Aus der Branche

Die Gewinner der diesjährigen Innovation Awards der internationalen Leitmessen Techtextil und Texprocess stehen fest. 15 Preisträger in acht Kategorien erhalten die Auszeichnung für wegweisende Forschung, neue Produkte, Verfahren oder Technologien. Die prämierten Innovationen zeigen textile Lösungen als essenzielle Treiber für Weiterentwicklungen in zahlreichen Branchen wie Luftfahrt, Automobil, Medizin oder Bau.

Gewinner Techtextil Innovation Award

Flugzeuge besser recyceln
Leichter als viele Metalle und flexibel im Design: Faserverbundwerkstoffe sind aus der modernen Luft- und Raumfahrt nicht mehr wegzudenken. Die textilverstärkten Leichtbaumaterialien, meist eine Mischung aus Glas- oder Kohlenstofffasern und Kunstharz, reduzieren das Gewicht von Flugzeugen – und damit deren Treibstoffverbrauch – so stark, dass manche modernen Flieger inzwischen zu mehr als 50 Prozent aus ihnen bestehen. Damit stellt sich auch immer dringlicher die Frage nach dem Recycling dieser Verbundmaterialien. Für ein neues Verfahren, mit dem Flugzeugteile aus thermoplastischem Faserverbund künftig besser recycelt werden können sollen, erhält das belgische Textilforschungsinstitut Centexbel den Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Approaches on Sustainability & Circular Economy“. Das prämierte Verfahren, dessen Entwicklung nach Angaben von Centexbel eng von Airbus begleitet wurde, nutzt Induktionswärme. Mit ihrer Hilfe kann man verschweißte thermoplastische, textilverstärkte Verbundwerkstoffe erhitzen und anschließend voneinander lösen. Stringer, Teile von Tragflächen und andere textilbasierte Flugzeugteile sollen sich so künftig besser trennen und wiederverwenden lassen.

Smartes Dach
Der Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Product“ geht an das portugiesische Technologiezentrum für Textil- und Bekleidungsindustrie CITEVE für ein intelligentes, textilverstärktes Abdichtungssystem für Flachdächer. Das „Smart Roofs System“ (SRS) besteht aus einer thermisch reflektierenden, flüssigen Abdichtungsmembran auf Wasserbasis und einer intelligenten textilen Verstärkungsstruktur aus einem Jacquard-Gewebe aus recyceltem Polyester. Diese enthält elektronische Garne, die auf Wärme, Temperatur und Feuchtigkeit reagieren. Das innovative System bietet laut CITEVE eine bessere technische Leistung und ist nachhaltiger als bisherige Lösungen für Flüssigmembranen.

Drei Preisträger in der Kategorie „New Technology“:

Selbstkühlende Textilien gegen Klimawandel-Folgen
Eine neuartige Beschichtung für selbstkühlende Textilien der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) erhält einen Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Technology“. Anders als Sonnenschirme oder Markisen, die die Sonneneinstrahlung nur indirekt abhalten, ermöglicht die Beschichtung es Textilien, selbst aktiv zu kühlen. Dazu reflektiert sie nicht nur das Sonnenlicht, sondern strahlt auch Wärmeenergie wieder ab. Die Entwicklung der Beschichtung erfolgt auch vor dem Hintergrund steigender Temperaturen durch den Klimawandel. Der Kühlenergiebedarf in Städten sei zwischen 1970 und 2010 um 23 Prozent gestiegen. Bisher sorgen vor allem Ventilatoren und Klimaanlagen für Abkühlung. Doch die verbrauchen viel Strom: Bereits 2018 schätzte die Internationale Energieagentur (IEA), dass rund zehn Prozent des weltweiten Strombedarfs auf Klimaanlagen und Ventilatoren entfallen; 2050 könnten Klimaanlagen laut IEA nach der Industrie der zweitgrößte Treiber des globalen Energiebedarfs sein.

Besserer Schutz vor Sepsiserregern
Sepsis, auch bekannt als Blutvergiftung, ist weltweit für jeden fünften Todesfall verantwortlich. Ursache der Infektion sind häufig Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze oder Viren, die auch in Krankenhauswäsche vorkommen und von dort über Wunden in den Körper gelangen können. Das hessische Unternehmen Heraeus Precious Metals erhält einen Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Technology“ für eine neue antimikrobielle Technologie, die Krankenhauspatient*innen künftig besser vor Sepsiserregern schützen soll. Dabei handelt es sich um ein Additiv auf Edelmetallbasis mit dem Namen AGXX. Kleidung und Bettwäsche in Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen sollen so künftig besser antimikrobiell ausgestattet werden können als mit derzeitigen Lösungen. Und so funktioniert es: In Textilien eingearbeitet, löst AGXX durch das Zusammenwirken der Edelmetalle Silber und Ruthenium eine katalytische Reaktion aus, die reaktiven Sauerstoff erzeugt, der Mikroorganismen wirksam abtöten soll. Die antimikrobielle Wirksamkeit der prämierten Neuentwicklung konnte Heraeus nach eigenen Angaben bisher bei 130 verschiedenen Mikroorganismen nachweisen und zudem zeigen, dass diese auch nach 100 Wäschen im Textil erhalten bleibt.

