Aus der Branche

Um Produktschutz zu gewährleisten und Markenpiraterie vorzubeugen, hat GRAFE eine einfache und elegante Lösung entwickelt, die noch dazu eine hohe Sicherheit bietet. Basis sind spezielle Marker. „Die dafür designten, hochkomplexen Pigmente mit speziellen physikalischen Eigenschaften werden in kleinsten Mengen innerhalb der Kunststoffmatrix eingesetzt. Mit einem entsprechend kalibrierten Detektor können so die damit ausgerüsteten Produkte ausgelesen und authentifiziert werden“, erläutert Business Development Manager Florian Ludwig. Gleichzeitig seien in der Regel keine Eigenschaftsänderungen zu beobachten. Die Detektoren können mittels einer LED-Anzeige innerhalb von Sekunden prüfen, ob der einzigartige Marker im Produkt enthalten ist und ob es sich bei diesem Artikel um das Originalprodukt handelt.

Generell gibt es zwei Möglichkeiten: x ray und light fluorescence, also fluoreszierende Röntgen- strahlen oder Licht. Bei der ersten Variante hat die Grundfarbe keinen Einfluss (auch schwarz nicht) und der Kunde profitiert von einer niedrigen Zugabedosierung und Batchpreis, jedoch verlangt diese Methode höhere Investitionen. „Bei der light fluorescence hingegen erfolgt die Detektierung über ein Messgerät, welches von unserem Partner oder von uns direkt vorkonfiguriert wird. Dabei sind unterschiedliche Arten verfügbar, von handlichen Handmessgeräten über stationäre Bürolösungen bis hin zu Inline-Spektrometern, um direkt während der Produktion eine Kontrolle stattfinden zu lassen“, erklärt Ludwig. Bei dieser Methode richtet sich die Masterbatch-Dosierung unter anderem nach der Grundfarbe. Die Funktionsweise ist schnell und einfach, zudem sind die notwendigen Investitionen überschaubar.

Vom Spritzguss-, über Extrusions- bis hin zu transparenten- und Faseranwendungen kämen nahezu alle Bereiche der Kunststoffverarbeitung in Frage.

Die Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference wird in diesem Jahr vom 9. bis zum 10. November digital durchgeführt.

Programm und Themen:
 
Quo vadis Textilmaschinenkonzepte?

• Flexibilisierung auf dem Weg zur Losgröße 1
• Industrie 4.0
• Neue Produkte durch Maschineninnovationen
• Ressourcen- und Energieeffizienz

Chancen mit neuen Werkstoffen: Hochleistungsfasern und Faserverbundwerkstoffe

• Carbonfasern, Keramikfasern, bio-basierte Fasern
• Fasermodifizierung, Sekundärspinnen, Rezyklierstrategien, Prozesstechnologien
• Formangepasste Faserverbünde, polymere Matrixmaterialien
• Blick in neuartige Werkstoffe – Simulation und Prüfsysteme

Wettbewerbsvorteile und Nachhaltigkeit: Funktionalisierung, neue Ausrüstungen

• Nachhaltige Beschichtungs- und Ausrüstungschemikalien
• Beschichten, Laminieren
• Umweltfreundliche Prozesse
• Textildruck

Neue Herausforderungen: Medizintextilien / Medizintechnik

• Sensorische und aktorische Medizinprodukte
• Personalisierte Medizin
• Neue Biomaterialien, drug delivery
• Resorbierbare polymere Implantate zur Unterstützung regenerativer Prozesse

Neue Anwendungen, neue Märkte

• Textiles Bauen, Architektur
• Mobilität
• Energie
• Umwelt

Transfersession „Von der Idee bis zur Praxis“

• Präsentation von Innovationen (z. B. Produkte, Technologien, Verfahren), die aus Forschungskooperationen, insbesondere über IGF/ZIM, erfolgreich in die Industrie transferiert werden

• Fraunhofer, SABIC und Procter & Gamble kooperieren
• Der Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE und das Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT haben ein innovatives Recyclingverfahren für Altkunststoffe entwickelt.
• Das Pilotprojekt, an dem auch SABIC und Procter & Gamble beteiligt sind, soll zeigen, dass Einweg-Gesichtsmasken für das sogenannte Closed-Loop-Recycling geeignet sind.

