Aus der Branche

Wissenschaftsteams des Instituts für Textiltechnik der RWTH Aachen University (ITA) forschen gemeinsam mit Partnern aus der Industrie und außeruniversitären Forschungseinrichtungen gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) an Wegen, die Textilindustrie von fossilen auf biobasierte Rohstoffe, Ausrüstungen sowie neue umweltfreundliche Verfahren umzustellen, um auf diese Weise, die gesamte textile Wertschöpfungskette zu transformieren.

Die Fäden dafür laufen im Innovationsraum BIOTEXFUTURE mit einer Vielzahl an einzelnen Textilforschungsprojekten zusammen. Die enge Verknüpfung von universitärer mit anwendungsnaher Forschung und marktrelevanter Umsetzung mit Wirtschaftsunternehmen soll dazu führen, dass der Textilindustrie die Wende zu einem zukunftsfähigen biobasierten Wirtschaften zielgerichtet gelingen kann.

Erste konkrete Ergebnisse ausgewählter Projekte präsentiert BIOTEXFUTURE auf den Gemeinschaftsstand Bioökonomie des BMBF auf der Hannover Messe (22. bis 26.4.2024) sowie auf der fast zeitgleich stattfindenden Internationalen Leitmesse für technische Textilien und Vliesstoffe, Techtextil, in Frankfurt / Main (23. bis 26.4.2024). Folgende Projekte werden vorgestellt:

• BioTurf: der Kunstrasen der Zukunft ist grün (Hannover Messe / Techtextil)
• CO₂Tex: innovative elastische Garne binden CO₂ (Hannover Messe / Techtextil)
• DegraTex: biologisch abbaubare Geotextilien (Techtextil)
• BioBase: Textilien für Innenräume, Sport, Auto und Technik werden bio (Hannover Messe / Techtextil)

BioTurf: der Kunstrasen der Zukunft ist grün
Die Forscher*innen des Projekts BioTurf arbeiten an der Lösung eines Problems, mit dem hunderte von Städten und Gemeinden konfrontiert sind. Ziel ist es, eine Kunstrasenstruktur aus Bio-Polyethylen (PE) zu entwickeln, das sich qualitativ nicht von erdölbasiertem PE unterscheidet. Diese Monomaterial-Struktur soll ein hochwertiges Materialrecycling ermöglichen. Eine wichtige Basis für die spätere Kreislaufführung des Produktes. Darüber hinaus wird die neuartige Kunstrasenstruktur ohne die Zugabe von Einstreu-Granulat auskommen und damit das aktuelle Mikroplastik-Problem von Kunstrasenplätzen lösen. Es existiert bereits ein BioTurf-Fußballplatz in Aachen als Demonstrationsspielfeld, auf denen Sportler*innen spielen und trainieren, und dadurch die Forscher*innen regelmäßig Rückmeldung bekommen. Man befindet sich in der Phase der Feinjustierung, um das Ziel zu erreichen den Kunstrasen der Zukunft aus 100% biobasiertem Polyethylen herstellen zu können.

CO₂Tex: innovative elastische Garne binden CO₂
Die Textilwissenschaftler*innen des BIOTEXFUTURE Projekts CO₂Tex entwickeln elastische Filament-Garne, in deren Ausgangsmaterial das für die Erderwärmung mitverantwortliche Treibhausgas CO₂ gebunden ist. Gleichzeitig verwenden sie für die Garnherstellung Schmelzspinnprozesse, für die keine giftigen und umweltschädlichen Lösungsmittel notwendig sind. Den Forscher*innen ist es zudem gelungen, die Elastizität der auf thermoplastischen Polyurethanen (TPU) beruhenden Entwicklung für bestimmte Garntypen an das Leistungsvermögen der konventionellen Elastane heranzuschrauben. Das Projekt-Konsortium erwartet, dass für die entwickelten CO₂-haltigen elastischen TPU-Filament-Garne eine Hochskalierung der Produktionsprozesse auf eine massentaugliche Fertigung im Industriemaßstab in absehbarer Zeit möglich sein wird. Dabei hält das CO₂Tex-Team vergleichbare Herstellungskosten wie bei konventionellen Garnen sowie leichte Vorteile bei der Energiebilanz gegenüber bestehenden Prozessen für möglich.

DegraTex: biologisch abbaubare Geotextilien
Das Ziel von DegraTex ist die Entwicklung biobasierter, abbaubarer Geotextilien für kurzfristige Anwendungen wie die zeitlich begrenzte Sicherung von Erdstrukturen oder für den Vegetationsschutz. Die Materialien erfüllen ihre Funktion, bis sie von natürlichen Komponenten, wie z.B. bodenstabilisierenden oder bodendeckenden Pflanzen, übernommen werden oder simpel einfach nicht mehr benötigt werden. Es geht darum, konventionelle, erdölbasierte Geotextilien in technisch und ökologisch sinnvollem Rahmen durch biobasierte und abbaubare Produktlösungen zu ersetzen. Das Forschungsteam des ITA hat bereits erste Demonstratoren auf Basis von Biopolymeren im Außeneinsatz.

