oder Glasfasern als potenzielle Konkurrenzprodukte Schatten werfen, stört Carbon die Bilddarstellung nicht und kann seine Vorteile voll ausspielen“, erläutert Hofmann.

Papier-Knowhow nutzen
Können recycelte Carbonfasern nochmals den Produktkreislauf durchlaufen, verbessert das ihre CO2-Bilanz deutlich. Zugleich gilt: Je kürzer die Carbonfasern, desto unattraktiver sind sie für die weitere Verwertung. Vor diesem Hintergrund entwickelten das Forschungsinstitut Cetex und die Papiertechnische Stiftung (PTS), beide Mitglieder der Zuse-Gemeinschaft, im Rahmen eines Forschungsvorhabens ein neues Verfahren, das bislang wenig geeignet erscheinende Recycling-Carbonfasern ein zweites Produktleben gibt. „Während klassische Textilverfahren die ohnehin sehr spröden Recycling-Carbonfasern in Faserlängen von mind. 80 mm trocken verarbeiten, beschäftigten wir uns mit einem Verfahren aus der Papierindustrie, welches die Materialien nass verarbeitet. Am Ende des Prozesses erhielten wir, stark vereinfacht gesprochen, eine flächige Matte aus recycelten Carbonfasern und Kunststofffasern“, erläutert Cetex-Projektingenieur Johannes Tietze das Verfahren, mit dem auch 40 mm kurze Carbonfasern zu attraktiven Zwischenprodukten recycelt werden können. Das danach in einem Heißpressprozess entstandene Erzeugnis dient als Grundmaterial für hochbelastbare Strukturbauteile. Zusätzlich wurden die mechanischen Eigenschaften der Halbzeuge durch die Kombination mit endlosfaserverstärkten Tapes verbessert. Das Recyclingprodukt soll, so die Erwartung der Forschenden, glasfaserverstärkten Kunststoffen, Konkurrenz machen, z.B. bei Anwendungen im Schienen- und Fahrzeugbau. Die Ergebnisse fließen nun in weiterführende Forschung und Entwicklung im Kooperationsnetzwerk Ressourcetex ein, einem geförderten Verbund von 18 Partnern aus Industrie und Wissenschaft.

Erfolgreiche Umsetzung in der Autoindustrie
Industriereife Lösungen für die Verwertung von Carbonfaser-Produktionsabfällen werden im Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) entwickelt. Mehrere dieser Entwicklungen wurden mit Partnern beim Unternehmen SGL Composites in Wackersdorf industriell umgesetzt. Die Aufbereitung der so genannten trockenen Abfälle, hauptsächlich aus Verschnittresten, erfolgt nach einem eigenen Verfahren. „Dabei führen wir die geöffneten Fasern verschiedenen Prozessen zur Vliesherstellung zu“, sagt die zuständige Abteilungsleiterin im TITK, Dr. Renate Lützkendorf. Neben den Entwicklungen für den Einsatz z.B. im BMW i3 in Dach oder Hintersitzschale wurden im TITK spezielle Vliesstoffe und Verfahren für die Herstellung von Sheet Molding Compounds (SMC) etabliert, das sind duroplastische Werkstoffe, die aus Reaktionsharzen und Verstärkungsfasern bestehen und zum Pressen von Faser-Kunststoff-Verbunden verwendet werden. Eingang fand dies z.B. in einem Bauteil für die C-Säule des 7er BMW. „In seinen Projekten setzt das TITK vor allem auf die Entwicklung leistungsfähigerer Prozesse und kombinierter Verfahren, um den Carbonfaser-Recyclingmaterialien auch von den Kosten her bessere Chancen in Leichtbauanwendungen einzuräumen“, betont Lützkendorf. So liege der Fokus gegenwärtig auf dem Einsatz von CF-Recyclingfasern in thermoplastischen Prozessen zur Platten- und Profilextrusion. „Ziel ist es, die Kombination von Kurz- und Endlosfaserverstärkung in einem einzigen, leistungsfähigen Prozess-Schritt zu realisieren.“