Die milliardenfache Verwendung von Einweg-Gesichtsmasken zum Schutz vor dem Coronavirus birgt große Gefahren für die Umwelt, insbesondere wenn die Masken in der Öffentlichkeit, z.B. in Parks, bei Open-Air-Veranstaltungen oder an Stränden, gedankenlos weggeworfen werden. Neben der Herausforderung, eine nachhaltige Lösung für derart große Mengen unverzichtbarer Hygieneartikel zu finden, bedeutet die bloße Entsorgung der gebrauchten Masken auf Mülldeponien oder in Verbrennungsanlagen einen Verlust an wertvollem Rohstoff, mit dem sich neue Materialien herstellen ließen.

»Vor diesem Hintergrund haben wir untersucht, wie gebrauchte Gesichtsmasken wieder zurück in die Wertschöpfungskette der Maskenproduktion gelangen könnten,« so Dr. Peter Dziezok, Director R&D Open Innovation bei P&G. »Doch für eine echte Kreislauflösung, die sowohl nachhaltige als auch wirtschaftliche Kriterien erfüllt, braucht es Partner. Deshalb haben wir uns mit den Expertinnen und Experten vom Fraunhofer CCPE und Fraunhofer UMSICHT sowie den Technologie- und Innovations-Fachleuten von SABIC zusammengetan, um Lösungen zu finden.«

Im Rahmen des Pilotprojekts sammelte P&G an seinen Produktions- und Forschungsstandorten in Deutschland gebrauchte Gesichtsmasken von Mitarbeitenden und Besuchenden ein. Auch wenn diese Masken immer ordnungsgemäß entsorgt werden, fehlte es doch an Möglichkeiten, diese effizient zu recyceln. Um hierbei alternative Herangehensweisen aufzuzeigen, wurden extra dafür vorgesehene Sammelbehälter aufgestellt und die eingesammelten Altmasken an Fraunhofer zur Weiterverarbeitung in einer speziellen Forschungspyrolyseanlage geschickt.

»Einmal-Medizinprodukte wie Gesichtsmasken haben hohe Hygieneanforderungen, sowohl in Bezug auf die Entsorgung als auch hinsichtlich der Produktion. Mechanisches Recycling wäre hier keine Lösung,« erklärt Dr. Alexander Hofmann, Abteilungsleiter Kreislaufwirtschaft am Fraunhofer UMSICHT. »Unser Konzept sieht zunächst die automatische Zerkleinerung und anschließend die thermochemische Umwandlung in Pyrolyseöl vor. Unter Druck und Hitze wird der Kunststoff bei der Pyrolyse in molekulare Fragmente zerlegt, wodurch unter anderem Rückstände von Schadstoffen oder Krankheitserregern wie dem Coronavirus zerstört werden. Im Anschluss können daraus neuwertige Rohstoffe für die Kunststoffproduktion gewonnen werden, die zudem die Anforderungen an Medizinprodukte erfüllen,« ergänzt Hofmann, der auch Leiter der Forschungsabteilung Advanced Recycling am Fraunhofer CCPE ist.

Das Pyrolyseöl wurde im nächsten Schritt an SABIC weitergereicht, wo es als Ausgangsmaterial für die Herstellung von neuwertigem Polypropylen (PP) zum Einsatz kam. Das Polymer wurde nach dem allgemein anerkannten Massenbilanz-Prinzip hergestellt, bei dem das alternative Ausgangsmaterial im Produktionsprozess mit fossilen Rohstoffen kombiniert wird. Das Massenbilanz-Prinzip gilt als wichtige Brückenlösung zwischen der heutigen Linearwirtschaft und der nachhaltigeren Kreislaufwirtschaft der Zukunft.

»Das in diesem Pilotprojekt gewonnene, hochwertige zirkuläre PP-Polymer zeigt deutlich, dass Closed-Loop-Recycling durch die aktive Zusammenarbeit von Akteuren aus der gesamten Wertschöpfungskette erreicht werden kann,« betont Mark Vester, Global Circular Economy Leader bei SABIC. »Das Kreislaufmaterial ist Teil unseres TRUCIRCLE™-Portfolios, mit dem wertvolle Altkunststoffe wiederverwertet und fossile Ressourcen eingespart werden sollen.«

Mit der abschließenden Lieferung des PP-Polymers an P&G, das dort zu Faservliesstoffen verarbeitet wurde, schloss sich der Kreis. »Durch dieses Pilotprojekt konnten wir besser beurteilen, ob der Kreislaufansatz auch für Kunststoffe, die bei der Herstellung von Hygiene- und Medizinprodukten zum Einsatz kommen, geeignet wäre,« so Hansjörg Reick, Senior Director Open Innovation bei P&G. »Natürlich muss das Verfahren noch verbessert werden. Die bisherigen Ergebnisse sind jedoch durchaus vielversprechend.«

Das gesamte Kreislaufprojekt – von der Einsammlung der Gesichtsmasken bis hin zur Produktion – wurde innerhalb von sieben Monaten entwickelt und umgesetzt. Der Einsatz innovativer Recyclingverfahren bei der Verarbeitung anderer Materialien und chemischer Produkte wird am Fraunhofer CCPE weiter erforscht.

