Aus der Branche

Mimaki Europe, ein führender Hersteller von Inkjetdruckern und Schneideplottern, gab heute die Markteinführung des Mimaki SUJV-160 bekannt. Dieser neue hochwertige Inkjetdrucker ermöglicht die Veredelung von Natur- und Kunstleder.

Der neue großformatige UV-Lösemitteldrucker wird ab Juni 2021 erhältlich sein. Er unterstützt eine Druckbreite von bis zu 1,610 mm und ist somit für die Veredelung von Modeaccessoires, Möbeln sowie Lederkomponenten von Fahrzeugen geeignet.

Die neue Lösung ist das Ergebnis der Forschung und Entwicklung und innovativen Technologie von zwei Marktführern – des Know-hows von Mimaki im Bereich der Drucktechnologie und der UVIQUE-Tintentechnologie von Fujifilm. Die von Fujifilm entwickelte und exklusiv von Mimaki vertriebene UV-härtende Dünnfilm-Lösemitteltinte SU200 zeichnet sich durch hervorragende Flexibilität und Kratzfestigkeit auf Natur- und Kunstleder aus. Dadurch bleiben die Oberflächenstruktur und Haptik des Materials nach dem Druck erhalten. Außerdem wird die Produktivität gesteigert, weil die Weiterverarbeitung ohne Trocknungszeit sofort in Angriff genommen werden kann.

„Mimaki fühlt sich zu fortlaufender Innovation und Weiterentwicklung im Einklang mit den sich ändernden Anforderungen von Druckdienstleistern verpflichtet. Dieses neue Modell ist ein Paradebeispiel dafür. Mit dem Mimaki SUJV-160 wird ein bislang schwieriges Verfahren, nämlich der Druck auf Leder, zu einem einfachen und effizienten Prozess. Gleichzeitig sorgt dieses Verfahren dafür, dass das Endprodukt die Optik und Haptik des Basismaterials beibehält. Dieser Drucker ist das Ergebnis der Reaktion auf das Feedback und die Bedürfnisse unserer Kunden, das hervorragende Ingenieurskunst und außerordentliche Originalität verbindet. In Kombination mit der von Fujifilm entwickelten SU200-Tinte ist der SUJV-160 eine Investition, durch die sich Druckdienstleister ganz gewiss einen Wettbewerbsvorteil verschaffen können“, so Bert Benckhysen, Senior Product Manager bei Mimaki Europe.

Aufgrund des wachsenden Interesses an Luxusartikeln wird die Nachfrage nach exklusiven Lederartikeln für den Modemarkt, die Innendekoration und andere Premium-Märkte – Artikel, die einfach zu personalisieren, strapazierfähig und optisch attraktiv sind – sicher steigen“, erklärt Benckhuysen weiter. „Genau diese und viele andere Kriterien erfüllt der Mimaki SUJV-160. Daher ist er eine attraktive Investition für Druckdienstleister, die sich diese lukrative Geschäftsmöglichkeit nicht entgehen lassen möchten.“

Was ist Mikroplastik genau? Welche Bewertungsverfahren für Kunststoffeintrag in die Umwelt gibt es? Worin unterscheiden sich Duroplaste, Thermoplaste und Elastomere? Das neu erschienene »Kompendium Kunststoff in der Umwelt« zielt darauf ab, solch grundlegende Fragen rund um Plastik in der Umwelt zu beantworten – völlig unabhängig von bestimmten Fachdisziplinen. Das Kompendium dient als Hilfsmittel, um den gesellschaftlichen und wissenschaftlichen Diskurs zu diesem Thema auf eine gemeinsame fachliche Basis zu stellen.

Das Themenfeld Plastik in der Umwelt ist für unterschiedliche Fachdisziplinen relevant. Definitionen und Fachtermini rund um Kunststoffe werden allerdings oft fachspezifisch bzw. kontextbezogen genutzt. Entsprechend existieren für einen Begriff zuweilen unterschiedliche Bedeutungsebenen. Um eine gemeinsame Basis im Diskurs zum Thema Plastikverschmutzung und seine Auswirkungen auf Mensch und Umwelt zu schaffen, haben Wissenschaftler*innen das 54 Seiten umfassende Kompendium »Kunststoff in der Umwelt« erstellt. »Für eine inter- und transdisziplinäre Zusammenarbeit zu Kunststoff in der Umwelt ist ein gemeinsames Grundverständnis unabdingbar«, erklärt der federführende Autor Jürgen Bertling des Fraunhofer UMSICHT.

