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Umweltschonend und effizient: Neues Verfahren soll Digitaldruck von Textilien verbessern (c) Hochschule Niederrhein
Projektmitarbeiterin Christine Steinem (rechts) beurteilt mit Malin Oberman die Digitaldruckqualität anhand gedruckter Farbbäume.
10.09.2020

Hochschule Niederrhein: Umweltschonend und effizient

  • Neues Verfahren soll Digitaldruck von Textilien verbessern

Mönchengladbach - An der Hochschule Niederrhein wird erforscht, wie man den textilen Digitaldruck für Bekleidung und Heimtextilien ressourcenschonender gestalten kann. Ziel des neuen Projekts DigiPrep des Forschungsinstituts für Textil und Bekleidung (FTB) ist es, Energie, Wasser, Chemikalien und Zeit einzusparen. Das Projekt wird bis 2022 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert und in Kooperation mit dem Projektpartner Weitmann & Konrad GmbH & Co. KG (WEKO) durchgeführt.
 
Damit Farbstoffe mit den Faserstoffen dauerhaft reagieren und ein konturenscharfes Druckbild entsteht, werden Textilien bislang vor dem Digitaldruck im Tauchverfahren präpariert, auch wenn der Digitaldruck nur einseitig erfolgt. In ökologischer und ökonomischer Hinsicht gibt es daher zahlreiche Möglichkeiten Ressourcen zu sparen. Ziel des Projekts ist es, ein ressourcenschonendes Minimalauftragsverfahren für die Vorbereitung des Digitaldrucks zu entwickeln.
 

  • Neues Verfahren soll Digitaldruck von Textilien verbessern

Mönchengladbach - An der Hochschule Niederrhein wird erforscht, wie man den textilen Digitaldruck für Bekleidung und Heimtextilien ressourcenschonender gestalten kann. Ziel des neuen Projekts DigiPrep des Forschungsinstituts für Textil und Bekleidung (FTB) ist es, Energie, Wasser, Chemikalien und Zeit einzusparen. Das Projekt wird bis 2022 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert und in Kooperation mit dem Projektpartner Weitmann & Konrad GmbH & Co. KG (WEKO) durchgeführt.
 
Damit Farbstoffe mit den Faserstoffen dauerhaft reagieren und ein konturenscharfes Druckbild entsteht, werden Textilien bislang vor dem Digitaldruck im Tauchverfahren präpariert, auch wenn der Digitaldruck nur einseitig erfolgt. In ökologischer und ökonomischer Hinsicht gibt es daher zahlreiche Möglichkeiten Ressourcen zu sparen. Ziel des Projekts ist es, ein ressourcenschonendes Minimalauftragsverfahren für die Vorbereitung des Digitaldrucks zu entwickeln.
 
„Als Forschungsinstitut sind wir hierfür bestens aufgestellt, weil wir unser Know-how in Textilveredlung und Digitaldruck und den erforderlichen Gerätepark für die Untersuchungen bereitstellen“, sagt Professorin Dr. Maike Rabe, Leiterin des FTB und DigiPrep-Projektleiterin.
 
Das Team von DigiPrep entwickelt eine Anlage, die ein wässriges Präparationsmittel vor dem Druck berührungslos durch einzelne Rotationszerstäuber eines Spraysystems aufträgt. Anstatt ein Textil vollständig zu foulardieren (das heißt zu tauchen und abzuquetschen), kann es somit gezielt einseitig für den Druck vorbereitet werden. Selbst bei einer Bearbeitung über die gesamte Textilbreite soll ein gleichmäßiger Auftrag erreicht werden, der deutlich ökologischer und ökonomischer ist und Chemikalien, Wasser, Zeit und Energie, speziell bei der Trocknung einspart.
 
„Derzeit konstruiert WEKO die Pilotanlage, die etwa nach einem Jahr im Technikum des Fachbereichs Textil- und Bekleidungstechnik zu Versuchszwecken laufen wird“, sagt Projektkoordinator Dr. Michael Korger. Parallel entwickeln die Wissenschaftler der Hochschule Niederrhein geeignete Rezepte für die Vorbehandlung. Denn bisher geläufige Mittel für die Vollimprägnierung im Tauchverfahren müssen an die kontrollierte Zerstäubung angepasst werden. Gleichzeitig muss der Auftrag homogen erfolgen, damit der Druck gleichmäßig fixiert und hinterher nicht ungewünscht pixelig wird.
 