• Oerlikon unterzeichnet Vertrag zur Übernahme von INglass, einem weltweit führenden Hersteller von hochpräzisen Polymer Heisskanalsystemen; Akquisition beschleunigt Umsetzung der Expansionsstrategie im Bereich der Polymerverarbeitung

Oerlikon, eine führende Anbieterin in den Bereichen Oberflächentechnologien, Polymerverarbeitung und Additive Manufacturing, gab heute die Unterzeichnung einer Vereinbarung zur Übernahme des italienischen Unternehmens INglass S.p.A. und dessen marktführendem Geschäftsbereich HRSflow für Heisskanalsystemtechnologie bekannt.

• INglass ist mit seiner Division HRSflow Marktführer für Heisskanalsysteme
• Diese Technologie ist eine ideale Ergänzung zu den bereits vorhandenen Kompetenzen von Oerlikon im Bereich Polymer-Durchflussregelung und wird zum Ausbau der Marktpräsenz beitragen
• Mit der Übernahme beschleunigt Oerlikon die Umsetzung der Diversifizierungsstrategie im Chemiefasergeschäft, um so auf dem wachstumsstarken Markt für Polymerverarbeitungslösungen zu expandieren
• Die Division Manmade Fibers wird in Polymer Processing Solutions umbenannt
• Die Übernahme wird voraussichtlich im zweiten Quartal 2021 abgeschlossen sein

Schaffung einer neuen Wachstumsplattform

Die strategische Übernahme ist ein wichtiger Schritt für die Expansion des aktuellen Chemiefasergeschäfts von Oerlikon in den grösseren Markt für Polymerverarbeitungslösungen. Die Übernahme beschleunigt und verbessert vorhandene organische Initiativen zur Diversifizierung und Stärkung der zentralen Kompetenzen sowie Produkte und Dienstleistungen des Unternehmens im Bereich der hochpräzisen Polymer-Durchflussregelung. Der Abschluss der Transaktion unterliegt den üblichen behördlichen Genehmigungen. Er wird voraussichtlich im zweiten Quartal 2021 erfolgen.

Um die Expansion von Oerlikon in einen grösseren, wachstumsstarken Markt widerzuspiegeln, wird die Division Manmade Fibers in Polymer Processing Solutions umbenannt werden. Diese Division wird zwei Geschäftsbereiche haben: Flow Control Solutions und Manmade Fibers Solutions. Der Geschäftsbereich Flow Control Solutions wird die Fachkompetenz des vorhandenen Bereichs Zahnraddosierpumpen von Oerlikon Barmag mit den HRSflow-Bereichen von INglass bündeln. Der Geschäftsbereich Manmade Fibers Solutions wird sich weiterhin auf die Weiterentwicklung des vorhandenen Chemiefaser- und Anlagentechnikgeschäfts fokussieren und Anlagenlösungen zur Produktion von Polyester, Polypropylen und Polyamid anbieten.

„Unsere neue Division Polymer Processing Solutions und die Übernahme der INglass S.p.A. und ihres HRSflow-Geschäfts sind wichtige Bestandteile der Wachstumsstrategie des Oerlikon Konzerns. Wir beschleunigen unsere Bemühungen, in allen unseren Geschäftsbereichen ein nachhaltiges organisches und anorganisches Wachstum voranzutreiben. Die Übernahme schafft neue Synergiemöglichkeiten zwischen beiden Divisionen von Oerlikon auf spezifischen Endmärkten wie etwa dem Automobilbau. Mit INglass und seinen HRSflow-Bereichen übernehmen wir führende Anbieter auf den jeweiligen Märkten, deren Technologien und Dienstleistungen bewährten Erfolg verzeichnen können“, merkte Dr. Roland Fischer, CEO des Oerlikon Konzerns.