Einheitliche Definitionen auf Deutsch und Englisch
Das im März auf Deutsch erschienene »Kompendium Kunststoff in der Umwelt« adressiert die Fachöffentlichkeit, beantwortet aber auch grundlegende Fragen rund um Plastik in der Umwelt. Somit kann es auch als Hilfsmittel für Behörden, Politik, Medien, Umweltorganisationen und die interessierte Öffentlichkeit genutzt werden. Die englische Version ist derzeit noch in Bearbeitung. Es wurde auch erarbeitet, um eine einheitliche Sprachregelung innerhalb des BMBF-Forschungsschwerpunkts »Plastik in der Umwelt« sowie in der Kommunikation nach außen zu unterstützten.

In insgesamt 13 Kapiteln werden die jeweils wichtigsten Begriffe und Definitionen benannt, erläutert und kontextualisiert. Das Kompendium arbeitet dabei vor allem mit bestehenden Definitionen (u. a. DIN/CEN/ISO-Normen oder rechtliche Definitionen aus der bundesdeutschen Gesetzgebung); eine eigene Definitionsarbeit wird nur sehr begrenzt geleistet. Dabei wird im Einzelfall verdeutlicht, wie Begriffe korrekt verwendet und welche Begriffe nicht gebraucht werden sollten. Das Kompendium beinhaltet zudem ein Stichwortverzeichnis, sodass die Erläuterungen zu gesuchten Begriffen schnell ausfindig gemacht werden können.

Das Kompendium »Kunststoff in der Umwelt« wurde im Rahmen des Querschnittsthemas »Begriffe und Definitionen« des BMBF-Forschungsschwerpunkts »Plastik in der Umwelt« erarbeitet. Wissenschaftler*innen aus den Verbundprojekten ENSURE, EmiStop, Innoredux, InRePlast, MaReK, MicBin, MicroCat»ch_Balt, MikroPlaTaS, PlastikBudget, PLASTRAT, RAU, ResolVe, RUSEKU, revolPET, SubµTrack und TextileMission haben sich aktiv an der Erstellung des Kompendiums beteiligt.

• Batteriedeckel aus SMC – Was Composites für die Elektromobilität leisten können

Die schnelle Entwicklung der Elektromobilität hat die gesamte Werkstoffentwicklung vor neue Herausforderungen gestellt. Besonders die Batterie, ein Herzstück der Elektrofahrzeuge, stellt ausgesprochen hohe Anforderungen an die eingesetzten Materialien und Lösungen.

Bei dem Batteriegehäuse (sog. Wanne) stellen metallische Werkstoffe in Profilform (vor allem Aluminium und spezielle Stähle) bezüglich der Crashanforderungen eine etablierte Lösung dar. Bei den Batteriedeckeln stehen verschiedene Lösungen in Wettbewerb. Je nach Konzept und Hersteller werden metallische (Aluminium, bzw. Stahl) sowie nichtmetallische Werkstoffe (Kunststoffe) bzw. deren Kombinationen eingesetzt.

Welche Anforderungen werden an die potenziellen Materialien für Batteriedeckel gestellt, um in Betracht gezogen zu werden?

Dieser Artikel betrachtet vorrangig die sehr guten Verwendungsmöglichkeiten von Sheet Molding Compounds (SMC). Fünf wichtige Merkmale der Funktion eines Batteriedeckels werden nachstehend kommentiert.

1.    Mechanische Eigenschaften

Das Batteriegehäuse besteht hauptsächlich aus Aluminium – bzw. Stahlprofilen, es kann allerdings auch im Aluminiumdruckverfahren hergestellt werden. Das Gehäuse beherbergt die Zellen, die Kühlung, die Verkabelung und schützt die Batterie vor Crash - / Crush – Schäden. Außerdem ist das Gehäuse ein Teil der gesamten Fahrzeugstruktur. Für die mechanischen Anforderungen des Batteriedeckels ist faserverstärkter Kunststoff (SMC) eine passende Lösung, die folgende Vorteile bietet:

