Textilforschung 2012 Bericht 59

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Textilforschung 2012
Bericht 59
Forschungskuratorium Textil e. V.
Impressum
Herausgeber:
Forschungskuratorium Textil e.V.
Reinhardtstraße 12-14
10117 Berlin
Telefon: 030/726220-40
Telefax: 030/726220-49
[email protected]
www.textilforschung.de
copyright 2012 by
Forschungskuratorium Textil e. V.
Berlin
Redaktion:
Dr. Alfred Virnich
Friedrich-Wilhelm-Weber-Straße 7
33161 Hövelhof
Verantwortlich:
Dr. Klaus Jansen
Geschäftsführer Forschungskuratorium Textil e. V.
Forschungskuratorium Textil
Seite
3
Inhalt
Inhalt
Inhalt / Mitglieder Forschungskuratorium/Impressum
4
Übersicht der Textilforschungsinstitute
5
Textilforschungsbericht 2012 - Vorwort
6
Ergebnisse der Textilforschung
auf den Gebieten
Textilchemie, Textilphysik, Textile Faserstoffe
10
Garnherstellung, Spinnereitechnologie
12
Umweltschutz, Arbeitsschutz, Verbraucherschutz
36
Maschenwarenbildung
37
Konfektion
39
Vliesstoffe
41
Textilreinigung
43
Verschiedenes
46
Verzeichnis der Veröffentlichungen
47
Textilforschungsinstitute, Mitarbeiter und
Forschungsschwerpunkte
58
Gewebeherstellung, Webereitechnologie
13
Textilveredlung
15
Textilmaschinen / Prüfmethoden und -geräte
21
Dokumentation und Information
64
Technische Textilien
23
Stichwortregister
65
Mitglieder Forschungskuratorium Textil e.V.
Vorsitzender:
Stellvertreter:
Geschäftsführer:
Huneke, Klaus
Bünger, Dr. Hans-Joachim
Glander, Dr. Siegfried
Kümpers, Franz-Jürgen
Ruholl, Stefan
Jansen, Dr. Klaus
Ordentliche Mitglieder
Fachverbände: • Branchenverband Plauener Spitze und Stickereien • BVMed Bundesverband Medizintechnologie • Europäischer Nähfadenverband EFT • GermanFashion - Modeverband
Deutschland • Gesamtverband der Deutschen Maschen-Industrie
• Gesamtverband der Leinenindustrie • Industrieverband Veredlung - Garne - Gewebe - Technische Textilien • Industrieverband
Technische Textilien – Rolladen - Sonnenschutz • Verband der
Deutschen Heimtextilien-Industrie
Landesverbände: • Verband der Bayerischen Textil- und Bekleidungsindustrie • Verband der Nord-Ostdeutschen Textil- und
Bekleidungsindustrie • Verband der Nord-Westdeutschen Textilund Bekleidungsindustrie • Verband der Rheinischen Textilindustrie • Verband der Südwestdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie • Verband der Textil- und Bekleidungsindustrie
von Hessen, Rheinland-Pfalz und Saarland
Gesamtverband der deutschen Textil- und Modeindustrie e.V.
Außerordentliche Mitglieder
• Fachverband Textilmaschinen im VDMA • Industrieverband
Textil Service – intex - e.V. • Industrievereinigung Chemiefaser
e.V. • Gütegemeinschaft sachgemäße Wäschepflege e.V.
• Textilforschungseinrichtungen (s. Seite 4)
Vertreter der ordentlichen und außerordentlichen
Mitglieder
• Baumann, Dr. Wolf-Rüdiger • Bleibohm, Petra • Braun, Werner
• Boschmann, Dr. Daniel • Bünger, Dr. Hans-Joachim • Cleven,
Hans-Jürgen • Drescher, Jürgen • Drechsel, Dr. Ernst • Drießen,
Helmut • Erasmy, Dr. Walter • Glander, Dr. Siegfried • Hampel,
Roland • Haselwander, Kurt • Hoffmann, Jürgen • Huneke, Klaus
• Hyrenbach, Hans • Imminger, Dr. Hans-Jörg • Jürgens, Eric •
Kremers, Rolf • Kümpers, Franz-Jürgen • Kümpers, Joan-Dirk
• Küttelwesch, Rudolf • Langer, Angela • Lorsbach, Joachim •
Menke, Klaus • Müller, Gertrud • Ostrop, Dr. Markus • Quednau,
Wolfgang • Rauch, Dr. Wilhelm • Reimann, Jens • Roth, Dr.
Thomas • Ruholl, Stefan • Sandler, Dr. Christian H. • Schmidt,
Dr. Andreas • Schmidt, Karin • Schmidt, Stefan • Schöppe,
Sven • Seybold, Bernd • Sperling, Gerhard • Starke, Dr. KlausPeter • Steidel, Volker • Waldmann, Thomas • Wenzel, Dr.
Nicolaus • Werdin, Ernst-Rupprecht • Werkstätter, Dr. Peter •
Wetzel, Dietrich
• Leiter der Textilforschungseinrichtungen (s. Seite 5)
Seite
4
Übersicht der Textilforschungsinstitute
DITF-MR Zentrum für Management Research
der deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf
Körschtalstraße 26, 73770 Denkendorf
Prof. Dr. rer. pol, Dipl.-Ing. Meike Tilebein
0711/9340-299; Telefax 0711/9340-415
E-Mail: [email protected]
Internet: http://www.ditf-denkendorf.de/mr
ITV Institut für Textil- und Verfahrenstechnik
Dr. Götz Gresser
0711/9340-0; Telefax 0711/9340-297
Internet: http://www.itv-denkendorf.de
DTNW Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West
gGmbH
Carl-Benz-Straße 199, 47057 Duisburg
Prof. Dr. rer. nat. Dipl.-Ing. MSc. Jochen S. Gutmann
0203/379-8212; Telefax 0203/379-8253
Internet: http://www.dtnw.de
STFI Sächsisches Textilforschungsinstitut e. V.
an der Technischen Universität Chemnitz
Postfach 13 25, 09072 Chemnitz (Postanschrift)
Annaberger Straße 240, 09125 Chemnitz (Besucheranschrift)
Dipl.-Ing.-Ök. Andreas Berthel
0371/5274-0; Telefax 0371/5274-153
Internet: http://www.stfi.de
DWI an der RWTH Aachen e.V.
Interactive Materials Research
Forckenbeckstraße 50, 52074 Aachen
Prof. Dr. rer. nat. Martin Möller
0241/80-233-00; Telefax 0241/80-233-01
Internet: http://www.dwi.rwth-aachen.de
FTB Forschungsinstitut für Textil und Bekleidung
Webschulstraße 31, 41065 Mönchengladbach
Prof. Dr.-Ing. Maike Rabe
02161/186-6099; Telefax 02161/186-6013
Internet: http://www.hn.de/ftb
FIBRE Faserinstitut Bremen e.V.
Am Biologischen Garten 2 / IW3
28359 Bremen
Prof. Dr.-Ing. Axel S. Herrmann
0421/218-58700; Telefax 0421/218-58710
Internet: http://www.faserinstitut.de
HIT Hohenstein Institut für Textilinnovation gGmbH
Schloss Hohenstein, 74357 Bönnigheim
Prof. Dr. rer. pol. Stefan Mecheels
07143/271-0; Telefax 07143/271-51
Internet: http://www.hohenstein.de
ITA Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University
Otto-Blumenthal-Straße 1, 52074 Aachen
Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Thomas Gries
0241/80-23400; Telefax: 0241/80-22422
Internet: http://www.ita.rwth-aachen.de
KIWA MPA Bautest GmbH
Niederlassung an der TBU Greven
Gutenbergstraße 29, 48268 Greven
Prof. Dr.-Ing. Frank Heimbecher
02571/9872-0; Telefax 02571/9872-99
Internet: http://www.kiwa.de
TFI – Institut für Bodensysteme
an der RWTH Aachen e.V.
Charlottenburger Allee 41, 52068 Aachen
Dr. Ernst Schröder
0241/9679-00; Telefax 0241/9679-200
Internet: http://www.tfi-online.de
TITK Thüringisches Institut
für Textil- und Kunststoff-Forschung e. V.
Breitscheidstraße 97, 07407 Rudolstadt-Schwarza
Dr.-Ing. Ralf-Uwe Bauer
03672/379-0; Telefax 03672/379-379
Internet: http://www.titk.de
TITV Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland e. V.
Zeulenrodaer Str. 42-44, 07973 Greiz
Dr. rer. nat. Uwe Möhring
03661/611-0; Telefax 03661/611-222
Internet: http://www.titv-greiz.de
wfk – Cleaning Technology Institute e.V.
Campus Fichtenhain 11, 47807 Krefeld
Dr. rer. nat. Jürgen Bohnen
02151/8210-0; Telefax 02151/8210-197
Internet: http://www.wfk.de
ITCF Institut für Textilchemie und Chemiefasern
Prof. Dr. rer. nat. habil. Michael Buchmeiser
0711/9340-101; Telefax 0711/9340-185
Internet: http://www.itcf-denkendorf.de
ITM Institut für Textilmaschinen und
Textile Hochleistungswerkstofftechnik
Technische Universität Dresden
01062 Dresden (Postanschrift)
Hohe Straße 6, 01069 Dresden (Besucheranschrift)
Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Wirt. Ing. Chokri Cherif
0351/463-39300; Telefax 0351/463-39301
Internet: http://tu-dresden.de/mw/itm
Weitere Institutsangaben (Mitarbeiter, Forschungsschwerpunkte)
siehe Seiten 58 ff.
Seite
5
Textilforschungsbericht 2012
Das Forschungskuratorium Textil e.V.
Die Unterstützung der mittelständischen Textil- und Modeindustrie bewegt seit 61 Jahren das FKT. Forschung und Innovation
sind die Voraussetzung für den wirtschaftlichen Erfolg in sich
schnell verändernden Märkten. Aus eigener Kraft können KMU
diese Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten nicht leisten und
gleichen dieses Defizit durch gemeinschaftliche Arbeiten mit
freien Forschungsstellen aus.
Die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen
„Otto-von-Guericke“ e.V. (AiF) – auch ein Synonym für Allianz
Industrie Forschung – ist ein industriegetragenes Netzwerk, über
das im Rahmen vorwettbewerblicher Projekte die Basis für Produkt- und Prozessinnovationen erarbeitet werden. In
Partnerschaft mit dem Bundesministerium für Wirtschaft und
Technologie (BMWi) stellt das Förderprogramm der Industriellen
Gemeinschaftsforschung (IGF) für die gesamte deutsche Industrie eine unentbehrliche Strukturhilfe dar, die die Innovationskraft
unserer Branche maßgeblich gestärkt hat. Die vorwettbewerblichen Erkenntnisse aus der IGF sind die Grundlage für die
deutsche Weltmarktführerschaft im Segment der Technischen
Textilien und eine beachtliche Erfolgsbilanz aus der Partnerschaft
zwischen Politik, Wirtschaft und Forschung.
Die Forschung von heute prägt den Geschäftserfolg von morgen.
Das wissen wir und tun gut daran, den Erfolg unserer Unternehmen vorauszuplanen. Wie bereitet sich eine Branche richtig auf
die Zukunft vor? Unter dem Motto „Denkbares machen, statt nur
Machbares zu denken“ hat die Branche in den letzten beiden
Jahren in die Zukunft geblickt und im Projekt „Perspektiven 2025“
neue Leitlinien für die Forschungs- und Entwicklungsbemühungen erarbeitet.
Aufbruch nach Morgen – Perspektiven 2025
Nach ersten Überlegungen zur Fortschreibung der bestehenden
Leitlinien wurde schnell klar, dass ein solches Vorhaben, im
Sinne größtmöglicher Akzeptanz bei Forschern und Unternehmern, durch einen Zukunftsexperten begleitet werden sollte.
Das Projektteam nutzte die Methodik der Zukunftslandkarte, die
über eine Reise in die ferne Zukunft von dort einen Blick auf die
nähere Zukunft ermöglicht. Das bringt wichtige Vorteile.
1.
2.
3.
Die Zeitreise nach übermorgen zwingt die Beteiligten,
sich von der naheliegenden Fortschreibung ihrer Erfahrungen in die Zukunft (Extrapolation) zu lösen.
Der gemeinsame Blick aus der fernen zurück in eine
nahe Zukunft (Retropolation) greift in Form von Prämissen Veränderungen auf, die als wahrscheinlich
angenommen werden. Diese schaffen eine völlig neue
Diskussionsgrundlage für den Bedarf von morgen.
Durch intensive Diskussion von Zukunftsbildern entwickeln
die
Beteiligten
ein
erfahrungsbasiertes
„Bauchgefühl“ für morgen, das dauerhaft ihren Umgang
mit Zukunftsfragen und die Entscheidungsvorbereitungen verändert. Dieser Wissensaustausch erweitert den
Blickwinkel und berücksichtigt mehr Zusammenhänge.
Basisthemen
Rund ein Drittel mehr Menschen werden in 40 Jahren auf unserem Planeten leben. Besonders stark ist dieses Wachstum in
Asien, dem mittleren Osten und Afrika. In Europa steigt das
Durchschnittsalter der Bevölkerung stark an, was zu einem Wandel in den Pflege- und Gesundheitssystemen und dem
Arbeitsumfeld führt. Wissen ist eine Ressource, die es im Unternehmen zu halten, an jüngere Generationen zu übertragen und
mit neuen Fachkräften auszubauen gilt. Alle Menschen benötigen
Nahrung, Wasser, Wohnraum, Energie,… Nach heutigen Standards ist das nicht leistbar. Ressourcenschonung und -nutzung
statt –verbrauch muss dazu führen, dass die Belastung unseres
Planeten Erde wieder unter seine Regenerationsfähigkeit fällt.
Das ist verbunden mit einem deutlich geringeren Ausstoß von
Treibhausgasen und Schadstoffen, weniger Energieverbrauch,
höheren Anteilen nachwachsender Rohstoffe und der Versorgung
mit regenerativen Energien. Unser Produktdesign orientiert sich
am Prinzip der Wertstofftrennung, um kostbare Materialien sortenrein und konsequent wieder zu verwenden.
Stichworte:
•
•
•
•
•
Schutztextilien für Personen, Gebäude und Fahrzeuge
Hilfsmittel für ältere und kranke Menschen
Beseitigung von Umweltschäden und Verschmutzungen
Recyclingtaugliches Produktdesign
Nachwachsende Rohstoffe und biobasierte Werkstoffe
Wohnen
Intelligente Systeme (Ambient Intelligence) unterstützen die
Bewohner in allen Situationen. Boden, Wände, Decken, Möbel,
Vorhänge sind aktiv leuchtend und passen sich in Intensität und
Farbe dem Wunsch des Raumnutzers an. Beheizte Sitzflächen
und Kleidung ermöglichen eine geringere Raumtemperatur. Das
Wohlfühlklima ist automatisch reguliert und überwacht Temperatur, Feuchte und Luftverschmutzungen. Wohnen und Arbeiten
rücken durch variable Raumnutzungskonzepte zusammen. Möbel
sind modular aufgebaut, leicht transportabel und verschiebbar,
selbstreinigend, passen sich individuellen Sitzpositionen an und
haben integrierte Informations- und Kommunikationstechnik.
Flächen von Tischen, Wänden und Heimtextilien werden zu
Displays und wechseln die Motive von Information bis Dekoration. Textilintegrierte Sensorik steuert Licht, kann Situationen und
Gesundheitszustände der Bewohner messen und so älteren
Menschen ein unsichtbares aber betreutes Wohnen ermöglichen.
Stichworte
•
•
•
•
•
Adressierbare Leuchtfasern und -flächen
Textile Displays
Gebäudemanagement mit textilen Funktionsflächen (Heizen, Kühlen, Leuchten, Sensoren) an
Wänden, Boden, Decken, Oberflächen
Adaptiver Sonnenschutz mit Energieerzeugung
Assistenz für ältere und kranke Personen
Neben einem Kernteam aus 15 Personen haben sich an dieser
Zeitreise 65 Experten aus Unternehmen und Forschungseinrichtungen sowie junge Akademiker beteiligt. Über 130 Ideen mit
direktem Textilbezug und etwa 120 mögliche neue Anwendungen
für faserbasiert Werkstoffe sind das Ergebnis des intensiven
Wissensaustauschs in einer abgewandelten Form des WorldCafé-Ansatzes. Sie gliedern sich in 10 Themenfelder mit gesellschaftlicher Bedeutung für eine durch uns zu gestaltende
Zukunft:
Architektur
Formen und Gebäudekonstruktionen werden, inspiriert durch
Beispiele der Natur, organischer und leichter. Nachwachsende
Rohstoffe, adaptive Membranen für Dachkonstruktionen und
Außenhüllen und textilbewährter Beton sind die bevorzugten
Werkstoffe. Modulare Leichtbauteile für Wände und Decken
flexibilisieren die Nutzungskonzepte in Gebäuden. Raumgrößen
sind variabel, Zwecke leicht veränderbar, Schall- und Wärmeisolation sowie die Beleuchtung steuerbar. Neubauten bleiben
länger nutzbar, alte Bauwerke aus dem Bestand können ohne
optische Veränderung energetisch saniert, verstärkt und instand
gesetzt werden. Sensoren überwachen den Zustand der Bauwerke und detektieren frühzeitig Schäden durch Feuchtigkeit, Feuer,
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6
Frost, Verschleiß oder Schadgase. Energie einsparen, speichern
und erzeugen ist durch intelligentes Gebäudemanagement möglich. Dabei werden Wasser und Raumluft durch Filter
wiederaufbereitet und erneut genutzt. Glasfassaden regulieren
Licht- und Wärmeeinfall, Kälte- und Wärmeverteilung erfolgt
zugfrei über Flächen und Lichtleitsysteme verteilen natürliches
Licht in alle Räume. Fassaden und Wandflächen sind aktiv leuchtend und geben Bilder wieder.
Stichworte:
•
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•
•
•
Bionische Leichtbaustrukturen
Adaptive Fasern und Membranen
Onlinemonitoring und Sensorintegration in Tragwerke und Verkleidungen
Baumaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen
und biobasierten Polymeren
Recyclingkonzepte für Baumaterialien
Zukunftsstadt
Das Zusammenleben vieler Menschen in einer Stadt ist erheblich
nachhaltiger und ressourceneffizienter als in einer losen Besiedlung.
So
werden
in
den
Ländern
mit
hohem
Bevölkerungswachstum Megacities entstehen, die auch in heute
unbesiedelten Gebieten wie Wüsten oder Meeren liegen. Die
Versorgung der großen Metropolen erfolgt von innen in geschlossenen Kreisläufen, Transportwege bleiben kurz und der Anteil
von Recycling ist hoch. Gebäude erzeugen und speichern mehr
Energie als sie zu ihrem Betrieb verbrauchen durch Umwandlung
von Wind oder Sonne in Elektrizität und Wärme. Brauch- und
Trinkwasser werden in getrennten Kreisläufen geführt und genau
wie Raumluft mit Filtern gereinigt und wieder verwendet. Verkehrssysteme sind intelligent vernetzt und binden Fahrzeuge,
Verkehrswege und Bürger ein. Jeder nutzt und mietet aus dem
verfügbaren Angebot die für ihn nach Schnelligkeit und Kosten
optimierten Transportmittel. Geo- und Armierungstextilien ermöglichen eine langfristige Nutzung von Gebäuden, Straßen und
Brücken. Agrar- und Erholungsflächen sind lokaler, sodass Emissionen durch weite Transporte minimiert werden.
Stichworte:
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Lärmdämmung
Brand-, Feuerschutz
Textiler Sonnenschutz mit Verdunklungsfunktion
und Energieerzeugung
Lichtleitsysteme
Geo- und Armierungstextilien
Bionische Prinzipien in Gebäudedesign und Versorgungssystemen
Pflanzenträger für vertikale Agrarflächen
Geschlossene Wertstoffkreisläufe mit hohem Recyclinganteil
Ernährung
Neue landwirtschaftliche Produktionsflächen nahe am Verbraucher,
beispielsweise
Dächer,
Gebäudefassaden
oder
Gewächshochhäuser, sichern den steigenden Nahrungsmittelbedarf und verringern den Transport über weite Strecken hinein in
Ballungszentren. Textile Träger und Geotextilien mit sensorischen Funktionen übernehmen gezielt die Versorgung der
Pflanzen mit Nährstoffen und Wasser und sorgen für die Stabilität
der neuen Agrarflächen. Aqua-Farming im Meer dient der Gewinnung von Fisch, Algen und natürlichen Fasermaterialien. Die
Züchtung von künstlichem Fleisch auf Zellträgern ersetzt die
industrielle Tierzucht und reduziert den damit verbundenen Ausstoß von Treibhausgasen. Trinkwasser wird zu einem wertvollen
Lebensmittel, das nicht mehr über Leitungssysteme verteilt,
sondern am Nutzungspunkt durch hocheffiziente Filtermaterialien
gereinigt wird. Der Hauptwasserbedarf wird über Brauchwasser
aus separaten Kreisläufen befriedigt, in die auch Niederschläge
eingespeist werden. Trockene Regionen gewinnen Trinkwasser
aus Luftfeuchtigkeit und über neue Meerwasserentsalzungsanlagen.
Stichworte
•
•
•
•
•
Vertikal nutzbare Pflanzenträger
Irrigationssysteme zum Transport von Wasser und
Nährstoffen für Pflanzen
Lichtleitsysteme zur Pflanzenzucht
Filter zur selektiven Abtrennung von Schadstoffen
aus Trinkwasser
Zellträger für künstliches Fleisch
Gesundheit
Das steigende Alter der Bevölkerung steigert den Bedarf an
neuen Therapien, Pflegemaßnahmen und Betreuung, um die
Eigenständigkeit der Menschen zu erhalten und ein Leben in
heimischer Umgebung zu verlängern. Sensoren integriert in
Bekleidung, Bettwäsche und Sitzbezüge unterstützen die Menschen in der Krankheitsdiagnose und regulieren medikamentöse
Therapien. Jeder ist so in der Lage, seinen Gesundheitszustand
aktuell zu erkennen und durch geeignete Ernährung und Bewegung zu beeinflussen. Therapien und Wundversorgung sind an
den jeweiligen Patienten angepasst, um Nebenwirkungen zu
minimieren. Nachgezüchtete Organe und Körper“bauteile“ werden auf geeigneten Trägern aus patienteneigenen Zellen
gezüchtet. Minimalinvasive Implantierung verringert den operativen Aufwand und die Heilungszeit. Therapeutische Textilien
dosieren gezielt Wirkstoffe, beschleunigen die Wundheilung und
verhindern Infektionen. In der Bewegungstherapie stützen textile
Materialien kranke Gelenke, korrigieren die Haltung, trainieren
schwache Muskelpartien oder verstärken die Bewegungskraft
älterer Personen.
Stichworte
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•
•
•
•
•
Biokompatible Fasern, Flächen und räumliche
Strukturen für Implantate
Depot-Fasern für pharmazeutische Wirksubstanzen mit kontrollierter Freigabe
Sensorische Fasern für die Erfassung von Körperfunktionen
Aktorische Fasern für künstliche Muskeln
Prothesen und Orthesen
Hygienefilter zur Abtrennung biologisch aktiver
Gefahrstoffe
Energie
Regenerative Quellen wie Wind, Sonne, Gezeiten, Biomasse
versorgen die Gesellschaft mit elektrischem Strom, ohne CO2Emissionen zu erzeugen. Ein intelligentes, länderübergreifendes
Netz gleicht Verbrauchsspitzen aus, überträgt verlustfrei über
weite Distanzen und integriert Großerzeuger, dezentrale häusliche Kleinkraftwerke und Energiespeicher. Gebäude spielen eine
zentrale Rolle, da sie mehr Energie erzeugen als sie verbrauchen,
beispielsweise
durch
Photovoltaik-Flächen,
Sonnenkollektoren, Wärmerückgewinnung oder intelligente Beschattung. Textile Beläge wandeln mechanischen Druck durch
Fußgänger oder Fahrzeuge in elektrische Energie um.
Stichworte
•
•
•
•
•
•
Photovoltaik-Faser und gedruckte Solarzellen
Energiespeicherung in Faser und Gewebe
Künstliche Muskelfasern
Photosynthese-Textil
Textilträger für Biomassezüchtung
Intelligente Leichtbaumaterialien für Windräder
und Gezeitenkraftwerke
Bekleidung
Mode und Bekleidung wird individueller, multifunktionaler und
adaptiver. Sensorische Fasern sind beispielsweise in der Lage,
Körperparameter zu messen, sie auszuwerten und zu agieren.
Das kann Assistenzsystemen zu Hause oder unterwegs helfen,
Notsignale zu senden oder therapeutisch zu unterstützen. Neue
Fasermaterialien und Gewebe passen sich Umwelteinflüssen an,
wärmen, kühlen, schützen vor Strahlung oder Feuchtigkeit und
erhöhen so den Tragekomfort von Sicherheits- und Freizeitbekleidung. Energie aus Sonne oder Bewegung versorgt die
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7
Smarten Textilien. Verschleißunanfälligkeit und Schmutzabweisung stärken die Nachhaltigkeit ebenso wie die Nachnutzung von
Bekleidungstextilien in Sekundärprodukten. Die digitale Optimierung des Herstellungsprozesses ermöglicht eine individualisierte,
lokale, kurzfristige Produktion nahe am Verbraucher.
Stichworte
•
Adaptive Materialien für Schutz- und Freizeitbekleidung
•
Funktionsintegration in die Faser, sensorische Eigenschaften, elektronische Verarbeitung und Weiterleitung
•
Energieerzeugung und -speicherung in der Faser
•
Farbwechselfunktion
•
Nachhaltige Bekleidungsproduktion mit neuen Technologien, Just-in-time, kundenspezifisch
Produktion / Logistik
Die Textil- und Bekleidungsindustrie dokumentiert lückenlos, wie
energie- und materialeffiziente Produktionsverfahren die Umwelt
schonen und die Unternehmen ihrer sozialen Verantwortung
gerecht werden. Recyclinggerechtes Design faserverstärkter
Verbundwerkstoffe und anderer textiler Produkte ermöglicht die
sortenreine Wiederverwendung von Rohstoffen am Ende eines
Produktlebens. Verpackungen aus textilen Materialen sind leicht,
wieder verwendbar oder ökologisch abbaubar. Erdölbasierte
Werkstoffe werden durch nachwachsende und biobasierte Materialien ersetzt. Es entstehen geschlossene Wertstoffkreisläufe, in
denen Ressourcen nicht verbraucht sondern genutzt werden.
Computerunterstützte, skalenübergreifende Simulation in der
Konstruktion, der Steuerung von Produktionsanlagen und in der
Kommunikation mit den Kunden optimiert den Materialeinsatz
und die Maschinenauslastung, vermeidet Abfälle und ermöglicht
die effiziente Auslieferung an den Endabnehmer. Maschinen und
Anlagen sind variabel nutzbar und auf Energie- und Materialeffizienz optimiert. Transporte über weite Strecken sind die
Ausnahme. Logistische Abläufe sind auf lokale Produktion und
kürzere Lagerzeiten optimiert. 3D-Produktionsverfahren ermöglichen die individualisierte Herstellung am Point-of-Sale.
Stichworte:
•
•
•
•
•
•
Wissens- und Innovationsmanagement wertschöpfungskettenübergreifend
Textile-Prototyping: 3D-Produktionstechnologien
zur Verarbeitung von faserbasierten Werkstoffen
Individualisierte Produktion
Lokale, vollstufige Produktionskonzepte für kleine
Losgrößen
Anlagentechnologien mit variablen Nutzungsmöglichkeiten
Biologisch abbaubare Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen
Mobilität
Fortbewegung der Zukunft ist ein ganzheitlich abgestimmtes
Konzept, das alle Bewegungsmittel einschließt. Emissionsfreie
Verkehrsmittel in den Ballungsräumen bestehen aus hybriden
Leichtbaumaterialien und sind öffentlich nutzbar. Die Materialverbünde sind sortenrein wieder verwendbar und erfassen über
integrierte Sensoren ihren Leistungsstatus. Fahrzeuge mieten
statt besitzen ist das zukünftige Konzept. Das Interieur ist selbstreinigend, verschleißfrei, passt sich in Farbe, Licht, Sitzposition
und Temperatur an die Bedürfnisse des jeweiligen Fahrers an,
der nutzungsabhängig bezahlt. Assistenzsysteme erhöhen die
Sicherheit der Verkehrsteilnehmer und berücksichtigen Parkmöglichkeiten und Verkehrsdichte. Außenhüllen sind aus adaptiven
faserbasierten Werkstoffen, sparen Gewicht, reduzieren Geräusche und Windwiderstand.
Stichworte
•
Funktionsintegration in Leichtbauwerkstoffe
•
Online-Statusmonitoring von Verbundmaterialien
•
Smarte Fasern (Kühlen, Heizen, Licht, Schaltfunktion,
Energieerzeugung, -speicherung)
•
Recyclingfähiges Multi-Materialdesign
•
Oberflächenfunktionalisierung (Selbstreinigung, Verschleißfestigkeit, Farbwechsel)
Die angesprochenen textilen Produkte und neuen Anwendungsfelder sollen im Sinne einer Entdeckerkarte einen möglichen Weg
zum Ziel einer zukunftsfähigen Textil- und Modeindustrie weisen.
Zentrale Einsicht aller Teilnehmer aus diesem retropolativen
Prozess ist die Notwendigkeit einer Veränderung hin zur nachhaltigen Entwicklung. Fortschritt durch unbegrenztes Wachstum in
einem abgeschlossenen System ist ein Widerspruch. Die wahre
gesellschaftliche Herausforderung ist das Schaffen von Wachstum
und
Wohlstand
unter
Substanzerhalt,
also
Ressourcennutzung statt Ressourcenverbrauch. „Perspektiven
2025“ belegt, dass diese Kehrtwende nicht gleichzusetzen ist mit
Verzicht. Faserbasierte Werkstoffe können der Schlüssel in
dieser Entwicklung sein. Sie werden in allen Bereichen unserer
Gesellschaft eine zunehmend bedeutendere Rolle spielen und
setzen eine verstärkte interdisziplinäre und transnationale Zusammenarbeit mit Unternehmen und Forschungseinrichtungen
anderer Wirtschaftssektoren voraus. Die Zukunftsaussichten sind
daher sehr gut.
Forschungstransfer und Öffentlichkeitsarbeit
Für die Schrittfolge „Idee
Innovation
Produkt“ spielt der
Ergebnistransfer aus den Projekten in die Praxis eine entscheidende Rolle. Diesen Transfer unterstützt das FKT durch
Veranstaltungen, Messen, Publikationen in gedruckter wie elektronischer Form und durch einen Newsletterservice im Internet.
Das gezielte Forschungsmarketing mit Unterstützung erfahrener
Pressespezialisten hat sich bewährt. Die Experten greifen gezielt
Ergebnisse aus Forschungsvorhaben auf, stellen sie allgemein
verständlich dar und adressieren so eine breite Zielgruppe. Veröffentlichungen
in
branchenspezifischen
Fachmagazinen,
Tagespresse, Online-Portalen, Funk und Fernsehen machen auf
die Potenziale des Werkstoffs Textil aufmerksam und regen
suchende Unternehmen an, gezielt mit Forschungsstellen ins
Gespräch zu kommen.
Über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) senkt
das Bundeswirtschaftsministerium seit einigen Jahren das wirtschaftliche Risiko der marktreifen Entwicklung eines neuen
Produkts durch eine anteilige Transferförderung. Die Akzeptanz
im Mittelstand ist erfreulich hoch und soll weitere Firmen animieren, Einzel- oder Kooperationsprojekte über das ZIM zu
finanzieren. Im Rahmen der Aachen-Dresden-InternationalTextile-Conference 2012 organisiert das FKT eine Sondersession, in der Firmen und Forschungseinrichtungen aus ihren
Erfahrungen berichten. Interessenten lernen, wie aus einer Idee
über die Industrielle Gemeinschaftsforschung IGF und eine
Transferförderung mit ZIM ein marktreifes Produkt entstanden ist.
Diese Erfolgsbeispiele belegen das effiziente Ineinandergreifen
unterschiedlicher Förderinstrumente zu Gunsten des innovativen
Mittelstands.
Nutzung des Textilforschungsberichts 2012
Der 59. Textilforschungsbericht informiert über Forschungsergebnisse verschiedenster Mittelgeber, die im Jahr 2011 und bis
Mitte 2012 zu einer Veröffentlichung geführt haben. Kurzberichte
der Projektinhalte geben eine knappe aber umfassende Übersicht
zu Forschungsinhalten der vielfältigen Textilsparten. Dieser
Jahresbericht wendet sich als Nachschlagewerk mit wissenschaftlichem Schwerpunkt insbesondere an Unternehmen aus
Textil- und Bekleidungsindustrie, Textilmaschinenbau, Textilhilfsmittel- und Farbstoffproduktion sowie Chemiefaserindustrie
und Textildienstleistung. Publikationen der mit dem FKT zusammenarbeitenden
Textilforschungseinrichtungen
wurden
in
Kurzbeiträgen zusammengefasst und nach Themenschwerpunkten geordnet. Jeder Beitrag ist mit einer Kennziffer versehen, die
auf die zugehörigen Literaturangaben im Publikationsverzeichnis
ab Seite 47 hinweist. Das Stichwortverzeichnis am Ende des
Berichtes eröffnet über die Kennziffer eine weitere thematische
Zugangsmöglichkeit zu der Kurzinformation und der Veröffentlichung.
Jeder Kurzbericht ist am Ende mit einer Abkürzung für das zuständige
Forschungsinstitut
versehen,
dessen
nähere
Bezeichnung mit Anschrift und Institutsleitung jeweils auf Seite 5
zu finden ist. Forschungsschwerpunkte der Institute sowie die
Seite
8
zuständigen Mitarbeiter sind in komprimierter Darstellung im
Anschluss an das Verzeichnis der Veröffentlichungen auf Seite
58 ff. aufgeführt und erleichtern damit den Interessenten die
direkte Kontaktaufnahme mit den Projektbeteiligten. Vielfach
handelt es sich bei den beschriebenen Forschungsergebnissen
um Resultate aus Projekten, die über das FKT im Rahmen des
Programms der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) des
BMWi über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) finanziell gefördert wurden. In diesen Fällen ist
die AiF-Projektnummer angegeben, mit der beim zuständigen
Forschungsinstitut gegen Erstattung der Selbstkosten ein ausführlicher Schlussbericht zum Forschungsvorhaben angefordert
werden kann.
Danksagungen
2012 haben die Industrieexperten in den Fachgremien hohes
Engagement bewiesen, in dem Sie mehr als 60 Projekte auf
ihren fachlichen und wirtschaftlichen Nutzen abgeklopft haben.
So dankt das FKT den ehrenamtlichen Gremienmitgliedern aus
der Industrie, den Institutsleitern und ihren Mitarbeitern für die
geleistete Arbeit. Ein besonderer Dank geht an die Einrichtungen
des Bundes, der Länder und an alle Förderer aus Industrie und
Institutionen, die über Fördermaßnahmen die Realisierung von
Forschungsvorhaben ermöglichten. Herauszuheben sind hier das
für die industrielle Gemeinschaftsforschung zuständige Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie und die
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen sowie
das Bundesministerium für Bildung und Forschung, die Deutsche
Forschungsgemeinschaft und die Bundesstiftung Umwelt. Die
zuständigen Stellen der Länder Baden-Württemberg, Bayern,
Bremen, Nordrhein-Westfalen, Sachsen und Thüringen fördern
Textilforschung und Technologietransfer ebenso. Für die gute
Zusammenarbeit und die gewährte Unterstützung bedanken wir
uns.
Ansprechpartner
Die Geschäftsführung des FKT gibt Ihnen gern weitere Detailinformationen und steht für Fragen jederzeit zur Verfügung. Bitte
wenden Sie sich an:
Dr. Klaus Jansen
Forschungskuratorium Textil e.V.
Reinhardtstr. 12-14
10117 Berlin
Telefon: 030 / 726220 40
Telefax: 030 / 726220 49
Weitere Informationen sind im Internet abrufbar
www.textilforschung.de oder www.textil-mode.de
unter
Berlin, Oktober 2013
Klaus Huneke
(Vorsitzender)
Dr. Klaus Jansen
(Geschäftsführer)
Seite
9
1
Wissenschaftliche Grundlagen für ein neues Verfahren zur Vorhersage der Lebensdauer von technischen
Textilien auf Basis eines viskoelastischen Modells des
Polymerrelaxationsverhaltens
Die beschriebenen Untersuchungen haben gezeigt, dass das Relaxationsverhalten von Monofilen aus Polyethylenterephtalat (PET) und
Polyetherimid (PEI) durch eine so genannte Relaxationsmasterkurve
(RMC) beschrieben werden, die über einen von Schulz et al. vorgestellten Algorithmus auf Basis von Kurzzeitmessungen unter Variation der
Temperatur konstruiert wird. Der Weg der Variation der Temperatur
wurde für dieses Modell in den vorliegenden Untersuchungen erstmalig
beschritten. Als völlig neuer Ansatz wurde das Relaxationsverhalten von
gealtertem Material (hydrolysiertes PET) durch eine analoge Konstruktion der RMC angenähert, wobei die Parameter der Alterungssimulation
als variierte Messparameter verwendet wurden. Dabei wurden folgende
praxisrelevanten Erkenntnisse gewonnen:
Die skizzierte Konstruktion einer RMC künstlich gealterten liefert einen
Kurvenverlauf, der in seiner Form dem des Neumaterials entspricht,
aber auf der log(t)-Achse konstant verschoben ist. Die Verschiebung
entspricht damit dem bis dato unbekannten Zeitraffungsfaktor der speziellen Alterungssimulation, der so erstmals fundiert abgeleitet werden
konnte. Gleichzeitig konnte nachgewiesen werden, dass die eingesetzte
Vorgehensweise zur Konstruktion der RMC eine einfache und schnelle
Methode zur Lebensdauervorhersage darstellt. Die gebräuchliche Methode, Festigkeiten aus der zeitraffenden Alterungssimulation abzuleiten
und diese auf einer log(t)-Achse linear zu extrapolieren führt zu falschen,
deutlich zu hohen Lebensdauervorhersagen. (DTNW, IGF 16198 N)
2
Untersuchung des viskoelastischen Verhaltens technischer Garne bei Kurzzeitbeanspruchungen mit
hoher Dehnungsgeschwindigkeit
Vor dem Hintergrund der weiteren Entwicklung von Garnen für den
Einsatz in Hochleistungstextilien war es das Ziel der beschriebenen
Untersuchungen, das viskoelastische Verhalten technischer Garne bei
einer Kurzzeitbeanspruchung mit extremen Dehnraten zu untersuchen.
Wesentlich hierbei war die Simulation der dynamischen Abläufe in realen Vorgängen, wobei hier speziell an das Entfalten eines Airbags und
die hochfrequente Beanspruchung eines Reifencords gedacht war. Vor
diesem Hintergrund Dehnungsgeschwindigkeiten bis über 250 s-1 angestrebt.
Die Messungen konnten bisher nicht verfügbare Daten liefern, die für
Hersteller von Chemiefasern, technischer Textilien und für die weiterverarbeitende Industrie von entscheidender Bedeutung sind. Sie stellen die
Grundlagen für neue bzw. verbesserte Hochleistungsprodukte speziell
für sicherheitsrelevante Bereiche dar.
Eine orientierende Untersuchung der durch rasterelektronenmikroskopische Analyse der Enden der gerissenen Fasern hat gezeigt, dass die
gerissenen Faserenden typische Einschnürungen (Neckbildung) und
Schmelzbereiche aufweisen. Die Daten liefern somit Hinweise auf Versagensmechanismen,
die
charakteristisch
für
die
extremen
Belastungskonditionen sind. (DTNW, ITV, TITK, IGF 15925 BG)
3
Kompositstrukturen mit integrierten Wärmeleitfähigkeitseigenschaften
Faserverbundkunststoffe (FVK) besitzen viele Vorteile gegenüber herkömmlichen metallischen Werkstoffen, wie zum Beispiel eine niedrigere
Dichte, Chemikalienbeständigkeit und Korrosionsfreiheit. Dennoch
schränkt die geringe Wärmeleitfähigkeit von FVK in Dickenrichtung (out-
of-plane) ihre Verwendung stark ein, sofern Wärme durch die Bauteildicke, wie z. B. bei Wärmetauschern oder Elektronik-Gehäusen, abgeführt
werden soll.
Das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University hat
gezeigt, dass die Wärmeleitfähigkeit von FVK mehr als verdoppelt werden kann. Mit Hilfe von etwa 5,5 % Pech-basierten Kohlenstofffasern in
Out-of-plane-Richtung kann die Wärmeleitfähigkeit in dieser Richtung
von 0,7 Wm-1K-1 auf 8 W/(mK) gesteigert werden. Versuche zeigen,
dass eine hohe Wärmeleitfähigkeit der Decklagen sich auch vorteilhaft
auf die Steigerung der Wärmeleitfähigkeit in Dickenrichtung auswirkt.
Derzeit ist die textile Verarbeitung von Pech-basierten Kohlenstofffasern
eine große Herausforderung. Dies liegt vor allem an dem extrem hohen
E-Modul von bis zu 950 GPa der zu einer hohen Bruchneigung der
Fasern führt.
Das ITA hat verschiedene Verfahren entwickelt, um Pech-basierte Kohlenstofffasern auch in Näh- oder Wirkprozessen verarbeiten zu können.
Durch diese Entwicklung können auch 3D-Preforms für neue Leichtbauanwendungen gefertigt werden und auch in temperaturbeanspruchten
Anwendungsfeldern FVK-Bauteile etablierte Leichtbauwerkstoffe, wie
z. B. Aluminium, ersetzen.. (ITA, DFG GR 1311/28-1)
4
Schmelzbindende Fasern und Garne aus Polyolefinen
und deren Implementierung in textile Anwendungen
Im Verlauf des Projektes werden verschiedene Polyolefin-Mischungen
entwickelt und auf deren Schmelz- und Adhäsionsverhalten untersucht.
Die Garn- und Faserherstellung aus diesen Polyolefinen wird hinsichtlich
der gewünschten schmelzbindenden Eigenschaften im Endprodukt
angepasst und verbessert. Aus den unterschiedlichen entwickelten
Polyolefinen werden zunächst Monofilament-, Multifilament- und Stapelfasern hergestellt. Auch Bikomponentenfasern und Fasergemische
werden untersucht. Schließlich werden Filamentgarne, Nähgarne und
textile Flächen (u.a. Gewebe und Gestrick) produziert und ebenfalls
hinsichtlich ihres Anschmelze- und Bindeverhalten beurteilt.
Die Anwendung von schmelzbaren Polymere ist ein neuer Weg, um
Produkte zu entwickeln. Diese Faserstoffe können aktuelle Technologien
ersetzen, die chemische Zusatzstoffe (wie z.B. Acrylat-, Polyurethan,
etc.) verwenden. In diesem Projekt werden die Eigenschaften von Polyolefinfasern und Garne und auf deren Schmelz- und Bindungsverhalten
analysiert. Darüber hinaus werden die produzierten Garne in verschiedene textile Anwendungen implementiert und die Eigenschaften dieser
Stoffe analysiert. (ITA, IGF 56 EN / 1)
5
Hochporöse aerozellulosischen Fasern zur
Anwendung in technischen Textilien
Cellulose Aerogele – so genannte Aerocellulose – sind außergewöhnlich
leichte und hochporöse Materialien. Sie können durch Lösen von Cellulose in Ionischen Flüssigkeiten nach Regeneration gefolgt von
superkritischer Trocknung oder über die Salzhydrat-Route hergestellt
werden. In dem laufenden Forschungsprojekt werden der Gelprozess
und das Nassspinnen von Aerocellulosefasern untersucht. Der Spinnprozess muss dabei auf spezielle Bedingungen angepasst werden, wie
z. B. die Wahl des Solvens, Anpassung auf die Viskositäten, Temperatur, Koagulationsbedingungen, Extrusionsbedingungen etc. Die
Faserbildung und die Eigenschaften dieser Fasern werden innerhalb
dieser Parametervariationen untersucht. In einem weiteren Schritt werden ausgewählte Quervernetzer verwendet und zwei Verfahren
untersucht: a) das geeignete Reagenz wird direkt zur Spinnlösung zugegeben und erst nach dem Spinnen thermisch oder photochemisch
aktiviert; b) das Reagenz wird in das Spinnbad oder während des
Wasch- und Regenerationsvorganges durch Diffusion durch Faseroberfläche und katalytische Aktivierung eingetragen. Die Eigenschaften der
hergestellten Fasern, ihre Strukturen und physikalischen Eigenschaften
werden durch Standardmethoden, wie SEM, WAXD, TGA, NMR etc.
bestimmt. Die Einsatzfähigkeit dieser Fasern für den Gebrauch in tech-
Seite
10
nischen Textilien wird nach Herstellen geeigneter Mengen in Probemustern geprüft. Sie können z. B. als neue Materialien für
Filtrationsanwendungen, Superabsorber in Hygieneprodukten oder als
Hochleistungsfasern in industriellen Anwendungen Verwendung finden.
(ITA, DFG GR 1311/35-1)
6
Textilien mit definierten Eigenschaften aus PVDFMultifilamentgarn
Im Rahmen des Projektes wurden auf allen Stufen der textilen Fertigungskette für Polyvinylidenfluorid (PVDF) Multifilamente textiler
Feinheit grundlegende Prozessfenster der Faserherstellung und der
Weiterverarbeitung zu textilen Flächen erarbeitet. Zusätzlich wurden
tiefgehende Untersuchungen der kristallinen Morphologie und der Strukturbildung
durchgeführt.
Das
Schmelzspinnen
von
PVDF
Multifilamentgarnen textiler Feinheit wurde detailliert erarbeitet und
Prozessgrenzen aufgezeigt. Besonderheiten die bei der Verarbeitung
von PVDF mittels Schmelzspinnen zu beachten sind, wurden dokumentiert. Die Verarbeitbarkeit von PVDF Multifilamentgarnen auf
Streckspulanlagen sowie Texturiermaschinen wurde überprüft und geeignete Prozessparameter definiert. Die entstandenen Garne wurden
mittels
etablierter
Messverfahren
bezüglich
des
Kraft/Dehnungsverhaltens und Schrumpfeigenschaften beurteilt. Die Fertigung von textilen Flächen wurde auf einer Doppelraschelmaschine und
einer Webmaschine durchgeführt und die möglichen Prozessparameter
beschrieben. Die entstandenen textilen Flächen wurden in Bezug auf
mechanische Eigenschaften und die Luftdurchlässigkeit beurteilt. Entlang der gesamten Herstellungskette wurden in den Zwischenstufen
Garnproben mittels Dynamischer Differentialkalorimetrie und Weitwinkelröntgenbeugung untersucht. Somit wurden die Strukturbildung im
Spinnprozess und die Veränderungen der morphologischen Struktur von
PVDF während der textilen Verarbeitung untersucht und beschrieben.
Aus den gewonnen Ergebnissen der Strukturanalyse wurde in Kooperation mit dem Institut für Kristallographie der RWTH Aachen (XTAL) ein
Phasenumwandlungsmodell für schmelzgesponnene PVDF Fasern
aufgestellt. Im Rahmen der Abschlussarbeiten konnten erste Versuchsmuster hergestellt werden, an denen die generelle Nutzbarkeit des
piezoelektrischen Effektes der kristallinen Beta-Phase in daraufhin
optimierten Fasern gezeigt. werden. (ITA, DFG GR1310/11-2)
7
MegaCarbon – Ressourceneffiziente Herstellung von
Carbonfasern
Das Vorhaben richtet sich auf eine systematische Weiterentwicklung
des Herstellungsverfahrens von Carbonfasern auf der Basis von Polyacrylnitril-Vorläuferfasern. Es sollen die technischen Voraussetzungen
geschaffen werden, um neue Anwendungen und Märkte für Kohlenstofffasern und die daraus hergestellten Verbundwerkstoffe zu erschließen.
Ziel sind breite mengenmäßig große Anwendungen auch außerhalb des
Flugzeugbaus bei mittleren bis hohen Leistungsanforderungen für die
mechanische Festigkeit der C-Fasern.
Das Innovationspotential durch die Entwicklung neuer Technologien im
Rahmen dieses Projektes ist gestützt auf drei Säulen, die mit den unterschiedlichen Prozessstufen zusammenhängen:
Verbesserte Precursorqualität - Der neu entwickelte Precursor wird in
der Herstellung bisherige Spinngeschwindigkeiten übertreffen sowie
durch eine angepasste Zusammensetzung effizientere Stabilisierungsmethoden ermöglichen.
Verbesserter Stabilisierungsprozess - Eine Verbesserung der Stabilisierung zeichnet sich durch eine deutlich robustere Prozessführung aus
und ermöglicht die angestrebte höhere Produktionsgeschwindigkeit.
Verbesserte Energiebilanz - Wesentliche Faktoren für den hohen Energiebedarf der konventionellen Verfahren sind prozesstechnischer und
anlagentechnischer Natur. Die zuvor aufgeführten Maßnahmen dienen
der Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit und sollen den Prozess
weniger anfällig gegenüber Schwankungen in der Precursorqualität
machen. (ITA, MegaCarbon, Ziel2)
8
Werkstoffmodell für Hochleistungsfasern mit
integrierten Nanopartikeln
Im ersten Schritt des Forschungsvorhabens wurden repräsentativ ausgewählte Modellsysteme hinsichtlich der Lage- und Orientierung der im
Filament integrierten Nanopartikel bestimmt. Als Modellsysteme für das
Forschungsvorhaben wurde schmelzgesponnenes Polyestergarn mit
inkorporierten Kohlenstoffnanoröhrchen (CNT) und Schichtsilikaten
ausgewählt. Zur genauen Bestimmung der Position und Orientierung der
Nanoteilchen wurden modernste elektronentomographische Verfahren
verwendet, welche den Zugang zu hochaufgelösten dreidimensionalen
Modellen der inneren Mikrostruktur der Polymerfasern ermöglichen.
Diese Modelle bilden die Basis für die quantitative Bestimmung der
Lageparameter der eingelagerten Nanoteilchen in Abhängigkeit der
wesentlichen Spinnparameter und der textilen Garneigenschaften. Die
Entwicklung eines solchen Werkstoffmodells öffnet das Fenster für
zukünftige zeit- und kostenoptimierte Entwicklungen auf dem Gebiet der
Gebrauchs- und Hochleistungsfasern. (ITA, DFG GR1310/34-1)
9
Basaltfilamente für Konstruktionswerkstoffe
Basaltfasern
wurden
im
Hinblick
auf
ihre
potentiellen
Anwendungsgebiete untersucht. Dazu wurde zunächst der Stand der
Technik im Bereich der Hochleistungsfasern dargelegt. Es folgte eine
Untersuchung des Rohstoffes Basalt bezüglich seiner Herkunft und
seiner chemischen und mineralischen Zusammensetzung. Im weiteren
Verlauf wurden unterschiedliche Produktionsverfahren zur Herstellung
von Endlos- und Kurzbasaltfasern betrachtet. Das Eigenschaftsprofil der
Basaltfasern wurde dargelegt.
Abschließend wurden mögliche Anwendungsgebiete für Basaltfasern
erörtert. Es zeigte sich das große Potential von Basalt in der Anwendung
als Hochleistungsfaser. (ITA, OPPa103)
10
Leasingtaugliche Arbeitskleidung aus antimikrobiellen
Celluloseregeneratfasern für Lebensmittelbetriebe
Für leasingtaugliche Arbeitskleidung in Lebensmittelbetrieben wurden
Celluloseregenratfasern mit Zinkoxid, Zink bzw. Silber dotiert. Durch
gezielte Prozessoptimierung wurden teilweise Faserfeinheiten von 2 dtex
erreicht. Eine reinweiße antimikrobielle Celluloseregeneratfaser durch
Dotierung mit Silber war aufgrund der Lichtempfindlichkeit von Silberverbindungen auch nach einem Zusatz von Titandioxid als UVabsorbierendes Additiv im Spinnprozess nicht herstellbar. Durch die
Verwendung von Silberjodid wurde ein hellgelber Faserfarbton erzielt.
Mit PES und Lyocell als Mischungskomponenten konnten homogene
Mischungen für die Garnherstellung erzielt werden. Die ermittelten
Höchstzugkraft-Werte aller Garnvarianten erfüllten die Anforderungen an
die Weiterverarbeitbarkeit zu textilen Flächen. Die für Arbeitskleidung in
Lebensmittelbetrieben gestellten Anforderungsgarnfeinheiten wurden
sowohl für die Maschenware als auch für das Gewebe erreicht. Aus
Garnprototypen wurden textile Testflächen hergestellt und Rückschlüsse
auf das Verarbeitungsverhalten der Garnvarianten gezogen.