„Wir sind fest davon überzeugt, dass wir im Oerlikon Konzern das Potenzial unserer Heisskanalsystemtechnologie noch besser nutzen können. Durch die Bündelung mit den Kompetenzen von Oerlikon Barmag in den Bereichen Zahnraddosierpumpen und Schmelzeverteilung werden wir uns auf dem weltweiten Wachstumsmarkt im Bereich der hochpräzisen Durchflussregeltechnologie als eines der führenden Spezialunternehmen positionieren“, so Antonio Bortuzzo, CEO von INglass S.p.A.

Neuer Geschäftsbereich bietet grosses Wachstumspotenzial

Die Kompetenzmarke Oerlikon Barmag bietet bereits Komponenten für die hochpräzise Durchflussregelung an, darunter eine grosse Auswahl an Zahnraddosierpumpen für Textil- und Nichttextilmärkte. Die hocheffizienten Pumpen finden Anwendung in den Bereichen Silikonverguss, dynamisches Mischen und Ölsprühen für die Chemie-, Farben-, Polymerverarbeitungs- und Automobilindustrie. Das Geschäft im zweistelligen Millionenbereich (CHF), das in den vergangenen Jahren stetig gewachsen ist, wird mit den HRSflow-Heisskanaltechnologien von INglass im neuen Geschäftsbereich Flow Control Solutions fusionieren. Der exzellente Marktzugang von HRSflow zu vielen OEMs innerhalb und ausserhalb des Automobilbaus bringt starke Wachstumsmöglichkeiten mit sich.

INglass ist ein führender Anbieter im Automobilbau und expandiert in weitere Sektoren

INglass S.p.A. ist ein international erfolgreiches Unternehmen, das 1987 gegründet wurde. Zu seinem Produktportfolio zählen Heisskanalsysteme sowie Ingenieur- und Beratungsleistungen für die Entwicklung innovativer Polymerverarbeitungsprodukte. Die Heisskanalsysteme der Marke HRSflow von INglass werden in unterschiedlichen Industriezweigen eingesetzt, vom Automobilbau über Konsumgüter- und Haushaltsgeräte bis hin zur Verpackungsindustrie, der Abfallwirtschaft sowie dem Bau- und Transportsektor.

Der Unternehmenssitz von INglass befindet sich in San Polo di Piave unweit von Venedig. Der Umsatz von INglass belief sich im Jahr 2020 auf ca. CHF 135 Mio. Man geht davon aus, dass die Übernahme unverzüglich positive Auswirkungen auf die Gewinnmargen und Cashflows von Oerlikon haben wird. INglass beschäftigt mehr als 1 000 Mitarbeitende an 55 Standorten in aller Welt. Dazu zählen Produktionswerke in Italien, China und den USA. Zu diesen Standorten gehören die neu renovierte Zentrale und Produktionsstätte von INglass an dessen Hauptstandort in San Polo di Piave bei Venedig, Italien. Durch die Investition wurden die Anlagen mit einer automatisierten Produktion modernisiert, was das Engagement des Unternehmens für Nachhaltigkeit und Umweltschutz unterstreicht. Die anderen beiden modernen Produktionsstätten befinden sich in Zhejiang (Provinz Hangzhou) in China und Michigan (Grand Rapids) in den USA.

Nach der Eingliederung des Bereichs Zahnraddosierpumpen von Oerlikon Barmag von etwa 200 Mitarbeitenden in Remscheid, Deutschland. wird der neue Geschäftsbereich Flow Control Solutions über etwa 1 200 Mitarbeitende verfügen.

„Wir sehen grosses Wachstumspotenzial in unserem neuen Geschäftsbereich Flow Control Solutions“, sagte Georg Stausberg, CEO der Division Polymer Processing Solutions und Vorstandsmitglied des Oerlikon Konzerns. „Die Bereiche sind die beiden zentralen Säulen des Wachstums, und sie profitieren in der globalen Marktentwicklung voneinander, in der modernen, digitalisierten Produktion und in den Kundendienstleistungen. Ausserdem sehen wir potenzielle Synergien in der Forschung und Entwicklung (FuE) durch die Bündelung von bestehendem Know-how im Bereich der Polymerverarbeitung. Es sind auch neue technologische Lösungen zwischen Heisskanalsystemen und Zahnraddosierpumpen denkbar. Darüber hinaus erwarten wir, enger mit der Division Oerlikon Surface Solutions zusammenzuarbeiten, vor allem in künftigen Mobilitätsanwendungen und funktionalen Polymerkomponentenlösungen für die Automobilindustrie. Insgesamt werden wir unseren Kunden innovative, attraktive Lösungen im Bereich der Polymerverarbeitung und hochpräzisen Durchflussregelung anbieten.“