•    gute Zug – und Biegefestigkeit erhöhen die Steifigkeit,
•    SMC ermöglicht die Verteilung dieser Eigenschaften über das gesamte Bauteil,
•    Verwendung verschiedenster Fasertypen und Glaskugeln ist möglich,
•    mögliche Fasersysteme, wie uni – und multidirektionale, sowie randomisierte Schnittfasern, erhöhen die mechanischen Eigenschaften,
•    lokale Verstärkungen der Wanddicken unterstützen diese Verbesserungen und
•    stabile und vorhersehbare Eigenschaften im breiten Temperaturbereich von minus 60°C bis 150°C und darüber hinaus, keine Versprödung, kein Schmelzen bzw. Aufweichen sprechen für diesen Werkstoff.

2.    Flammwidrigkeit und Temperaturbeständigkeit

Im Falle eines Batteriebrandes hat der Insassenschutz höchste Priorität, damit die Passagiere rechtzeitig das Fahrzeug verlassen können, das Elektrofahrzeug muss den sog. 'Run away test‘ bestehen. Ein Brand kann entstehen, wenn folgende Faktoren eintreten:

•    elektrische Überladung, Kurzschluss, Fehlfunktion der Steuerelektronik
•    mechanische Einwirkungen, wie z. B. ein Crash des Fahrzeuges.

Im Brandfall können Flammen oder heiße Gase mit Temperaturen von bis zu 1100°C auftreten, die feste Partikel der Zellen beinhalten, also wie ein Sandstrahlgebläse wirken. Dünne Blechdeckel widerstehen hier nur kurzzeitig, weshalb zusätzliche Platten aus Stahl oder Geweben verwendet werden müssen, um die Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.
SMC bietet hier folgende Vorteile:
•    die Nutzung von unterschiedlichen Füllstoffen ergeben höchste Flammwidrigkeiten,
•    durch die Verwendung von einer Faserverstärkung wird eine Formstabilität und elektrische Isolation garantiert und
•    es gibt kein Spontanversagen aufgrund von Erweichen (Thermoplaste) oder Schmelzen (Metalle).

3.     Teilegeometrie und Werkzeugkosten

Batterien aus dem Bereich der Elektromobilität haben in der Regel große Dimensionen und ein komplexes Design, um die Zellmodule, Elektronik, Verkabelung und Kühlung aufnehmen zu können. Das führt zu reliefartigen Deckelformen, die als Metallversion nur durch einen mehrstufigen Tiefziehprozess hergestellt werden können.
SMC bietet hier folgende Vorteile:
•    Herstellung mit nur einem Werkzeug,
•    Bauteilhöhen von 20mm bis 800 mm sind im gleichen Teil möglich,
•    umlaufender Rand incl. Dichtungsnut ausführbar,
•    Materialschwindung ist einstellbar und kann auch als sogenannte Null-schwinder eingestellt werden,
•    partielle Wandstärkenerhöhungen für die Flammwidrigkeit sind möglich,
•    einstufiger Herstellprozess (Fließpressverfahren).

Bei der Montage gewinnt die Geometriegenauigkeit der SMC – Deckel eine besondere Wichtigkeit, wodurch die Dichtungspressung optimiert und der fast verzugsfreie Deckel einfach montiert werden kann.
Hier ist das SMC den metallischen oder thermoplastischen Lösungen deutlich über-legen.

4.     EMV Abschirmung

Wie alle Kunststoffe, hat SMC - im Gegensatz zu Metallen - keine elektromagnetische Abschirmwirkung. Daher müssen SMC Bauteile mit einem zusätzlichen Bauteil (Blech bzw. Folie) großflächig verbunden werden, was zusätzliche Kosten verursacht. Trotzdem bleibt ein SMC- Deckel mit entsprechender Abschirmungshilfe als Systemlösung absolut funktions- und wettbewerbsfähig.

5.      Emission

Da sich die Batteriegehäuse mit dem Interieur im Karosserieinnenraum befinden, sind Anforderungen an die Emissionseigenschaften (VOC und andere) zu erfüllen. Dies stellt folgende hohen Anforderungen an:

•    die chemische Zusammensetzung des Basisharzes,
•    das sorgfältige Rezeptieren,
•    die für die Aushärtung verantwortlichen Stoffe (Initiatoren, Inhibitoren, usw.),
•    die Sauberkeit in der Halbzeugproduktion und
•    die Kontrolle des Herstellungsprozesses.