Abschließend wurden die Tauglichkeit der Testflächen für den Einsatzbereich Arbeitskleidung für Lebensmittelbetriebe, die antimikrobielle
Wirksamkeit der Ware im Neuzustand sowie nach ihrer Wiederaufbereitung und die Leasingtauglichkeit nach bis zu 100 Pflegezyklen
untersucht. Gewebe und Maschenware erfüllten die Vorgaben des Hohenstein Qualitätslabels 701ff für Arbeitskleidung mit Ausnahme der
Maßänderung. (STFI, IGF 16039 BG)
Seite
11
11
•
durch Änderungen in der Granulatzusammensetzung und Struktur
ergibt sich eine große Bandbreite an
Variationsmöglichkeiten zur Anpassung der Granulate an die Filtrationsaufgabe
kein mechanischer Abrieb
Granulate fallen im Herstellungsprozess trocken an und sind so
unbegrenzt lager- und transportfähig (z.B. für lange Transportwege)
die Beladung der Granulate mit dem Fällungsmittel Eisenhydroxid
(bis 25 Ma.-%) erfolgt durch Tauch- oder Pulverimprägnierung erst
unmittelbar vor dem Einbau in den Filter, so dass diese feucht eingesetzt werden können -> keine Trocknung zur Konservierung der
Granulate erforderlich, dadurch ist eine deutliche Energieeinsparung
bei deren Beladung möglich
Wiederbeladung der Granulate im Einbauzustand nach Verbrauch
an Fällungsmittel möglich -> Steigerung der Effizienz der Granulate
durch Erhöhung der Filterstandzeiten
schnelle und hohe Wasseraufnahme (50 -80 Ma.%) -> Feuchtespeicher für Mikroorganismen, Trocknung von Gasströmen
Anpassung an bestimmte, kundenspezifische Abscheideaufgaben
durch die Wahl der Fällungsmittel, Adsorbentien und Wirkstoffe zur
Beladung der Granulate
Eigenstabile Filtermaterialien mit erneuerbarem
Adsorberdepot
•
•
Bei der Biogaserzeugung durch anaerobe Umsetzung von Biomasse
entsteht neben den Hauptkomponenten Methan und Kohlendioxid häufig
Schwefelwasserstoff, der zu Geruchs- und Korrosionsproblemen führt
und vor einer energetischen Nutzung des Biogases für die Vermeidung
von vorzeitigen Verschleißproblemen im BHKW und zur Reduzierung
von Emissionen entfernt werden muss.
Ziel des Projektes war es, ein Filtermaterial zur selektiven Entfernung
von Schwefelwasserstoff aus dem Biogas zu entwickeln. Zu diesem
Zweck wurden nach einem im TITK entwickelten Verfahren Fasergranulate aus Anteilen von Viskosefasern und PP-Fasern hergestellt, diese
anschließend mit Eisenhydroxid imprägniert und als Schüttgut in Filterkolonnen zur Biogasreinigung erprobt. Beim Einsatz der Fasergranulate
als Trägermaterial für die Biogasreinigung ergeben sich folgende Vorteile (Nutzen):
•
•
•
Die entwickelten Fasergranulate können von Biogaserzeugern zur Entschwefelung von Biogas genutzt werden. Darüber hinaus sind die
Filtergranulate auch zur Entfernung anderer schwefelwasserstoffhaltiger
Abluftströme, wie z. B. Abluft aus Abwasser- und Abfallbehandlungsanlagen, geeignet. (TITK, IW 090027)
•
H2S Abbau größer 90% von 800 ppm auf weniger als 80 ppm
hohe mechanische Stabilität bei geringer Schüttdichte (150-200
kg/m³) und somit geringe Eigenlast (eigenstabil)
definierte Kornstruktur (Schnittlänge zwischen 6 und 30 mm,
Durchmesser 6 mm) mit hoher Reproduzierbarkeit -> gleichbleibende Granulatqualität und definiert zu überwachende QualitätsparameQualitätsparameter
•
•
•
Garnherstellung, Spinnereitechnologie
12
Senkung der Logistikkosten und Erhöhung der Produktqualität in Spinnereien durch kinematische
Verbesserung der Kannenablage
Die Methode des Quality Function Deployment (QFD) ermöglicht eine
systematische Annäherung für die Ausarbeitung und Bewertung einer
kundenorientierten Entwicklungsstrategie. QFD berücksichtigt die partikulären Kundenbedürfnisse und präsentiert ein umfassendes Instrument,
um die Entwicklungsstrategie zu bewerten und nachträglich anzupassen.
Weiterhin stellt QFD heraus, welche Abteilungen der Organisation in
einem Team kooperieren sollten, um den Bedürfnissen der Kunden
gerecht zu werden und die Teamarbeit zwischen den unterschiedlichen
Abteilungen zu fördern. Es ermöglicht die Etablierung einer effektiven
und effizienten Entwicklungsstrategie mit der höchst möglichen Produktivität und Leistung.
Die Erfahrung von großen Unternehmen, welche QFD eingeführt haben,
demonstriert dessen Effektivität zur Qualitätsverbesserung, Steigerung
der Kundenzufriedenheit und der Wettbewerbsfähigkeit. QFD beinhaltet
ein großes Potential, sowohl für Technologen, als auch für Vermarkter,
die Kundenbedürfnisse zu bestimmen und ein Programm zu entwickeln,
um diese Bedürfnisse besser zu bedienen, als es die Konkurrenz vermag. (ITA, IGF 15568 N)
13
Ermittlung der für die Entstehung von Kernplatzern
bei ringgesponnenen Coregarnen qualitätskritischen
Prozessstufen
Der Anlass für dieses Forschungsvorhaben ist die stellenweise fehlende
oder gerissene Elastanseele in Coregarnen, genannt Kernplatzer, die zu
Qualitätseinbußen in der Produktware führt. Diese ist aufgrund der
vorhandenen Garnstruktur optisch nicht erkennbar. Mögliche Fehlerursachen in den verschiedenen Prozessstufen der Coregarnherstellung
sind sehr vielfältig und bisher nicht analysiert worden. Nun soll systema-
tisch ein sensorbasiertes Online-Überwachungssystem hinsichtlich
Kernplatzer entwickelt werden.
Die Vorgehensweise bei dem Projekt leitet sich bzgl. der OnlineSensorik von der in /Ram 05/ beschriebenen Methodik zur Entwicklung
von sensorbasierten Online-Überwachungssystemen ab. Hierbei wird
berücksichtigt, dass der zu überwachende Produktkennwert, das Vorhandensein der Elastanseele innerhalb des Coregarns, in mehreren
qualitätskritischen Prozessstufen, wie dem Ringspinnen, Spulen und
Schusseintrag beim Weben, zu beobachten ist. Mit bekannten Methoden
zur Fehleranalyse (FMEA, Ishikawa-Diagramm) soll zuerst eine Systematisierung von Fehlerarten, -ursachen und Fehlerorten hinsichtlich des
Auftretens von Kernplatzer durchgeführt werden. Basierend auf den
zuvor erzielten Ergebnissen wird die Bilanzhüllentechnik für Kräfte, Stoffund Energieströme als Abstraktionsmethode für die relevanten Prozessstufen der Coregarnherstellung eingesetzt. Daraus ermittelte
Messgrößen werden zur Sensorauswahl aus dem Konstruktionskatalog
benötigt. Die ausgewählten Sensoren werden im Labormaßstab unter
Variation des Einbauorts, der Abtastrate und des Auswerte-Algorithmus
in den Prozessstufen getestet und bewertet. Anhand dieser Ergebnisse
werden in Kooperation mit Industriepartnern der Textilindustrie der Sensor und Überwachungsstrategie unter Praxisbedingungen an
Produktionsmaschinen angewendet. (ITA, IGF 15820 N)
14
Patientenadaptierte medizintechnische Lösungen für
die Kardiovaskuläre Therapie, Teilprojekt Entwicklung
&Bildgebung patientenoptimierter Implantate
Im Schmelzspinnverfahren wurde hochkristallines P(L/D)LA 96/4 zu
Multifilamentfasern verarbeitet. Aus den Fasern wurden im Anschluss
tubuläre Gewirkstrukturen hergestellt, die als zur mechanischen Stabilisierung bei der Besiedelung mit Zellen dienen. Die textile Struktur wurde
in Fibringel eingegossen und mit autologen Zellen besiedelt. Nach der
dynamischen Besiedelung im Bioreaktor wurde das Implantat für bis zu
6 Monate in Schafe implantiert. (ITA, 005-1003-0070 EU Ziel2.NRW)
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Faserkonverter für Ultrakurzschnittlängen
Das Selektive Lasersintern (SLS ) erzeugt aus pulverförmigen Werkstoffen individuelle Kunststoffbauteile ohne äußere Form. Es ist ein direktes
Prototypingverfahren, das sich in den Serienverfahren etablieren muss.
Dazu ist bisher die Werkstoffauswahl zu gering, es steht lediglich das
sehr teure Polyamid 12 mit 100 €/kg zur Verfügung. Denn es eignen sich
nur Werkstoffe deren Kristallitschmelztemperatur von der Einfriertemperatur weit entfernt ist, um gleichzeitig feste und flüssige Schichten im
Bauprozess zu ermöglichen. Diese Eigenschaft kann bei CommodityPolymeren aber nur erreicht werden, wenn die Kristallitschmelztemperatur angehoben wird. Dies wird durch die Verstreckung im
Schmelzspinnprozess ermöglicht und führt zu Neuen Werkstoffen für
den SLS-Prozess. Ein Funktionsmuster bez. des Schneidens von Filamentgarnen zu sehr geringen Längen konnte im Projekt -Neue
Werkstoffe für das Selektive Lasersintern umgesetzt werden. Es fehlt
jedoch der Schritt einen industriellen Faserkonverter für die gewünschten
geringen
Schnittlängen
mit
hohem
Durchsatz
von
Multifilamentgarnen zu Sinterpulvern umzusetzen. Bisherige Faserkonverter führen lediglich zu Faserlängen von 1 - 8 mm Schnittlänge. Für
additive Formgebungsverfahren wie das Selektive Lasersintern sind
jedoch geringe Faserlängen von 0,05 - 0,1 mm notwendig, da sonst
keine hohe Oberflächenqualität im gesinterten Bauteil entstehen kann.
Zudem entstehen bei alternativen Verfahren zum Schneiden wie dem
Zermahlen von Fasern (z. B. Kryomühle) ungleichmäßige Geometrien
der Faserstücke. Geschnittene Ultrakurzfasern (Mikrostapelfaser) können bisher in Hinsicht auf den Durchsatz an geschnittenen Fasern nur
unwirtschaftlich hergestellt werden, da industrielle Faserkonverter für die
sehr kurzen Faserlängen nicht existent sind. (ITA, ZIM KF2497112PK0)
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Optimierung des Spinnprozesses mit Hilfe von
Neuronalen Netzwerken
Bei der Herstellung von Spinnfasergarnen in der Spinnerei sind die
Beziehungen zwischen den Maschineneinstellungen, Faserstoffen,
klimatischen Bedingungen und Produkteigenschaften nicht umfassend
bekannt. Dies bedingt einen hohen Zeitaufwand für die optimale Einstellung von Spinnereimaschinen. Bei Verwendung von künstlichen
Neuronaler Netzen können die Korrelationen zwischen entscheidenden
Parametern quantitativ beschrieben und daraus die optimalen Einstellungen für die Maschinen abgeleitet werden.
Die optimale Einstellung der Maschinen erfolgt häufig mittels „Trial und
Error“-Methoden, die mit einem hohen Aufwand an Produktionszeit und
Material einhergehen. Diese Situation ist für Spinnereien, in denen
häufige Wechsel des eingesetzten Materials oder der Produktionsgeschwindigkeit nötig sind, besonders ungünstig. Die Dissertation zeigt das
Potenzial Neuronaler Netze, um die Spinnmaschine zum „Denken“ zu
befähigen und damit die Garnherstellung effektiver zu machen.
Die Strecke ist der zentrale Teil der Spinnereivorbereitungskette und
bietet die letzte Möglichkeit, Inhomogenitäten im Faserband zu beseitigen. Der Fokus der Arbeit richtet sich deshalb auf diese Maschine.
Künstliche Neuronale Netze werden an der Strecke zur Bestimmung des
Regeleinsatzpunktes genutzt, womit eine beträchtliche Reduzierung des
Aufwands für die korrekte Festlegung des Regeleinsatzpunkts erreicht
wird. Die Resultate der Arbeit machen „Trial und Error“-Methoden überflüssig, reduzieren den Ausschuss und verringern die Zeitverluste bei der
Maschinenoptimierung. Als Zukunftsvision wird eine Konzeption für
intelligente Spinnmaschinen vorgestellt. (ITM)
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Reduzierung des Energieverbrauchs an der Ringspindel durch Verringerung des Fadenballons
Ziel war die Reduzierung der Energieaufnahme der Ringspindel und eine
Verbesserung der Drehungserteilung in der Spinnzone. Mit einem
Spinnkronenaufsatz in Verbindung mit einem Ballonkontrollsystem wird
aus einer konventionellen Spindel eine Energiesparspindel.
Die Fadenzugkräfte in der Spinnzone sind dabei um bis zu 70% reduziert, der Drehungsanteil um 16% erhöht. Der Mindestdrehungsbeiwert
ist um bis zu 20% geringer.
Mit Energiesparspindel wird die Garnqualität verbessert: Die Dehnung
der Garne nimmt um bis zu 20% zu, die Zweigle S3-Haarigkeit um bis zu
40% ab.
Die höhere Garnqualität mit Energiesparspindel ermöglicht bei Baumwolle eine Reduzierung der Drehung um bis zu 10 αm, bei PES und
Mischungen sogar bis zu 20 αm.
Die durchschnittliche Energieeinsparung kann in Abhängigkeit der
Spinnbedingungen bis zu 11% betragen. Eine Verkleinerung des Kopsformates von 220/45 (Hülsenhöhe/Ringdurchmesser in mm) auf 180/36
ermöglicht, ohne dass die Fadenspannung kritische Werte erreicht, eine
Erhöhung der Liefergeschwindigkeit um 29% ohne Mehrenergieaufwand.
Die Garnqualität wird dabei nicht nachteilig beeinflusst. Das kleinere
Kopsformat in Verbindung mit Energiesparspindel ergibt eine Reduzierung des spezifischen Energieverbrauchs (kWh/kg Garn) von 16%.
Die höhere Qualität der „Energiespindel-Garne“ zeigt sich auch in den
Flächengebilden. Die Scheuer-beständigkeit der Gewebe bzw. Gestricke
konnte verbessert werden. (ITV, IGF 15995N/1)
Gewebeherstellung, Webereitechnologie
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Multirapier - Mehrgreifer-Technologie zur Herstellung
von 3D-Geweben
Die Multirapier-Technologie ist eine schnelle und effiziente Möglichkeit
zur Produktion von 3D-Faserverbundwerkstoffen. Die Eigenschaften wie
eine hohe Delaminationsfestigkeit sowie gutes Impact-verhalten machen
diese Technologie besonders für den Luftfahrtbereich interessant. So
können Sicherheitsrisiken minimiert und gleichzeitigdas Strukturgewicht
gesenktwerden, was folglich zur Reduzierung des Treibstoffverbrauches
führt. Weiter ermöglicht die Fertigung von mehreren Gewebelagen in
einem einzigen Fertigungsschritt, Produktionszeiten und somit Stückkosten zu reduzieren.
Der Forschungsschwerpunkt am ITA lag insbesondere auf den Einfluss
von bestimmten Produktionsparametern auf den Materialeigenschaften
der 3D-Gewebe. Dazu wurde eine Anzahl verschiedener Gewebetypen
imprägniert und auf ihre mechanischen Eigenschaften geprüft. Die
Ergebnisse der Untersuchungen wurden anschließend in eine FEAUmgebung eingebunden. Diese Anwendung ermöglicht es, in Abhängigkeit vom Anwendungsbereich Aussagen zum Design des
faserverstärkten Bauteils zu treffen. (ITA, ERA-SME 16INE037)
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Wirkkantenfreie 3D-Bandgewebe - Entwicklung von
Funktionsmodellen für die Medizintechnik
Es gibt keine ausreichende Versorgung von individuellen, patientenfreundlichen und nicht alternden Implantaten. Die Schiffchenwebtechnik
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13
gibt die Möglichkeit einen solchen Bedarf zu decken. Mit dieser einzigartigen Technik ist es möglich, Gewebe ohne Strukturdefekt wie Kanten zu
produzieren. Kantenfrei Gewebe haben die Möglichkeit als Stents oder
als Scaffolds für das Tissue Engineering genutzt zu werden. Basierend
auf den mechanischen und medizinischen Eigenschaften, Garn- und
Gewebeeigenschaften wurden definiert und in eine Bandgewebestruktur
transferiert. Anwendungsbeispiel ist das Knieband. Eine Schützenwebmaschine wurde zur Verarbeitung von Biomaterialien wie PTFE
angepasst. Die mechanischen Eigenschaften des produzierten Gewebes
zeigen ein gleiches Verhalten wie, für diesen Anwendungsfall, produzierte Geflechte oder Gesticke. (ITA, IGF 16322 N)
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Leistungssteigerung und Lärmminderung in der Weberei durch Reduzierung der Webmaschinenschwingungen
Moderne Fachbildemaschinen ermöglichen hohe Webmaschinendrehzahlen. Die damit verbundene hohe Produktivität kann häufig nicht
vollständig erreicht werden. Dies liegt vor allem daran, dass im hochtourigen Betrieb starke Schwingungen im Antriebsstrang der Fachbildung
auftreten. Als Gegenmaßnahme wird in der Praxis die Maschinendrehzahl erheblich gesenkt. Die Schwingungen im Antriebsstrang der
Fachbildung haben hohe Kosten durch einen starken Verschleiß des
Webgeschirrs und einen erhöhten Wartungsaufwand zur Folge. Eine
weitere Folge ist eine erhöhte Lärmbelastung in den Webereien. In dem
durchgeführten Projekt wurden Verbesserungsmaßnahmen auf Basis
einer umfassenden Schwingungsanalyse und einer Mehrkörpersimulation des Fachbildungsstrangs entwickelt. Möglichkeiten zur Reduktion der
Maschinenschwingungen werden vorgestellt. (ITA, IGF 15476 N)
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Reduzierung spannungsbedingter Gewebefehler
durch Entwicklung eines individuell regelbaren Teilkettbaumsystems
Ungleichmäßige Kettfadenspannungen über die Webbreite, die sogenannte "Spannungsbogigkeit", führen zu Prozessproblemen und
ungleichmäßiger Ware am Geweberand. Ein individueller Fadenlängenausgleich zur Minderung der Fadenspannungsunterschiede ist derzeit
nicht möglich. Insbesondere hochwertige technische Produkte, wie z.B.
Filter, sind davon betroffen, teilweise sind bis 20 % der Produktionsbreite
Ausschussware.
In der Vergangenheit wurde mehrfach versucht der Spannungsbogigkeit
durch fadenlängen-ausgleichende Elemente bzw. Verfahren entgegenzuwirken. Konstruktive und Prozesstechnische Gegenmaßnahmen
konnten die Spannungsbogigkeit jedoch nicht nachhaltig eliminieren
oder ihre Wirkungsweise konnte nicht dauerhaft nachgewiesen werden.
In diesem Projekt wurde daher überprüft, ob die Verminderung der
Spannungsbogigkeit und ihrer Auswirkungen mit Hilfe eines Teilkettbaumsystems möglich ist. Der durchgehende Kettbaum wurde dabei
durch bis zu zehn schmale, individuell geregelte Teilkettbäume ersetzt.
Die Fadenscharen werden vor dem Streichbaum zusammengeführt.
Jeder Teilkettbaum im System kann individuell geregelt werden. In einer
weiteren Betriebsart können alle Teilkettbäume kollektiv nach einem
Sensor geregelt werden, so dass ein durchgehender Vollkettbaum nachgestellt wird. Das System wurde im Technikum des ITA in Betrieb
genommen. Webversuche mit mehreren Artikeln wurden durchgeführt.
Die Wirksamkeit des Prinzips wurde an zwei Artikeln nachgewiesen.
(ITA, IGF 16382 N)
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sung, zeitlicher Abstand zur Produktion, Vibrationsanfälligkeit und/oder
zu hoher Preis. Inzwischen sind notwendige Komponenten günstiger und
besser geworden. Dadurch sind die Voraussetzungen für die Echtzeitverarbeitung hochauflösender Bilddaten erfüllt.
Das entwickelte OnLoom-Imaging-System gliedert sich in drei Komponenten:
die
schwingungsarme
Maschinenintegration,
das
Bildaufnahmesystem mit Beleuchtung sowie die Bildauswertung mit
Qualitätsdatenbank zur Fehlerdokumentation. In einer Konzeptionsphase wurden Gewebefehler priorisiert, ein Lastenheft erstellt,
Randbedingungen und Schnittstellen definiert, Konzepte entwickelt,
bewertet und als Pflichtenheft zusammengefasst. In der folgenden Entwicklungs- und Integrationsphase wurden die Bildaufnahme und verarbeitung, die Prozessintegration und -synchronisation realisiert. Den
Abschluss dieser Projektphase markierte ein Funktionsmuster. In der
Verifikationsphase wurde das Funktionsmuster verifiziert und auf einer
Webmaschine unter industrienahen Bedingungen erfolgreich getestet.
Hierzu wurden auf einer Luftwebmaschine vom Typ Omni Plus 800 der
Firma Picanol N. V., Ieper (Belgien) relevante Fehler provoziert und
durch das Funktionsmuster im laufenden Betrieb erfasst. Das Funktionsmuster erkennt und kategorisiert mehr als 98 % der als relevant
eingestuften Gewebefehler in Echtzeit. Auf Basis der Erkenntnisse
wurden Rückkopplungsmöglichkeiten in den Webprozess aufgezeigt und
bewertet. (ITA, IGF Zutech 355 ZN)
23
Gewebemodelle und Simulation von Permeabilitätsund Barriereeigenschaften in Abhängigkeit der Herstellungsparameter
Mittels neuer Methoden, Werkzeuge und Programme sollen die 3DPorenmorphologie von hochdichten Multifilamentgeweben virtuell generiert und die Barriereeigenschaften simuliert werden. Ziel ist es, den
Entwicklungsaufwand für die anforderungsgerechte Herstellung von
Geweben mit hohem Leistungspotential für verschiedene Applikationsfelder, z. B. Schutztextilien, Filter, etc. zu minimieren. Die zu
entwickelnden Geometriestrukturmodelle sowie Simulationstools ermöglichen zudem ein besseres Verständnis für die Transportmechanismen
von Flüssigkeiten und Partikeln durch die Konstruktion von Barrieregeweben. (ITM, IWMT, IVT, DFG CH174/8-1)
24
Schmaltextilien mit thermoregulierenden
Eigenschaften
Die Erhöhung der Patientencompliance und die Effektivität der Wirkung
für milde mittel- bis langfristige therapeutische Wärmeanwendungen
durch die Entwicklung textiler Lösungen war Ziel des Projektes..
Es wurden polymere Fadenmaterialien in Verbindung mit leitfähig beschichteten polymeren Materialien bzw. anderen flexiblen Heizleitern
getestet. Die Heizfunktion wurde in ein gewebtes Band direkt integriert
und nicht wie bei den meisten Anwendungen als zusätzliches Modul
adaptiert. Hierdurch bleiben die Flexibilität und die weiteren textiltypischen Eigenschaften vollkommen erhalten. Die Anwendung wurde an
einer Lumbalbandage mit Heizfunktion demonstriert. Durch den Einsatz
der textilen Struktur können folgende Eigenschaften erreicht werden:
hoher tragephysiologischer Komfort (Elastizität, hohe Flexibilität,
Amungsaktivität, ergonomischer Komfort)
optische Attraktivität
unkomplizierte Handhabung
nicht stationäre Anwendung
Verbesserung der Patientencompliance = Behandlungserfolg.
Neben dem Einsatz im therapeutischen/ medizinischen Bereich sind
textile Heizstrukturen weiter für viele technische Anwendungen interessant, die eine hohe Flexibilität des Heizelementes erfordern.
(TITV, IGF 15487 BR)
Integratives Messsystem zur Fehlererkennung
während der textilen Flächenherstellung
Automatisierte Qualitätssicherungssysteme für die Weberei weisen
derzeit mindestens eines der folgenden Probleme auf: geringe Auflö-
Seite
14
25
Einsatz von Metallgarnen in technischen Bändern
Ziel des Forschungsprojektes war die Entwicklung von Lösungen für die
Herstellung von gewebten Bändern aus 100 % Drahtmaterialien in Kettund Schussrichtung. Die Chancen dieser neuen Produkte bestehen
generell darin, die physikalischen und chemischen Eigenschaften von
Metalldrähten gezielt zu nutzen. Um diese Funktionen zu 100 % in das
Enderzeugnis zu übertragen, bestand der Anspruch eines gewebten
Bandes aus 100 % Metall ohne Hilfsfäden aus anderen Materialien. Es
wurden im Rahmen des Forschungsvorhabens verschiedene Drahtmaterialien (Drähte aus Edelstahl, Kupfer und Kupferlegierungen) bezüglich
ihres Kraft-/Dehnungsverhaltens, Biegesteifigkeit und Verwebbarkeit als
Kett-, Schuss- und Fang- (bzw. Hilfs-) Faden getestet und die Ergebnisse mit Hochleistungsfasergarnen (PES-Monofilamente, Glas, Basalt,
Aramid) verglichen. Desweiteren wurden mehrere Versuchsreihen an
Nadelbandwebmaschinen durchgeführt, so dass nach Projektende
Anwendungsempfehlungen für Nadelbandwebmaschinen erfolgen konnten.
Das Forschungsvorhaben hat gezeigt, dass feine Metalldrähte (∅ 0,08
mm bis ∅ 0,25 mm) in Abhängigkeit des eingesetzten Werkstoffes
sowohl als Kett-, Schuss- und Fangfaden an den getesteten Webmaschinen unter industriellen Bedingungen verarbeitet werden können. Bei
ausgewählten Drahtmaterialien konnte ebenfalls eine Direktvermaschung des Schussfadens erfolgen. (TITV, IGF 16243 BR)
Textilveredlung
26
Finshprozess von Baumwollgewebe mittels
carboxylierter Polyamine
Kommerziell erhältliche und günstige Polyamine wie z.B. Polyvinylamin
wurden mittels Bromessigsäure carboxyliert und als effiziente Quervernetzer für Knitterfreiausrüstungen von Baumwollgewebe verwendet. Mit
einer steigenden Zahl der Carboxylgruppen auf dem Polyamin erhöhen
sich der Knittererholungswinkel und die Waschbeständigkeit der Ausrüstung. Reißfestigkeit und Weißgrad werden nur gering beeinflusst. Die
erarbeitete Technologie der Knitterfreiausrüstung von Baumwolle kann
gerade von kleinen und mittleren Unternehmen der Textilveredlung
genutzt werden, da die Ausrüstung mittels carboxylierter Polyamine in
bereits vorhandenen Aggregaten erfolgen kann (DTNW)
27
Polyelektrolytschichten auf textilen Materialien
Die Beschichtung mit Polyelektrolyten ist eine einfache und preisgünstige Methode, um textile Trägermaterialien zu beschichten und ihnen
dadurch neue oder verbesserte Funktionalitäten zu verleihen. Durch den
Aufbau von Polyelektrolytschichten auf dem Gewebe erfolgt eine Glättung der Faseroberfläche bereits bei einer geringen Schichtzahl. Der
Oberflächenwiderstand des beschichteten Gewebes wird erheblich
reduziert. Durch die Verwendung von Oligomeren mit einer biostatischen Wirkung bei dem Aufbau der Polyelektrolytschichten ist es
möglich, Beschichtungen mit biostatischen Effekten zu erzeugen. Die
Polyelektrolytbeschichtungen können mit unterschiedlichen Farbstoffen
permanent aber auch reversibel gefärbt werden.
Die erarbeitete Technologie der Polyelektrolytbeschichtungen von textilen Materialien kann gerade von kleinen und mittleren Unternehmen der
Textilveredlung genutzt werden. Diese Technologie kann für Spezialprodukte genutzt werden, da keine Investitionen in neue Aggregate getätigt
werden müssen. Wie die erzielten Ergebnisse zeigen, kann eine Polyelektrolytbeschichtung für unterschiedliche Anwendungsbereiche
modifiziert werden. Sie stellt damit eine Querschnittstechnologie dar, die
für die Herstellung sehr unterschiedliche Produkte eingesetzt werden
kann (DTNW, IGF 16381N)
28
rinen mit bekannten Antiseptika und deren Wirksamkeit gegen zwei
Pilzpathogene untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Cyclodextrine, die mit Chlorhexidin, Iod und Polyhexanid beladen wurden, eine gute
antifungale Wirkung aufweisen. Da parallel zu diesen Studien gezeigt
werden konnte, dass eine Ausrüstung von Textilien mit solchen Cyclodextrinkomplexen im Rahmen von industriellen Standardprozessen bei
mittelständischen Textilveredlern problemlos möglich ist, ermöglicht
dieser Ansatz beispielsweise die Herstellung von neuartigen Wundauflagen in solchen Betrieben (DTNW/Hautklinikum der Universität Jena/
Wissenschaftliches Institut der FKI e.V / IGF 15997 BG/3)
29
Aerosolbeschichtung für die Funktionalisierung von
textilen Substraten
Die Aerosoltechnik erlaubt es unterschiedlichste flüssige oder gelöste
Materialien in geringsten Mengen auf beliebigen Oberflächen abzuscheiden. Das zu applizierende Produkt wird vernebelt und als Nebel auf dem
angestrebten Substrat abgeschieden. Verfügbare Anlagen versprechen
eine problemlose gleichmäßige, großflächige Applikation im industriellen
Maßstab. Die Aerosoltechnik verspricht einen Minimalauftrag auch aus
hochkonzentrierten Systemen. Unter dem Aspekt möglicher Einsparungen von Hilfsmitteln, Wasser und insbesondere von (Trocknungs-)
Energie kann dem Minimalauftrag bei textilen Veredlungsprozessen eine
besondere Bedeutung zukommen. Es wurden Möglichkeiten des Einsatzes der Aerosoltechnologie als Minimalauftragssystem zur Ausrüstung
textiler Materialien untersucht. Dabei zeigte sich, dass sich in vielen
Fällen Veredlungsergebnisse ähnlich denen nach einem konventionellen
Foulardierprozess erzielen lassen. Es handelte sich hierbei z.B. um
Ausrüstungen zur Hydrophobierung, zur Reduzierung von Pilling oder
Biegesteifigkeit, zur Erzielung antistatischer Eigenschaften oder zum
„Färben“ von Oberflächen. Dabei kann der Bedarf an Lösemittel bzw.
Wasser durchaus um 90% und mehr gegenüber einem Foulardprozess
gesenkt werden. Anders als bei Tauchprozessen bzw. Prozessen, bei
denen es bei der Ausrüstung zu einem vollständigen Benetzen der
dreidimensionalen Struktur eines Textils kommt können mit der Aerosoltechnologie so genannte double-Face-Effekte realisiert werden. So ist es
möglich die Seiten eines Textils unterschiedlich anzufärben oder aber
ein Textil herzustellen, dessen Vorderseite hochabweisend ist während
die Rückseite saugfähig bleibt. Untersuchungen zeigen, dass die verwendete Anlagentechnologie soweit ausgereift ist, dass ein Austreten
von Aerosolnebeln in gefährdenden Mengen verhindert werden kann.
Darüber hinaus können, die Konzentrationen der Aerosolnebel so niedrig
sein, dass theoretisch auch der Einsatz von leichtentzündlichen Lösemitteln ohne einen Ex-Schutz möglich wird. (DTNW, IGF 15920 N)
Textilien für die kosmetische und pharmazeutische
Nutzung
Im Hinblick auf den Einsatz von Textilien in pharmazeutischen oder
kosmetischen Anwendungen wurde die Komplexbildung von Cyclodext-
Seite
15
30
Photokatalytisch aktive Oberflächen
Oxide wie Zinkoxid oder Titandioxid zeigen einen so genannten photokatalytischen Effekt. Werden diese Materialien mit ultraviolettem Licht
bestrahlt, können sich an ihren Oberflächen unterschiedliche, hochreaktive Spezies ausbilden. Diese Spezies sind in der Lage, Schmutz, der
sich auf einer Oberfläche befindet, zu zersetzen. So kann ein Weinfleck
auf einem Hemd bei Sonneneinstrahlung in kurzer Zeit immer stärker
ausbleichen - im Idealfall, bis er nicht mehr sichtbar ist. Die Herausforderung besteht darin, geeignete aktive Materialien zu entwickeln und diese
dauerhaft an die Oberfläche eines Textils zu binden, ohne dass sie ihre
Aktivität verlieren. Feinteilige Nanopartikel versprechen aufgrund der
großen Oberfläche eine hohe Aktivität und können durch deren geringe
Größe appliziert werden, ohne den optischen Eindruck des Textils zu
verändern. Eine Herausforderung ist nicht zuletzt die Anbindung an das
Textil, da der photo-katalytische Effekt nicht zwischen Schmutz und
Textil unterscheidet. Eine ideale Ausrüstung muss einen schnellen
Abbau von Anschmutzungen erreichen und gleichzeitig einen Schutz
des Fasermaterials vor einer Degradation durch die sich bildenden
reaktiven Spezies gewährleisten. Wenn das gelingt, sind selbstreinigende Dachmembranen, Cabrioverdecke oder Markisen nur drei
interessante Produkte.
Eine Möglichkeit der Herstellung von Titandioxid ist der so genannte SolGel-Prozess. Dieser ist für textile Anwendung hochinteressant, da er es
erlaubt kollodiale Lösungen der aktiven Partikel herzustellen. Die Stabilität dieser Dispersionen und die Aktivität der Partikel hängt stark von den
Synthesebedingungen ab – wie gezeigt werden konnte, verbessert sich
durch den Einsatz von Chitosan die Stabilität höher konzentrierter Dispersionen signifikant. (DTNW)
31
Sol-Gel-basierte antibakterielle Ausrüstung mit
ZnO-Nanopartikeln und Chitosan
Zinkoxid wird seit vielen Jahren z.B. auch in Sonnencremes eingesetzt,
da es farblos und im Bereich ultravioletten Lichts hoch absorbierenden
ist. Das Absorptionsspektrum zeigt einen sehr steilen Anstieg der Absorption am Übergang von sichtbarem zu ultraviolettem Licht, so dass
Zinkoxid in der Lage sein kann eine gute Schutzfunktion gegen UVStrahlung zu generieren ohne, dass es optisch wahrgenommen wird.
Gegenüber organischen UV-Absorbern zeichnet es sich durch eine
exzellente Stabilität gegenüber einem alterungsbedingten Abbau aus,
außerdem sind viele alternativ verwendete organische Absorber toxikologisch bedenklich. Neben den optischen Eigenschaften zeigt ZnO auch
photo-katalytische Eigenschaften, woraus gleichzeitig eine antibakterielle
Wirksamkeit erwächst.
Im Rahmen von Untersuchungen wurde nanopartikuläres Zinkoxid synthetisiert und in sol-gel-basierte Bindersysteme eingebettet, die
zusätzlich mit Chitosan modifiziert wurden. Entsprechende Komposite
können mit einfachen Applikationsmethoden, Tauchen, Sprühen, Foulardieren, auf unterschiedlichste Substrate, speziell Textilien, appliziert
werden. Die Ausrüstungen verbessern nicht nur den Schutz vor ultravioletter Strahlung signifikant - entsprechende Muster erzielen exzellente
Werte hinsichtlich des UVP-Wertes (Ultraviolett Protection Factor) -,
sondern haben auch eine hohe antibakterielle Wirkung. Die antibakterielle Wirkung lässt durch die gleichzeitige Verwendung des photokatalytisch aktiven Zinkoxids mit Chitosan signifikant verbessern.
(DTNW)
32
Sportartenspezifische Optimierung der physiologischen Funktion von Maschenwaren für Sportkleidung
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden insgesamt 34 Sportmaschenwaren hinsichtlich ihrer thermophysiologischen Eigenschaften
untersucht. Diese Muster unterschieden sich hinsichtlich Fasermaterial
(PES, PP, PA, WO und CO sowie Fasermischungen), Flächengewicht
(100-329g), Ausrüstung (hydrophil und bioaktiv) und Maschenbildung
(z.B. Single-Jersey oder Piquet). Vier Muster wurden exemplarisch in
messend überwachte Trageversuche mit Testpersonen in einer Klima-
kammer untersucht. Die thermophysiologischen Eigenschaften (Wärmeund Feuchtetransport durch das Textil) wurden mit dem Hautmodell
gemessen. Zusammen mit den Ergebnissen der hautsensorischen
Untersuchungen konnten die jeweiligen Tragekomfortnoten berechnet
werden.
Der physiologische Tragekomfort für Sporttextilien TK(S) der untersuchten Sportmaschenwaren lag im Durchschnitt bei 3,2 (Noten zwischen 1,0
und 6,0). Tragekomfortnoten für Sporttextilien von 1,5 und besser (=
„sehr gut“) wurden von verschiedensten Textilkonstruktionen (insgesamt
9 Muster) erreicht. Gute physiologische Tragekomfortnoten für Sporttextilien TK(S) konnten mit verschiedensten Faserkonstruktionen erzielt
werden. Synthetische Fasern bieten einen Vorteil beim flüssigen
Schweißtransport sowie dem Trocknungsverhalten. Dagegen bieten die
untersuchten Muster aus Wolle und Baumwolle Vorteile bei der Pufferung von Schweiß. Die untersuchten Textilien mit einem Hauptfaseranteil
aus Polyamid schnitten weniger gut ab. Der paarweise Vergleich von
Mustern mit einem Hauptfaseranteil aus Polyamid mit und ohne hydrophile Ausrüstung zeigte, dass die hydrophile Ausrüstung einen negativen
Einfluss auf die Tragekomfortnote hatte. Dagegen konnte durch die
hydrophile Ausrüstung bei ebenfalls untersuchten Mustern aus Propylen
bzw. einer Fasermischung Baumwolle-Polypropylen die Tragekomfortnote für Sporttextilien verbessert werden. (HIT, IGF 15481 N)
33
Funktionelle Chemiefasern zum Schutz vor Infrarotund elektromagnetischer Strahlung
Ziel des Projektes war die Stoffeigenschaften des Indium-Zinn-Oxids
(ITO) auf Textilien zu übertragen und so Materialien zu entwickeln, die
eine Abschirmung von Infrarot- und elektromagnetischer Strahlung
gewährleisten. ITO-Pulver lässt sich erfolgreich in die Fasern einarbeiten
und auch mittels Beschichtungspolymeren auf Textilien applizieren. Die
Herstellung der ITO-haltigen Fasern erfolgte in Schmelzspinnprozessen
(PP, PET, und PA6) und im Nassspinnprozess (PAN). Bei den Schmelzspinnversuchen wurden die Masterbatchtechnologie sowie die direkte
Zudosierung des ITO-Pulvers während der Schmelzextrusion erfolgreich
angewandt. Bei den ITO-dotierten Polyestern ist das Einbringen der ITOPartikel direkt während der Synthese ebenfalls sehr erfolgreich. Bei den
Nassspinnversuchen wurden entsprechend ITO-haltige PAN-Fasern
erhalten. Die Applikation der ITO-Pulver in färbeanalogen Verfahren
führte zu keinen zufriedenstellenden Ergebnissen, da die ITO-Partikel in
den wässrigen Dispersionen zur Agglomeration und Sedimentation
neigen. Dies führte zu inhomogenen Ausrüstungen. Dagegen führten die
Beschichtungen mit den Beschichtungspolymeren (Polyacrylat, Polyurethan, Cellulosecarbamat) und dem Sol-Gel-Verfahren zu
gleichmäßig ausgerüsteten Textilien. Durch REM- und AFM-Aufnahmen
konnte die gleichmäßige Verteilung des ITO auf der Oberfläche der
Fasern nachgewiesen werden. Die ITO-Dotierung führte zu einer gelbgrünen Färbung der Beschichtungsmassen und auch zu einer
gelbgrünen Färbung der beschichteten Textilien bei farblosen Textilien.
Diese Farbgebung durch das ITO ist bei farbigen Textilien jedoch visuell
nicht mehr wahrnehmbar. Die Untersuchungen des optischen Verhaltens
nach DIN EN 410 haben gezeigt, dass die IR-abschirmende Wirkung
des reinen ITO im besonderen Maße auf einer IR-Absorption beruht und
eine IR-Reflexion nur geringfügig in Erscheinung tritt. Durch die Inkorporation von ITO in Fasern und seine Applikation in Textilbeschichtungen
gelingt es, die optischen Eigenschaften des ITO auf textile Materialien zu
übertragen. Die optischen Messungen nach DIN EN 410 haben gezeigt,
dass bei den ITO-dotierten Textilien die Absorption der IR-Strahlung der
dominierende Prozess ist und die IR-Reflexion im Vergleich zu blindausgerüsteten Fasern und Textilien sogar zurückgeht. Dieser Effekt wurde
unabhängig von der Herkunft der eingesetzten ITO-Pulver gefunden.
Das Gewebematerial und die Beschichtungsmaterialien beeinflussen
das Strahlungsverhalten nicht wesentlich. Eine EM-abschirmende Funktion der mit ITO-dotierten Textilien konnte nicht nachgewiesen werden.
Die lichtmikroskopischen Untersuchungen haben gezeigt, dass die
einzelnen ITO-Partikel in der Polymermatrix bzw. in den Beschichtungsmassen zu weit auseinander liegen, um ein elektrisch leitfähiges
System ausbilden zu können und somit zu einem EM-abschirmenden
Effekt beizutragen. Die Beschichtungen zeigen eine gute Permanenz
gegenüber Scheuerbelastung und Bewitterung sowie eine gute Waschbeständigkeit. Durch die ITO-Beschichtung wird die Reißfestigkeit der
Textilien nicht beeinflusst, die Weiterreißfestigkeit dagegen wird erhöht.
Die Untersuchungen zur biologischen Unbedenklichkeit zeigen eine
geringe zytotoxische Wirkung der mit ITO-Pulvern dotierten Textilen. Im
Rahmen des Forschungsprojektes wurde gezeigt, dass ITO-Pulver
erfolgreich in die Faser bzw. auf die Faser appliziert werden kann. Die
Seite
16
ITO-dotierten Systeme sind transluzent, zeigen eine hohe IR-Absorption
und können damit zur IR-Abschirmung genutzt werden.
(HIT, ITCF, IGF 15598 N)
34
Hochlichtechte Textilien für den Heimtextil- und
Automobilsektor
In diesem Forschungsprojekt sollte durch eine Ausrüstung von farbigen
Textilien mit Titandioxid- und Zinkoxid-haltigen Nanosolen eine Verbesserung der Lichtechtheit, der Heißlichtechtheit sowie der Echtheit nach
Bewetterung erreicht werden. Es wurden verschiedene Nanosole mit
Titandioxid und Zinkoxid als UV-Absorber im Labormaßstab nach Literaturvorschriften hergestellt und textile Proben im Tauchverfahren
ausgerüstet. Die Beschichtung der Textilien mit diesen Nanosolen wurde
anhand von REM-Aufnahmen und über dem UPF-Wert als Schnellnachweis
eines
Effektes
geprüft.
Ausgehend
von
diesen
Untersuchungen wurden drei Nanosole (S1 mit ZnO, S2 und S3 mit
TiO2) in ausreichenden Mengen synthetisiert. Die Nanosole lassen sich
einfach am Laborfoulard verarbeiten und erzielen gleichbleibende Ergebnisse. Mit diesen Nanosolen wurden farbige Textilien sowie gefärbte
Textilien in verschiedenen Konzentrationen behandelt. Es zeigte sich,
dass schon alleine die Beschichtung mit den Nanosolen zu einer sichtbaren Farbänderung (Farbabstand ∆E größer 1) führen kann. Es wurden
Belichtungen mit künstlichem Licht im Trockenen, unter erhöhten Temperaturen und unter Feuchteinfluss von beschichteten und
unbeschichteten Mustervarianten durchgeführt. Es zeigte sich, dass
keine Beschichtung eine signifikante Verbesserung der Lichtechtheit im
Trockenen, unter hohen Temperaturen oder unter Feuchte erreichte
auch nicht unter Variation der verwendeten Konzentrationen. Z. T. waren
die Ergebnisse mit Beschichtungen sogar schlechter als die der unbeschichteten Muster. (HIT, IGF 16100 N)
35
Hydrophobierung durch Fasermodifikation
Zu Beginn des Forschungsvorhabens wurde zur Herstellung der nanostrukturierten Faseroberfläche ein hoch effizienter SeltenerdPermanentmagnete mit Halbachanordnung aus dem Material Nd2Fe14B
„Neodymium-Eisen-Bor“ mit magnetischen Flüssen der Einzelmagnete
von etwa 1 Tesla entwickelt und hergestellt. Dieser Magnet wurde in den
Prozess der Faserherstellung integriert, um die gewünschten Effekte in
der noch flüssigen Phase der Spinnmasse zu erzielen. Mittels dieser
geschaffenen Voraussetzungen konnten innerhalb der Forschungsarbeiten Filamente mit implizierten Nanomagnetit- und Eisenoxid-partikeln,
die in verschiedenen Konzentrationen eingelagert wurden, hergestellt
werden. Es erwies sich als äußerst anspruchsvoll, die benötigte Magnetkraft in der richtigen Ausrichtung sowie der geeigneten Intensität auf die
hochviskose Spinnmasse zu richten, so dass die Nanopartikel an die
Faseroberfläche wandern und die richtige Ausrichtung erhielten.
Zur Charakterisierung der neu entstandenen Oberflächeneigenschaften
wurden aus den erzeugten Einzelfilamenten Garne und weiter gestrickte
Musterstücke hergestellt. Diese Muster konnten so auf hydrophobe
sowie schmutzabweisende Eigenschaften und dessen Permanenz im
Gebrauch untersucht werden.
Die dotierten Fasermaterialien zeigten die erwarteten Eigenschaften. Die
Hydrophobie konnte durch die topografische Oberflächenstrukturierung
gesteigert werden. Unter Gebrauchsbeanspruchung, wie Scheuern und
Waschen, zeigte sich eine gute Permanenz des Effektes. Das Färbeverhalten bzw. die Farbstoffaufnahmefähigkeit des Polymers wurde durch
die inkorporierten Partikel, welche materialbedingt eine gräuliche bis
bräunliche Eigenfärbung und einen damit verbundenen dunkleren Farbausfall bei der Färbung verursachen, nicht negativ beeinflusst.
(HIT, IGF 15142 N EB)
36
Neuartige Inkjettinten zur Oberflächenfunktionalisierung von Textilien, Leder und Kunststoffbahnen
Der Inkjetdruck stellt ein innovatives Druckverfahren für Textilien dar und
wird den Textildruck zukünftig massgeblich prägen. Die Entwicklung und
Verfügbarkeit von funktionellen Tinten eröffnet dabei eine neue Perspektive
für
dieses
digitale
Applikationsverfahren. Verschiedene
Funktionstinten werden vorgestellt. Es wird ausgeführt, wie in Verbindung mit funktionellen Tinten zukünftige Ausrüstungsverfahren
aussehen könnten und damit auch ganz neue textile Produkte möglich
sind. (ITCF, FILK, IGF 15395 BG)
37
Färben von Polypropylen-Fasermaterialien mit
Küpenfarbstoffen zur Erzielung hoher Echtheiten
In vielen Textilbereichen werden hohen Anforderungen bezüglich der
Farbechtheiten gestellt. Probleme machen diesbezüglich Polypropylenmaterialien, die in einem Auszieh- oder Kontinue-Färbeverfahren
schlechte Reib- und insbesondere schlechte Lichtechtheiten aufweisen.
Im Verlaufe des Vorhabens wurde ein völlig neues Färbeverfahren für
Polypropylentextilien entwickelt. Dieses stellt die ideale Verknüpfung
eines physikalischen Vorbehandlungsverfahrens (Plasmabehandlung)
mit einem Kontinue-Färbeprozess dar, welches es erlaubt PPMaterialien in ausgezeichneten Echtheiten mit Küpenfarbstoffen zu
färben. Das Verfahren beinhaltet eine oxidative Vorbehandlung in einem
Sauerstoffplasma und eine anschließende Färbung nach dem PadSteam-Verfahren in Heißdampfatmosphäre. Die Küpenfarbstoffe werden
in Form von Pigmenten und ohne Reduktionsmittel (Verküpung) eingesetzt. Verfahrenstechnisch handelt es sich demnach um ein relativ
einfaches Verfahren, welches zudem ohne abwasserbelastende Reduktionsmittel arbeitet.
Die resultierenden Farbtiefen sind generell zufriedenstellend. Die Echtheiten, insbesondere die Lichtechtheiten sind hervorragend. Die
Fixierausbeuten liegen jedoch bei noch nicht befriedigenden 50-60%, so
dass im Hinblick auf eine technische Umsetzung noch Verbesserungsbedarf besteht. Ein entsprechendes Druckverfahren wie auch die
Färbung von Mischartikeln aus Cellulose/PP speziell im Vliesstoffbereich
erscheint aus heutiger Sicht interessant. (ITCF, IGF 15951 N)
38
Neues Verfahren zur Permanentausrüstung von
Cellulosegarnen
Im Projekt wurden mehrere interessante Verfahren entwickelt, auf deren
Grundlage Garnen aus Cellulosefasern eine permanente Funktionalisierung verliehen werden kann. Hierzu war es aus chemischer Sicht
erforderlich, Alternativen zu den für textile Flächengebilde gebräuchlichen und etablierten Verfahren der Permanentausrüstung zu suchen. Im
Bereich der Hydrophobausrüstung von Baumwolle wurde mit einer
preiswerten Verbindung auf der Basis eines Alkylketendimeren eine in
Form einer Dispersion applizierbare Verbindung auf Garn eingesetzt,
welche Hydrophobeffekte bei guter Waschpermanenz liefert. Weiterhin
wurden verschiedene Funktionalisierungen auf Basis der Sol-GelChemie weiterentwickelt. Insbesondere betrifft dies die Realisierung
eines wasserbasierten Ansatzes zur Formulierung geeigneter und stabiler Sole. Dies ist gelungen. Es wurden weiterhin Rezepturen sowohl für
die Kationisierung als auch für die Anionisierung von Cellulosegarnen
erarbeitet. Mit Hilfe der ionischen Modifizierung sind bestimmte färberische Eigenschaften der Garne verbunden. Bedingt praktikabel sind die
im Vorhaben durchgeführten Versuche zur formaldehydfreien Fixierung
von Flammschutzmitteln auf Basis von Stickstoff und Phosphor.
(ITCF, IGF 16644 N)
Seite
17
39
Verfahrensentwicklung zur Haftungsverbesserung von
mechanisch und thermisch hochbeanspruchten TextilElastomer-Verbundwerkstoffen
Mit der rasanten technischen Entwicklung, z. B. auf dem Gebiet der
Antriebs- und Fördertechnik und den wachsenden Märkten in den
Schwellenländern, gibt es gute Anwendungschancen für mechanisch
und thermisch hochbeanspruchte Textil-Elastomer-Verbundwerkstoffe
(TEV). Diese werden u. a. als Antriebselemente, gummibezogene Walzen, Transportbänder, Rohre, Schläuche etc. eingesetzt. Wachsende
Forderungen an TEV hinsichtlich der thermischen und dynamischen
Leistungsfähigkeit stellen diese in den Fokus wissenschaftlicher Untersuchungen. Dies trifft auf TEV aus den Komponenten HNBR bzw. EPDM
als Matrix und aus der textilen Verstärkungsfaser Aramid (AR) zu.