Smarte Textilpumpe hält Kleidung trocken
Bei Kleidung ist Komfort einer der wichtigsten Aspekte. Er leidet schnell, wenn ein Kleidungsstück nass wird, zum Beispiel durch Schweiß. Um diesen künftig schon während des Tragens aus Hemd oder Jacke zu entfernen, hat das schwedische Unternehmen LunaMicro eine intelligente Feuchtigkeitsmanagement-Technologie entwickelt. Dabei handelt es sich um ein mehrlagiges, poröses Textil, das mit einer kleinen Batterie verbunden ist. Eingearbeitet in ein Kleidungsstück, soll diese smarte Textilpumpe Flüssigkeiten wie Schweiß aktiv aus dem Inneren der Kleidung nach außen befördern und die Träger*innen trocken halten. Für die in Schweden und den USA patentierte elektroosmotische Textilpumpe erhält das Unternehmen einen Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Technology“. Die Innovation soll schon bald in Outdoor- und Arbeitsschutzkleidung sowie in persönlicher Schutzausrüstung (PSA) zum Einsatz kommen.

Zwei Preisträger in der Kategorie “New Concept”:

Nachhaltiges Bauen: Bis zu 30 Prozent Beton einsparen
Rund 40 Prozent der globalen CO2-Emissionen entfallen derzeit auf den Bau- und Gebäudebereich. Vor allem bei der Herstellung von Beton, einem der wichtigsten Baustoffe, werden große Mengen CO2 freigesetzt. Das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) und das Institut für Massivbau (IMB) an der TU Dresden erhalten einen von zwei Techtextil Innovation Awards in der Kategorie „New Concept“ für ein neues Fertigungsverfahren von Betonfertigteilen unter Verwendung von Carbon, mit dem sich bis zu einem Drittel Beton einsparen lassen soll. Darum geht es: Um Material zu sparen, kommen im Neubau vorzugsweise sogenannte Hohlkörperdecken zum Einsatz. Das sind Betonfertigteile, die im Gegensatz zu massiven Stahlbetondecken Hohlräume enthalten und daher weniger Beton benötigen. Mit dem neuen Fertigungsverfahren, das die Institute mit Unternehmen der Textil- und Baubranche entwickelt haben, lassen sich Hohlkörperdecken-Betonfertigteile mit Carbon herstellen, die künftig noch weitaus mehr Beton und damit CO2 einsparen sollen. Mit dem prämierten Verfahren sollen sich Privat- und Industriegebäude schon bald nachhaltiger und ressourcenschonender bauen lassen als bisher.

Veganes Leder aus Hanfabfällen
Ebenfalls in der Kategorie „New Concept“ wird das Biotech-Start-up Revoltech mit einem Techtextil Innovation Award ausgezeichnet. Das junge Unternehmen aus Darmstadt erhält den Preis für seinen veganen, vollständig recycelbaren Lederersatz aus Hanffasern namens „LOVR“ (ein Akronym für „lederähnlich, ohne Plastik, vegan, reststoffbasiert“). Laut Revoltech ist es der „weltweit erste wirklich zirkuläre Lederersatz“. Vegane Lederalternativen hätten bisher oft zwei Probleme: Entweder seien sie nicht rein pflanzlich, weil sie erdölbasierte Bestandteile enthielten, oder sie würden im Labor gezüchtet und seien daher schwer skalierbar. LOVR dagegen vereint laut Fuhrmann Skalierbarkeit und 100-prozentige Kompostierbarkeit. Die für LOVR verwendeten Hanfabfälle stammen aus dem industriellen Hanfanbau. Der prämierte Lederersatz ist Revoltech zufolge bereits in Schuhen und in einem Konzeptfahrzeug des Autoherstellers KIA im Einsatz. Bald soll er auch bei Polstermöbeln, in Autoinnenräumen und Bekleidung für mehr Nachhaltigkeit sorgen.

Zwei Preisträger in der Kategorie “New Technologies on Sustainability & Recycling”:

Fasern nachhaltiger zu 3D-Formen verbinden
In der Kategorie „New Technologies on Sustainability & Recycling“ geht ein Techtextil Innovation Award an Norafin Industries aus dem sächsischen Mildenau. Der Preis würdigt das neue Verfahren „Hydro-Shape“, mit dem sich Fasern mit Hochdruckwasserstrahlen zu einer 3D-Form verbinden lassen. „Statt nur textile Flächen zu erzeugen, können mit dem neuen Verfahren dreidimensionale Strukturen von der Faser bis zum Endprodukt in einem Schritt hergestellt werden. Im Ergebnis entstehe ein textiles 3D-Produkt, das in Sachen Abfallreduzierung neue Wege gehe und zudem aus biologisch abbaubaren Naturfasern hergestellt werden könne. Die Entwicklung der Technologie erfolgte laut Jolly auch vor dem Hintergrund der Single-Use-Plastics Directive, einer EU-Richtlinie zur Bekämpfung von Einwegplastik, die 2021 in Kraft trat. Auf der Techtextil will Norafin das nun ausgezeichnete Fügeverfahren erstmals der Öffentlichkeit vorstellen.

