Aus der Branche

Freudenberg Performance Materials (Freudenberg), ein führender Anbieter von technischen High-Performance-Textilien, hat in Changzhou (China) eine neue Produktionslinie für 3D-Polymermatten in Betrieb genommen. Mit dieser Anlage kann Freudenberg Kunden in der APAC-Region mit Enka® Solutions Produkten für Hoch-, Industrie- und Tiefbau beliefern, die in China gefertigt werden. Freudenberg ist damit nun auch in der Lage, Kunden in unterschiedlichen technischen Märkten mit Fertig- und Halbfertigprodukten zu bedienen.

Mit dieser Investition in China erweitert Enka® Solutions seine Produktionskapazitäten entscheidend. Außerdem wird diese Anlage verstärkt dazu beitragen, das Enka®-Geschäft in der APAC-Region auszubauen. Freudenberg hat diese neue Anlage in Changzhou am 13. Juli 2023 feierlich eingeweiht.

Die neue Produktionslinie in Changzhou ergänzt die Kapazitäten der Standorte in Obernburg (Deutschland) und Asheville (North Carolina, USA). Dank dieser Präsenz auf den drei Kontinenten Europa, Asien und Amerika kann Freudenberg die dortigen Märkte bedienen und Enka® Solutions Produkte schneller und effizienter liefern. Die neue Anlage trägt darüber hinaus dazu bei, Kundenbedürfnisse noch gezielter zu erfüllen. Zugleich wird verstärkt vor Ort produziert; dadurch verringert sich der ökologische Fußabdruck des Unternehmens.

Mit einem Umsatz von 1.543 Mio. Euro schließt die RadiciGroup das Jahr 2022 gegenüber 2021 mit einem leichten Wachstum ab: Der Umsatz wurde an den mehr als 30 Produktions- und Vertriebsstandorten erwirtschaftet, die in Europa, Asien und Amerika tätig sind. Was die Margen betrifft, erreichte das EBITDA 2022 157 Mio. Euro, während sich der Jahresüberschuss auf 80 Mio. Euro belief.

„Wir sind mit den Zahlen 2022 mäßig zufrieden“, so Angelo Radici, Präsident der RadiciGroup, „da es uns gelang, trotz eines Jahrs mit unvorhersehbarer und schwierig zu meisternden Entwicklung positive Ergebnisse zu erreichen. Obgleich sich im Januar die Erhöhung der Energiekosten bemerkbar machte, hielten wir in den ersten drei Monaten des Jahrs dank der stark wachsenden Nachfrage durch. Ab dem zweiten Quartal war der Markt in Europa aufgrund des Kriegsausbruchs in der Ukraine neben dem Hochschnellen der Energie- und Rohstoffkosten stark rückläufig. Zu dieser unkontrollierbaren Situation gesellten sich Beschaffungsschwierigkeiten bei einigen Rohmaterialien, was uns in größte Schwierigkeiten brachte, vor allem im Bereich Chemie. Dies ging so weit, dass wir in den letzten Monaten des Jahrs unsere Anlage in Novara stillsetzen mussten: Aus China und den USA stammende Erzeugnisse, die unseren Produkten in der Nylonbranche ähneln, kamen zu einem Preis auf den Markt, der geringer als unsere variablen Kosten war.“

„Auf Gruppenebene“, fügt der Präsident hinzu, „ermöglichte uns unsere Internationalisierungsstrategie, das geopolitische Risiko der verschiedenen Länder einzuschränken, wodurch es uns gelang, die Schwierigkeiten im Bereich Chemie und Textilien auf dem europäischen Markt dank des Bereichs High Performance Polymers, in dem die Zahlen dagegen stabil blieben, auszugleichen. Anfang 2023 nahmen wir die Produktion wieder auf, aber die internationale Wirtschafts- und Produktionslage, die sich für den weiteren Verlauf des Jahres abzeichnet, ist noch durch starke Unsicherheit geprägt, und die Prognosen sind besonders vorsichtig.“

Die Gruppe hat jedoch auch in einer schwierigen Periode weiterhin investiert: Der Geschäftsbereich High Performance Polymers schloss 2022 in Indien den Erwerb des Betriebsteils technische Kunststoffcompounds der börsennotierten Gesellschaft Ester Industries Ltd ab, startete die Installation zweier neuer Anlagen in Mexiko und Brasilien und bestätigte das Projekt für die Installation einer neuen Extrusionsanlage am Produktionsstandort Villa d‘Ogna in der Provinz Bergamo: Diese Entscheidungen stehen im Einklang mit dem Bestreben der Gruppe, ihre globale Präsenz zu stärken und die Wettbewerbsfähigkeit in im Wachstum befindlichen Märkten, die sich durch ein hohes Potenzial auszeichnen, zu erhöhen. In einem zweifelsohne problematischen Jahr, was Energie- und Rohstoffkosten betrifft, war die Tätigkeit in geografisch unterschiedlichen Märkten mit differenzierten Anwendungen ein wichtiges Mittel, um die Kritikalitäten zu meistern. In diesem Sinne wurde in China soeben ein neuer Produktionsstandort mit einer Fläche von mehr als 36.000 m2 eingeweiht, dank dessen die Produktionsleistung im Einklang mit den Wachstumserwartungen des Markts um das Doppelte erhöht werden kann.