Nächste Schritte zur weiteren Diversifizierung des Produktportfolios der Division wurden bereits eingeleitet

Die Bündelung des Know-how in den Bereichen Anlagentechnik und Verarbeitung mit Fachkompetenz in Technologien für hochpräzise Durchflussregelung hat erhebliche Auswirkungen auf die Produktqualität in fast allen Anwendungen, was eine Plattform für weiteres organisches und anorganisches Wachstum eröffnet. „Wir beobachten die Megatrends auf den Märkten genau und entwickeln entsprechende neue Geschäftsmodelle. In Sachen Nachhaltigkeit mit Themen wie Kreislaufwirtschaft, Wertstoffrecycling durch mechanische und chemische Recyclinglösungen sowie Umgang mit neuen, umweltfreundlicheren und biologisch abbaubaren Materialien stehen wir kurz vor einem Durchbruch. Wir sind dafür gerüstet, uns aktiv in diesen Wachstumsbereichen einzubringen“, so Georg Stausberg weiter.

„Durch die Neuausrichtung der Division Polymer Processing Solutions wird Oerlikon ihr erfolgreiches Rezept für eine schlanke Unternehmensstruktur auch weiterhin umsetzen, um das Geschäft effizient zu führen. Das bedeutet klare Prozesse, kurze Entscheidungswege und kompetente Teams in einem diversen, multikulturellen Unternehmen, in dem alle innovativ Mehrwert für die Kunden schaffen können“, ergänzte Georg Stausberg.

Produktionsketten defossilisieren sowie eine zirkuläre, treibhausgasneutrale Stoff- und Energiewandlung etablieren – die chemische Industrie hat sich in Sachen Nachhaltigkeit ehrgeizige Ziele gesetzt. Unterstützung bei diesem Prozess leisten ab sofort neun Institute der Fraunhofer-Gesellschaft: Im Leitprojekt ShaPID wollen sie ihre Forschungsaktivitäten für das Erreichen der Nachhaltigkeitsziele bündeln und gleichzeitig ihre Beziehungen zur Branche stärken.

»Konkret wollen wir zeigen, dass eine nachhaltige, grüne Chemie durch praxisnahe technologische Innovationen möglich ist«, erläutert Prof. Ulf-Peter Apfel vom Fraunhofer UMSICHT, einem der beteiligten Institute. »Auf Grundlage der international anerkannten „12 Principles of Green Chemistry“ wollen wir gemeinsam neue Methoden und Technologien entwickeln.« Im Fokus der Forschende stehen dabei vier komplementäre Bereiche: (1) die Synthese-, Reaktions- und Katalysetechnik, (2) die kontinuierliche Prozess- und Verfahrenstechnik, (3) die Modellierung, Simulation und Prozessoptimierung sowie (4) die Digitalisierung und Automation.

Vom grünen Rohstoff zum grünen Produkt
Die Anwendung der neuen Technologien und Methoden soll im technischen Maßstab an drei Referenzprozessen demonstriert werden, die unterschiedliche Produktsparten der Chemie adressieren: Bei »Green Plastics« geht es um die Gestaltung neuer Polymere aus CO2 und biogenen Rohstoffquellen, während bei »Green Monomers« energieeffiziente Synthesen von Monomeren aus nicht-fossilen Rohstoffen beleuchtet werden. Last but not least wird bei »Efficient Building Blocks« der Einsatz hochreaktiver Moleküle für die atomeffiziente Synthese untersucht. »Alle drei Prozesse beschreiten den Weg vom grünen Rohstoff über eine grüne Prozessführung bis hin zu grünen Produkten«, so Ulf-Peter Apfel. »Die Entwicklung wird eng sowohl von Life Cycle Assessments und Systemanalysen als auch von REACh-Bewertungen und (Öko-)Toxizitätsvorhersagen begleitet.«

Die Forschenden des Fraunhofer UMSICHT konzentrieren sich im Rahmen von ShaPID auf die Etablierung von Demonstratoren im Bereich »Green Monomers«. »Dabei geht es vor allem um die alternative Synthese von 1,4-Butadien und Diolen – allesamt wichtige Verbindungen für die chemische Industrie – aus nachwachsenden Rohstoffen über neue thermische und elektrochemische Pfade«, erklärt Dr. Barbara Zeidler-Fandrich.