Biobasierte Isolationstextilien statt synthetischer Dämmstoffe
Eine gute Wärmedämmung von Gebäuden ist wichtig für den Klimaschutz, denn sie reduziert den Energieverbrauch und damit die benötigte Heizenergie. Dämmstoffe wie Polyurethan oder Styropor dämmen zwar gut, enthalten aber auch fossile Rohstoffe. Um solche synthetischen Materialien in Zukunft zu ersetzen und nachhaltiger zu dämmen, hat das Aachener Start-up SA-Dynamics gemeinsam mit Industriepartnern recycelbare Dämmtextilien aus biobasierten Aerogelfasern entwickelt. Dafür erhält das Unternehmen den zweiten Techtextil Innovation Award in der Kategorie „New Technologies on Sustainability & Recycling“. Die EU und Regierungen vieler Staaten setzen auch bei der Gebäudedämmung verstärkt auf regulatorische Maßnahmen für mehr Klima- und Umweltschutz. Die neuen Isolationstextilien aus Aerogelfasern, die zu über 90 Prozent aus Luft bestehen und sich auf Textilmaschinen verarbeiten lassen, sollen synthetische Dämmstoffe in ihrer Schutzwirkung sogar übertreffen

Die Lenzing Gruppe hat ein innovatives Konzept geschaffen, das zum nachhaltigen Schutz unserer Gletscher beiträgt und gleichzeitig Inspiration für kollektives Handeln im Sinne nachhaltiger Praktiken und einer Kreislaufwirtschaft in der Textil- und Vliesstoffindustrie ist. Das Konzept, das von dem italienischen Künstler Michelangelo Pistoletto in Szene gesetzt wurde, wurde am 21. März 2024, im Rahmen der Feierlichkeiten zum Internationalen Tag des Waldes, im Palais des Nations, dem Sitz des Büros der Vereinten Nationen in Genf (UNOG), präsentiert.

Das Abschmelzen der Gletscher wird durch die globale Erderwärmung stark negativ beeinflusst. Mithilfe von Geotextilien werden Eis und Schnee geschützt. Die dafür verwendeten Vliese bestehen jedoch aus erdölbasierten Fasern, durch die Mikroplastik über die Bäche ins Tal und durch kleine Organismen und Tierchen in die Nahrungskette gelangen kann. Vliese aus cellulosischen LENZING™ Fasern, die am Ende ihres Lebenszyklus biologisch abbaubar sind und gänzlich recycelt werden können, sind die nachhaltige Lösung für dieses Problem. Dies wurde im Rahmen einer Studie der Universität Innsbruck und der österreichischen Gletscherbahnbetreiber am Stubaier Gletscher in Tirol (Österreich) bestätigt.

Bei einem Feldversuch am Stubaier Gletscher wurde die Abdeckung eines kleinen Bereichs mit dem neuen Material aus LENZING™ Fasern erstmals getestet. Vier Meter Eismasse konnte vor der Schmelze bewahrt werden. 2023 wurde das Pilotprojekt erfolgreich auf alle touristisch genutzten österreichischen Gletscher ausgeweitet.

Das Projekt wurde im Vorjahr außerdem mit dem ersten Platz des Schweizer BIO TOP Awards für Holz- und Materialinnovationen ausgezeichnet.

Lenzing nimmt dieses Innovationsprojekt zum Anlass, um eine Inspiration für gemeinsames Handeln im Sinne nachhaltiger Praktiken und einer Kreislaufwirtschaft in der Textil- und Vliesstoffindustrie zu schaffen. Gemeinsam mit einem Netzwerk von innovativen Partnern arbeitet Lenzing daran, Geotextilien zu neuen Textilfasern zu verarbeiten und ihnen ein zweites Leben als Kleidungsstück zu geben. Die Verwendung von Geotextilien ist in der Regel auf zwei Jahre begrenzt, danach werden die Vliesstoffe entsorgt. In der ersten Phase des Pilotprojekts wurde das Recycling von Vliesstoffen für Geotextilien erfolgreich getestet und aus den wiedergewonnen Fasern eine modische „Glacier Jacket (dt. Gletscherjacke)“ hergestellt. Neben Lenzing gehören Marchi & Fildi Spa, ein Spezialist auf dem Gebiet des mechanischen Recyclings, der Hersteller von Denimstoffen Candiani Denim und das Modestudio Blue of a Kind dem Netzwerk an.

Textilien für technische Anwendungen erhalten ihre besondere Funktion meistens durch eine Beschichtung. Sie macht Textilien zum Beispiel wind- und wasserdicht oder abriebbeständiger. Üblicherweise kommen dabei auf Erdöl basierende Stoffe wie Polyacrylate oder Polyurethane zum Einsatz. Mit diesen werden jedoch endliche Ressourcen verbraucht und die Materialien können durch unsachgemäßen Umgang in die Umwelt gelangen. Die Deutschen Institute für TextiI- und Faserforschung Denkendorf (DITF) forschen deshalb an Materialien aus nachwachsenden Quellen, die recyclingfähig sind und nach Gebrauch die Umwelt nicht belasten. Interessant sind hier Polymere, die aus Bakterien hergestellt werden können.

Diese Biopolymere haben den Vorteil, dass sie in kleinen Laborreaktoren bis hin zu großen Produktionsanlagen hergestellt werden können. Zu den vielversprechendsten Biopolymeren zählen Polysaccharide, Polyamide aus Aminosäuren und Polyester wie Polymilchsäure oder Polyhydroxyalkanoate (PHA), die alle aus nachwachsenden Rohstoffen stammen. PHA sind ein Überbegriff für eine Gruppe biotechnologisch hergestellter Polyester. Diese Polyester unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Anzahl der Kohlenstoffatome in der Wiederholungseinheit. Bisher wurden sie vor allem für medizinische Anwendungen untersucht. Da PHA-Produkte am Markt zunehmend verfügbar sind, können Beschichtungen aus PHA in Zukunft auch verstärkt im technischen Bereich eingesetzt werden.

Die Bakterien, aus denen die PHA gewonnen werden, wachsen mithilfe von Kohlenhydraten und Fetten als auch durch eine erhöhte CO₂ Konzentration und Licht mit angepasster Wellenlänge.