BioBase: Textilien für Innenräume, Sport, Auto und Technik werden bio
Im BioBase-Projekt wird die gesamte textile Wertschöpfungskette der jeweiligen Produkte abgebildet und in jedem Prozessschritt der technologische Reifegrad für die industrielle Produktion von biobasierten und nachhaltigen Chemiefasern schrittweise erhöht. Zunächst entstehen hierbei in Kooperation zwischen den Forschungseinrichtungen und Industriepartner*innen industriell gefertigte Anschauungsmodelle (Demonstratoren), die das Potenzial der am Markt verfügbaren biobasierten Polymere demonstrieren sollen. Die Herstellung der Polymere, Garne und textilen Flächen, orientiert sich sehr anwendungsbezogen an den existierenden technischen Anforderungen in den unterschiedlichen Industrie-Sektoren.
Das Team in Aachen beschäftigt sich mit der Herstellung von Chemiefasergarnen und betrachtet dabei die Arbeitsschritte Schmelzspinnen und Texturieren der Wertschöpfungskette und teilweise auch die Flächenherstellung. Die Forschungen zeigen, dass biobasierte Polymere existieren, die auf bestehenden Anlagen entlang der textilen Prozesskette bis zum Demonstrator verarbeitbar sind, wobei die Garn- und Textileigenschaften je nach Anforderungsprofil angepasst werden können.

Forschende des ITA, der Uni Bonn und der Heimbach GmbH haben eine neuartige Methode entwickelt, mit der Ölverschmutzungen energiesparend, kostengünstig und ohne Einsatz toxischer Substanzen von Wasseroberflächen entfernt werden können. Ermöglicht wird dies durch ein technisches Textil, das in einen schwimmenden Behälter integriert wird. So können mit einem einzigen kleinen Gerät bis zu 4 L Diesel innerhalb einer Stunde zu entfernen. Dies entspricht etwa 100 m2 Ölfilm auf einer Wasseroberfläche.

Trotz des stetigen Ausbaus erneuerbarer Energien haben die weltweite Ölproduktion, der Ölverbrauch und das Risiko der Ölverschmutzung in den letzten zwei Jahrzehnten stetig zugenommen. Im Jahr 2022 belief sich die weltweite Ölförderung auf 4,4 Milliarden Tonnen! Dabei kommt es bei der Förderung, dem Transport und der Verwendung von Öl häufig zu Unfällen, die zu schweren und manchmal irreversiblen Umweltverschmutzungen und Schäden für den Menschen führen.  

Es gibt verschiedene Methoden diese Ölverschmutzungen von Wasseroberflächen zu entfernen. Jedoch weisen alle Methoden verschiedene Defizite auf, die ihren Einsatz erschweren und insbesondere die Entfernung von Öl aus Binnengewässern einschränken.

Für viele technische Anwendungen gibt es unerwartete Lösungen aus dem Bereich der Biologie. Jahrmillionen der Evolution haben dazu geführt, dass die Oberflächen lebender Organismen für ihre Interaktion mit der Umwelt optimiert wurden. Lösungen, die für Materialwissenschaftler oft eher ungewohnt und schwer zu akzeptieren sind. Die langjährige Untersuchung von rund 20.000 verschiedenen Arten an der Uni Bonn zeigte, dass es eine nahezu unendliche Vielfalt an Strukturen und Funktionalitäten gibt. Einige Arten zeichnen sich besonders durch ihre hervorragende Öladsorption aus. Beispielsweise adsorbieren die Blätter des Schwimmfarns Salvinia molesta Öl sehr schnell, separieren es gleichzeitig von Wasseroberflächen und transportieren es auf ihren Oberflächen (Abbildung 1).  

Die Beobachtungen inspirierten dazu, den Effekt auf technische Textilien zur Trennung von Öl und Wasser zu übertragen. Es handelt sich um ein superhydrophobes Abstandsgewirk, das industriell hergestellt werden kann und daher leicht skalierbar ist.

Das biologisch inspirierte Textil kann in eine Vorrichtung zur Öl-Wasser-Trennung integriert werden kann. Dieses gesamte Gerät wird Bionischer Öladsorber (BOA) genannt (Abbildung 2).

Ausgehend von der Verunreinigung in Form eines Ölfilms auf der Wasseroberfläche funktioniert der Separations- und Sammelprozess nach den folgenden Schritten:

• Der BOA wird in den Ölfilm eingebracht.
• Das Öl wird vom Textil adsorbiert und gleichzeitig vom Wasser getrennt.  
• Das Öl wird durch das Textil in den Auffangbehälter transportiert.
• Das Öl tropft aus dem Textil in den Auffangbehälter.  
• Das Öl wird bis zur Entleerung des Behälters aufgefangen.

Der Vorteil dieser neuartigen Ölabscheidevorrichtung ist, dass keine zusätzliche Energie für den Betrieb aufgewendet werden muss. Das Öl wird durch die Oberflächeneigenschaften des Textils vom umgebenden Wasser getrennt und allein durch Kapillarkräfte, auch gegen die Schwerkraft, durch das Textil transportiert. Am Ende des Textils im Sammelbehälter angekommen, desorbiert das Öl ohne weitere äußere Einwirkung allein durch die Schwerkraft. Mit dem derzeitigen Maßstab können mit einem Gerät des Bionic Oil Adsorber pro Stunde ca. 4 l Diesel von Wasser getrennt werden.

