From the Sector

At the recent CAMX 2022 Composites and Advanced Materials Expo in Anaheim, California, The Heat Sealing Module – HSM from Zünd was recognized with an Unsurpassed Innovation Award. The HSM significantly facilitates the processing and handling of dry fiber materials with thermoplastic content. This new tool is Zünd’s answer to a demand in the composites industry for wider-spread use and easier processing of these types of materials.

The American Composites Manufacturing Association, ACMA, proclaimed the Heat Sealing Module – HSM the winner of the ACE Award for Unsurpassed Innovation in the “Manufacturing: Equipment and Tooling” category. This award is presented annually to equipment, tooling, a production aid, or software designed to improve manufacturing production, environmental sustainability, or product quality and performance in composites manufacturing.

During processing, dry fiber materials are prone to fraying along the edges. Using hot air, the HSM seals the fabric along the cut path in advance of the Zünd Power Rotary Tool – PRT cutting it. Because of this sealing process, the cut can then be performed at full speed, in any direction, and produces both higher-quality parts and greater production efficiencies.

The HSM helps create clean, sealed edges when cutting fiber-reinforced thermoplastic composites. It benefits not only the cutting process itself, but other production processes downstream. Cutting this way leaves behind no loose or uncut fibers and maintains a clean cutting surface and uncontaminated production environment. At the same time, it ensures that cut parts maintain their shape, and this increased stability makes them much easier to handle, especially in fully automated production workflows.

HEATHCOAT FABRICS partnered again with BRÜCKNER Textile Technologies and their sales partner ADVANCED DYEING SOLUTIONS to install a finishing line for industrial textiles. HEATHCOAT FABRICS specializes in the production of technical textiles in the fields of texturising, weaving and warp knitting as well as dyeing and finishing. The prroducts are manufactured for use in the automotive, healthcare, defence, and aerospace industries

Mrs. Regina Brückner, CEO and owner of the BRÜCKNER Group stated: "To meet the complex re-quirements of HEATHCOAT is not easy because of the great variety of technical textiles produced. Our line has to finish light as well as heavy articles, so the design, control and the whole line layout have to be flexible, functional and still easy to operate. Fortunately, the team at HEATHCOAT FABRICS is very innovative and open-minded, and together we worked hard to develop the right technology and han-dling. We are very happy that we could convince this customer, whom we appreciate very much, with the productivity of our line and of course with our technological know-how."

The direct gas heated BRÜCKNER POWER-FRAME stenter with its staggered heating source arrangement every half zone provides best available temperature consistency across the length and the width of the stenter. The unit is equipped with a low-lub, horizontally returning combined pin / clip chain and several fabric paths, especially designed for the different fabrics being processed. Together with HEATHCOAT FABRICS technologists, the BRÜCKNER design team developed a special delivery end of the stenter with different edge trimming and slitting possibilities. Depending on the kind of products, the fabrics can be batched on large diameter A-frames, wound on cardboard tubes or plaited into trolleys.

The process industry today still relies primarily on fossil raw materials. A transformation towards regenerative resources, in particular renewable raw materials, is under way. In addition, circular economy, recycling and resilience play important roles in existing and new value chains. The congress "BIO-raffiniert XII", March 7 and 8, 2023 at the Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen, takes up these topics and focuses on innovative technologies, sustainability strategies as well as logistics and supply chains. Its thematic focal points will be: Bioeconomy - Strategy and Implementation, Transformation Pathways and New Value Chains. Regional as well as international developments will be addressed.

The institute invites interested experts to present their innovations, concepts, or industrial practice solutions around the bioeconomy transformation in the context of short presentations in English (10 min presentation). The deadline for proposals outlined in a one-page abstract is: Tuesday, September 16, 2022.

Further information online.

Die Verleihung der Förderpreise 2022 der Walter Reiners-Stiftung des VDMA, Fachverband Textilmaschinen an Studierende und Nachwuchsingenieur:innen deutscher Universitäten für Spitzenleistungen im Studium fand am 22. Juni 2022 im Rahmen der Techtextil 2022 in Frankfurt/Main statt. Die bundesweit ausgeschriebenen Förderpreise wurden durch Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, auf dem VDMA-Messestand verliehen. Zum ersten Mal stand bei der Auswahl der eingereichten Arbeiten der Fokus auf Nachhaltigkeit.
 