Auf den Fünfjahreszeitraum 2018 bis 2022 bezogen, investierte die Gruppe mehr als 277 Mio. Euro zur Förderung der Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen, zur Einführung von Best-Available-Techniken, zur Energieeffizienzsteigerung, zur Senkung der Emissionen, für Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten, die die Einführung von nachhaltigen Prozessen und Lösungen – auch durch die von Radici InNova vorangetriebene Forschungs- und Entwicklungsarbeit, die in hohem Maß auf die Kreislaufwirtschaft ausgerichtet ist – betreffen.

Im Rahmen der diesjährigen ITMA 2023, der internationalen Textilmaschinenausstellung und Plattform für die gesamte Textilmaschinenbranche, die vom 08. bis 14. Juni 2023 in Mailand stattfand, wurde Herr Dipl.-Ing. Philipp Weigel für seine am ITM angefertigte exzellente Studienarbeit "Numerische Simulation des Struktur- und Auszugverhaltensparametrisch generierter profilierter Carbonpolymergarne" mit dem ITMA Sustainable Innovation Award in der Kategrie "Research & Innovation Excellence Award" ausgezeichnet. Er erhielt hierfür den 1. Preis, der mit 10.000 EUR dotiert ist.
 
Die Arbeit ist von großem wissenschaftlichen Interesse für die Entwicklung hochleistungsfähiger, ressourcenschonender Carbonbetonbauteile mit höchster Materialeffizienz und Nachhaltigkeit sowie für die simulative Beschreibung und digitale Auslegung der Bewehrungsstruktur.

CEMATEX-Präsident Ernesto Maurer überreichte das Preisgeld und Urkunde an die glücklichen Gewinner:nnen während der ITMA 2023 in Mailand, Italien.

Der 2. und 3. Preis ging an Absolventen des Instituts für Textiltechnik der RWTH Aachen.

Der ITMA Sustainable Innovation Award wurde von CEMATEX ins Leben gerufen, um die gemeinsamen Anstrengungen der globalen Textilindustrie zur Förderung der Nachhaltigkeit von Unternehmen durch innovative Lösungen und zur Förderung herausragender branchenspezifischer Forschung zu würdigen.
Der Preis umfasst zwei Kategorien: einen Industry Excellence Award für Textil- und Bekleidungshersteller und einen Research & Innovation Excellence Award, der für Master-Studenten offen ist.

Trevira CS stellt erstmalig auf der CSI Miami (Cruise Ship Interiors Design Expo Americas) aus. Die Messe bringt am 6. und 7. Juni 2023 im Miami Beach Convention Center die Einkäufer und Lieferanten zusammen, die sich mit der Innenausstattung von Kreuzfahrtschiffen beschäftigen, darunter Innenarchitekten, Architekten, Ausstatter, Werften und Zulieferer. Trevira CS Stoffe kommen als Gardinen, Vorhänge, Dekorations- und Möbelstoffe, im innenliegenden Sonnenschutz sowie als Wandverkleidungen oder Raumteiler zum Einsatz.
 
Auf dem Trevira CS Stand können sich Besucher ein Bild von dem breiten Angebot an schwer entflammbaren Stoffen machen, die für den Einsatz an Bord von Kreuzfahrtschiffen geeignet sind. Gezeigt werden 53 Stoffe von 20 Trevira CS Kunden, die entweder über eine IMO- Zertifizierung verfügen und/oder nach den im Schifffahrtsbereich geforderten Brandschutznormen (FTP Code) getestet sind. Trevira CS Stoffe sind inhärent schwer entflammbar, d. h. ihre flammhemmenden Eigenschaften lassen sich weder auswaschen noch gehen sie durch Alterung oder Gebrauch verloren. Dies ist auf den chemischen Aufbau der Polyesterfaser zurückzuführen: die schwer entflammbaren Eigenschaften sind fest in der Faser verankert und können durch äußere Einflüsse nicht verändert werden. Eine oberflächlich aufgebrachte Flammschutzausrüstung ist daher nicht erforderlich.

Im Schifffahrtsbereich sind die Anforderungen an Textilien nicht nur in puncto Brandschutz hoch, sondern auch, wenn es um Lichtbeständigkeit und Haltbarkeit geht. Dies gilt insbesondere für Textilien, die im Outdoor-Bereich eingesetzt werden. Diese müssen extrem robust sein, da sie Feuchtigkeit und Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, hat Trevira CS eine Palette von 30 neuen spinngefärbten, UV-stabilen Filamentgarnen herausgebracht.

Spinngefärbte Garne sind nachhaltiger als garngefärbte Produkte, denn die aus ihnen hergestellten Stoffe können umweltschonender hergestellt werden als Textilien, die im Stück gefärbt werden oder aus bunt gefärbten Garnen bestehen. Bei der Stoffherstellung ist das Färben und Veredeln von Stoffen für einen großen Teil des Ressourcenverbrauchs und des Einsatzes von Chemikalien sowie Wasser verantwortlich. Setzt man spinngefärbte Garne ein, spart man sich diese Prozessschritte, denn das Garn kommt bereits in der gewünschten Farbe aus der Spinndüse.