Es scheint unwahrscheinlich, dass ein funktionalisiertes Abstandsgewirk günstiger ist als ein herkömmliches Vlies, wie es üblicherweise für Ölsorptionsmittel verwendet wird. Da es sich jedoch um ein funktionelles Material handelt, müssen die Kosten im Verhältnis zur Menge des entfernten Öls stehen. Vergleicht man den Verkaufspreis des BOA-Textils mit den Verkaufspreisen verschiedener ölbindender Vliesstoffe, so ist das BOA-Textil mit 10 ct/L ca. 5 bis 13 Mal günstiger.

Insgesamt bietet das BOA-Gerät eine kostengünstige und nachhaltige Methode zur Öl-Wasser-Trennung im Gegensatz zu den gängigen Reinigungsmethoden durch die folgenden Vorteile:  

• Es ist kein zusätzlicher Energiebedarf, wie bei Ölskimmern, notwendig.
• Es werden keine giftigen Substanzen in das Gewässer eingebracht, wie z.B. bei Öl-Dispersionsmitteln.
• Die Textilien und Geräte können mehrfach wiederverwendet werden.
• Es verbleibt kein Abfall im Gewässer.
• Es ist kostengünstig in Bezug auf die Menge des entfernten Öls.

Das Team der Forschenden vom ITA, der Uni Bonn und der Heimbach GmbH konnte nachweisen, dass die neuartige biomimetische BOA-Technologie für eine selbstgesteuerte Abtrennung und automatische Sammlung von Ölfilmen einschließlich ihrer vollständigen Entfernung aus dem Wasser überraschend effizient und nachhaltig ist.

Darüber hinaus kann sie in verschiedenen verwandten Abscheidungsprozessen eingesetzt werden. Derzeit wird das Produkt so weiterentwickelt, dass es in 2-3 Jahren in den Markt eingeführt werden kann. 

Wirtschaftsministerin Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut tauschte sich nach dem Präsidentenwechsel mit Südwesttextil zu aktuellen politischen Themen der Branche aus.

Am Dienstag trafen sich der neue Südwesttextil-Präsident Arved H. Westerkamp, Ehrenpräsident Bodo Th. Bölzle und Hauptgeschäftsführerin Edina Brenner mit Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut, Ministerin für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus des Landes Baden-Württemberg. Neben dem Kennenlernen des neuen Präsidenten standen vor allem die Themen im Fokus, die die baden-württembergische Textil- und Bekleidungsindustrie aktuell beschäftigen.

Dazu zählt das Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz, dessen Anwendungsbereich schon heute Mitgliedsunternehmen direkt oder auch mittelbar als Zulieferer betrifft. Die Textil- und Bekleidungsindustrie in Baden-Württemberg bekennt sich zu den Leitlinien des Lieferkettensorgfaltspflichtengesetzes; die unternehmerische Sorgfaltspflicht darf sich aber nur auf diejenigen Bereiche erstrecken, die auch tatsächlich kontrolliert werden können; Praktikabilität inkludiert. Besonders mit Blick auf die angedachten Verschärfungen der europäischen Corporate Sustainability Due Diligence Directive betont der Verband den Bedarf, Sanktionen auf vorsätzliche oder grob fahrlässige Verstöße zu begrenzen und bürokratische Belastungen sehr deutlich zu reduzieren.

Die Betroffenheit vieler technischer Textilien durch die europäische Chemikalienverordnung REACH stand ebenfalls auf der Agenda. Durch die PFAS-Regulierungen sind beispielsweise Rettungs- oder schusssichere Westen, Spezialtextilien für Brennstoffzellen, Wundpflaster oder Heißgasabluftfilter betroffen. Der Verband ruft einerseits dazu auf, textile Entwicklungen der Branche voranzutreiben, setzt sich aber auch für ein differenzierteres politisches Vorgehen ein. Sukzessive Grenzwertabsenkungen statt Totalverbote, Ausnahmen für existenzielle Textilien bei verstärkter Wahrnehmung der Innovationen der Branche im Bereich Recycling und Kreislaufwirtschaft.

Abgerundet wurde das Gespräch durch das vielfältige Engagement des Verbands für den Nachwuchs- und Fachkräftemangel der Industrie.  Dokumentiert durch den Neubau des Texoversums auf dem Campus der Hochschule Reutlingen und den neuen Aktivitäten der TEXOVERSUM Experts & Training Hub gGmbH für die textile Aus- und Weiterbildung. Politisch sieht Südwesttextil das weiterentwickelte Fachkräfteeinwanderungsgesetz als Chance, den bestehenden, großen Bedarf an Fachkräften abzumildern, allerdings müssen dabei auch die Prozesse der Verwaltung beschleunigt und digitalisiert werden.