Frau M. Sc. Marina Andrea Michel wurde mit dem mit 3.500 EUR dotierten Nachhaltigkeitspreis für die „Beste Masterarbeit des Deutschen Textilmaschinenbaues 2022“ geehrt. Ihre am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden Abschlussarbeit beschäftigt sich mit der „Funktionalisierung von Garnen mittels Cyclodextrinen zur Filtration von Mikro- und Nanoplastik, Übertragung auf Gewebe“.
 
Im Fokus stand ein Verfahren zur textilchemischen Ausrüstung von Garn- und Gewebematerialien aus nachwachsenden Rohstoffen mit Cyclodextrinen, die Mikro- und Nanoplastik (MNP) anbinden. Die grundlegenden Erkenntnisse zeigen dabei das Potenzial daraus hergestellter faserbasierter Filter zur deutlichen und nachhaltigen Minimierung der MNP-Belastung, sowohl von lokalen Trinkwasserquellen bis hin zu globalen Wasserkreisläufen, auf. Die Masterarbeit beinhaltet erstmals die innovative Anwendung von Cyclodextrinmolekülen zur Anbindung kleinster Plastikpartikel unterschiedlicher Form und molekularer Zusammensetzung.
 
Simon Hoebel erhielt den mit 3.000 EUR dotierten Nachhaltigkeitspreis „Beste Forschungsarbeit des Deutschen Textilmaschinenbaues 2022“ über die „Weiterentwicklung des Versuchstandes zur Herstellung von flexiblen hochdrapierbaren Thermoplastfaserbandstrukturen aus recycelten Carbonfasern und Thermoplastfasern für hochbelastbare thermoplastische Verbundbauteile“.
 
Das Ziel der prämierten Forschungsarbeit bestand in der Weiterentwicklung eines Versuchstandes sowie eines anwendungsbezogenen technologischen Knowhows zur Entwicklung und Fertigung von unidirektionalen hochdrapierbaren Thermoplastfaserbandstrukturen aus recycelten Carbonfasern (rCF) und Thermoplastfasern (TFS) für hochbelastbare thermoplastische CFK-Bauteile. Im Rahmen der Forschungsarbeit untersuchte Hoebel den gesamten Prozess zur Herstellung von hochdrapierbaren Thermoplastfaserbandstrukturen von der Kardierung, Verstreckung, Banddoublierung und Konsolidierung. Aus den entwickelten rCF-TFS wurden thermoplastische UD-Verbunde gefertigt und ihre mechanischen Eigenschaften charakterisiert. Die Ergebnisse der Studienarbeit zeigen das Potenzial dieser neuartigen Prozesskette und der darauf basierenden leistungsfähigen und nachhaltigen Thermoplastfaserbandstrukturen auf Basis von rCF.

The German machinery producer BRÜCKNER used exactly these chances and repositioned itself during the pandemic period. For more than 70 years, the family-run company has been specialized in individual finishing concepts for textiles, technical textiles, nonwovens and floor coverings. The current challenges in the textile industry are serious. The clear increase of the energy costs and the general uncertainty of the energy supply as well as political requirements make a profitable textile production more and more demanding for many companies.

The company responds to this with a newly developed stenter concept with double heating system. Depending on availability, the lines can be operated with gas or oil, but also other combinations with steam or renewable energies are possible. This means that production delays and machine downtimes can be avoided as far as possible. In addition, developed intelligent assistance systems for its machines have been developed that support the machine operator in using the best possible process to operate the line as energy-efficiently as possible. Further energy savings are possible with new energy-efficient motors or heat-recovery and exhaust air cleaning systems. This also helps to avoid harmful emissions.