Trevira CS Stoffe sind in recycelten Varianten verfügbar. Sie bestehen aus Faser- und Filamentgarnen, die in unterschiedlichen Recyclingprozessen gewonnen werden. Filamentgarne werden unter Nutzung von recycelten PET-Flaschen hergestellt, sie enthalten einen Anteil von 50 % Post-Consumer Recyclingmaterial. Recycelte Fasern werden unter Nutzung einer Agglomerationsanlage und in weiteren Prozessschritten aus wiederverwertbaren Wertstoffen aus der Produktion gewonnen und bestehen zu 100 % aus Recyclingmaterial (Pre-Consumer-Recycling). Alle flammhemmenden recycelten Trevira® Produkte sind GRS (Global Recycled Standard) zertifiziert.

Stoffe, die aus diesen Garnen hergestellt wurden, sind mit der Marke Trevira CS eco gekennzeichnet. Voraussetzung hierfür ist ein Recyclinganteil von mindestens 50 %. Unter den auf dem Trevira CS Messestand präsentierten Stoffen befinden sich 8 Stoffe der Marke Trevira CS eco.

Das langfristige Ziel bei der Entwicklung von nachhaltigen Trevira CS Produkten ist der Einstieg in eine geschlossene Kreislaufwirtschaft. Hierfür wurden flammhemmende Fasern und Filamentgarne aus chemisch recyceltem Rohstoff hergestellt. Ausgangsmaterial waren hier PET-Flaschen, allerdings können auch andere PET-Wertstoffe wie Verpackungsmaterial oder Textilien verwendet werden. Beim chemischen Recycling kommt es zur Depolymerisation, einer Sequenz von chemischen Reaktionen, bei der die Polymerketten wieder in ihre ursprünglichen Bestandteile, d. h. die Monomere zerlegt werden. In einem weiteren Prozessschritt werden Verunreinigungen entfernt. Bevor der Prozess der Polymerisation eingeleitet wird, wird noch ein geringer Anteil MEG (Monoethylenglycol) zugeführt.

Wie bei der Herstellung des „virgin“ Rohstoffs für Trevira CS wird die flammhemmende Modifikation bei der Polymerisation eingefügt. Auf diese Weise werden die schwer entflammbaren Eigenschaften dauerhaft im Polymer verankert.

Durch die Verwertung von Wertstoffen wie z. B. Verpackungsmaterial werden Abfälle vermieden, indem sie einer Wiederverwertung zugeführt werden. Der Rohstoff ist mit dem Ursprungsmaterial vergleichbar und kann wieder in hochwertigen Produkten zum Einsatz kommen.

Wie sieht eine zukunftssichere, kreislauforientierte und nachhaltige Kunststoffwirtschaft aus? Die Antwort darauf ist eine Balance zwischen Plastikreduktion und einem nachhaltigen Umgang mit recyclingfähigen Kunststoffen. Denn die steigende Nachfrage nach Kunststoffen in hochwertigen Anwendungen wie Lebensmittelverpackungen, Autoteilen oder synthetischen Textilien erfordert einen ganzheitlichen Wandel. Mit vier strategischen Ansätzen geben Forschende des Fraunhofer UMSICHT und des niederländischen Instituts TNO in ihrem aktuell erschienenen Whitepaper »From #plasticfree to future-proof plastics« nun Einblicke, wie diese Balance in Zukunft aussehen kann. Beide Organisationen starten zudem eine praktische Plattform für Kunststoffe in einer Kreislaufwirtschaft: European Circular Plastics Platform - CPP, die darauf abzielt, bestehende Hindernisse zu beseitigen und vielversprechende Lösungen auszutauschen.

Vielseitige und preiswerte Materialien mit geringem Gewicht und sehr guten Barriereeigenschaften: Das sind Kunststoffe. Neben den praktischen Vorteilen geht mit den Materialien aber auch ein erheblicher Anteil an den Treibhausgasemissionen der Menschheit einher. Herstellung und Verwendung von Kunststoffen verursachen Plastikmüll und Mikroplastik, erschöpfen fossile Ressourcen und führen zur Abhängigkeit von Importen. Gleichzeitig können Alternativen – wie z. B. Glas als Verpackung - zum Teil noch stärker die Umwelt belasten oder besitzen schlechtere Produkteigenschaften.

Forschende des Fraunhofer UMSICHT und TNO haben daher ein Whitepaper erarbeitet, das eine Grundlage für die Umgestaltung der Kunststoffproduktion und -verwendung bietet. Dafür berücksichtigen sie die Integration der Perspektiven aller Beteiligten und ihrer Werte und das Potenzial aktueller und künftiger Technologien. Außerdem sind die funktionalen Eigenschaften des Zielprodukts, der Vergleich mit alternativen Produkten ohne Kunststoffe sowie ihre Auswirkungen in einer Vielzahl von ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Kategorien über den gesamten Lebenszyklus entscheidend. So gelingt eine systematische Bewertung und schließlich eine systematische Entscheidung, wo wir Kunststoffe verwenden, ablehnen oder ersetzen können.