Arved H. Westerkamp zog ein positives Resümee des Termins:
„Wir setzen uns für die Zukunft der Textil- und Bekleidungsindustrie hier in Baden-Württemberg ein und stellen uns aktiv den Herausforderungen im Bereich der sozialen Standards, Umwelt und Klima etc. Dabei setzen wir auf die konstruktive und vertrauensvolle Zusammenarbeit mit dem Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus. Wir freuen uns, dass die politischen Themen der Branche Gehör finden!“

Der VDTF e.V. organisiert den diesjährigen Kongress des internationalen Dachverbandes IFATCC (International Federation of Associations of Textile Chemists and Colourists), welcher am 13. und 14. Oktober 2023 in Augsburg stattfindet.

Das Leitthema des Kongresses lautet: „A paradigm shift in the global textile industry: Economy meets Ecology”. Es wird mit 30 Präsentationen aus 11 verschiedenen Nationen ein umfassendes Vortragsprogramm aus Industrie, Hochschulen und Forschung geben, welchem nicht nur vor Ort im Augsburger ‚Kongress am Park‘ beigewohnt werden kann, sondern auch per Online-Stream.

Zu den vortragenden Organisationen gehören Alchemie Technology, Archroma Textile Effects, Brückner, Budapest Metropolitan University, CHT Germany, DTNW, Hochschule Niederrhein, Hohenstein Laboratories, Imogo, InoTex, Institute of Advanced Chemistry of Catalunya, Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles, Lefatex Chemie, Lenzing, P.A.C., Pulcra Chemicals, Rudolf, Sandler, Society of the Polish Chemists, Tanatex Chemicals, Thoray Industries, TITV, Tomcsanyi, Universität Insbruck, University of Bergamo, University of Fukui, Weber Ultrasonics, WEKO.

Neben der Weiterbildung durch aktuelle Themen ist das Networking ein wichtiger Bestandteil bei Veranstaltungen des VDTF e.V und des IFATCC. Hierzu gibt es ausreichend Gelegenheit bei einem ansprechenden Rahmenprogramm mit Get-Together, Stadtführungen durch Augsburg, Museumsbesuch und Festabend im Augsburger Textilmuseum TIM.

Weitere Informationen zur Veranstaltung, das komplette Programm und Anmeldemöglichkeit finden Sie auf der Homepage des VDTF www.vdtf.de unter der Rubrik „IFATCC CONFERENCE 2023“.

Das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) wird in Genf Neues aus der Vliesstoffforschung präsentieren. Gezeigt werden unter anderem ein biobasierter Hygienevliesstoff, das Recycling von Hochleistungsfasern am Beispiel des Projekts VliesSMC, ein innovatives Schlauchlinersystem und Wasserstrahlvliesstoffe aus recycelten Fasern.

Biobasierter Hygienevliesstoff: BioHyg
Ausgangspunkt für die Innovation war die Suche nach einer waschbaren und somit wiederverwendbaren Saugeinlage aus vollständig biobasierten Materialien für Anwendungen in der Baby-, Damen- und Inkontinenzhygiene. Zwei Hauptanforderungen standen im Fokus: Eine schnelle und effiziente Flüssigkeitsverteilung sowie eine hohe Saugfähigkeit sollen Rücknässung und Auslaufen minimieren. Beides gewährleisten Spezial-Viskosefasern von Kelheim Fibres, die seit vielen Jahren diesen essenziellen Beitrag in absorbierenden Hygieneprodukten wie Tampons leisten.
Dabei sind die Vorteile von Vliesstoffen in Kombination mit Spezial-Viskosefasern hinsichtlich Absorptionsfähigkeit (durch z. B. offenporigere Strukturen) aus dem Bereich der petrochemisch- in die Welt der biobasierten Fasermaterialien transferiert worden.

Wiederverwendbare Produkte müssen beim Waschen und über mehrere Nutzungszyklen hinweg stabil bleiben. Um das zu gewährleisten, wurde am Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. eine innovative Vliesstoffkonstruktion entwickelt. Sie schließt die technologische Lücke aus ausreichender Dimensionsstabilität und möglichst geringer Faserschädigung durch die Verfestigungsmechanismen. Die entwickelten Vliesstofflagen können als eigenständige Lösung als Single-Use Produkt mit biobasierten Materialien verwendet oder in eine waschbare Verbundstruktur, wie der Windel vom Start-up Sumo, integriert werden. Die neue Lösung vereint die Welten von Hygiene und Nachhaltigkeit und zeigt, dass leistungsstarke wiederverwendbare absorbierende Produkte ohne fossile Materialien entwickelt werden können.

Recycling von Hochleistungsfasern: VliesSMC
Das STFI informiert auf der INDEX über 23 Neuerungen im Recycling von Hochleistungsfasern. Ausgestellt wird ein Batteriegehäuse, das gemeinsam mit dem Forschungspartner Fraunhofer ICT, Pfinztal, erarbeitet wurde. Am STFI, Chemnitz, erfolgten detaillierte Untersuchungen zum Einsatz rezyklierter Carbonfasern in der SMC-Prozesskette. Hierzu wurden Vliesstoffe entwickelt, die es ermöglichen, die rezyklierten Carbonfasern der SMC-Anlage zuzuführen. Die hergestellten SMC-Halbzeuge konnten anschließend sowohl im Form- als auch Fließpressverfahren verarbeitet werden. Der Vergleich mit konventionellen SMC-Produkten zeigt, dass bei niedrigerem Faservolumengehalt vergleichbare Kennwerte erzielt werden konnten. Zukunftsweisende Materialien bieten zudem die Entwicklungen aus dem Bereich nachwachsender Rohstoffe in Kombination mit biobasierten Harzsystemen.   
 