But many textile producers are also focusing on reducing chemicals. For this purpose, BRÜCKNER's further developed ECO-COAT minimum application unit can make a decisive contribution. Knitted and woven fabrics, but also nonwovens can be finished on one or both sides via different fabric paths. With the minimum application via an engraved roller, a single-sided application of up to 100 g/m² can be achieved. A double-sided and higher application quantity is achieved, for example, by impregnation in the nip. Irrespective of the selected fabric path, a very small liquor reservoir means that only minimal quantities of waste water are produced when changing batches or liquors, and the use of chemicals can also be significantly reduced. In addition, less water has to be evaporated in the subsequent drying process than, for example, in the case of impregnation in a water bath, so the energy requirement is significantly reduced.

On the two upcoming trade fairs ITM in Istanbul and TECHTEXTIL in Frankfurt in June, interested customers can personally get an idea of BRÜCKNER's new developments.

Damit Plastikabfall reduziert wird und eine Kreislaufwirtschaft funktionieren kann, sind Mehrwegsysteme essenziell. Forschende des Fraunhofer UMSICHT und des Fraunhofer IML, die im Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE zusammenarbeiten, haben für die Stiftung Initiative Mehrweg (SIM) drei kunststoffbasierte Mehrwegsysteme mit ihren Einwegalternativen verglichen. Das Ergebnis: Mehrweg ist Einweg in 14 der 17 untersuchten Kategorien überlegen und bietet großes Potenzial zum Gelingen einer Kreislaufwirtschaft. Was fehlt, sind klare politische Rahmenbedingungen und die Umsetzung der bestehenden Abfallhierarchie, die Mehrweg eigentlich priorisiert.

Nur 13 Prozent der in Deutschland produzierten Kunststoffe werden aus Rezyklaten hergestellt, im Verpackungsbereich sind es sogar nur 11 Prozent. Außerdem wird nur ein sehr geringer Teil für den ursprünglichen Zweck wiederverwendet, in der Regel dominieren Kaskadennutzungen (Downcycling). Darüber hinaus ist Deutschland einer der größten Exporteure von Plastikmüll weltweit. EU und Bundesregierung haben auf die Kunststoffproblematik reagiert: Die Produktion einiger Einwegplastikprodukte ist verboten, für PET-Getränkeflaschen wurde eine Rezyklatquote vorgeschrieben, und seit Anfang 2022 ist die Pfandpflicht für Einweggetränkeflaschen auf sämtliche Getränkearten ausgeweitet worden. »Green Deal und Taxonomie-Verordnung der EU geben die richtige Richtung für ein nachhaltiges Wirtschaften vor. Aus unserer Sicht gibt es aber folgendes Problem: Die im europäischen Abfallrecht seit Jahrzehnten geregelte Abfallhierarchie definiert eine Rangfolge bei Erzeugung und Umgang mit Kunststoffabfällen. Darin ist das Recycling der Mehrfachnutzung nachgelagert. Die Umsetzung dieser Abfallhierarchie findet bislang aber kaum statt.«, erklärt Jürgen Bertling vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT und Projektleiter der Studie.

Zirkularität, Performance und Nachhaltigkeit
Insbesondere für Kunststoffverpackungen existieren derzeit vorwiegend Einweglösungen. Einige Mehrwegsysteme finden sich im B2B-Bereich z. B. in der Automobilindustrie und beim Obst- und Gemüsetransport. Im B2C-Bereich sind sie eher die Ausnahme wie z. B. die Transportkisten für Lebensmittel vom regionalen Bauern. Ziel der aktuellen Studie des Fraunhofer CCPE im Auftrag der Stiftung Initiative Mehrweg war es daher, kunststoffbasierte Mehrwegverpackungssysteme zu bewerten, sie mit Einwegalternativen zu vergleichen und Empfehlungen für eine Stärkung der Kreislaufwirtschaft abzuleiten. Dazu analysierten die Forschenden die drei Mehrwegsysteme Obst- und Gemüsesteigen (bereits im Handel etabliert), Pflanzentrays (in Vorbereitung für einen großflächigen Einsatz) und Coffee-to-go-Becher (Einführungsphase). Sie wurden mit den jeweils entsprechenden Einweglösungen in den drei Bereichen Zirkularität, Performance und Nachhaltigkeit in insgesamt 17 Unterkategorien verglichen. Das Ergebnis: Mehrweg bietet für alle drei untersuchten Demonstratoren klare Vorteile – von der Materialeffizienz über geringere Kunststoffemissionen bis hin zu einem besseren Produktschutz durch robustere Ausführungen.