Strategien für die Circular Economy
Als Ergebnis beschreiben die Forschenden vier strategische Felder, um die heute noch weitgehend lineare Kunststoffwirtschaft in eine vollständig kreislauforientierte Zukunft zu überführen: Verengung des Kreislaufs (Narrowing the Loop), Betrieb des Kreislaufs (Operating the Loop), Verlangsamung des Kreislaufs (Slowing the Loop) und Schließung des Kreislaufs (Closing the Loop). Mit der Verengung des Kreislaufs empfehlen die Forschenden in einem ersten Schritt, die Menge der in einer Kreislaufwirtschaft mobilisierten Materialien zu reduzieren. Operating the Loop bezieht sich auf die Nutzung erneuerbarer Energien, die Minimierung von Materialverlusten sowie die nachhaltige Beschaffung von Rohstoffen. Um den Kreislauf zu verlangsamen, braucht es Maßnahmen zur Verlängerung der Nutzungsdauer. Für eine Schließung des Kreislaufs müssen Kunststoffe schließlich gesammelt, sortiert und hochwertig recycelt werden.

Unter die vier Felder fallen jeweils einzelne Strategien. Während solche, die unter Operating the Loop fallen (O-Strategien), laut den Forschenden parallel und möglichst vollständig angewendet werden sollen, setzt die Entscheidung für die weiteren Strategien in den anderen Feldern (R-Strategien) einen komplexen Prozess voraus: »In der Regel kommen für ein bestimmtes Produkt oder eine bestimmte Dienstleistung mehr als eine R-Strategie in Frage. Diese müssen hinsichtlich ihrer Durchführbarkeit und ihrer Auswirkungen im Zusammenhang mit dem Status quo und den zu erwartenden Veränderungen sorgfältig miteinander verglichen werden«, erklärt Jürgen Bertling vom Fraunhofer UMSICHT. Die Projektpartner haben daher ein Leitprinzip zur Priorisierung entwickelt, das sich an der Idee der Abfallhierarchie orientiert.

Hands-on-Plattform für sektorenübergreifende Zusammenarbeit
»Ein ganzheitlicher Wandel, wie wir ihn uns vorstellen, kann nur gelingen, wenn Wissenschaft, Industrie, Politik und Bürger sektorenübergreifend zusammenarbeiten. Dies erfordert mehrere, teilweise recht drastische Veränderungen auf vier Ebenen: Gesetzgebung und Politik, Zusammenarbeit in der Kreislaufwirtschaft, Design und Entwicklung sowie Bildung und Information. Zu den Innovationen in Design und Entwicklung gehört beispielsweise die Umgestaltung von Polymeren in sauerstoffreichere Polymere auf der Grundlage von Biomasse und CO2-Nutzung. Die derzeitigen Recyclingtechnologien müssen für ein quantitativ und qualitativ hochwertiges Recycling verbessert werden", erklärt Jan Harm Urbanus von TNO.

»Daher bauen TNO und das Fraunhofer UMSICHT in einem nächsten Schritt eine Hands-on-Plattform für Kunststoffe in einer Kreislaufwirtschaft (European Circular Plastics Platform – CPP) auf«, erklärt Esther van den Beuken, Principal Consultant bei TNO. Sie wird Unternehmen, Verbänden und Nichtregierungsorganisationen die Möglichkeit geben, sich zu vernetzen und gemeinsam an bestehenden Hindernissen und vielversprechenden Lösungen für eine Kreislaufwirtschaft der Kunststoffe zu arbeiten. Außerdem wird die Plattform ihren Mitgliedern regelmäßige praktische Workshops zu Kunststoffthemen, Diskussionsrunden zu aktuellen Fragen und die Teilnahme an Multi-Client-Studien zu drängenden technischen Herausforderungen anbieten. Regelmäßige Treffen werden in der grenzüberschreitenden Region Deutschland/Niederlande sowie online stattfinden. Ziel ist, den Wandel in die Öffentlichkeit und die Industrie zu tragen.

Die größte Abteilung des Thüringischen Instituts für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) hat einen neuen Chef. Zum 30. April 2023 folgte auf Dr. Frank Meister sein bisheriger Stellvertreter Philipp Köhler, der den Bereich Native Polymere und Chemische Forschung und damit ein fast 60-köpfiges Team aus Wissenschaftlern, Technikern und Laboranten übernimmt.

„Dr. Frank Meister hat in seiner langen und bemerkenswerten Laufbahn maßgeblich dazu beigetragen, dass die TITK-Gruppe heute so solide aufgestellt ist und gerade durch die Celluloseforschung weltweit eine hohe Anerkennung als kompetenter und vertrauenswürdiger Forschungspartner genießt. Mit Philipp Köhler setzt nun eine überzeugende und noch dazu sehr sympathische Führungspersönlichkeit die erfolgreiche Arbeit dieser wichtigen Abteilung fort,“ so der geschäftsführende Direktor des TITK, Benjamin Redlingshöfer.