Von der Recyclingfaser zum Wasserstrahlvliesstoff
Das STFI stellt Vliesstoffstrukturen aus, die nach dem mechanischen Recycling mittels Reißmaschine durch das Wasserstrahlverfahren bzw. Nähwirktechnologien verfestigt wurden. Die Vliesstoffe zeichnen sich insbesondere durch ihre weiche Haptik und Optik aus. Ob nassfeste Wipes, klassische Polfaserwirkvliesstoffe mit Polster- und Isolationseigenschaften oder nachhaltige Nadelvliesstoffe; durch den Einsatz von Reißfasern in Kombination mit etablierten Vliesbildungsprozessen werden am STFI neue Anwendungen für Alttextilien gefunden und Stoffkreisläufe geschlossen.  

Unter dem Motto „Der Mensch zählt“ steht die A+A 2023 für persönlichen Schutz, betriebliche Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit ganz im Zeichen der wichtigsten Trends unserer Zeit: Nachhaltigkeit und Digitalisierung. Ergonomie-Werkzeuge der Zukunft wie Exoskelette sind dabei ein wichtiges Thema. Eine bedeutende Konferenz auf diesem Gebiet ist die WearRAcon Europe, die erstmalig vom 25.-26.10.2023 auf der A+A stattfindet.

Veranstalter ist das Fraunhofer-Institut IPA mit der Universität Stuttgart und der Wearable Robotics Association (WearRA). Der 38. A+A Kongress, der von der Bundesarbeitsgemeinschaft für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit (Basi) durchgeführt wird, ist mit der WearRAcon Europe Konferenz thematisch-inhaltlich eng vernetzt.

Trotz einer schweren Verletzung wieder gehen können, ohne fremde Hilfe mit schweren Teilen hantieren oder einfach nur komfortabel und auf Dauer Über-Kopf-Arbeiten erledigen – die Vorteile der Exoskelette haben zahlreiche Branchen bereits überzeugt. Exoskelette und Wearables werden mittlerweile in der Industrie und im Gewerbe schon erfolgreich eingesetzt, und große Maschinenbauer und Autohersteller sowie der medizinische Sektor experimentieren weiter an der Vernetzung von Mensch und Maschine. Aktuell wird das globale Marktvolumen für Exoskelette von führenden Analysten auf über 20 Milliarden US-Dollar bis 2030 bewertet.¹

Die WearRAcon Europe Konferenz 2023 gibt neue Einblicke in die vielversprechende Welt der Exoskelett-Systeme aus verschiedenen Perspektiven und setzt gemeinsam mit dem A+A Kongress zukunftsorientierte Impulse. Vorträge von renommierten Exoskelett-Pionieren, kombiniert mit Erfahrungsberichten von Anwendenden aus verschiedenen Branchen, sowie Impulse von Expertinnen und Experten runden das Programm ab. Außerdem  wird wie bei der letzten A+A wieder ein Self-Experience Space aufgebaut, damit die Exoskelett-Systeme verschiedener Hersteller an realitätsnahen Arbeitsszenarien getestet werden können.

Parallel zum Self-Experience Space findet auch wieder eine Live-Studie Exoworkathlon statt. Auszubildende von verschiedenen mechatronischen Ausbildungsgängen durchlaufen Parcours mit Aufgaben zum Halten, Heben und Montieren, die speziell mit der Industrie entwickelt wurden. Mit unterschiedlicher Mess-Sensorik werden prospektiv Daten erhoben, um Effekte von Exoskeletten zu messen. Im Exoworkathlon setzt das IPA den Fokus insbesondere auf die Prävention für junge Mitarbeitende, um auf das Thema aufmerksam zu machen und Beschwerden frühzeitig entgegenzuwirken.

¹ (Interview Trans.INFO mit Armin G. Schmidt, CEO von German Bionic (01/2021).

Für den ressourceneffizienten Einsatz von Kunststoffen entwickelt Fraunhofer UMSICHT neue Werkstoffe. Im Fokus stehen dabei Biokunststoffe, eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft sowie Strategien zur Reduzierung von Makro- und Mikroplastik in der Umwelt. Fraunhofer UMSICHT präsentiert sich auf der K 2022 mit chemischen Zwischenprodukten aus Kaffeesatz, Folienwerkstoff auf Basis von TPU, PLA-Compounds für technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko und abbaubaren Mulchfolien.