PHA sind in ihren Eigenschaften durch die Variation der molekularen Struktur der Wiederholungseinheit anpassbar. Dadurch stellen Polyhydroxyalkanoate eine besonders interessante Verbindungsklasse für die Beschichtung technischer Textilien dar. Aufgrund der wasserabweisenden Eigenschaften, die schon vom Molekülaufbau herrühren, und der stabilen Struktur haben Polyhydroxyalkanoate ein großes Potential für die Herstellung wasserabweisender, mechanisch belastbarer Textilien, wie sie beispielsweise im Automobilbereich und auch bei Outdoor Bekleidung gefragt sind.

Die DITF leisteten hierzu bereits erfolgreiche Forschungsarbeiten. So zeigten Beschichtungen auf Garnen aus Baumwolle und Gewebe aus Baumwolle, Polyamid und Polyester glatte und recht gut haftende Beschichtungen. Die PHA-Typen für die Beschichtung wurden sowohl am freien Markt beschafft als auch vom Forschungspartner Fraunhofer IGB hergestellt. Es zeigte sich, dass durch Extrusion das geschmolzene Polymer durch eine Ummantelungsdüse auf Baumwollgarne aufgetragen werden kann. Die Beschichtung des geschmolzenen Polymers auf Gewebe gelang mithilfe einer Rakel. Die Länge der molekularen Seitenkette des PHA spielt bei den Eigenschaften des beschichteten Textils eine wichtige Rolle. So sind zwar PHA mit mittellangen Seitenketten besser geeignet, um eine geringe Steifigkeit und einen guten textilen Griff zu erzielen, jedoch ist ihre Waschbeständigkeit gering. PHA mit kurzen Seitenketten sind dafür geeignet eine hohe Wasch- und Scheuerbeständigkeit zu erreichen, jedoch wird der textile Griff etwas steifer.

Aktuell untersucht das Team, wie die Eigenschaften von PHA verändert werden können, um die gewünschten Beständigkeiten und die textilen Eigenschaften gleichermaßen zu erreichen. Des Weiteren ist die Formulierung wässriger Rezepturen für die Garn- und Textilausrüstung geplant. Damit können wesentlich dünnere Beschichtungen auf die Textilien aufgebracht werden als dies mit geschmolzenem PHA möglich ist.

In weiteren Forschungsteams der DITF wird untersucht, ob PHA auch für die Herstellung von Fasern und Vliesstoffen geeignet sind.

Tuchmasken, die sich bei Konsumentinnen und Konsumenten seit einigen Jahren hoher Beliebtheit erfreuen, bestehen normalerweise aus einem dünnen Vliesstoff und werden in pflegendes Serum getränkt. Die von Norafin hergestellten Vliesstoffe mit Lenzings nachhaltigen VEOCEL^TM Lyocell Skin Cellulosefasern sind eine umweltbewusstere Alternative zu Tuchmasken aus erdölbasierten Synthetikfasern.

Funktional und umweltfreundlich
Umweltfolgen von Produkten sowie die Nachhaltigkeit von Inhaltsstoffen rücken zunehmend in den Fokus von Kundinnen und Kunden, Handel und Institutionen. Die starke Nachfrage an ökologischen Alternativen stieg mit der in der EU geltenden Kennzeichnungspflicht für Produkte mit Kunststoffanteilen (SUPD) zusätzlich an. Gleichzeitig stellt die Kosmetikindustrie hohe Anforderungen an die Leistungsfähigkeit ihrer Produkte. Mit der Verwendung von VEOCEL^TM Lyocell Skin Fasern für Tuchmasken gelingt die Verbindung von Funktionalität und Nachhaltigkeit.

Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen
VEOCEL^TM Lyocell Skin Fasern werden aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz, aus verantwortungsvoll bewirtschafteten Wäldern, gewonnen. Die Fasern sind sanft zur Haut und gewährleisten durch ihre glatte Oberfläche ein angenehmes Pflegeerlebnis.
„Durch die dreidimensionale Faserausrichtung entsteht in der Produktion von Norafin mittels Wasserstrahltechnologie ein in alle Richtungen reißfester, gereinigter und weicher Vliesstoff. Die Verfestigung der Fasern erfolgt dabei durch pure Wasserkraft und ohne zusätzliche Chemikalien. Aufgrund der Stabilität des entstandenen Vliesstoffes kann zudem auf Kunststoffträger, die oftmals für die Stabilisierung zum Einsatz kommen, verzichtet werden. Im Jahr 2022 gelang es, rund 40 Millionen Tuchmasken aus 50 Tonnen holzbasierten VEOCEL^TM Fasern herzustellen. Die 25 Tonnen an damit eingespartem PET und PP sind ein großer Schritt in Richtung Müllvermeidung“, sagt Kerstin Knorr, Leitung Marketing bei Norafin.

Die diesjährige Architektur-Biennale in Venedig sieht sich als „Laboratory of the Future“. Bioverbundwerkstoffe sind in der Architektur nicht nur Zukunftsmusik. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) haben einen nachhaltigen Werkstoff für Stützprofile und Verbindungsknoten entwickelt, die während der Biennale vom 20. Mai bis 26. November im Palazzo Mora ausgestellt werden. Die ultraleichten Bauteile sind das Ergebnis eines Gemeinschaftsprojekts von Partnern aus Forschung und Industrie, das vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft gefördert wurde. Sie werden zukünftig im Bereich der mobilen Architektur und bei Pavillons und Architekturen mit geringer Traglast eingesetzt.