Als promovierter Polymerchemiker war Dr. Frank Meister zum 1. Juni 1993 von der zentralen Forschung der Leuna-Werke nach Rudolstadt gewechselt. Sein erstes Arbeitsfeld wurde die chemische Modifizierung von Cellulose, um sie direkt, ohne jedes Lösungsmittel verformbar zu machen. Damals hatte das Institut bereits begonnen, die Grundlagen für ein Direktlöseverfahren – das Alleinstellungsmerkmal des TITK – zu legen. In der Folgezeit setzte sich dieser Prozess zur Direktauflösung und Trocken-Nass-Verformung von Cellulose durch. Die daraus erhaltenen Spezialfasern konnten in den kommerziellen Maßstab überführt werden.

Nach drei Jahren wurde Frank Meister stellvertretender Abteilungsleiter, 2001 Chef der Chemischen Forschung am TITK. Meilensteine seiner Laufbahn sind mehr als 50 wissenschaftliche Publikationen, über 30 Patente und mindestens 100 Fachvorträge im In- und Ausland.
Für die Entwicklung des Instituts war die Mitwirkung am Wachstumskern „ALCERU-Hightech“ rund um das patentierte Verfahren zur Herstellung von Cellulose-Funktionsfasern von großer Bedeutung. Die neue Methode zur Direkteinarbeitung unverträglicher flüssiger oder schmelzbarer Substanzen in eine Cellulosefaser brachte dem TITK 2008 auch den Thüringer Forschungspreis.

Das „letzte Highlight“ war für Meister Lyohemp® – die erste Lyocellfaser aus 100 Prozent nicht holzbasiertem Zellstoff. Diese Neuentwicklung auf Grundlage von bisher ungenutzten Hanf-Reststoffen steht beispielhaft für einen Forschungsschwerpunkt am TITK - die Verwendung von alternativen Rohstoffen und Recycling-Materialien.

Bereits seit knapp drei Jahren hat Meister Philipp Köhler auf seine Aufgabe vorbereitet. „Er ist ein exzellenter Wissenschaftler mit sehr genauen Vorstellungen von seiner eigenen Entwicklung. Und er ist mit einer hohen sozialen Kompetenz ausgestattet“, begründet Meister seine Wahl. Philipp Köhler ist mit 33 Jahren einer der jüngsten Abteilungsleiter, die das TITK je hatte.

Dass es darauf ankommt, nicht nur im Hier und Jetzt zu leben, sondern den Blick schon voraus zu richten, ist ein Prinzip, das er unbedingt beibehalten will. „Denn auch nachwachsende Rohstoffe wie Holz sind nur begrenzt verfügbar. Deshalb müssen wir uns schon heute Gedanken machen, was danach als Faserrohstoff dienen könnte.“ Zum Beispiel Proteine oder Bakterien-Zellulose, sagt Köhler. „Da, wo andere suchen, müssen wir schon Lösungen durchdacht und industrietaugliche, anwendbare Prozesse parat haben, die noch dazu nachhaltig und ressourceneffizient sind.“

Der gebürtige Saalfelder kam unmittelbar nach dem Studium der Werkstofftechnik 2014 als „Master of Engineering“ ans TITK. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter übernahm er bestehende Projekte und half unter anderem mit, die vorhandenen Produkte mit Funktionsfasern weiter zu verbessern. Aktuell promoviert er bei Professor Chokri Cherif an der TU Dresden zu alternativen Materialien für die Faserherstellung.

Kleidung, Schuhe, Möbel - der Konsum von Textilien steigt in der Europäischen Union kontinuierlich. Mit ihm gehen Auswirkungen auf das Klima, den Wasser- und Energieverbrauch sowie die Umwelt einher. Unter der Leitung der Hochschule Niederrhein (HSNR) starten ab Mai 2023 die Projektpartner HSNR, DWI - Leibniz-Institut für Interaktive Materialien und das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT eine Kooperationsplattform: Mit dem Projekt „KlarTEXt“ wollen sie die Hindernisse für eine nachhaltige und umweltfreundliche Textilwirtschaft überwinden. Das Projekt wird über vier Jahre mit rund zwei Millionen Euro vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen (MKW NRW) gefördert.

Zwei bis zehn Prozent der EU-Umweltbelastung beruhen auf Kleidungskonsum. Damit stellt der steigende Verbrauch von Textilien über den gesamten Lebenszyklus der Produkte durchschnittlich die viertgrößte Quelle negativer Auswirkungen auf die Umwelt und den Klimawandel in der Europäischen Union dar. Mit ihrer Strategie für nachhaltige und kreislauffähige Textilien stößt die EU nun die Transformation der Textilwirtschaft an: Dabei sollen zum einen die Nutzung und Entsorgung textiler Produkte verbessert und zum anderen der Austrag faserigen Mikroplastiks minimiert werden.

Die 1400 deutschen, überwiegend mittelständischen Unternehmen der Branche stellt diese erforderliche Transformation vor große Herausforderungen. Allein für Ökodesignanforderungen (z. B. Ressourceneffizienz oder Recycling) existieren bislang weder Vorgaben noch überzeugende Lösungen. Viele der Unternehmen benötigen dazu starke Partnerschaften.