All diese Elemente sind entscheidende Voraussetzungen, um die Emissionswerte unter Kontrolle zu bringen und nachhaltig zu garantieren. Dieser Herausforderung stellt sich die SMC Industrie und hat mittlerweile bewiesen, die notwendigen Mittel und Fähigkeiten zu haben, um die geforderten Emissionswerte zu erreichen.

Das Zusammenwirken aller oben genannten Faktoren zeigt eindeutig, dass Batteriedeckel aus SMC eine technische, die Sicherheit verbessernde und wirtschaftliche Alternative zu Bauteilen aus metallischen Werkstoffen darstellen. Es handelt sich also um einen optimalen Werkstoff für die Batterielösungen der E-Mobilität, der bereits bei einigen Fahrzeugen Verwendung in der Serienproduktion gefunden hat!

Nachdem im August 2020 der Startschuss für das Kreislauf-Konzept „Dibella up“ fiel, wurden aus gebrauchten Hoteltextilien bereits tausende hochwertige Taschen gefertigt. Nun stellt das Unternehmen ein weiteres Upcycling-Projekt vor. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wurden nicht mehr vermietbare Bio-Fairtrade-Servietten des Unternehmens zu Jeans verarbeitet.

Das Projekt verspricht eine erfolgreiche Kreislaufführung gebrauchter Objekttextilien. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wurden knapp 5.000 aussortierte Servietten für die Jeans-Produktion in Pakistan eingesetzt. Das Besondere an dem Verfahren ist dabei die Nachverfolgbarkeit der Rohstoffe über sämtliche Verarbeitungsstufen.

Die Servietten aus reiner Bio-Fairtrade-Baumwolle hatten ihren Ursprung in Indien. Dort wurden die Fasern von Kleinstfarmern der Chetna Kooperative angebaut und geerntet und anschließend in einem zertifizierten Unternehmen zu langlebigen Textilien verarbeitet. Von Dibella gingen die Servietten an Lamme Textile Management, wo sie viele Jahre den Nutzungsprozess in Wäscherei und Gastronomie durchliefen. Sämtliche Stufen waren anhand eines „Respect-Codes“, mit dem jedes Stück gekennzeichnet war, nachvollziehbar.

In dem Kreislauf-Projekt wurde die ursprüngliche Lieferkette umgekehrt: Dibella transportierte die von Lamme Textile Management ausrangierten Bio-Fairtrade-Servietten nach Pakistan. Dort wurde die Ware in einem vollstufigen, auf Nachhaltigkeit spezialisierten Textilbetrieb geschreddert und die Bio-Fairtrade-Baumwollfasern zurückgewonnen. Im nächsten Schritt wurden sie mit „Frischfasern“ gemischt, zu Garnen für die Denim-Herstellung ausgesponnen, verwebt, mit nachhaltigen Verfahren ausgerüstet, Qualitätsprüfungen unterzogen und dann zu Jeans konfektioniert.

• Inspirierendes Interieur

Textilien sind untrennbarer Teil des Interieurs, denn sie geben einem Raum Atmosphäre und eine gute Akustik. Doch welcher Stoff ist für welchen Zweck am besten geeignet?
Die drapilux-Empfehlung dieses Monats ist drapilux 115 und richtet sich an klassische und moderne Hotels sowie Büros.

• Königsdisziplin der Stückfärberei: drapilux 115

Nachhaltig, schwer entflammbar und ein echter Hingucker – drapilux 115 vereint all diese Merkmale. Der tagesdeckentaugliche Deko wird aus einem neuartigen Garn mit einem Anteil nachhaltig produzierter Faser gewebt. Die besondere Optik entsteht durch eine Zweifarbigkeit. Dafür wird das gewebte Textil in einem aufwendigen kationischen/anionischen Verfahren gefärbt. Die Kombination aus nachhaltigen Fasern und Schwerentflammbarkeit macht drapilux 115 zur Königsdisziplin der Stückfärberei. Dank moderner Farben ist der Artikel vielseitig einsetzbar.

