From the Sector

At this year's JEC Composites Innovation Awards ceremony, the award in the "Construction & Civil Engineering" category went to the "DACCUSS" project, coordinated by the DITF. TechnoCarbon Technologies GbR, the inventor of Carbon Fiber Stone (CFS), received the JEC Award together with its development partners. The award is for the development of house walls made of Carbon Fiber Stone (CFS), a CO2 negative composite material.

Each year, the JEC Composites Innovation Awards recognize innovative and creative projects that demonstrate the full potential of composite materials. With the help of a development team from 12 companies and research institutions, TechnoCarbon Technologies GbR successfully submitted its innovative DACCUSS building element for house walls made of Carbon Fiber Stone.

Carbon Fiber Stone is a building material made of natural rocks and bio-based carbon fibers. It serves as an environmentally friendly replacement for CO2-intensive concrete in the construction industry. While conventional concrete walls release large amounts of CO2 during production, the DACCUS building element binds 59 kg of CO2 per square meter and therefore has a negative carbon footprint. In addition, the panels weigh only one-third of equivalent reinforced concrete house walls.

Each DACCUS element consists of several high-strength natural stone slabs made from magmatic rock. Inside the construction are bio-based carbon fibers, which the DITF Denkendorf is working intensively to develop. They form the stiffening element that enables the high strength of the construction elements and, in turn, contribute to the negative CO2 balance. The layer between the natural rock slabs is filled with carbon-negative biochar granulate, which is responsible for the insulation of the building element. The mineral sawdust from the cut rock slabs can be used as a soil amendment and serves as a binder for free CO2 from the atmosphere. The strict focus on processes and materials that actively bind CO2 has made it possible to produce a building material with a negative CO2 balance.

Partners: Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF), TechnoCarbon Technologies GbR, Universität Hamburg (UHH), Labor für Stahl- und Leichtmetallbau GmbH (LSL), AHP GmbH & Co. KG, Technische Universität München (TUM), GVU mbH, Silicon Kingdom Holding Ltd., Gallehr Sustainable Risk Management GmbH, Peer Technologies GmbH & Co. KG, GREIN srl, Convoris Group GmbH, RecyCoal GmbH, ITA, Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen, LISD GmbH.

Die International Textile Manufacturers Federation (ITMF) hat auf der „ITMF & IAF Conference 2024 die Gewinner des ITMF Awards 2024 bekannt gegeben. Mit dabei sind in der Kategorie „ITMF International Cooperation Award 2024“ die DITF und ihr Partner, die französische Firma RBX Créations. Sie erhielten die Auszeichnung für die Einführung eines neu entwickelten, hanfbasierten Zellstoffs und dessen Weiterverarbeitung zu filamentgesponnenen Zellulosefasern. Die Konferenz fand vom 8. – 10. September in Samarkand, Usbekistan statt.

Neue Faserstoffe und textile Erzeugnisse aus Hanf – bei der Vorstellung einer neuartigen Produktionslinie steht für die Kooperationspartner DITF und RBX Créations der Nachhaltigkeitsgedanke in der textilen Wertschöpfungskette im Vordergrund. Denn das Ausgangsmaterial Hanf wird aus lokalem Anbau gewonnen und die Weiterverarbeitung zu textilen Fasern, Garnen und Stoffen aus Zellulose erfolgt mittels energie- und ressourcenschonender Verfahren.

Mit diesem Leitgedanken konnten sich die beiden Partner in Samarkand, Usbekistan, erfolgreich auf der ITMF & IAF Conference 2024 präsentieren. Gemeinsam stellten sie dem Fachpublikum und der Jury eine vollständige textile Herstellungskette vor – vom Rohmaterial über dessen Aufbereitung, der Spinntechnologie und der Verwirklichung textiler Produkte.

Schon die Auswahl des Rohstoffs Hanf ist für die Umwelt in vieler Hinsicht vorteilhaft: Er wird in lokalem Anbau gewonnen und zeichnet sich deshalb durch einen geringen CO2-Footprint aus: Denn üblicherweise wird für die Herstellung von Zellulosefasern Holz als Ausgangsmaterial verwendet, für dessen Verarbeitung große Transportwege in Kauf genommen werden. Den Anbau von Hanf kennzeichnen ein geringer Wasserverbrauch, kaum bis gar kein Chemikalieneinsatz wegen hoher Resistenz gegenüber Pflanzenkrankheiten und vorteilhafte Eigenschaften bei der Regeneration der Böden.