Mehrweg bedeutet für Unternehmen zwar zunächst einen höheren Kapitaleinsatz durch den Aufbau von Logistik und Rückfuhrsystemen, Lagerflächen und Reinigungstechnik. Langfristig erweisen sich Mehrwegsysteme jedoch als preiswerter und ressourcenschonender, sie stärken das regionale Wirtschaften und tragen zu einer erhöhten technologischen Souveränität bei. »Entscheidend für die Vorteilhaftigkeit eines Mehrwegsystems sind dabei vor allem die Umlaufzahl und die Distributionsstruktur: Je höher die Umlaufzahl und je niedriger die Transportdistanzen, desto besser schneidet Mehrweg gegenüber Einweg ab. Hier sind also dezentrale Poollösungen elementar«, erläutert Kerstin Dobers vom Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML, Mitautorin der Studie. Im Vergleich mit anderen Verpackungsmaterialien wie Papier oder Holz weist Kunststoff eine Vielzahl vorteilhafter Eigenschaften auf – leicht, haltbar, chemisch inert – und bleibt damit für zahlreiche Anwendungen, gerade bei Mehrwegsystemen, das Material der Wahl.

Abfallhierarchie konsequent umsetzen und Mehrweg optimieren
Dieser Bericht wendet sich gleichermaßen an Politik, Verbände, Hersteller von Kunststoffverpackungen und Anbieter von Mehrweg-Poollösungen. Das Autorenteam empfiehlt schlussfolgernd zwei zentrale Maßnahmen: Zum einen sollten Wege zur konsequenten Umsetzung der Abfallhierarchie aufgezeigt und gefördert werden. Einwegsysteme sollen erst dann zum Tragen kommen, wenn die Möglichkeiten der Mehrfachnutzung ausgeschöpft sind. »Dieses Ergebnis der Studie steht im Gegensatz zur heutigen Realität am Verpackungsmarkt. Es muss neue politische Rahmenbedingungen geben, die das Umgehen dieser Reihenfolge sanktionieren. Gleichzeitig sollten Anreizsysteme für Unternehmen geschaffen werden, um vermehrt Mehrweglösungen für Kunststoffe zu etablieren«, sagt Jürgen Bertling. Er fordert zudem eine Überprüfung der Abfallhierarchie durch ein Expertengremium und nachfolgend ihre strikte Umsetzung in der Praxis. Sinnvoll sei außerdem, weniger auf die Recyclingquoten zu schauen, sondern anspruchsvolle Rezyklatanteile in der Produktion vorzugeben.

Laut Kerstin Dobers ist die zweite zentrale Maßnahme, die vorhandenen Optimierungspotenziale für Mehrweglösungen auszuschöpfen, damit ihre Vorteile weiter ausgebaut und mögliche Defizite beseitigt werden: »Sicherlich sind auch bei den Mehrweglösungen noch zahlreiche Innovationen möglich, gerade im Online-Handel oder in der Take-away-Branche. Gute Lösungen zeichnen sich dadurch aus, dass die Verpackungen modular sind und ihr Volumen reduzierbar ist (nestbar oder klappbar). Hier sind Rahmenbedingungen für nationale und internationale Standardisierungen gefragt, um die ökologischen Potenziale der Mehrwegsysteme auszuschöpfen.« Darüber hinaus müssten Umweltkennzeichen (Label) zur Kennzeichnung von Mehrweg und Einweg eindeutig sein. Hier seien vor allem Verbände gefragt.

Dr. Janpeter Horn, Managing Director of August Herzog Maschinenfabrik, is the new Chairperson of the VDMA Textile Machinery. Dr. Horn was elected at the members’ meeting of the Association in Leonberg. The new Executive Board is completed with Ms. Regina Brückner, Managing Associate of Brückner Trockentechnik and Ms. Verena Thies, Managing Shareholder of Thies Textilmaschinen, who were elected as Vice Chairpersons.