Hauptuntersuchungsgegenstand ist die Verbesserung der Haftung zwischen der textilen Verstärkung und diesen Elastomeren. Diese ist,
insbesondere für AR-Fasern, deutlich geringer als z. B. die Haftung zu
Polyamid-Chloroprenkautschuk. Bei AR-Fasern ist dies in der flüssigkristallinen Ordnung der Faser begründet, die die hohe Steifigkeit aber auch
eine passive Oberfläche bedingt. Die Motivation für den Einsatz dieses
Faserwerkstoffes liegt in der der hohen Dimensionsstabilität, der Ermüdungsbeständigkeit,
der
Temperaturbeständigkeit,
geringeren
Laufgeräuschen und Leichtbauvorteilen. Somit besteht ein hoher Forschungsbedarf für ein gezieltes Oberflächendesign dieser Fasern,
unterstützt durch die Entwicklung geeigneter materialtheoretischer Modelle, die auf den Einsatz der Fasern in TEV sowie auf die Nutzung
geeigneter, industrierelevanter und wirtschaftlicher Verfahren abgestimmt sind. Die erzielten Ergebnisse verbessern die Verkaufschancen
der Hersteller z. B. von Antriebsriemen sowie Schläuchen und führen zu
mehr Umsatz und zur Schaffung neuer Arbeitsplätze. Dies trifft auch auf
die Textilindustrie zu, die mit der Flächenbildung und Veredlung der
Verstärkungsstrukturen ihren Umsatz steigern kann. (ITM, IGF 382 ZBR)
40
Silber und Kupfer metallisierte textile Materialien aus
Polyester für den ressourceneffizienten Einsatz zur
Eliminierung biologischer Kontaminationen in
Wassersystemen
Wasser muss sowohl chemischen als auch mikrobiologischen Richtbzw. Grenzwerten zur Trinkwasserqualität genügen. So dürfen keine
Krankheitserreger in Konzentrationen enthalten sein, die zu einer Schädigung der menschlichen Gesundheit führen können. Bemerkenswert ist,
dass sich wassergängige Mikroorganismen nicht im planktonischen
Zustand vermehren, sondern dafür eine besiedelte wasserbenetzte
Oberfläche benötigen. Die Folge dieser Lebensweise ist die Ausbildung
eines Biofilms auf den Innenflächen von wasserführenden Systemen als
Ort der Keimvermehrung und -emission. Um die Freiheit des Trinkwassers von pathogenen Keimen in krankmachenden Konzentrationen zu
gewährleisten, muss entweder ein bereits vorhandener Biofilm inhibiert
bzw. beseitigt oder dessen Entstehung verhindert werden.
Bei entsprechenden Versuchen wurde herausgefunden, dass eine signifikante Reduzierung der Einsiedelung und Vermehrung von
Mikroorganismen in wasserführenden Systemen durch das Einbringen
spezieller silberhaltiger textiler Systeme erreicht werden kann. Diese
sind aus hydraulischen Gründen und zur Erzeugung möglichst großer
Kontaktflächen als 3-dimensionale textile Systeme zu verstehen.
Ziel der Forschungsarbeiten war eine Technologie zur nasschemischen
Metallisierung von hochinerten Textilmaterialien aus Polyester zu finden.
Inert heißt hier, dass die Oberfläche der Materialien über keine funktionellen Gruppen verfügt, an die Silber und Silberverbindungen so
gebunden werden können, dass im Ergebnis eine homogene, gut haftende, stabile Ummantelung aus gleichmäßigen Silberpartikeln entsteht.
Einen zweiten besonderen Schwerpunkt stellt die Silberionenfreisetzung
aus metallisierten textilen Materialien dar. Mittels Methoden und Verfahren
der
Textilveredlung
ist
eine
Konditionierung
dieser
Materialeigenschaft derart möglich, dass einerseits die biologisch geforderte Mindestabgabekonzentration von Silber gewährleistet ist, aber
auch ein erhöhtes Abgabevermögen vermieden wird, wodurch die Silberbelastung der Wassersysteme minimiert und die Depotwirkung der
eingesetzten textilen Materialien gesteigert wird. (ITM, BMBF 033R036B)
41
Innovatives molekulares Design für multifunktionelle
Mehrkomponentenwerkstoffe
Ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMW-PE) ist aufgrund seiner
hervorragenden physikalischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit, EModul und Bruchdehnung sowie seiner Widerstandsfähigkeit gegenüber
chemischen und physikalischen Einflüssen bei gleichzeitig geringem
Gewicht eine ideale Verstärkungsfaser für Verbundwerkstoffe oder als
Trägermaterial für biologisch, chemisch oder physikalisch aktive Substanzen. Dem entgegen steht jedoch sein minimales Vermögen, die
nötigen Wechselwirkungen zu anderen Materialien aufzubauen.
Um diese Wechselwirkungen zu verbessern, wurde Dyneema®, ein
kommerziell erhältliches hochfestes PE, mittels Atmosphärendruckplasma behandelt. Es handelte sich dabei um ein kaltes Plasma, das
durch eine dielektrische Barriereentladung in Luft erzeugt wurde. Da die
Temperatur im Inneren nur geringfügig oberhalb der Umgebungstemperatur liegt, ist es für eine Vielzahl von Materialien anwendbar. Außerdem
sind die zugrundeliegenden Reaktionen auf die äußersten Schichten des
Substrats begrenzt, wodurch eine Veränderung des Faserinneren vermieden wird und somit die textilphysikalischen Eigenschaften erhalten
bleiben.
Ziel der Arbeiten war die Optimierung der Anlagenparameter sowie der
Untersuchung typischer Charakteristiken wie Funktionalisierungsrate,
Waschbeständigkeit, Aging-Verhalten und Prüfung der textilphysikalischen Eigenschaften vor und nach der Behandlung.
(ITM, IPF, IfWW; ECEMP 13996/2379)
42
Nassspinnen von Chitosanfasern für biomedizinische
Anwendungen
Chitosan ist ein natürliches Biopolymer, dass aus dem nachwachsenden
Rohstoff Chitin gewonnen wird. Das Material besitzt ein hohes Nutzungspotenzial und ist mittels Strukturmodifizierungen mit vielen
Eigenschaften und Funktionen austattbar, so dass ein breites Anwendungsfeld in der Chemie-, Bio-, Medizin- und Umwelttechnik besteht. Die
Darstellung von Fasern aus Chitosan mittels Nassspinnen führte bisher
nur zu unbefriedigenden Ergebnissen und somit bisher nicht zu vermarktbaren Produkten. Hierbei sind insbesondere die unzureichenden
mechanischen Eigenschaften wie Höchstzugkraft und Zugmodul, aber
auch ökonomisch ungünstige Produktionsverfahren zu nennen. Bisher
ist es nicht gelungen, geeignete Chitosanfilamentgarne für den textilen
Verarbeitungsprozess zu realisieren, so dass Forschungs- und Entwicklungsarbeiten
zur
Herstellung
textilverarbeitbarer
und
anwendungsgerechter Chitosan basierender Fasermaterialien als unbedingt notwendig anzusehen sind. Die angestrebten Entwicklungen sind
ganz neu. Mit den biobasierten Fasermaterialien lassen sich definierte
reproduzierbare Mikrostrukturen, wie Mikro-Gewebe, Gestricke und
Gewirke, sowie komplexe dreidimensionale Strukturen realisieren.
(ITM, ZIM KF 2048920H60)
43
Ausrüstung von Textilien für Schutzbekleidung mit
funktionalisierten Heißschmelzstoffen
Im Projekt wurde die umweltfreundliche Technologie „Hotmelt“ weiterentwickelt und die Applikation von Heißschmelzmassen für textile
Produkte mit dem Fokus auf Matratzendrell, Schutzkleidung und Teppiche untersucht. Im Projekt wurde die Möglichkeiten aufgezeigt,
Heißschmelzpolymere mit bestimmten Eigenschaften (flammhemmend,
wasser-/ölabweisend, antimikrobiell, antistatisch) zu versehen. Dazu
gehörten die Rezepturerstellung, die Applikation auf unterschiedliche
Substrate und die Analyse der verschiedenen Auftragsmethoden. Im
Rahmen der Arbeiten ergänzten sich die Projektpartner mit den unterschiedlichen Auftragsmöglichkeiten.
Damit sollten die gebräuchlichen wasser-/lösemittelbasierten Beschichtungen
durch
die
funktionalisierten
umweltfreundlichen
und
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18
energieeffizienten Heißschmelzmassen entweder teilweise ersetzt, oder
die Veredlungsmöglichkeiten aufgezeigt werden.
Aufgabe des ITV mit den deutschen Partnern im Verbund war die Erzielung von flammhemmenden, wasser-/ölabweisenden, antimikrobiellen
und antistatischen Eigenschaften für Schutzkleidung. Centexbel war für
die Entwicklung von antistatischen Eigenschaften und die Einarbeitung
von Füllstoffen für Teppichrückenbeschichtungen verantwortlich. Das
spanische Institut Aitex beschäftigte sich mit der Entwicklung von
flammhemmenden und antimikrobiellen Eigenschaften für Matratzendrell. (ITV, IGF 16 EN/1)
44
Umweltfreundliche Hybridbeschichtungen für nachhaltige Textilprodukte
Die Trocknung und Vernetzung von Beschichtungssystemen mittels UVStrahlung ist z. B. in der Papier- und Glasindustrie sowie der Folienherstellung Stand der Technik. Der Hauptvorteil dieser Technologie ist der
niedrige Energieverbrauch, ihre hohe Effizienz und die Emissionsminderung flüchtiger organischer Verbindungen (VOC).
In Textilunternehmen ist diese Trocknungsart bisher nicht etabliert. Die
Nutzung UV-vernetzbarer Beschichtungen zur Ausrüstung von Textilien
stellt eine sehr umweltfreundliche Alternative im Vergleich zum traditionellen thermischen Energieeintrag dar. Darüber hinaus eröffnet die UVVernetzung Möglichkeiten zur Ausrüstung/Beschichtung von hitzesensitiven Materialien.
Im Rahmen des CORNET-Aufrufes zur Förderung von KMU in Europa
erfolgten in Zusammenarbeit mit den Forschungseinrichtungen TNO
(Niederlande) und Centexbel (Belgien) Untersuchungen zur Entwicklung
von wasserbasierten, UV-vernetzenden, multifunktionalen Sol-GelSystemen sowie von 100%-Systemen. Aufgabe von TNO war die Entwicklung der speziellen wasserbasierten Sol-Gel-Systeme. Centexbel
oblag die Funktionalisierung der Sol-Gel-Systeme mit Pigmenten und
Additiven sowie deren Applikation auf Geweben und Garnen aus Baumwolle und Polyester. Forschungsziel des STFI e. V. war die Erarbeitung
technologischer Lösungen für die Ausrüstung/Funktionalisierung von
Vliesstoffen.
Angestrebte Eigenschaften waren die Erzielung einer hohen Abriebfestigkeit, verbesserte Flammbeständigkeit, UV-Stabilität und die
Erzeugung schmutzabweisender Oberflächen. Technologisches Ziel des
Forschungsprojektes war es, den Energieverbrauch gegenüber den
konventionellen thermischen Trocknungsverfahren durch Nutzung der
UV-Vernetzung signifikant zu minimieren. (STFI, IGF 37 EBR)
45
Thermische Behandlung von Polyesterbändern mittels
Ultraschall
Veredlungsprozesse in der Textilindustrie sind oftmals mit hohem Energie- und Ressourcenverbrauch sowie problematischen Abwässern
verbunden. Der Einsatz von Ultraschall ist eine Möglichkeit, um Textilveredlungsprozesse energiesparender und umweltfreundlicher zu
gestalten. Es wird über Ergebnisse von Grundlagenuntersuchungen zur
Nutzung der thermischen und chemischen Wirkungen von Ultraschall
und deren Anwendung in der Textilveredlung berichtet Einen Schwerpunkt bildet die thermische Behandlung und Ausrüstung von
Schmaltextilien. Typische Anwendungsgebiete sind das Thermofixieren,
die Oberflächenmodifizierung, dargestellt am Beispiel der Fleckschutzausrüstung, sowie das Farben mit Dispersions- und Pigmentfarbstoffen.
Ein weiteres energiesparendes Verfahren ist das kontinuierliche Ultraschall-Waschen von Schmalgeweben. Ultraschall-Waschmodule werden
zum energieeffizienten Auswaschen von Schlichte und Spinnölen vor
dem Färben und zum Auswaschen nicht fixierter Farbpartikel nach dem
Fixieren aus Schmalgewebe, Breitware, Seilen oder Schnüren eingesetzt. Die unter Ultraschalleinsatz erzielten Resultate werden, soweit
dies möglich ist, mit denen klassischer Verfahren verglichen. Weiterhin
wird auf einige Möglichkeiten zur Charakterisierung der Wirkungen von
Ultraschall auf das Textilmaterial bzw. die erzielbaren Oberflächeneffekte
eingegangen.
Ausgehend
von
den
im
Laborund
Technikumsmaßstab durchgeführten Versuchen werden Vorschläge für
die maschinentechnische Umsetzung vorgestellt, die vorzugsweise in
modularer Bauweise erfolgen soll. (TITV, IGF 16281 BR)
46
Untersuchung der Kontaktimpedanz textiler Elektroden/Haut zur Übertragung bioelektrischer Signale für
den therapeutischen und diagnostischen Einsatz
Durch das im Projekt entwickelte elektrische Modell der nanostrukturierten Grenzschicht können der Chargetransferwiderstand (metallischer
Film/ionisch leitfähige Nanostruktur) und der elektrolytische Widerstand
(Ionenbeweglichkeit) in dem die Kontaktimpedanz verringernden kovalent gebundenen Film separiert werden.
Durch die Anbindung extrem dünner Filme an die metallische Oberfläche
der textilen ELITEX®-Testsubstrate kann die Grenzfläche Metall/Elektrolyt, die sich an der Haut nur dort ausbildet, wo die leitfähigen
Textilien mit Schweiß benetzt werden und den größten Beitrag zur Gesamtimpedanz leistet, auf die gesamte innere Oberfläche der textilen
Elektrode ausgedehnt werden. Folglich können Stimulationsströme mit
geringstmöglicher Stromdichte übertragen und elektrische Potentiale
störungsfrei abgegriffen werden.
Die Anbindung der ionisch leitenden Filme an die metallisierte textile
Elektrodenstruktur erfolgt vorwiegend permanent, dessen Grundlage die
kovalente Anbindung an die metallisierte Textiloberfläche ist.
In Auswertung der Versuche mit der FlammCVD-Abscheidung von SiOxund durch chemisch und/oder elektrochemisch erzeugten AgONanofilme zur Anbindung von Haftvermittlerschichten mittels SiVerbindungen stellte man fest, dass dieses Verfahren den leitfähigen
Faden zerstört. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die Haftvermittlerschichten mit dem schonenderen Plasma-Abscheidungsverfahren
aufzubringen.
Die metallische Oberfläche ist mit Amino-, Epoxid-Gruppen und ungesättigten Kohlenwasser-stoffbindungen für die kovalente Anbindung von
Polyelektrolyten und ICPs nanostrukturiert. Diese zeigen nicht die gewünschten positiven Effekte. Durch die zusätzliche Verwendung von
Methacryl- Gruppen wird eine verbesserte Waschbeständigkeit erreicht.
(TITV, BMWI VF081027)
47
Permanente Funktionalisierung von Textilien auf Basis modifizierter Nanoclays
Im Projekt auf der Basis verschiedener Polyoxokationen synthetisierte
Pillared Clays hinsichtlich ihrer Struktur sowie ihrer Wirkung als Adsorber untersucht. Die Materialien zeichnen sich durch hohe BETOberflächen aus, deren Größe entscheidend vom Basis-Schichtsilikat
abhängt. Sie adsorbieren sowohl aus wässriger Phase als auch aus der
Gasphase sehr selektiv unterschiedliche organische Verbindungen.
Die synthetisierten Absorber Partikel wurden sowohl mittels unterschiedlicher angepasster Sol-Gel-Bindersysteme, als auch über ein
modifiziertes Thermosolverfahren auf Baumwollgewebe, Polyestergewebe und Polyestervliese appliziert.
In abschließenden Adsorptionsmessungen von Benzol und gravimetrischen Analysen zur Aufnahme von Toluol der ausgerüsteten Textilien
zeigte das Thermosolverfahren insbesondere für die Anbindung von
modifizierten Clays auf Polyestervlies die besten Ergebnisse. Dies gilt
sowohl für Pillared Clays als auch für Alkylammoniumtensid-modifizierte
Nanoclays.
Die entwickelten Beschichtungen eignen sich als Ausrüstung auf Schutztextilien zur Vermeidung von Xenobiotika-Kontakt auf der Haut, als
Wohnraumtextilien zur Raumentgiftung oder als abschirmende Outdoortextilien wie Zelte oder Planen. (DWI, BFT, IGF-Nr. 16781)
48
Universell nutzbare Modifizierung von Faseroberflächen mit ultradünnen Funktionsschichten
Moderne Textilien müssen heute spezielle Funktionen erfüllen, die weit
über das klassische Anforderungsprofil hinausgehen. Abgesehen von
den etablierten Ausrüstungen, die dem Textil verbesserte Trage-, Komfort- und Reinigungseigenschaften verleihen, gewinnen neue intelligente
Textilien mit zusätzlich verfügbaren Nutzungseigenschaften für Beklei-
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19
dungsartikel und technische Produkte immer mehr an Bedeutung. Beispiele sind Textilien mit integrierter Mikroelektronik, textilbasierte
Sensoren oder Solarzellen, adaptive Textilien mit selektiver IRAbsorption, elektrochrome oder photochrome Textilien u.a. für den
Einsatz in Berufs- und Freizeitbekleidung, im Pflege-/Monitoringbereich,
in der Textilarchitektur oder im Automobil.
Um diese Ansprüche zu erfüllen, müssen neuartige Methoden zur Oberflächenfunktionalisierung entwickelt werden, damit verschiedene
Parameter wie Kombinationen von verschiedenen Funktionalitäten (z.B.
Reaktiv und Hydrophob); Umweltfreundlichkeit (Wasser-Chemie); Ausrüstungspermanenz (Waschresistenz), Kostenreduktion usw. erfüllt
werden können.
Am DWI an der RWTH Aachen e.V. werden Kompetenzen in den Bereichen Oberflächenfunktionalisierung und Makromolekulare Chemie /
Kolloidchemie zusammengefügt, wodurch neue Ansätze für die Funktionalisierung von Textilien beschritten werden können. Dabei bildet die
Kombination von funktionalen Bausteinen (Polymere, Kolloide) und
Oberflächenaktivierungsmethoden eine vielversprechende Basis für
neue, innovative Funktionalisierungsmethoden für Textiloberflächen.
Dies wird an den Beispielen antimikrobiell wirksame Release- und NonRelease-Systeme, Grenzflächendesign in faserverstärkten Kunststoffen,
druckbare hochflexible Leiterbahnen, Hydro-/Oleophobierung mit ultradünnen (nanoskaligen) Beschichtungen sowie Alterungsbeständigkeit
plasmaoxidierter (hydrophiler) Oberflächen demonstriert.
(DWI, IGF. 15117, 15245, 135 ZN, 17335, BMBF 01RI0635A-C)
49
Nanopartikuläres Silber zur antimikrobiellen Oberflächenfunktionalisierung textiler Materialien
Das Abscheiden von Ag(0) auf anderen kleinskaligen Teilchen soll zu
einer im Vergleich zu reinem Ag(0) sehr großen bioaktiven Oberfläche
und damit zu einem erhöhten antimikrobiellen Effekt führen. Die antimikrobiell aktive Spezies ist das Silberion. Das geträgerte Ag(0) wurde
durch chemische Deposition mittels der “Seed-Growth”-Methode hergestellt. Die durchschnittliche Größe des auf die Teilchen abgeschiedenen
Ag(0) beträgt 4-7 nm. Die antimikrobielle Wirksamkeit wurde in Lösung
und nach Applikation auf textiles Material bestimmt.
Zinkoxid wird aufgrund seiner antiseptischen, wundheilungsfördernden
Eigenschaften und als weißes Farbmittel in pharmazeutischen, kosmetischen und technischen Produkten eingesetzt. ZnO in nanoskaliger
Größe zeigt stark erhöhte antibakterielle Eigenschaften. Dieser Effekt
wird in der Literatur auch den photokatalytischen Eigenschaften der
ZnO-Teilchen zugeordnet. Ähnlich dem TiO2 werden auf der ZnOTeilchenoberfläche unter Einwirkung von kurzwelligem Licht reaktive
Sauerstoff-Spezies (ROS) erzeugt.
Die kombinierte Anwendung von nanoskaligen Ag(0) und ZnO-Teilchen
bewirkt im vorliegenden Vorhaben einen im Vergleich zu den jeweiligen
Einzelsystemen erhöhten antimikrobiellen Effekt. Dabei hängt die antimikrobielle Wirksamkeit von der Art des getesteten Mikroorganismus
und der Freisetzungskinetik der aktiven Metallionen ab, während ROS in
dieser Versuchsanordnung keine entscheidende Rolle spielen. Nach
Applikation auf textiles Material wird durch das ZnO die durch das geträgerte Ag(0) je nach Dotierung verursachte leichte Gelbfärbung
überdeckt. (DWI, IGF 15245)
50
Entwicklung einer nachhaltigen Oberflächenaktivierungstechnologie
Ziel des Projektes war die Entwicklung einer nachhaltigen Oberflächenaktivierungstechnologie, die auf der Fähigkeit einer „weichen
Nanotechnologie“ zur Selbstorganisation beruht und die zur Entwicklung
funktionaler praxisorientierter textiler Produkte führt. Vor dem Hintergrund der wachsenden Zahl nosokomialer Infektionen in Europa lag das
Hauptaugenmerk im Hinblick auf die Funktionalität bei der Entwicklung
antimikrobiell wirksamer Textilien.
Als Alternative zu den bestehenden Ausrüstungen, bei denen aktive
Spezies in die Umgebung freigesetzt werden, wurde ein neues Konzept
zur Kontrolle mikrobiellen Wachstums durch Modifizierung der Zieloberflächen generiert („Non-Release“).
Der antibakterielle Effekt kationischer Polyelektrolyte wurde sowohl
gegenüber Modellmembranen als auch in vitro gegen definierte Bakteri-
enspezies (E. coli, B. subtilis und S. aureus) bestimmt. Optimale Strukturen konnten auf Basis der Tests auf antimikrobielle Wirksamkeit und
Hämolyse sowie der Membran-zerstörenden Eigenschaften identifiziert
werden. (DWI, EU CP-TP 228490-2)
51
Strukturbildende Copolymere zur primären und
sekundären Ausrüstung von Oberflächen mit
funktionalen und schaltbaren Eigenschaften
Amphiphile monodisperse Verbindungen sowie Polyethylenimine (PEI)
mit definierten Mikrostrukturen wurden aus primären Aminen einerseits
und PEI andererseits durch Funktionalisierung mit kationischen, hydrophoben und amphiphilen Carbonatkopplern hergestellt.
Die antimikrobielle Wirksamkeit dieser Komponenten wurde gegen E.
coli, S. aureus und B. subtilis bestimmt und die hämolytischen Eigenschaften wurden aufgenommen. Der Einfluss der Mikrostruktur, der
Länge der Alkylketten der hydrophoben Reste und der Verteilung der
hydrophoben und kationischen Gruppen auf den antimikrobiellen Effekt
wurde bestimmt.
Amphiphile Verbindungen mit langen Alkylketten (C14−C18), die direkt
mit den kationischen Gruppen verbunden sind, sind wirksamer gegen
Gram-positive und Gram-negative Bakterien als amphiphile Verbindungen, bei denen die hydrophoben und die kationischen Gruppen durch
einen Spacer voneinander getrennt sind. (DWI, BMBF 03X0019D)
52
Entwicklung schaltbarer antimikrobieller Freisetzungssysteme für textile Anwendungen
Heutige Ansätze zur Generierung antimikrobiell wirksamer Textilien
basieren häufig auf wenig selektiven Substanzen, die konstant vom
Material an die Umgebung abgegeben werden.
Mikrobielles Wachstum kann aber nur unter geeigneten FeuchteBedingungen erfolgen und nur dann ist bei technischen Textilien, die
z.B. in Raumlufttechnischen Anlagen oder als Dämmmaterialien zum
Einsatz kommen, die Aktivität einer antimikrobiell wirksamen Substanz
notwendig.
Konzepte, die zum einen antimikrobielle Substanzen stabilisieren und
zum anderen deren Freisetzung auf Basis der Feuchte steuern, sind bis
dato noch nicht im industriellen Maßstab realisiert worden.
Ziel des Projektes ist die Verkapselung antimikrobiell wirksamer Peptide
und Proteine in einer inerten Polymermatrix und deren Fixierung auf den
textilen Materialien. Die aktiven Substanzen werden “On Demand” freigesetzt; Wasser ist hier die externe treibende Kraft.
(DWI, IGF KF 2618604AJ1 (ZIM))
53
Innovative Konzepte für den Parasitenschutz von
Heimtextilien
Ziel der Arbeiten war die Entwicklung von neuartigen Verfahren zur
Parasitenschutzausrüstung von Textilien, in erster Linie zur dauerhaften
Unterdrückung des Befalls von Wolltextilien durch Motten- und Käferlarven. Neben den üblichen synthetischen Insektiziden wurden auch
unkonventionelle Wirkstoffe wie z.B. ätherische Öle oder Pflanzenextrakte bzw. deren Aktivsubstanzen eingesetzt. Vierzehn synthetische und
natürliche Insektenschutzmittel wurden ausgewählt und hinsichtlich des
Potentials einer Komplexierung und ihrer Freisetzung durch/aus Cyclodextrinen untersucht. Computergestützte Studien mittels Monte Carlo
Kraftfeld-Simulationen mit ausgewählten Insektiziden zur Komplexierung
durch β-Cyclodextrine wurden durchgeführt und eine Rangliste zur Stabilität der Cyclodextrin-Insektizid-Komplexe erstellt. Experimentelle
Untersuchungen zur Komplexierung und zur Unterstützung der theoretischen Studien wurden zusätzlich durchgeführt. Die untersuchten
Insektizide und Öle bilden Cyclodextrin-Komplexe. Ferner wurden Studien zur Freisetzung der Aktivstoffe aus den Komplexen mittel HeadSpace GC/MS-Analytik durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass der
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20
Freisetzungsprozess von den Gastmolekülen und dem vorliegenden
Wassergehalt abhängen. (DWI / DTNW – IGF 15123 N)
54
Selbstregelnde Lichtdurchlässigkeit bei Fasermaterialien zur Licht- und Klimaregulierung
Ein Ansatz zur Entwicklung von mikro- oder nanoskaligen photochromen
Pigmenten zur Ausrüstung von Textilien, die bei Lichteinfall die Lichtdurchlässigkeit wechseln und damit eine Licht- und Klimaregulierung
ermöglichen, ist die Entwicklung von oxidischen Teilchen, die Silberhalogenide enthalten. Versuche, kleine Silberhalogenid-haltige Teilchen in
einem Bottom-up-Ansatz durch Fällung herzustellen, wurden erfolgreich
durchgeführt, ergaben aber grundsätzlich keine Reversibilität der Verfärbung nach Lichtbestrahlung. Diese SiO2-Teilchen sind offensichtlich zu
porös, um die Halogenkomponente nach der Bestrahlung/Zersetzung
des Silberhalogenids lokal festzuhalten und so die Rückreaktion zu
ermöglichen. Daher wurde versucht, eine dichte Beschichtung der SiO2Teilchen herzustellen. Dazu wurden hier ein auf dem Sol-Gel-Prozess
basierendes zweistufiges Verfahren sowie das SiliziumdioxidBeschichtungsverfahren nach Iler eingesetzt.
Im ersten Schritt wurden anorganische Nanopartikel (SiO2, ZnO, ZnS
oder α-Fe2O3) in Fällungsverfahren synthetisiert. Bei Bedarf wurde eine
zusätzliche Beschichtung mit Hilfe eines Adhäsionsförderers vorgenommen, um eine weitere Beschichtung mit SiO2 zu ermöglichen.
Anschließend wurden die erhaltenen Nanopartikel zuerst mit SiO2 nach
dem Stöber-Verfahren und dann in einer zweiten Stufe mit Orthokieselsäure beschichtet, um eine dichte SiO2-Beschichtung zu erzeugen. Die
beschichteten oxidischen Nanopartikel wurden mit Hilfe elektronenmikroskopischer Methoden und mittels Partikelanalyse charakterisiert. Der
Einfluss der dichten SiO2-Beschichtung auf die Eigenschaften der anorganischen Nanopartikel oder der verkapselten Funktionalitäten, z. B. der
optischen Eigenschaften von Farbstoffen oder der Reversibilität von
photochromen Systemen, die in die anorganische Matrix eingelagert
waren, wurden ebenfalls untersucht. Die Stabilität von mit SiO2 beschichteten anorganischen Nanopartikeln in sauren Medien und ihre
Beständigkeit gegenüber Licht wurden weiterhin ermittelt. Die Vorteile
der dichten SiO2-Beschichtung sind ihre Inertheit, ihre Ungiftigkeit, ihre
Biokompatibilität und ihre Transparenz. (DWI, IGF 16630 N)
55
Entwicklung von neuartigen Polymeren zur Erzeugung
von permanenten Bügelfalten in Wollgeweben
Oligo- und Thiol-co-oligoglycidole wurden synthetisiert und auf Keratinfasern als oligomere Reduktionsmittel zur Spaltung von Disulfidbrücken
eingesetzt. Acetal-geschütztes Glycidol wurde als Ausgangsmaterial in
der Synthese von linearen Oligomeren verwendet. Nach der Schutzgruppenabspaltung
wurden
die
Co-oligoglycidole
mit
3,3‘Dithiopropionsäurechlorid vernetzt. Nach folgender reduktiver Spaltung
wurden wasserlösliche, thiolfunktionalisierte Oligo- oder Cooligoglycidole erhalten. Die Substanzen wurden bei Raumtemperatur auf
Keratinfasern aus wässriger Lösung aufgebracht. Ramanspektroskopische Untersuchungen an behandelten Keratinfasern zeigten, dass die
Substanzen mit den Cystinbrücken in den Fasern reagieren. Fluoreszenz-markierte Derivate der thiolfunktionalisierten Co-oligoglycidole
zeigten auch, dass sie in den Cortex der Wollfaser eindiffundieren. Beide
Ergebnisse sind wesentlich für eine Anwendung der thiolfunktionalisierten Oligoglycidole in der Pflegeleicht-Ausrüstung, speziell zur Erzielung
von permanenten Bügelfalten in Wollgeweben.Weiterhin wurden die
thiolfunktionalisierten Co-oligoglycidole auf Humanhaare appliziert. Nach
Behandlung von Humanhaaren wurde mikroskopisch eine Verdickung
der Haare ermittelt. Dies zeigt das Anwendungspotential der thiolfunktionalisierten Glycidole für eine Vielzahl von haarkosmetischen
Behandlungen. (DWI, IGF 15179 N)
Textilmaschinen/Prüfmethoden und -geräte
56
57
Entwicklung eines physiologischen Anforderungsprofils an Kinderbettwaren
Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer
Es wurde eine systematisch variierte Musterreihe erstellt und diese im
Anschluss hinsichtlich ihrer thermophysiologischen Eigenschaften mit
dem Hautmodell und einer thermischen Kindergliederpuppe untersucht.
Diese thermische Kindergliederpuppe wurde dazu an der Forschungsstelle neu entwickelt. Außerdem wurde ein Feldtest mit Kindern
durchgeführt, um später anhand von Laborergebnisse menschliche
Empfindungen vorhersagen zu können.
Durch statistische Analysen konnten Formeln gefunden werden, mit Hilfe
derer sich der Schlafkomfort bei warmen und kalten Umgebungstemperaturen berechnen lässt. Grundlage dafür sind Messungen mit der
thermischen Kindergliederpuppe und dem Hautmodell.
Mit allen untersuchten Füllmaterialien konnten gute Schlafkomfortnoten
für warme und kalte Bedingungen erreicht werden.
Da es bei Kindern hin und wieder zu "Bettunfällen" kommt, spielt die
Pflegbarkeit eine bedeutende Rolle. Die Schlafkomfortnoten der Decke
mit Feder/Daune-Füllung waren nach der Pflege schlechter als im Neuzustand, lagen aber immer noch auf dem Niveau der besten Decken mit
Polyesterfaserfüllungen. Die visuelle Beurteilung zeigte, dass die Blasfasern verklumpten und das thermisch verfestigte Vlies (Muster 6)
beschädigt war, was die Schlafkomfortnoten nicht deutlich negativ beeinflusste. Das Muster 6 erhielt im gepflegten Zustand (SKwarm=1,6) sogar
eine bessere Schlafkomfortnote bei warmen Bedingungen als im Neuzustand (SKwarm=2,6). (HIT, IGF 15126 N)
Die Textilproduktion in Hochlohnländern ist insbesondere auf technische
Textilien fokussiert. Qualitätsanforderungen an sie sind höher, während
Produktionsmenge und Produktlebensdauer geringer sind als für Bekleidungstextilien. Unternehmen müssen dabei zwei sich widersprechende
Ziele erreichen: die Qualität steigern und Kosten senken. Kognitive und
selbst-optimierenden Maschinen bieten eine Lösung für dieses Dilemma.
Sie passen sich an veränderte Prozessbedingungen selbstständig an
und verringern so Rüstzeiten und-kosten. Zwei Beispiele für Forschung
an kognitiven Textilmaschinen werden gegeben.
In Spinnereivorbereitung wurde eine sich selbst optimierende Karte
entwickelt. Die intelligente Steuerung bewirkt eine Verringerung der
Faserschädigung und eine Verkürzung der Rüstzeit. Hierfür wurde eine
Prozessanalyse durchgeführt, um ein Modell der Zusammenhänge
zwischen Maschine und Qualitätsparameter zu erstellen. Gleichzeitig
wurden neue Online-Sensoren und Aktoren in die Karde integriert. Im
Ergebnis ist die intelligente Kardensteuerung in der Lage, die richtigen
Parameter bei zunehmender Faserschädigung zu ändern.
Für den Webvorgang wurde eine intelligente Einstellhilfe entwickelt. Mit
dieser Einstellhilfe ist es möglich, die optimalen Betriebsparameter für
eine Webmaschine zu ermitteln. In der aktuellen Forschung wurde diese
Einstellhilfe mit sich selbst optimierenden Elementen erweitert. Diese
Elemente ermöglichen es der Maschine, den eigenen Betriebspunkt im
Hinblick auf Prozesseffizienz und Produktqualität zu verbessern. Zu
diesem Zweck wurde eine Kettfadenspannungs-Simulation programmiert. Basierend auf der Simulation und ihrer Validierung durch eine
Online-Messung der Kettspannung, wird eine neuer evolutionärer Algorithmus verwendet, um optimierte Maschineneinstellungen berechnen.
(ITA, IGF 15477N, DFG-Excellenzcluster 128)
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58
im Labor inklusive Probenmanagement. Es ermöglicht sowohl die manuelle Eingabe als auch die automatische Übertragung von Prüfwerten,
statistische Auswertungen, spezielle Berechnungen und die automatische Erstellung von Berichten. (STFI / CBS, SAB 12661/2096)
Energieeinsparung in der Luftweberei
Die Verwendung von Luftwebmaschinen empfiehlt sich bei geeignetem
Schussmaterial aufgrund der hohen Produktivität. Demgegenüber stehen der hohe Energieverbrauch bei der Erzeugung von Druckluft und
damit verbundene hohe Energiekosten. Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Energieeinsparung in der Luftweberei“ (AiF-Nr. 15599 N)
wurden am Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University eine
messtechnische Strömungsanalyse und eine Simulation des Strömungsfeldes durchgeführt. Innerhalb der Simulation wurden Einflussparameter
variiert. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wurden Verbesserungskonzepte für den Schusseintrag mit Luft abgeleitet. Die
erfolgversprechendsten Konzepte wurden in einem Praxistest und/oder
einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung untersucht. Gegenüber den Standardeinstellungen konnte teilweise eine Druckluftreduktion von über
30 % realisiert werden. (ITA, IGF 15599 N)
59
Untersuchung des visko-elastischen Verhaltens
technischer Garne bei Kurzzeitbeanspruchungen
mit hoher Dehnungsgeschwindigkeit
In dem Gemeinschaftsprojekt (DTNW, Krefeld, dem ITV Denkendorf,
TITK Rudolstadt) wurden die Prüfungen mit klassischen Zugprüfmaschinen (ITV, DTNW, TITK), einem Fallprüfstand (DTNW, max. 7 m/s), einer
servo-hydraulische Zugprüfmaschine (TITK, max. 12 m/s) und einem
speziell der Aufgabenstellung entwickelten Rotationsprüfstand (ITV,
max. 70 m/s) durchgeführt. Hierfür waren am ITV neben dem Aufbau,
Inbetriebnahme und der sicherheitsbedingten Einkapselung des Prüfstands umfangreiche Entwicklungs- und Optimierungsarbeiten zur
Garneinbringung- und Fangmethode, Klemmung und Messtechnik unter
Einsatz von High-Speed-Videoaufnahmen erforderlich. Im Gemeinschaftsprojekt wurden die Möglichkeiten der unterschiedlichen
Prüfmethoden aufgezeigt. Die Ergebnisse der Prüfmethoden untereinander waren sehr gut vergleichbar. Die 180 durchgeführten ITVHochgeschwindigkeit-Zugprüfungen mit 10-40 m/s (50-200 1/s) zeigten
einen deutlichen Dehnrateneinfluss auf das Garnverhalten: Die Bruchdehnung wird mit zunehmender Dehnrate deutlich geringer und die
Steifigkeit (nichtlineare KD-Kurvenverlauf) nimmt deutlich zu. Der Rotationsprüfstand ermöglicht verlässliche Hochgeschwindigkeitsprüfungen
bei Dehnraten bis zu 350 1/s (Einspannlänge 200 mm). Infolge des
möglichen Garnfangvorgangs bis über 70 m/s sind mit weiteren F&E
Arbeiten bzgl. der Klemm- und Dehnungsmessung noch weit höhere
Dehnraten wiederhol und realisierbar. (ITV, IGF 15925 BG / 2)
60
Konzeption und Entwicklung von Methoden für die
Automatisierung von Prüf- und Zertifizierungseinrichtungen
Die zunehmende Internationalisierung von Entwicklung, Produktion und
Handel stellt auch an die Qualitätssicherung, Prüfung und Zertifizierung
von Erzeugnissen neue Anforderungen. So müssen Prüfverfahren,
Prüfungen und Zertifikate den verschiedensten nationalen und internationalen Normen genügen.
Die daraus resultierenden Kundenanforderungen sind mit vielseitig
voneinander abhängigen Prüfverfahren sehr komplex, was die Erfassung, Auswertung, Verwaltung und Ausgabe von Labordaten mittlerweile
als sehr variantenreich gestaltet. Über vorhandene Insellösungen mit
handelsüblichen Standardelementen oder Labormanagementsystemen
hinaus sind neue Modelle nötig, welche in der Lage sind, bestehende als
auch zukünftig entstehende Workflows und Kommunikationsvorgänge
flexibel abzubilden und die großen Datenmengen auftragsgerecht und
zeitnah auswerten zu können. Dies war der Ausgangspunkt für die Entwicklung eines integrierten Systems zur Abbildung, Steuerung,
Automatisierung und Nachverfolgung textiler Prüfungen.
Das System unterstützt mittels eines speziellen Prüfauftragskonfigurators (PAK) von der ersten Anfrage und Angebotserstellung bis zur
Rechnung an den Kunden die gesamte Koordination aller Prüfleistungen
61
Optimierung des Restfettgehalts von Scheuermittelgewebe
Vorbetrachtungen ergaben, dass das Maß des Restfettgehaltes eines
Scheuermittel-Gewebes Auswirkungen auf das Reibergebnis bei der
Martindale-Scheuerprüfung hat. Das Ziel des Forschungsvorhabens war,
die Abhängigkeiten der Reibergebnisse von der Höhe des Restfettgehaltes im Gewebe festzustellen und zu bewerten.
Innerhalb der Projektbearbeitung wurden umfangreiche Untersuchungen
zum Restfettgehalt in den einzelnen Prozessstufen der Herstellung des
Testgewebes durchgeführt. Das umfasste die Bestimmung des Restfettgehaltes der verschiedenen Prozessstufen der Fasergewinnung, Garnund Gewebeherstellung.
Bei einem unterhalb der Toleranzgrenze liegenden Restfettgehalt im
Gewebe wurde versucht, das Gewebe nachträglich zu „fetten“ und danach Rückschlüsse auf das Reibverhalten zu ziehen. Es konnten eine
Paraffin-Dispersion sowie eine Lanolinemulsion beschafft werden, mit
denen Gewebe mit niedrigem Restfettgehalt nachgefettet wurden. Bei
den anschließenden Scheuerversuchen dieser Testgewebe gegen ausgewählte Polsterstoffe wurde festgestellt, dass mit der Erhöhung des
Restfettgehaltes die Anzahl der Scheuertouren (bis Zerstörung von zwei
Fäden) sinkt. Das bedeutet, dass die Anlagerungen von Fetten an den
Fasern des Scheuermittel-Gewebes das Reibverhalten aggressiver
machen. Dabei ist nicht die Art (Paraffin, Lanolin, Silikon, etc.) von
Bedeutung, sondern die Höhe des Restfettgehaltes. (STFI, MF090056)
62
Entwicklung eines Regelsystems zur Einstellung der
Faserorientierung
Mit Hilfe neuester Kameratechnik und der im Forschungsprojekt von der
Fa. Trützschler Nonwovens neu entwickelten Krempelsteuerung wurde
die Online-Messung der Faserorientierung an allen üblichen Krempelsystemen getestet. Das Ziel des Vorhabens bestand darin, mittels CCDKameratechnik und Bildverarbeitungssoftware die Faserorientierung im
laufenden Faservliesprozess an Hochleistungskrempelanlagen zu messen, zu dokumentieren und zu beeinflussen. Durch Variation der
technischen und technologischen Parameter einer Hochleistungskrempel wurde die Faserorientierung MD:CD direkt beeinflusst. Kriterien
waren dabei die textilphysikalischen Qualitätsmerkmale des Faservliesstoffes, die für das Endprodukt wichtig sind. Es wurde eine direkte
Regelung durch die Online-Messung der Faserorientierung auf den
Krempelprozess angestrebt. Schwerpunkte des Projekts bildeten die
experimentellen Untersuchungen im Zusammenhang zwischen den
Krempelparametern und der daraus resultierenden Faserorientierung.
Die Ergebnisse führen zukünftig zu einer erheblichen Reduzierung des
Arbeitsaufwandes bei der technologischen Anpassung des Hochleistungskrempelprozesses an die geforderten Vliesstoffeigenschaften.
(STFI, ZIM KF2034008RR9)
63
Erweiterung des Anwendungsgebietes der Tuftingtechnologie durch den Einsatz einer elektronisch
gesteuerten Jerkerbarre
Die Entwicklung einer technischen Lösung zur Behebung der Diskrepanz
zwischen der Garnlieferung und dem zeitlich schwankenden Garnbedarf
innerhalb eines Tuftzyklus war Ziel des Projektes. Es wurde ein aktiv
gesteuertes, hochdynamisches Kompensationselement (E-Jerker) entwickelt, das zusätzlich zur klassischen Jerkerbarre in die Garnführung
integriert wird, um die Garnmenge modulieren zu können.
Im Rahmen des Projektes wurde zunächst der Herstellungsprozess
eines getufteten Produktes unter Verwendung dehnungsarmer Garne
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analysiert und dokumentiert. Anschließend wurde der Demonstrator
eines elektronisch gesteuerten, hochdynamischen Kompensationselements (E-Jerker) zur Modulation der Garnzufuhr an einer
Tuftingmaschine entwickelt, gebaut und getestet. Weiterhin wurden
Strategien zur Parametrierung des E-Jerkers erarbeitet und eine Optimierung der Parametrisierung zur Stabilisierung des Tuftingprozesses
und zur Verbesserung der Warenqualität realisiert. Abschließend wurde
in Anwendungsversuchen das Potenzial der Tuftingtechnik hinsichtlich
der Verarbeitung von Garnen aufgezeigt, die bisher aufgrund ihrer Eigenschaften nicht oder nur mit Einschränkungen verarbeitet werden
konnten (z.B. Basalt, Stahlfasergarn, nicht texturiertes Polyestergarn).
Dehnungsarme Garne oder Garne mit hohem E-Modul konnten bislang
nicht mit der Tuftingtechnik verarbeitet werden. Dies sind aber vorzugsweise die Garne, die für technische Textilien verwendet werden. Somit
konnte dieses Anwendungsgebiet noch nicht von der Tuftingindustrie
erschlossen werden.
Mit dem E-Jerker kann hier ein Durchbruch erzielt werden. Die elektronische Steuerung des E-Jerkers ermöglicht eine nahezu freie
Parametrierung der Kompensationsbewegung. Damit kann der Tuftingprozess mit dem E-Jerker für jeden Garntyp individuell angepasst
werden. Bei Versuchen konnten unter Einsatz des
E-Jerkers dehnungsarme Garne, wie z.B. Basalt- oder Metallfasergarne,
vertuftet und sowohl Schlingen- als auch Velourswaren hergestellt werden.
Der Einsatz der E-Jerkertechnik eröffnet somit Anwendungen beispielsweise in den Bereichen Hochtemperaturisolation, Dämmung, elektrisch
leitfähige Textilien, Filtermaterialien oder Geotextilien.
(TFI, IGF 16678 N/1)
64
Photoinduzierte Laminierung von Polyethylen und
Polyethylenterephthalat
Zielsetzung der Untersuchung war es, eine haftmittelfreie Verbindung
zweier unterschiedlicher Polymerwerkstoffe durch UV-Bestrahlung des
absorbierenden Substratpolymers durch die nicht absorbierende Deckschicht. Diese können Beschichtungs- und Trägermaterial eines
beschichteten Gewebes, eines Gewebe-Folien- oder auch eines mehrschichtigen Folienlaminats sein. Der zugrundeliegende Mechanismus ist
die direkte photoinduzierte Vernetzung von Makromolekülen beider
Werkstoffe. Durch diese spezielle Behandlung sollte die Schichtenhaftung des Systems ohne zusätzliche Haftvermittler erhöht werden. Dabei
stand das industriell bedeutsame Beispiel von PET/PE-Laminaten und
Transportbändern, die in den Bereichen Pharma- Lebensmittel- und
Tabakindustrie zum Einsatz kommen (DTNW)
65
Photochemische Oberflächenmodifizierung textiler
Materilien mit Polyethylenglykolen zur Verminderung
der mikrobiellen Adhäsion
Im berichteten Forschungsvorhaben wurde eine wirkungsvolle und dauerhafte Anti-Fouling-Ausrüstung für textile Substrate auf Basis der photoinduzierten Vernetzung nicht-toxischer Polyethylenglykole dargestellt.
Die photovernetzte PEG-Schicht kaschiert die Faseroberflächen völlig.
Dementsprechend werden die Eigenschaften des Textilguts - insbesondere
die
ausschlaggebende
Benetzbarkeit
sowie
das
Wasseraufnahmevermögen - nach der Modifizierung praktisch ausschließlich durch die Eigenschaften der PEG-Schicht bestimmt.
Mehrmonatige Versuche zur Exposition ausgerüsteter Proben im wässrigen Realumfeld wie auch im Erdreich haben gezeigt, dass die
Ausbildung von Biofilmen vor allem das relativ kurzkettige, einfach methacyrylierte PEG300MA behindert wird. Zusätzlich reduzierten die PEGSchichten die Haftung des (Rest)bewuchses signifikant. Hierzu genügten
Auflagenmengen von weniger als 1 %, bei denen die Benetzbarkeit
(Hydrophilie), nicht aber das Wasseraufnahme- bzw. Wasserrückhaltevermögen vergrößert wird. (DTNW, IGF 15778 N)
66
Auswirkung superhydrophiler Top-Coats auf das
Abreinigungsverhalten beschichteter Gewebe
Ziel der vorliegenden Untersuchungen war es, , beschichtete Gewebe
- insbesondere die den Markt dominierenden PVC-beschichteten Systeme wie Planen, Bänder, (Dach)Membranen – mit mikrorauen,
superhydrophilen Acrylatschichten zu versehen und im Hinblick auf
Anschmutzverhalten und Abreinigung sowohl in Laborversuchen wie in
längerer Realbewitterung in städtisch/industriellem Umfeld zu untersuchen. Vordergründig zielte die so zu erzeugende hohe Hydrophilie auf
die Verringerung der Anhaftung kritischer Schmutzpartikel wie z.B.
Dieselruß ab. Es ergab sich, dass das Verfahren der photonischen
Mikrofaltung dünner Acrylatsysteme ein geeigneter Weg zur Schaffung
superhydrophiler Oberflächeneigenschaften ist. Die Superhydrophilie
wird hierbei durch das Zusammenwirken der freien Oberflächenenergie
des Acrylatsystems und der durch den Härtungsprozess erzeugten
Mikrorauigkeit bestimmt. Aufgrund des verfahrenstechnischen Konzeptes ist der Ansatz nicht nur für die hier betrachteten beschichteten
Gewebe sondern auch für viele andere Substrate anwendbar. Die Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens sind daher in vielen
Anwendungsbereichen umsetzbar. (DTNW, IGF 16038 BG)
67
Leitfähige Polymere zur Gestaltung elektrisch hochleitfähiger Textilien
Ein junges Feld für die Gestaltung stromleitender Textilmaterialien stellt
die Verwendung von leitfähigen organischen Polymeren dar. Dispersionen leitfähiger Polymere können in einem nachgeschalteten Prozess auf
das Textil gebracht werden, was zu mäßigen Auflagen mit nur geringer
Substrathaftung führt. Am DTNW wurden hingegen Strategien entwickelt, das leitfähige Polymer in-situ oxidativ direkt auf dem Textil zu
bilden. Derart kann Poly(3,4-ethylendioxythiophen) p-Toluolsulfonsäure
(PEDOT:PTSA) in außerordentlich hohen Gewichtsanteilen an unterschiedlichen textilen Träger fixiert werden. Aus den resultierenden
extrem leitfähigen Materialien mit Oberflächenwiderständen von weniger
als 10 Ω/sq lassen sich textile Heizelemente realisieren, die beim Anlegen einer elektrischen Spannung Temperaturen von deutlich über 100
°C erzeugen. Über die absolute PEDOT:PTSA-Auflage u nd die angelegte Spannung lässt sich der gewünschte Temperaturbereich einstellen.
Derartige Gewebe oder Vliese können als Heizelemente in einer Vielzahl
von Produkten eingesetzt werden (Automobilsitze, Heizdecken, Fußbodenheizung, heizbare Rohrummantelung etc.). (DTNW, IGF 15860 N)
68
Photovoltaiktextilien auf Basis neuer Fasermaterialien
Basierend auf früheren Arbeiten des DTNW wurde im Rahmen des FP7
das EU-Projekt DEPHOTEX (Development of Photovoltaic Textiles
based on novel Fibres) ins Leben gerufen, an dem sich neben dem
DTNW weitere 13 Partner aus 7 europäischen Nationen beteiligen. Das
Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit der Entwicklung von photovoltaischen Zellen auf der Basis neuartiger Fasermaterialien und textilen
Beschichtungen. Mögliche Anwendungen finden sich im Bereich der
Outdoor-Textilien (Markisen, Sonnenschirme), Heimtextilien (Gardinen),
der Sportbekleidung, im Wellnessbereich oder auch in der Automobilindustrie. Neben diesen eher kleinflächigen Anwendungen ist darüber
hinaus aber auch ein großflächiger Einsatz derartiger flexibler Systeme
Seite
23
zur Energiegewinnung vorgesehen (textile Architektur, LKW-Planen etc.)
(DTNW, EU-Projekt CP-TP 214459-2)
69
Nanoclays – Schichtsilikate als Füllstoffe für Polymerbeschichtungen für Textilien
Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurden Grundlagen zu einer
Modifizierung von Beschichtungspolymeren mit Tonmineralien, insbesondere den so genannten Organo- oder Nanoclays erarbeitet. Die
Untersuchungen erstreckten sich über verschiedene Arten von Beschichtungspolymeren. So wurden Möglichkeiten untersucht, die
Eigenschaftsprofile von Beschichtungen sowohl aus Formulierungen für
textile Anwendungen mit Schichtsilikaten zu verbessern. Besonderes
Augenmerk lag auf Verbesserungen von mechanischen Eigenschaften,
Barriereeigenschaften, Flammfestigkeit, Temperaturbeständigkeiten
oder der Alterungsbeständigkeit. Darüber hinaus wurde untersucht,
inwieweit es gelingt die Beschichtungspolymere mit Schichtsilikaten
homogen zu füllen und ob ein Interkalieren bzw. Exfolieren der Schichtsilikate zu beobachten ist. (DTNW, IGF 15478N)
70
Polsterungen mit optimiertem Feuchtemanagement
und verbesserten hygienischen Eigenschaften
Untersuchungen zu Feuchteeintrag und –transport in Polsterungen und
Kfz-Sitzen wurden bisher überwiegend unter dem Gesichtspunkt des
klimatischen Sitzkomforts durchgeführt. Daneben beeinflusst die Feuchte aber auch die mikrobielle Aktivität, insbesondere das Bakterien- und
Schimmelpilzwachstum, und damit die hygienischen Eigenschaften.