Der Nutzhanf wird in einem vom RBX Créations patentierten Verfahren zu einem feinfaserigen Zellstoff (pulp) aufbereitet. Er dient als Ausgangsmaterial für ein an den DITF entwickeltes und unter dem Namen HighPerCell® geschütztes Nassspinnverfahren. Der Hanf-Pulp wird in einer sogenannten ionischen Flüssigkeit gelöst. Die Lösung wird in einem Fällbad zu Zellulosefasern ausgesponnen. Das Lösungsmittel kann vollständig zurückgewonnen und wiederverwendet werden – ein besonders nachhaltiger und umweltfreundlicher Produktionsprozess. Hanfbasierte Zellulosefasern überzeugen durch ihre mechanischen Eigenschaften, die zum Teil sogar besser sind als diejenigen von etablierten holzbasierten Faserstoffen. Damit bieten sie beste Voraussetzungen für die mechanische Weiterverarbeitung in der Strickerei und Weberei.

Der Projektpartner RBX Création hat nicht nur die Prozesse für die Rohstoffaufbereitung entwickelt, sondern steuert nach der Herstellung der Fasern deren Weiterverarbeitung: Aufgrund ihrer herausragenden Vernetzung in der Textilbranche sorgt RBX Création für die Aufbereitung der Garne und koordiniert die Aufgabenverteilung mit textilen Herstellungsbetrieben. Die Garne und textilen Materialien werden von RBX Créations unter dem Namen Iroony™ gehandelt. Textile Gewirke und Gewebe sind aus diesem Material schon hergestellt worden. Ob Bekleidung oder technische Anwendungen – die Einsatzmöglichkeiten der hanfbasierten Materialien sind breit und haben großes Entwicklungspotential.

Die Preisverleihung in Samarkand würdigt den gesamten Herstellungsprozess: Ein neues und nachhaltiges Verfahren zur Herstellung natürlicher Fasern wird in einer Firmen- und Forschungskooperation vom Anbau des Rohmaterials bis zum Endprodukt gesteuert. Die Kooperation zeigt, wie Nachhaltigkeit in der Textilherstellung zu neuen und marktfähigen Produkten führen kann.

The German Institutes of Textile and Fiber Research Denkendorf (DITF) are coordinating the research project, which is funded as part of the European Union's Horizon Europe research and innovation program. The aim of BioFibreLoop is to develop recyclable outdoor and work clothing made from renewable bio-based materials. The kick-off event took place in Denkendorf on June 26 and 27, 2024.

The textile industry is facing two challenges: on the one hand, production must become more sustainable and environmentally friendly and, on the other, consumers are expecting more and more smart functions from clothing.

In addition, the production of functional textiles often involves the use of chemicals that are harmful to the environment and health and make subsequent recycling more difficult.

Intelligent innovations must therefore ensure that harmful chemicals are replaced, water is saved and more durable, recyclable bio-based materials are used, thereby reducing the usually considerable carbon footprint of textile products. Digitalized processes are intended to ensure greater efficiency and a closed cycle.

For example, the BioFibreLoop project uses laser technology to imitate natural structures in order to produce garments with water and oil-repellent, self-cleaning and antibacterial properties. At the end result of the research work will be affordable, resource and environmentally friendly, yet high-performance and durable fibers and textiles made from renewable sources such as lignin, cellulose and polylactic acid will be available. All processes are aimed at a circular economy with comprehensive recycling and virtually waste-free functionalization based on nature's example. In this way, greenhouse gas emissions could be reduced by 20 percent by 2035.

The technology for the functionalization and recycling of bio-based materials is being developed in three industrial demonstration projects in Austria, the Czech Republic and Germany. At the end of the project, a patented circular, sustainable and reliable process for the production of recyclable functional textiles will be established.

The BioFibreLoop project has a duration of 42 months and a total budget of almost 7 million euros, with 1.5 million going to the coordinator DITF.