After his election, Dr. Horn stated: “I am pleased to have Ms. Brückner and Ms. Thies by my side. Both have been serving on the Executive Board of the VDMA Textile Machinery as well as the European Committee of Textile Machinery Manufacturers CEMATEX for many years. With this team, we are well prepared to effectively represent the interests of the industry at national and international level.”

Based in Oldenburg, Northern Germany, Herzog is a company with a long tradition and at the same time the most innovative developer and manufacturer of braiding and winding machinery. Worldwide references in braiding and winding technique confirm the company’s technical and quality leadership.

The new Executive Board of the VDMA Textile Machinery for the legislative period until 2026 is composed of:

• Dr. Janpeter Horn (Chairperson), August Herzog Maschinenfabrik
• Regina Brückner (Vice Chairperson), BRÜCKNER Trockentechnik
• Verena Thies (Vice Chairperson), THIES
• Peter D. Dornier, Lindauer DORNIER
• Stefan Flöth, A. Monforts Textilmaschinen
• Arno Gärtner, KARL MAYER STOLL Textilmaschinenfabrik
• Markus Kleindorp, MEMMINGER-IRO
• Andreas Lukas, ANDRITZ Küsters
• Benjamin Mayer, Mayer & Cie.
• Dr. Jörg Morgner, Temafa Maschinenfabrik
• Benjamin Reiners, Reiners + Fürst
• Dr. Uwe Rondé, Saurer Group
• Eric Schöller, Groz-Beckert
• Georg Stausberg, Oerlikon Textile
• Heinrich Trützschler, Trützschler Group

Swiss cutting system manufacturer Zünd Systemtechnik and Dutch composite automation company Airborne have expanded their collaboration. As a result of a new distribution agreement, customers will be able to benefit from state-of-the-art digital production solutions for automated processing of composite materials. Zünd and Airborne will jointly promote these production solutions through their sales and servicing networks.

Both companies are technology leaders offering solutions for composites manufacturing and processing – Zünd develops and manufactures digital flatbed cutting systems capable of processing reinforced fiber materials such as CFRP or GRP. Airborne, based in Den Haag in the Netherlands, provides fully integrated automation solutions for efficient composites processing.
 
The goal of this partnership is to make it easier than ever for customers to access state-of-the-art digital cutting and automation solutions. In that endeavor, the competencies of both companies complement each other perfectly. Their combined expertise manifests itself especially in the areas of fully automated cutting, preforming, offloading and sorting.

Airborne’s automated kitting solutions reduce operating costs by maximizing material yield through optimized nesting. At the same time, they resolve the challenges inherent in sorting and grouping cut parts from complex nested layouts into laminate-ready kits with minimal operator intervention. Airborne offer a portfolio of solutions tailored to meet the individual needs of customers from affordable entry-level semi-automated products through to fully integrated and high productivity systems. All systems are "plug and play" and require no additional special programming. Airborne’s software generates the required robotics code directly from information derived from the nesting data and permits static or dynamic nesting and a sorting solution that adapts “on the fly”.

Zünd has been designing, manufacturing, and marketing digital cutting systems for more than 30 years. Zünd high-performance modular cutters are now in use all over the world. The Swiss family-owned company now in its second generation has established a global network of Zünd sales and service organizations under the leadership of Oliver Zünd. “This is a situation where two strong partners complement each other in much the same way as in strong partnerships we have established in other industries. It is a continuation of a long-standing company strategy. Airborne has excellent know-how in developing and manufacturing automated solutions for processing composites. Together we can offer our customers state-of-the-art technology and provide a technological answer to the growing demand for high-performance, innovative production systems in the composites market."

Joe Summers, Commercial Director for Airborne agrees: "Our partnership with Zünd brings a great deal of added value to our customers. Zünd shares our goal of creating greater cutting-room productivity. The Zünd cutter is key to converting materials with the greatest possible efficiency and maximum material usage."