„Hier kommt ein wichtiger Forschungsaspekt hinzu“, sagt Korger. „Wir entwickeln für den Reaktivdruck neue Rezepte, die wenig oder gar keinen Harnstoff enthalten. Denn Harnstoff, der bisher noch einen erheblichen Teil des herkömmlichen Verfahrens ausmacht, zählt zu den Verursachern der umweltbelastenden Nitrifikation von Böden und Gewässern. So behalten wir also drei Ziele im Blick: Produktqualität, Wirtschaftlichkeit und Umweltschutz.“

Forscher entwickeln Lösung für sparsamen digitalen Pigmentdruck auf Textil (c) Hochschule Niederrhein
22.03.2018

Forscher entwickeln Lösung für sparsamen digitalen Pigmentdruck auf Textil

Das Bedrucken von Textilien ist unter ökologischen Gesichtspunkten alles andere als nachhaltig. Grund dafür sind die umfangreichen Wasch-, Trocken- und Fixierprozesse, die ein Textil vor und nach dem Druck durchlaufen muss. Wissenschaftler am Forschungsinstitut für Textil und Bekleidung der Hochschule Niederrhein haben jetzt eine Lösung entwickelt, die den Weg zu einem energieärmeren Textildruck weisen kann.
 
Das in der Textilindustrie derzeit dominierende Druckverfahren ist der konventionelle Pigmentdruck, gefolgt vom Reaktivdruck unter Verwendung von Siebdruckschablonen. Dies ist aufwändig, da Schablonen produziert werden müssen und das Textil vor- und oft nachbehandelt wird. Im Vergleich dazu ist der Digitaldruck wesentlich energieärmer – aber für den Pigmentdruckweniger zuverlässig hinsichtlich der Gebrauchsechtheiten. Er kommt daher in der Industrie bislang kaum zur Anwendung. „Aufgabe des Projekts war es, ein praxistaugliches Digitaldrucksystem mit Pigmenttinten und unter Verwendung einer energiesparenden Trocken-Fixiereinheit zu entwickeln“, sagt Projektleiterin Professorin Dr. Maike Rabe.
 

Das Bedrucken von Textilien ist unter ökologischen Gesichtspunkten alles andere als nachhaltig. Grund dafür sind die umfangreichen Wasch-, Trocken- und Fixierprozesse, die ein Textil vor und nach dem Druck durchlaufen muss. Wissenschaftler am Forschungsinstitut für Textil und Bekleidung der Hochschule Niederrhein haben jetzt eine Lösung entwickelt, die den Weg zu einem energieärmeren Textildruck weisen kann.
 
Das in der Textilindustrie derzeit dominierende Druckverfahren ist der konventionelle Pigmentdruck, gefolgt vom Reaktivdruck unter Verwendung von Siebdruckschablonen. Dies ist aufwändig, da Schablonen produziert werden müssen und das Textil vor- und oft nachbehandelt wird. Im Vergleich dazu ist der Digitaldruck wesentlich energieärmer – aber für den Pigmentdruckweniger zuverlässig hinsichtlich der Gebrauchsechtheiten. Er kommt daher in der Industrie bislang kaum zur Anwendung. „Aufgabe des Projekts war es, ein praxistaugliches Digitaldrucksystem mit Pigmenttinten und unter Verwendung einer energiesparenden Trocken-Fixiereinheit zu entwickeln“, sagt Projektleiterin Professorin Dr. Maike Rabe.
 
Zwei Jahre forschten unter ihrer Leitung Dr. Michael Korger und Christine Steinem  an dem Thema. Knapp 200.000 Euro gab die Deutsche Bundesstiftung Umwelt in das Projekt, an dem neben der Hochschule Niederrhein das Unternehmen Multi-Plot Europe GmbH beteiligt war. Das Ergebnis: Unter bestimmten Parametern liefert der digitale Pigmentdruck brauchbare Ergebnisse. Dabei kann gegenüber dem Reaktivdruck, bei dem der Farbstoff mit der Faser reagiert, bei Betrachtung der jeweiligen Fixierschritte mehr als 60 Prozent der Energie eingespart werden.
 
Das entwickelte Druckverfahren kann für Heimtextilien wie Bettwäsche, Tischdecken, Vorhänge angewandt werden. Es ist eine ökologisch nachhaltige Methode, die zugleich Standards an Qualitätsanforderungen einhält. So ist mit dem entwickelten Digitaldruckverfahren ein Druck mit acht Farben möglich, der zugleich Konturenschärfe, Farbbrillanz sowie Licht-, Reib- und Waschbeständigkeiten aufweist.
 
Statt eines aufwändigen Dämpfprozesses, wie er im Reaktivdruck üblich ist und der Wasser und viel Energie verbraucht, fixierten die Forscher das Textil nach dem Druck für drei Minuten bei 160 Grad Celsius. Die dafür notwendige Trockeneinheit (Kalander) wurde statt mit Öl mit Carbonpulver beheizt. Dieses erwärmt sich schneller und sorgt damit für zusätzliche Energieeinsparung. Zugleich gibt es keine chemische Reaktion, die das Farbpigment direkt mit der Faser verbindet. Beim digitalen Pigmentdruck ist das Bindemittel bereits in der Tinte, was einen weiteren Arbeitsgang spart.
 
„Die von uns entwickelte Technologie ist industriell einsetzbar, aber kein Allround-Mittel“, fasst Michael Korger das Arbeitsergebnis zusammen. „Sie ist speziell im Heimtextilbereich gut für Baumwolle verwendbar.“

Weitere Informationen:
Hochschule Niederrhein
Quelle:

Hochschule Niederrhein