Präzise digitale Materialparameter sind der Schlüssel für den erfolgreichen Einsatz von 3D-Technologien in der Bekleidungsbranche. Hohenstein digitalisiert die Eigenschaften textiler Stoffe für Marken, Bekleidungshersteller und ihre Lieferanten. Die Hohenstein Daten sind kompatibel mit gängigen Software-Systemen und in allen benötigten Dateiformaten verfügbar. Unternehmen sind so in der Lage, realistische 3D-Simulationen durchzuführen und ihre Prozesse bei Design, Modellentwicklung und Produktkommunikation zu optimieren. Das spart Ressourcen und verkürzt die Zeit, bis die Kollektionen in den Markt kommen.

In speziell für die 3D-Simulation adaptierten Laborverfahren ermitteln die Hohenstein Experten an Stoffproben die physikalischen Kennwerte des Materials wie Gewicht, Dicke, Biegesteifigkeit und Dehnung. Anschließend erfolgt die Prüfung des Faltenvolumens und der Form mithilfe eines Drapemeters. Die Ergebnisse werden in die unterschiedlichen Dateiformate der 3D-Simulations-Systeme konvertiert, so dass die digitalen Materialparameter für jeden Kunden im passenden Dateiformat zur Verfügung stehen. Auf Wunsch simuliert Hohenstein auch die dazugehörigen Fallbilder in 3D, um für den Kunden das spezifische Fallverhalten des geprüften Materials zu visualisieren. So lassen sich digitale Prototypen erstellen, die im Anschluss die Freigabeprozesse beschleunigen und deutlich weniger Material beim Anfertigen von realen Mustern für die Produktion benötigen.

• Passion for Cotton!
• Topthema: Verantwortung. Auch bei der Rohstoffproduktion

Verantwortungsvolle Faserproduktion, technischer Fortschritt, Biobaumwolle vor Ort, nachhaltige Wollproduktion und noch mehr Baumwolle als Plastikersatz

Die Bremer Baumwollbörse und das Faserinstitut Bremen laden am 17. und 18. März unter dem Motto ‚Passion for Cotton!‘ zur Hybridausgabe der Internationalen Baumwolltagung Bremen ein. Mit hochkarätigen, informativen Vorträgen, abwechslungsreichen Diskussionsrunden sowie seinen Interaktionsmöglichkeiten wird das Treffen der Weltbaumwoll- und Textilwertschöpfungskette seinem hohen Ansehen in der Branche auch diesmal wieder gerecht.

Dabei scheut man sich nicht auch Themen aufzugreifen, die in der Öffentlichkeit häufig im Fokus der Kritik stehen. Ein Beispiel dafür ist die zweistündige Paneldiskussion am Mittwoch, dem 17. März, bei der es um die Beantwortung wesentlicher Fragen zu Prozessen und Verfahren verantwortungsbewusster Faserproduktion geht. Hier sollen aktuelle und zukünftige Standards gegenübergestellt und verglichen werden.
Mark Messura, Senior Vice President der Global Supply Chain Marketing Division bei Cotton Incorporated, Cary, USA, leitet die Paneldiskussion. Er blickt in seiner Laufbahn auf eine 27-jährige Erfahrung bei Produktionsverfahren und der Vermarktung von Baumwolle zurück.

Seine Diskussionspartner sind fünf Teilnehmerinnen, die in Bereichen der Agrarforschung und der Naturfaserproduktion sowie bei Nichtregierungs-organisationen tätig sind.

La Rhea Pepper: Sie gehört der fünften Generation einer texanischen Baumwollfarmfamilie an. La Rhea Pepper ist Expertin für Biobaumwollanbau und Chief Executive Officer (CEO) von Textile Exchange. Als weltweit operierende Non-Profit-Organisation verfolgt Textile Exchange das Ziel, gemeinsam mit ihren Mitgliedern nachhaltige Produktionsstandards für unterschiedliche Faser- und Materialgruppen zu entwickeln.