Wie kreislauffähig sind alltägliche Verpackungen?
Verpackungen sind komplex: eine Umverpackung aus Karton, Einzelteile zusätzlich in PET-Folie verpackt, ein wasserlösliches Label oder vielleicht eine Klebefolie. Um die Rezyklierbarkeit alltäglicher Verpackungen zu bewerten, müssen Verpackungsart, -komponenten und -materialien berücksichtigt werden. Zudem sind umfangreiche Kenntnisse über (multi-)nationale Vorgaben notwendig. Die Recyda GmbH hat ein flexibles Bewertungstool entwickelt, welches verschiedene Vorgaben (»Regelwerke«) der Recyclingfähigkeit modellieren kann. Fraunhofer UMSICHT hat die digitale Umsetzung der Vorgaben des MstSZSVr (Mindeststandard der Zentralen Stelle Verpackungsregister) als eines der in Recyda abgebildeten Regelwerke geprüft. Das Ergebnis: Recyda ist ein nutzerfreundliches Bewertungstool, das die Rezyklierbarkeit von Verpackungen analysiert. Es kann auch als Hilfestellung herangezogen werden, um zukünftige Verpackungen so zu gestalten, dass sie auf Recyclingfähigkeit optimiert sind.

Das webbasierte Tool zeichnet sich durch einen klar strukturierten Aufbau aus, der es neuen Anwendern nach einer halb- bis einstündigen Einarbeitungszeit ermöglicht, eigene Verpackungsprojekte einzupflegen und ihre Recyclingfähigkeit digital zu bewerten. Unterschieden nach Verpackungsart, Verpackungskomponenten und Verpackungsmaterialien können Anwendende ihre Verpackung in wenigen Prozessschritten — dargestellt in einzelnen Eingabemasken — bewerten. Innerhalb der Masken vereinfachen vordefinierte Verpackungsarten die Eingabe; neben der Art werden auch Gewicht und Volumen der Verpackung abgefragt ebenso wie Fragen zu Farbe und Ablösbarkeit der Verpackungskomponenten. Das Ergebnis wird — je nach verwendetem Regelwerk — skaliert in Prozent bzw. farbig dargestellt und mit Hinweisen zur Einordnung im Vergleich zu den jeweiligen (trans)nationalen Regelungen versehen. Fraunhofer UMSICHT testete das Tool anhand verschiedener Musterverpackungen.

Das Recyda Tool wird stetig weiterentwickelt und mit neuesten Daten zu länderspezifischen Recyclingvorgaben aktualisiert. Fraunhofer UMSICHT empfiehlt als weitere Ergänzung, zusätzlich ein Glossar zu den Begrifflichkeiten des MstSZSVr zur Verfügung zu stellen und regelmäßig zu aktualisieren, damit auch Fachfremde das Tool nutzen können. Zudem halten die Forschenden es für sinnvoll, Handlungsempfehlungen für unterschiedliche Entsorgungsmöglichkeiten oder Trennbarkeiten zu erstellen.

• Second Session of the International Conference on Cellulose Fibres 2022

Cellulose fibers are a true material miracle as they offer a steadily expanding, broad range of applications. Meanwhile markets are driven by technological developments and policy frameworks, especially bans and restrictions on plastics, as well as an increasing number of sustainability requirements. The  presentations will provide valuable information on the various use-opportunities for cellulosic fibers through a policy overview, a special session on sustainability, recycling and alternative feedstocks, as well as the latest developments in pulp, cellulosic fibers and yarns. In addition, examples of non-wovens, packaging and composites will offer a look beyond the horizon of conventional application fields.

The second session of the conference: "New Opportunities for Cellulose Fibres in Replacing Plastics", will focus on questions such as: "What is the impact of the ban on plastics on single-use products?" and "What are the latest regulatory issues and policy opportunities for cellulose fibres?".  This section presents new opportunities for replacing fossil-based insulating materials with cellulose-based technologies that can be used for a variety of applications, from aerospace to mobility, as well as in construction. For the program just click here.

Speakers of the Session "New Opportunities for Cellulose Fibres in Replacing Plastics":

• Nicolas Hark - nova-Institut (DE): Opportunities in Policy for Cellulose Fibres
• Paula Martirez - Stora Enso (SE): Last years Winner Papira® – an Eco-revolution in Foam Packaging
• Stefanie Schlager - Lenzing (AT): LENZING™ Fibres for Sustainable Single use Products
• Sascha Schriever - Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University (DE): Cellulose Aerogel Non-wovens – Sustainable Insulators of Tomorrow