Polsterungen und Kfz-Sitze setzen sich aus verschiedenstens Materialien zusammen wie Textilien, Leder, Kunststoffe, Holz oder Metall. Im
Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens wurde daher der komplexe Aufbau realer Polsterungen und Kfz-Sitze schematisiert und
gegliedert in die drei Konstruktionselemente Sitzbezug, Zwischenschicht
und Polsterkern. Für die Laboruntersuchungen wurden etwa 20 technische Textilien, Leder, Kunststoffe, Schäume sowie Verbundmaterialien
für die Verwendung in Sitzbezügen, Zwischenschichten und Polsterkernen beschafft oder speziell angefertigt und sowohl einzeln als auch in
Kombination hinsichtlich ihrer mechanischen, physiologischen und
mikrobiologischen Eigenschaften untersucht und charakterisiert. Die
Korrelation zwischen Feuchteeintrag und mikrobieller Aktivität erfolgte
über die Wasseraktivität aw als Maß für den Anteil der chemisch nicht
gebundenen Feuchte, die Mikroorganismen zugänglich ist und ihnen für
die Aktivität und Wachstum zur Verfügung steht. Auf Basis der Projektergebnisse kann die Materialfeuchte F75 von Sitzbezügen,
Zwischenschichten und Polsterkernen bei einer Wasseraktivität von 0,75
gemessen und zur mikrobiellen bzw. hygienischen Risikobewertung
verglichen werden mit verschiedenen Feuchteeintragsszenarien wie
Schwitzen oder Verschütten von Flüssigkeiten. Die erarbeiteten Konstruktionsprinzipien, Kennzahlen und Richtwerte umfassen Sitzbezugs,Zwischenschicht und Polsterkernmaterialien sowie komplett konfektionierte Polstermöbel und Kfz-Sitze gleichermaßen.
(HIT/IHD/FILK. IGF 293 ZBG)
und geben ein Eigenschaftsprofil für diese Biopolymere vom Polymer bis
hin zum Endprodukt, in diesem Fall für Faser-Verbundwerkstoffe.
Das Ziel ist die Entwicklung von Verbundwerkstoffen aus 100% erneuerbaren Rohstoffen, mit Industrie-Naturfasern (INF) (Flachs, Hanf) als
Verstärkung und Biopolymer-Stapelfasern als Matrixmaterialien. Der
Schwerpunkt liegt in der Etablierung einer Produktions-Route von der
Faser bis hin zu textilen Flächengebilden. Dabei werden die Verstärkungsfaser und die Matrix in Faserform gemischt und zu Garnen und
Flächengebilden verarbeitet. Die Werkstoffbildung erfolgt abschließend
mit Hilfe des Formpress-Verfahren. (ITA, IGF 48 EN)
72
Synthetische geflochtene Seile durch integrierte
textilbasierte Monitoringsysteme
Im Projekt Smart RopEx wird ein textilbasiertes, in ein Faserseil integriertes Monitoringsystem entwickelt, das eine Aussage über die
Lebensdauer des betrachteten Seils liefert. Damit wird es möglich, eine
Aussage über die verbleibende Restlebensdauer zu erhalten und so eine
optimale Ausnutzung des Produktlebenszyklus zu erreichen. Ebenso
wichtig ist der Sicherheitsaspekt: Faserseile werden in sicherheitsrelevanten Bereichen kaum eingesetzt, da langjährige Erfahrungen, wie sie
für Drahtseile vorliegen, noch fehlen. Das Smart RopExMonitoringsystem soll diese fehlende Erfahrung durch statistisch gesicherte Aussagen zur verbleibenden Lebensdauer wettmachen.
(ITA, VDI/VDE W4TEX003)
73
Multifunktioneller textile Matrixtaster
Der Multifunktionelle textile Matrixtaster besteht aus zwei identischen
Tasterhälften mit eingearbeiteten Leiterbahnen. Diese werden so zusammengesetzt, dass sich die Leiterbahnen gekreuzt gegenüberliegen.
Eine thermofixierte 3D-Strukur in den textilen Tasterhälften sorgt für die
räumliche Trennung der Leiterbahnen. Durch Druck auf den Matrixtaster
wird ein elektrischer Kontakt geschlossen, der durch die Elastizität der
3D-Struktur wieder geöffnet wird.
Ausgehend von einer Auswahl geeigneter isolierender und leitfähiger
Fasermaterialien wird ein leitfähiges Streifenmuster entwickelt. Dafür
wird ein geeignetes Muster für die Wirkmaschine ausgewählt und anhand von ausführlichen Vorversuchen die Eignung des leitfähigen
Fasermaterials geprüft. Anhand dieser Ergebnisse werden gezielt Leiterbahnen für den Matrixtaster entwickelt.
Der optimale Abstand der leitfähigen Streifen im Stoff wird theoretisch
ermittelt und im Umformversuch bestätigt. Aus dem Abstand ergibt sich
die Geometrie der 3D-Struktur. Die Parameter für die 3D-Umformung
und Thermofixierung werden in Versuchen optimiert und die Stoffe mit
leitfähigem Streifenmuster zu Tasterhälften umgeformt.
(ITA, Stiftung Industrieforschung S585)
74
Feuerwehrbekleidung mit integrierter Sensorik
71
Entwicklung vollständig erneuerbare
thermoplastischer Biokomposite
Die Textilindustrie steht vor der Herausforderung erneuerbare und recyclebare Materialien fortwährend stärker zu nutzen. Dies erfordert eine
deutliche Erhöhung des Anbaus und der Anwendung von Bastfasern wie
Flachs, Hanf und Nessel sowie ein Durchbruch in der Verwendung von
Biopolymeren.
In den letzten Jahren wurden am ITA eine Reihe von Forschungsprojekten durchgeführt um die Produktions- und Verarbeitungstechnologien
von sowohl kommerziell erhältlichen als auch von experimentellen Biopolymeren zu entwickeln. Die Arbeiten befassen sich mit der Etablierung
von Verarbeitungsverfahren durch die gesamte Stapelfaser-Prozesskette
Ziel des Projektes ist es, die Arbeitssicherheit und Einsatzeffizienz bei
Brandeinsätzen zu steigern. Es wird eine neue Generation von Feuerwehrbekleidung entwickelt, die dank integrierter Sensorik und
Kommunikationseinrichtungen mit der Umwelt interagieren kann. Neben
der Integration von elektronischen Komponenten in die Jacke des Feuerwehrmanns wird eine Daten übertragende Sicherheitsleine entwickelt,
welche dazu verwendet werden soll, die Kommunikation zwischen den
Teilnehmern eines Brandeinsatzes zu ermöglichen.
ProFiTex baut auf den Erfahrungen des EU-Projektes wearIT@work auf,
wo bereits ähnliche Systeme für die Feuerwehr erforscht wurden. Der
Koordinator von wearIT@work, das Fraunhofer-Institut für Angewandte
Informationstechnik FIT, nimmt an ProFiTex als einer der Schlüsselpartner teil. (ITA, NMP2-SE-2009-228855)
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24
75
Innovationsnetzwerke Textil- und
Bekleidungswirtschaft
Im Rahmen des Projektes wurden herkömmliche Schalter zur Bedienung
von beispielsweise Fensterhebern, Schiebedächern und Lichtkomponenten durch textile Matrixtaster substituiert. Die Stromversorgung wurde
durch die Integration von textilen Leiterbahnen sichergestellt. Darüber
hinaus wurde der Einsatz von textilintegrierten Beleuchtungselementen
genauer betrachtet. Eine aktive Beleuchtung (mit LEDs) und ein passiv
leuchtendes Element (mit Lichtleitfasern) wurden in textile Flächengebilde eingebracht. Dadurch wurden Produkte, wie zum Beispiel
beleuchteter Dachhimmel und eine leuchtende Faserverbundzierleiste
realisiert, die das Automobilinterieur optisch aufwerten.
Die Erarbeitung eines Konzeptes zur Fahrerzustandsüberwachung zielte
darauf ab Konzepte zu entwickeln, welche es ermöglichen die physiologischen Daten des Fahrers, wie zum Beispiel die Herzfrequenz, in
sicherer Signalqualität erfassen. Solche Daten können zur Auswertung
des gesundheitlichen Zustandes des Insassen genutzt werden und
spielen bei der Verbesserung der aktiven Sicherheit im Fahrzeug ebenfalls eine wichtige Rolle. (ITA, EU, 34.01.03.01ziel2.RC026C)
76
Grundlegende textilphysikalische Untersuchungen
zur Konstruktion von dreidimensional gestickten
Verbundwerkstoffen
Die Tailored-Fiber-Placement-Methode (TFP) ist eine Form des technischen Stickens, mit der Verstärkungsfasern lastgerecht abgelegt werden
können. Die TFP-Methode wird verwendet, um endkonturnahe Preforms
herzustellen. Bei der herkömmlichen TFP-Methode werden Preforms in
der Ebene gestickt und dann endkonturnah drapiert. Am Institut für
Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University wurde in einem Forschungsprojekt gezeigt, dass sich mit einer dreidimensionalen
Stickmethode bessere mechanische Eigenschaften erzielen lassen.
(ITA, IGF 15475 N)
77
Wirtschaftliche Serienfertigung textiler Preforms
durch Umflechtverfahren mittels automatisiertem
Handling und online Qualitätsüberwachung
Im Projekt AutoBraid soll in einem interdisziplinären Forschungsteam
eine technische, innovative Lösung für die wirtschaftliche Serienfertigung
textiler Preforms mittels Umflechtverfahren durch Integration automatisierter Handlingmethoden und online Qualitätssicherung entwickelt
werden.
Ziel ist die Realisierung eines vollautomatisierten Umflechtprozesses für
die Serienproduktion von geflochtenen Preforms für textilverstärkte
Kunststoffe
durch
Entwicklung
eines
Online-Qualitätssicherungssystems. (ITA, IGF 17158 N/2)
78
Intelligentes Verbrennungsmanagement für
Rauchgase
Die Verbrennung fester Brennstoffen, die schon verarbeitet wurden oder
von schlechter Qualität sind produzieren korrosive Rauchgase, die die
Lebensdauer von Abgasinnenrohren deutlich verringern. Gekoppelt mit
einer erhöhten Abgastemperatur von hocheffizienten festen Brennstoffen
sind die erhältlichen Innenrohren nicht in der Lage schwere Kaminfeuer
zu verhindern.
Intelli-Flue wird das Problem der stark korrosiven Abgase und der erhöhten Abgastemperaturen durch eine flexible Keramik-Auskleidung und ein
System zur Energierückgewinnung lösen. Die Kombination ermöglicht
Hausbesitzern weiterhin feste Brennstoffe sicher zu nutzen, ohne das
Gebäude und seine Bewohner zu gefährden. Intelli-Flue fördert die
Nutzung fester Brennstoffe als Alternative zu Öl und Gas. Mit Blick auf
die Energieversorgung in Europa wird Intelli-Flue helfen den Energiemix
der EU-Energie-Ziele zu erreichen.
Das textilverstärkte Innenrohr Intelli-Flue: Eine flexible keramische Auskleidung, die in-situ aushärtet, und die Korrosionsbeständigkeit gegen
hochkorrosive, verarbeitete und schlechte Brennstoffe gewährleistet.
Das Intelli-Flue-Abwärme-Nutzungs-System: Mittels eines Wärmetauschers wird das heiße Rauchgas gekühlt. Die thermische Energie, die
sonst über den Schornstein verloren gehen würde, wird zurückgewonnen. Zudem wird die Hitzewirkung des Rauchgases auf das Innenrohr
reduziert. (ITA, EU 262604)
79
Neue Prozessketten für endlosfaserverstärkte
Kunststoffbauteile
Das Projekt hat die ökonomische Serienproduktion von hochleistungsfähigen Leichtbaukomponenten aus faserverstärkten Kunststoffen zum
Ziel. Es wird die Entwicklung und Realisierung großserienfähiger Produktionsprozessketten über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg vom Roving bis zum fertigen Bauteil - betrieben. Es werden dabei Technologien zur „textilen Preformherstellung“, „Imprägnierung“ und „Formen
und Vernetzen“ erforscht und durch Untersuchungen in den Bereichen
„Handhabung“ und „Werkzeugtechnik“ vervollständigt.
(ITA, DFG FOR 860)
80
Textilbewehrter Beton - Grundlagen für die Entwicklung einer neuartigen Technologie
Zu Beginn des Forschungsvorhabens wurden im Rahmen.der
Teilprojekte B1 und B2 des SFB 532 alkalibeständige Glas- und
Carbonrovings eingesetzt, die zu offenmaschigen 2D-Textilien
verarbeitet wurden. Untersuchungen des Verbund- und des
Tragverhaltens
der
Verstärkungsstrukturen in Pull-Out- und
Dehnkörperversuchen haben gezeigt, dass das Potential der
Verstärkungsfasern aufgrund einer unvollständiger Durchtränkung der
Bewehrung nicht vollständig ausgeschöpft werden kann. Auch Defizite
bei der Produktionstechnik wurden erkannt und für zukünftige
Entwicklungen analysiert. (ITA, SFB 532 B1 B2)
81
Prozessintegration der lokalen Binderapplikation beim
automatisierten textilen Preforming für Schalenstrukturen
Das textile Preforming gilt als Schlüsseltechnologie für die wirtschaftliche
Fertigung von Faserverbundbauteilen in großen Stückzahlen. Es zeichnet sich ab, dass die Fertigung der textilen Preforms und die
Konsolidierung der Preforms zu Verbundbauteilen jeweils von spezialisierten Betrieben ausgeführt werden. Die Vorverfestigung der textilen
Preforms für den Transport und die Weiterverarbeitung spielt daher eine
zentrale Rolle.
Am ITA-Preformcenter ist eine Vielzahl von Technologien verfügbar, um
textile Preforms automatisiert zu fertigen. Im Rahmen der Veröffentlichung werden Verfahren vorgestellt, die eine gezielte Vorverfestigung
der textilen Verstärkungsstrukturen erlauben. Dies beinhaltet einseitig
arbeitende Nähköpfe sowie einen Endeffektor zur lokalen Applikation
von Bindermaterialien.
(ITA, AiF 16428 N, Teilprojekt A4 im DFG-AiF Cluster „Leichtbau und
Textilien“ unter der Koordination der TU Dresden)
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82
Verfestigung von Textilverbünden
Ziel des Projektes Verfestigung von Textilverbünden war es Verfestigungsverfahren für Feinstfasern zu entwickeln und so Möglichkeiten zur
Anwendung in der Filterindustrie zu eröffnen. Aus diesem Grund wurde
am Institut für Textiltechnik das thermische Verfestigen mit einem Laser
auf Basis von kleinsten Bindepunkten untersucht.
Ein wesentlicher Aspekt bei der Entwicklung eines Verfestigungsverfahrens für Schmelzelektrogesponnenen Fasern war hierfür der Aufbau von
Anlagentechnik zum Besprühen von Vliesstoffen mit Absorbern durch
die Elektrosprühtechnik. Ein zweiter Punkt neben der Entwicklung der
Anlagentechnik war die Untersuchung der Prozesse Elektrosprühen und
Laserschweißen. Das Elektrosprühen wurde dahingehend optimiert,
dass ein gleichmäßiger Sprühauftrag mit Partikelgrößen von 2 µm möglich ist. Der zweite Prozess war das Laserschweißen, bei welchem
Einflussparameter wie Absorberfläche und Partikelgröße ermittelt und in
weiterführenden Versuchsreihen gezielt untersucht wurden.
Weiterer Projektpartner war das DWI an der RWTH Aachen, welches
sich mit der Modifizierung von PP hin zu einem möglichen Verkleben der
Fasern beschäftigte. Zusätzlich war auch das IEM an der RWTH Projektpartner und beschäftigte sich mit der Simulation von elektrischen
Feldern beim Sprühprozess. (ITA, DWI, IGF 16632 N)
83
Integrale Motorhaubensysteme für den Fußgängeraufprallschutz bei Automobilen
Im AIF-Projekt stand die Entwicklung eines integralen, textilbasierten
KFZ-Motorhaubensystems für den Fußgängeraufprallschutz im Fokus.
Der Fußgängerschutz gewinnt bei der Entwicklung von modernen Kraftfahrzeugen immer stärker an Bedeutung. Dabei ist vor allem die
Verletzungsgefahr im Kopfbereich des Fußgängers durch den Aufprall
auf die Motorhaube sehr hoch. Der Ansatz liegt in der Nutzung eines 3DAbstandgewirkes im Aufbau der Motorhaube, welche die Aufprallkraft
des Fußgängers abfangen und somit reduzieren kann. Des Weiteren
erfüllt ein 3D-Abstandsgewirk die Anforderungen an Temperaturbeständigkeit und Akustik. Dabei werden für Herstellung des 3DAbstandgewirks Materialien ausgewählt, welche die Temperatur an der
Motorhaube aufnehmen können. Die dreidimensionale Struktur ermöglicht außerdem eine Reduktion der Schallemissionen im Frontbereich
des Fahrzeugs. (ITA, ITM, IGF 314 ZBG)
84
Verbesserung der Schlafqualität durch Optimierung
des Schlafkomforts
Im Projekt „All4Rest - Integrated Solution for Improve the Quality of the
Rest“ wird ein ganzheitliches Schlafsystem entwickelt. Das Ziel des
Projektes ist die Verbesserung der Schlafqualität durch Optimierung des
Schlafkomforts. Dies führt zu erholsamerem und durch weniger Aufwachen gestörten Schlaf und schnellerem Wiedereinschlafen nach
nächtlichem Aufwachen.
Das Projekt wird im 7. Forschungsrahmenprogramm der Europäischen
Union gefördert (Grant Agreement No. 262652).
Lösungen werden in vier speziellen Forschungslinien entwickelt, dessen
gemeinsames Ziel es ist, anhand der Verbesserung von taktilem und
thermalem Komfort, die Schlafqualität zu verbessern:
Die Forschung und Entwicklung von Enkapsulierungssystemen (ITCF)
ist Gegenstand eines zweiten Forschungsfeldes. Mittels Mikroeinkapselung werden Duftstoffe in die Tinte, die zur Bedruckung der Bettwaren
verwendet wird, eingebracht und somit eine angenehme Atmosphäre
geschaffen. Phase Change Materials (PCM), die durch Änderung ihrer
Phasen Energie aufnehmen oder abgeben können, werden ebenfalls
mittels Mikroeinkapselung integriert. Durch die Freisetzung der PCM
wird der Thermalkomfort passiv verbessert.
Ein weiteres Forschungsfeld ist die Entwicklung von aktiv heizbaren
Textilsystemen (UGENT) zur Verbesserung des Thermalkomforts. Hierzu werden elektrisch leitfähige Tinten mittels geeigneter Additive
entwickelt.
Das Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen (ITA) entwickelt textile
Sensoren, die in das Schlafsystem integriert werden. Als Leiter dieses
Forschungsfeldes wird das ITA zwei Arten von Sensoren entwickeln.
Durch Bewegungsaktivitätssensoren wird die Aktivität des Schlafenden
während seiner Schlafphasen überwachen.
(ITA, Grant Agreement No. 262652)
85
Charakterisierung der Drapierbarkeit von Multiaxialgelegen
Verschiedene Einflussfaktoren auf die Drapierbarkeit werden vorgestellt.
Darüber hinaus wird die aktuelle und geplante Forschung zu Charakterisierungsmethoden
bezüglich
Drapierbarkeit
und
auftretender
Drapiereffekte gezeigt. Hierzu gehören die Arbeiten aus dem ZIMProjekt „Charakterisierung der Drapierbarkeit von Multiaxialgelegen“.
Dies wurde zusammen mit den Industriepartnern Textechno H. Stein
GmbH & Co. KG, Mönchengladbach, SAERTEX GmbH & Co. KG,
Saerbeck, J. Schilgen GmbH & Co. KG, Emsdetten, Haindl Kunststoffverarbeitung GmbH, Bremen und dem Institutspartner FIBRE,
Bremen bearbeitet. Weiterhin wird eine neue Technologie vorgestellt, mit
der Multiaxialgelege mit lokal angepassten Fertigungsparametern in
Produktionsrichtung (Tailored NCFs) hergestellt werden können. Hiermit
kann die lokale Drapierbarkeit des Geleges den Anforderungen entsprechend angepasst werden. Für eine effizienteVorhersage der lokal
erforderlichen Fertigungsparameter von Tailored NCFs müssen numerische Simulationen herangezogen werden. Zur Drapiersimulation von
textilen Halbzeugen können verschiedene Simulationsmethoden eingesetzt werden. Mit den aktuell verfügbaren Methoden ist es jedoch nicht
möglich, Tailored NCFs zufriedenstellend abzubilden. Hier besteht weiteres Forschungspotential. (ITA, VP2497103DF9 (ZIM)
86
Konzeptionen für die Produktion und Integration von
Organischen Photovoltaik-Elementen
Am Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen (ITA) University wird in
enger Zusammenarbeit mit vielen Projektpartnern (3D-Micromag AG,
VARTA Microbattery GmbH, Hexonia GmbH, freiräumer, TU Chemnitz,
Fraunhofer IAP/IAO) ein BMBF-Projekt zur Evaluierung möglicher Anwendungen der OPV/OLED-Technik in der Textiltechnik durchgeführt.
Hierzu muss eine Fügetechnik gefunden werden, welche die Folienartigen OPV/OLED-Elemente auf das Textil fixiert und dabei die Funktion
der der Elemente beibehält. Die Kontaktierung der Elemente mit Hilfe
von textilen Leiterbahnen und einem entsprechendem Produktionsprozess werden ebenfalls untersucht. Als textilbasierte Leiterbahnen werden
silberbeschichtete Polyamidfäden als Kettfäden in Bandgeweben verwendet. Als Isolator werden Polyesterfasern verwendet.
Als Fügeverfahren der Folie auf Textil bieten sich die Näh- sowie Klebetechnik an. Neben der Wahl der Fügeverfahren muss ebenfalls ein
geeignetes Prüfverfahren zur Bestimmung der Verbundfestigkeit gefunden werden. Nach einer Bewertung und Auswahl von unterschiedlichen
Messmethoden wird das Verfahren der interlaminaren Energiefreisetzungsrate
ausgewählt.
Die
Auswertung
von
verschiedenen
Fügeparametern ergibt, dass bei Nähverbindungen die Stichlänge den
größten Einfluss auf die interlaminare Energiefreisetzungsrate und damit
auch auf die Festigkeit der Verbindung besitzt. Einen deutlich geringeren
Einfluss haben das Nähgarn und das Grundtextil. Die Nadelstärke hingegen besitzt kaum Einfluss auf die Energiefreisetzungsrate. Die
Nähverbindungen weisen gegenüber den Klebeverbindungen eine deutlich höhere Festigkeit auf.
Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Verbindungstechnik eine funktionale Folie mit einem textilen Grundträger fest zu verbinden. Eine
Nähverbindung verspricht dabei den größten Erfolg.
(ITA, BMBF FKZ 13N10316)
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26
87
90
Sensorik für mobile Kommunikation
Lumineszierende Filme und Filamente
Die telemedizinische Überwachung von Vitalparametern birgt ein bislang
noch nicht ausgeschöpftes Potential zur Verbesserung der medizinischen Versorgung und zu nachhaltigen Kosteneinsparungen im
Gesundheitswesen. Der vielversprechendste Bereich für Telecare und –
monitoring ist der Heimpflegebereich. Stationäre Aufenthalte von Risikopatienten können durch mobile Überwachung beachtlich verkürzt
werden. Dies bedeutet eine Kostensenkung bei gleichzeitiger Steigerung
der Lebensqualität.
Durch in Bekleidung integrierte Sensorik können Personen mit Gesundheitsproblemen dauerhaft und komfortabel medizinisch überwacht
werden. Eine Integration von textiler Sensorik (Elektroden, Leiterbahnen)
in die Bekleidung reduziert das Gewicht und erhöht den Tragekomfort
gegenüber konventionellen Klebeelektroden.
(ITA, DFG-Exzellenzcluster UMIC)
Neuartige lumineszierende, anorganische und organische Nanopigmente wurden für die Herstellung von Polyethylenterephthalatfasern (PET)
für Anwendungen in Warn- und Sicherheitstextilien, zur Kunststoffeinfärbung oder in der Papierindustrie entwickelt. Lumineszierende
Nanopigmente wurden in Bottom up-Verfahren durch Fällungssynthese
und in Top-down-Verfahren in Mahlprozessen hergestellt. Die untersuchten Nanopigmente waren mit Kupfer oder Mangan dotiertes Zinksulfid,
Strontiumaluminat, das mit Europium und Dysprosium dotiert war, oder
mit Europium dotiertes Yttriumoxysulfid. Ferner wurden organische
Farbstoffe und Pigmente (Aldazine oder Perylene) untersucht, einige von
ihnen nach Verkapselung in SiO2-Nanopartikel. Die erhaltenen Nanopartikel wurden Polymerschmelzen zur Herstellung von Filmen und
Filamenten in Spinnprozessen zugesetzt. Dazu wurden die Nanopigmente in Masterbatches oder Flüssigformulierungen eingearbeitet.
Verschiedene kommerziell erhältliche und neu entwickelte Dispergiermittel wurden hinsichtlich ihres Potentials, die Partikeldispersionen in
Flüssigformulierungen oder in der Polymerschmelze zu stabilisieren,
untersucht. Durch den Einsatz von nanoskaligen Leuchtpigmenten
wurden höhere Leuchtdichten und geringere Mengen an Pigmentzusätzen bei höheren Licht-, Hitze- und Nassbeständigkeiten als in
konventionellen Systemen ermöglicht. (DWI / LFG / ITA – IGF 333 ZN)
88
Eigenschaften und Potenziale von Biopolymeren in
der Extrusion
Biobasierte Polymere werden aufgrund von steigenden Ölpreisen, sinkendem Ölangebot und dem schädlichen Treibhauseffekt zunehmend
interessanter. Die Anwendung von erneuerbaren Ressourcen in der
Produktion von Polymeren geht Hand in Hand mit einer wachsenden
Nutzung von alternativen Rohmaterialien einher.
Inzwischen sind die ersten Biopolymere, wie zum Beispiel PLA und PTT,
schon in einigen Anwendungen genutzt worden. Trotz alledem ist weitere Forschung notwendig, um die Möglichkeiten dieser neuen
Polymerklassen zu untersuchen. Diese sind nicht nur imstande, die
Abhängigkeit der Textilindustrie vom Öl zu verringern, sondern können
auch durch ihre spezifischen Eigenschaften zu neuen und innovativen
Produkten führen, die benötigt werden, um die Wettbewerbsfähigkeit der
europäischen Textilindustrie zu wahren.
Das Ziel des öffentlichen Projekts Biotext II ist die Eingrenzung des
Prozessfensters für die Biopolymer-Schmelzextrusion für Anwendungen
im Bereich der Medizin- und der Technischen Textilien. Des Weiteren
wurde die Verarbeitbarkeit dieser Polymere in Vlies-und Stapelfaserprodukte erforscht. Es wurden die Prozessparameter für die notwendigen
Prozesse in der Textilen Verarbeitungskette erarbeitet
(ITA, IGF 30 EN)
89
Tribologische Untersuchungen zur Verbesserung der
Verarbeitbarkeit von Kohlenstofffasern (TriboCarbon)
Immer neue Materialien werden als textiles Material, bspw. Fasern mit
Nanopartikel, oder als Fadenführer, bspw. diamantene Fadenführer,
verwendet. Hierdurch ergeben sich immer neue Chancen und Herausforderungen für die textile Tribologie.
Das textile Tribosystem ist ein offenes Tribosystem. Dies bedeutet, dass
es einen konstanten Fluss von Material, bspw. Das Garn, in und aus
dem Tribosystem gibt. Das Tribosystem beinhaltet mehrere Komponenten. Die Komponenten sind die Reibkörper, die Zwischenschicht, die
Belastung, die Kinematik und das Klima. Jede Komponente besitzt
unterschiedliche Einflussparameter, so dass das jedes textile Tribosystem als eine Einzigartigkeit aufweist.
Methoden um das tribologische Verhalten zu messen werden gegeben.
Projekte und Entwicklungen werden gezeigt, unter anderem wird das
tribologische Verhalten von Nanopartikeln in Garnen dargestellt, sowie
die Erhöhung der Prozessfähigkeit bei der Verarbeitung von hochfesten
Garnen wie Kohlenstofffasern durch tribologische Anpassung gezeigt.
(ITA, DFG GR 1311/27-1)
91
Neue Fortschritte in der 3D-Flechttechnik
Nach einem kurzen Überblick über die 3D-Flechttechnologien (inklusive
der weniger bekannten Technologien aus Japan) und die Anwendungen
von 3D-Geflechten wird ein neues 3D-Flechtverfahren vorgestellt. Dieses
Flechtverfahren ermöglicht die Herstellung von komplexen zwei- und
dreidimensionalen Stentmustern mit gleichmäßiger, geschlossener oder
offener, integraler oder hohlen und nahtfreien Struktur. Die Herstellungstechnologie sowie die strukturelle Geometrie dieses neuartigen 3DGeflechts wird detailliert vorgestellt und mit dem derzeitigen Stand der
Technik verglichen. Darüber hinaus werden einige Beispiele hinsichtlich
mehrfachverzweigter Stentstrukturen aufgezeigt, um das Potential dieser
neuartigen 3D-Flechttechnologie und einer ganz neuen Familie von 3DGeflechten aufzuzeigen. (ITA, BMBF 01LY1009B)
92
Leichte selbsttragende Außenwandelemente aus
Textilbeton
Die Grundlage waren die Erfahrungen aus dem SFB 532 für das EU
geförderte Life-Projekt „INSU-SHELL“ (Environmentally Friendly Facade
Elements made of thermal insulated Textile Reinforced Concrete). Ziel
dieses Projekts war die Entwicklung und Anwendung von leichten,
selbsttragenden Außenwandelementen aus Textilbeton mit hohem
Energie- und CO2- Sparpotential. In einer Zusammenarbeit von Partnern
aus Industrie und Instituten der RWTH Aachen University wurde im
Projekt Life „Insu-Shell“ ein selbsttragendes, wärmegedämmtes Sandwich-Fassadensystem aus Textilbeton entwickelt und angewendet.
Das dünnwandige, leichte Sandwichfassadeelement vereint Textilbeton
(TRC) und einer PUR-Hartschaum-Isolierung. Mit dem Einsatz von TRC
kann eine große Menge an Beton und damit CO2-Emissionen vermieden
werden. Diese innovativen Elemente wurden am neuen INNOTEXGebäude am ITA (Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University)
verwendet. Mit einer Fassadegröße von ca. 590 m², wurden großen
Mengen an CO2- Emissionen im Vergleich zu herkömmlichen Bauweisen eingespart. (ITA, LIFE06 ENV/D/000471)
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Drapierfähige Halbzeuge aus nanomodifizierten Hybridgarnen für die Herstellung von faserverstärkten
thermoplastischen Bauteilen
Textile Bewehrungen für Beton
Der Großteil der Chemiefasern wird über das Schmelzspinnverfahren
hergestellt. Hierbei wird das zu verarbeitende Material zunächst aufgeschmolzen, um es in einen verformbaren Zustand zu überführen. Die
Schmelze wird daraufhin durch Mikrometer große Düsen in Fäden ausgeformt. Anschließend erfolgt die kontrollierte Abkühlung und somit
Erstarrung der Filamente. Dabei werden diese gezielt verstreckt, um die
gewünschte Feinheit und die mechanischen Eigenschaften einzustellen.
Zuletzt werden die Fasern zusammengefasst und aufgewickelt. Mit
diesem Verfahren werden beispielsweise kostengünstige StandardFilamente aus Polyester, Polyamid oder Polypropylen hergestellt. Mithilfe dieser Technologie ist es aber auch möglich, Hochleistungsfasern
herzustellen. Dieses Ziel wird in dem Projekt „NanoOrgano – Drapierfähige Halbzeuge aus nanomodifizierten Hybridgarnen für die Herstellung
von faserverstärkten thermoplastischen Bauteilen“ (BMBF) verfolgt. Die
durchgeführten Untersuchungen und die erzielten Ergebnisse werden
vorgestellt. (ITA, BMBF 03X0058C)
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Neue Werkstoffe für selektives Lasersintern durch
Konvertieren von primärgesponnen Chemiefasern
Das selektive Lasersintern (SLS) ermöglicht eine werkzeuglose Herstellung komplexer Bauteile aus thermoplastischen Materialien. Die sehr
begrenzte Werkstoffpalette limitiert den Anwendungsbereich. Der Lösungsansatz ist die Entwicklung einer neuen Verfahren zur Herstellung
von Sinterpulvern basierend auf der Herstellung teilkristalliner Filamentgarne, die zu Pulver mit definierten Längen < 0,1 mm geschnitten
werden. Diese werden als Rohstoff dem Lasersintern zugeführt.
(ITA, IGF 16111 N)
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Textilverstärkte Verbundkomponenten für funktionsintegrierende Mischbauweisen bei komplexen
Leichtbauanwendungen
Der an der Technischen Universität Dresden bewilligte Sonderforschungsbereich 639 „Textilverstärkte Verbundkomponenten für
funktionsintegrierende Mischbauweisen bei komplexen Leichtbauanwendungen“ erarbeitet die wissenschaftlichen Grundlagen und Methoden zur
Entwicklung und Nutzung neuartiger Textilverbunde für innovative
Mischbauweisen. Textilverstärkte Verbundwerkstoffe besitzen eine hohe
Flexibilität zur Anpassung der Werkstoffstruktur an die auftretenden
Belastungen und sind damit prädestiniert für Anwendungen im Leichtbau, die komplexe Anforderungen erfüllen müssen. Insbesondere der
funktionsintegrierende Leichtbau mit textilen Verbundwerkstoffen in
Mischbauweise bietet zahlreiche Vorteile, z. B. hohe Festigkeit und
Steifigkeit bei geringem Gewicht, gute Dämpfungs- und Crasheigenschaften. Eine große Vielfalt der vorhandenen und verfügbaren textilen
Materialien, Verfahren und Strukturen, die wirtschaftliche Fertigung und
die Serientauglichkeit machen diese Werkstoffgruppe interessant.
Schwerpunkt der gegenwärtigen Entwicklung sind Forschungsarbeiten
zu textilverstärkten Verbundwerkstoffen auf der Basis von Endlosglasfasern und Polypropylen als thermoplastische Matrix. Mit der
zunehmenden Anwendung und der wachsenden Bedeutung textilverstärkter Verbundwerkstoffe für den Fahrzeug- und Maschinenbau
steigen die Leistungsanforderungen an textile Halbzeuge. Die anforderungsgerechte Materialauswahl und die formgerechte Herstellung textiler
Halbzeuge bieten zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Materialien, wie ein besseres Leistungs-Masse-Verhältnis durch die anisotrope
Faseranordnung für einen höheren Leichtbaunutzen. (ITM, ILK, IAS,
IFKM, IPF, IWM, IHM, IPMS, DFG SFB 639 – TP A2, A3, A4, B1)
Die Teilprojekte A1 und D6 des Sonderforschungsbereiches 528 „Textile
Bewehrungen zur bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung“
umfassen werkstofforientierte Arbeiten zur Modellierung und Entwicklung
anforderungsgerechter textiler Betonbewehrungen, die experimentelle
Erforschung deren Tragverhaltens unter Hochtemperaturbeanspruchung
sowie die Erweiterung von Verarbeitungs- und Beschichtungstechnologien für den Einsatz von Hochleistungsfilamentgarnen.
Unter Anwendung neuer Bindungs- und Flächenkonstruktionen sowie
Flächenbildungsverfahren wurden textile Strukturen für erhöhte Faservolumengehalte und homogenere Eigenschaften im Betonverbund
entwickelt. Weitere Arbeitsschwerpunkte bildeten die Konturierung der
textilen Bewehrung zu 2D-Preforms, die Anwendung neuartiger Beschichtungsmaterialien sowie Versuche zum zeit- und lastabhängigen
Materialverhalten der eingesetzten Hochleistungsfäden aus AR-Glas und
Carbon.
Die Verwendung von Carbonfaser-Heavy-Tows mit einer sehr hohen
Anzahl an Einzelfasern ermöglicht eine deutliche Reduktion des Arbeitsaufwandes sowie der Kosten der bautechnischen Umsetzung und wird
über die Laufzeit des SFB 528 hinaus im Teilprojekt T9 verfolgt. Damit
soll eine wesentliche Voraussetzung für die praktische Anwendbarkeit
von Textilbeton geschaffen werden. Die textiltechnologische Herausforderung besteht hierbei in der Entwicklung von angepassten
Fadenführungs- und Fadentransportmechanismen sowie Beschichtungsund Trocknungssystemen für die sichere und schonende Verarbeitung
von Carbonfaser-Heavy-Tows auf Nähwirkmaschinen.
(ITM, DFG SFB 528, Teilprojekte A1/ D6/ T9)
97
Grundlagenuntersuchungen zu integrierten textilbasierten Sensornetzwerken zur zerstörungsfreien
Strukturüberwachung endlosfaserverstärkter Verbundwerkstoffe
Das Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung textiler Sensoren
und Sensornetzwerke zur Detektierung mechanischer Beanspruchungszustände in Faserverbundbauteilen. Die neuen Sensoren bzw.
Sensornetzwerke sollen die Vorteile berührungsloser, lokal wirkender,
konventioneller Verfahren mit den Vorteilen großflächig wirkender Sensorstrukturen vereinen. Die zu entwickelnden Sensoren und
Sensornetzwerke sind integraler Bestandteil der textilen Verstärkung des
Verbundes. Sie werden sowohl einzeln in den Verstärkungslagen, als
auch in einem Arbeitsschritt, d. h. ohne zusätzlich notwendige Verbindungstechnik durch mehrere Verstärkungslagen trassiert. Bei Nutzung
textilbasierter Sensoren wird das Verbund- bzw. Verformungsverhalten
der Grundstruktur kaum beeinflusst. Die einstückige und durchgängige
Trassierung von Leitungsbahnen durch mehrere Verstärkungslagen
hindurch ermöglicht die schädigungsfreie Herstellung komplexer, 3dimensionaler textilbasierter Sensornetzwerke in einem Arbeitsschritt.
Somit entfällt der Einfluss der durch die Stapeltechnik notwendigen
Verbindungen auf die elektrischen Eigenschaften der Sensoren. Die
Sensoren werden angepasst ausgelegt, sodass sowohl lokale als auch
globale Beanspruchungszustände gemessen werden können. Ein weiterer Schwerpunkt des Vorhabens ist die Sicherstellung der
Langzeitstabilität des gesamten Messsystems, um die Sensoren während der Lebensdauer des Verbundbauteils nutzen zu können.
(ITM, DFG CH 174/17-1)
98
Flocktechnologie zur Erzeugung strukturierter
Scaffolds
In diesem Verbundprojekt arbeiteten 5 Forschungspartner an der Entwicklung und der Testung von biokompatiblen und resorbierbaren
Materialien für einen neuen Scaffold-Typ für das Tissue Engineering
zusammen. Das Ziel des interdisziplinären Forschungsprojektes ist die
Entwicklung von flocktechnisch erzeugten Wachstumsgittern für die
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Zellbesiedlung aus biokompatiblen und resorbierbaren Materialien. In
diesem Forschungsprojekt wurde maßgeblich der Einsatz von
Flockstrukturen als Zellträger für das Tissue Engineering analysiert. Es
konnte nachgewiesen werden, dass flocktechnisch hergestellte Trägerstrukturen für die Besiedlung mit Zellen sehr gut geeignet sind. Die
Strukturentwicklung und die Anpassung des Flockprozesses erfolgten
zunächst mit technischen Komponenten. Im Projektverlauf konnten als
Flock-Substrat eine Membran aus mineralisiertem Kollagen und als
Klebstoff eine Gelatine-Lösung erfolgreich eingeführt werden. Erste
Lösungsansätze für die Realisierung flockbarer PHB-Fasern standen zur
Verfügung. (ITM, IPF, MBZ, DFG CH174/4-1)
lich zu reduzieren. Zu deren vollständiger Eleminierung ist noch ein
erheblicher Entwicklungsbedarf vorhanden. Für die Herstellung von
optisch geschlossenen Drehergeweben ist es erforderlich, insbesondere
die Bündelung der Kettfäden innerhalb der Lochnadeln zu minimieren.
Um eine Ausbreitung der Filamente im späteren Verbundbauteil zu
erreichen, ist die Verwendung von matrixresorbierbaren Garnen erforderlich. Im Bereich der thermoplastischen Verbunde konnte dies bereits
nachgewiesen werden. (ITM, IGF 15579 BR)
99
Gewebe aus drehungsfrei eingetragenen bändchenförmigen Kett- und Schussfäden
Leichte thermoplastische textile Compositstrukturen
Im Rahmen des Projekts MAPICC3D arbeitet das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der Technischen
Universität Dresden (ITM) gemeinsam mit 20 europäischen Partnern an
der Entwicklung und Umsetzung von Fertigungsverfahren zur Realisierung von anforderungsgerechten textilen Halbzeugen mit einem hohen
Vorfertigungsgrad auf Basis von Hybridgarnen mit thermoplastischem
Matrixanteil. Im Projekt MAPICC 3D wird dabei schwerpunktmäßig die
Weiterentwicklung der Mehrlagenstricktechnik (MLG) verfolgt. Weitere
Projektziele sind die Entwicklung von flexiblen Werkzeugen für die Verbundbauteilherstellung und die Anpassung der Bauteileigenschaften
z. B. durch die Beschichtung oder die Integration von Schäumen in die
Hohlkammern von Spacer-Bauteilen. Durch die Integration von Sensoren sollen die Vorrausetzungen geschaffen werden, eine umfangreiche
Qualitätssicherung während der Fertigung sowie eine Überwachung der
Bauteileigenschaften während der Nutzung zu ermöglichen. Parallel zu
diesen Untersuchungen erfolgt die Entwicklung von Simulationswerkzeugen zur Auslegung von Verbundwerkstoffstrukturen.
Alle Maßnahmen dienen der Verringerung der Taktzeiten und der Erhöhung der Ressourceneffizienz bei der Entwicklung, Umsetzung und
Nutzung von Verbundwerkstoffen. (ITM, GA 263159)
100
Modellverarbeitungsprozess für eine effektive endkonturnahe Fertigung von Bauteilen aus
Faserverbundwerkstoffen
Der Einsatz von Leichtbaumaterialien hat sich in den vergangenen
Jahren vorwiegend in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, aber auch im
Schiffs- und Maschinenbau bewährt. Durch neue Materialien und Fertigungsverfahren konnten erhebliche Gewichtsreduzierungen erzielt
werden, die während des Einsatzes zu Energieersparnis und damit zur
Senkung der Betriebskosten führen können. Textilverstärkte Thermoplast-Verbundwerkstoffe finden derzeit, verursacht durch die geringe
Wirtschaftlichkeit bedingt durch den niedrigen Automatisierungsgrad
derzeitiger Fertigungsprozesse, keine breite industrielle Anwendung.
Im Rahmen des Projektes „Modellverarbeitungsprozess für eine effektive
endkonturnahe Fertigung von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen“
wurde ein Fertigungsprozess entwickelt, mit dem Strukturbauteile aus
Hybridgarn-Textilien automatisiert effizient hergestellt werden können.
Der Modellverarbeitungsprozess wurde in zweijähriger interdisziplinärer
Zusammenarbeit konzipiert und erprobt. Grundlage dafür war das Förderprogramm „ForMaT – Forschung für den Markt im Team“ des
Bundesministeriums für Bildung und Forschung beim Projektträger
Jülich. (ITM, ForMaT 03FO1172)
101
Entwicklung von ein- und mehrlagigen Drehergeweben für die Verbundwerkstoffindustrie mit gestreckten
Kett- und Schussfadenlagen
102
Die produktive und materialeffiziente Herstellung von leichten und dichten Geweben spielt für die Anwendung der textilen Strukturen als
technische Textilien eine übergeordnete Rolle. Ziel des Forschungsprojektes war die Schaffung der technischen und technologischen
Voraussetzungen für die Herstellung von Geweben mit drehungsfreien
Bändchengarnen in Kett- und insbesondere in Schussrichtung. Die Basis
bildet eine fundierte und systematische Analyse der Ursachen der Fehler
im Webprozess. Als wesentliche Parameter für die drehungsfreie Einbringung der Fäden wurden die Ausbildung des Fadenlaufes in Kett- und
Schussrichtung, die Geometrie der Umlenkelemente, die querkraftfreie
Schussfadenzuführung und die fadenzugkraftgeregelte Schussfadenvorspulung ermittelt. Die Fertigung eines komplett fehlerfreien Gewebes ist
nur mithilfe einer zugkraftgeregelten Schussfadenvorspulung mit tangentialer Spulenabwicklung möglich. Dadurch können die Gewebe
weiterentwickelt und neue Einsatzbereiche erschlossen bzw. vorhandene Bereiche am Markt gesichert und ausgebaut werden.
(ITM, IGF 16420 BR)
103
Technologie zum Spreizen von Heavy Tows zur
Bildung von Kettfadenvorlagen für textile
Verbundwerkstoff-Verstärkungsstrukturen
Basierend auf einem weiterentwickelten Spreizrad sowie einer modifizierten
Spreizeinrichtung,
bestehend
aus
Vorlage-,
Fadenspannungsregulier-, Heiz-, Fixier- und Wickeleinheit, steht eine
Technologie zur Verfügung, mit der ein sehr sicheres, schonendes und
variables Spreizen von Carbonfaser-Heavy Tows realisierbar ist. Das
Spreizergebnis hängt maßgeblich vom Ausgangszustand des vorgelegten Heavy Tows ab. Bei guter Qualität lassen sich gleichmäßige
Spreizbänder herstellen, wobei sich bei Feinheiten um 3200 tex eine
Endbreite von 30 mm als vorteilhaft erwiesen hat. Solche Bänder ermöglichen die Bildung von Spreizlagen mit Flächenmassen von ca. 100 g/m²
und Lagendicken um 0,1 mm.
Zur Charakterisierung sowohl einzelner Spreizbänder als auch daraus
durch Wickeln hergestellter Flächen eignen sich Zugprüfungen an Proben im eingeharzten Zustand unter Anwendung des Resin Transfer
Moulding (RTM)-Verfahrens. Die erreichten Kennwerte zeigen, dass von
Spreizlagen eine vergleichbare Verstärkungswirkung zu erwarten ist, wie
von ungespreizten Heavy Tow-Lagen. Erstere bieten zusätzlich den
Vorteil zur Masseverringerung und Dickenreduzierung im späteren Bauteil.
Durch Kombination von Kettfadenvorlagen, die aus Spreizbändern gebildet wurden, mit herkömmlichen Verstärkungsfadenlagen lassen sich
unter Nutzung der Multiaxialkettenwirktechnik neuartige Textilhalbzeuge
für Faserverbundwerkstoffe fertigen. Anwendungen werden im Sportgeräte- sowie Automobilbau, aber auch im Bereich dynamisch belasteter
Maschinenelemente sowie der Strukturbauteile im Nutzfahrzeugbau
gesehen. Des Weiteren sind Einsatzbereiche etwa beim Textilen Bauen
in Richtung neuartiger Membranstrukturen erkennbar, die auf den neuen
Möglichkeiten zur Ausbildung des textilen Festigkeitsträgers beruhen.
Insgesamt wird deutlich, dass ein effizientes Verfahren zum Spreizen
von Heavy Tows verfügbar ist, von dem sowohl die KMU der Textil- als
auch der Faserverbundwerkstoffindustrie profitieren können.
(ITM, IGF 16421 BR)
Im Rahmen des Forschungsprojektes ist es gelungen, die verfahrensbedingt
auftretenden
Filamentschädigungen
an
den
auf
Dreherwebmaschinen verarbeiteten Hochleistungsfilamentgarnen erheb-
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104
Weiterentwicklung und Anwendung thermoplastischer
endlosfaserverstärkter mehraxialer Gitterstrukturen
als Funktionselement
Die mehraxialen Funktionsgitter bestehen vorrangig aus ParallelHybridgarnen mit Glas- sowie Polypropylenfilamenten und werden unter
Nutzung modifizierter Nähwirktechniken gebildet. Infolge der Aktivierung
der thermoplastischen Komponente lassen sich vorkonsolidierte Gitter
bereitstellen, die eine Weiterverarbeitung im Spritzgießverfahren ermöglichen. Durch Anwendung des Nadelbarrenversatzes konnte ein
symmetrischer Gitteraufbau umgesetzt werden. Infolge der entwickelten
Kettfadenmanipulationsmöglichkeiten liegen zudem unterschiedliche
Gitter mit belastungsangepasster Positionierung zusätzlicher Kettfäden
vor. Des Weiteren ließen sich in diese Gitter Funktionselemente integrieren, wie z. B. elektrisch leitfähige Materialien zur Umsetzung einer
Heizfunktion oder Zusatzfäden als Positionierhilfe über lokale Aufdickungen.
Die Verarbeitungversuche mit Spritzgieß-, Press- und Long Fibre Injection (LFI)-Verfahren weisen nach, dass die Gitter in diese Prozesse gut
integrierbar sind. Die Gitterverbunde besitzen ein wesentlich besseres
Crash- und Impactverhalten gegenüber vergleichbaren Werkstoffen. An
dem unter Nutzung des LFI-Verfahrens hergestellten Demonstrator in
Form einer gitterverstärkten Türinnenverkleidung für PKW lässt sich die
Verstärkungswirkung der Gitter aufzeigen, etwa durch Steigerung der
Impactresistenz und Reduzierung der maximalen Verformung. Insgesamt ist festzustellen, dass sich durch den Einsatz der Gitter sowohl die
mechanischen Bauteileigenschaften gezielt global und lokal steigern
lassen als auch eine erhebliche Aufwertung der Verbundbauteile durch
Funktionsintegration gegeben ist. Anwendungsmöglichkeiten werden im
Fahrzeugbau vor allem für impactbelastete Teile gesehen, deren Verwendung zum Splitterschutz oder zum Schutz vor Steinschlägen
erfolgen kann. Weitere Einsatzbereiche bestehen im Maschinen- und
Anlagenbau (z. B. Profile, Getriebebauteile, Roboterarme, Behälter)
sowie im Bauwesen (z. B. modulartige Trennwände für Stallungen und
Großraumlager). Synergieeffekte sind auch im Hinblick auf die Entwicklung neuartiger Verstärkungsstrukturen für Holzbauteile zu erwarten.
(ITM, ILK 282 ZBR)
105
Beschleunigung des Preformaufbaus zur Herstellung
faserverstärkter Kunststoffbauteile mittels Vakuuminfusion
Das Vakuuminfusionsverfahren stellt im Gegensatz zu den RTMVerfahren ein kostengünstiges und hoch flexibles Fertigungsverfahren
für die Herstellung faserverstärkter Kunststoffe mit duroplastischer Matrix dar. Das Verfahren ist jedoch hinsichtlich des damit erreichbaren
Faservolumengehaltes und in Bezug auf die Reproduzierbarkeit der
einzelnen Fertigungsschritte limitiert. Im Rahmen des öffentlich geförderten IGF-Forschungsprojektes werden im Ergebnis grundlagenorientierter
und anwendungsbezogener Forschungsarbeiten Möglichkeiten zur
Reduzierung dieser Einschränkungen für die Anwendung der Vakuuminfusionverfahren gezeigt. Gegenstand der Untersuchung sind dabei
industrieübliche Verfahren zur Preformherstellung sowie die Prozesskette Vakuuminfusion, die hinsichtlich einer vorteilhaften Kombinierbarkeit
analysiert werden.