Forschende des Fraunhofer UMSICHT gewinnen im Projekt »InKa«, das die Wertschöpfungskette von Kaffeesatz erforscht, aus dem ungenießbaren Kaffeeöl ein chemisches Zwischenprodukt, das bei der Herstellung von Additiven für Kunststoffe zum Einsatz kommt. Den entölten Kaffeesatz versuchen sie, als alternativen Rohstoff für die Papier- und Kartonindustrie zu nutzen. »Eine besondere Herausforderung bei unserem Projekt ist das Scale-up der Verfahrensschritte vom Labor zur industriellen Fertigung. Das angestrebte Verfahren als Ganzes ist hoch innovativ und leistet einen wichtigen Beitrag bei der Nutzung von biobasierten Rohstoffen im Rahmen der Bioökonomie. Im Labormaßstab sehen wir bereits, dass unser Konzept aufgeht: Wir konnten die entwickelten Additive bereits in neuen Werkstoffrezepturen testen«, erklärt Inna Bretz, Abteilungsleiterin Zirkuläre und Biobasierte Kunststoffe des Fraunhofer UMSICHT.

Röntgendetektierbare Mehrwegschutzbekleidung
Die Entwicklung eines Folienwerkstoffs auf Basis von thermoplastischen Polyurethanen (TPU) und röntgendetektierbaren Additiven war das Ziel des Projekts »DetekTPU«. Bei der Produktion von Nahrungsmitteln ist Einwegschutzbekleidung zu tragen, um Sicherheits- und Hygienevorschriften einzuhalten. Neben einer großen Mengen Plastikmüll ergibt sich dabei zusätzlich das Problem, dass Teile der Schutzbekleidung in den Nahrungsmitteln landen können und dort nicht detektiert werden. Der entwickelte Werkstoff soll für zuverlässig röntgendetektierbare Mehrwegschutzbekleidung eingesetzt werden. Dies ist für dünne Kunststofffolien eine bisher nicht gelöste Herausforderung. »Die bisherigen Projektergebnisse sind vielversprechend, aktuell planen wir weitere Entwicklungsschritte mit unserem Projektpartner. Hierzu soll das Team um Experten aus dem Bereich Folienherstellung erweitert werden.«  berichtet Christina Eloo, Gruppenleiterin Kunststoffentwicklung.

Biobasierte Kunststoffe für technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko
Technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko, etwa in der Elektronikindustrie, erfordern flammgeschützte, wärmeformbeständige und schlagzähe Kunststoffe. Ein Großteil davon wird auf Erdölbasis hergestellt, dessen Vorräte begrenzt sind. Biokunststoffe erreichen jedoch oftmals noch nicht im vollen Umfang das vom Markt geforderte Eigenschaftsniveau konventioneller technischer Kunststoffe. Die Grenzen liegen insbesondere beim Brandverhalten, einer ausreichenden Temperaturbeständigkeit oder Schlagzähigkeit. Hier setzt »TechPLAstic« an: Es werden PLA-Compounds für langlebige Produkte anwendungs- und marktnah entwickelt - unter Berücksichtigung der jeweiligen Anforderungen und Kosten. Der Anwendungsfokus liegt zunächst auf technischen Produkten des Elektronik- und Bausektors wie beispielsweise Leuchten oder Schalter und Tasten in der Gebäudetechnik.

Mulchfolien mit angepasster Abbaubarkeit
Biologisch abbaubare Kunststoffe sind in umweltoffenen Anwendungen sinnvoll, bei denen ein Recyclingprozess nicht möglich oder mit einem zu hohen Aufwand verbunden ist. Beispiele hierfür sind Geotextilien oder Mulchfolien. Fraunhofer UMSICHT forscht an Kunststoffen mit angepasster Abbaubarkeit, die während der Nutzungsdauer die gewünschten Eigenschaften erfüllen. Zur Untersuchung und Bewertung der Eigenschaftsänderungen von Kunststoffen während der Alterung durch Umwelteinflüsse werden durch die Forschenden im Labor die Bedingungen so anwendungsnah wie möglich eingestellt. Dazu können je nach Produkt verschiedene Substrate (Kompost, Erde, Wasser), verschiedene Temperaturen und UV-Licht eingesetzt werden.
 
Förderhinweise

• Das Projekt »InKa – Intermediate aus industriellem Kaffeesatz« wird im Rahmen der Fördermaßname »Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030« der Bundesregierung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
• Das Projekt »DetekTPU« wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
• Das Projekt »TechPLAstic« wird durch die Fachagentur Nachwachsende Rohrstoffe e. V. (FNR) und aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert.

Das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. zeigt auf der Techtextil 2022, der internationalen Messe für technische Textilien und Vliesstoffe, innovative Highlights aus Forschung und Entwicklung. Neben einer kettengewirkten textilen Fassadenbegrünung im Modulsystem und textilen Leichtbauelementen für den Baubereich aus Hanf als nachwachsendem Rohstoff präsentiert das STFI auch Neues aus der Vliesstoffforschung. Für die Vliesstoffkompetenz steht das Projekt optiformTEX, bei dem für die Halbzeugherstellung im Automobilsektor die Flächenmasse gezielt beeinflusst wurde. Des Weiteren stellt das Chemnitzer Institut eine ökologische Schaumbeschichtung für Schutztextilien aus. Zentrales Highlight des STFI-Messeauftritts ist darüber hinaus ein mobiles Robotersystem, das ein automatisiertes Bestücken eines Spulengatters im Kleinformat zeigt.