Die DITF hatten die Aufgabe, für den Bioverbundwerkstoff geeignete Materialen auszuwählen und Fertigungsprozesse zu entwickeln. Um einen möglichst hohen Bioanteil zu erreichen, wurden Hanf- und Flachsfasern sowie ein Harzsystem verwendet, das auf epoxidiertem Leinsamenöl basiert. Diese natürlichen Ressourcen wurden sowohl im Pultrusionsverfahren als auch im Heißpressverfahren eingesetzt.

Die Verarbeitung von Naturfasern zu leistungsstarken Produkten ist anspruchsvoll, weil diese dicker, ungleichmäßiger, feuchter und auch empfindlicher sind als Hochleistungsfasern aus Glas, Carbon oder Aramid. Bisher wurden Naturfasern zum überwiegenden Teil mit erdölbasierten Harzen oder Harzen mit einem sehr geringen Bioanteil in der Pultrusion verarbeitet. Die daraus hergestellten Verbünde erreichten keine ausreichende Faser- Matrixhaftung, weshalb die mechanischen Eigen-schaften unbefriedigend waren. An den DITF konnten diese material- und prozessbedingten Probleme weitgehend gelöst werden. Hierbei war beispielsweise die Vortrocknung der Naturfaser-Rovings in der Pultrusion ein entscheidender Lösungsweg. Was bei den DITF im Labormaßstab gelang, ließ sich auch im Industriemaßstab umsetzen. Für den LightPRO Shell Pavillon, den Buckyball und für die Biennale-Ausstellung produzierte der Projektpartner CG-TEC insgesamt 800 Meter Rohrprofil, die als Stützelement verwendet wurden. Für den Knoten, der die Stützprofile verbindet, haben die Projektpartner ein Design entworfen, nach dessen Vorlage ein passendes Formwerkzeug für das Heißpressverfahren gefertigt wurde. Zum Projektende wurden an den DITF mit diesem Formwerkzeug über 60 Verbindungsknoten für den Buckyball hergestellt, von dem man jetzt einen Ausschnitt in Venedig besichtigen kann.

Praxistests haben gezeigt, dass der an den DITF entwickelte Bioverbundwerkstoff für vielfältige Anwendungen in der Architektur geeignet ist. Im Vergleich zu Glasfaserkunststoffen splittern Bioverbundwerkstoffe bei einem Crash nicht. Zudem sind sie ein nachhaltiger Baustoff. Sie verbrauchen bei ihrer Herstellung viel weniger Energie und binden langfristig eine große Menge Kohlenstoff. Sie bringen aufgrund ihrer geringen Dichte wenig Gewicht auf die Waage und sind daher für viele Anwendungen im Leichtbau geeignet. Ziel des Leichtbaus ist es, Rohstoffe, Energie und damit Kosten zu sparen. Der Einsatz von Bioverbundwerkstoffen bietet der Bauindustrie ein hohes Potenzial, neue ressourcenschonende Wege zu gehen.

Das Forschungsprojekt LeichtPRO wurde von der Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR) im Auftrag des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft gefördert.

Zum dritten Mal verleiht das nova-Institut im Rahmen der „Cellulose Fibres Conference 2023“ (8.-9. März 2023) die Auszeichnung „Cellulose Fibre Innovation of the Year“. Der Konferenzbeirat hat sechs Innovationen nominiert, darunter Cellulosefasern aus Altkleidern, Bananenproduktionsabfällen und bakteriellen Zellstoffen sowie eine neuartige Technologie zur Herstellung von Lyocellgarnen und ein Hygieneprodukt. Die Innovationen werden dem Konferenzpublikum am Nachmittag des ersten Veranstaltungstags zur Abstimmung vorgelegt, die Preisverleihung findet anschließend am Abend statt. Der Innovationspreis „Cellulose Fibre Innovation of the Year 2023“ wird von GIG Karasek aus Österreich gesponsert.

Die sechs Nominierten
Vybrana – Die Bananenfaser der neuen Generation – GenCrest Bioproducts (Indien)
Vybrana ist eine nachhaltige, aus Agrarabfällen gewonnene Cellulosefaser von Gencrest. Die Rohfasern werden aus dem Pseudostamm der Banane am Ende des Lebenszyklus der Pflanze extrahiert. Die Biomasseabfälle werden anschließend mit der von Gencrest patentierten Fiberzyme-Technologie behandelt. Mithilfe von Cocktail-Enzymformulierungen werden hierbei der hohe Ligningehalt und andere Verunreinigungen entfernt und die Faserfibrillierung unterstützt. Das firmeneigene Kotonisierung liefert feine, spinnbare Zellulosestapelfasern, die sich zum Mischen mit anderen Stapelfasern eignen und auf allen herkömmlichen
Spinnsystemen zu Garnen für nachhaltige Bekleidung versponnen werden können. Vybrana wird ohne den Einsatz schädlicher Chemikalien und mit minimalem Wasserverbrauch in einem abfallfreien Verfahren hergestellt, bei dem die Restbiomasse in die Bio-Stimulanzien Agrosatva und Bio-Dünger sowie organischen Dünger umgewandelt werden.