Zunächst werden die Elemente der Einzelprozessketten Preforming und
Vakuuminfusion hinsichtlich ihres Potentials zur Reduzierung der Fertigungstaktzeiten untersucht und bewertet. Zur Verbesserung der
Bauteilauslegungsprozesse erfolgt eine Systematisierung von in der
Industrie häufig eingesetzten Verstärkungshalbzeugen mit Blick auf die
Drapierbarkeit, die Konstrukteuren von FVK-Bauteilen zukünftig die
Materialauswahl bei der Auslegung neuer Bauteile erleichtern soll. Zur
Verbesserung der Reproduzierbarkeit der häufig manuell durchzuführenden Fertigungsschritte werden für die Preformherstellung
praxisrelevante Bauteilgeometrien untersucht und häufig wiederkehrende Geometrien identifiziert. Für diese werden geeignete flexible
Drapierhilfsmittel erarbeitet. Durch die Adaption von Fertigungsverfahren
der Preformherstellung für die Vakuuminfusion lassen sich entscheidende Verbesserungen für die Erzielung eines endkonturnahen und stark
vorverdichteten Lagenaufbaus verzeichnen. Der Einsatz konfektionstechnischer Verfahren zur Zuschnittoptimierung, dient der Aufdeckung
zusätzlichen Kosteneinsparpotentials. Die abschließend vorgestellte
Gesamtprozesskette Preform-Vakuum setzt sich aus den erarbeiteten
Teilprozessen zusammen. Der Nachweis über die Praxistauglichkeit der
entwickelten Prozesskette erfolgt anhand der Fertigung eines mit der
Industrie abgestimmten Referenzbauteiles. (ITM, IGF 16808 BR)
106
Entwicklung und Erprobung funktionaler textilverstärkter Kautschukformteile mit erhöhter
Wärmeableitung
In Textilmaschinen sind vielfach schnell rotierende und dynamisch
hochbelastete Kautschukwalzen zum Transport von Faserbändern im
Einsatz. Infolge der auftretenden dynamischen Beanspruchungen
kommt es dabei häufig zu einem unerwünschten Wärmeaufbau und
damit zu einem Temperaturanstieg der Bauteile. Dies kann zu erheblichen Problemen im Betrieb der entsprechenden Maschinen führen.
Durch Einbringen wärmeleitfähiger textiler Strukturen und den Einsatz
angepasster Kautschukwerkstoffe können der Wärmeaufbau reduziert
und die Wärmeableitung dieser Bauteile verbessert und somit die Leistungsfähigkeit der Maschinen erhöht werden.
Dafür wurden zunächst verschiedene Faserarten und daraus gefertigte
gewebte, gewirkte und gestrickte textile Strukturen im Hinblick auf ihre
Eignung zur Wärmeableitung aus Kautschukformteilen untersucht und
geeignete Vorzugsvarianten zu beanspruchungsgerechten textilen Strukturen weiterverarbeitet. Diese wurden in Kautschukwalzen integriert, die
anschließend hinsichtlich ihres Erwärmungsverhalten untersucht wurden. Die durchgeführten Versuche zeigten im Vergleich zu den Walzen
ohne textile Strukturen bereits eine deutlich höhere Wärmeableitung aus
dem Walzenbezug. Untersuchungen zur Haftungsverbesserung der
Strukturen in der Kautschukmatrix ermöglichen die optimale Ausnutzung
der mechanischen und thermischen Verbundeigenschaften. Zusätzlich
wurde eine Kautschukmischung entwickelt, die einen geringeren Wärmeaufbau im Betrieb der Walzen und eine erhöhte Wärmeableitung
ermöglicht. Parallel dazu erfolgte eine numerische Simulation der thermo-mechanischen Zusammenhänge für den Elastomer-Textil-Verbund,
die durch Versuchsergebnisse validiert wurde.
(ITM, IGF 288 ZBR; (ITM, KF 2048921WZ0)
107
Räumlich geformte, hitzebeständige sowie schalldämmende Leichtbauelemente aus textilbewehrten
mineralischen Baustoffen
Das IGF-Vorhaben 329 ZBR beschäftigte sich mit der Entwicklung und
Realisierung multifunktionaler Bauelemente aus einem neuartigen mineralischen Verbundwerkstoff, bestehend aus einer hochfesten tragenden
Textilbetonschicht und einer funktionalen Schicht aus haufwerksporigem
Leichtbeton, welche die bauphysikalischen Funktionen hinsichtlich
Brand- und Schallschutz übernimmt.
Die entwickelten räumlich geformten Elemente können in den verschiedensten Bereichen als raumabschließende Bauteile eingesetzt
werden und kombinieren die gestellten sicherheitstechnischen und
komfortorientierten Aspekte mit einer hohen Flexibilität an architektonischen Gestaltungsmöglichkeiten, was die Nutzungsqualität von
Gebäuden erheblich verbessert und auch bei Investoren und Sachversicherern von zunehmendem Interesse ist.
Mit den erzielten
Projektergebnissen konnte gezeigt werden, dass sich multifunktionale
Baustoffverbunde, die aus einer hochfesten Tragschicht aus Textilbeton
und einer Schicht aus haufwerksporigem Leichtbeton bestehen, sehr gut
als tragende klein- und mittelformatige Leichtbauelemente eignen und
dabei gleichzeitig bauphysikalisch notwendige Funktionen des Brandund Schallschutzes übernehmen können. Dabei wurden für definierte
Einsatzszenarien geeignete und eigenschaftskompatible beton- und
textilseitige Materialpaarungen herausgearbeitet, umfangreich labortechnisch untersucht und wissenschaftlich bewertet. Im Ergebnis der
Forschungsarbeiten wurden Demonstratorbauteile für ein raumabschließendes Deckenelement hergestellt, mit denen die Funktionstüchtigkeit,
Tragfähigkeit, Maßhaltigkeit und die Eignung als Brand- und Schallschutzelement
im
baupraktischen
Einsatz
durch
zahlreiche
Untersuchungen nachgewiesen wurde. Weitere potentielle Anwendungsbereiche eröffnen sich z. B. für Fassadenelemente und
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Lärmschutzwände. (ITM, IGF 329 ZBR)
108
Entwicklung eines Nähsystems für Abstandsgewirke
variabler Dicke
Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines Doppelsteppstich-Blindstich-Nähsystems für Abstandsgewirke, welches die
Verarbeitung von Abstandsgewirke unterschiedlicher Dicke bei Beibehaltung der positiven Materialeigenschaften ermöglicht. Abstandsgewirke
sind neuartige textile Materialien, die aus zwei Deckschichten und den
abstandsbildenden Fäden bestehen und durch gute Druckelastizität und
eine Hinterlüftungsfähigkeit gekennzeichnet sind. Diese besonderen
Eigenschaften können nur erhalten werden, wenn die Montage ohne
lokale oder globale Dickenreduzierung erfolgt und die Druckelastizität
nicht eingeschränkt wird. Derzeit ist auf dem internationalen Markt für
diese Aufgabenstellung keine Nähtechnik verfügbar.
Im Rahmen dieses Projektes wurden als Prototypen ein geeigneter
Nähkopf und dessen Anordnung in ein komplettes Nähsystem entwickelt, welches die Verarbeitung von Abstandsgewirken unterschiedlicher
Dicke und eine variable Anordnung der Nähköpfe zur Realisierung unterschiedlicher Nahtgeometrien ermöglicht. Es kann erwartet werden,
dass das Nähsystem auch für andere Abstandstextilien anwendbar sein
wird. (ITM, ZIM KF2048906MF9)
109
Entwicklung und Erprobung einer neuartigen Sportschwimmweste mit einem Auftrieb von 50 N für den
Rudersport
Auf dem Markt wird ein breites Spektrum an Schwimmhilfen und Rettungswesten angeboten. Diese sind aber alle für den Rudersport
ungeeignet. Die bekannten Schwimmhilfen/Rettungswesten behindern
den Ruderer und können Kentern verursachen. Insbesondere für Kinder
und Jugendliche entsteht dadurch eine Gefährdung. Um Mobilität und
Sicherheit beim Erlernen und Ausüben des Rudersportes zu verbessern,
wurde im Rahmen des ZIM-Projektes gemeinsam mit dem Universitätssportverein der TU Dresden, Abteilung Rudern und der NewWave
GmbH, Berlin eine Sportschwimmweste für Kinder entwickelt, die das
Überleben erhöht. Neu ist, dass diese Sportschwimmweste in die Bekleidung des Ruderers integriert ist, nicht das Rudern behindert, gute
bekleidungsphysiologische und ergonomische Eigenschaften aufweist
sowie in den handelsüblichen Konfektionsgrößen angeboten wird. Erfolgreiche Erprobungstest signalisieren großes Interesse in den zahlreichen
Rudervereinen. (ITM, ZIM KOOP, KF2048903HG9)
110
Mess- und konfektionstechnische Untersuchungen
zur Entwicklung des „Aktiven Schlafsystems"
Im Rahmen eines interdisziplinären Forschungsprojektes wurde ein
„Aktives Schlafsystem“ entwickelt. Neben biomechanischen und anthropometrischen Anforderungen, haben die Eigenschaften der verwendeten
textilen Materialien einen wesentlichen Einfluss auf das Verhalten des
Gesamtsystems „Matratze“. Mess- und konfektionstechnische Untersuchungen beinhalteten die Ermittlung der Materialkennwerte wie
Zugverhalten, Wasserdampfdurchgangswiderstand, Luftdurchlässigkeit
und das Verhalten bei Dauerbelastung. Durch zielgerichtete Flächenkonstruktion und konfektionstechnische Verarbeitung wird ein
beachtenswerter Beitrag zur Optimierung des Schlafkomforts geleistet.
Ergänzt werden die textilen Komponenten durch druckelastische Konstruktionen,
die
die
Mechanik
der
Auflagefläche
sichern.
Untersuchungen zur Druckspannungs-Verformung dienten sowohl der
Auswahl der Schaumstoffelemente für den Aufbau des Matratzenkerns
als auch zur Bewertung des Stützeffektes an Kopfkissen. Art und Form
der Steppungen führen an Bezugsstoffen zu einer deutlichen Beeinflussung der Dehnungseigenschaften. Weiterhin muss ein Schlafsystem
auch mikroklimatischen Anforderungen gerecht werden. Die Durchläs-
sigkeit von Luft und Feuchte sind bei Schlafsystemen ein unerlässliches
Kriterium und wurden von Messtechnikern eingehend getestet.
(ITM, ZIM KF KF24108010H9)
111
Integration von Mikrosystemen zur Herstellung von
multifunktionalen intelligenten Schutztextilien
Die stetig wachsenden Anforderungen an Schutzkleidung, z. B. bei
Feuerwehr oder Polizei, können durch innovative Technische Textilien
erfüllt werden. Ziel des BMBF-Projektes MST4IT ist die Entwicklung
eines hybriden Sicherheitsanzugs für Sondereinsatzkräfte mit integrierter
Sensorik zur Erfassung von Vital- und Umweltparametern, wofür ein
Health-Monitoring-Unterhemd entwickelt wird. Als Material für die Integration textiler Leitungsstrukturen kommt in erster Linie
Kupferlackdraht mit unterschiedlichen Durchmessern (0,05 mm; 0,07
mm) zum Einsatz. Die notwendigen Leitungsbahnen werden mit definierten Rastermaßen direkt im Flächenbildungsprozess als zusätzliche
Maschenfäden verstrickt, wobei die mechanischen Eigenschaften der
Grundstruktur nur minimal beeinflusst werden. Ein separater Stickprozess
stellt
abschließend
die
textile
Verbindung
einzelner
Leitungsstrukturen her. Die Kontaktierung von Funktionselementen, wie
Interposer und Elektronikbauteile, mit der Leitungsstruktur erfolgt über
gedruckte, elektrisch leitfähige Schmelzklebstoffdispersionen. Für die
exakte Positionierung der Funktionselemente wird ein Bestückungsautomat entwickelt, mit dem die Leitungsstrukturen mit einer Kamera
erfasst und die Funktionselemente anforderungsgerecht positioniert
werden können. (ITM, BMBF 16SV3425)
112
Textilbasierte multifunktionale Polymer-Metall- bzw.
Metall-Metall-Verbundmaterialien und -halbzeuge für
Leichtbauanwendungen
Ziel des Vorhabens ist die systematische Entwicklung verarbeitungsund beanspruchungsgerecht ausgelegter textilbasierter multifunktionaler
Polymer-Metallbzw.
Metall-Metall-MehrkomponentenVerbundhalbzeuge für die wirtschaftliche und Ressourcen schonende
Weiterverarbeitung zu textilbasierten Leichtbaustrukturen im Multimaterialdesign.
Durch
den
Einsatz
maßgeschneiderter
textiler
Verstärkungsstrukturen zur lokalen oder ganzflächigen Aufbringung auf
metallische Oberflächen bzw. zur Integration zwischen Metallteile
(Sandwichbauweise) oder in eine Metallmatrix sollen die bestmögliche
Kompatibilität bei der Weiterverarbeitung (z. B. mechanische Bearbeitung, Umformung, Fügen) solcher Verbundstrukturen zu komplexen
Bauteilen und eine lokale Verstärkung stark beanspruchter, z. B. von
großgliedrigen Maschinenteilen erreicht werden. Der Fokus der aktuellen
Entwicklungen für den Leichtbau liegt zum einen auf reinen Faserverbundwerkstoffen (FVW) mit Carbon- bzw. Glasverstärkung und zum
anderen auf dem Einsatz leichter Metalle. Mit textilbasierten MetallMetall- bzw. Polymer-Metall-Mehrkomponentenverbunden sollen die
Nachteile derartiger FVW eliminiert und eine Verarbeitbarkeit ähnlich der
von reinen Metallen erzielt werden. Im Vorhaben erfolgt eine systematische Entwicklung von textilbasierten multifunktionalen Polymer-Metallbzw. Metall-Metall-Verbundmaterialien unter Einsatz unterschiedlicher
technologischer Prozessabläufe von einfachen zu komplexen Strukturen.
Es soll gezeigt werden, wie textile Verstärkungen (Gewebe, Gestricke) in
Blechbauteilen bzw. in Verbundwerkstoffen mit metallischer Matrix die
Funktionalität und Komplexität hochbelasteter Bauteile bei gleichzeitiger
Massereduzierung, z. B. für Crashanwendungen, steigern. Dazu sind
neue textile Technologien, insbesondere für die anforderungsgerechte
Auslegung von 3D-Textilstrukturen und neue Technologien auf Basis
Kleben und/oder Löten zur Herstellung flächiger Sandwichverbunde zu
entwickeln, die eine spätere praktische Umsetzung ermöglichen. Des
Weiteren ist das Grenzschichtdesign (Metall-Metall oder Polymer-Metall)
zu optimieren. (ITM, ECEMP - B2 CelTexComp 13922/2379)
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115
Entwicklung einer Technologie zur Strukturfixierung
textiler Halbzeuge mit Hybridgarnen für beanspruchungsgerechte, komplexe Preforms
Direktpreforming auf Basis fixierter multiaxialer 3DProfilhalbzeuge
Im Rahmen des DFG-AiF-Clusters „Leichtbau und Textilien“ erfolgte eine
ganzheitliche, material- und verfahrensübergreifende Betrachtung aller in
die Fertigung von Faserverbundbauteilen einbezogener Prozesse. Dazu
wurde mit der Etablierung des Clusters die Möglichkeit einer ganzheitlichen und interdisziplinären Betrachtungsweise der betroffenen
Fragestellungen geschaffen. Durch die eng verzahnten Arbeiten entlang
der gesamten Prozesskette von der Faserherstellung, über die Flächenbildung und Preformfertigung bis hin zur Konsolidierung der fertigen
Bauteile mittels Spritzguss- und RTM-Technik konnte eine Ausschöpfung vorhandener Optimierungspotentiale sichergestellt werden.
Gegenstand der anwendungsorientierten Untersuchungen am ITM war
die Fertigung bauteilangepasster Verstärkungsstrukturen durch die
linien-, gitterförmige und partiell lokale Integration von thermoplastbasierten Fixierfäden zur Schaffung anforderungsgerechter Fixierzonen für
die gezielte Drapierbeeinflussung und zur Verbesserung der Handhabung. Ergänzend erfolgten umfangreiche rechnergestützte Simulationen
zur Verhersage der Drapierbarkeit bzw. zur Entwicklung bauteilangepasster Zuschnitte. Für die Aktivierung der thermoplastischen
Komponenten der Fixierfäden wurde ein IR-Labor-Versuchsstand mit 48
einzeln ansteuerbaren Strahlerelementen in zwei Strahlermodulen konstruktiv entwickelt und umgesetzt.
Mit der erfolgreichen Bearbeitung der beiden Teilprojekte des ITM konnten die technisch/technologischen Möglichkeiten für die Herstellung und
Handhabung anforderungsgerechter, trockener Preforms in reproduzierbarer
Qualität
auf
Basis
geeigneter
Bindersysteme
und
Simulationsmodelle ausgebaut werden.
(ITM; IGF 16427 BR, DFG CH 174/16-1; KR 3487/5-1)
114
Entwicklung von kostengünstigen Aufbau- und Verbindungstechnologien für textilintegrierte
Steckverbinder und Mikrosysteme
Zur Integration von elektronischen Bauteilen und Modulen in Bandgewebe wurde ein Konzept erarbeitet, das eine Fertigung Rolle-zu-Rolle
ermöglicht. Dazu wurden die textile Bänder mit eingewebten Leitern
gezielt und reproduzierbar mit einem Laser abisoliert. Die lokal abisolierten Bänder wurden einem speziellen Lötroboter zugeführt. Für diesen
Lötroboter wurde eine automatisierte, ansteuerbare Einspannung konstruiert und mit einer optischen Bilderkennung aufgebaut. An das
gespannte und korrekt positionierte Textil können definiert Bauteile
zugeführt, positioniert und verlötet werden. Die Arbeitszeit zur Integration
der Bauteile in textile Bänder wurde mit diesem Aufbau um den Faktor
30 verringert. Die integrierten Bauteile wurden in Waschversuchen und
auf einer Zugprüfeinrichtung dynamisch geprüft.
Für die rationelle Kontaktierung von Steckverbindern an Smart Textiles
wurden erfolgreich zwei Verbindungstechniken kombiniert. Zuerst wurden zur Kontaktierung von mehreren Leitern in Textilien erfolgreich
Schneid-Klemm-Steckverbinder an textilintegrierte Leiter kontaktiert und
in einem zweiten Schritt über einen Interposer mit Kontaktträgern von
alltagstauglichen Steckverbindern verbunden. Sowohl der Interposer als
auch die Kontaktierung des Schneid-Klemm-Steckverbinders sind rationell und automatisierbar herstellbar. Dadurch erhält man einen
alltagstauglichen und kostengünstigen Steckverbinder. Ein so zu kontaktierendes Steckverbindersystem für Smart Textiles existierte bisher
nicht. Es stellt einen Entwicklungssprung für eine rationellere Fertigung
von Smart Textiles dar. Durch dieses Vorhaben lassen sich Kontaktierungszeiten für Steckverbinder im Vergleich zum manuellen
Kontaktieren um den Faktor 30 bis 40 reduzieren. (ITV, IGF 15953 N/1)
Im Rahmen des DFG-AiF-Clustervorhabens „Leichtbau und Textilien„
wurde vom STFI das Teilprojekt „Direktpreforming auf Basis fixierter
multiaxialer 3D-Profilhalbzeuge“ bearbeitet. Ziel des Projekts war, auf
Basis des RR-Multiaxialkettenwirkens komplexe Preforms in einem
technologischen Prozess zu fertigen. Dabei wurden beispielhafte Lösungen für Preforms in X- und Doppel-T-Struktur entwickelt. Geometrie und
Lagenaufbau der Preforms können optimal auf das Anforderungsprofil
der Bauteile abgestimmt werden. Direkt am Warenabzug erfolgen Binderauftrag und thermische Aktivierung der Binder. Damit liegen Preforms
vor, die für spätere Handlingsprozesse und das Ablegen in der Form
stabilisiert sind.
Der direkte Weg vom Roving zum Preform reduziert die Anzahl von
Technologieschritten gegenüber dem Stand der Technik (Fertigung von
Geweben und Gelegen, Zuschnitt, Fügeprozesse usw.) erheblich und
stellt einen Beitrag zur Senkung von Fertigungszeiten und -kosten für
Faserverbundbauteile dar. Die Weiterverarbeitung der Preforms ist in
diskontinuierlichen Laminatverfahren (Pressen, Injektionsverfahren),
aber vorteilhafter Weise auch in kontinuierlichen Verfahren wie der
Pultrusion möglich. (STFI, IGF 16426 BR TP A2)
116
Glasfilamentvliesstoffe aus Rovings
Es wurde ein neues Verfahren zur Direktverarbeitung von Glasrovings zu
Filamentvliesstoffen entwickelt. Dabei handelt es sich um ein aerodynamisches
Vliesbildungsverfahren,
bei
dem
die
Rovings
in
Druckluftinjektoren in Abhängigkeit vom Druck sowie von der Art und
Menge der Schlichte vollständig, anteilig oder gar nicht zu Einzelfilamenten aufgelöst werden können. Die Vliesablage erfolgt schlaufenförmig
auf ein umlaufendes, untersaugtes Siebband, das mit einer Nadelmaschine verbunden ist.
Für den Funktionsnachweis des Verfahrens wurde eine kleintechnische
Anlage zur Verarbeitung eines Glasrovings zu einem 0,4 m breiten
Nadelvliesstoff errichtet.
Eine vollständige Auflösung der Rovings konnte bei Düsendurchmessern
von 7 oder 8 mm und Pressluftdrücken ≥ 8 bar sowie bei Verwendung
geeigneter Schlichten erreicht werden.
Bei Verwendung von Injektordüsen mit einem Durchmesser von 6 mm
oder Drücken < 8 bar war die Rovingauflösung nicht vollständig.
Alle hergestellten Flächengebilde konnten gut durch Übernähen oder
Vernadeln verfestigt werden.
Die mittlere Wärmeleitfähigkeit voluminöser Nadelvliesstoffe aus vollständig aufgelösten Rovings beträgt 21· 10 -2 W/mK.
Nadelvliesstoffe und Nähgewirke konnten auch zu Glasfaserepoxidharzverbunden weiterverarbeitet werden.
Im Vergleich zu bekannten Technologien zur Herstellung von Glasvliesstoffen erfordert das neue Vliesbildungsverfahren geringeren
maschinentechnischen Aufwand und geringeren Platzbedarf.
(STFI, VF 090040)
117
Entwicklung eines Vliesverfestigungsverfahrens mit
erhitzter Druckluft als Arbeitsmittel
Das Ziel besteht in der Entwicklung eines neuen, energieeffizienten
Vliesverfestigungsverfahrens mit Heißluftstrahlen als Arbeitsmittel.
Gegenüber der Spunlacetechnologie werden Energieeinsparungen
angestrebt. Außerdem können maschinentechnische Aufwendungen
verringert werden (Hochdrucktechnik, Filtration, Trocknung).
Das Verfahren ermöglicht auch die Herstellung von Vliesstoffen aus
wasserempfindlichen Fasern.
Der Arbeitsplan beinhaltet verfahrenstechnische Entwicklungen zur
Erzeugung von Überschall- Heißluftstrahlen mit hohem Impuls einschließlich Berechnung, Dimensionierung und Bau geeigneter
Düsenbalken sowie die Errichtung einer diskontinuierlich und einer
Seite
32
kontinuierlich arbeitenden Versuchsanlage zur Durchführung von Verfestigungsversuchen
mit
Rohvliesen
aus
verschiedenartigen
Fasermischungen. Bisher wurden im diskontinuierlichen Maßstab Verfestigungsversuche durchgeführt und dabei der Einfluss der
Prozessparameter (Druck, Temperatur, Geschwindigkeit und Passagenanzahl) auf den Verfestigungseffekt ermittelt. (STFI, 03ET1074A)
118
Entwicklung und Bau eines universell einsetzbaren
Aerosolgenerators zur dauerhaften, konstanten
Dispergierung besonders schwer fließender und
praxisrelevanter Stoffsysteme
Bei der Reduzierung von Emissionen mittels spezieller Filtermedien
leistet die Textilindustrie einen wesentlichen Beitrag. Entwicklungen auf
den Gebieten der Faserstoffe und deren Kombinationsmöglichkeiten
sowie der Textiltechnologien ermöglichen es, komplexe textile Strukturen
zu entwerfen und auf konkrete Filteraufgaben auszulegen.
Zur Charakterisierung und Bewertung verschiedener Filtermedien kommen vielfältige Laborprüfverfahren zur Anwendung, bei denen die Filter
mit unterschiedlichen Stäuben beaufschlagt werden. Die Dispergierung
und Dosierung stellt auf Grund der Eigenschaften der zu verwendenden
Stäube ein Problem dar.
Ziele des Forschungsvorhabens waren die Entwicklung und der Bau
eines universell einsetzbaren Staubdosierers zur dauerhaften, konstanten Dispergierung besonders schwer fließender und praxisrelevanter
Stoffsysteme.
Mit dem innerhalb des Forschungsvorhabens entwickelten Aerosolgenerators konnten die angestrebten Ziele erreicht werden. Durch
umfangreiche Untersuchungen wurden die Funktionalitäten bei unterschiedlichen Stäuben nachgewiesen. (STFI, KF 2034015WZ0)
119
Neuartige Flachkulierwirkmaschine zur Herstellung
regulärer Strukturen mit bi-axialem Schusseintrag
Ziel des Projektes war es, die Eigenschaften feuchteabsorbierender
Fasern zu nutzen, um ein geotextiles Dichtelement (Textile Polymerdichtung) zu entwickeln. Hohe Wasseraufnahmen führen zu starken
Quellungen der absorbierenden Fasern. Wird das freie Quellen, z.B.
durch entsprechende Auflasten und/oder entsprechende Immobilisierung
der Fasern, unterbunden, werden zunächst die Poren der textilen Struktur verschlossen und ein Quelldruck baut sich auf. Dieser Quelldruck in
einem begrenzten Volumen sorgt bei entsprechender Aktivität der Faser
für die gewünschte Dichtwirkung („Gelfilm“). Im Ergebnis der Arbeiten
entstand eine 3-Lagen-Struktur, mit einer mittig angeordneten Funktionsschicht. Die Übertragung der Herstellungstechnologie auf
Industrieanlagen wurde erfolgreich durchgeführt. Nachweise zur Erfüllung der angestrebten Dichtfunktion liegen vor.
(STFI, BMWi, MF 090148)
120
Sensorbasierte Textilarmierung
Für Sanierungsmaßnahmen im Baubereich wurden neuartige sensorisch
aktive Textilstrukturen entwickelt, mit denen Tragwerke gleichzeitig
bewehrt und überwacht werden können. Unter Nutzung modifizierter
Soutagestickmaschinen war die anforderungsgerechte Platzierung von
optischen Fasern mit integrierten Faser-Bragg-Gitter-Sensoren auf
Carbonfaserlamellen möglich. Über Dehnungsmessungen an den FBG
Sensoren per Spektrometer können Rückschlüsse auf die Zugbeanspruchung der Lamelle und damit auf die Durchbiegung eines Bauteiles
getroffen werden.
Neben den zu entwickelnden sensitiven Armierungsstrukturen und der
Messtechnik waren Konzepte zur Messwertauswertung, Weiterverarbeitung und der Applikation der Strukturen im Baubereich zu erstellen. Die
Projektziele wurden erreicht. (STFI, BMBF 03WKBJ1D)
121
Einsatz von Metallgarnen in 3D-Gewirken für
Anwendungen im Bereich der Schutztextilien
Im Projekt werden kettwirktechnische Verarbeitungsversuche mit hochfesten Garnmaterialien und Metalldrähten durchgeführt, um 3D-Gewirke
mit einem höheren Widerstand gegen Schnitteinwirkungen auszustatten.
Zusätzlich zum Schnittschutz war ein Prallschutz zu gewährleisten,
damit der Körper vor Schlageinwirkung geschützt wird. Die erste Phase
des Forschungsvorhabens umfasste die Auswahl von Garn- und Drahtmaterialien, die sich für eine Verarbeitung mittels Doppelrascheltechnik
eignen. Hierfür waren Untersuchungen zum Laufverhalten und vergleichenden Prüfungen der Garne einschließlich ihrer Modifikationen
durchzuführen. Da es für die vorgesehenen Tests kein geeignetes
Equipment gab, entwickelten und konstruierten die Projektmitarbeiter
eine spezifische Prüfapparatur. Das neue Gerät gestattet eine Beurteilung der Garne unter praxisnahen Bedingungen. Die Untersuchungen
führten zur Bestimmung geeigneter hochfester Garne und Drahtmaterialien,
die
nachfolgend
in
ersten
Versuchen
auf
einer
Doppelraschelmaschine verarbeitet wurden. Bereits in der Anfangsphase konnten gute Ergebnisse im Wirkprozess erzielt werden.
Insbesondere die Drahtmaterialien ließen sich gut zu Maschen formen.
Zur nochmaligen Erhöhung des Schnittschutzes wurden gleichzeitig
hochfeste Polymer-Garne eingearbeitet.
Zur Gewährleistung eines sicheren Fertigungsprozesses wird in weiteren
Arbeiten die Fadenzuführung an der Maschine optimiert.
(STFI, TITV, IGF 17424)
122
Untersuchungen zur Herstellung schnittfester Textilverbünde mit sensorischen Eigenschaften zur
Verbesserung des Diebstahl- und Vandalismusschutzes
Zur Prüfung und Bewertung der sensorisch aktiven Textilstrukturen
erfolgte gemeinsam mit der Firma Zwick GmbH & Co. KG die Entwicklung
eine
Schnittkraftprüfmaschine,
welche
neben
den
Schnittkraftmessungen die Erfassung der Leistungsfähigkeit der textilintegrierten Sensorik unter Prüfbedingungen ermöglicht. Die entwickelten
Musterstrukturen unterscheiden sich im Materialeinsatz (Aramid, Dyneema, PES), der Anordnungsdichte der Fäden, der Maschenlänge, der
Sensorarten und Sensoranordnung und der genutzten Vliesstoffgrundstrukturen. Sowohl die leitfähigen Sensoren als auch die optischen
Fasern sind nach der Textilintegration voll funktionstüchtig. Die Funktionskontrolle erfolgte bei den leitfähigen Sensoren
mittels
Widerstandsmessung (Multimeter) und der optischen Fasern mit einem
Dämpfungsmessgerät. Im Vergleich der Schnittfestigkeiten und Flächengewichte ist zu bemerken, dass Proben mit integrierten KEMAFIL®Fadenbündeln und gefachten Fadenbündeln besonders hohe Schnittfestigkeitswerte bei vergleichsweise niedrigen Flächengewichten erzielen.
Die Flächengewichte (unbeschichtet) variieren von 115 g/m² bis 345
g/m², wobei an den Proben mittlere Schnittfestigkeitswerte von ca. 60 N
und maximale Schnittfestigkeitswerte von ca. 80 N erzielt wurden. Im
Ergebnis des Forschungsprojektes liegen Textilstrukturen vor, die sowohl
durch
Kombination
von
Sensorik
als
auch
durch
anforderungsgerecht angeordnete Textilmaterialien und Beschichtung
einen verbesserten Schutz gegen Diebstahl und Vandalismus bieten.
(STFI, BMWi, MF 090136)
123
Textilbasierter Gepäckcontainer
Die 8 Projektpartner aus 5 Ländern erforschten unter der Mitarbeit des
STFI, Chemnitz, die Möglichkeiten der textilen Materialkombinationen für
einen optimalen Schichtenaufbau entsprechend der Funktionen: Gasdichtheit, Splitterschutz, Feuerresistenz, Festigkeit und definierte
Deformation. Die dänische TU Risø entwickelte in Zusammenarbeit mit
dem schwedischen Partner APC Composites einen explosionsfesten
Composite-Boden für den „Fly-Bag“.
Seite
33
Das Gesamtdesign eines Leichtbau-Prototypen stand für die Validierung
der Ergebnisse, d.h. zum technischen Einbau und Handling im Flugzeug
der Airline Meridiana (Sardinien) sowie für die Explosionsversuche, die
der englische Projektpartner Blastech Ltd. durchführte, zur Verfügung.
Ein anderer Aspekt im Projekt war die Simulation des textilen Behälters
mit seinem Materialverhalten in Bezug auf die Schockwelle und unter
Berücksichtigung der Festigkeitswerte, Dehnung, Deformation und
Konstruktionsdetails (ital. Partner CETMA).
Das Projekt wurde mit Handling-Versuchen in Olbia, Sardinien, bzw. mit
letzten praxisrelevanten Explosionstests in Buxton, UK, abgeschlossen
und kann dank Filmaufnahmen von EuroNews für die Futuris-Serie, die
der Brisanz des Themas Rechnung tragen, auch im Internet eingesehen
werden. (STFI, EU 213577)
124
Photochrome Moleküle in Kunststoffen - Potential zur
Charakterisierung der polymeren Feinstruktur und zur
Funktionalisierung
Im Rahmen des Projekts wurde eine große Anzahl an photochromen
Polymeren mit einem ganzen Spektrum an Pigmenten und auf Basis
unterschiedlicher Kunststoffe nach verschiedenen Verfahren hergestellt
und geprüft. Dabei zeigte sich, dass schon die Matrix eine entscheidende Rolle spielt; nur mit wenigen der niedrig-schmelzenden Kunststoffe
lassen sich intensive photochrome Effekte erzielen. Ursache sind die
Polarität und die jeweiligen besonderen strukturellen Gegebenheiten der
Polymere. Die kommerziell verfügbaren photochromen Farbstoffe unterscheiden sich recht stark in der Kinetik von Ver- und Entfärbung,
differenzieren vor allem aber in der Permanenz der Farbumschläge bei
UV-Alterung.
Im Fall von Polypropylen beschleunigt ein Zusatz von photochromem
Pigment die Alterung des Polymers. Dieser Effekt korreliert offensichtlich
mit der Struktur des Pigments: Je anfälliger das photochrome Spezies
bzw. dessen Farbumschlag gegenüber UV-Alterung (in PP), desto mehr
treibt es den Abbau der Matrix-Eigenschaften voran. Die Tests einer
Reihe von Stabilisatoren mit unterschiedlicher Wirkungsweise in PP
zeigten (erwartungsgemäß) eine verbesserte Alterungsbeständigkeit der
Matrix, aber auch einen Einfluss auf den Verfall der photochromen Funktionalität. Mittels der modernen, hochempfindlichen Methode der
Chemilumineszenz-Messung ließen sich diese Korrelationen untersetzen. (TITK, VF 071021)
125
Grundlagenuntersuchungen für den Einsatz von biokompatiblen Fadenkonstruktionen zur Herstellung von
Trägerstrukturen
Das Tissue Engineering, die Herstellung funktionsfähiger künstlicher
Zell- und Gewebeverbände auf der Basis kultivierter Zellen und verschiedener artifizieller Matrizes, hat sich in den letzten Jahren als neues,
dynamisch wachsendes Forschungsgebiet mit Perspektiven für die
Regenerationsmedizin etabliert. Textile Strukturen finden dabei bereits
vielfältigen Einsatz als medizinische Implantate, um Weich- und Hartgewebe zu unterstützen oder zu ersetzen. Durch die Vielfalt
textiltechnologischer Prozesse und durch die gezielte Auswahl des
Fadenmaterials ist es möglich, Oberflächenbeschaffenheit, Porosität und
die mechanischen Eigenschaften in hohem Maß zu variieren. Aufgrund
der einzigartigen strukturellen und mechanischen Eigenschaften können
faserbasierte Materialien biologisches Gewebe nachahmen. Zur Entwicklung textiler Implantatstrukturen werden bisher vorwiegend
Technologien wie Weben, Stricken, Wirken, Flechten und Vliestechnologien
eingesetzt.
Im
vorliegenden
Projekt
wurden
Grundlagenuntersuchungen zum Einsatz biokompatibler Fadenkonstruktionen zur Herstellung von Implantaten durchgeführt. Die Basis bildeten
ausgewählte gestickte Strukturen (jeweils eine definierte Scafold- und
Patchgraft-Konstruktion), die durch bestimmte Sticharten, deren Stichfolgen und dem Einsatz medizinischen Fadenmaterials realisierbar sind.
(TITV, IGF 15136 B)
126
Individuelle, gestickte Therapiesysteme
Die Sticktechnik bietet ein breites Spektrum an Ansatzpunkten, um
bestehende Therapiesysteme wie Bandagen und Orthesen zu optimieren. In diesem Zusammenhang richtete sich das Hauptaugenmerk der
Projektbearbeitung auf die gesteigerte Individualisierung von Bandagen
und Orthesen durch:
lokale gestickte Verstärkungsgeometrien zur Erzielung medizinisch
induzierter Stützfunktionen
lokal definierten Druck durch lokal begrenzte Elastizitätsreduzierung
Integration von gestickten Massagefunktionen, Akupressur- u. Stimulationseffekten
sticktechnische Sensorintegration mit Biofeedbackfunktion zur
individuellen Anpassung u. Kombination mehrerer Funktionen in einem Produkt
verbesserten Patientencompliance/Akzeptanz durch Einsatz bekleidungsphysiologisch günstigerer textilbasierter Konstruktionen
verkürzten Therapiedauer bei verbessertem Therapieerfolg.
(TITV, BMBF 03WKBJ4)
127
Permanente antimikrobielle Schichten auf Garnen und
textilen Flächen
CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition) unter Normaldruck sind
innovative Beschichtungstechnologien aus der Gasphase die sich bei
der Oberflächenmodifizierung von planaren Glas- und Metalloberflächen
durchgesetzt haben. Bei diesen Substraten werden bereits unterschiedliche
Dünnschichten
auf
Basis
SiOx
mittels
Atmosphärendruckplasmatechnik aufgebracht. Diese Verfahren ohne
aufwendige Vakuumtechnik sollen im Rahmen des regionalen Wachstumskerns J-1013 auf textile Substrate übertragen werden. Eine große
Herausforderung stellen dabei die wenig temperaturstabilen und stark
strukturierten textilen Substrate dar. In den Verbundprojekten des
Wachstumskernes J-1013 erfolgen Untersuchungen mit verschiedenen
Freistrahlplasmen, um Grundlagen zum Anbinden von permanenten
Funktionsschichten auf textilen Substraten zu schaffen. Unter Einsatz
von speziellen Precursorsystemen werden nanoskalige SiOx-Schichten
auf die textilen Substrate appliziert. Diese sogenannte Nanostartschicht
dient dazu die Oberflächeneigenschaften von den Eigenschaften der
Substratoberfläche zu entkoppeln. Damit wird es zum Beispiel möglich
auf unterschiedliche textile Substrate gleiche Ausrüstungssysteme zu
mit hoher Permanenz zu applizieren.
Die Ergebnisse der ersten Untersuchungen zeigen, dass es möglich ist,
Fäden und Flächen aus verschiedenen textilen Materialien mit unterschiedlichen
CVD-Verfahren
zu
behandeln
und
somit
Nanostartschichten zu applizieren. Neben der Materialart und -struktur
beeinflussen die Verfahrensparameter die Konzentration an Silizium, die
Schichtdicke und die Gleichmäßigkeit der applizierten Schicht auf der
Oberfläche. (TITV, BMBF 03WKBR11D)
128
Sensor-System zur Erkennung von Sitzbelegung und
Sitzposition in Kraftfahrzeugen
Durch den Einsatz leitfähiger und sensorischer Fasern können bestehende und neu zu entwickelnde Textilien zusätzliche Funktionen
außerhalb der traditionellen Einsatzgebiete im Fahrzeuginnenraum
übernehmen. Ausgehend von den Funktionen elektrisch leitend, sensorisch, aktuatorisch, schützend und dekorativ werden Faserentwicklungen
und deren Anwendungen dargestellt:
Textile Sensoren für Belastungs- und Umgebungszustände sowie
textilintegrierter Energie- und Datentransfer auf Basis leitfähiger Fasern,
Aktive Anpassung der Oberflächeneigenschaften von Textilien durch
Form- und Steifigkeit,
Textile Schalt- und Anzeigeelemente sowie
Textilien für das Fahrgastmonitoring und die Insassensicherheit.
Seite
34
Die dargestellten Anwendungen und Möglichkeiten ihrer Weiterentwicklung werden auch unter wirtschaftlichen und ökologischen
Gesichtspunkten diskutiert. Als wichtigste Vorteile werden dabei die
erreichbare Gewichtsreduzierung, die Flexibilität und Luftdurchlässigkeit
der Textilien, effektive textile Fertigungsprozesse „von der Rolle“, Montagevorteile im Gesamtsystem Fahrzeuginnenraum sowie individuelle
Gestaltungsmöglichkeiten durch weniger Designeinschränkungen herausgestellt. Die Ergebnisse dienen der Entwicklung intelligenter
Technischer Textilien in den volkswirtschaftlich bedeutsamen Bereichen
Sicherheit und Gesundheit. Textile Schaltungsträger bilden die Grundlage für die Erzielung eines Zusatznutzens durch Textilintegration der
Mikrosystemtechnik als Schlüsseltechnologie zu Miniaturisierung von
Sensoren. Die textilintegrierten MST-Sensoren zur Sitzbelegungserkennung verbessern die Insassensicherheit, erhöhen den Komfort und
ermöglichen eine wirtschaftliche Fertigung. (TITV, BMBF 16SV3457)
129
Textilbasierte Farbstoffsolarzelle für die Energieversorgung flexibler Mikrosysteme
Textile Strukturen zur Umwandlung von Licht in elektrische Energie, die
modular für die autarke Energieversorgung in textilen Mikrosystemen
eingesetzt werden können, stellen mit ihrer Flexibilität, Atmungsaktivität
und Konfektionierbarkeit eine grundlegende Komponente dar. Sie erschließen neue Einsatzgebiete, in denen starre Solarmodule und –folien
nicht eingesetzt werden können.
Ergebnis des Projektes ist die Übertragung der elektrochemischen
Abscheidung von porösen ZnO- Schichten auf textilen Substraten und
die anschließende Sensibilisierung mit organischen Farbstoffen zur
Herstellung einer textilen Solarelektrode. Ein textilbasierter Gegenelektrodenfaden sowie ein kompatibler Gelelektrolyt sind weitere wesentliche
Bausteine für die Entwicklung der textilbasierten Farbstoffsolarzelle.
Durch die Kombination der entwickelten textilbasierten Einzelkomponenten ist erstmals die Energieumwandlung direkt an modifizierten textilen
Strukturen möglich.
Die entwickelte Technologie ist geeignet, kostengünstig, textilbasiert und
langzeitstabil Energieversorgung für Sensorik, Speicher oder Anzeigen
in Textilien bereitzustellen. Es wird mit der weiteren Entwicklung neuer
funktionaler technischer Textilien auch wirtschaftliches Potential für die
Projektergebnisse erwartet. So ist der Einsatz der textilen Farbstoffsolarzellen zunächst als kleine Flächen zur Energieversorgung in Bereichen
der Smart Textiles denkbar. Damit erschließen sich neue Anwendungsgebiete auch in der Bekleidung.
(TITV, 16 SV 3456; TITK, 16 SV 3455; IAP JLU, 16 SV 3454)
130
Gestickte Oberflächenstrukturen zur Optimierung der
Strömungseigenschaften in Rohrleitungen
Durch strukturierte Rohrinnenoberflächen kann der Abtrag von Feststoffen beschleunigt und eine erneute Sedimentation im Abwasser- bzw.
Kanalnetz verhindert werden. Gegenüber Rohren mit glatten Oberflächen zerstören die Erhebungen die laminaren Randströmungen und
erzeugen künstliche Turbulenzen in der wandnahen Zone. Im Wachstumskern highSTICK steht eine definierte Strukturierung der
Innenoberfläche von Rohrinlinern durch das Stickverfahren im Vordergrund. Hierzu untersucht man strömungstechnisch relevante
Musterstrukturen sowie die technischen und technologischen Voraussetzungen zum Erzeugen der Innenoberfläche aus Glasfaser- und
Kunststoffmaterialien auf unterschiedlichen Materialien wie Vliese, Gewebe und Multiaxialgelege.
Im Wachstumskern highSTICK belegen Ergebnisse die mit Glasfaser
gestickten Oberflächenstrukturen durchgeführt wurden, dass im Abwasser- bzw. Kanalnetz durch diese strukturierten Rohrinnenoberflächen der
Abtrag von Feststoffen beschleunigt und eine erneute Sedimentation
verhindert werden kann. Es konnte nachgewiesen werden, dass die
Strukturkörper effektive Verwirbelungen hervorrufen und dadurch zu
einem verbesserten Medientransport beitragen.
Im September 2010 wurde ein Feldversuch in einem vom Zweckverband
Wasser Abwasser Plauen/Vogtland zur Verfügung gestellten Abwasserkanal bei Adorf (Vogtland) gestartet. Erstmals wurde ein 75 Meter langer
Abschnitt mit den im Stickprozess strukturierten und anschließend eingeharzten Glasfasermatten bestückt. Dadurch sollen sich beim Fließen
des Abwassers Verwirbelungen bilden, die ein Ablagern von Sedimenten
weitestgehend verhindern. Allein im Jahr 2009 wurden im Bereich des
ZWAV Plauen 96900 m Kanäle gespült. Durch den Einsatz dieser neuen
Materialien sind Kosteneinsparungen vor allem im Bereich der Reinigung
möglich. (TITV, highSTICK 03WKBJ3A; FITR gGmbH Weimar highSTICK 03WKBJ3D)
131
Untersuchung der elektroosmotischen Eigenschaften
textiler Strukturen zur Erzeugung eines lateralen
Feuchtetransports in textilen Flächen
Das durchgeführte Projekt befasst sich deshalb mit den Grundlagen, wie
die elektrokinetischen Eigenschaften von Textilien untersucht werden
können und textile elektroosmotische Module aufgebaut werden müssen, an denen die elektrokinetischen Effekte, die durch ein angelegtes
elektrisches Feld erzielt werden können, untersucht werden.
Mit der Elektroosmose kann aus einer abgedeckten textilen Fläche von
ca. 1 dm² durch Anlegen einer Spannung von 70 V an den gegenüber
liegenden Seiten ein Drittel des Wassers lateral entfernt werden, wie aus
der gleichen Fläche ohne Abdeckung verdunsten würde. Für große
Flächen sind wegen der nötigen Feldstärke von 7 V/cm bzw. 700 V/m
entsprechend höhere Spannungen nötig. Die elektroosmotische Beweglichkeit textiler Substrate entspricht der elektroosmotischen Mobilität von
Ton oder Sandstein.
Entgegen den Erwartungen zu Projektbeginn ist aufgrund des notwendigen starken elektrischen Feldes der Einsatz von textilen
elektroosmotischen Modulen in körpernahen Anwendungen zur Entfernung von Feuchtigkeit nicht geeignet. Vor allem dann, wenn direkter
Hautkontakt besteht, wird der Stromfluss über den menschlichen Körper
erfolgen, da hier der elektrische Widerstand viel niedriger ist.
Dagegen ist der Einsatz im Bereich der Technischen Textilien realisierbar. Zum Beispiel können elektroosmotische Textilien im Bereich der
Mauerwerksentfeuchtung vorteilhaft eingesetzt werden.
(TITV, InnoKom Ost Vorlaufforschung VF080011)
132
Veredlungstechnologien für die technische Stickerei
Das Verbundprojekt Veredlung stellte ein Querschnittsvorhaben dar,
welches die Zielstellung der anderen Teilprojekte durch die Entwicklung
von speziellen Fadenbeschichtungen und bestimmten Flächenveredlungsverfahren unterstützte.
Im Forschungsvorhaben konnte nachgewiesen werden, dass durch die
Fadenbeschichtung eine Verbesserung der textilphysikalischen Kennwerte, wie Festigkeit und Fadenreibung, erreicht werden kann, was die
Verarbeitungseigenschaften der verschiedenen Fäden in der Stickerei
maßgeblich beeinflusst. Zudem führten die Veredlungsuntersuchungen
mit den Stickgrundmaterialien zur Realisierung der optimalen Bestickbarkeit und zum Erreichen von definierten funktionellen Eigenschaften.
Es wurden u. a. elastische Stickgründe mit bis zu 120 % Dehnung für
den Einsatz im Medizinbereich temporär durch Veredlung (Kaschierung,
Ausrüstung) stabilisiert. Nach dem Stickprozess können die ursprünglichen Eigenschaften des elastischen Stickgrundes wieder hergestellt
werden, indem in Waschprozessen die Ausrüstung von den bestickten
Bandagen rückstandslos entfernt werden. (TITV, highSTICK
03WKBJ3C; STFI, highSTICK 03WKBJ3D)
Seite
35
133
135
Entwicklung einer Verfahrenstechnik zur Generierung
von Methan aus Stärkeschlichte in der textilen Vorbehandlung von Baumwolle
Entwicklung phthalatfreier, humanökologisch unbedenklicher PVC-Schuhkunstleder
Bei der klassischen Entschlichtung von Baumwollgeweben fallen in
textilveredelnden Betrieben Abwässer mit einer hohen CSB-Belastung
an, die ungenutzt entsorgt werden. Im Rahmen eines von der DBU
geförderten Verbundvorhabenwurde am DTNW mit vier weiteren Partners eine neue Strategie zur biologischen Umwandlung dieser
zuckerhaltigen Abwässer mit Hilfe von methanbildenden Bakterien zu
Biogas entwickelt. Sowohl eine Biogasanlage im Labormaßstab als auch
eine verwirklichte Technikumsanlage produzierten unter stabilen Bedingungen über mehrere Monate Biogase mit einem hohen Methangehalt
von ca. 60 %. Gleichzeitig wurde der CSB-Gehalt im Ablauf der Technikumsanlage gegenüber dem einlaufenden Substrat drastisch um über
90 % reduziert. Neben den ökologischen Vorteilen ergab eine ökonomische Bilanzierung ein deutliches Einsparpotential von etwa 0,4 ct/m2
Rohbaumwolle, das sich aus der Verringerung der Abwasserentsorgungskosten und der aus dem Biogas generierbaren Wärmemenge
zusammensetzt. Somit leistet die vorgestellte biologische Aufbereitung
von textilen Abwässern (neben enzymatischen Verfahren) einen weiteren Beitrag zur Etablierung der „Weißen Biotechnologie“ in textilen
Prozessen. (DTNW, DBU Az 26589)
134
Antibakteriell wirksame Keramikmetallbeschichtungen
in der Spülzone von Taktwaschanlagen
Ziel dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung einer dauerhaft
antibakteriell wirksamen keramischen Beschichtung für Taktwaschanlagen (TWA) auf der Basis von Kupfer und Silber, welche
Rekontaminationen bereits desinfizierend gewaschener Wäsche durch
Keimeintrag in der Spülzone verhindert. Die Anti-Biofilm-Beschichtung
umfasst die perforierten Waschtrommelaußenwände sowie die Innenwände der Außentrommel der Taktwaschanlage.
Im ersten Schritt dieses Projektes wurde untersucht, wie viel wirksame
Substanzen eingesetzt werden müssen, um die gewünschte antibakterielle Wirksamkeit der Beschichtung zu erreichen. Verschiedene
Beschichtungsmodifikationen wurden in umfassenden mikrobiologischen
Untersuchungen getestet. Neben standardisierten Testverfahren zur
Untersuchung von antibakteriell wirksamen Oberflächen kamen dabei
auch neuartige, innerhalb dieses Projektes entwickelte Testsysteme zum
Einsatz. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass eine Kombination der bioziden Metallionen von Silber und Kupfer in einer 2- bis 3fachen Beschichtung die stärksten Wirksamkeiten zeigte. In Keimsuspensionen konnte durch den Einfluss der Beschichtungen das
Bakterienwachstum z. T. komplett unterdrückt werden. Weiterhin zeigten
die wirksamen Beschichtungen im Vergleich zum unbeschichteten Metall
eine deutlich bessere Entfernung von Biofilmplaques bei mechanischer
Belastung.
Im Folgenden wurden materialwissenschaftliche Kenndaten einer optimierten Beschichtung mit einer Kombination von Silber- und KupferMetallionen ermittelt. Dabei wurde festgestellt, dass die Metallionen in
verschiedenen Medien nur sehr langsam ausgewaschen wurden. Hochrechnungen der gemessenen Freisetzungsraten ergeben eine
dauerhafte Wirksamkeit der Beschichtung über einen Zeitraum von 10 –
15 Jahren. Die Haftfestigkeit der Beschichtung wurde ebenfalls untersucht, dabei zeigte sich eine gute Beständigkeit der Beschichtung gegen
mechanische Einflüsse.
Die unter Laborbedingungen gewonnenen Ergebnisse wurden unter
praxisnahen Bedingungen verifiziert. Diese Ergebnisse bestätigten, dass
eine Kombination der bioziden Metallionen von Silber und Kupfer die
stärksten Wirksamkeiten zeigen. (HIT, FBI, IGF 16102 N)
Die Zielstellung der Forschungskooperation zwischen der Vowalon
Beschichtung GmbH und dem Sächsischen Textilforschungsinstitut e. V.
war die Entwicklung neuartiger, schadstoffarmer Beschichtungssysteme
zur Applikation auf schadstoffarmer textiler Grundware für die Herstellung
von
PVC-Schuhkunstleder
mit
humanökologischem
Anforderungsprofil.