Jessi Christiansen ist seit 2018 Global Manager Cotton, Sorghum & Alfalfa für Bayer Crop Science, St. Louis, USA. Zuvor war sie zehn Jahre in verschiedenen Führungspositionen für den Monsanto-Konzern tätig. Als führendes Unternehmen in der Agrarwirtschaft kann Bayer die Zukunft der Landwirtschaft für Landwirte, Verbraucher und unseren Planeten prägen - durch wegweisende Innovationen, neue Standards bei der Nachhaltigkeit und eine beschleunigte digitale Transformation. Bayer investiert weiterhin in erheblichem Umfang in die Baumwollindustrie. Insbesondere zeigt sich dieses Engagement in der robusten Entwicklungspipeline, die das stärkste Keimplasma und die erfolgreichsten biotechnologischen Merkmale der Branche hervorbringt.  Mit seinem gebündelten Know-how aus Saatgutzüchtung, Biotechnologie und digitaler Entwicklung steigert Bayer Crop Science sowohl die Erträge und Faserqualität als auch die Widerstandsfähigkeit von Baumwolle weltweit.

Dalena White ist General Secretary der International Wool Textile Organisation (IWTO) in Brüssel. Seit 1930 vertritt die IWTO die gemeinsamen Interessen des internationalen Wollhandels und sorgt durch Maßnahmen im Bereich Forschung, Beratung und Information für eine auf Nachhaltigkeit basierende Zukunft der Naturfaser Wolle und ihrer Verarbeitung zu Textilien.

Janet O’Regan ist Director Nonwovens Marketing for Cotton Incorporated, USA. In dieser Position evaluiert sie Einsatzmöglichkeiten für Baumwolle im Bereich von Vliesstoffen und weiteren nicht traditionellen Märkten. Gleichzeitig entwickelt sie Strategien zu deren Vermarktung. Sie stellt ein Verfahren zur Verarbeitung von Baumwolle zu einem plastikähnlichen Material vor. Das soll helfen, den Verbrauch erdölbasierter Einweg-Plastikprodukte zu verringern, wie es die Europäische Union mit ihren geplanten Verordnungen anstrebt.

In der Paneldiskussion wird auch ein Vertreter der Better Cotton Initiative mitwirken. BCI ist in ausgewählten Ländern seit Jahren darin engagiert, den Baumwollanbau von Farmern auf Basis regionaler Gegebenheiten kontinuierlich zu verbessern. Dabei können die Projekte unterschiedliche Schwerpunkte haben.

Doch damit nicht genug: Unter der Headline ‚Passion for Sustainability‘ findet am Donnerstag, dem 18. März nachmittags eine Session statt, in deren Mittelpunkt Projekte des nachhaltigen Baumwollanbaus stehen.

Vivek Kumar Rawal, CEO and Director, bioRe India Ltd. berichtet über Herausforderungen und Perspektiven beim Anbau von Biobaumwolle in Indien. Eine wesentliche Aufgabe sieht Vivek Kumar Rawal darin, den Biobaumwollsektor und die Entwicklung von GMO-freiem Saatgut voranzutreiben.

„Passion for Sustainability in Cotton“ lautet das Thema des Vortrags von Suzanne Barratt. Sie ist Manager Communication for Field Crops, Seeds & Traits in der Region Europa, Mittlerer Osten und Afrika bei der französischen BASF-Tochter in Lion. Sie berichtet über Ergebnisse beim Einsatz des ‚Certified Sustainable FiberMax®-Program‘ in Griechenland.

•  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.

In wenigen Wochen geht die Internationale Baumwolltagung Bremen weltweit an den Start. Die Bremer Baumwollbörse und das Faserinstitut Bremen als Organisatoren präsentieren dieses Mal eine zukunftsgerichtete Tagungsplattform im digitalen Format. Für Professionals aus Wissenschaft und Praxis ist sie von überall auf der Welt besuchbar. Neben den Themen wie Produktion, Nachhaltigkeit im Baumwollsektor, neue, spannende Produkte aus Baumwolle gelten die technischen Vorträge als das Herz der Bremer Tagung.

Der technische Fortschritt gewinnt an Dynamik
Die Verfahren der Baumwollverarbeitung werden immer produktiver und intelligenter. Dies verdeutlichen Vorträge aus der Textilforschung und dem Textilmaschinenbau zu Fertigungsprozessen. An beiden Konferenztagen findet jeweils eine Sitzung unter der Leitung von Stefan Schmidt, Referent für Wissenschaft und Technik beim Industrieverband Veredlung, Garne, Gewebe und technische Textilien (IVGT), Frankfurt, statt.