Mit seiner kürzlich in Betrieb genommenen Hochtemperatur-Unidirektional-Tape-Linie eröffnet der japanische Composites-Hersteller MaruHachi neue Möglichkeiten für High-End-Anwendungen in anspruchsvollen Marktsegmenten wie Luft- und Raumfahrt oder im Automobilbau und erweitert damit das Spektrum herkömmlicher, auf PP- und PA- basierender Materialien.

In einer ersten Phase wird MaruHachi bis zu 40 Tonnen/Jahr produzieren und konzentriert sich speziell auf hochtemperaturbeständige thermoplastische unidirektionale (UD) Tapes sowie mehrschichtige Plattenlaminate. Das Material basiert auf Hochleistungsfasern wie Kohlenstoff, Aramid, Glas oder Naturfasern und einer Matrix, die aus Hochleistungspolymeren wie PPS, PEEK oder anderen Hochtemperaturpolymeren bestehen kann.  Diese sind wesentlich schlagzäher als Epoxidharze und einfach zu recyceln. Mit einer Breite von 500 mm, einem spezifischen Gewicht von 60 bis 350 g/m2, je nach gewähltem Material, kann die Anlage bis zu Temperaturen von 420 Grad Celsius arbeiten. Das Herstellen unter diesen extrem hohen Temperaturen führt zu besseren Materialeigenschaften in der Endanwendung wie gesteigerte Leistungsfähigkeit, erhöhte Widerstandsfähigkeit und integrierte Hochleistungsfunktionalitäten wie sie z.B. durch das sogenannte Umspritzen erreicht werden.

Seit 2017 ist die MaruHachi Group auf dem europäischen Markt in Kooperation mit Dr. Michael Effing, Geschäftsführer der AMAC GmbH in Aachen, aktiv, der das Unternehmen strategisch berät und unterstützt. Die etablierte, familiengeführte MaruHachi Group hat eine starke Historie in den Bereichen Automobil- und Medizintextilien und ist seit mehr als 15 Jahren im Bereich innovative Verbundwerkstoffe aktiv.

Toshi Sugahara, Geschäftsführer von MaruHachi: "Wir arbeiten bereits seit vielen Jahren mit in- und ausländischen Partnern an nachfragestarken Anwendungen zusammen. Daher hat sich MaruHachi nun dazu entschlossen, in Phase 1 über 1 Mio. EUR in diese neue Anlage zu investieren, wobei ein Teil der Finanzierung von der japanischen Regierung NEDO stammt. Neue Entwicklungen in Phase 2 werden bis Ende 2021 an den nachgelagerten Technologien wie dem automatisierten Preforming und der Konsolidierung vorgenommen. Mit unseren neuen Produkten wollen wir zu einer deutlichen Gewichtsreduzierung der Endprodukte beitragen, die Energieeffizienz verbessern und gleichzeitig eine kosteneffiziente und hochwertige Lösung anbieten."

Dr. Effing, Geschäftsführer der AMAC GmbH bestätigt: "Die Fokussierung auf die Nische der Hochtemperaturprodukte auf Basis von PPS und PEEK ermöglicht es MaruHachi, sehr anspruchsvolle High-End-Anwendungen wie Strukturelemente in Raum- und Flugzeugen, Flugzeugsitze oder Triebwerkskomponenten etc. anbieten zu können. Die Tapes sind vollständig recycelbar und können beispielsweise in hoher Geschwindigkeit bis zu 0.5 Metern pro Sekunde mit laserbasierten Tape-Placement-Maschinen und Robotern verarbeitet werden."

Ein neu entwickeltes Gewebe des Materialtechnologiekonzerns Toray verbindet Haptik und Struktur von handgeschöpftem japanischem Papier mit moderner Funktionalität.

Mit Camifu präsentiert Toray Industries, Inc. ein neuartiges Polyester-Filamentgewebe inspiriert von der Optik und Haptik japanischen Papiers. Das Material basiert auf dem patentierten Mehrkomponenten-Spinnverfahren NANODESIGN, das es Toray erlaubt, unterschiedliche Polymere innerhalb einer Faser präzise anzuordnen und zu formen. Die resultierende Struktur mit ihren feinen Unebenheiten ist der von handgeschöpftem Papier nachempfunden, weist jedoch zugleich die Weichheit und den Komfort synthetischer Fasern auf.

Mithilfe des NANODESIGN-Verfahrens entwickelte Toray eine Faser mit einer flachen, C-förmigen Querschnittstruktur, die drei unterschiedliche Polymere miteinander verbindet. In der Fasermitte befindet sich ein lösliches Polymer, rechts und links davon sind Polymere mit unterschiedlichen Wärmeschrumpfungseigenschaften angeordnet. Eines der Polymere wurde dabei aus recycelten Folienresten hergestellt, um die Nachhaltigkeit von Camifu zu erhöhen.