Austausch von Expertise
Genau hier setzt die Kooperationsplattform „KlarTEXt“ an: Material, Funktion, Zirkularität sowie Ressourceneffizienz sind omnipräsente Themen der Wissenschaft und Industrie mit großem Entwicklungspotenzial für die Gesellschaft. Das MKW finanziert die Entwicklung und Gründung der Plattform, die zugleich den Innovationsbedarf der Gesellschaft und Unternehmen bündeln sowie in wissenschaftliche Aktivitäten und Lehrformate überführen wird.

Mithilfe der Kooperationsplattform möchten die kooperierenden Forschenden Hindernisse für eine nachhaltige Textilindustrie ausmachen, Maßnahmen für ihre Überwindung definieren und an den Stellschrauben für eine sozial und ökologisch nachhaltige Textilwirtschaft arbeiten. „KlarTEXt“ hat zum Ziel, die gemeinsamen Forschungsfelder textile Materialien, Funktionen, Zirkularität sowie Ressourceneffizienz für erhöhte Innovationskraft in Unternehmen zu transferieren. Des Weiteren sollen die Forschungsthemen in verständlicher Sprache mit der Gesellschaft geteilt werden. Durch diese wirtschaftliche und gesellschaftliche Teilhabe werden so unter anderem Zukunftsinnovationen aus den Bereichen Biopolymere und Biotechnologie für die Textilwirtschaft mit Relevanz versehen.

Bereits Interessierte für die Vernetzung
Unterstützer der ersten Stunde und weitere Kooperationspartner sind das Wuppertal-Institut für Klima, Umwelt, Energie (WI), das Nova-Institut, die Gemeinschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ), das Cluster industrieller Biotechnologie (CLIB) und Die C&A’s FIT GmbH sowie zahlreiche weitere Unternehmen aus dem Textilsektor.  Mithilfe der digitalen Vernetzungsplattform sowie den verschiedenen interaktiven Veranstaltungsangeboten und -formaten möchten die Projektpartner Voraussetzungen schaffen, die Zukunft einer nachhaltigen Textilwirtschaft zu gestalten.

Dies gilt sowohl für Vertreter und Vertreterinnen aus Industrie und Akademia als auch Menschen der allgemeinen Bevölkerung. „Mit ‚KlarTEXt‘ möchten wir die Lücke zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft mit Fokus auf die Textil- und Bekleidungswirtschaft schließen. In partizipativen Formaten wird der Austausch zwischen Bürger:innen und Unternehmen zu den Forschungsfeldern und gesellschaftlichen Fragestellungen zu wichtigen Themen der Textilindustrie wie beispielsweise technische Innovationen, Reparierbarkeit, ökologische Materialien, Fast und Fair Fashion ermöglicht“, erläutert Professorin Maike Rabe. Bürgerinnen und Bürger dürfen sich unter anderem auf Angebote zur textilen Nachhaltigkeit im OecherLab (Aachen), der Junior-Uni (Mönchengladbach), im Supermarkt der Ideen (Oberhausen) und in dem Dezentrale BioLab (Dortmund) freuen.

Gemeinsam mit den Projektpartnern CG TEC, Cordenka, ElringKlinger, Fiber Engineering und Technikum Laubholz entwickeln die DITF einen neuen Faserverbundwerkstoff (CELLUN) mit Verstärkungsfasern aus Cellulose. Die Matrix des Werkstoffs ist ein thermoplastisches Cellulosederivat, das sich in industriellen Verarbeitungsverfahren wie Heißpressen oder Pultrusion verarbeiten lässt. CELLUN aus nachwachsenden Biopolymeren ermöglicht den Ersatz von Glas- oder Carbonfasern in der Herstellung industrieller Formteile.

Innerhalb des schnell wachsenden Segments des Faserverbund-Leichtbaus werden zunehmend Organosheeets eingesetzt. Organosheets sind vorkonsolidierte Platten-Halbzeuge mit einer Matrix aus thermoplastischen Kunststoffen und verschiedenen Verstärkungsfasern in unterschiedlichster textiler Ausführung. Die Thermoplastmatrix erlaubt die Verarbeitung der Organosheets mit in der Industrie etablierten „schnellen“ Verfahren wie Heißpressen, Thermoformen, Spritzgießen mit Organoblech-Einlegern oder Pultrusion. Die Verfahren erzeugen sehr gut recycelbare, hoch funktionalisierte Bauteile mit reproduzierbarer Qualität.

Die textile Verstärkung der Organosheets besteht vor allem aus Glas-, Carbon-, Basalt- oder Aramidfasern. Diese Fasern besitzen hohe Steifigkeiten und Zugfestigkeiten, sind jedoch in ihrer Herstellung und im Recycling energieintensiv und können nur in einem zunehmend minderwertigen Zustand recycelt werden.