Vorgestellt werden unter anderem:

Aus rezyklierten Rohmaterialen werden neuartige Produkte
Stephan Baz ist Bereichsleiter für Stapelfasertechnologien im Bereich Forschung und Entwicklung des Deutschen Instituts für Textil- und Faserforschung (DITF), Denkendorf. „Wie verhält sich recyceltes Rohmaterial beim Verspinnen?“ Diese Frage diskutiert Baz in seinem Vortrag und bezieht hier unter anderem Baumwolle, Polyester und technische Fasern aus Carbon mit ein.*

Verspinnen von Fasern zu Qualitätsgarnen mit hohem Kurzfaseranteil
‘Spinning with a high short fiber content‘ lautet das Thema eines informativen Vortrages von Harald Schwippl, Leiter der Technologie und Prozessanalytik bei der Maschinenfabrik Rieter AG, Winterthur, Schweiz.*

Verbesserte Kardiertechnologie für mehr Qualität und Produktionsleistung
Ralf Müller ist Leiter Forschung und Entwicklung im Bereich Spinnereitechnologie bei der Maschinenfabrik Trützschler GmbH & Co. KG, Mönchengladbach. In seinem Vortrag stellt Müller ein neues Verfahren zur Regulierung eines optimalen Kardierspaltes als Abstand zwischen der Trommel- und der Deckelgarnitur vor.*

Baumwollverunreinigungen vor Verarbeitung minimieren
Oswald Baldischwieler, Product Manager Online-System bei der Uster Technologies AG, Uster, Schweiz, präsentiert Ergebnisse von Praxisstudien des Total Contamination Control-Systems (TTC) der letzten fünf Jahre aus 236 Spinnereien in neun maßgeblichen Textilproduktionsländern wie China, Indien, Bangladesch, Pakistan, Türkei oder Vietnam.*

Weniger Haarigkeit bei feinfädigen hochwertigen Ringgarnen
Stuart Gordon ist ein führender Wissenschaftler bei der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) in der Abteilung für Landwirtschaft und Ernährung mit Sitz in Waurn Ponds, Victoria, Australien. Die Kontrolle der Haarigkeit von Ringgarnen gilt als wichtiger Forschungsschwerpunkt innerhalb der Ringspinnerei.*

*Weitere Informationen finden Sie im Anhang

Von der Trinkwasser- und Lebensmittelindustrie über Wasserwirtschaft und Bergbau bis zur Automobil- und Flugzeugbranche: In nahezu jeder Industrie sind mechanische Filtrationsverfahren im Einsatz. So unterschiedlich die Verfahren, die Dimensionen und die besonderen Anforderungen des Filtrationsprozesses jeweils sind – fast immer kommen dabei technische Textilien und häufig Filterschläuche zum Einsatz. Und so tragen Filterschläuche und Schmalgewebe von vombaur in den unterschiedlichsten Filtrationsprozessen dazu bei, dass Stoffe sicher und zuverlässig getrennt oder gereinigt werden.

Individuelle Lösungen
Die Anforderungen an das Gewebe, an das Material, an Durchflussverhalten und Belastbarkeit der Filter sind dabei abhängig von der jeweiligen Anwendung: Ein Schlauch zur Entwässerung von Erdreich muss anderen Kräften standhalten als ein Filterschlauch für die Getränkeindustrie. Der wiederum muss höchsten Hygienestandards genügen. Weil also die Anforderungen so individuell sind, entwickelt vombaur für seine Kunden auf der ganzen Welt individuelle Filtration Textiles.

Nahtlose Filterschläuche
Bei vombaur werden die Filtertextilien an einzigartigen Webstühlen nahtlos rundgewebt. Dadurch besitzen sie rundum und über die gesamte Länge identische Oberflächeneigenschaften wie Durchflussverhalten, Belastbarkeit, Schrumpfverhalten oder Materialstärke.

Schmalgewebe zur Konfektion von Filtermedien
„Wir fertigen unsere Schmaltextilien aus unterschiedlichsten Hightech-Garnen. Mal kommt monofiles Garn zum Einsatz, mal multifiles, mal gesponnenes. Die Rohstoffe wählen wir wie die Bindungsart abhängig davon, welche Funktion sie erfüllen sollen“, betont Gert Laarakker, Sales Manager bei vombaur. „Damit unsere Filtration Textiles zuverlässig leisten, was sie leisten sollen. Sauber. Sicher. Stabil.“