The consortium consists of 13 partners from nine countries who contribute expertise and resources from science and industry:

• German Institutes of Textile and Fiber Research Denkendorf (DITF), Coordinator, Germany
• Next Technology Tecnotessile Società nazionale di ricerca R. L., Italy
• Centre Technologique ALPhANOV, France
• G. Knopf’s Sohn GmbH & Co. KG, Germany
• FreyZein Urban Outdoor GmbH, Austria
• BEES - BE Engineers for Society, Italy
• BAT Graphics Vernitech, France
• Interuniversitair Micro-Electronica Centrum, Belgium
• Idener Research & Development Agrupacion de Interes Economico, Spain
• Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy, Finland
• Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø, Denmark
• Steinbeis Innovation gGmbH, Germany
• NIL Textile SRO, Czech Republic

Am 15. und 16. Mail fand das Kick-off-Meeting des REWIND-Projekts in Valencia, statt. REWIND befasst sich mit Verbundwerkstoffabfällen im Windenergiesektor. Es wird von Horizon Europe und CINEA (European Climate, Infrastructure and Environment Executive Agency) finanziert. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) sind einer von 14 Partnern aus sieben Ländern.

REWIND steht für Efficient Decommissioning, Repurposing and Recycling to increase the Circularity of end-of-life Wind Energy Systems. Das Projekt befasst sich mit der Verwertung von Windturbinenflügeln, wenn sie das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben. Die Projektpartner entwickeln grundlegende Technologien für die Demontage des Verbundwerkstoffs und Methoden, mit denen das Material zerlegt und bewertet wird. Im nächsten Schritt werden Recyclingverfahren und Möglichkeiten für die Wiederverwendung der Verbundwerkstoffe erarbeitet. Ziel ist es, die Windturbinenflügel kreislauffähig zu machen statt sie zu deponieren oder zu verbrennen.

Bei diesem ersten Treffen besprach das Forschungskonsortium die Ziele des Forschungsvorhabens und die Vorgehensweise. Aufgabe der DITF ist es, aus den von den Projektpartnern rezyklierten Glas- und Carbonfasern ein Garn und ein Gewebe für neue Bauteile oder für Reparatur-Sets von Windkraftanlagen zu entwickeln.

Das Projekt wird durch das Horizon Europe Framework Programme (HORIZON) der Europäischen Union unter der Fördervereinbarung Nr. 101147226 finanziert.

Partner:
AIMPLAS
TECKNIKER
IPC – Centre Technique Industriel de la Plasturgie et des Composites
Miljøskærm
Hochschule Pforzheim – Gestaltung, Technik, Wirtschaft und Recht
Deutsche Institute für Textil – und Faserforschung Denkendorf (DITF)
Alke Electric Vehicles
Suez Group
Bcircular
Composite Patch
TPI Composites Inc.
R-Nanolab
CiaoTech-Gruppo PNO
AEMAC.

The “Cellulose Fibres Conference 2024” held in Cologne on 13-14 March demonstrated the innovative power of the cellulose fibre industry. Several projects and scale-ups for textiles, hygiene products, construction and packaging showed the growth and bright future of this industry, supported by the policy framework to reduce single-use plastic products, such as the Single Use Plastics Directive (SUPD) in Europe.

40 international speakers presented the latest market trends in their industry and illustrated the innovation potential of cellulose fibres. Leading experts introduced new technologies for the recycling of cellulose-rich raw materials and gave insights into circular economy practices in the fields of textiles, hygiene, construction and packaging. All presentations were followed by exciting panel discussions with active audience participation including numerous questions and comments from the audience in Cologne and online. Once again, the Cellulose Fibres Conference proved to be an excellent networking opportunity to the 214 participants and 23 exhibitors from 27 countries. The annual conference is a unique meeting point for the global cellulose fibre industry.  

For the fourth time, nova-Institute has awarded the “Cellulose Fibre Innovation of the Year” Award at the Cellulose Fibres Conference. The Innovation Award recognises applications and innovations that will lead the way in the industry’s transition to sustainable fibres. Close race between the nominees – “The Straw Flexi-Dress” by DITF & VRETENA (Germany), cellulose textile fibre from unbleached straw pulp, is the winning cellulose fibre innovation 2024, followed by HONEXT (Spain) with the “HONEXT® Board FR-B (B-s1, d0)” from fibre waste from the paper industry, while TreeToTextile (Sweden) with their “New Generation of Bio-based and Resource-efficient Fibre” won third place.

Prior to the event, the conference advisory board had nominated six remarkable innovations for the award. The nominees were neck and neck, when the winners were elected in a live vote by the audience on the first day of the conference.