HeiQ AeoniQ™ – Technologie für mehr Nachhaltigkeit bei Textilien – HeiQ (Österreich)
HeiQ AeoniQ™ ist die Technologie und Schlüsselinitiative von HeiQ mit dem Potenzial, die Nachhaltigkeit von Textilien zu verändern. Es ist das erste klimapositive Endlos-Zellulose-Filamentgarn, dass in einem geschützten Herstellungsprozess hergestellt wird und das erste, das die Eigenschaften von Polyester- und Nylongarnen in einer zellulosehaltigen, biologisch abbaubaren und endlos recycelbaren Faser reproduziert.
HeiQ AeoniQ™ kann aus verschiedenen zellulosehaltigen Rohstoffen wie Pre- und Post-Consumer-Textilabfällen, Biotech-Zellulose und nicht-valorisierten landwirtschaftlichen Abfällen wie beispielsweise gemahlenen Kaffeeabfällen oder Bananenschalen hergestellt werden. Im Boden baut es sich nach nur 12 Wochen auf natürliche Weise ab. Jede Tonne HeiQ AeoniQ™ spart 5 Tonnen an CO2-Emissionen. Erste mit dieser innovativen Zellulosefaser hergestellten Kleidungsstücke, sind ab Januar 2023 auf dem Markt erhältlich.

TENCEL™ LUXE – Lyocell-Filamentgarn – Lenzing (Österreich)
TENCEL™ LUXE ist das neue vielseitige Lyocellgarn von LENZING, das eine dringend benötigte nachhaltige Filamentlösung für die Textil- und Modeindustrie bietet. TENCEL™ LUXE ist eine mögliche pflanzliche Alternative zu Seide, Langstapel-Baumwolle und synthetischen Filamenten auf Erdölbasis. Es wird aus Holz aus erneuerbarer, nachhaltiger Forstwirtschaft gewonnen und in einem umweltfreundlichen, geschlossenen Kreislaufprozess hergestellt, bei dem Wasser recycelt und mehr als 99 % der organischen Lösungsmittel wiederverwendet werden. Es ist von der Vegan Society zertifiziert und eignet sich für eine breite Palette an Anwendungen und Stoffentwicklungen, von feineren High-Fashion-Vorschlägen über Denim-Konstruktionen, nahtlose und Activewear-Innovationen bis hin zu landwirtschaftlichen und technischen Lösungen.

Nullarbor™ – Nanollose & Birla Cellulose (Australien/Indien)
Im Jahr 2020 begannen Nanollose & Birla Cellulose eine Reise zur Entwicklung und Vermarktung von baumfreiem Lyocell aus bakterieller Cellulose, genannt Nullarbor™. Der Name leitet sich vom lateinischen „nulla arbor“ ab, was „keine Bäume“ bedeutet. Erste Laborforschungen auf beiden Seiten führten zu einer gemeinsamen Patentanmeldung des Patents „Herstellung von hochfesten Lyocellfasern aus bakterieller Cellulose“.
Nullarbor ist deutlich fester als Lyocell aus holzbasiertem Zellstoff; selbst die Zugabe geringer Mengen von Bakterienzellulose zu Holzzellstoff erhöht die Faserzähigkeit. Im Jahr 2022 wurde die erste Pilotcharge von 260 kg mit einem Anteil von 20 % Bakterienzellstoff hergestellt. Mit dieser Faser wurden mehrere hochwertige Stoffe und Kleidungsstücke hergestellt. Die Zusammenarbeit zwischen Nanollose und Birla Cellulose konzentriert sich nun auf eine Steigerung des Produktionsumfangs und des Anteils an bakterieller Zellulose in der Faser.

Circulose® – macht Mode rund – Renewcell (Schweden)
Circulose® von Renewcell ist ein Markenzellstoff, der zu 100 % aus Textilabfällen wie Altkleidern und Produktionsabfällen hergestellt wird. Es handelt sich um ein einzigartiges Material für Mode, das zu 100 % recycelt, wiederverwertbar, biologisch abbaubar und von gleichwertiger Qualität wie Neuware ist. Es wird von Faserherstellern zur Herstellung von Stapelfasern oder Filamenten wie Viskose, Lyocell, Modal, Acetat oder anderen Arten von cellulosischen Chemiefasern verwendet. Im Jahr 2022 eröffnete Renewcell in Sundsvall, Schweden, die weltweit erste Anlage für das chemische Recycling von Textilien zu Textilien – Renewcell 1. Die Anlage wird eine jährliche Kapazität von 120.000 Tonnen erreichen.

Sparkle sustainable sanitary pads – Sparkle Innovations (Vereinigte Staaten)
Sparkle hat nachhaltige, plastikfreie, biologisch abbaubare und kompostierbare Sparkle Damenbinden entwickelt. Vom Produkt bis zur Verpackung bestehen sie zu rund 90 % aus zellulosebasierten Materialien, wobei das Deckblatt, der saugfähige Kern, das Trennpapier, das Einschlagpapier und die Verpackung aus zellulosebasierten Fasern bestehen. Unabhängig davon, ob Sparkle-Binden in einer Kompostgrube, bei der Verbrennung oder auf einer Mülldeponie landen, sind sie eine nachhaltigere Alternative im Vergleich zu herkömmlichen Binden, die große Mengen an Kunststoffen, komplexen petrochemischen Inhaltsstoffen und künstlichen Duftstoffen enthalten. Bei Tests gemäß der ISO 14855-1 durch ein führendes unabhängiges Labor in Europa, erreichten Sparkle-Einlagen unter kommerziellen Kompostierungsbedingungen innerhalb von 90 Tagen einen absoluten biologischen Abbau von über 90 %.

In einem offenen Brief an den Bundeswirtschaftsminister, Dr. Robert Habeck, hat die Industrievereinigung Chemiefaser e.V. nachdrücklich eine Öffnung des Dialogs zur Überwindung der aktuellen Energiekrise gefordert.

Die Analyse der aktuellen energetischen Rahmenbedingungen führe zu dem Schluss, dass – wenn nicht gegengesteuert werde - bis zum Ende des laufenden Jahres Chemiefaserproduzenten an deutschen Standorten ihre Werkstore endgültig schließen müssten. Der Verband rechnet mit einem großen Verlust der zurzeit mehr als 7 000 Hightech-Arbeitsplätze im Bundesgebiet.