Werden diese angrenzenden Polymere wärmebehandelt, verbiegen sie sich entsprechend ihrer jeweiligen Wärmeeigenschaften entlang der Faser. In Verbindung mit der flachen Querschrittstruktur erzeugt dies eine einzigartige Verdrehung und Ausdehnung.
So entstehen Faserbündel mit unregelmäßigen Hohlräumen, die für die charakteristische Unebenheit des Materials sorgen.

Der hohe Anteil an Hohlräumen verleiht dem Gewebe eine leichte und zugleich robuste Haptik, die der von japanischem Papier entspricht. Auch optisch folgt Camifu diesem Vorbild: Die Fasern enthalten unterschiedlich eingefärbte oder einfärbbare Polymere, die sich nicht aneinander ausrichten.

Camifu eignet sich damit für Anwendungen in der Herren- und Damenoberbekleidung, darunter Hemden, Blusen, geschnittene und genähte Kleidungsstücke. Das Unternehmen plant, Camifu ab Frühjahr/Sommer 2022 auf den Markt zu bringen

Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) sind einer von fünf Gewinnern des „Ideenwettbewerbs Bioökonomie - Innovationen für den Ländlichen Raum“, der vom Ministerium für Landwirtschaft und Verbraucherschutz Baden-Württemberg erstmals ausgerufen wurde. Ausgezeichnet wurden Beiträge zum Klimaschutz, zur Ressourceneffizienz, zum Schutz der Umwelt und der Biodiversität sowie zur Entwicklung des ländlichen Raums. Am 25. November 2020 wurde der Preis von Ministerialdirektorin Grit Puchan während des 5. Bioökonomietags überreicht. Die DITF erhalten den Preis für ihre Forschung an nachhaltigen Carbonfasern. Der Pitch-Vortrag von Dr. Frank Hermanutz und Dr. Antje Ota erhielt zudem auch noch den Publikumspreis.

Ionische Flüssigkeiten (ionic liquids, IL) sind der Schlüssel zu nachhaltigen biobasierten Fasern für vielfältige Anwendungen in der Industrie. 2003 hat Dr. Frank Hermanutz mit seinem Team gemeinsam mit der BASF SE ein innovatives Lösungsmittel für Biopolymere, also Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen, entdeckt. Auf dieser Basis wurden mit der patentierten HighPerCell®-Technologie Cellulosefilamentfasern entwickelt, die aufgrund ihrer spezifischen Fasereigenschaften als technische Fasern eingesetzt werden können. Sie sind zum Beispiel Ausgangsprodukt für cellulosebasierte Carbonfasern.

Carbonfasern werden vor allem im Fahrzeugbau eingesetzt, gewinnen aber auch im Bauwesen an Bedeutung. Sie sind äußerst hitzebeständig und belastbar. Herkömmliche, nicht auf Biopolymeren basierende Carbonfasern sind allerdings derzeit noch sehr teuer und ihre Herstellung belastet die Umwelt. Die Carbonfaserherstellung auf der Basis von Cellulose würde nicht nur die Umwelt schonen, sondern auch die Energiekosten senken. Für die Gewinnung von Zellstoff bietet sich zum Beispiel die heimische Buche an. Wissenschaftler des Kompetenzzentrums Biopolymerwerkstoffe der DITF bringen dieses neue Verfahren in das im April 2020 vom Land Baden-Württemberg gegründete Technikum Laubholz (TLH) ein. Dort wird die Technologie in enger Zusammenarbeit mit beteiligten Industriefirmen praktisch umgesetzt.

Hochleistungsfasern aus Cellulose sind für viele weitere Anwendungen geeignet, wie zum als Verstärkungsfasern im Beton oder als Bestandteil von sortenreinen Verbundwerkstoffe.

„Schon bald könnten biopolymerbasierte Werkstoffe die gleichen Eigenschaften aufweisen wie erdölbasierte Materialien. Das wäre ein enormer Beitrag zum Ressourcenschutz und zur Umweltverträglichkeit“ erklärt Frank Hermanutz.

Die Jury des Ideenwettbewerbs würdigt diese Forschungsleistung für Umweltschutz und Nachhaltigkeit mit dem Bioökonomie-Innovationspreis.