First place
DITF & VRETENA (Germany): The Straw Flexi-Dress – Design Meets Sustainability
The Flexi-Dress design was inspired by the natural golden colour and silky touch of HighPerCell® (HPC) filaments based on unbleached straw pulp. These cellulose filaments are produced using environmentally friendly spinning technology in a closed-loop production process. The design decisions focused on the emotional connection and attachment to the HPC material to create a local and circular fashion product. The Flexi-Dress is designed as a versatile knitted garment – from work to street – that can be worn as a dress, but can also be split into two pieces – used separately as a top and a straight skirt. The top can also be worn with the V-neck front or back. The HPC textile knit structure was considered important for comfort and emotional properties.

Second place
Honext Material (Spain): HONEXT® Board FR-B (B-s1, d0) – Flame-retardant Board made From Upcycled Fibre Waste From the Paper Industry
HONEXT® FR-B board (B-s1, d0) is a flame-retardant board made from 100 % upcycled industrial waste fibres from the paper industry. Thanks to innovations in biotechnology, paper sludge is upcycled – the previously “worthless” residue from paper making – to create a fully recyclable material, all without the use of resins. This lightweight and easy-to-handle board boasts high mechanical performance and stability, along with low thermal conductivity, making it perfect for various applications in all interior environments where fire safety is a priority. The material is non-toxic, with no added VOCs, ensuring safety for both people and the planet. A sustainable and healthy material for the built environment, it achieves Cradle-to-Cradle Certified GOLD, and Material Health CertificateTM Gold Level version 4.0 with a carbon-negative footprint. Additionally, the product is verified in the Product Environmental Footprint.

Third Place
TreeToTextile (Sweden): A New Generation of Bio-based and Resource-efficient Fibre
TreeToTextile has developed a unique, sustainable and resource efficient fibre that doesn’t exist on the market today. It has a natural dry feel similar to cotton and a semi-dull sheen and high drape like viscose. It is based on cellulose and has the potential to complement or replace cotton, viscose and polyester as a single fibre or in blends, depending on the application.
TreeToTextile Technology™ has a low demand for chemicals, energy and water. According to a third party verified LCA, the TreeToTextile fibre has a climate impact of 0.6 kg CO2 eq/kilo fibre. The fibre is made from bio-based and traceable resources and is biodegradable.

The next conference will be held on 12-13 March 2025.

Lightweight design is a key enabler for addressing the energy transition and sustainable economy. Following the liquidation of the state agency Leichtbau BW GmbH, a consortium consisting of the Allianz Faserbasierter Werkstoffe Baden-Württtemberg (AFBW), the Leichtbauzentrum Baden-Württemberg (LBZ e.V. -BW) and Composites United Baden-Württemberg (CU BW) now represents the interests of the lightweight construction community in the State.

The Lightweight Design Agency for Baden-Württemberg is set up for this purpose on behalf of and with the support of the State. The Lightweight Construction Alliance BW is the central point of contact for all players in the field of lightweight construction in the State and acts in their interests at national and international level. Professor Markus Milwich from the German Institutes of Textile and Fiber Research Denkendorf (DITF) represents the agency.

The use of lightweight materials in combination with new production technologies will significantly reduce energy consumption in transportation, the manufacturing industry and the construction sector. Resources can be saved through the use of new materials. As a cross-functional technology, lightweight construction covers entire value chain from production and use to recycling and reuse.

The aim of the state government is to establish Baden-Württemberg as a leading provider of innovative lightweight construction technologies in order to strengthen the local economy and secure high-quality jobs.

Among others, the "Lightweight Construction Alliance Baden-Württemberg" will continue the nationally renowned "Lightweight Construction Day", which acts as an important source of inspiration for a wide range of lightweight construction topics among business and scientific community.

Professor Milwich, an expert with many years of experience and an excellent network beyond the State's borders, has been recruited for this task. In his role, Milwich also represents the state of Baden-Württemberg on the Strategy Advisory Board of the Lightweight Construction Initiative of the Federal Ministry for Economic Affairs and Climate Action, which supports the cross functional-technology and efficient transfer of knowledge between the various nationwide players in lightweight construction and serves as a central point of contact for entrepreneurs nationwide for all relevant questions.