Highlights auf der Techtextil 2022
Die begrünte Fassadenkachel ist ein System, mit dem durch einen einfachen, modularen Segmentaufbau großflächige Gebäudeflächen kostengünstig begrünt werden können. Neben einer Gebäudedämmung soll das System den gestalterischen Ansprüchen einer modernen Innenstadt entsprechen. Durch eine Funktionsintegration in die textile Trägerschicht und abgestimmte Pflanzenauswahl wird eine wartungsarme Begrünung möglich.

Formbauteile aus Vliesstoffen kommen zunehmend im Automobilbereich zum Einsatz. Konventionelle Vliesstoffe haben aktuell gleichmäßige Flächenmassen. Technische Lösungen zur lastgerechten Bauteilverstärkung und der daraus resultierende optimierte Materialeinsatz stellen ein enormes wirtschaftliches Potenzial dar. Die Grundidee von „optiformTEX“ war daher die Flächenmassenverteilung im Flor vor der Halbzeugverfestigung gezielt zu beeinflussen. Im Ergebnis wurde ein textiltechnologisches Verfahren und die zugehörige Anlagenkomponente erfolgreich entwickelt, die sowohl für synthetische als auch für Naturfaserstoffe geeignet sind.

Zukunftsweisende Materialien bieten Entwicklungen aus dem Bereich nachwachsender Rohstoffe in Kombination mit biobasierten Harzsystemen: im Projekt „Gro-Coce“ wurde durch die Verbindung nachhaltiger Bauprodukte und -weisen ein innovatives Deckensystem entwickelt. Gegenwärtig entwickelt das Projektteam ein hochleistungsfähiges Hanfbasthalbzeug sowie die Schritte zu dessen reproduzierbare Herstellung mittels textiler Flächenbildung. Erste Applikations- und Belastungstests der Hanfbasthalbzeuge an Holzbalken konnten das hohe Leistungspotenzial der Naturfasermaterialien bestätigen.

Spezielle Funktionstextilien basieren auf Verbundmaterialien mit Beschichtungen oder Membranen. Die bisherige Herstellung der Beschichtungen/Membranen birgt häufig ökologische und gesundheitliche Risiken. Am STFI wurden daher lösemittelfreie, rein wässrige Beschichtungssysteme sowie eine Technologie zu deren Applikation für den Schutztextilbereich entwickelt, woraus eine atmungsaktive, wasserdichte und waschpermanente Textilbeschichtung resultiert.

Zentrales Highlight des STFI-Messeauftritts ist ein mobiles Robotersystem, das automatisiertes Bestü-cken eines Spulengatters im Kleinformat zeigt. Der Roboter ist am STFI Teil der „Textilfabrik der Zukunft“, in welcher eine Spielmatte gewebt und Schritt für Schritt entlang der textilen Kette weiterverarbeitet wird.

Die Anfänge der Textilherstellung reichen über 30.000 Jahre zurück. Nicht nur Kleidung, sondern auch technische Textilien wurden aus teilweise überraschenden Materialien hergestellt. Mehr als 2500 Textilfragmente aus den Pfahlbausiedlungen am Bodensee und Oberschwaben waren Grundlage für ein großes Projekt, das das prähistorische Textilhandwerk erforscht. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) waren für die Materialprüfung mit modernen Analysemethoden zuständig.

Lindenbast und Flachs
Als die Menschen sesshaft wurden, intensivierten sie die Kultivierung der Leinenpflanze als Öl- und Faserlieferantin. Ihre feinen Fäden wurden für Stellnetze in der Fischerei eingesetzt und unterschiedliche Pflanzenmaterialien, vor allem Bast aus der Lindenrinde, wurden zu Seilen, Körben, Sieben, Beutel, Rückentragen verarbeitet oder dienten als Wetterschutz. An den archäologischen Funden lässt sich ablesen, wie professionell der Umgang mit diesem Baumbast schon damals war. Verschiedene Herstellungstechniken, die Auswahl der Pflanzenteile, ihre Aufbereitung und Verarbeitung ermöglichten die Anfertigung zwei- und dreidimensionaler Textilien mit beliebigen Funktionen. Die Textilfaser Flachs konnte zumindest in der Jungsteinzeit mit den Eigenschaften von Lindenbast nicht konkurrieren. Welche Eigenschaften waren es, die Flachs für die Stellnetze so attraktiv machte? Man vermutete, dass die Langfaserigkeit der Leinfasern, die auch bei alten Leinensorten gegeben war, nicht der einzige Grund war.

Dieser Frage wurde im Rahmen des Verbundprojektes THEFBO (thefbo.de) nachgegangen, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wurde. Die Textilarchäologie des Landesamtes für Denkmalpflege in Baden-Württemberg (LAD) koordinierte unter der Leitung von Dr. Johanna Banck-Burgess das Forschungsvorhaben.