Auf den ersten Blick haben Ruderboote, der Airbus 380, Sicherheitsausrüstungen oder Stadionüberdachungen nur wenig gemeinsam. Dabei erhalten sie ihre spezifischen Eigenschaften unter anderem durch den Einsatz von speziellen Fasern: Aramidfasern und Kohlenstofffasern (Carbonfasern) werden zu Spezialgarnen verarbeitet, die häufig als Verbundstoffe eingesetzt werden. Die Nachfrage nach diesen Fasern wächst, da weltweit versucht wird, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern; neue Lösungen sind erforderlich, um das Gewicht zu reduzieren und schwere Metallteile zu ersetzen.

Aramidfasern werden in einem sehr aggressiven, hochchemischen Prozess hergestellt. Auch das Verfahren, mit dem das polymere Ausgangsprodukt aus Acryl produziert wird, das zur Herstellung von Kohlenstofffasern verwendet wird, ist zwar ein anderer, aber nicht minder schwieriger Vorgang. Bei diesen anspruchsvollen Prozessen sind die Zahnradpumpen nicht nur für die hochpräzise Steuerung der Schmelzeförderung verantwortlich; Langlebigkeit, Widerstandsfähigkeit in einer aggressiven Umgebung und Kosteneffizienz spielen eine ebenso entscheidende Rolle.

Spezielle Werkstoffe für spezielle Aufgaben
Der Prozess, die erwartete Lebensdauer der Pumpe und die Wartungshäufigkeit sind für die Wahl der Materialien, aus denen die Pumpe und ihre Komponenten hergestellt werden, die ausschlaggebenden Faktoren. Für ein optimales Ergebnis bietet Oerlikon Barmag Lösungen, die unterschiedliche Werkstoffe und neueste Technologien intelligent miteinander kombinieren. Ob Oberflächen mit keramischer Beschichtung, Zahnräder und Wellen mit DLC Beschichtungen, Pumpen aus Kobaltlegierungen (StelliteTM) oder die robusten und langlebigen Oerlikon Barmag-Hybridkonstruktionen aus Zirkoniumoxid-Keramik und Duplex-Stahl, die hochpräzisen Pumpen der ZP- und GM-Baureihen werden je nach Einsatzart optimiert ausgelegt. Unterschiedliche Dichtsysteme und individuelle Antriebskonzepte runden das Pumpenprogramm ab.

Das Cetex Institut, die thermoPre ENGINEERING GmbH und die The FilamentFactory GmbH kooperieren bei der Entwicklung, Herstellung und Vermarktung neuartiger Hybridmaterialien. Der am 2. Oktober 2020 in Chemnitz gemeinsam unterzeichnete Kooperationsvertrag hebt die Zusammenarbeit auf eine neue Stufe. „Wir freuen uns, dem Endanwender die Hybridrovings nicht nur anwendungsangepasst liefern zu können, sondern auch das Engineering für spätere Bauteilanwendungen inklusive dem Prototyping der FKV-Bauteile anzubieten“, so Sebastian Nendel, geschäftsführender Direktor des Cetex Institutes.

Patentiertes Verfahren zur Herstellung von Hybridrovings
Das Cetex Institut hat in den letzten 3 Jahren eine Anlagentechnologie zur Herstellung von Hybridrovings entwickelt. Durch das patentierte Verfahren können kundenspezifisch verschiedene Materialkombinationen hergestellt werden. Dabei können Materialkombinationen aus Verstärkungsfasern (Glas, Basalt, Carbon, Aramid oder hochfesten Polymerfasern) mit Matrixfasern (PP, PET, PA, PPS, PEEK) kombiniert werden, aber auch Spezialkombinationen aus unterschiedlichen Verstärkungsfasern oder der Kombination von Verstärkungsfasern mit Metallfasern. Vorteile des neuartigen Hybridrovings sind die drehungsfreie und vollständig gestreckte Faserlage und die damit verbundene optimale Eigenschaftsausnutzung der Verstärkungsfasern, wie auch eine sehr gute Homogenität, wodurch in späteren Prozessschritten eine hervorragende Verarbeitung erzielt werden kann.

Serienproduktion als nächsten Schritt
Das nächste Ziel ist klar gesetzt: Im Rahmen der Vereinbarung soll das Verfahren durch die Projektpartner gemeinsam weiterentwickelt und bis zur Serienproduktion überführt werden. Diese gemeinsamen Aktivitäten bilden die Basis für eine langjährige intensive Zusammenarbeit auf diesem neuen Gebiet.