Im STFI erfolgte die Prüfung vorhandener Produktlinien. Ausgehend von
den Ergebnissen wurden die Ursachen für die Schadstoffbelastung
untersucht. Dazu wurden Einzelkomponenten der Beschichtungsrezepturen untersucht und schadstoffhaltige Bestandteile ausgeschlossen. Ein
weiteres Problem war die Entwicklung geeigneter schadstoffarmer Nadelvliesstoffe als textiles Trägermaterial und die Prüfung der
humanökologischen Qualität von Ausgangsstoffen sowie Versuchs- und
Funktionsmustern auf Basis eingeführter sowie neu einzuarbeitender
Methoden der Schadstoffanalytik.
Die Aufgabenstellung des Industriepartners war die Entwicklung neuartiger Beschichtungssysteme auf Basis schadstofffreier oder zumindest
schadstoffarmer Ausgangsstoffe, die Erarbeitung der Technologie zur
Textilbeschichtung und deren Erprobung.
Ausgehend von den Ergebnissen der Schadstoffanalytik und der ermittelten textilphysikalischen Parameter konnten die innerhalb des
Forschungsprojektes gestellten Vorgaben weitestgehend erfüllt werden.
Für die konsequente Einhaltung der Festigkeitsparameter sind andere
textile Flächengebilde als Vliesstoffe erforderlich und stehen in Form von
Geweben zur Verfügung.
Die entwickelten Produkte übertreffen in Bezug auf die Humanökologie
die gegenwärtig herstellbaren Kunstleder deutlich. Sie führen zu einer
nachhaltigen Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens im
Marktsegment Schuhkunstleder und verbessern die Möglichkeiten zum
Export der Artikel. Gleichzeitig eröffnen sich neue Marktchancen im
Bekleidungsbereich. (STFI, ZIM KF 2034016 HG0)
136
Biologische Abluftreinigung bei der Flammkaschierung – Verfahrensstabilisierung durch
Steuerungsoptimierung
Bei der Verbundherstellung durch Flammkaschierung kommt es bei
Verwendung von Polyurethanschäumen technologiebedingt zu vielfältigen Emissionen. Besonderes Augenmerk gilt dabei aufgrund seiner
hohen Giftigkeit dem Cyanwasserstoff (Blausäure, HCN). Letzterer wird
in Größenordnungen freigesetzt, welche die geltenden restriktiven
Grenzwerte der TA Luft überschreiten. Gemeinsam mit Partnern setzte
sich das STFI e.V. das Ziel, ein biologisches Abluftreinigungsverfahren
für den Flammkaschierprozess zu entwickeln. In mehreren, seit 2006
durchgeführten Pilotstudien konnte die prinzipielle Eignung des Verfahrens nachgewiesen werden, woraufhin die großtechnische Umsetzung
durch die Firma UGN-Umwelttechnik GmbH erfolgte. Anfänglich ließ sich
kein stabiler Betrieb erreichen, wodurch die Funktionalität des Verfahrens eingeschränkt war. Mögliche Einflussparameter und Störgrößen
wurden identifiziert bzw. eingegrenzt (z.B. Temperatur, Abluftbelastung,
pH-Wert). Zwischenzeitlich arbeitete das Verfahren sehr zufriedenstellend. Doch es zeigte sich, dass u.a. aufgrund der Trägheit des
biologischen Systems die Steuerung des Verfahrens erschwert war. Im
Rahmen des FuE-Vorhabens wurden deshalb vielversprechende Ansätze zur Prozessstabilisierung, insbesondere die Nährstoff- und
Wärmeversorgung und der regelmäßige Abzug von Überschussbiomasse, untersucht. Anhand der Ergebnisse wurden Strategien und Lösungen
zur großtechnischen Optimierung erarbeitet. (STFI, BMWi, MF 110005)
Seite
36
137
Senkung des Energieverbrauchs bei der Behandlung
problematischer Abluftemissionen durch eine Verfahrenskombination aus Niedertemperaturplasma und
biologischem Rieselbett
Im Rahmen des Verbundvorhabens wurden die ersten Etappen zur
Entwicklung eines Abluftreinigungsverfahrens für organisch schwach bis
mittel belastete Abluft am Beispiel der Spanntrockenfixierung eines
Textilveredlungsbetriebes erfolgreich abgeschlossen. Im Rahmen der
FuE-Arbeit wurden verschiedene Verfahrenskombinationen der zwei
bekannten Grundtechniken Niedertemperaturplasma (NTP) und biologisches Rieselbett erprobt: NTP-Bio (1), Bio-NTP (2), Bio-NTP-Katalysator
(3). Eine große Herausforderung an die Funktionalität des Verfahrens
stellte die Feuchtesättigung der zu behandelnden Abluft dar (Grund:
vorgelagerte Gaswäsche zur Wärmerückgewinnung). Nach Weiterentwicklung des Plasmamoduls durch den Partner NIPAG gelang es
schließlich mit der Verfahrenskombination 3, Restemissionen an leicht
flüchtigen organischen Kohlenstoffverbindungen (VOC) durchschnittlich
um weitere 69% zu senken.
Die Auswertung der Energiebedarfssituation ergab, dass sich unter
Berücksichtigung eines geeigneten Energiemanagements im Anwenderbetrieb Vorteile gegenüber alternativen, in diesem Anwendungsfall aber
ineffizienten thermischen Abluftreinigungsverfahren ergeben: Je nach
Verfahrensweise wurde ein zusätzlicher Energiebedarf von 2,1–7,7
Wh/m³ zu behandelnder Abluft ermittelt. Im Gegensatz dazu benötigt
eine thermisch-regenerative Nachverbrennung etwa 8-12 Wh/m³, bevor
sie autotherm betrieben werden kann. (STFI, BMBF 01LY0821A)
138
Schutzkleidungsmaterial gegen die Risiken beim
Arbeiten mit handgeführten Hochdruck- und Ultrahochdruck-Wasserstrahlern
Schwerpunkt des Projektes war die Entwicklung eines innovativen Hochleistungsschutztextils, das einen wirksamen Schutz gegen Hochdruckund Ultrahochdruck-Wasserstrahlen bietet und somit die Sicherheit und
die Gesundheit der Beschäftigten am Arbeitsplatz gewährleistet. Das
neu zu entwickelnde Schutztextil soll die Schwere der Verletzungen
verringern und dem Eindringen des Wasserstrahls solange einen Widerstand entgegensetzen, um in kurzer Zeit aus der Gefahrenzone zu
gelangen.
Das FuE-Vorhaben zielte auf eine optimale Konstruktion eines Flächengebildes und auf die Funktionalisierung der textilen Oberflächen ab.
Diese Zielstellung konnte mit einer Kombination zweier Spezialtextilien
erfüllt werden. Es reichen vier Lagen dieser Spezialtextilien aus, um
einen Schutz gegenüber Ultrahochdruck-Wasserstrahlen bis 2000 bar zu
bieten. Das parallel geprüfte kommerziell verfügbare Konkurrenzprodukt
hält im Rahmen der gewählten Prüfbedingungen nur bis zu einem Druck
von ca. 1000 bar stand.
Der Lagenaufbau aus den neuen Hochleistungstextilien kann durch
Einbringen zwischen zwei Lagen eines hoch abriebfesten Cordura®Gewebes, das mit einer wasserdichten Beschichtung ausgerüstet ist, vor
Feuchtigkeit und Umgebungsmedien wie Schmutz, Ölen und umherfliegenden Partikeln geschützt werden. (STFI, BMWi MF 090129)
139
Ganzheitliche energetische Betrachtung einer
Wäscherei als Lösungsansatz für prozessintegrierte
Energieeinsparung zur nachhaltigen Steigerung der
Energieeffizienz von Wäschereien
Die ganzheitliche Betrachtung des Wäschereibetriebes ermöglicht trotz
bereits teilweise erfolgter Optimierung einzelner Wäschereimaschinen
noch erhebliche Energie- und Ressourceneinsparungen unter Gewährleistung der Wäschequalität. Die Einsparmaßnahmen werden dabei
stark von der behandelten Wäscheart bestimmt. Bereits die ersten
Berechnungsmodelle im Pilotbetrieb erleichtern das Aufzeigen von
Energie- und Wasserflussbetrachtungen in der Wäscherei. Ein nachträglicher Einbau neuer Maschinen oder Prozesstechnologien mit
integrierten Wasser- und/oder Energieeinsparmaßnahmen in die vorhandene
Maschinentechnik
wird
hierüber
erleichtert.
Die
Berechnungsmodelle müssen jedoch noch verfeinert und andere Wäschereistrukturen bzw. Maschinen- und Prozesstechnologien integriert
werden. (wfk, DBU 28612-23)
Maschenwarenbildung
140
Textilbewehrte 3D-Formholzteile für den Leichtbau
Das Ziel des Forschungsprojektes bestand in der Weiterentwicklung und
der technischen Realisierung eines patentierten Verfahrens zur Herstellung doppelt gekrümmter, konvexer Formen aus Holz im Verbund mit
3D-formgerechter textiler Bewehrung und einem als verbindende Matrix
fungierenden Harzsystem.
Zu Beginn der Untersuchungen war die Herstellung von Prototypen mit
einfachen Form- und Fertigungsvarianten im Fokus der Projektbearbeitung. Es erfolgten Basisuntersuchungen zur Auswahl geeigneter textiler
Ausgangsfadenmaterialien, textiler Fertigungsverfahren, einzusetzender
Kunstharzmatrixsysteme und des Konsolidierungsverfahrens. Im Fokus
der Untersuchungen stand die Bereitstellung eines möglichst ökologischen Rohstoffes. Deshalb wurden verstärkt Naturfasern und
Biopolymere untersucht. Anschließen wurde die Entwicklung von Formwerkzeugen vorangetrieben, um reproduzierbare Umformprozesse zu
ermöglichen. Im letzten Jahr der Projektlaufzeit lag der Schwerpunkt auf
der Ermittlung geeigneter Prozessparameter (Feuchtigkeit, Temperatur)
für die Umsetzung der Fertigung von 3D-geformten Formholzteilen in
einen industrienahen Prozess.
Die neuen Fertigungsmethoden sind sehr wirtschaftlich, stärken den
heimischen Rohstoff im ökologischen und ökonomischen Vergleich mit
Substituten. Die Eröffnung neuer Perspektiven bei der Entwicklung
innovativer Werkstoffverbunde, insbesondere in Verbindung mit technischen
Textilien,
erweitert
das
Verwendungsspektrum
des
nachwachsenden Rohstoffs Holz. (ITM, BMELV 22008407)
141
Formgerechte 3D-Abstandsflachgestricke für
orthopädische Produkte
Die Weiterentwicklung der Flachstricktechnologie zur stricktechnischen
Umsetzung von anforderungsgerechten 2D- und 3D-formangepassten
Abstandsflachgestricken für Orthesen war das Ziell des Projektes. Für
orthopädische Hilfsmittel werden bereits Abstandsgewirke und rundgestricke als „Polstermaterial“ eingesetzt. Sie belegen die Vorteile
textiler Abstandsstrukturen gegenüber konventionellen Polstermaterialien: geringes spezifisches Gewicht, hohe Atmungsaktivität und damit
hoher Tragekomfort. Nachteilig ist jedoch, dass Abstandsgewirke und rundgestricke entsprechend der Körperanatomie zugeschnitten und oft
unter Einbringung störender Nähte konfektioniert werden müssen. Zudem ergeben sich durch den hohen Aufwand für die
Maschinenvorbereitung Einschränkungen bei der Produkt- und Mustervielfalt.
Abstandsflachgestricke
unterliegen
nicht
diesen
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37
Einschränkungen, bieten aber die Vorzüge textiler Abstandsstrukturen.
Die Untersuchungen des ITM zeigen, dass Abstandsflachgestricke unter
Ausnutzung der flachstrickspezifischen Formgebungsmöglichkeiten mit
2D- und 3D-Gestaltungsmerkmalen (Außenkontur, Abstandsvariation)
passgerecht und mit anforderungsgerechten Druckstabilitäten hergestellt
werden können. Außerdem bestehen umfangreiche Möglichkeiten zur
Anpassung der beim Einsatz in orthopädischen Hilfsmitteln erwünschten
thermophysiologischen und hautsensorischen Eigenschaften über eine
Oberflächenstrukturierung der Deckflächen. Somit werden die Vorrausetzungen zur Individualisierbarkeit orthopädischer Erzeugnisse
entsprechend der Körperanatomie und der medizinischen Indikation
geschaffen. (ITM, IGF 15580BR)
142
Grundlagenuntersuchungen zur Beherrschung
extremer dynamischer Fadenbelastungen bei
Hochgeschwindigkeitsrundstrickmaschinen
In der Feinstrumpffertigung nehmen bei Maschinendrehzahlen von bis
zu 1500 U/min und Produktionszyklen von 1-2 Strümpfen pro Minute die
Fadenzulaufprobleme und Strukturungleichmäßigkeiten im Gestrick
exponentiell zu, sodass zur Qualitätssicherung häufig mit deutlich geringeren Geschwindigkeiten produziert wird. Unregelmäßigkeiten beim
Fadenabzug von der Spule wirken sich entlang des gesamten Fadenlaufs bis zur Strickstelle aus und beeinflussen sowohl den Strickvorgang
als auch die Struktur der Gestricke.
In dem Projekt werden die Fadenzugkraftschwankungen an Versuchsständen und an Hochleistungsrundstrickmaschinen bei hohen
Fadengeschwindigkeiten und -beschleunigungen in Abhängigkeit vom
eingesetzten Garnmaterial erfasst und analysiert. Der Einfluss der im
Fadenlauf befindlichen Funktionselemente und der hochdynamisch
reagierenden Fadenzuführeinrichtungen auf die Fadenzugkräfte wird
bestimmt. Anhand von experimentellen Ergebnissen und Modellrechnungen werden Optimierungskriterien für die konstruktive Gestaltung der
einzelnen Funktionselemente im Fadenzulauf (Garn, Spulenaufmachung, Umlenkstellen, Fadenführung, Oberflächenmaterial) abgeleitet.
Daraus werden für die Strickereien direkt nutzbare Richtlinien erarbeitet,
wie der Fadenzulauf für die verschiedenen Garnarten an Hochgeschwindigkeitsrundstrickmaschinen zu gestalten ist, damit auch bei
maximal möglichen Maschinendrehzahlen hochwertige, verkaufbare
Strickerzeugnisse produziert werden können. (ITM, ITV, IGF 15489 BG)
143
Produkt – und Technologieentwicklung eines nachhaltigen Fassadensystems in modularer PaneelBauweise für organisch geformte Innen- und Außenhüllen von Bauwerken
Im Bereich der Architektur und Fassadengestaltung sind fortwährend
neue Formen und Konturen für Fassaden und Fassadenelemente gefragt. Speziell Fassaden mit unregelmäßig gekrümmt geformten
Oberflächen, die sich an organischen Strukturen orientieren, sind zunehmend gewünscht. Die praktische Umsetzung dieser innovativen
Architekturideen ist mit den nach dem derzeitigen Stand der Technik
verfügbaren Werkstoffen und Technologien aber sehr kostenintensiv und
stößt vor allem hinsichtlich knapper Realisierungsbudgets schnell an
Grenzen.
Aufgrund der genannten Probleme war der Fokus des Verbundprojektes
auf die Entwicklung eines modularen Fassadensystems für organisch
geformte Innen- und Außenhüllen von Bauwerken gerichtet. Im Projekt
wurden die beiden nach dem Stand der Technik bekannten Werkstoffe
faserverstärkter Kunststoff und Textilbeton als neuer Hybridwerkstoff
vereint.
Zielstellung der Arbeiten im STFI war die Entwicklung von Gewirken aus
Hochleistungsfasern, welche die Bewehrungsfunktionen in den hybriden
Bauteilen erfüllen. Dazu wurden zahlreiche biaxiale (2-D) und dreidimensionale (Abstandsgewirke; 3-D) Gitterstrukturen hergestellt und auf
Eignung geprüft.
Das Versuchsprogramm umfasste die Konstruktion und Fertigung der
textilen Halbzeuge. Die textilen Strukturen bildeten die Basis für weiter-
führende Untersuchungen, wie z.B. die Ermittlung des notwendigen
Bewehrungsgrades für das Erreichen der geplanten Bauteilfestigkeit,
die Realisierung einer textilen, schubsteifen Verbindung zwischen den
Schichten aus FKV und Beton und die Gewährleistung der Drapierbarkeit der Bewehrungstextilien in organisch geformten Schalungen. Durch
die Nutzung der Vorteile beider Werkstoffe wurden an einem Prototyp in
Form eines Pavillons die frei formbare Gestaltung der Gebäudeoberflächen
aus
Sichtbeton,
die
gute
Tragfähigkeit
sowie
die
Witterungsbeständigkeit der Tragstruktur nachgewiesen. (STFI, VP
2034012KI0)
144
Funktionelle gewirkte 3D-Strukturen mit definierten
dehnungselastischen Zonen für medizinische
Anwendungen
Ziel des Forschungsvorhabens war daher die Entwicklung einer Abstandsgewirkestruktur mit konstruktiv erzeugten Dehnungsgradienten
innerhalb einer Fläche. Hierdurch wird sowohl der Konfektionierungsaufwand minimiert und zum anderen können die für jeden Patienten
benötigten Dehnungen bzw. Rückstellkräfte individuell eingestellt werden. Durch die sequentielle Einarbeitung von Elastan-Fadenscharen
unter Variation von Fadenfeinheit, Fadenlegung, Fadenspannung und
Fadeneinzug konnten verschiedene elastische Bereiche innerhalb einer
Fläche realisiert werden. Die positiven bekleidungsphysiologischen
Eigenschaften der Fertiggewirke konnte durch Hohenstein Laboratories
GmbH & Co. KG bestätigt werden. Eingesetzt werden können die entwickelten Abstandsgewirke z. B. als Orthesen- oder Bandagenmaterial.
Diese können sowohl im medizinischen, als auch im sportmedizinischen
und im Wellness-Bereich Anwendung finden.(TITV, IGF 16321 BR)
145
Untersuchungen zur bindungs- und materialtechnischen Gestaltung von Abstandsgewirken in Hinblick
auf Klettfähigkeit und -resistenz
Die Problematik der Zerstörung von Maschenwaren, insbesondere 3DGewirken, beim unbeabsichtigten Kontakt mit Klettbändern ist für viele
Konstrukteure, Anwender und Verbraucher seit langem ein Hindernis
gewesen, wenn es um die Erschließung neuer Einsatzfelder mit diesen
Strukturen ging. Die mangelnde Haltbarkeit der herkömmlichen Maschenwaren-Oberflächen führte nach kurzer Zeit zu irreversiblen
Beschädigungen, die die Qualität minderten. Die im Rahmen des Forschungsprojektes erarbeiteten Ergebnisse lieferten einen wichtigen
Beitrag zur Verbesserung der Qualitätseigenschaften von 3D-Gewirken
bzw. auch für die Schaffung gänzlich neuer Eigenschafts-profile in Hinblick auf Klettfähigkeit bzw. Klettresistenz. Es konnten im
Forschungsprojekt sowohl 3D-Gewirke entwickelt werden, an deren
Oberfläche sich bestimmte Klettstrukturen reversibel befestigen lassen,
als auch 3D-Gewirke, deren Oberfläche widerstandsfähiger gegenüber
dem Kontakt mit Klettstrukturen sind, bzw. ein Anhaften von Klettstrukturen gänzlich vermieden wird. Dabei wurde auf StandardMaschinentechnik zurückgegriffen und die Funktionalitäten durch den
Einsatz von speziellen Garnen bzw. Veredlungsverfahren und deren
zielgerichteter Kombination erzeugt.
Die Forschungsergebnisse liefern damit nicht nur Beiträge zu neuen
Verfahren, sondern auch zu neuen Produkten und vor allem der Weiterentwicklung von bestehenden Produkten bzw. Produktgruppen durch
Qualitätsverbesserung bei gleichzeitiger Kostenoptimierung. Nicht nur
das avisierte Zielfeld der Bekleidung- und Medizintextilien profitiert von
den Ergebnissen, es wird auch davon ausgegangen, dass insbesondere
die untersuchten Verfahren zur Erzielung von Klettresistenz auch in
andere Branchenbereiche übertragen werden können. Der Bereich der
technischen Textilien für Anwendungen im Automobilbereich ist hierbei
besonders interessant. (TITV, IGF 15819 BR)
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38
Konfektion
146
Automatische, körperkonforme Konstruktionssystematik für Oberbekleidung auf Basis von 3DKörperinformationen
Ziel der Projektarbeiten war, durch die Nutzung der 3D Körperdaten aus
Körperscans, Körperform- und Haltungsinformationen abzuleiten, welche
maßgeblich zur Optimierung der Schnittkonstruktion von Damenhosen
beitragen. Dazu wurden die Scandaten von über 8.000 Frauen über 18
Jahren analysiert.
Im ersten Schritt erfolgte die Identifizierung der verschiedenen Körperform- und –haltungsvarianten und deren Beschreibung. Aus 3D
Scandaten und den daraus abgeleiteten Körperabmessungen wurden
die signifikanten Unterscheidungsmerkmale bezüglich Körperform,
Gesamthaltung Rumpf und Beine, Beinform und Beinhaltung extrahiert.
Eine visuelle Sichtung der 3D Scandaten diente der Bestimmung von
Körperformen und -haltungen, die nicht direkt über Messdaten abgebildet werden können. Für die identifizierten Körperform- und haltungsvarianten wurde zusätzlich die prozentuale Verteilung in Korrelation zum Hüftumfang ermittelt. Die Verteilung der Körperformvarianten
definiert zum einen die Variantenvielfalt und zeigt auf, welche Kombinationen sich ausschließen.
Die Analyse der Körperquerschnitte in Taille und Hüfte zeigt die umfangs- und alterspezifische Entwicklung der Körpertiefen und –breiten
auf und ist eine der Grundlagen für die Bestimmung der mittleren virtuellen 3D Körperformen. Aus Scandatensätzen, die in Körperform und abmessungen dem definierten Geltungsbereich eines Hüftumfangsclusters zugeordnet werden können, wurden die virtuellen, mittleren Körper
errechnet. Sie dienen als Grundlage für die Transformation der Köperoberfläche in die Ebene. Die Abwicklungsflächen liefern die
erforderlichen Informationen zu Körperformgeometrie und Haltung.
Durch Integration dieser Forminformationen in die Schnittkonstruktion
wurde eine deutliche Optimierung der Passform erzielt. Die Algorithmen
zur Konstruktionsmaßberechnung wurden aus der optimierten Schnittsystematik
abgeleitet.
Sie
ermöglichen
die
Konstruktionsmaßberechnung für die Massen- und Individualkonfektion.
Die Beschreibung des Konstruktionsablaufes bildet eine weitere Grundlage für die Übertragung der körperkonformen Konstruktion in
parametrisierbare CAD-Konstruktionssysteme.
Für die Optimierung der Modellschnittkonstruktion durch Nutzung parametrisierbarer
CADKonstruktionssysteme
wurden
exemplarisch
Lösungen ausgearbeitet, die den Einsatz variabler Elemente beschreiben.
Zur
Umsetzung
körperformund
haltungsspezifischer
Modellvarianten sind signifikante Beispiele aufgezeigt. Zur automatisierten Bestimmung der Größe und der Körperform wurde prototypisch eine
Software-Lösung entwickelt, die auf Basis von Körperumfangs- und querschnittmaßen Größe, Figurtyp, Größenreihe und Körperformtyp
ausgibt.
Zur direkten Übertragung von Körperdaten aus der Messsoftware der
Scannertechnologie in die automatischeKonstruktion, wurden die unterschiedlichen Datenaustauschstrukturen definiert. Die Unterschiede
zwischen Massen- und Individualkonstruktion wurden aufgezeigt. Außerdem wurde ein Lösungsansatz zum Import von Körpermaßen in die
automatische Konstruktion erarbeitet. Die aus der Messsoftware ausgegebenen Daten werden dazu in ein Format transformiert, welches von
der Konstruktionssoftware verarbeitet werden kann.
Die Beschreibung der Optimierungspotentiale zeigt Innovationen auf und
definiert die dazu erforderlichen zukünftigen Entwicklungen.
(HIT, IGF 15605 N)
147
Sensorbasierte persönliche Schutzausrüstung bei der
Forstarbeit mit gefährlichen Maschinen und Geräten
(Motorsägen)
Die Sicherheit von Personen im Arbeitsalltag mit intelligenten textilen
Systemen zu verbessern, war die zentrale Zielsetzung der Forschungsarbeiten. Sowohl für die Berufsgruppe der Waldarbeiter als auch für die
wachsende Zahl an privaten Nutzern von Motorsägen gilt es Leben und
körperliche Unversehrtheit zu schützen. Im Rahmen des Forschungsverbundes ist eine intelligente Schutzbekleidung entwickelt worden, die
die Anwendung von gefährlichen Werkzeugen wie z.B. Motorsägen
verbessert.
Zum Erstellen der Anforderungsdefinition an das Gesamtsystem wurden
im ersten Schritt die Prozesse beim professionellen Arbeiten mit der
Motorsäge untersucht.
Außerdem wurden die verschiedenen Wirkprinzipien einer Näherungsdetektion untersucht und auf ihre Eignung für die geplante Umsetzung
analysiert. Dabei wurden die beiden Einflussfaktoren Bewegungsgeschwindigkeit der Führungsschiene und Auslösedistanz zwischen Kette
und Textil beachtet.
Um die Gebrauchstauglichkeit unter bekleidungsspezifischen Gesichtspunkten zu gewährleisten, wurden das textile Trägermaterial und die
ausgewählten Reed-Schalter einer praxisgerechten Textilpflege aus
mehreren Wasch-, Trocknungs- und Reinigungszyklen unterzogen. Die
Komponenten stellten sich als sehr robust heraus und zeigten danach
keine Funktionseinschränkungen.
Die Entwicklung des Versuchsaufbaus aus Schnittschutzhose und
Schaltsystem (Einbau in einer Spielzeug-Kettensäge) dienten zur Absicherung der Funktionsfähigkeit der erarbeiteten Forschungsergebnisse.
Die textile Sensorschicht wurde im Vorderhosenbereich unterhalb der
obersten Materialschicht integriert. Weitere Laborversuche mit dem
entwickelten Gesamtsystem zum Funktionsverhalten dienten zur Prüfung der Näherungsdetektion
Das Forschungsvorhaben wurde vom Hohenstein Institut für Textilinnovation gGmbH (HIT) und dem Technologie-Zentrum Informationstechnik
der Universität Bremen (TZI) bearbeitet. (HIT, IGF 16119 N)
148
Ultraschallschweißen von Polyurethan beschichteten
Materialien
In einer Untersuchung am Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen
wurde polyurethan-beschichtetes Polyamid-Gewebe sowie thermoplastisches Polyurethan in Folienform mit Hilfe der Ultraschallschweißtechnik
miteinander verbunden. In experimentellen Untersuchungen wurden
unterschiedliche Schweißparameter variiert, um den Einfluss dieser
Parameter auf die Nahtzugfestigkeit zu ermitteln. Es zeigte sich, dass
die Ultraschallschweißtechnik hohe Nahtzugfestigkeiten an dem Materialien ermöglicht. Allerding besteht eine starke Abhängigkeit des Materials
zur Nahtzugfestigkeit.
Der Haupteinfluss auf die Festigkeit der Schweißnahtverbindung beim
Ultraschallschweißen besitzt das Material. Schweißnähte des PA 6.6 –
PU versagen bei deutlich höheren Höchstzugkräften als die Schweißnähte von reinem TPU. Die Höchstzugkräfte von PA 6.6 – PU sind dabei
ca. 3,5-mal höher als die von TPU. Ein möglicher Grund dafür können
die stark unterschiedlichen Grundzugfestigkeiten der reinen Materialien
sein. Die Verschweißbarkeit eines mit Gewebe verstärkten Materials
kann ebenfalls besser als die von reinem Polyurethan sein.
Das Schweißwerkzeug, die Schweißleistung sowie der Fügedruck haben
für alle Probenserien betrachtet einen sehr geringen Einfluss.
(ITA, ZIM KF2497107FO0)
149
Experimentelle Analyse und numerische Modellierung
der Deformation dehnfähiger Textilien und deren
Wechselwirkung auf Tragkörper
Für die Entwicklung mechanisch-numerischer Modelle zur Beschreibung
des Deformationsverhaltens von Textilien wurden relevante Eingangsparameter mittels uniaxialer und erstmals auch biaxialer Prüftechnik
bestimmt und die Prüfergebnisse im Hinblick auf eventuelle Korrelationen analysiert und aufbereitet. Um für die weitere Simulation
„Antwortflächen“ zu generieren, die das Materialverhalten eindeutig
beschreiben, wurden lastfallabhängige Biaxial-Zugversuche, welche
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39
durch verschiedene Geschwindigkeitsverhältnisse realisiert wurden,
durchgeführt. Ein Vergleich mit den Werten aus dem UniaxialZugversuch zeigte, dass ein biaxialer Spannungszustand bei vergleichbarer Kraft wesentlich höhere Dehnsteifigkeiten verursacht.
Die experimentelle Überprüfung der Simulationsergebnissse erfolgte
anhand ausgewählter physischer und virtueller Tragkörper, wobei das
entwickelnde Materialmodell mit den Simulationstools kommerzieller
Software verglichen wurde. In der virtuellen Zuschnittentwicklung wurden
zunächst ausgehend von der 3D-Geometrie des Tragkörpers die Abwicklungen geometriebasiert bestimmt, die relevanten Materialkennwerte
implementiert, die Verzerrungen innerhalb der Schnittteile analysiert und
die Geometrie der Zuschnitte durch Skalierung in 2D geändert.
Die Beschreibung des Deformationsverhaltens textiler Flächen ist in der
virtuellen Zuschnittentwicklung die Grundlage zur Generierung korrekter
Vorgaben für die 2D-Zuschnitte in Abhängigkeit von der 3D-Geometrie
und der Materialkennwerte und ein wichtiger Schritt, um den Entwicklungsprozess der zu konfektionierenden Produkte zu beschleunigen und
zu vereinfachen.
(ITM, DFG KR 3487/3-1; TUM BL 306 20-1; ITV, PL 120/19-1)
150
Fertigung fluiddichter Produkte
Mit der zunehmenden Anwendung textiler Werkstoffe und Halbzeuge in
der industriellen Praxis gewinnt neben dem Nähen das Schweißen als
Verbindungsverfahren für Textilien an Bedeutung. Spezielle Nahteigenschaften von textilen Schweißnähten wie beispielsweise Dichtheit
gegenüber Fluiden, starke Reduzierung der Nahtlängsdehnung oder
auch Nahtverformung unter Gebrauchsbelastungen werden gefordert.
Textilschweißen ist das stoffschlüssige Verbinden von zwei oder mehreren Teilen oder auch eines Teiles mit sich selbst (Schlauchfertigung) aus
in der Regel gleichen Materialien unter Anwendung von Wärme und
Druck. Die Schweißnaht entsteht ohne artfremde Zusatzstoffe. Voraussetzungen für die Anwendung der Schweißtechnik sind synthetische
Faserstoffe mit thermoplastischen Eigenschaften oder Beschichtungsmaterialien der textilen Flächen mit analogen Eigenschaften. Ziel ist die
textilgerechte, biegeweiche, flexible und ausreichend feste Naht. Die
Schweißverfahren lassen sich in kontinuierliche und Taktschweißverfahren einteilen.
Für das Verständnis des Schweißprozesses ist die Temperaturführung
im Schweißprozess wichtig. Mit der Erwärmung des thermoplastischen
Materials in der Schweißfuge bis zur Schmelztemperatur des Thermoplasts
wird
die
Voraussetzung
geschaffen,
dass
unter
verfahrensspezifisch realisierter Druckwirkung die Fügepartner zusammengepresst und abgekühlt werden können. Eine sichere und die Kräfte
auch übertragende Verbindung ist erreicht, wenn die Temperatur in der
Schweißfuge unter die Glastemperatur abgesenkt ist.
(ITM, IGF 16417BR/1)
151
konzipierte Konstruktionsablauf bis hin zu den Zuschnitten automatisch
ab und entspricht damit eine Gradierung in 3D.
(ITM, HIT, IGF 15972BG)
152
Kinematische Menschmodelle zur Produktentwicklung
von Bekleidung
Das Ziel der interdisziplinär tätigen Projektpartner (gemeinsam mit HIT
Hohenstein Institut für Textilinnovation gGmbH) ist eine flexible Verfahrensweise
zur
Entwicklung
von
kinematischen
virtuellen
Menschmodellen, die den anatomischen Körper aus Haut (Oberfläche),
Skelett und Muskeln anwendungsspezifisch hinreichend genau widerspiegeln.
Anhand
der
hinterlegten
Modellkinematik
sind
Bewegungsmuster und nutzungstypische Körperpositionen der Menschmodelle zu generieren, die geeignet sind, der Konstruktion von
Bekleidung zu dienen oder in Verknüpfung mit Passformsimulationssoftware die Überprüfung des Tragekomforts von funktioneller Kleidung
zu ermöglichen. Dadurch können Hersteller von Schutz- und Funktionsbekleidung zielgerichteter und schneller auf die besonderen Bedürfnisse
ihrer Zielgruppen eingehen. Die Untersuchungen beschränken sich auf
den Unterkörper von Frauen. (ITM, HIT, IGF 17355BG)
153
Reproduzierbare Preformfertigung - Erarbeitung automatisierter Auftragskonzepte zur rechnergestützt
ermittelten lokalen Applikation von Bindern in Kopplung an die Lege- und Zuschnitttechnik
Die interdisziplinär tätigen Projektpartner hatten die Entwicklung, Herstellung und Erprobung automatisierter Auftragskonzepte für die lokale
Binderapplikation zur Preformfertigung für Faserverbundkunststoffe
(FVK) zum Ziel.
Effiziente und reproduzierbare Fertigungstechnologien sind notwendig,
um Faserverbundstrukturen in zunehmendem Maße in Serienfertigungen
zu etablieren. Aufgrund fehlender textiler 3D-Halbzeuge als Vorformlinge
für die Herstellung komplizierter Bauteilgeometrien werden konfektionstechnische
Möglichkeiten der Preformfertigung eingesetzt. Die
Positionierung der Fixierung auf den Zuschnitten wurde bauteilabhängig
simulationsgestützt ermittelt. Des Weiteren wurden matrixabhängig
geeignete Binder ausgewählt, hinsichtlich ihrer Applizierbarkeit untersucht, Binderauftragsmethoden erforscht und konstruktiv umgesetzt.
Einen maßgeblichen Schwerpunkt der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten bildete die technisch-technologische Erweiterung der Lege- und
Zuschnitttechnik für Hochleistungstextilien um eine CNC-positionierbare
Wirkungseinheit zum optimierten Auftrag der entsprechenden Binder.
(ITM, ZIM KF 2048915HG0)
Entwicklung virtueller 3D-Formkörper für die untere
Körperhälfte von Frauen auf Basis von 3D-Scandaten
Das Ziel der interdisziplinär tätigen Projektpartner (gemeinsam mit HIT
Hohenstein Institut für Textilinnovation gGmbH) ist die Entwicklung
virtueller Formkörper des unteren Rumpfs und der Beine in verschiedenen Figurtypen und Körperformen als Voraussetzung für eine
rechnergestützte 3D-Produktentwicklung von körperferner Bekleidung.
Die virtuellen Formkörper für die untere Körperhälfte werden u. a. für
Hosenkonstruktionen eingesetzt. Da die Konstruktion von Hosen im
Hüft- und Beinbereich mit einer Weitenzugabe zum Körper erfolgt, besteht ein weiteres Ziel darin, eine virtuelle „zweite Haut“ mit frei
wählbarem Abstand zum Formkörper zu generieren, um den gewünschten Tragekomfort zu sichern und modischen Ansprüchen zu genügen.
Diese „zweite Haut“ lässt sich durch definierte Parameter verändern und
kann dann als Grundlage für die Konstruktion unterschiedlicher Hosenpass- und Beinformen genutzt werden. Um für die Hosenkonstruktion
eine transparente, effiziente Entwicklungs- und Konstruktionsmethode
zu schaffen, erfolgt die Erarbeitung von 3D-Konstruktionsalgorithmen auf
Basis kommerziell verfügbarer Softwarelösungen. Die für den Zuschnitt
benötigten 2D-Schnittteile werden automatisch erzeugt und gegebenenfalls modifiziert. Nach morphologischen Veränderungen läuft der
Seite
40
Vliesstoffe
154
156
Herstellung von Nanofaservliesen durch
Schmelzelektrospinnen
Kardiovaskuläres Tissue Engineering: Grundlagen zur
Entwicklung einer Polymermatrix zur optimalen Besiedelung im Bioreaktor
Simulation kann in vielen Bereichen der Filtermedien angewendet werden. Dazu gehört sowohl die Simulation im Produktionsprozess als auch
die Simulation von Strömungen durch Filter. In diesem Artikel wird sowohl das Herstellungsverfahren mit Hilfe der Simulation betrachtet als
auch die Durchströmung von Filtermedien.
Im ersten Anwendungsbeispiel wurde die Simulation im Herstellungsprozess von Nanofaservliesen eingesetzt. Nanofaservliese können in
unterschiedlichen Filteranwendungen eingesetzt werden, wie z. B. Wasserfiltration oder medizinischen Anwendungen. Das Institut für
Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University hat ein neues Konzept
entwickelt, mit dem die Produktion von Nanofaservliesen durch Schmelzelektrospinnen möglich wird.
Das zweite Anwendungsbeispiel befasst sich mit der Durchströmung von
Filtermedien. Zur Simulation der Strömung durch ein Filtermedium muss
die Permeabilität des Filtermediums bekannt sein. Anschließend kann
die Strömung durch ein Filtermedium auf makroskopischer Ebene mit
Hilfe des Darcy-Gesetzes modelliert werden. Am ITA wurde eine Methode entwickelt, mit der sich die Permeabilität von Textilien auf Basis von
Computer-Tomographie-Scans ermitteln lässt. (ITA, DWI, IGF 256 ZN/5)
155
Kundenbezogene Qualitätssicherung in der Vliesherstellung
Der Vliesstoffmarkt ist durch seine Internationalität und seinen starken
Wettbewerb gekennzeichnet. In diesem stetigen Wettbewerb werden
Vliesstoffproduzenten mit steigenden Anforderungen konfrontiert. Die
Vliesstoffqualität gilt zunehmend als wichtigstes Verkaufsargument. Um
wettbewerbsfähig zu bleiben, ist daher eine Verbesserung der Vliesstoffqualität notwendig. Auf dem Markt existieren bereits InlineInspektionssysteme zur Erkennung von Dünn- und Dickstellen sowie
Fehlstellen wie z. B. Löcher in Vliesen. Die Vliesstoffqualität ist allerdings von weiteren Faktoren abhängig, etwa der Gleichmäßigkeit.
Insbesondere bei geringen Flächengewichten (z. B. 15 g/m²) fallen
ungleichmäßige Faserverteilungen stark auf und beeinträchtigen die
ästhetische Qualität der Spinnvliese. Im diesem Projekt wurde eine
objektive Bildanalysemethode entwickelt, die das subjektive Qualitätsempfinden von Vliesstoffkunden widerspiegelt.
Hierzu werden subjektive und objektive Vliesstoffqualitäten miteinander
verglichen. Zunächst wird die Erfassung der subjektiven Qualitätsbewertung beschrieben. Hierfür wird die Qualitätsbewertung von
Vliesstoffproben durch Kunden auf zwei verschiedene Arten gesammelt:
Zum einen erfolgt die Erfassung der Qualitätsbewertungen in einem
sogenannten Showroom. Zum anderen wird die Bewertung mit Hilfe
eines Online-Tools erfasst. Diese beiden Bewertungsmethoden werden
anschließend miteinander verglichen. Zur Ermittlung der objektiven
Vliesstoffqualität werden etablierte Bildanalyse-Methoden ermittelt und
auf die Vliesstoffproben angewendet. Zum Schluss werden die subjektiven und objektiven Bewertungen miteinander verknüpft. Die Ergebnisse
zeigen, dass mit der entwickelten Analysemethode Vliesstoffproben in
gute und schlechte Qualität unterteilen werden können.
(ITA, ZIM QualiVlies, KF2497108KM0)
Die synthetischen, aliphatischen Polyester PGA und PLA sind seit mehreren Jahrzenten bekannt. Ein kommerzielles Interesse an dem Material
ist erst in den letzten Jahren wegen der Weiterentwicklung im Tissue
Engineering entstanden. Für die Verwendung als Zell- und Gewebegerüst im Kardio-vaskulären Bereich werden Vliese mit unterschiedlichen
Zusammensetzungen aus PLA und PGA hergestellt und mit vaskulären
Zellen besiedelt. Untersucht werden das Abbauverhalten des Materials
und das Schrumpfungsverhalten der Zellen. Das Ziel der Untersuchung
ist, eine geeignete Vliesstruktur für den Einsatz als Herzklappengerüst
zu finden.
Für die Untersuchung werden zunächst Fasern ausgesponnen, zu Stapelfasern verarbeitet und zu Vliesstoffen aus reinem PGA bzw. PLA und
Mischvliesen verarbeitet. Die Vliesmuster werden anschließend mit
Myofibroblasten aus der menschlichen Nabelschnur besiedelt. Die Kultivierung der Zellen unter statischen oder dynamischen Bedingungen
dauert bis zu 28 Tage. Die Analysen der Vliesstoffe zeigten, dass
Mischvliese am besten für Herzklappengerüststrukturen geeignet sind.
Die genauen Materialverhältnisse müssen weiter untersucht werden.
(ITA, Deutsche Stiftung für Herzforschung F/02/09)
157
Textile Medizinprodukte aus biomimetisch hergestellter Seide mit integrierten Wirkstoffen für die
innovative Behandlung chronischer Wunden
Im Forschungsprojekt werden Wundauflagen auf Basis transgener
Raupenseide entwickelt. Chronische Wunden verursachen jährlich mehr
als 20 Mrd. € Kosten für das deutsche Gesundheitswesen. Die gestörte
Wundheilung wird durch gezielte Applikation fehlender Wachstumsfaktoren aus der Wundauflage regeneriert. Zur Herstellung der Wundauflagen
müssen die textilen Prozesse sowie die Anlagentechnik auf die biomimetisch gesponnene Seide sowie die gesetzlichen Bestimmungen zur
Fertigung von Medizinprodukten abgestimmt werden. Hierzu zählt auch
die Anpassung der Anlagentechnik an das Reinraumkonzept. Fokussiert
wird die Entwicklung einer vollständigen Vlieskette. Hierzu zählt die
Entwicklung eines speziellen Stapelfaserschneiders und einer innovativen Vernadelungsanlage. (ITA, Ziel2 über PTJ: Aktenzeichen:
Z104ht002b, Förderkennzeichen NRW Bank: 005-10090045)
158
CAMISMA - Carbonfaser/Amid/Metall-basiertes Innenstruktur-Bauteil mit Multimaterialsystem-Ansatz
Die Nachfrage nach Carbonfasern und Faserverbundwerkstoffen steigt.
Gerade die Eigenschaften der Carbonfasern - geringes Gewicht bei
gleichzeitig hoher Festigkeit – machen diese Fasern sehr interessant für
Leichtbauanwendungen in der Automobilindustrie. Leider sind die Kosten dieser Fasern jedoch momentan noch so hoch, dass diese Fasern
nicht in Massenartikeln verwendet werden.
Eine Möglichkeit Kosten zu reduzieren und preiswertere Faserverbundwerkstoffe herzustellen ist der Einsatz von recycelten Carbonfasern.
Diese meist kurzen Stapelfasern sind bereits auf dem Markt erhältlich
und werden aus carbonfaserverstärkten Verbundbauteilen, Randabschnitten oder aus Abfällen der Carbonfaserproduktion hergestellt.
Aufgrund europäischer Gesetze müssen carbonfaserverstärkte Werk-
Seite
41
stoffe und Carbonfasern recycelt werden. Für die Rückgewinnung der
Fasern gibt es bereits verschiedene Technologien. Im Projekt „CAMISMA“ wird ein neuer Vliesstoffprozess zur kontinuierlichen Produktion von
Carbonfaservliesstoffen aus Recyclingfasern aufgebaut. Die mit Hilfe
dieses neuen Verfahrens hergestellten Carbonfaservliese werden mechanisch verfestigt und auf Rollen aufgewickelt. Unterschiedliche Tests
zur Charakterisierung der Vliesstoffe werden im ITA-Textilprüflabor
durchgeführt. (ITA, BMBF 03X3031A)
159
Neuartige Filamentstrukturen zur Erzeugung verbesserter Voluminosität und hoher Weichheit bei
Vliesstoffen
Die Zielstellung des Forschungsvorhabens bestand darin, Filamentvliesstoffen durch das Spinnen von Bikomponenten-Hohlfilamenten
mittels zweier geeigneter Polymere und einer Nachbehandlung durch
Hochdruck-Wasserstrahlen ein verbessertes Volumen und größere
Weichheit zu verleihen. Dadurch sollten sich die neuen Erzeugnisse von
bisher bekannten, meist kalandrierten und relativ flachen Vliesstoffen
oder vernadelten schweren Filamentvliesstoffen mit einem Flächengewicht >80g/m² bzw. speziell im Griff wesentlich unterscheiden.
Gleichzeitig sollte die innere Oberfläche und das Isolationsvermögen der
Vliesstoffe signifikant verbessert und die mechanischen Eigenschaften
der Produkte zumindest beibehalten werden.
Es wurde angestrebt, durch die erstmalige Erzeugung von Bikomponenten-Hohlfilamenten das Splittvermögen der Filamente gegenüber bisher
bekannten Produkten wesentlich zu verbessern und die Splittrate von
50-70 % auf bis zu 90 % zu erhöhen. Dies führte insbesondere im Vergleich zur „segmented-pie“- Struktur als Vollfilament zu einer weiteren
Filamentverfeinerung von <0,2dtex bei den aufgesplitteten Filamenten.
Im Rahmen der Projektbearbeitung konnten Biko-Hohlfilamente aus
Polyester, Polyamid, Polyolefinen und dem Biopolymer Polylactid hergestellt werden. Die Untersuchungen zur Wasserstrahlbehandlung
(Aufsplittung und Verfestigung) der Spinnvliesstoffe aus BikoHohlfilamenten wurden zunächst auf einer Labor-Anlage Aquajet im
STFI durchgeführt und später erfolgreich auf eine produktionsnahe
Wasserstrahlanlage der Fa. Fleissner im Technikum Egelsbach übertragen.
Dabei
kam
es
insbesondere
darauf
an,
höhere
Produktionsgeschwindigkeiten und höhere Arbeitsdrücke in einem Arbeitsgang zu erzielen, um eine mögliche Produktionsleistung zu
simulieren. Neben der besseren Wirtschaftlichkeit war auch eine höhere
Qualität der Materialien ein Schwerpunkt der Projektbearbeitung. Sowohl
der Zeit- und Energieaufwand sollte gesenkt, als auch die Splittrate,
Festigkeit und Weichheit der Materialien deutlich verbessert werden.
Die Spinnvliesmuster aus PLA/PE und PA6/PE stellten zum Abschluss
des Projekts die Vorzugsvarianten für die Erreichung der Projektziele mit
sehr hoher Splittrate, niedriger Biegesteifigkeit/ Biegekraft und sehr
schönem, weichem und textilem Griff dar. Zudem zeigten insbesondere
diese Varianten auch sehr gute Zugfestigkeiten und hervorragende
Bonding Indizes von größer 2. Neben den ausführlichen Prüfungen
bezüglich Filamentfeinheiten, Splittraten und Zugfestigkeiten wurden bei
ausgewählten Mustern zudem Normdicke, Zusammendrückbarkeit sowie
Luftdurchlässigkeit ermittelt, um ein verbessertes Volumen nachweisen
zu können. Nach Auswertung der umfangreichen Untersuchungsergebnisse konnte auch dies bestätigt werden. (STFI, IGF 15926 BR/1/V)
160
Spinnvliesstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen für
technische Anwendungen
Das Ziel des Forschungsvorhabens bestand darin, ein produktionsreifes
Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesstoffen aus PLA zu entwickeln,
welches Komponenten für Spinnvlies-Folie-Verbundstoffe und weitere
technische Anwendungen erzeugen kann. Die Forschungsarbeit baut auf
bisherige Untersuchungen des STFI auf, bei denen die grundlegenden
Prozessparameter auf einer Laboranlage, die nach einem reinen Saugluftprinzip arbeitet, ermittelt wurden. Diese sind nur mit Einschränkungen
auf den Produktionsmaßstab übertragbar. Die Untersuchungen des
beantragten Forschungsvorhabens waren demgegenüber darauf gerichtet, mit Hilfe einer industrienahen Laboranlage das Verfahren weiter zu
optimieren und insbesondere die Filamentfeinheit sowie die Flächenmasse zu verringern und die Vliesgleichmäßigkeit zu verbessern.
In mehreren Versuchsreihen wurden PLA-Biko-Spinnvliesstoffe mit
verschiedenen biologisch abbaubaren Folien mittels thermischer Verfestigung am Kalander verbunden. Diese wiesen in Abhängigkeit von den
eingestellten Prozessparametern am Kalander und in Abhängigkeit von
der Zulaufweise der Folie (Inline- und Offline-Verfahren) unterschiedliche
Eigenschaften bzgl. Zug- und Reißfestigkeiten, Wasserdampfdurchlässigkeit, Haptik, Vlies-Folie-Verbundhaftung auf. Der Spinnvliesstoff aus
modifiziertem PLA zeigte eine bessere Haptik bzw. Weichheit im Gegensatz zum Vergleichsprodukt aus Standard-PLA, hatte jedoch
aufgrund des Polyglykolanteils eine schlechtere Verbundhaftung mit den
Folien. Durch eine Corona-Vorbehandlung von Folie und Vlies konnte
schließlich die Verbundhaftung deutlich verbessert werden. Die Eigenschaften der entwickelten Verbunde waren schließlich durch
Optimierung der Prozessparameter, andere Prägedesigns der Gravurwalze und Optimierung der Folienrezepturen bzgl. Verbundhaftung und
Wasserdampfdurchlässigkeit positiv beeinflussbar.
(STFI, BMWi, IW073083)
161
Einsatzerweiterung von Spinnvliesstoffen durch antimikrobielle Funktionalisierung
Antimikrobiell wirkende Spinnvliesstoffe herzustellen, die auf der Grundkomponente Polypropylen (PP) und in die Schmelze eingebrachte
Additive basieren, war das Ziel des Forschungsvorhabens. Dabei wurde
angestrebt, durch die direkte Einarbeitung der Additive permanente
Effekte zu erzielen.
•
In Abstimmung mit der Fa. BASF und Fa. Schulman wurden 6
Additive mit antimikrobieller Wirkung ausgewählt.
•
Die Additive wurden von der Fa. Schulman (Polypropylen MFI 25)
zu Masterbatches verarbeitet.
•
In einem Vorversuch wurde auf einer Injektoranlage des STFI die
Spinnfähigkeit der additivierten Produkte nachgewiesen.
•
Die Verarbeitungsversuche auf der Spinnvliesanlage Reicofil®4
erbrachten insgesamt 53 Versuchsvarianten. Diese wurden komplett textilphysikalisch ausgewertet. Die Varianten Ciba B 5000, B
6000 und B 7000 sowie Schulman A1 zeigten gute Spinnsicherheiten bei allen Masterbatch-Anteilen. Das migrierende System auf der
Basis von Triclosan (IRGAGUARD B 1000) war nicht verarbeitbar
und musste aus den weiteren Versuchsprogrammen ausgeschlossen werden.
Das Additiv A2 war nur in den geringsten Zudosierungen (0,25%
und 0,5%) verarbeitbar. Bei Steigerung der Additivkonzentrationen
traten Filamentabrisse ein.
•
Anhand von mikroskopischen Untersuchungen der Filamentquerschnitte wurde nachgewiesen, dass die Verteilung der
Additivpartikel homogen ist, in wenigen Fällen waren Partikel mit einer Größe von max. 2 µm festzustellen.
•
Bei den mechanischen Eigenschaften der Vliesstoffe wurden keine
negativen Auswirkungen durch die Additive festgestellt. Es zeigte
sich überwiegend ein Anstieg der Höchstzugkraft und der Höchstzugkraft-Dehnung sowohl in MD- als auch in CD-Richtung
gegenüber den Referenzvarianten und mit zunehmendem AdditivAnteil.