• Gemeinsame Sache für mehr Nachhaltigkeit: Barriere-Verpackungspapier- trifft Maschinenhersteller

Die Entwicklung nachhaltiger Wertschöpfungsketten und ressourcenschonender Verpackungsprozesse treibt die Verpackungsindustrie um. Im Zuge dessen haben sich der Maschinenhersteller Rovema und der Spezialpapierhersteller Sappi, zwei international anerkannte Vorreiter zum Thema „Sustainability“ in einer strategischen Partnerschaft zusammengefunden. Ihre bisherige gemeinsame Entwicklungsleistung krönen beide Unternehmen jetzt mit dem ersten erfolgreich umgesetzten Projekt für einen namhaften Hersteller von Cerealien, der seine vollautomatische Produktion auf papierbasierte, siegelfähige Barriere-Standbeutel umgestellt hat.

•     Papierbasierte Barriere-Verpackungslösungen
•     Hohe Präzision im Zusammenspiel von Material und Maschine
•     Leistungsverlust bei Materialumstellung minimiert

Sappi ist führender Anbieter von nachhaltigen Holzfaserprodukten und -lösungen. Besonders mit seinem Wissen im Bereich Verpackungs- und Spezialpapiere mit integrierten Barriereeigenschaften und Siegelfähigkeit rückte Sappi in den Fokus von Rovema. Der Verpackungsmaschinenhersteller aus Fernwald, Deutschland, bestrebt – wie Sappi auch – im Rahmen des fest verankerten Leitbildes die stetige Weiterentwicklung als „Sustainable Company“. Neben dem Ansatz, die bestehende Maschinentechnologie, beispielsweise die Lebensdauer von Verschleißteilen und die Kreislaufwirtschaft insgesamt zu optimieren, liegt ein besonderes Augenmerk von Rovema auf der Möglichkeit zur Umstellung der Verpackungsmaterialien: Reduzierung von Kunststofffolien, hin zu mehr papierbasierten Lösungen und recyclingfähigen Materialien aus Kunststoff.

Sappi überzeugte durch die hervorragende Qualität seiner Produkte, der Beratung, dem Portfolio sowie den ausgezeichneten Eigenschaften seiner Barriere-Papiere. Seit 2018 arbeiten die beiden Unternehmen als Kooperationspartner zusammen und entwickeln gemeinsam integrierte Verpackungslösungen als Gesamtpaket für Kunden, die sich nachhaltig und damit zukunftsfähig im Markt positionieren möchten.

 Papierbasierte Packstoffe im Verpackungsprozess

„Es gibt nur wenige Papierhersteller, die entscheidende Eigenschaften wie Barrierefunktionen und Siegelfähigkeit so gekonnt miteinander verknüpfen können“, erzählt Peter Lökös, Vice President Sales der Rovema GmbH, über die Anbahnung der Kooperation mit Sappi. „Uns war von Anfang an klar, dass wir in der Entwicklung unserer Kundenprojekte in direkter Kooperation mit Sappi maximal profitieren können. Das große Know-how des Spezialpapierexperten hat uns dann auch entscheidend vorangebracht.“ Denn anders als beispielsweise Standbodenbeutel und Flachbeutel aus Verbundstoffen, müssen die nachhaltigeren, papierbasierten Alternativen wesentlich behutsamer im Produktionsprozess behandelt werden. So toleriert Papier in einem automatisierten Verpackungsprozess nur wenig Zugübertragung und kann leichter reißen. Auch beim Befüllen muss in der Regel viel stärker auf die Durchstoßfestigkeit des verwendeten Papiers geachtet werden.