From 2005 to 2020, Professor Milwich headed the Composite Technology research at the DITF, which was integrated into the Competence Center Polymers and Fiber Composites in 2020. He is also an honorary professor at Reutlingen University, where he teaches hybrid materials and composites. "Lightweight design is an essential aspect for sustainability, environmental and resource conservation. I always showcase this in research and teaching and now also as a representative of the lightweight construction community in Baden-Württemberg," emphasizes Professor Milwich.

The German Institutes of Textile and Fiber Research Denkendorf (DITF) have modernized and expanded their melt spinning pilot plant with support from the State of Baden-Württemberg. The new facility enables research into new spinning processes, fiber functionalization and sustainable fibers made from biodegradable and bio-based polymers.

In the field of melt spinning, the DITF are working on several pioneering research areas, for example the development of various fibers for medical implants or fibers made from polylactide, a sustainable bio-based polyester. Other focal points include the development of flame-retardant polyamides and their processing into fibers for carpet and automotive applications as well as the development of carbon fibers from melt-spun precursors. The development of a bio-based alternative to petroleum-based polyethylene terephthalate (PET) fibers into polyethylene furanoate (PEF) fibers is also new. Bicomponent spinning technology, in which the fibers can be produced from two different components, plays a particularly important role, too.

Since polyamide (PA) and many other polymers were developed more than 85 years ago, various melt-spun fibers have revolutionized the textile world. In the field of technical textiles, they can have on a variety of functions: depending on their exact composition, they can for example be electrically conductive or luminescent. They can also show antimicrobial properties and be flame-retardant. They are suitable for lightweight construction, for medical applications or for insulating buildings.

In order to protect the environment and resources, the use of bio-based fibers will be increased in the future with a special focus on easy-to-recycle fibers. To this end, the DITF are conducting research into sustainable polyamides, polyesters and polyolefins as well as many other polymers. Many 'classic', that is, petroleum-based polymers cannot or only insufficiently be broken down into their components or recycled directly after use. An important goal of new research work is therefore to further establish systematic recycling methods to produce fibers of the highest possible quality.

For these forward-looking tasks, a bicomponent spinning plant from Oerlikon Neumag was set up and commissioned on an industrial scale at the DITF in January. The BCF process (bulk continuous filaments) allows special bundling, bulking and processing of the (multifilament) fibers. This process enables the large-scale synthesis of carpet yarns as well as staple fiber production, a unique feature in a public research institute. The system is supplemented by a so-called spinline rheometer. This allows a range of measurement-specific chemical and physical data to be recorded online and inline, which will contribute to a better understanding of fiber formation. In addition, a new compounder will be used for the development of functionalized polymers and for the energy-saving thermomechanical recycling of textile waste.

Textile Bodenbeläge mit Flammschutzmitteln verringern das Risiko eines Brandes. In gewerblichen Gebäuden werden derartige Bodenbeläge in großen Mengen verbaut. Das Recycling dieser Materialien ist jedoch schwer umzusetzen, denn die Bodenbeläge bestehen aus mehreren miteinander verbundenen Schichten und die etablierten Flammschutzmittel sind meist ökologisch problematisch. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) und das Institut für Bodensysteme (TFI) haben ein Konzept entwickelt, das den Anteil an Flammschutzmitteln in den Teppichgarnen vermindert – bei gleichbleibend hohem Flammschutz. Die Struktur des textilen Erzeugnisses ist für das Materialrecycling optimiert.
 
Der neuartige textile Bodenbelag besteht aus schwer entflammbarem Polyamid 6 (PA6) und wird vollständig rezyklierbar sein.
 
Das PA6 wurde mit einer intrinsischen Flammhemmung ausgerüstet. Das bedeutet, dass die flammhemmende Chemikalie, in diesem Fall eine Phosphorverbindung, nicht etwa auf die Oberfläche der Fasern aufgebracht wird, sondern chemisch an die Molekülstruktur des PA6 gebunden ist. Dadurch ist der Flammschutz dauerhaft und kann weder ausgewaschen noch in die Umgebung freigesetzt werden. Das Konzept des intrinsischen Flammschutzes ist nicht neu. Es wurde schon vor rund zehn Jahren an den DITF entwickelt, konnte inzwischen aber optimiert werden: Die im aktuellen Forschungsprojekt verwendeten Polyamide wurden hinsichtlich ihrer Viskosität und ihres Phosphorgehaltes genau eingestellt. Dadurch wurden die beiden schwer miteinander vereinbaren Anforderungen hinsichtlich Verspinnbarkeit und gleichzeitig hohem Flammschutz vollständig erfüllt.
 