Ohne ausreichende Energielieferungen werde es am Wirtschaftsstandort Deutschland künftig weder neue innovative Produkte noch einen Qualitätswettbewerb geben, in dem sich deutsche Unternehmen behaupten könnten. Vielmehr würden sich die Verarbeiter von Chemiefasern durch den Wegfall deutscher Qualitätsprodukte in Richtung Asien orientieren.

Bemühungen und Recherchen der Chemiefaserindustrie, die Energieknappheit kurzfristig durch die Nutzung alternativer Energieformen als Substitut für Erdgas zu überbrücken, hätten sich als nicht durchführbar erwiesen. Als einziger Weg bleibe der Umbau der Anlagen von Erdgas- auf Erdölfeuerung, was nichts anders bedeute, als dass ein zur Herstellung von Chemiefasern benötigter Rohstoff verfeuert werde, um deren Produktion sicher zu stellen – vergleichbar mit einem Bäcker, der Getreide verbrenne, um seinen Ofen betreiben und Brot backen zu können.

Die Chemiefaserbranche sei davon überzeugt, dass es die äußeren Umstände dringend geböten, für einen zu überbrückenden Zeitraum ideologiefrei nach technischen Lösungen zu suchen und diese zu diskutieren. Es müsse in einer kritischen Situation möglich sein, vorurteilsfrei und sachlich alle technisch verfügbaren Optionen von Kernenergie bis alternativer Ostseepipeline, von Fracking bis LNG, von Windkraft bis Solarenergie zu prüfen und deren Eignung unter Abwägung aller Folgen zu bewerten.

Der Brief im kompletten Wortlaut steht hier zum Download zur Verfügung.

In ihrem aktuellen Positionspapier bezieht die Industrievereinigung Chemiefaser e.V. Stellung zu den intensiven Diskussionen um ein Embargo gegen russische Erdgaslieferungen. Der Verband sieht nur in einem starken Industriestandort Deutschland die wirtschaftliche und weltpolitische Zukunft des Landes gesichert und könne deshalb unter Abwägung aller Positionen und Einflussfaktoren sowie der Bewertung von arbeits- und marktwirtschaftlichen Folgen ein kurzfristiges Erdgasembargo gegen Russland nicht befürworten.

Bei einer Unterbrechung der ständigen Versorgung mit Erdgas entstünden immense Verluste für die Chemiefaserbetriebe, die bis zur Vernichtung der Branche in Deutschland führen können. Die Verluste setzen sich zum einen aus den technischen Schäden bei einem unkoordinierten Herunterfahren von Anlagen und zum anderen aus marktbedingten Folgeschäden zusammen, die aufgrund ausgefallener Produktion und fehlendem Produktverkauf entstehen.

Je nach Standort und Anlagengröße würde ein kurzfristiger Ausfall aufgrund von Erdgasmangel im Mittel zu Schäden in Höhe von 5 Mio. EUR/Anlage führen. Zusätzlich wäre mit einem laufenden täglichen Verlust zu rechnen, der je nach Standort in einer Größenordnung von z. B. 250 000 EUR/Tag/Anlage liegen könnte. Darüberhinaus sei ein Wiederanfahren der Anlagen fraglich, wenn Lieferketten nicht mehr bedient werden könnten und sich Kunden global zwischenzeitlich anders orientiert hätten. Bei einem Weltmarktanteil Chinas an der Chemiefaserproduktion von mehr als 70 % sei ein Szenario mehr als realistisch, dass China auch diese Lieferketten übernehmen werde, was damit zu einer noch größeren Abhängigkeit von China führen würde.

Die überwiegende Mehrzahl der zur Chemiefaserproduktion eingesetzten Kraftwerke, speziell die mit Wirkungsgraden von 90 % hocheffizienten auf dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung basierenden GuD-Kraftwerke, ist ausschließlich für den Einsatz von Erdgas ausgelegt. So gibt es vielfach keine technischen Einrichtungen, Gasturbinen oder Dampfkessel mit einem alternativen Brennstoff als Erdgas zu betreiben. Nur in Ausnahmefällen könnte auf Erdöl gewechselt werden. Allerdings ist auch in diesen Fällen die entsprechende Vorratshaltung mit Erdöl nur für einen kurzzeitigen Ausfall der Gasbrenner ausgelegt. Eine Änderung hin zur Grundlastversorgung mit Erdöl könnte je nach Anlagentyp unter Berücksichtigung genehmigungsrechtlicher Vorgaben ein Zeitfenster zwischen 3 und 56 Monaten in Anspruch nehmen. Der Einsatz von Wasserstoff als Energieträger ist nur sehr langfristig möglich. In den wenigen Fällen, in denen Erdgas substituiert sei, könnten je nach Emissionsgrad der umgerüsteten Anlage Investitionskosten in Höhe von 250 Mio. EUR/Anlage anfallen.