René Köhler, Head of New Business Development Packaging Solutions, Division Innovation & Sustainability bei Sappi, weiß, wie wichtig eine genaue Bedarfsabfrage und -analyse für die Auswahl der geeigneten Papierqualitäten ist: „Es muss kein Hochbarrierepapier wie das Sappi Guard OHG eingesetzt werden, sofern auch eine abgestufte Variante wie das Sappi Guard Nature MS optimalen Schutz und Funktion abbilden kann. Um im Ergebnis Champions League Niveau zu erreichen, ist jedes Detailwissen zu den Produktanforderungen einerseits sowie zu den spezifischen Eigenschaften der unterschiedlichen Papiere andererseits von großer Bedeutung für die letztendliche Wahl des Packstoffes.“

Präzision der Performance macht den Unterschied

Für einen erfolgreichen Einsatz von umweltschonenden Verpackungsmaterialien ist des Weiteren eine hohe Präzision im Gesamtbewegungsablauf der Maschinenanlage gefragt – ein Alleinstellungs-merkmal von Rovema. Der Maschinenhersteller setzt im Vergleich zum Wettbewerb auf eine komplett servomotorisch gesteuerte Förder- und Siegeltechnologie. Zusätzlich werden sämtliche Schritte vom Formen bis zum Verschließen der Beutel bis ins kleinste Detail perfekt synchronisiert, um die Belastung auf den Packstoff zu minimieren.

Bild 1: Peter Lökös, Vice President Sales, Rovema GmbH.

Bild 2: René Köhler, Head of New Business Development Packaging Solutions, Division Innovation & Sustainability bei Sappi.

Bild 3: Erster gemeinsamer Kooperationserfolg: Rovema und Sappi entwickeln für einen namhaften Hersteller von Cerealien eine vollautomatische Produktionslinie mit einem papierbasierten, siegelfähigen Barriere-Standbeutel.

Bild 4: Durch hohe Präzision und perfekte Synchronisation des Gesamtbewegungsablauf der Maschinenanlage wurde die üblichen Leistungsverluste von 30 Prozent und mehr bei der Umstellung auf papierbasiertes Verpackungsmaterial im Pilotprojekt auf nur 10 bis 15 Prozent reduziert.

• Der extrem haltbare und nachhaltige Penguin Snowsuit gewinnt zum siebten Mal in Folge den renommierten Bäst-i-Test Award.

Der wahrhaftig nachhaltige Hersteller von Kinder-Outdoor-Bekleidung und -Accessoires, Isbjörn of Schweden, feiert erneut, nachdem er zum siebten Mal den begehrten Bäst-i-Test (Best in Test) Award in der Premium-Kategorie für seinen meistverkauften Penguin Schneeanzug erhalten hat.

Bei dem renommierten Feldtest, der vom skandinavischen Online-Testinstitut Bäst-i-Test ausgeführt wird, wurden während einer langen und harten Wintersaison in Schweden verschiedene Winteroveralls in einer Kindertagesstätte einer Waldschule über einen Zeitraum von drei Monaten getestet. Die Produkte wurden dazu täglich bei jedem Wetter und nach Outdoor-Aktivitäten mit wiederholtem Waschen und Trocknen im Trockner eingesetzt.

Der Penguin Schneeanzug erhielt 10 von 10 Punkten für Langlebigkeit, hervorragende Funktionalität, Qualität und Komfort – ein Beweis dafür, dass dieser die perfekte Wahl ist, um Kinder bei nassen und kalten Winterbedingungen trocken und thermisch ausgeglichen zu halten.

Mitarbeiter und Eltern, die zusammen mit den Kindern an dem dreimonatigen Testprozess teilgenommen haben, kommentierten gemeinsam: „Dieser robuste und dennoch nachhaltige Schneeanzug beeindruckt nach wie vor, hält allen Arten von Winterwetter stand und jeden einzelnen Tropfen Regen und Schnee fern. Ja, der Pinguin-Schneeanzug ist zunächst eine teurere Langzeit-Anschaffung, aber insgesamt spart die hervorragende Haltbarkeit des Schneeanzugs echtes Geld, da er über Jahre und viele Besitzer hinweg hält. Hergestellt aus hochwertigen und dennoch nachhaltigen Materialien, kann er an Geschwister und Freunde weitergegeben werden. Bei nassem Wetter und thermischer Leistung macht er absolut keine Kompromisse, dabei bietet der Penguin Snowsuit hervorragende Atmungsaktivität und Wasserdichtigkeit und damit Kindern bei allen Outdoor-Abenteuern optimalen Komfort. Es hält viele Winter voller Spaß im Schnee und unsere Kleinen bei nassem Wetter sicher trocken.“