Zu Fasern gesponnen wird das neuartige Material auf einer Biko-Spinnanlage in den Technika der DITF. In ihr entstehen Bikomponenten-Fasern. Diese haben einen Kern aus herkömmlichem Polyamid und einen Mantel aus PA6 mit hochkonzentriertem Flammschutz. Die Kern- und Mantel-Komponenten der Fasern ergänzen sich perfekt: Der Faserkern sorgt für eine technisch gute Verspinnbarkeit und ausreichende Festigkeit der Fasern. Die Faserhülle hingegen hat den Flammschutz dort, wo Temperatur und Flammen angreifen: auf der Oberfläche der Faser. Der Phosphoranteil von rund 0,2 Gewichtsprozent ist dabei so eingestellt, dass der Fasermantel nicht brennbar ist. Als Nebeneffekt wird das Garn kostengünstiger herstellbar, da das hochpreisige Flammschutzmittel nur in einen Teil des Faservolumens eingebracht wird. Flammtests in den DITF-Laboren verifizieren die flammhemmende Wirkung und tragen dazu bei, den optimalen Gehalt an Flammschutzmittel zu ermitteln.  
 
Der zweite Teilaspekt des Forschungsvorhabens behandelt die Herstellung und Rezyklierbarkeit des textilen Bodenbelags. Hier geht es um die sortenreine Trennung der flammhemmend ausgerüsteten Oberschicht des Bodenbelags vom textilen Rücken und den Nachweis, dass die Materialien voll rezyklierbar und damit kreislauffähig sind.  
 
Aus den an den DITF hergestellten Polymeren und Biko-Garnen entwickelt der Projektpartner TFI den textilen Bodenbelag mit einer Oberschicht aus flammhemmend modifiziertem Mulitifilamentgarn und dem textilen Rücken. Die Rückenbeschichtung ist so beschaffen, dass eine thermische Trennung des Rückens von der flammhemmenden Oberschicht möglich ist. Dafür verwendet man Hotmelt-Klebstoffe, deren Brennbarkeit ebenfalls berücksichtigt wird. Das TFI ermittelt dabei auch die Brandeigenschaften der textilen Erzeugnisse. Die Trennbarkeit von Oberschicht und Rücken wird in Laborversuchen verifiziert.

Climate change is causing temperatures to rise and storms to increase. Especially in inner cities, summers are becoming a burden for people. While densification makes use of existing infrastructure and avoids urban sprawl, it increases the amount of sealed surfaces. This has a negative impact on the environment and climate. Green facades bring more green into cities. If textile storage structures are used, they can even actively contribute to flood protection. The German Institutes of Textile and Fiber Research (DITF) have developed a corresponding "Living Wall".

The plants on the green facades are supplied with water and nutrients via an automatic irrigation system. The "Living Walls" operate largely autonomously. Sensory yarns detect the water and nutrient content. The effort for care and maintenance is low.

Innovative hydraulic textile structures regulate water flow. The rock wool plant substrate on which the plants grow has a large volume in a small space thanks to its structure. Depending on how heavy the precipitation is, the rainwater is stored in a textile structure and later used to irrigate the plants. In the event of heavy rainfall, the excess water is discharged into the sewage system with a time delay. In this way, the "Living Walls" developed at the DITF help to make efficient use of water as a resource in post-densified urban areas.

The research project also scientifically investigated the cooling performance of a green facade. Modern textile technology in the substrate promotes the "transpiration" of the plants. This creates evaporative cooling and lowers temperatures in the surrounding area.

The work of the Denkendorf research team also included a cost-benefit calculation and a life-cycle analysis. Based on the laboratory and outdoor studies, a "green value" was defined that can be used to evaluate and compare the effect of greening buildings as a whole.

Ein neuartiges, ebenso umweltfreundliches wie kostensparendes Verfahren zur Herstellung von Carbonfasern aus Lignin ist an den DITF entwickelt worden. Es zeichnet sich durch hohes Energiesparpotential aus. Die Vermeidung von Lösungsmitteln und die Nutzung natürlicher Rohstoffe machen das Verfahren umweltfreundlich.