Nach vorliegenden Untersuchungsergebnissen wurde ein antibakterieller
Effekt der Vliesstoffe erreicht. (STFI, BMWi, IW071075)
162
Airlaid Vliesstoffe auf Basis anorganischer und
organischer Kurzfasern
Kurzfasern im Längenbereich zwischen 1 mm und 12 mm bilden die
Rohstoffbasis von nach dem Airlaid-Verfahren hergestellten Wirrvliesstoffen. Als klassischer Rohstoff sind gebleichte Weichholzkurzfasern (Fluffpulp) zu bezeichnen, die im Industriemaßstab zu saugfähigen,
voluminösen oder papierartigen Strukturen verarbeitet werden.
Kurzfasern verschiedenster Arten fallen aber auch bei Recyclingprozessen oder als Produktionsabfälle an. Die Verknüpfung des
Recyclinggedankens mit einem hochproduktiven Verfahren zur Kurzfa-
Seite
42
serverarbeitung stellt die wesentliche Motivation unserer durchgeführten
Untersuchungen dar.
Technische Basis ist eine Airlaid-Versuchsanlage, die nach dem M&JPrinzip arbeitet. Die Zumischung thermoplastischer Schmelzklebefasern
mit angepasster Schnittlänge bildet die Voraussetzung der anschließenden Vliesverfestigung mittels Thermofusion. Bereits erprobte
Abfallfasern sind Textilglasfasern, Flusen aus der Altreifenaufbereitung,
Schleifstäube aus der klassischen Filzherstellung oder aber auch zerkleinertes
Altpapier.
Daneben
lassen
sich
anorganische
Primärfaserfilamente, wie Textilglas, Basalt oder auch Metalle wegen der
ihnen eigenen Sprödigkeit relativ leicht in für das Verfahren optimale
Längen zwischen 3 mm und 6 mm zerkleinern. Sie empfehlen sich durch
ihre Steifigkeit besonders für den im Zusammenspiel von mechanischer
und aerodynamischer Verwirbelung ablaufenden Prozess. Aber auch
ausgewählte Pflanzenfasern wie Grasfasern sind verarbeitbar und lassen interessante Strukturen entstehen. (STFI, BMWi, VF 100011)
spritzen die dreidimensionale Faserstruktur stark komprimiert wird. Die
Kompression stellt sich auch bei niedrigen Drücken der Schmelze ein.
Nach dem Prozess erfolgt eine Rückstellung der Komprimierung. Durch
ein nachträgliches Dämpfen der Bauteile kann diese Rückstellung unterstützt und der Soft-Touch-Effekt verbessert werden. Durch einen
geringen Werkzeuginnendruck und eine geringe Werkzeugwandtemperatur lässt sich der Soft-Touch der Bauteile nach dem Spritzgießen
verbessern. Für einen geringen Werkzeuginnendruck bietet sich die
Anwendung der Spritzgießsonderverfahren Schaumspritzgießen oder
Spritzprägen an. (STFI, IKV und FILK gGmbH, IGF 310 ZBG/3)
163
Das Ergebnis der Projektbearbeitung ist die verbesserte Fasersubstanzausnutzung in Nadel- und Nähwirkvliesstoffen durch die optimale
Dimensionierung und Anordnung von Faseranteilen im Querschnitt zur
positiven Beeinflussung des Masse-Leistungsverhältnisses.
Die Forschungsergebnisse tragen in erster Linie zur Eigenschaftsverbesserung von Nadel- und Nähwirkvliesstoffen besonders im Hinblick
auf Massereduzierung bei. Durch gezielte Beeinflussung von Eingangsgrößen und Parametern des Herstellungsprozesses ist es möglich,
Vliesstoffeigenschaften im Hinblick auf bestimmte Anwendungsgebiete
und Anforderungen zu optimieren.
Innerhalb der Projektbearbeitung wurden eine Reihe von Nadel- und
Nähwirkvliesstoffen aus speziellen Polypropylenfasern mit unterschiedlichen Parametern hergestellt. Optimierte Versuchspläne bildeten die
Grundlage der Versuchsdurchführungen, die zum Teil in einem Unternehmen des Projektbegleitenden Ausschusses stattfanden. Durch
textilphysikalische Prüfungen konnten die Eigenschaften der Vliesstoffe
nachgewiesen werden.
Mittels einer Regressionsanalyse wurden bestimmte Einflussgrößen des
Herstellungsprozesses selektiert, die den jeweils größten Einfluss auf
bestimmte Vliesstoffeigenschaften wie z. B. Flächenmasse oder Höchstzugkräfte hatten. Das ermöglicht eine gezielte Beeinflussung der
Produkteigenschaften. Eine im STFI entwickelte Software mit angepasster grafischer Ausgabemöglichkeit stellte die Abhängigkeit der
Zielgrößen von den Eingangsgrößen in dreidimensionalen Diagrammen
dar.
Das Haupteinsatzgebiet für die Vliesstoffe mit optimierter Fasersubstanzausnutzung ist sowohl im Bereich der Bau- und Geotextilien als
auch der Automobiltextilien zu sehen. (STFI, IGF 15641 BR/1)
Entwicklung von dreidimensionalen Vliesstoffverbunden für hinterspritzte Innenverkleidungen
Ziel des Vorhabens war die Ablösung konventioneller Kaschiertechnologien bei der Verarbeitung von dreidimensionalen Bauteilen für die
Fahrzeuginnenausstattung mit Soft-Touch-Oberflächen durch ein direktes Hinterspritzen. Für das Hinterspritzen sollten geeignete Verbunde
aus Faservliesstoffen kombiniert mit unterschiedlichen Dekoren entwickelt werden.
Der Trend bei hochwertigem Fahrzeuginterieur geht zu Dekoren mit
einer weichen Oberfläche, die auch als "Soft-Touch" bezeichnet wird. Im
Falle weicher, hochvolumiger Kaschierungen erfolgt die Verarbeitung der
Dekore manuell oder mechanisiert in mehreren Schritten zu hochwertigen Verbundbauteilen. Dabei wird von fertigen Trägerteilen
ausgegangen, die eine Klebekaschierung erhalten.
In dem Projekt wurden die Möglichkeiten eines hochrationellen direkten
Hinterspritzens von vorgefertigten Kaschierungen mit Kunststoffschmelze erforscht, ohne dass die besonderen haptischen Qualitäten der
hochvolumigen Trägermaterialien infolge der besonderen Prozessbelastungen verloren gehen. Dieses Ziel wurde textiltechnologisch durch die
Entwicklung eines speziellen 3D-Vlieses auf der Basis der MultiknitTechnologie und eines Sperrvlieses erreicht. Im Spritzgießprozess muss
dafür ein niedriger Werkzeuginnendruck gegeben sein.
Für Dekore aus Textil, Kunstleder und Leder wurden spritzgießtaugliche
Kaschierverfahren entwickelt und getestet. Die Verbunde wurden zu 2Dund 3D-Bauteilen hinterspritzt. Prüftechnisch wurde ein umfangreiches,
auf die spezielle Aufgabenstellung zugeschnittenes Methodenpaket
entwickelt und getestet. In der Auswertung zeigt sich, dass beim Hinter-
164
Untersuchungen zur Erhöhung der Fasersubstanzausnutzung bei Nadel- und Nähwirkvliesstoffen
Textilreinigung
165
Automatisierte Vorbehandlung von Textilien in
gewerblichen Wäschereien während des
Beladungsprozesses
Ziel dieses Projektes war es, den Nachwäscheanteil mittels geeigneter
Vorbehandlungsmittel zu reduzieren. Ein Produkt, welches eine hohe
Reinigungswirkung aufweist, hat dabei im Fokus gestanden.
Um Textilien je nach Verschmutzungsart und Verschmutzungsgrad bei
der Maschinenbeschickung einer Vorbehandlung zu unterziehen, wurden
sowohl Verschmutzungen als auch Textilien, welche häufig in den Bereichen Hotel/Gastronomie, Gesundheitswesen und Industrie auftreten,
ausgewählt. Untersucht wurden öl-, eiweiß-, stärke-, farbstoff- und pigmenthaltige Verschmutzungen. Um deren Entfernung zu erreichen,
mussten geeignete Einweichlösungen eingesetzt werden, die für die
unterschiedlichen praxisüblichen Verschmutzungen auf typischen Berufskleidungsmaterialien eine hohe Lösekraft besitzen. Um biologische
Anschmutzungen zu entfernen, wurden gezielt schnell wirkende Enzyme
(Lipasen, Proteasen, Mannanase) eingesetzt. Für die sonstigen
Schmutzarten boten sich insbesondere nichtionische Tenside an. Die
gewählten Produkte (tensidbasiert, lipasehaltig, protease-/mannanasehaltig) haben sich gegenseitig nicht in ihrer Wirkung auf den Textilien
beeinflusst. Eine Vermischung im Vorbehandlungsprozess in beliebigen
Volumenteilen war möglich. Aus den Ergebnissen der Wahl der Wirkstoffe der Vorbehandlungsmittel und den gewonnenen Kenntnissen über
deren gegenseitige Auswirkungen wurden für jeden Bereich effektive
Rezepturen erstellt. Dabei wurden die Behandlungsrezepturen so zusammengestellt, dass die Gesamtzahl der Rezepturen für ein einfaches
Handling gering gehalten werden kann.
Um die Chemikalien möglichst gleichmäßig und sparsam auf die Textilien auftragen zu können, wurden unterschiedliche Auftragskonzepte
untersucht. Die besten Ergebnisse wurden durch Benutzung des Strahlauftragssystems erzielt.
Mit den erzielten Ergebnissen kann eine wirtschaftliche Vorbehandlung
zur Reduktion der Nachwäsche ermöglicht werden. (HIT, IGF 16037 N)
Seite
43
166
Maßnahmen zur Verbesserung der Nachhaltigkeit in
der Industriewäscherei: Smart Laundry-2015
Ende November 2011 wurde das von der EU geförderte Forschungsprojekt „SMILES - Maßnahmen zur Verbesserung der Nachhaltigkeit in der
Industriewäscherei: Smart Laundry 2015“ abgeschlossen. Das Projekt
wurde zusammen mit 14 anderen Projektpartnern aus verschiedenen
europäischen Ländern durchgeführt. 16 Schlüsseltechnologien zur Wasser- und Energieeinsparung sowie zur CO2-Reduktion in der Wäscherei
wurden untersucht. Neben Untersuchungen zur Textiltrocknung und zur
Eignung von Ultraschall zum Waschen wurden vom wfk-Cleaning Technology Institute Versuche zur Verminderung des Wasserverbrauchs in
Wäschereien durch verschiedene Technologien zur Behandlung von
Prozesswasser mit geringer organischer Belastung untersucht. Der
Schwerpunkt der Untersuchungen hierzu lag auf dem Abbau der organischen Inhaltsstoffe durch elektrochemische Behandlung unter Einsatz
Bor dotierter Diamantelektroden und durch Anwendung immobilisierter
photokatalytischer Nanosysteme. Weitere Untersuchungen beschäftigten sich mit der Reduktion des Wasserverbrauchs und des
Chemikalieneinsatzes. (wfk, EU 217809-2)
167
Untersuchungen zur Festlegung sowie zur sicheren
und wirtschaftlichen Einhaltung sachgerechter RABCGrenzwerte bei der Aufbereitung von Textilien aus
Bereichen mit besonderen hygienischen Anforderungen
5 RABC-Wäschereien und 5 RKI-Wäschereien wurden je viermal beprobt. In allen untersuchten Wäschereien wurden Abklatschproben von
Textilien, Oberflächen und Händen sowie Wasser- und z.T. Luftproben
genommen. Weiterhin wurde die Desinfektionswirkung von Waschverfahren mit Hilfe von Biomonitoren geprüft. Der Vergleich der Ergebnisse
zeigt, dass erstens in allen Untersuchungen die Ergebnisse der Proben
der Expeditware deutlich unterhalb der geforderten Grenzwerte lagen.
Dies ist auch ein Beleg dafür, dass die verwendeten Maßnahmengrenzund Orientierungswerte sinnvoll und sachgerecht sind. Zweitens ist die
hygienische Qualität der Textilien, die mit dem RABC-System aufbereitet
wurden (0 – 16 KBE/dm2), statistisch gleich gut wie die hygienische
Qualität der Textilien, die in Anlehnung an die Bestimmungen des RKI
aufbereitet wurden (0 – 17 KBE/dm2). Drittens liegen die Ergebnisse der
Luftanalysen von den Wäschereien mit den unterschiedlichen Hygienesystemen in der gleichen Größenordnung und es ist nicht erkennbar,
dass Unterschiede im Luftkeimgehalt mit einer baulichen Trennung
zwischen Schmutz- und Sauberbereich korrelieren. Viertens zeigten alle
überprüften Desinfektionswaschverfahren Reduktionsfaktoren von > 7
log10 Einheiten (7,0 – 8,8 für E. faecium und 7,4 – 9,3 für S. aureus).
(wfk, IGF 13466 N)
168
Entwicklung textilschonender Verfahren zur Aufbereitung von Kleidung aus dem Business-Bereich unter
besonderer Berücksichtigung ausreichender
Reinigungswirkung und Umweltschonung auf der
Basis psychrophiler Enzyme
Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde ein wässriges Behandlungsverfahren entwickelt, mit dem Businesskleidungsteile bei
akzeptabler Schmutzentfernung und niedriger Vergrauung schonend
behandelt werden können. Erreicht wurde dies durch Absenkung der
Flottentemperatur auf 6 °C, reduzierte Waschmechani k im Umpumpverfahren mit gezieltem Besprühen der Wäscheteile und Einsatz
herkömmlicher Wetclean-Waschmittel in Kombination mit speziellen
Enzymen. Die erzielten Wascheffekte liegen hinsichtlich Lebensmittelverschmutzungen, Schweißentfernung und Vergrauung deutlich über
denen der herkömmlichen Zweibadbehandlung in KWL. Die auftretenden
Materialveränderungen sind selbst nach 25 Behandlungen akzeptabel
und teilweise geringer als bei der KWL-Reinigung. (wfk, IGF 16070 N)
169
Entwicklung eines Verfahrens zur Hydrophobierung
bzw. Oleophobierung von Textilien in flüssigem
Kohlendioxid
Die Reinigung und Hydrophob- bzw. Oleophobausrüstung von Textilien,
die nicht wässrig behandelt werden dürfen, erfolgt derzeit in organischen
Lösemitteln wie Tetrachlorethen (PER) und Kohlenwasserstofflösemitteln (KWL). Eine Alternative stellt die Textilreinigung mit flüssigem
Kohlendioxid (LCO2) dar. Ein Defizit dieser Reinigungstechnologie
bestand allerdings bisher darin, dass keine Verfahren zur Hydrophob/Oleophobausrüstung von Textilien in LCO2 zur Verfügung standen.
Ziel eines abgeschlossenen wfk-Forschungsvorhabens war daher die
Entwicklung eines Verfahrens zur Hydrophobierung bzw. Oleophobierung von Textilien in flüssigem Kohlendioxid. Neben den aus der
klassischen Ausrüstung bekannten Fluorpolymer- oder Silikon-Systemen
wurden auch neue Systeme auf Basis von Dendrimeren bzw. hyperverzweigten Polymeren, Sol-Gel-Prozesse und die Applikation von
hydrophob modifizierten Nanopartikeln aus flüssigem Kohlendioxid
untersucht. Bei den Untersuchungen hat sich gezeigt, dass sich die
verwendeten fluorierten Polymere gut aus diesem Medium applizieren
lassen. Andere untersuchte Systeme waren in Abhängigkeit von der
Löslichkeit bzw. Dispergierbarkeit in flüssigem Kohlendioxid weniger
effektiv. (wfk, IGF 16071 N)
170
Entwicklung eines energiesparenden Desinfektionsund Bleichverfahrens auf der Basis von Niedrigtemperatur-Katalysatoren
Aufgrund kontinuierlich steigender Kosten für Energie, Wasser, Abwasser sowie Wasch- und Waschhilfsmittel gewinnen ressourcenschonende
Niedrigtemperatur-Aufbereitungsverfahren für textile Dienstleistungsbetriebe zunehmend an Bedeutung. Im Rahmen des Forschungsprojekts
wurden zahlreiche potentielle Niedrigtemperatur-Katalysatoren in Kombination mit unterschiedlichen Oxidationsmitteln (z. B. Peressigsäure
und Wasserstoffperoxid) hinsichtlich ihrer bleichenden und desinfizierenden Wirkung bei niedrigen Temperaturen (30 °C) u ntersucht. Die
Untersuchungen zur Bleichwirkung der Katalysator-Systeme erfolgten
unter praxisnahen Bedingungen an Testmonitoren (CO, PES/CO), die
sowohl hydrophile (z. B. Tee, Rotwein, Blaubeere) als auch hydrophobe
Anschmutzungen (z. B. Tomate, Curry, Gras) enthielten. Die Bleichwirkung von Peressigsäure bei 30 °C reichte unter Eins atz einiger,
ausgewählter Katalysator bis an die Bleichwirkung von Peressigsäure
bei 60 °C (ohne Katalysatorzusatz) heran. Die desin fizierende Wirkung
von Peressigsäure bei 30 °C ließ sich durch den Zus atz von Niedrigtemperatur-Katalysatoren nicht steigern. (wfk, IGF 16625 N)
171
Biochemisches Eigenkontrollverfahren zur Beurteilung der Barrierewirkung von OP-Textilien
OP-Textilien sind Medizinprodukte, die sowohl die Patienten als auch
das Personal vor Infektionen schützen sollen. Der Schutz wird durch
eine Barrierewirkung der Textilien gegenüber Mikroorganismen und
Flüssigkeiten gewährleistet. Die Anforderungen an OP-Textilien sind in
der Norm DIN EN 13795 dargelegt. Die Prüfung auf Barrierewirkung
gegenüber Mikroorganismen im nassen Zustand wird in der DIN EN ISO
22610 beschrieben. Die Prüfung sieht die Applikation von Mikroorganismen unter definierter Mechanikeinwirkung auf das Prüftextil vor. Die
Nachteile dieser Methode liegen in der Verwendung humanpathogener
Staphylokokken, der Notwendigkeit der Durchführung in speziellen
mikrobiologischen Laboren, der geringen Reproduzierbarkeit und dem
hohen Zeitaufwand für die Prüfung. Ziel der Arbeiten war die Entwicklung
Seite
44
eines einfachen Eigenkontrollverfahrens zur Überprüfung der Barrierewirkung gegen Keimdurchtritt im nassen Zustand. Dabei wurde eine
Substitution der humanpathogenen Staphylokokken durch der Bakteriengröße entsprechende, spezielle funktionalisierte Liposomen eingeeingesetzt. Durch eine Funktionalisierung der Liposomen mit einem
Fluoreszenzfarbstoff war eine einfache Visualisierung einzelner Partikel
möglich. Wurden die Liposomen mittels Rulla II-Methode durch ein OPTextil gerieben, konnte eine Penetration einzelner Liposomen nachgewiesen werden. Auf Basis von funktionalisierten Liposomen ist es somit
prinzipiell möglich, innerhalb kurzer Zeit eine Bewertung der Barrierewirkung von OP-Textilien vorzunehmen. (wfk, IGF 16629 N)
172
Verfahrens zur erneuerbaren thermostabilen SoilRelease-Ausrüstung von persönlicher Schutzkleidung
Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden erneuerbare Soil-ReleaseSysteme auf Basis von Nanokompositen entwickelt. Durch Einarbeitung
von Nanoadditiven konnten die Eigenschaften von Polymermatrices
verbessert werden und so ein Soil-Release-Effekt bei gleichzeitig verbesserter thermischer sowie mechanischer Stabilität erzielt werden. Die
Systeme werden am Ende des Aufbereitungsprozesses auf die sauberen Textilien aufgebracht. Dadurch wird nicht mehr das Textil, sondern
die Soil-Release-Schicht während des Gebrauches verschmutzt. Beim
nächsten Waschen wird die Soil-Release-Schicht dann aufgrund ihrer
speziellen Eigenschaften zusammen mit dem Schmutz von den Textilien
abgelöst. (wfk, IGF 16826 N)
173
Verfahren zur Rückgewinnung von Enzymen aus
Prozesswässern textiler Dienstleistungsbetriebe
auf der Basis superparamagnetischer Mikropartikel
Zur sachgerechten Aufbereitung von Textilien aus unterschiedlichsten
Einsatzgebieten setzen textile Dienstleistungsbetriebe zahlreiche
Wasch- und Waschhilfsmittel ein. Enzymatischen Systemen (Proteasen,
Amylasen, Lipasen, Cellulasen u.a.) kommt dabei aufgrund ihrer hohen
Effektivität und der begrenzten Verfügbarkeit gegenwärtig für die
Waschmittelherstellung verwendeter Rohstoffe (z.B. Erdöl für Tenside)
wachsende Bedeutung zu. Enzyme werden als Biokatalysatoren zwar
nur in geringer Konzentration eingesetzt, sind aber relativ teuer. Ziel des
Projektes ist die Entwicklung eines Verfahrens zur effektiven Rückgewinnung enzymatischer Systeme aus Prozesswässern textiler
Dienstleistungsbetriebe auf der Basis superparamagnetischer Mikropartikel. Die Immobilisierung von Enzymen auf der Polymeroberfläche von
Magnetobeads ermöglicht die Rückgewinnung der Enzyme mittels in die
Maschinentechnik integrierter schaltbarer oder permanenter Magnete.
(wfk, IGF 16879 N)
174
Hygienemonitoring-Verfahrens zur Eigenkontrolle
Lösemittel-basierter Aufbereitungsprozesse
Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Schnellmethode zur
Prozesskontrolle Lösemittel-basierter Aufbereitungsprozesse, die im
Rahmen der betrieblichen Eigenkontrolle eingesetzt werden kann und
eine Bewertung und Dokumentation der Hygiene des gesamten Aufbereitungsprozesses erlaubt. Ein prinzipieller Lösungsansatz liegt in der
Entwicklung eines Hygienemonitoring-Verfahrens auf der Basis von
Enzymen, deren Inaktivierung während der Aufbereitung der Reduktion
praxisrelevanter Mikroorganismen entspricht. (wfk, IGF 16880 N)
175
Entwicklung ressourcensparender und textilschonender Aufbereitungsverfahren auf der Basis von
Stoßwellen
Unter großem Interesse von Unternehmen aus der Praxis fand am
31.Januar 2012 die Sitzung des projektbegleitenden Ausschusses zum
wfk-Forschungsprojekt „Aufbereitung von Textilien mit Stoßwellen“ statt.
Im projektbegleitenden Ausschuss sind derzeit 14 Firmen aus dem
Bereich der Mietwäscheaufbereitung, Textilreinigung, Hersteller von
Waschmaschinen und Waschmitteln sowie Stoßwellengerätehersteller
vertreten. Den Teilnehmern wurden die bisher erzielten Ergebnisse
vorgestellt und ausführlich diskutiert. Abschließend wurde ihnen die
Funktion des entwickelten Stoßwellen-Reinigungsgerätes und die damit
erzielbaren Effekte im wfk-Technikum vorgestellt. (wfk, IGF 17155 N)
176
Beurteilung der Widerstandsfähigkeit von Operationsabdecktüchern, OP-Mänteln und Rein-Luft-Kleidung
gegen mikrobielle Penetration im trockenen Zustand
Die Prüfung der Barrierewirkung trockener OP-Textilien gemäß DIN EN
ISO 22612 ist aufwändig und störanfällig und muss von externen Speziallaboren durchgeführt werden. Es wird ausdrücklich darauf
hingewiesen, dass diese Prüfung aufgrund ihres komplexen Charakters
nicht für die Routine-Qualitätskontrolle (Eigenkontrolle) geeignet ist. Aus
hygienischer Sicht ist die Prüfung der Barrierewirkung von OP-Textilien
allerdings das wichtigste Qualitätskriterium, auf das nicht verzichtet
werden kann. Die hohen Kosten für die Beurteilung der Barrierewirkung
gegen Keimdurchtritt im trockenen Zustand gemäß DIN EN ISO 22612
sind im derzeit anzuwendenden Prüfverfahren begründet, das unter
Einsatz bakterieller Sporen erfolgt. Gemäß DIN EN 13795 dürfen zwar
alternative Prüfverfahren für die Routinekontrolle der OP-Textilien angewendet werden, jedoch existiert bisher kein alternatives Verfahren. Im
aktuellen Forschungsvorhaben wird die Substitution der beim Verfahren
nach DIN EN ISO 22612 eingesetzten bakteriellen Sporen durch der
Sporengröße entsprechende, spezielle enzymatisch funktionalisierte
Partikel untersucht. Die enzymbeladenen Partikel verursachen nach
Penetration durch trockene OP-Textilien nach Zugabe bestimmter Substrate
eine
Chemilumineszenz-Reaktion,
die
mithilfe
eines
Chemilumineszenzfilmes eine visuelle Bewertung der Barrierewirkung im
Rahmen der Eigenkontrolle ermöglicht. (wfk, IGF 17220 N)
177
Schnellmethode zur Eigenkontrolle von Hydrophobierungsprozessen mit Fluorcarbonharzen
Zahlreiche Textilien, z. B. Warnkleidung, Schutzkleidung gegen flüssige
Chemikalien, Wetterschutzkleidung oder OP-Textilien, werden in textilen
Dienstleistungsbetrieben mit flüssigkeitsabweisender Ausrüstung auf der
Basis von Fluorcarbonharzen versehen. Die Überprüfung der Qualität
solcher Ausrüstungen durch die zurzeit zur Verfügung stehenden Normverfahren ist mit verschiedenen Nachteilen behaftet. Neben den z. T.
hohen Kosten ist nur eine punktuelle Bewertungen ausgewählter Bereiche möglich. Einige Verfahren sind sogar zerstörend oder müssen durch
externe Laboratorien durchgeführt werden.
Deshalb ist neben den bereits verfügbaren Verfahren zur Endproduktkontrolle eine schnelle und kostengünstige Methode zur Eigenkontrolle
der flüssigkeitsabweisenden Ausrüstung auf der gesamten Textiloberfläche in textilen Dienstleistungsbetrieben sinnvoll. Im Rahmen des
Forschungsprojektes soll daher eine solche Schnellmethode über die
Entwicklung aggregachromisch funktionalisierter flüssigkeitsabweisender
Ausrüstungen auf der Basis neuartiger Zeit-Temperatur-Indikatoren
realisiert werden. Diese können zusammen mit der flüssigkeitsabweisenden Ausrüstung auf das Textil appliziert werden. Sie erlauben durch
einen unter UV-Licht eintretenden Farbwechsel in Verbindung mit einfachen
Leuchtdichtemessungen
eine
Qualitätsbeurteilung
der
Hydrophobierung auf der gesamten Oberfläche der aufbereiteten Textilien. (wfk, IGF 17243 N)
Seite
45
Verschiedenes
178
180
Grundlagen zum Einsatz innovativer und umweltfreundlicher Lacksysteme zur Farbgebung bei
Gewebemöbeln – Teilprojekt: Substrat-Analyse
und Modifizierung
Die Modellierung zyklischer Warte-Bediensysteme im
Webprozess mittels Markov-Ketten für Szenarioanalysen
Gewebemöbel bestehen aus einem Gewebe (Loom) aus gedrehtem
Papier, das über eine Unterkonstruktion gezogen wird. Bei der Farbgebung wird angestrebt, Primer und Lacke sukzessive durch
wasserbasierte Systeme zu ersetzen. In der Praxis zeigen sich aber
schlechte Gleichmäßigkeit, Aufrauhung durch Aufrichtung der Papierfaser und Partikelniederschlag. Im Rahmen des gemeinsam mit zwei
klein- und mittelständischen Industrieunternehmen durchgeführten ZIMProjektes war es die Aufgabe des DTNW, die Möglichkeiten von innovativen Plasma- und Enzymvorbehandlungen zu untersuchen. Es ergab
sich, dass der Auftrag der Lackkomponenten mit allen untersuchten
Vorbehandlungen verbessert werden kann. Von den Plasmaverfahren
war die Luftplasmabehandlung vorteilhaft; diese ist verfahrenstechnisch
auch bei dreidimensionalen Objekten - fertige Möbelstücke – einsetzbar.
Behandlungen mit Cellulasen und Amylasen lieferten widersprüchliche
Ergebnisse. Nachteilig waren bei den enzymatischen Behandlungen die
lange Behandlungsdauer von bis zu 24 Stunden und vergleichsweise
hohe Prozesstemperaturen. Gute Ergebnisse wurden mit einer Hydrophobinbehandlung erzielt, die kurze Badzeiten erlaubt, seitens der
erzielten Effekte allerdings hinter den plasmabasierten Prozessen zurück fällt. Aus der subjektiven Bewertung kann zusammengefasst
werden: Das farbliche Bild fällt in allen Fällen gleichmäßiger aus; nach
der Luftplasmabehandlung wird eine völlig glatte Oberfläche vorgefunden, die Nachbehandlungsschritte wie manuell ausgeführtes Schleifen
fast völlig entbehrlich macht (DTNW, ZIM KF 2396401 OH9)
Dieser Beitrag stellt ein erstes allgemeines Modell des Webprozesses in
Form interagierender Warte-Bediensysteme vor. Für das wichtigste
Subsystem in diesem Modell, das sich mit der Stillstandsbehebung im
laufenden Prozess befassende Reparatur-Warte-Bediensystem, zeigt
dieser Beitrag anschließend ein auf der Bilanzierung stochastischer
Ströme beruhendes Modell in Form einer Markov-Kette auf. An dieses
wird dann die Fixkostendeckungsrechnung angegliedert, damit in die
Bewertung der Modellparametrierung neben der absoluten ProzessLeistung auch eine betriebswirtschaftliche Kenngröße mit eingehen
kann. Beispiele für Analyse- und Auswertemöglichkeiten der Ergebnisse
und für Einsatzpotenziale in der betrieblichen Praxis runden diesen
Beitrag ab. (DITF-MR, NMP-2009-3.2-2 TexWIN GA Nr 246193)
179
AVALON – Multifunktionale textile Strukturen
Innovative, wissensintensive Produkte, Prozesse und Dienstleistungen
sind die Grundlage zur verbesserten Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie. Ohne Zweifel ist sektorübergreifende Kollaboration ein
vielversprechender Weg um mit der wachsenden Komplexität und dem
beschränkten Zeitrahmen für solche Innovationen umzugehen. In der
Theorie existieren zwar vielerlei Ansätze, Methoden und Werkzeuge, sie
sind allerdings gerade für kleine und mittlere Unternehmen nicht gerade
leicht in die industrielle Praxis zu übertragen.
Im Rahmen des AVALON-Projekts lag der Schwerpunkt auf der Adaption und der Entwicklung anwendungsorientierter Konzepte, Methoden
und Tools für KMU zur Unterstützung von Innovationsbestrebungen in
Netzwerken nicht nur aus einem organisatorischen Blickwinkel, sondern
auch aus der Perspektive bewusster Wissensnutzung und dem Einsatz
geeigneter Informations- und Kommunikationstechnologien. Die Forschungsergebnisse wurden in neun Produktentwicklungsnetzwerken und
zahlreichen Prozess- und Dienstleistungsinnovationen angewandt und
evaluiert. Alle Netzwerke beschäftigten sich dabei mit der Anwendung
extrem dünner Drähte aus Formgedächtnismaterialien, die durch textile
Prozesse zu Flächen geformt und in dieser Form wiederum in diversen
Industriesektoren, wie etwa Automobilbau, Luft- und Raumfahrt und
Medizintechnik, erfolgreich eingesetzt werden konnten.
(DITF-MR, EU NMP2-2005-515813-2)
Seite
46
Verzeichnis der Veröffentlichungen
1
T. Bahners, M. Schmidt, U. Schloßer, J. S Gutmann, Wissenschaftliche Grundlagen für ein neues Verfahren zur Vorhersage der
Lebensdauer von technischen Textilien auf Basis eines viskoelastischen
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2
T. Bahners, U. Schloßer, J.S. Gutmann, Characterization of the
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Makromol.
Mater.
Eng.
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(3) Yilmaz, H.; Wilms, C.: Potenzial von Hochmodulfasern im Automobilbau
:
Verknüpfung
einer
technologischen
und
wirtschaftswissenschaftlichen Betrachtungsweise, Zeitschrift für die
gesamte Wertschöpfungskette Automobilwirtschaft 14 (2011), H. 1, S.
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11 Carmen Knobelsdorf, Thomas Reußmann, Renate Lützkendorf:
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platzer_kplt.pdf
14 Frese, J.; Koch, S.; Schuster, P.; Gries, T.; Schmitz-Rode, T.;
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21 Neumann, F.; Hehl, A.; Harbers, T.; Gries, T.: Reduzierung der
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Poster P80
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Seite
49
U.; Schlick, C.M.; Schuh, G.; Auerbach, T.; Bauhoff, F.; Beckers, M.;
Behnen, D.; Brosze, T.; Buchholz, G.; Büscher, C.; Eppelt, U.; Esser,
M.; Ewert, D.; Fayzullin, K.; Freudenberg, E.; Fritz, P.; Fuchs, S.; Gloy,
Y.-S.; Haag, S.; Hauck, E.; Herfs, W.; Hering, N.; Hüsing, M.; Isermann,
M.; Janssen, M.; Kausch, B.; Kempf, T.; Kratz, S.; Kuz, S.; Laass, M.;
Lose, J.; Malik, A.; Mayer, M.P.; Molitor, T.; Müller, S.; Odenthal, B.;
Pavim, A.; Petring, D.; Potente, T.; Pyschny, N.; Reßmann, A.; Riedel,
M.; Runge, S.; Schenuit, H.; Schilberg, D.; Schulz, W.; Schürmeyer, M.;
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gestaltbare Brandschutzbekleidungen aus textilbewehrten Betonverbunden. In: BWI BetonWerk International (2011)4, S. 200-206
(3) Engler, Th.; Brückner, A.: Multi-functional building composite
(Poster P43). In: In: CD-Rom und Book of Abstracts. 5. Aachen-Dresden
International Textile Conference, Aachen, 24.-25. November 2011, S.
137-138
(4) Brückner, A.; Curbach, M.; Engler, Th.: Leichte Deckenbekleidungen für Schall- und Wärmeschutz. In: CD-Rom: 56. BetonTage, Ulm,
07. - 09. Februar 2012
(5) Brückner, A.; Curbach, M.; Engler, Th.: Leichte Deckenbekleidungen für Schall- und Wärmeschutz / Lightweight ceiling linings for
noise and fire protection. In: BFT International (2012)02, S. 2-4
(6) Dannemann, M.; Hufenbach, W.; Friebe, S.; Engler, Th.; Brückner, A.: Akustische Wirksamkeit multifunktionaler Deckenelemente aus
textilbewehrten Betonverbunden. In: Proceedings. DAGA 2012 – 38.
Deutsche Jahrestagung für Akustik, Darmstadt, 19.-22.März 2012
108 (1) Pfeil, S.; Kühnert, J.; Kempe, A.; Rödel, H.: Wegweiser bei der
Konfektion von 3D-Gewirken – Pfeil Nähmaschinen und die TU Dresden.
Kettenwirkpraxis 45(2011)3, S. 25-26
(2) Pfeil, S.; Kühnert, J.; Kempe, A.; Rödel, H.: Nähtechnische
Verarbeitung von Abstandsgewirke. In: Tagungsband. 13. Chemnitzer
Textiltechnik-Tagung, Chemnitz, 14.-15. März 2012, S. 83-86
109 (1) Herzberg, C.; Kunath, I.; Rödel, H.; Borchert, H.; Rühle, F.:
Entwicklung und Erprobung einer neuartigen Sportschwimmweste für
den Rudersport. SmartTextiles, FIS Fashion Innovation Service GmbH,
Hrsg. Oliver Stollbrock, Techtextil 2011, Frankfurt, S. 9
(2) Herzberg, C.; Kunath, I.; Rödel, H.; Borchert, H.; Rühle, F.:
Entwicklung und Erprobung einer neuartigen Sportschwimmweste für
den Rudersport. Jahresbericht 2010 des Institutes für Textilmaschinen
und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden (2011), S.
38-39
110 Rödel, H.: Quantifizierung der Eigenschaften von textiler Bettausstattung und von Matratzen. CD-Rom. Kolloquium "Physiologische
Schlafsysteme", Dresden, 25. November 2011
111 (1) Kluge, A, Pusch, Th., Cherif, Ch.: Leitfähige Strukturen für Funktionstextilien auf Basis der Rundstricktechnik. Jahresbericht 2010 des
Institutes für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik
der TU Dresden (2011) S. 28-29
(2) Kluge, A; Hufnagl, E.; Cherif, Ch.: Funktionsintegration in Technische Textilien. In: CD-ROM. 50. Chemiefasertagung Dornbirn
(Österreich), 14.-16. September 2011
(3) Kluge, A; Pusch, Th.; Cherif, Ch.; Dilger, K.: Integration von
Mikrosystemen zur Herstellung von multifunktionalen intelligenten
Schutztextilien (MST4IT). In: tts4-3_1540_kluge.pdf. Techtextil Symposium, Frankfurt, 24.-26. Mai 2011
(4) Kluge, A, .: Multifunktionale Intelligente Schutztextilien. Textilforschung aktuell 1/2012, Online Newsletter des Forschungskuratotiums
Textil e.V
112 (1) Böhm, R.; Andersen, O.; Cherif, Ch.; Gruhl, A.; Hoffmann, G.;
Hufenbach, W.; Kaina, S.; Kieback, B., Kowtsch, C.; Stephani, G.;
Thieme, M.; Weck, D.: Zellulare Metallstrukturen - Schlüssel für leichtbauwerkstoffe
mit
anforderungsgerecht
einstellbaren
Deformationseigenschaften. In: Proceedings. 2nd International ECEMP
Colloquium, Dresden, 27.-28. Oktober 2011
(2) Kowtsch, C.; Hoffmann, G.; Cherif, Ch.: Development and realisation of cellular three-dimensional woven wire structures (Poster P46).
In: CD-Rom und Book of Abstracts. 5. Aachen-Dresden International
Textile Conference, Dresden, 24.-25. November 2011, S. 141-142
(3) Kowtsch, C.; Fazeli, M.; Staiger, E.; Hoffmann, G.; Cherif, Ch.:
3D-Gewebekonstruktion auf Bandwebmaschinen. Jahresbericht 2010
113 (1) Girdauskaite, L.; Krzywinski, S.; Weser, Th.; Diestel, O.; Cherif,
Ch.: Acceleration of the manufacturing of fibre reinforced plastics by
vacuum infusion (Poster P51). In: CD-Rom und Book of Abstracts. 5.
Aachen-Dresden International Textile Conference, Aachen, 24.-25.
November 2011, S.147
(2) Girdauskaite, L.; Krzywinski, S.; Weser, Th.; Hübner, M.; Cherif,
Ch.: Strukturfixierung mit Hybridgarnen für komplexe, beanspruchungsgerecht ausgelegte Preforms. Vortrag / Zwischenkolloquium zum DFGAiF-Cluster „Leichtbau und Textilien“, Frankfurt am Main, 26. Mai 2011
(3) Hübner, M; Cherif, C.: Simulation-aided evaluation of textile
structure drapeability; determining localized fixation methods to influence
draping and structural stability. In: Proceedings. 11th World Textile
Conference AUTEX 2011, Mulhouse (France), June 08-10, 2011, pp.
654-658
(4) Cherif, Ch.: Preformingprozesse für komplexe Leichtbauanwendungen in mittleren und Großserien. Vortrag / Zwischenkolloquium zum
DFG-AiF-Cluster „Leichtbau und Textilien“, Frankfurt am Main, 26. Mai
2011
114 Stefan Loy, Daniel Ott, Carsten Linti, Hansjürgen Horter, Heinrich
Planck: Institut für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV), Denkendorf.:
„Entwicklung von kostengünstigen Aufbau- und Verbindungstechnologien für textilintegrierte Steckverbinder und Mikrosysteme (AiF 15953
N/1)“,
http://www.itvdenkendorf.de/kurzveroeffentlichungen/kurzveroeffentlichungen.htm
115 Cherif, Wiegand, Thiede, Girdauskaite, Tröltzsch, Dickert, Küppers,
Thielemann, Weser, Klingele, Peters, Scheibner, Nossol, Wanking Wu;
Technologieentwicklung zur effektiven Nutzung textilverstärkter Kunststoffbauteile, Veröffentliche in Lightweight Design 1/2012
116 (1) Ullrich Steinbach, Glasfilamentvliesstoffe aus Rovings, Newsletter Sachsentextil, August 2012, Ausgabe 22, Seite 3
(2) Ullrich Steinbach, Glasfilamentvliesstoffe aus Rovings, avr,
Allgemeiner Vliesstoff-Report 5/2012, Seite 38-39
117 Ullrich Steinbach, Entwicklung eines Vliesverfestigungsverfahrens
mit erhitzter Druckluft als Arbeitsmittel, Umweltforschungsdatenbank
UFORDAT des UBA http://doku.uba.de
118 Marian Hierhammer, „Entwicklung und Bau eines universell einsetzbaren Aerosolgenerators zur dauerhaften, konstanten Dispergierung
besonders schwer fließender und praxisrelevanter Stoffsysteme“,
www.stfi.de
Seite
54
119 (1) Marian Hierhammer, Textile Polymerdichtung, Innovationskatalog www.inno-watt.de
(2) Elke THIELE, Reinhard HELBIG, Rolf ARNOLD, Germany, New
Generation of Full Fashioned Weft Knitting Machine with Biaxial Weft
Insertion, Presentation, 46th IFKT Congress IFKT 2012, September 6 –
8, 2012, Sinaia, Romania
(3) Elke Thiele, Christian Pinkert, Neuartige Flachkulierwirkmaschine zur Herstellung regulärer Strukturen mit biaxialem Schusseintrag,
Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V., Chemnitz, 13. TextiltechnikTagung, 14. und 15. März 2012
131 (1) Yvonne Zimmermann, Nicole Stabenau, Andreas Neudeck, Uwe
Möhring, Textile Strukturen zur Feuchteregulation in Bauwerken, Technische Textilien 5-6 (2011), S. 246-248
(2) Yvonne Zimmermann, Nicole Stabenau, Andreas Neudeck, Uwe
Möhring, Textile structures for regulation of moisture in buildings, Technical Textiles 5-6 (2011), S. E212-E214
132 Dipl. Ing Antje Krahmer, Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland
e.V (TITV Greiz), Renate Bochmann, Sächsisches Textilforschungsinstitut e. V. (STFI): „Veredlungstechnologien für die technische Stickerei“,
Technische Textilien 04/2011
120 R. Helbig, E. Thiele, J. Mählmann, U. Metzner, STFI „Die Stickerei
erobert technische Bereiche“ „Embroidery technology and machines for
technical applications“ – Postervortrag; 5. Aachen-Dresden International
Textile Conference 24.-25.11.2011 Aachen
121 T. Dörfel, D. Schwabe, S. Bollmann, U. Möhring, E. Thiele, H. Metschies; Rüstung für Messerhelden, Einsatz von Metallgarnen in 3DGewirken für Anwendungen im Bereich der Schutztextilien; Technische
Textilien 4/2012
133 K. Opwis, T. Mayer-Gall, J.S. Gutmann, Ch. Dammer, T. Titscher,
A. Nickisch-Hartfiel, O. Grün, Ch. Spurk, Ch. Schloderer, A. Köppe, Ch.
Dörfler, H. Bachus Semi-industrial production of methane from Textile
Waste Waters, Energy, Sustainability and Society (2012) 1
122 E. Thiele, R. Helbig; Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V.;
Textilien, die Alarm schlagen; Kettenwirkpraxis 2/2012
134 Grunwald,D.; Riedel R-M.:„Antibakteriell wirksame keramische
Metallbeschichtungen in Taktwaschanlagen“, WRP 3/2012
123 (1) H. Illing-Günther, R. Helbig, R. Arnold, R.-P. König, P. Franitza:
Textile Fabrics for Flexible Blast Resistant Transport Containment. The
International Textile Magazine, September – October (2011) p 22-24;
Anonym: Textilforscher des STFI an erfolgreichem Flugsicherheitsprojekt der EU beteiligt. vti aktuell (01/2011) S. 12
(2) H. Illing-Günther, R. Helbig, R. Arnold, R.-P. König, P. Franitza:
Textile Fabrics for Flexible Blast, Anonym: STFI Chemnitz entwickelte in
internationaler Kooperation explosionsfesten, Gepäcktransportcontainer
für die Luftfahrt. Innovation Markt, Ausgabe 3 (2011) S. 8
135 Dr.
Thomas
Pfüller,
Neuartige
Schuhkunstleder,
http://www.stfi.de/uploads/media/Kurzber_Projekt_KF2034016.pdf
124 A. Nechwatal, M. Nicolai: Wechselwirkungen zwischen photochromen Farbstoffen und polymeren Matrices, Technische Textilien 54(1),2224,2011; Interactions between photochromic dyestuffs and polymer
matrices, Technical Textiles 54(1),E27-E29(2011)
125 (1) Hanus, S. et. Al.: Smart Textiles – Lösungen für die Therapie
und Diagnostik, Symposium 2011 Biomedizinische Technik und Medizinische Rehabilitation, 03.11.2011
(2) Hanus, S. et. Al.: Individually Embroidered Medical Implants and
Therapy Systems, Dornbirn Man-Made Fibers Congress 14 – 16 September 2011
(3) Rotsch, C., Hanus, s. et. Al.: Inteligent Textiles and Trends,
Springer Handbook Medical Technologie 2011, p. 1321 ff
(4) Neudeck, A. et. Al.: Gestickte Implantate – Textile Strukturen für
die Medizin, 8. Thüringer Biomaterial-Kolloquium 15. September 2011,
Zeulenroda
126 (1) Hanus, S. et. al.: Smart Textiles – Lösungen für die Therapie
und Diagnostik, Symposium 2011 Biomedizinische Technik und Medizinische Rehabilitation, 03.11.2011
(2) Hanus, S. et. al.: Individually Embroidered Medical Implants and
Therapy Systems, Dornbirn Man-Made Fibers Congress 14 - 16 September 2011
(3) Multifunktionale Lumbalbandagen – besser als selbst Hand
anlegen, Kettenwirkpraxis-4/2011, S. 21
127 (1) Weiser, M.; Krahmer, A.; Modes, A.; Neudeck, A.; Möhring, U.:
neue Oberflächen für Textzilien durch CVD-Verfahren. Zeulenroda: 7.
Thüringer Grenz- und Oberflächentage, 13.9 - 14.9.2011
(2) Krahmer, A.; Modes, A.; Neudeck, A.; Weiser, M.; Möhring, U.:
Analyse des Wärmetransfers bei der Übertragung von CVD-Prozessen
auf Garne. Zeulenroda: 7. Thüringer Grenz- und Oberflächentage, 13.9 14.9.2011
128 W. Scheibner, U. Möhring, SeatSen – Textile Integrated Sensors for
Seat Occupant Detection, In: 2012 IEEE 9th International MultiConference on Systems, Signals & Devices, Chemnitz March 20-23,
2012, Summary Proceedings Vol. IV, S. 246, ISBN 978-3-9814766-4-4
129 Y. Zimmermann, N. Stabenau, A. Neudeck, U. Möhring, T. Loewenstein, M. Rudolph, K. Strauch, D. Schlettwein, G. Nazmutdinova, H.
Schache, S. Sensfuß, Textile based solar cells – the key for the power
supply for microsystems, Aachen-Dresden International Textile Conference, Aachen, 24.-25.11.2011
130 Grawitter, Nora; Labahn, Jörg: „Gestickte Materialien zur Unterstützung der Reinigung von Abwasserleitungen“, 3R Fachzeitschrift für
sichere und effiziente Rohrleitungssysteme
136 Marco Sallat, Jens Mählmann, Herbert Zölsmann, Christian Richter,
Dieter Bryniok, Rolf Rafflenbeul, Bernd Hansel, Thomas Porst; „Abluftreinigung bei der Flammkaschierung – Erfahrungen aus der Praxis“,
Vortrag, 14. Workshop „Geruch und Emissionen bei Kunststoffen“,
Kassel, 26./27. März 2012
137 Marco Sallat, Jens Mählmann, Herbert Zölsmann, Christian Richter,
Dieter Bryniok, Rolf Rafflenbeul, Bernd Hansel, Thomas Porst; „Abluftreinigung bei der Flammkaschierung – Erfahrungen aus der Praxis“,
Vortrag, 14. Workshop „Geruch und Emissionen bei Kunststoffen“,
Kassel, 26./27. März 2012
138 Dietzel, Yvette: Entwicklung eines textilen Schutzkleidungsmaterials
gegen die Risiken beim Arbeiten mit handgeführten Hochdruck- und
Ultrahochdruck-Wasserstrahlern.
http://www.stfi.de/fileadmin/news/documents/MF_090129.pdf
139 (1) HLOCH, H.G., BOHNEN, J.: Ganzheitliche energetische Betrachtung einer Wäscherei als Lösungsansatz für prozessintegrierte
Energieeinsparungen, wfk-news (2012)1, 5
(2) FRITSCHE, H.: Ganzheitliche energetische Betrachtung einer
Wäscherei als Lösungsansatz für prozessintegrierte Energieeinsparung
zur nachhaltigen Steigerung der Energieeffizienz von Wäschereien,
Bericht des Vereins Forschung Textilreinigung e.V. in DTV-Jahrbuch
2011-2012, 77-78
Maschenwarenbildung
140 (1) Wehsener, J.; Haller, P.; Weser, Th.; Diestel, O.; Cherif, Ch.:
Textilbewehrte 3D-Formholzteile für den Leichtbau. Jahresbericht 2010
des Institutes für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden (2011), S. 26- 27
(2) Wehsener, J.; Haller, P.; Weser, Th.; Diestel, O.; Cherif, Ch.:
Textile reinforced 3D-shaped wood parts for lightweight-constructions
(Poster P49). In: CD-Rom und Book of Abstracts. 5. Aachen-Dresden
International Textile Conference, Aachen, 24.-25. November 2011, S.
145
141 (1) Trümper, W.; Haupt, M.; Diestel, O., Cherif, Ch., SköckHartmann, B:; Gries, Th.; Berger, L.; Eckstein, L.: Abstandsflachgestricke für die Medizintechnik und den Fußgängerschutz. In: CD-Rom. 50.
Chemiefasertagung Dornbirn, Dornbirn (Österreich), 14.-16. September
2011
(2) Trümper, W.; Sachse, C.; Diestel, O., Cherif, Ch.: Innovative flat
knitted spacer fabrics for orthoses. Melliand International 17(2011)4, pp.
240-242
(3) Trümper, W.; Sachse, C.; Diestel, O., Cherif, Ch.: Innovative
Abstandsflachgestricke für Orthesen. Technische Textilien 54(2011)3, S.
160-162
(4) Trümper, W.; Sachse, C.; Diestel, O., Cherif, Ch.: Innovative flat
knitted spacer fabrics for orthoses. Technical Textiles 54(2011)4, pp.
E171-E173
(5) Trümper, W.; Sachse, W.; Diestel, O.; Cherif, Ch.:3DAbstandsgewirke
für
medizinische
Anwendungen.
In:
tts2Forschungskuratorium Textil
Seite
55
4_1540_truemper.pdf. Techtextil Symposium, Frankfurt, 24.-26. Mai
2011
142 (1) Matthes, A.; Cherif, Ch.: Optimization of feeder parameter on
small-diameter knitting machines. Melliand International 17(2011)2, pp.
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(2) Matthes, A.; Cherif, Ch.: Optimierung von FournisseurEinstellungen an Kleinrundstrickmaschinen. Melliand Textilberichte
92(2011)2, S. 88-90
(3) Matthes, A.; Pusch, T.; Cherif, Ch.: Numerical simulation of yarn
tensile force for dynamic yarn supply systems of textile machines. Journal of the Textile Institute 103(2012)1, pp. 70-79
(4) Matthes, A.; Pusch, Th.; Cherif, Ch.: Analysis and simulation of
yarn feeding at high dynamic circular knitting machines. Melliand China
(2011)4, pp. 38-42
143 H. Metschies, R. Helbig (STFI); S. Gelbrich (TUC) „Textilarmierte
doppelt gekrümmte Fassadenplatte“ Vortrag 50. Chemiefasertagung
Dornbirn, 14.-16.09.2011
144 T. Dörfel, S. Schwabe, D. Schwabe, Dr. U. Möhring: Stützen bei
Bewegung und Heilung; in: Kettenwirk-Praxis 01/2012, S. 28-29
145 D. Schwabe, T. Dörfel, S. Schwabe, U. Möhring: Klettresistente
textile Oberflächen – eine wichtige Eigenschaft für das textile Interieur;
51. Chemiefasertagung Dornbirn, 19.-21.09.2012
Konfektion
146 Elfriede Kirchdörfer et al.: Entwicklung einer automatischen, körperkonformen Konstruktionssystematik für Oberbekleidung auf Basis von
3D-Körper-Informationen
(IGF-Nr.