Maria Frykman Forsberg, Mitgründerin und CEO von Isbjörn of Sweden, kommentiert: „Unser strapazierfähiger Penguin Snowsuit, der seit vielen Jahren für seine Langlebigkeit bekannt ist, wurde erneut, zum nun siebten Mal mit diesem prestigeträchtigen Bäst-i-Test ausgezeichnet. Es geht allein um Langlebigkeit, unter Verwendung der nachhaltigsten geprüften bluesign® Materialien wie PrimaLoft Insulation Eco und Bionic Finish Eco, die unseren begehrten Schneeanzug herausragen lassen und die fortwährend vom Bast-i-Test-Team unabhängig bestätigt wird.“

Nachhaltige Lösungen, die überzeugen  

Mit über 6.500 Besuchern und über 2.000 Teilnehmern bei insgesamt 720 Minuten Live-Präsentations-Sessions und vielen Interessenten im Live-Info-Chat war die virtuelle interpack-Messe von Sappi ein enormer Erfolg. Dabei präsentierte Sappi Neuentwicklungen, Ausblicke sowie sein aktuelles Portfolio im Bereich Packaging and Speciality Papers. Neben weiteren Interaktionsmöglichkeiten nutzten die Besucher fleißig die Möglichkeit, mit dem Sales-Team in Kontakt zu kommen.

• Für die Verpackung der Zukunft: nachhaltiges und hochwertiges Papier
• Zweite Generation Barrierepapiere schützt Ware bei Lebensmittelverpackungen optimal
• Treffen den Nerv der Zeit: vollständig recyclebare Verpackungen

Unter dem Motto „Pro Planet: PaperPackaging – welcome to the new pack-age“ stellte der Marktführer in Sachen Functional Paper Packaging bei seiner virtuellen interpack 2020 zahlreiche Möglichkeiten vor, um Food- oder Non-Food-Produkte in nachhaltiges und gleichzeitig hochwertiges Papier zu verpacken. Damit leistet das Unternehmen seinen Beitrag zu den UN-Nachhaltigkeitszielen. Mit der Sappi-Guard-Familie zeigte Sappi Barrierepapiere, die zusätzliche Spezialbeschichtungen oder Laminierungen überflüssig machen und sich im Paperstream recyceln lassen. Sie sorgen mit integrierten Barrieren dafür, dass die Produktqualität von Lebensmitteln und anderen Waren erhalten bleibt. Auf der virtuellen Messe feierte außerdem die zweite Generation der Barrierepapiere Premiere, die noch ökologischer ist. Ein weiterer Schwerpunkt der virtuellen interpack waren siegelfähige Papiere und solche für unterschiedliche flexible Verpackungsanwendungen von Lebensmitteln und Non-Food-Produkten.

Natürlich dreht es sich bei der Messe auch um das Thema Nachhaltigkeit: Algro Nature trifft als heimkompostierbares Papier den Nerv der Zeit nach vollständig recyclebaren Verpackungen. Damit ist und bleibt Sappi seinem Anspruch treu, seinen Kunden immer noch ökologischere Lösungen zum Wohle von Mensch und Umwelt zu präsentieren.

„Wir waren vom Erfolg unserer ersten virtuellen interpack überwältigt, freuen uns aber im Frühjahr 2021 wieder auf die direkten Kontakte in Düsseldorf“, stimmt Thomas Kratochwill, Vice President Sales & Marketing Packaging and Speciality Papers von Sappi Europe auf die verschobene interpack ein.