Im Gegensatz dazu ist der an den DITF entwickelte CELLUN-Verbundwerkstoff eine wesentlich nachhaltigere Alternative. Für die Herstellung von CELLUN wird die Verstärkungskomponente aus nicht schmelzbaren Cellulosefasern sowie thermoplastischen, derivatisierten Cellulosefasern als Matrix zu einem Hybridroving kombiniert. Als cellulosische Verstärkungsfasern kommen Regeneratfasern der Firma Cordenka und die an den DITF entwickelten HighPerCell®-Cellulosefasern zum Einsatz.

CELLUN wird nun im Rahmen eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Verbundprojekts zur industriellen Reife weiterentwickelt. Die Aufgaben der DITF im CELLUN-Verbundprojekt sind vor allem die Herstellung von geeigneten Verstärkungsfasern auf Basis von Cellulose und die Einbettung der Fasern in die thermoplastische Cellulose-Derivat-Matrix. Das Material wird in den hauseigenen Technika zu technischen Hybridrovingen und zu Hybridtextilien weiterverarbeitet. Über Pultrusions- und Thermoformverfahren oder im Spritzguss können schließlich Formteile hergestellt werden, die die technischen Einsatzmöglichkeiten des neuen Materials veranschaulichen.

Im weiteren Projektverlauf liegt der Fokus auf der vollständigen Kreislaufführung des CELLUN-Materials nach dem End of Life (EOL). Dazu werden zwei unterschiedliche Ansätze erforscht. Einerseits besteht die Möglichkeit, CELLUN-Formteile ohne Qualitätsverlust thermisch umzuformen. Ein zweiter möglicher Weg besteht darin, das CELLUN-Material wieder chemisch in die einzelnen Komponenten zu trennen. Diese können dann erneut wieder zu 100% als neue Ausgangsmaterialien eingesetzt werden.

CELLUN-Werkstoffe werden als umweltfreundliche, ressourcenschonende und kostengünstige Alternative zu etablierten Verbundwerkstoffen im Leichtbau- und Automotivsektor Vorteile im Markt der technischen Halbzeuge bieten. Durch die Verwendung nachwachsender Biopolymere soll ein wesentlicher Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz geliefert werden: Einerseits können herkömmliche Kunststoffe auf Rohölbasis substituiert werden, andererseits können CELLUN-Verstärkungs- und Matrixfasern mit nur geringem Energieeinsatz und aus natürlichen Rohstoffen hergestellt werden.

Vom 25. bis 27. April 2023 wird das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) der TU Dresden bei der JEC auf dem Gemeinschaftsstand SACHSEN! auf dem Messegelände Paris-Nord Villepinte vertreten sein.

Das ITM wird den Besuchern der JEC einen umfassenden Einblick in aktuelle Arbeiten auf dem Gebiet der Maschinen- und Produktentwicklungen entlang der gesamten textilen Prozesskette geben.
Als Highlight auf der Messe werden neuartige maßgeschneiderte Kern-Insert-Strukturen, sog. Customised Connective Cores (CCC), vorgestellt. Sie werden additiv aus zellularem Metall und einem formschlüssig integrierten Insert hergestellt. Die CCCs können als Patch oder vollflächiges Kernmaterial direkt in konventionelle Leichtbauplatten integriert werden und haben im Vergleich zum Stand der Technik ein grundlegend besseres Tragverhalten (insb. 4-fache Tragfähigkeit und ausfallsicheres Verhalten). Damit stehen völlig neue Befestigungskonzepte für Leichtbauplatten zur Verfügung.

Ein weiteres Highlight auf der Messe stellt das am ITM entwickelte Reparaturverfahren für Faserverbundwerkstoffe (FKV) dar. Statt den Reparaturbereich mechanisch-schleifend auszuarbeiten wird die Matrix im Reparaturbereich mithilfe eines UV-strahlungsinduzierten Depolymerisationsverfahrens aufgelöst. Defekte Fasern können so durch einen maßgeschneiderten Reparaturpatch ausgetauscht werden. Freie Fadenenden an den textilen Reparaturpatches werden mithilfe eines angepassten Splice-Verfahrens mit den UV-freigelegten Fadenenden im Reparaturbereich verbunden. So kann gegenüber dem Stand der Technik eine sehr saubere, vereinfachte und mechanisch verbesserte Reparaturstelle generiert werden.

Vielfältige Möglichkeiten, die die Struktur- und Prozesssimulation textiler Hochleistungswerkstoffe und textiler Fertigungsprozesse bietet, werden ebenso vorgestellt. Mittels skalenübergreifender Modellierung und Simulation wird am ITM ein tiefgreifendes Material- und Prozessverständnis erreicht. Dazu wurden Finite-Element-Modelle auf der Mikro-, Meso- und Makroskala entwickelt und validiert. Beispiele aus aktuellen Forschungsprojekten des ITM demonstrieren die vielseitigen Möglichkeiten und Einsatzbereiche moderner Simulationsmethoden auf dem Gebiet der Textiltechnik.