Carbonfasern werden im industriellen Maßstab gewöhnlich aus Polyacrylnitril (PAN) hergestellt. Die Stabilisierung und die Carbonisierung der Fasern geschieht dabei mit langer Verweildauer in hochtemperierten Öfen. Das erfordert viel Energie und macht die Fasern teuer. Dabei entstehen giftige Nebenprodukte, die aufwendig und energieintensiv aus dem Herstellungsprozess abgetrennt werden müssen.

Ein neuartiges, an den DITF entwickeltes Verfahren ermöglicht hohe Energieeinsparungen in all diesen Prozessschritten. Lignin ersetzt dabei das Polyacrylnitril für die Herstellung der Präkursorfasern, die in einem zweiten Prozessschritt zu Carbonfasern umgewandelt werden. Lignin als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Carbonfasern hat bisher kaum Beachtung in der industriellen Fertigung gefunden. Lignin ist ein günstiger und in großen Mengen verfügbarer Rohstoff, der als Abfallprodukt in der Papierproduktion anfällt.

Im neuen Verfahren zur Herstellung von Ligninfasern wird zuerst Holz in seine Bestandteile Lignin und Cellulose getrennt. Ein Sulfit-Aufschluss ermöglicht die Erzeugung von Lignosulfonat, das in Wasser gelöst wird. Die wässrige Lösung von Lignin ist das Ausgangsmaterial für das Spinnen der Fasern.
Der Spinnprozess selbst erfolgt im sogenannten Trockenspinnverfahren. Dabei presst ein Extruder die Spinnmasse durch eine Düse in einen beheizten Spinnschacht. Die entstehenden Endlosfasern trocknen im Spinnschacht schnell und gleichmäßig. Das Verfahren benötigt weder Lösungsmittel noch giftige Additiven.

Die anschließenden Schritte zur Herstellung von Carbonfasern - die Stabilisierung in Heißluft und die anschließende Carbonisierung im Hochtemperaturofen - ähneln denen des üblichen Prozesses bei Verwendung von PAN als Präkursorfaser. Allerdings lassen sich die Ligninfasern im Ofen besonders schnell mit Heißluft stabilisieren und benötigen nur relativ niedrige Temperaturen in der Carbonisierung. Die Energieersparnis in diesen Prozessschritten gegenüber PAN liegt bei rund 50% und bedeutet einen echten Wettbewerbsvorteil.

Aus Wasser gesponnene Ligninfasern bieten Vorteile
Neben der umweltfreundlichen, da lösemittelfreien Herstellung, und der Energieeffizienz bietet das neue Verfahren weitere Vorteile gegenüber PAN: Lignin ist ein überaus günstiger und leicht verfügbarer Rohstoff, der aus Holz gewonnen wird. Die Verwendung eines natürlichen Rohstoffes für die Erzeugung von hochfesten Carbonfasern folgt dem Nachhaltigkeitsgedanken in der Produktion.

Der Trockenspinnprozess erlaubt hohe Spinngeschwindigkeiten. Hierdurch wird in kürzerer Zeit deutlich mehr Material produziert, als es mit PAN-Fasern möglich ist. Das ist ein weiterer Wettbewerbsvorteil, der dennoch keine Kompromisse an die Qualität der Lignin-Präkursorfasern zulässt: Diese sind äußerst homogen, haben glatte Oberflächen und keine Verklebungen. Solche strukturellen Merkmale erleichtern die Weiterverarbeitung zu Carbonfasern und letztlich auch zu Faserverbundwerkstoffen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die in dem neuen Spinnverfahren gewonnenen Präkursorfasern aus Lignin gegenüber PAN deutliche Vorteile in der Kosteneffizienz und in ihrer Umweltverträglichkeit zeigen. Die mechanischen Eigenschaften der aus ihnen hergestellten Carbonfasern sind hingegen nahezu vergleichbar – sie sind ebenso zugfest, widerstandsfähig und leicht, wie es von marktgängigen Produkten bekannt ist.

Besonders interessant dürften Carbonfasern aus Wasser gesponnenen Ligninfasern für Anwendungen in der Bau- und Automobilbranche sein, die von Kostensenkungen im Produktionsprozess in hohem Maße profitieren.