Ein von der Europäischen Union ausgesprochenes Erdgasembargo gegenüber der Russischen Föderation würde nicht nur für die Chemiefaserhersteller die Einstellung der Produktion und das Aus bedeuten, so der IVC-Geschäftsführer Dr. Wilhelm Rauch. Auch für andere Branchen wie die Grundstoffchemie, die Papierindustrie, die Metallerzeugung und die Glas- und Keramikherstellung sowie die mit ihnen verbundenen Industrien gelte das, stellt das Institut der Deutschen Wirtschaft Köln e. V. (IW Köln) in seinem Kurzbericht 40/2022 im April 2022 abschließend fest: „Niemand kann genau vorhersagen, welche Zukunft diese Betriebe dann noch in Deutschland hätten. Es wäre ein beispielloser Vorgang.“

Zahnbürsten, Gitarrensaiten, Damenstrümpfe, Fallschirme: Es gibt fast nichts, was man aus Nylon nicht herstellen könnte. In den USA entwickelt, waren diese Polyamide (chemisch: Polyhexamethylenadipinsäureamid) die ersten vollständig synthetisch hergestellten Fasern. Rohstoff damals wie heute: Erdöl. Toray ist es nun gelungen, eine Nylon-510-Faser aus rein biobasierten synthetischen Polymeren herzustellen. Ecodear™ N510 ist die erste zu 100 Prozent pflanzenbasierte Nylonfaser in der Ecodear™-Produktpalette von Toray.

Ecodear™ N510 richtet sich an High-End-Märkte, wo Kunden großen Wert auf Nachhaltigkeit legen. Die Fasern sind in erster Linie für Sport- und Outdoor-Bekleidung gedacht, können aber auch in leichter Unterwäsche sowie Spitzenstoffen verarbeitet werden.

Toray plant den Verkaufsstart von Textilien aus Ecodear™ N510 für Herbst/Winter 2023. Bis Ende März 2023 soll das Produktionsvolumen 200.000 Meter betragen und bis März 2026 auf 600.000 Meter anwachsen. Der Verkauf von Ecodear™ N510-Fasern soll dann im Herbst/Winter 2024 starten, bis März 2024 erwartet das Unternehmen eine monatliche Produktion von drei Tonnen.

Toray entwickelte Ecodear™ N510 durch Polymerisieren und Spinnen von Sebacinsäure aus Rizinusöl und Pentamethylendiamin aus Mais. Im Gegensatz zu anderen Nylonsorten auf rein pflanzlicher Basis hat Ecodear™ N510 einen hohen Schmelzpunkt und eine hervorragende Dimensionsstabilität. Außerdem ist es genauso stark und hitzebeständig wie Nylon 6. Unternehmen können so nachhaltige Produkte herstellen, ohne bei den Eigenschaften Abstriche machen zu müssen.

Für Toray ist Ecodear™ N510 aber nur der Anfang. Das Unternehmen arbeitet bereits an dünneren und leichteren Fasern sowie an Varianten mit einer anderen Form des Faserquerschnitts, was Textilien besondere Eigenschaften verleihen wird. Damit erschließt Toray neue Anwendungen für Bekleidung und technische Materialien und unterstützt die Transformation zu einer nachhaltigen Gesellschaft. Die Toray-Gruppe hat sich das Ziel gesetzt, bis 2050 Kohlenstoffneutralität zu erreichen und zur Lösung von Umweltproblemen auf der ganzen Welt beizutragen.

Mit ihren Forschungsergebnissen zur Herstellung von Kohlenstofffasern aus Holz bewarben sich die DITF erfolgreich um den ersten Preis der „Cellulose Fibre Innovation of the Year“. Nominiert wurden die DITF im Rahmen der „International Conference on Cellulose Fibres 2022“, die vom 2. bis 3. Januar in Köln stattgefunden hat.

Zum zweiten Mal kürte das nova-Institut für Ökologie und Innovation im Rahmen der „International Conference on Cellulose Fibres 2022“ herausragende wissenschaftliche Forschung, die nachhaltige Lösungen für die Wertschöpfungskette von Zellulosefasern liefert. Die DITF Denkendorf präsentierten sich mit dem Thema „Kohlenstofffasern aus Holz“ inmitten eines aktuellen Forschungsfeldes, das ressourcenschonende Alternativen zu Fasern auf fossiler Basis liefert.

Das Kompetenzzentrum Biopolymerwerkstoffe der DITF Denkendorf erhielt bei der Nominierung den ersten Platz mit der Präsentation von Kohlenstofffasern (Carbonfasern), die in einem neuartigen und nachhaltigen Verfahren aus dem Rohstoff Holz gewonnen werden. Die HighPerCellCarbon®-Technologie beschreibt ein patentiertes Verfahren, das unter der Federführung von Dr. Frank Hermanutz weiterentwickelt worden ist: In Folge dessen können in einem nachhaltigen und besonders umweltschonenden Prozess Carbonfasern auf der Basis von Biopolymeren erzeugt werden.

Das HighPerCellCarbon®-Verfahren umfasst das Nassspinnen von Zellulosefasern unter Verwendung ionischer Flüssigkeiten (IL) als Direktlösungsmittel. Das Filamentspinnverfahren stellt den zentralen technischen Teil. Es erfolgt in einem umweltfreundlichen und geschlossenen System. Das Lösungsmittel (IL) wird dabei vollständig rezykliert. Die auf diesem Wege erzeugten Zellulosefasern werden in einem weiteren Entwicklungsschritt durch einen Niederdruck-Stabilisierungsprozess direkt in Carbonfasern umgewandelt, gefolgt von einem geeigneten Carbonisierungsprozess. Während des gesamten Verfahrensablaufs entstehen keine Abgase oder giftigen Nebenprodukte.

Neben der Rezyklierfähigkeit des verwendeten Lösungsmittels steht besonders die Verwendung des Rohstoffs Holz für Ressourcenschutz. Erdölbasierte Ausgangsstoffe, die üblicherweise in der industriellen Herstellung von Carbonfasern Verwendung finden, werden durch nachwachsende Biopolymere substituiert.