Die Proben wurden von Hildegard Igel, einer professionellen Hand-Spinnerin und Weberin hergestellt. Dazu wurden Fäden aus Faserlein gesponnen und aus Linden- und Weidenbast gespleißt. Unter Spleißen versteht man hier die Herstellung der Fäden ohne Hilfsmittel. Während das Spinnen von Lindenbast mit Hilfe einer Handspindel kaum möglich war, kann Bast gut gespleißt werden Diese Proben wurden im Dienstleitungszentrum Prüftechnologien der DITF umfangreichen Materialprüfungen unterzogen. Hier wurden unter anderem die Faserlänge und Faserfeinheit sowie die Zwirnfeinheit bestimmt, verschiedene Zugversuche im trockenen und nassen Zustand durchgeführt und das Wasseraufnahmevermögen untersucht.

Es zeigte sich, dass die Fadenqualität sehr unterschiedlich war, was in erster Linie mit den naturbedingten Gegebenheiten und der Aufbereitung der Baste zusammenhängt. Maßgeblicher Faktor für die Qualität der Zwirne war auch der „Faktor Mensch“, der unabhängig davon, wie die Fäden hergestellt wurden, nur selten eine gleichbleibende Qualität produzieren kann. Im Gegensatz dazu sind moderne Materialien und Herstellungsverfahren untereinander vergleichbar und hoch standardisiert. Deshalb bildeten die Analysewerte und Photodokumentationen keine Grundlage für eine statistische Auswertung – und dies unabhängig von der Anzahl der Proben, die untersucht wurden.

„Im Alltag, bei der Prüfung moderner Materialien, werden wir mit solchen Bedingungen nicht konfrontiert“ erklärt Matthias Schweins, Leiter des Dienstleistungszentrums Prüftechnologien an den DITF. „Die Aufgabenstellung im Projekt war deshalb nicht nur herausfordernd, sondern äußerst reizvoll.“ Die Forschungsarbeit war trotzdem nicht vergeblich. Sie liefert wertvolle Informationen über Merkmale und Eigenschaften der Rohstoffe bezüglich ihrer Reißfestigkeit, dem Wasseraufnahmevermögen oder der Witterungsbeständigkeit. So war Flachs für die Herstellung von Stellnetzen vermutlich deshalb so beliebt, weil er leicht spinnbar war und die benötigte große Menge an Zwirn schneller hergestellt werden konnte. Auch standen wegen der hohen Wasseraufnahmefähigkeit von Flachs die Netze stabiler senkrecht im Wasser als vergleichbare Netze aus Lindenbast.

• ANDRITZ liefert eine neue Vliesbildungslinie für Nähwirkprozesse bei Romatex, Kapstadt , Südafrika

Der internationale Technologiekonzern ANDRITZ erhielt von Romatex (Pty) Ltd., Südafrika, den Auftrag zur Lieferung einer neuen Vliesbildungslinie. Die Linie wird bei der Produktion von Maliwatt-Produkten eingesetzt, die in einem breiten Anwendungsspektrum einschließlich Heimtextilien verwendet werden. Die Inbetriebnahme der Linie ist im vierten Quartal 2022 vorgesehen.

ANDRITZ wird spezielle Vliesbildungsausrüstungen mit einer Kombination von aXcess-Krempel mit eXcelle Kreuzleger liefern, um die von Romatex benötigten technischen Eigenschaften hinsichtlich Produktqualität und Leistung der Produktionslinie zu erreichen. Mit dieser neuen Nähwirklinie wird Romatex die steigenden Kundenanforderungen hinsichtlich Verfügbarkeit von hochwertigen Produkten erfüllen können.

Dies ist bereits die dritte von ANDRITZ an Romatex gelieferte Linie innerhalb von vier Jahren. Helmut Höck, Betriebsdirektor bei Romatex, sagt: Wir haben 2017 unsere erste ANDRITZ-Linie und eine weitere im Jahr 2019 gekauft. Wir waren mit der engen Zusammenarbeit zwischen unseren Unternehmen, der Flexibilität und Verlässlichkeit der Maschinen sowie der ausgezeichneten Servicebetreuung in all den Jahren sehr zufrieden. Es war alles sehr unkompliziert. Daher hatten wir das Vertrauen, ANDRITZ bei einer weiteren Investition in Betracht zu ziehen.

ANDRITZ zählt zu den globalen Marktführern bei der Lieferung von Vliesstofftechnologien, darunter Vliesbildungsmaschinen für Nähwirkverfahren, die bei der Herstellung von Maliwatt, Malivlies und Multiknit eingesetzt werden. Dieses Segment befasst sich mit verschiedenen Anwendungen, darunter die Automobilindustrie, der Haushaltsbereich, Bettwäsche, Schuhe, Feuchttücher und vieles mehr.

Romatex ist das führende Unternehmen für Maliwatt Nähwirkprozesse in Afrika. Seine Produktionsstätte befindet sich in Kapstadt. Eine der wichtigsten Stärken des Unternehmens ist dessen Produktdiversifizierung. Heute bietet das Unternehmen eine vollständige Auswahl an Bettwäschen, Decken, Pölstern und Nähwirkprodukten an.