Am ITM konnte weiterhin ein innovatives Verfahren zur integralen Fertigung endlosfaserverstärkter 3D-Schale-Rippen-Verstärkungsstrukturen mit komplex angeordneten Versteifungselementen in 0°-, 90°- sowie in ± 45°-Ausrichtung entwickelt und erfolgreich umgesetzt werden. Durch die prozessintegrierte Strukturfixierung und die kontinuierliche, durchgängige Faserverstärkung zwischen Schale und Rippenstruktur eignen sich die 3D-Preforms hervorragend für die Herstellung hochbelastbarer FKV-Bauteile mit gesteigerter Biegesteifigkeit, die zur JEC präsentiert werden. So kann das Leichtbaupotenzial von Hochleistungsfasern vollumfänglich ausgenutzt werden.

Ein erfolgreich etablierter Entwicklungsschwerpunkt sind partiell fließfähige 2D-Textilstrukturen, die kontinuierlich in einem Verarbeitungsprozess gefertigt werden. Am ITM wurde dazu simulationsgestützt die gesamte Prozesskette entwickelt, die eine kostengünstige und großserientaugliche Herstellung lasttragender 3D-FKV-Bauteile mit durchgehender Faserverstärkung zwischen Schale und Rippe durch Thermopressen erlaubt.

Auf der JEC 2023 stellt das ITM auch ein Exponat aus dem Bereich des textilen Bauens vor. Dabei handelt es sich um einen partiell einbetonierten textilen Netzgitterträger, der mittels einer innovativen textilen Fertigungstechnologie auf Basis der am ITM verfügbaren Multiaxial-Kettenwirktechnik, in Kooperation mit dem Institut für Massivbau der TU Dresden, hergestellt wurde. Durch die Entwicklung eines individuellen Kettfadenzulieferungs-, -versatz und -abzugssystems sowie anforderungsgerechter Umformmethoden, können nun maßgeschneiderte textile Halbzeuge bspw. zur Anwendung in Wand- und Deckentafeln her-gestellt werden. Diese Netzgitterträger stellen eine ressourcenschonende Alternative zu konventionellen Stahlgitterträger dar, aufgrund des reduzierten Betondeckungsbedarfs sowie einem zusätzlichen Hohlraum für die Medien- und Kabelführung.

Die Integration von textilen Aktoren und Sensoren in FKV ermöglicht zusätzliche Funktionalitäten der Strukturen. Am ITM werden solche interaktiven Textilien mit diversen Matrixmaterialien, wie Duroplast-, Elastomer- sowie Beton-Matrixsysteme, für die Strukturüberwachung oder für adaptive Systeme intensiv erforscht.

Weiterhin wird am ITM die Entwicklung und Umsetzung von neuartigen Garnkonstruktionen aus recy-celten Hochleistungsfasern (z. B. rCF, rGF, rAR) für nachhaltige Verbundwerkstoffe erfolgreich vorange-trieben. Mit einer am ITM entwickelten Spezialkrempelanlage werden recycelte Fasern aufgelöst, vereinzelt und zu einem breiten gleichmäßigen Band zusammengeführt. Anschließend können daraus auf Basis verschiedener Spinntechnologien neuartige Hybridgarnkonstruktionen aus gleichmäßig vermischten recycelten Hochleistungs- und Thermoplastfasern mit variierbaren Faservolumenanteilen für skalierbare Verbundeigenschaften gefertigt werden. Ausgewählte Garnkonstruktionen und daraus gefertigte Bauteile werden den Besuchern der JEC präsentiert.

Als „Hidden Champion in Thüringen“ ist die GRAFE Polymer Solutions GmbH - Spezialist für Masterbatches und Compounds - von der Landesentwicklungsgesellschaft Thüringen (LEG) geehrt worden. Die entsprechende Urkunde übergab LEG-Geschäftsführer Andreas Krey am 24. März 2023 an Geschäftsführer Matthias Grafe.

„Grafe zählt zu den Weltmarktführern in der kundenspezifischen Einfärbung und Modifizierung von Kunststoffen bei niedrigsten Toleranzen durch ihre Masterbatches und Compounds. Zudem optimiert das Unternehmen die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Kunststoffen. Spezialabteilungen, wie das Farb-Design-Center, das Analytik-Labor oder das Technikum gewährleisten eine dauerhaft hohe Qualität und entwickeln technische Innovationen“, begründete Krey die Auszeichnung.

Die GRAFE-Gruppe wurde 1991 gegründet und hat ihren Hauptsitz in Blankenhain, 20 Kilometer südwestlich von Jena. Das Unternehmen beschäftigt rund 380 Mitarbeiter, davon 290 am Stammwerk in Thüringen. Mehr als 2.000 Kunden in über 60 Ländern vertrauen auf die Masterbatches und Compounds des thüringischen Unternehmens.

„Wir sind sehr stolz auf diese Auszeichnung, bestärkt sie uns doch in unserem Bestreben, die Welt mit unseren Produkten ein kleines bisschen besser zu machen.“, sagte Matthias Grafe und verwies auf die zahlreichen Unternehmen der Branche im Freistaat, die mit teils mehr als 100 Jahren Erfahrung und ebenso langem technischen Know-how zu den umsatzstärksten in Thüringen gehören und Milliardenumsätze erwirtschaften, ohne dass dies einer breiteren Öffentlichkeit bekannt sei.