15605
N),
http://www.hohenstein.de/de/research/projects/projects.xhtml,
19.03.2013
147 Dr. Beringer, J.; Dr. Hoffmann, P.: Sensorische Schutzbekleidung
für die Forstarbeit mit Motorsägen - Hohenstein Innovationsbörse 2012
148 Niebel, V.; Seehausen, S.; Kemper, M.; Raina, M.; Gries, T.: Ultraschallschweißen von polyurethanbeschichteten flexiblen Materialien
(Ultrasonicwelding of polyurethane-coated flexible materials), PU Magazin 11 (2011), H.6, S. 292-295, (PU Magazine 8 (2011), H. 6, S. 370373)
149 (1) Wendt, E.; Krzywinski, S.; Rödel, H.; Cherif, Ch.: Experimentelle Analyse und numerische Modellierung der Deformation dehnfähiger
Textilien und deren Wechselwirkung auf Tragkörper. Jahresbericht 2010
(2) Wendt, E.; Krzywinski, S.: Uniaxiale und biaxiale Prüfverfahren
zur Bestimmung des Deformationsverhaltens technischer Textilien /
Uniaxial and biaxial tensile tests to determine the deformation behavior
of technical textiles. Technische Textilien/Technical Textiles 54(2011)56, S. 258-261, pp. E220-E223
150 Pietsch, K.; Rödel, H.: Schweißen textiler Materialien. Jahresbericht
2010 des Institutes für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der TU Dresden (2011), S. 35-37.
151 (1) Rödel, H.; Krzywinski, S.; Morlok, S.: Entwicklung virtueller 3DFormkörper für die untere Körperhälfte von Frauen auf Basis von 3DScandaten. Dresden: Technische Universität Dresden, Institut für
Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik, Bönnigheim:
Hohenstein Institut für Textilinnovation e.V., Abschlussbericht, 2011
(2) Hlaing, E. Ch. ; Krzywinski, S.; Rödel, H.:Development of 3D
virtual models and 3D construction methods for garments. In:
Proceedings. 2nd International Conference on 3D Body Scanning
Technologies, Lugano (Schweiz), 25.-26. Oktober 2011, S. 43-51
152 Meixner, Ch. ; Krzywinski, S.: Automated generation of human
models from scan data in anatomically correct postures for rapid
development of close-fitting, functional garments. In: Proceedings. 2nd
International Conference on 3D Body Scanning Technologies, Lugano
(Schweiz), 25.-26. Oktober 2011, S. 164-173
(2) Girdauskaite, L.; Krzywinski, S.; Rödel, H.: Lokale Strukturfixierung im Preformherstellungsprozess. In: Tagungsband. 13. Chemnitzer
Textiltechnik-Tagung, Chemnitz, 14.-15. März 2012, S. 217-224
Vliesstoffe
154 Jungbecker, P.; Klietzing, T.; Krieger, H.; Seide, G.; Gries, T.: Applications of simulation processes in filter media. In: Filtech 2011 :
International Conference & Exhibition for Filtration and Separation Technology, Volume I: Proceedings, L-Sessions, Survey Lectures, March 22 24, 2011, Wiesbaden, Germany. Meerbusch : Filtech Exhibitions Germany, 2011, S. 189-195
155 Klietzing, T.; Tiedt, T.; Seide, G.; Gries, T.; Geus, H.G.; Block, M.;
Wüscht, M.: Qualivlies : comparison of subjective and objective quality
evaluation of nonwovens, In: Küppers, Brigitte (Ed.): Proceedings of the
5th Aachen-Dresden International Textile Conference, Aachen, November 24-25, 2011. - Aachen : DWI an der RWTH Aachen e.V., 2011
156 Lüders, C.; Reichardt, A.; Arshi, A.; Jockenhövel, S.; Hetzer, R.:
Cell behavior on resorbable nonwovens composed of biodegradable
polyglycolic or polylactide acid for cardiovascular tissue engineering,
Regenerative Medicine 6 (2011), H. 6 (Suppl. 2), S. 110 / Abstracts of
the World Conference on Regenerative Medicine, November 2-4, 2011,
Leipzig
157 Roß, R.; Bach, C.; Arshi, A.; Schreiber, F.; Gries, T.; Jockenhövel,
S.: Process- and machine development for hightech wound dressings.
In: Küppers, Brigitte (Ed.): Proceedings of the 5th Aachen-Dresden
International Textile Conference, Aachen, November 24-25, 2011. Aachen : DWI an der RWTH Aachen e.V., 2011, Paper: P58_RossBach.pdf
158 Zobel, S.; Gries, T.: Process for carbon fibre nonwoven production
(CAMISMA), In: Küppers, Brigitte (Ed.): Proceedings of the 5th AachenDresden International Textile Conference, Aachen, November 24-25,
2011. - Aachen: DWI an der RWTH Aachen e.V., 2011, Paper:
P63_Zobel.pdf
159 (1) Dipl.-WA Ralf Taubner, „Neuartige Filamentstrukturen zur Erzeugung von verbessertem Volumen und hoher Weichheit bei
Spinnvliesstoffen“, Technische Textilien 3/2011, S. 148
(2) Dipl.-WA Ralf Taubner, „Improved Mechanical Properties“,
Nonwovens Report International 3/2012, S. 27
160 (1) Dipl.-WA Ralf Taubner, „Spinnvliesstoff-Folien-Verbunde aus
nachwachsenden Rohstoffen“, avr – Allgemeiner Vliesstoff-Report
2/2011, S. 68/69
(2) Dipl.-WA Ralf Taubner, „Spunbond-Film-Composites Made
From Renewable Resources“, Bioplastics Magazine 05/11 Vol. 6 S.18/19
161 Dipl.-Chem. Wolfgang Schilde; Dipl.-Chem. (FH) Johanna Spranger:
Antimikrobielle
Funktionalisierung
von
PolypropylenSpinnvliesstoffen, Allgemeiner Vliesstoff-Report 3/2011; S.: 67-70
162 Dipl.-Ing. Bernd Gulich, Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V.,
Chemnitz: Dr.-Ing. Ingo Mählmann, Oerlikon Neumag Zweigniederlassung der Oerlikon Textile GmbH & Co. KG: Neumünster: Airlaid
Vliesstoffe auf Basis anorganischer und organischer Kurzfasern, Vortrag
zur 51. Chemiefasertagung, Dornbirn 19. – 21.09.2012
163 (1) Dipl. Ing. (FH) A. Nestler (STFI e.V.), Dipl. Ing. R. Mäsing (IKV
Aachen), Dr. Ing. B. Trommer (FILK gGmbH Freiberg), Fahrzeuginterieur mit Soft-Touch-Effekt – Untersuchungen zum rationellen Einsatz von
Leder auf hochvolumigen 3D-Textilien, Publikation als Forschungshighlight unter www.textilforschung.de
(2) Dipl. Ing. (FH) A. Nestler, Entwicklung von dreidimensionalen
Vliesstoffverbunden für hinterspritzte Innenverkleidungen, Homepage
des STFI e.V. unter www.stfi.de
164 Schimanz, Barbara: „Untersuchungen zur Erhöhung der Fasersubstanzausnutzung bei Nadel- und Nähwirkvliesstoffen“; melliand
newsletter 02/2011
153 (1) Girdauskaite, L.; Krzywinski, S.; Rödel, H.: Local structure fixing
in the processing chain of dry preforms: the case of double-curved composite parts. In: CD-Rom. 16th International Conference on Composite
Structures ICCS 16, Porto (Portugal), June 28-30, 2011
Seite
56
165 Grunwald, D.; Beeh, M.; Riedel, R-M.: „Automatisierte Vorbehandlung von Textilien in gewerblichen Wäschereien während des
Beladungsprozesses";WRP 10/2011, s. 72
reprocessing, Proceedings of the 45th International Detergency Conference, Düsseldorf, Mai 2011, 891
(3) Müller, A., Bohnen, J., Entwicklung eines einfachen und schnellen Hygienemonitoring-Verfahrens zur Eigenkontrolle Lösemittelbasierter Aufbereitungsprozesse, wfk homepage, 2012
166 (1) HLOCH, H.G. Europäisches Projekt zur Nachhaltigkeit in Wäschereien abgeschlossen - SMILES-SMART LAUNDRY 2015, WRP
(2012)4,94
(2) HLOCH, H.G.: Wäschereiprojekt „SMILES“ - Weniger Wasser,
Energie und CO2, RWTextilservice (2012)4, 42-43
(3) HLOCH, H.G.: Europäisches Projekt zur Nachhaltigkeit in Wäschereien abgeschlossen - SMILES-SMART LAUNDRY 2015, wfk -news
(2011)6, 4-5
175 (1) HLOCH, H.G., BOHNEN, J.: Projektbegleitender Ausschuss
„Aufbereitung von Textilien mit Stoßwellen“, wfk-news (2012)1, 6
(2) HLOCH, H.G., BOHNEN, J.: Ressourcen sparende und textilschonende Aufbereitung mit Stoßwellen
wfk-news (2011)5, 2-3
(3) HLOCH, H.G., BOHNEN, J.: Ressourcen sparende und textilschonende Aufbereitung mit Stoßwellen
WRP-textilpflege (2011)11, 76
167 Heintz, M. und Bohnen, J. Hygiene in gewerblichen Wäschereien
(2011) HygMed 36 – 7/8 292 - 299
176 MÜLLER, A., FUCHS, V., WEHRL, M., BOHNEN, J., Enzymbasierte Schnellmethode zur innerbetrieblichen Eigenkontrolle der mikrobiellen
Barrierewirkung von OP-Textilien im trockenen Zustand, Normungsausschuss
NA
063-01-08
GA
„Medizin
/
Textilnorm
Gemeinschaftsausschuss Operationstextilien“, Berlin, 2012
Textilreinigung
168 (1) HLOCH, H.G., BOHNEN, J.: Reinigungsverfahren für Businesskleidung. wfk-Forschungsprojekt zum Waschen von Businesskleidung ,
SÖFW-Journal 137 (2011)11, 1-3
(2) HLOCH, H.G., BOHNEN, J.: Man kann auch Businesskleidung
waschen!, Textilpflege Schweiz, (2012)6, 12-13
(3) HLOCH, H.G., BOHNEN, J.: Man kann auch Businesskleidung
waschen!, wfk-news (2011)3, 4-6
169 (1) P. Casper, C. Maggakis-Kelemen, J. Bohnen: Hydrophobierung
bzw. Oleophobierung von Textilien in flüssigem Kohlendioxid, Textilpflege Schweiz, 10/2011, S. 13
(2) P. Casper, C. Maggakis-Kelemen, J. Bohnen: Hydrophobierung
bzw. Oleophobierung von Textilien in flüssigem Kohlendioxid, wfk-news
01/2012, S. 7
(3) P. Casper, C. Maggakis-Kelemen, J. Bohnen: Hydrophobierung
bzw. Oleophobierung von Textilien in flüssigem Kohlendioxid, wfk-news
04/2011, S. 6
170 (1) Wfk, Desinfektion und Bleiche von Textilien mit Niedrigtemperatur-Katalysatoren, WRP – Wäscherei- und Reinigungspraxis, 12/2011,
62
(2) Wfk: Desinfektion und Bleiche von Textilien mit Niedrigtemperatur-Katalysatoren , Textilpflege Schweiz, 1/2012, 13
171 (1) Hilgenberg, B., Arndt, M., Wehrl, M., Vossebein, L., Bohnen, J.,
Biochemical self monitoring method for the evaluation of the barrier
function of surgical textiles, Proceedings of the 45th International Detergency Conference, Düsseldorf, Mai 2011, 348-358
(2) Hilgenberg, B., Vossebein, L., Bohnen, J., Entwicklung eines
biochemischen Eigenkontrollverfahrens zur Beurteilung der Barrierewirkung von OP-Textilien, wfk homepage, 2011
(3) Hilgenberg, B., Müller, A., Wehrl, M., BOHNEN, J., Biochemisches Eigenkontrollverfahren zur Beurteilung der Barrierewirkung von
OP-Textilien,
NA
063-01-08
GA
"Medizin/TextilnormGemeinschaftsausschuss Operationstextilien", Berlin, 19.03.2012
177 P. Casper, C. Maggakis-Kelemen, J. Bohnen: Schnellmethode zur
Eigenkontrolle von Hydrophobierprozessen, wfk-news 04/2011, S. 4
Verschiedenes
178 T. Bahners, J. S. Gutmann, Grundlagen zum Einsatz innovativer
und umweltfreundlicher Lacksysteme zur Farbgebung bei Gewebemöbeln. DTNW-Mitteilung Nr. 87 (2012), ISSN 1430-1954.
179 (1) Lau, A.; Fischer, T. (2011), Cross-Sectoral Innovation Networks
For Knowledge-Intensive Products And Services, In Spath, D.; Ilg, R.;
Krause, T. (Eds.): Innovation in Product and Production. Proceedings of
the 21st International Conference on Production Research (ICPR21).
Stuttgart, Fraunhofer-Verlag
(2) Lau, A.; Hirsch, M. (2011), Management kollaborativer Innovation – Integration von Projekt-, Netzwerk- und Innovationsmanagement im
EU-Forschungsprojekt AVALON In: Engstler, Martin; Wagner, Reinhard
(Hrsg.): Neu denken: vom Projekt- zum Netzwerkmanagement.
dpunkt.verlag. Heidelberg
180 Maschler, Tobias (2012): Die Modellierung zyklischer WarteBediensysteme im Webprozess mittels Markov-Ketten für Szenarioanalysen. In: Jeschke, Sabine, Hauck, Eckhart, Hees, Frank, Tilebein,
Meike, Fischer, Thomas und Schwaninger, Markus (2012): Interdisziplinarität
und
Komplexität.
Reihe
Wirtschaftskybernetik
und
Systemanalyse. Band 27. Berlin 2012: Duncker & Humblot.S. 87ff.
172 (1) Easier soil removal for protective clothing / Leichtere Schmutzablösung für Schutzkleidung, wfk-news 01/2012, 3-4
(2) Leichtere Schmutzablösung für Schutzkleidung, WRP 03/2012,
57-58
173 (1) Magnetische Rückgewinnung von Enzymen aus Prozesswässern, Zweitpublikation, Textilpflege Textilpflege Schweiz No 10/Oktober
2011, S. 13
(2) SEYFARTH, K., WEHRL, M., BOHNEN, J., Magnetische Rückgewinnung von Enzymen, Wäscherei und Reinigungspraxis, 07-08/2012,
S. 78.
(3) KOLBE, S., SEYFARTH, K., WEHRL, M., BOHNEN, J., wfk,
Untersucht völlig neuen Ansatz zur Ressourceneinsparung: Magnetische
Rückgewinnung von Enzymen aus Prozesswässern, Wäscherei und
Reinigungspraxis, 09/2011, S. 65.
(4) RW-Textilservice online, Magnetische Rückgewinnung von
Enzymen, Zweitpublikation vom 26.04.2012, URL: http://www.rwtextilservice.de/data/news/druck/drucklayout_7474998.html (26.02.2013)
(5) SEYFARTH, K., WEHRL, M., BOHNEN, J., Magnetische Rückgewinnung von Enzymen/ Magnetic recovery of enzymes, wfk-news
03/2012, S. 3.
174 (1) Müller, A., Bohnen, J., Hygienemonitoring-Verfahren zur Eigenkontrolle Lösemittel-basierter Aufbereitungsprozesse, wfk-news, 1/2012,
8
(2) Wehrl, M., Vossebein, L., Bohnen, J., Development of a simple
and quick hygiene monitoring method for self control of solvent based
Seite
57
Textilforschungsinstitute, Mitarbeiter und Forschungsschwerpunkte
Mitarbeiter und Forschungsschwerpunkte
Dieses Kapitel führt die im Vorjahr eingeführte neue Struktur fort, um
eine bessere Übersicht der Kernthemen und Mitarbeiter zu bieten:
1. Vorstellung des Instituts mit zentralen Kontaktdaten
2. Auflistung der 12 wichtigsten Forschungsschwerpunkte
3. Ansprechpartner dieser Gebiete.
Die Forschungseinrichtungen mit ihren wissenschaftlichen Mitarbeitern
sind Servicezentren für die Textil- und Bekleidungsindustrie. Es ist unerlässlich, dass interessierte Unternehmen den unmittelbaren Kontakt zu
diesen Einrichtungen pflegen. Nur aus diesem sich entwickelnden Vertrauensverhältnis kann ein Informationsfluss entstehen. Firmen
diskutieren praxisnahe und branchenrelevante Probleme und in gleichem Maße sprechen Wissenschaftler über neue Erkenntnisse und
Möglichkeiten aus der Forschung. Dieser Informations- und Wissenstransfer ist keine Einbahnstraße und hilft beiden Seiten, die Ausrichtung
von Forschungsaktivitäten zu fokussieren. Deutschland, Land der ungenutzten Ideen – die Gespräche zwischen der Industrie und den Textilin-
stituten spielen eine sehr wichtige Rolle, die Übertragung von Forschungsergebnissen in der Praxis zu beschleunigen und Schwierigkeiten
zu überwinden.
Zur Unterstützung der Firmen bei der Vorbereitung und Durchführung
von Literaturrecherchen bieten die Textilforschungsinstitute ihre Unterstützung an. In allen Forschungsstellen sind Informationsbeauftragte
(siehe Seite 64) eingesetzt, die zur Beantwortung unterschiedlicher
Fragen zur Verfügung stehen.
Die Forschungsinstitute stehen im Rahmen ihrer Forschungsschwerpunkte außerdem für Forschungs- und Entwicklungsaufträge der Firmen
zur Verfügung. Die Industrie hat damit die Möglichkeit, in einem besonderen
Maße
von
den
Ergebnissen
der
Industriellen
Gemeinschaftsforschung durch anschließende betriebseigene Forschung oder Auftragsforschung zu profitieren und alle Möglichkeiten des
Technologietransfers zu nutzen. Für diese Forschungs- und Entwicklungsaufgaben ist beispielsweise die Bereitstellung von Mitteln aus dem
ZIM-Programm des BMWi möglich. Dabei sind neben den nationalen
Förderprogrammen auch die FuE-Programme der EU von Bedeutung.
Alle Forschungsinstitute ebenso wie das Forschungskuratorium und
seine Mitgliedsverbände informieren interessierte Firmen auf Anfrage
über Einzelheiten der verschiedenen Fördermaßnahmen.
_______________________________________________________________________________________________________________________
Zentrum für Management Research
(DITF-MR)
0711/9340-299; Telefax 0711/9340-415
Internet: http://www.ditf-denkendorf.de/mr
Institutsleiterin: Tilebein, Meike, Prof. Dr. rer. pol, Dipl.-Ing.
Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West gGmbH
Carl-Benz-Straße 199, 47057 Duisburg
0203/379-8212; Telefax 0203/379-8253
Internet: http://www.dtnw.de
Geschäftsführender Direktor:
Gutmann, Jochen S., Prof. Dr. rer. nat. Dipl.-Ing. MSc.
(DTNW)
Forschungsschwerpunkte (Ansprechpartner):
Innovationsmanagement
Dr. Ing. Thomas V. Fischer
0711-9340-419
[email protected]
Design und Entwicklung
Dipl.-Kfm. Alexander Artschwager
0711-9340-406
[email protected]
Wertschöpfungsmanagement in Netzwerken
Dipl.-Ing. Michael Weiß
0711-9340-417
[email protected]
Nachhaltigkeit und intelligente Energiebewirtschaftung
Dr. Ing. Jürgen Seibold
0711-9340-430
[email protected]
Entwicklung und Adaption von Management-Methoden und ITgestützten Werkzeugen für die Textilindustrie
Prof. Dr. rer. pol., Dipl.-Ing. Meike Tilebein
0711-9340-300
[email protected]
Lasertechnologie in der Textilveredlung
Dr. Thomas Bahners
0203/379-8234
[email protected]
Plasmatechnologie in der Textilveredlung
Dr. Thomas Bahners
0203/379-8234
[email protected]
UV-Beschichtungen von Textilien
Dr. Thomas Bahners
0203/379-8234
[email protected]
Wechselwirkungen von Textiloberflächen mit biologischen
Systemen
Dr. Markus Oberthür
0203/379-8233
[email protected]
Reinigung textiler Abwässer
Dr. Markus Oberthür
0203/379-8233
[email protected]
Enzymkatalysierte Reaktionen in der Textilveredlung
Dr. Klaus Opwis
0203/379-8219
[email protected]
Katalysatoren auf textilen Oberflächen
Dr. Klaus Opwis
0203/379-8219
[email protected]
Entwicklung textiler Solarzellen
Dr. Klaus Opwis
0203/379-8219
[email protected]
Seite
58
Forschungsinstitut für Textil- und Bekleidung
Richard-Wagner-Str. 97, 41065 Mönchengladbach
02161/186-6099; Telefax 02161/186-6013
Internet: http://www.hn.de/ftb
Institutsleiterin: Rabe, Maike, Prof. Dr.-Ing.
Nanotechnologie in der Textilveredlung
Dr. Thomas Textor,
0203/379-8221
[email protected]
Beschichtung textiler Materialien nach dem Sol-Gel-Prozess
Dr. Thomas Textor,
0203/379-8221
[email protected]
Elektrochemische Messverfahren und chemische Analytik von
Fasern, Garnen und Flächengebilden
Dr. Rainer Benken
0203/379-8241
[email protected]
Untersuchung der Eigenschaften von Farbstoffen, Veredlungschemikalien und Textilhilfsmitteln hinsichtlich ihrer Auswirkung auf die
Verfahrenstechnik der Textilveredlung
Dr. Rainer Benken
0203/379-8241
[email protected]
Interactive Materials Research
Forckenbeckstraße 50, 52074 Aachen
0241/80-233-00; Telefax 0241/80-233-01
Internet: http://www.dwi.rwth-aachen.de
Direktor: Möller, Martin, Prof. Dr. rer. nat.
Stellvertretender Direktor: Böker, Alexander, Prof. Dr. rer.nat.
Nanotechnologie, Verkapselungssysteme, Mikrogele
Prof. Dr. Andrij Pich
0241-80-233-10
[email protected]
Textiltechnik, Naturfasern, Verarbeitung, Veredlung
Prof. Dr. Crisan Popescu
0241-80-233-19
[email protected]
Oberflächenmodifizierung, Plasma, Electrospinning
Dr. Helga Thomas
0241-80-233-47
[email protected]
Textilveredlung, Photochemie
Dr. Karola Schäfer
0241-80-233-39
[email protected]
Antimikrobielle Ausrüstung
Dr. Elisabeth Heine
0241-80-233-48
[email protected]
Chemische Analytik
Dr. Andrea Körner
0241-80-233-42
[email protected]
Silikonchemie
Dr. Xiaomin Zhu
0241-80-233-41
[email protected]
Sol-Gel Verfahren, Nanokomposite
Dr. Karin Peter
0241-80-233-40
[email protected]
Zentrum für Chemische Polymertechnologie
Dr. Thomas Schmidt
0241-80-233-19
[email protected]
(FTB)
(DWI)
Textile Strukturen, Sensorik, Wissensmanagement
Prof. Dr.-Ing. Thomas Weide
02161-186-6028
[email protected]
Produktentwicklung, RFID, PSA, Pflege, Hygiene
Prof. Dr. Miachel Ernst
02161-186-6080
[email protected]
Funktionalisierung
Prof. Dr. Eberhard Janssen
02161-186-6042
[email protected]
Design
Prof. Marion Ellwanger-Mohr
02161-186-6014
[email protected]
Faserinstitut Bremen e.V.
Am Biologischen Garten 2 / IW3
28359 Bremen
0421/218-58700, Telefax 0421/218-58710
Internet: http://www.faserinstitut.de
Institutsleiter: Herrmann, Axel S., Prof. Dr.-Ing.
(FIBRE)
Faserentwicklung, funktionalisierte Fasern
Dr. Britta Lohmeyer
0421-218-9599
[email protected]
Naturfaserverstärkte Kunststoffe, Faser-Recycling
Dr. Holger Fischer
0421-218-9339
[email protected]
Schmelzgesponnene Fasern
Dipl.-Ing. Lars Friedrich
0421-218-9599
[email protected]
Prüfmethoden Baumwolle
Dipl.-Ing. Axel Drieling
0421-218-9340
[email protected]
Bildanalytische Verfahren
Dr. Andrea Miene
0421-218-9771
[email protected]
Pultrusion, online-Messungen
Dipl.-Ing. Ralf Bäumer
0421-218-9771
[email protected]
RTM-Verfahren, duromere Faserverbundwerkstoffe
Dipl.-Ing. André Stieglitz
0421-218-9589
[email protected]
Seite
59
Thermoplastische Faserverbundwerkstoffe, Thermoformen
Christian Peters M.Sc.
0421-218-3112
[email protected]
Preformen
Dipl.-Ing. Patrick Schiebel
0421-218-9338
[email protected]
Human- und Ökotoxikologie
Prof. Dr. Dirk Höfer
07143/271-421
[email protected]
Drapieren
Dipl.-Ing. Mirco Christ
0421-218-9589
[email protected]
Hygiene
07143/271-421
[email protected]
Tapelegen. Autoklavprozesse
Dipl.-Ing. Marc Effenberger
0421-218-9589
[email protected]
Kosmetik
07143/271-421
[email protected]
Fügeverfahren
M. Sc. Anna Lang
0421-218-9338
[email protected]
Medizin- und Barrieretextilien
07143/271-421
[email protected]
Structural Health-Monitoring
Dipl.-Ing. Konstantin Schubert
0421-218-9339
[email protected]
Mobiltextilien
Dr. Jan Beringer
07143/271-714
[email protected]
Werkstoff- und Prozesssimulation
M. Sc. Christian Brauner
0421-218-9330
[email protected]
Tissue Engineering
07143/271-421
[email protected]
Auslegung und Berechnungsverfahren
Dipl.-Ing. Tim Block
0421-218-9339
[email protected]
Wäscherei und Leasingtextilien
Dr. Andreas Schmidt
07143/271-727
[email protected]
Organofolien
Dipl.-Ing. Henrik Dommes
0421-218-4137
[email protected]
Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University
Otto-Blumenthal-Straße 1, 52074 Aachen
0241/80-23400; Telefax: 0241/80-22422
Internet: http://www.ita.rwth-aachen.de
Direktor: Gries, Thomas, Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing.
Stellvertretender Institutsleiter: Veit, Dieter, Dr.-Ing.
Materialentwicklung
Dr. Christian Schulz
0421-218-9589
[email protected]
Hohenstein Institut
für Textilinnovation gGmbH
Schloss Hohenstein, 74357 Bönnigheim
07143/271-0; Telefax 07143/271-51
Internet: http://www.hohenstein.de
Leiter: Mecheels, Stefan, Prof. Dr. rer. pol.
Stellvertretender Leiter: Höfer, Dirk, PD Prof. Dr. med .habil.
(HIT)
Arbeitsmedizin – Textil-Mensch-Interaktionen
07143/271-421
[email protected]
Bekleidungsphysiologie
Dr. Andreas Schmidt
07143/271-727
[email protected]
3D Scanning, Schnittkonstruktion, Maßtabellen, virtuelle und technische Produktentwicklung
Dr. Andreas Schmidt
07143/271-727
[email protected]
(ITA)
Faserbasierte Werkstoffe
07143/271-421
[email protected]
Funktionalisierung von Textilien und persönliche Schutzausrüstung
Dr. Jan Beringer
07143/271-714
[email protected]
Recycling
Dr. Ing. Mohit A. Raina
0241-80-23444
[email protected]
Chemiefasertechnologie
Priv.Doz. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Gunnar Seide
0241-80-23455
[email protected]
Simulationstechnik
Priv.Doz. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Gunnar Seide
0241-80-23455
[email protected]
Selbst optimierende Maschinen
Dr.-Ing. Mohit A. Raina
0241-80-23444
[email protected]
Ressourceneffizienz
Dr.-Ing. Mohit Raina
0241-80-23444
[email protected]
Nachwachsende Werkstoffe
Dr.-Ing.Mohit A. Raina
0241-80-23444
[email protected]
Faserverbundwerkstoffe
Dipl.-Ing. Michael Glowania
0241-80-23460
[email protected]
Seite
60
Textiles Bauen
Dipl.-Ing. Michael Glowania
0241-80-23460
[email protected]
Textile Sensorik und Aktorik
Dr.-Ing. Anne Schwarz-Pfeiffer
0241-80-24751
[email protected]
Leuchttextilien
Dr.-Ing. Anne Schwarz-Pfeiffer
0241-80-24751
[email protected]
Textilien für das Tissue Engineering
Dr. Christoph Monfeld
0241-80-23255
[email protected]
Textile Implantate
Dr. Christoph Monfeld
0241-80-23255
[email protected]
Institut für Textilmaschinen und
Textile Hochleistungswerkstofftechnik
Technische Universität Dresden
Postanschrift: 01062 Dresden
Besucheranschrift: Hohe Straße 6, 01069 Dresden
0351/463-39300; Telefax 0351/463-39301
Internet: http://tu-dresden.de/mw/itm
Direktor: Cherif, Chokri, Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Wirt. Ing.
Auslegung und Konstruktion von Maschinen für die Textil- und
Konfektionstechnik
Dipl.-Ing. Fryderyk Krzywinski
0351-463 34795
[email protected]
Steuerungs- und Antriebstechnik
Dipl.-Ing. Peter. Klug
0351-463 39491
[email protected]
Mess- und Prüftechnik
Dr.-Ing. Andreas Nocke
0351-463 35244
[email protected]
Institut für Textilchemie und Chemiefasern
(ITCF)
0711/9340-101; Telefax 0711/9340-185
Internet: http://www.itcf-denkendorf.de
Institutsleiter: Buchmeiser, Michael Prof. Dr. rer. nat. habil.
Stellvertretender Institutsleiter: Clauß, Bernd Dr. rer. nat.
Faser- und Fadenbildungstechniken
Dr.-Ing. Christiane Freudenberg
0351-463 39315
[email protected]
Forschungsschwerpunkte (Ansprechpartner)
Ausrüstung und Funktionalisierung von Textilien
Dr. rer. nat. Rolf-Dieter Hund
0351-463 32626
[email protected]
Polymersynthese und – modifizierung
Dr. rer. nat. Thomas Abel
0711-9340-108
[email protected]
Spinnverfahren, Technische Garne, Fasern aus
Biopolymeren
Dr. rer. nat. Rainer Gutmann
0711-9340-108
[email protected]
Nassspinnverfahren, Carbonfasern (Polymerisation und Precursorentwicklung), Cellulosische Fasern,
Dr. rer. nat. Frank Hermanutz
0711-9340-140
[email protected]
Textilveredlung, Oberflächenmodifizierung, Beschichten und
Kaschieren
Dr. rer. nat. Frank Gähr
0711-9340-132
[email protected]
(ITM)
2D- und 3D-Flächenbildungstechniken
Dr.-Ing. Gerald. Hoffmann
0351-463 35239
[email protected]
Konfektionstechniken und konfektionierte Produkte
Prof. Dr.-Ing. habil. Sybille Krzywinski
0351-463 39312
[email protected]
Textilien für Faserverbundwerkstoffe (Thermoplast, Duroplast,
Elastomer)
Dr.-Ing. Olaf Diestel
0351-463 37147
[email protected]
Bau- und Holztextilien
Prof. Dr..-Ing. Chokri Cherif
0351-463 39300
[email protected]
Bio- und Medizintextilien
Dr.-Ing. Dilibaier Aibibu
0351-463 39326
[email protected]
Smart Textiles, Druckverfahren, Textilveredlung, Sensorik,
Dr. rer. nat. Reinhold Schneider
0711-9340-103
[email protected]
Funktionstextilien und Sensornetzwerke
Dr.-Ing. Andreas Nocke
0351-463 35244
[email protected]
Neue Materialien, Keramikfasern, Verbundwerkstoffe
Dr. rer. nat. Bernd Clauß
0711-9340-126
[email protected]
Simulation und Materialmodellierung
Dr.-Ing. Thomas Gereke
0351-463 42244
[email protected]
Neue Materialien, Textile Solarzellen, Carbonfasern (Carbonisiertechnikum)
Dr. rer. nat. Erik Frank
0711-9340-133
[email protected]
Keramikfasern, Rheologie
Dr. rer. nat. Elisabeth Giebel
0711-9340-102
[email protected]
Seite
61
Institut für Textil- und Verfahrenstechnik
(ITV)
0711/9340-0; Telefax 0711/9340-297
Internet: http://www.itv-denkendorf.de
Direktor: Gesser, Götz, Dr.
Stellvertretender Direktor: Doser, Michael, Dr. rer. nat.
Sächsisches Textilforschungsinstitut e. V.
an der Technischen Universität Chemnitz
Annaberger Straße 240, 09125 Chemnitz
Postfach 1325, 09072 Chemnitz (Postanschrift)
0371/5274-0; Telefax 0371/5274-153 (Besucheranschrift)
Internet: http://www.stfi.de
Geschäftsführender Direktor: Berthel, Andreas, Dipl.-Ing.-Ök.
Stellvertreter: Beier, Hendrik, Dipl.-Inform.
(STFI)
Faser- und Garntechnologien
(Nachwachsende Rohstoffe, Polymersynthese, Filamentgarntechnologien, Filamentgarnveredlung, Stapelfasertechnologien,
Spulentechnologie)
Dipl.-Ing. Uwe Heitmann
0711-9340–326
[email protected]
Flächen- und Strukturtechnologien
Webereivorwerk/Schlichterei, Webtechnologien, Maschentechnologien,
Vliesstofftechnologien, Flechten
Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Bauder
0711-9340-254
[email protected]
Funktionalisierung
Oberflächentechnologien , Nanotechnologien , Bionik, Konfektionstechnologien, Flocktechnik
Dr.-Ing. Thomas Stegmaier
0711-9340-219
[email protected]
Innovative und intelligente Produkte
Technische Textilien, Filter, Automobiltextilien, Textiles Bauen / Leichtbaumaterialien, Faser-/ Textilverstärkte Kunststoffe und Bauteile,
Textilien für die Umwelttechnik, Medizintextilien , Biomedizintechnik,
Smart Textiles
Prof. Dr.- Ing. Michael Doser
0711-9340-263
[email protected]
Moderner Fabrikbetrieb
Technisches Prozessmanagement, Prozess- und Produktionsautomatisierung, Umwelttechnologien, Qualitätsmanagement, Akustik/Schall- und
Schwingungstechnik
Dipl.-Ing. Hansjürgen Horter
0711-9340-279
[email protected]
Textilprüfung
Textilintegration, Simulation, FEM-Berechnung,, Zentrales Prüflabor,
Allgemeine textile Prüfungen, Prüflabor Technische Textilien, Prüflabore
Biologie, QM
Dipl.-Ing. Hartmut Haid
0711-9340-221
[email protected]
Simulation
FEM-Berechnung
Dipl.-Ing. Hansjürgen Horter
0711-9340-279
[email protected]
Technologieintegration
Dipl.-Ing. Christoph Riethmüller
0711-9340-256
[email protected]
Internationale Zusammenarbeit / Forschungstransfer
Dr.-Ing. Petra Franitza
0371-5274-161
[email protected]
Kompetenzzentrum Vliesstoffe
Dipl.-Chem. Wolfgang Schilde
0371-5274-155
[email protected]
Recycling
Dipl.-Ing. Bernd Gulich
0371-5274-204
[email protected]
Extrusionsvliesstoffe
Dr.-Ing. Ulrich Heye
0371-5274-1217
[email protected]
Web- und Maschenware
Dipl.-Ing. Reinhard Helbig
0371-5274-214
[email protected]
Faserverbundwerkstoffe und Leichtbau
Dipl.-Ing. Günther Thielemann
0371-5274-239
[email protected]
Smart Textiles
Dipl.-Ing. (FH) Frank Weigand
0371-5274-226
[email protected]
Veredlung / Beschichtung / Kaschierung
Dipl.-Chem. Renate Bochmann
0371-5274-225
[email protected]
Material- und Prüfverfahrensentwicklung
Dipl.-Ing. (FH) Dirk Wenzel
0371-5274-238
[email protected]
IT-Management / Prozesssimulation
Prof. Dr. rer. nat. Rainer Gebhardt
0371-5274-185
[email protected]
Akkreditierte Prüfstelle
Dr.-Ing. Matthias Mägel
0371-5274-172
[email protected]
Zertifizierungsstelle PSA
Dipl.-Inform. Hendrik Beier
0371-5274-184
[email protected]
Technologieberatung
Prof. Dr. Heinrich Planck
0711-9340-216
[email protected]
Denkendorfer Zukunftswerkstatt
Dipl.-Ing. Christoph Riethmüller
0711-9340-256
[email protected]
ITV Denkendorf Produktservice GmbH (ITVP)
Prof. Dr. Heinrich Planck
0711-9340-216
[email protected]
Seite
62
KIWA MPA Bautest GmbH
Niederlassung an der TBU Greven
Gutenbergstraße 29, 48268 Greven
02571/9872-0; Telefax 02571/9872-99
Internet: http://www.kiwa.de
Leiter: Heimbrecher, Frank, Prof. Dr.-Ing.
(tbU)
Prozess- und Informationsmanagement
Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Jens-Christian Winkler
0241-9679-137
[email protected]
Recycling textiler Bodenbeläge
Dipl.-Ing. Christian Goetz
0241-9679-160
[email protected]
Mechanisches Langzeitverhalten (Kriechen) von Geotextilien (GTX)
Dipl.-Ing. Christoph Staubermann
02571-9872-23
[email protected]
Dauerhaftigkeit (chemisch, mikrobiologisch, hydrolytisch)
Dipl.-Ing. Zori Bronstein
02571-9872-15
[email protected]
Thüringisches Institut
für Textil- und Kunststoff-Forschung e. V.
Breitscheidstraße 97, 07407 Rudolstadt-Schwarza
03672/379-0; Telefax 03672/379-379
Internet: http://www.titk.de
Geschäftsführender Direktor: Bauer, Ralf-Uwe Dr.-Ing.
Oxidative Alterung von Polyolefinen
Stepan Koroliuk
02571-9872-0
[email protected]
Textil bewehrter Beton (TRC)
02571-9872-23
[email protected]
Native Polymere und Chemische Forschung
Dr. Frank Meister
03672-379-200
[email protected]
Schwingungsmessung, Ermüdung von GFK, GTX
02571-9872-23
[email protected]
Textil- und Werkstoff-Forschung
Dr.- Ing. Renate Lützkendorf
03672-379-300
[email protected]
CE-Markierung europäischer Bauprodukte
Dipl.-Ing. Verena Wesselmann-Hinz
02571-9872-32
[email protected]
Kunststoff-Forschung
Dr. Stefan Reinemann
03672-379-400
[email protected]
Alterung Dachunterspannbahnen, Dampfsperren …
Dipl.-Ing. Karen Stadtbäumer
02571-9872-27
[email protected]
Funktionspolymersysteme
Prof. Dr. Klaus Heinemann
03672-379-230
[email protected]
Beschleunigte Alterung (UV, Oxidation, Alkalien)
02571-9872-23
[email protected]
TFI – Institut für Bodensysteme an der RWTH Aachen e.V.
Charlottenburger Allee 41, 52068 Aachen
0241/9679-00; Telefax 0241/9679-200
Internet: http://www.tfi-online.de
Leiter: Schröder, Ernst, Dr.
Stellvertretender Leiter: Winkler, Jens-Christian, Dr.
Tuftingtechnologie
Dipl.-Ing. Dirk Hanuschik
0241-9679-145
[email protected]
Nachhaltigkeit und ökologische Bilanzierung
Dipl.-Ing. Christiane Finetti-Imhof
0241-9679-142
[email protected]
Bauphysik textiler Produkte
Dipl.-Ing. Sophia Gelderblom
0241-9679-134
[email protected]
(TITK)
Hochtemperatur-Schmelzspinntechnologie bis 6000 m/min.
03672-379-230
[email protected]
(TFI)
Bikomponenten-Schmelzspinntechnologie bis 6000 m/min.
03672-379-230
[email protected]
Additiv- und Polymersynthesen zur Polymermodifizierung
03672-379-230
[email protected]
Photochrome Polymere
Dr.- Ing. Renate Lützkendorf
03672-379-300
[email protected]
Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland e. V.
Zeulenrodaer Str. 42-44, 07973 Greiz
03661/611-0; Telefax 03661/611-222
Internet: http://www.titv-greiz.de
Geschäftsführender Direktor: Möhring, Uwe, Dr. rer. nat.
Stellvertreter: Rockstroh, Frank, Dipl.-Kfm.
(TITV)
Emissionen und Raumluftqualität
Dr. rer. nat. Anja Krick
0241-9679-143
[email protected]
Smart Textiles, Textile Mikrosystemtechnik
Dipl.-Ing. Dirk Zschenderlein
03661-611-203
[email protected]
Seite
63
Galvanische/elektrochemische Oberflächenmodifizierung von Textilien, Leuchtende Textilien, Textile Energiesysteme
Dr. rer. nat. habil. Andreas Neudeck
03661-611-204
[email protected]
Textilbasierte und –integrierte Sensorik, Aktuatorik, Systemintegration
Dr. rer. nat Wolfgang Scheibner
03661-611-301
[email protected]
Beschichtung, Funktionalisierung, Metallisierung von textilen Oberflächen
Dr. rer. nat. Yvonne Zimmermann
03661-611-310
[email protected]
Funktionalisierung textiler Fadenmaterialien
Dipl.-Ing. (FH) Antje Krahmer
03661-611-150
[email protected]
Funktionelle Abstandsgewirke, Schmalgewirke
Dipl.-Ing. (FH) Danny Schwabe
03661-611-408
[email protected]
Funktionelle Schmal- und Breitgewebe
Dipl.-Ing. (FH) Heike Oschatz
03661-611-313
[email protected]
Technische Stickerei
Dipl.-Ing. Dirk Zschenderlein
03661-611-203
[email protected]
Medizintextilien
Dipl.-Ing. (FH) Sibylle Hanus
03661-611-306
[email protected]
Textilintegrierte Elektronik
Dipl.-Ing. (FH) Kay Ullrich
03661-611-314
[email protected]
Akkreditierte Prüfstelle
Dr. rer. nat. Ulrike Klobes
03661-611-305
[email protected]
Forschungsmanagement und –marketing
Dipl.-Ing. Sabine Gimpel
03661-611-205
[email protected]
Campus Fichtenhain 11, 47807 Krefeld
02151/8210-0; Telefax 02151/8210-197
Internet: http://www.wfk.de
Leiter: Bohnen, Jürgen, Dr. rer. nat.
(wfk)
Physik und Chemie der Reinigung, Desinfektion, Sterilisation
Dr. rer. nat C. Maggakis-Kelemen
02151-8210-165
[email protected]
Mikrobiologie
Dr. rer. nat Markus Wehrl
02151-8210-170
[email protected]
Verfahrens- und Maschinentechnik
Prof. Dr. Hans G. Hloch
02151-8210-110
[email protected]
Hygiene- und Qualitätsmanagement
Dr. rer. nat Manuel Heintz
02151-8210-190
[email protected]
Wasseraufbereitung
Dr. rer. nat Diana Spettmann
02151-8210-184
[email protected]
Textiltechnik, Textilphysik, Textilveredlung
Dipl.-Ing. Emine Demir
02151-8210-110
[email protected]
Nanotechnologie
Dr. rer. nat Patrick Casper
02151-8210-171
[email protected]
Monitoring-Methoden
Dipl.-Biol. Britta Hilgenberg
02151-8210-122
[email protected]
Biochemie
Dr. rer. nat Viola Fuchs
02151-8210-155
[email protected]
Polymerchemie, erneuerbare Polymerausrüstungen
Dr. rer. nat Tatjana Friedrich
02151-8210-168
[email protected]
Dokumentation und Information
Informationsvermittlung und Innovationstransfer
Direkte Gespräche zwischen den Textilforschungsinstituten und der
Textilindustrie sind ein Werkzeug zur Lösung aktueller technologischer
Probleme, unterstützen die Produkt- und Verfahrensentwicklung und
sind oft Ausgangspunkt für gezielte Forschungsarbeiten.
Die Informationsbeauftragten der Institute haben die Aufgabe, ihr Wissen zur Informationsvermittlung durch Kontakte mit Textilfachleuten
einzubringen. Die Ermittlung des technisch-wissenschaftlichen Standes
und ggf. zusätzlicher Informationen über Produkte, Hersteller und Märkte
soll die Effizienz erhöhen und zu optimalen Lösungen beitragen. Die
Informationsbeauftragten unterstützen die Unternehmen in allen Fragen
der Fachinformationsbeschaffung.
Informationsbeauftragte in den Textilforschungsinstituten:
DTNW – Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West gGmbH
47057 Duisburg
Tel.: 0203/379-8212, Fax: 0203/379-8253
52056 Aachen
Tel.: 0241/80-233-00, Fax: 0241/80-233-01
FIBRE - Faserinstitut Bremen e.V.
28359 Bremen
Tel.: 0421/218-58700, Fax: 0421/218-58710
Seite
64
HIT - Hohenstein Institut für Textilinnovation gGmbH
74357 Bönnigheim
Tel.: 07143/271-723, Fax: 07143/271-874
STFI – Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V.
09125 Chemnitz
Tel.: 0371/5274-186, Fax: 0371/5274-153
ITA – Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen
52074 Aachen
Tel.: 0241/802-3490, Fax: 0241/802-2422
TFI – Institut für Bodensysteme an der RWTH Aachen e.V.
52068 Aachen
Tel.: 0241/9679-134, Fax: 0241/9679-200
ITCF – Institut für Textilchemie und Chemiefasern Denkendorf
73770 Denkendorf
Tel.: 0711/ 9340-106, Fax: 0711/9340-185
TITK – Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V.
07407 Rudolstadt-Schwarza
Tel.: 03672/379-540, Fax: 03672/379-379
ITM – Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik der Technischen Universität Dresden
01602 Dresden
Tel.: 0351/463-39321, Fax: 0351/463-39301
TITV – Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland e.V.
07973 Greiz
Tel.: 03661/611-207, Fax.: 03661/611-222
ITV – Institut für Textil- und Verfahrenstechnik Denkendorf
73770 Denkendorf
Tel.: 0711/9340-294, Fax: 0711/9340-297
47807 Krefeld
Tel.: 02151/8210-154, Fax: 02151/8210-199
Stichwortregister
2D-Schnittteile
2D-Textil
3D-Abstandsgewirke
3D-Bauteil
3D-Flechtverfahren
3D-Formholzteile
3D-Formkörper
3D-Geometrie
3D-Gewebe
3D-Gewirke
3D-Halbzeuge
3D-Konstruktion
3D-Körperdaten
3D-Poren
3D-Preforms
3D-Struktur
3D-Textilstruktur
151
80
83
163
91
140
151
149
18
145
153
151
146
23
3
73
112
Abluftreinigung
136, 137
Abreinigungsverhalten
66
Abstandsflachgestrick
141
Abstandsgewirke
108, 143,
144, 145
Adhäsionsverhalten
4
Aerocellulose
5
Aerogele
5
Aerosolbeschichtung
29
Aerosolgenerator
118
Airbag
2
Airlaid-Verfahren
162
Alterungsbeständigkeit
69
Alterungssimulation
1
Anschmutzverhalten
66
Anti-Fouling-Ausrüstung
65
antimikrobielle Wirksamkeit
50, 51, 52
antimikrobieller Effekt
49
AR-Glas
96
Atmosphärendruckplasma
41, 127
Atmungsaktivität
141
Ballonkontrollsystem
Bandagen
Bändchengarn
Bandgewebe
Barriereeigenschaft
Barriereentladung
Barrierewirkung
Basalt
17
126
102
114
23, 69
41
171, 176
162
Basaltfaser
Biaxial-Zugversuche
Bikomponentenfasern
Bildanalyse
Bildverarbeitung
Biogaserzeugung
Biokatalysatoren
Biopolymere
Bleichwirkung
Brandeinsatz
Bügelfalten
9
149
4
155
62
11
173
71, 88
170
74
55
CAD-Konstruktion
146
Carbonfaser
7, 96, 158
Carbonfaserlamelle
120
Carbonfaservliesstoff
158
Carbonroving
80
Carbonverstärkung
112
Carboxylierte Polyamine
26
CCD-Kameratechnik
62
Celluloseregeneratfaser
10
Chemikalieneinsatz
166
Chemilumineszenz
176
Chitosan
30, 31
Chitosanfaser
42
Chloroprenkautschuk
39
Cordura ®
138
Coregarn
13
Coronavorbehandlung
160
CVD-Verfahren
127
Cyclodextrin
28, 53
Dämmmaterial
52
Dämpfungseigenschaft
95
Darcy-Gesetz
154
Deformationsverhalten
149
Dehnungsgeschwindigkeit
2
Dehnungsgradient
144
Desinfektionswäsche
167
Differentialkalorimetrie
6
Direktpreforming
115
Dispersionsfarbstoff
45
Doppelrascheltechnik
121
Double-face-Effekt
29
Drapierbarkeit
85, 105,
113, 145
Drehergewebe
101
Drehungsbeiwert
17
Druckelastizität
108
Druckluft
58
Eigenkontrolle
E-Jerker
Elastanseele
Elektroosmose
Elektrosprühtechnik
Energiebedarf
Energieeinsparung
Energiemanagement
Energiesparspindel
Entschwefelung
Enzym
Enzymvorbehandlung
Explosionstest
174
63
13
131
82
137
139, 166
137
17
11
173
178
123
Fadenführer
89
Fadenreibung
132
Fadenzugkraft
17, 142
Farbstoffsolarzelle
129
Faser-Bragg-Gitter
120
Faserkonverter
15
Faserorientierung
62
Fasersubstanzausnutzung 164
Faserverbundstruktur
153
Faserverteilung
155
Fassade
143
Fassadenelement
107
Fehlererkennung
22
Feinstfasern
82
Feuchtemanagement
70
Filamentabriss
161
Fixierausbeute
37
Fixierfaden
113
Flachkulierwirkmaschine
119
Flammkaschierung
136
Fleckschutzausrüstung
45
Flottentemperatur
168
Fluorcarbonharz
177
Fluoreszenzfarbstoff
171
Flüssiges Kohlendioxid
169
FMEA
13
Folienlaminat
64
Formgedächtnismaterial
179
Formholzteil
140
Formpress-Verfahren
71
Fügepartner
150
Fügeverfahren
86
Funktionstinte
36
Fußgängeraufprallschutz
83
Gelelektrolyt
129
Gelprozess
Gewebefehler
Glasfaserepoxidharz
5
22
116
Haftungsverbesserung
39
Hautmodell
32, 56
Heißluftstrahlen
117
Heißschmelzstoffe
43
Heizfunktion
24
Herzklappengerüst
156
High-Speed-Video
59
Hinterlüftung
108
Hochdruckwasserstrahlen
159
Hochleistungsfasern
8
Hochleistungsrundstrickmaschine
142
Hohlfilament
159
Hybridbeschichtung
44
Hybridgarn
93, 100
Hydrophobausrüstung
38
Hydrophobierung
29, 35,
169, 177
Hydrophobin
178
Hygienemonitoring
174
Hygienesystem
167
Impactverhalten
Implantat
Implantate
Indium-Zinn-Oxid
Informationstechnologie
Inkjetdruck
IR-Reflexion
Ishikawa-Diagramm
Jerkerbarre
104
14
125
33
179
36
33
13
63
Kannenablage
Kautschukformteil
KD-Kurvenverlauf
Keimdurchtritt
Keimvermehrung
KEMAFIL®
Keramikauskleidung
Keramikbeschichtung
Kernplatzer
Kettfadenspannung
Klettfähigkeit
Knittererholungswinkel
Kohlenstofffaser
12
106
59
171
40
122
78
134
13
21
145
26
3, 7, 89
Seite
65
Kohlenstoffnanoröhren
Kontaktierung
Kontaktimpedanz
Korosionsbeständigkeit
Körperabmessung
Krempel
Kristallitschmelztemperatur
Kunstharzmatrix
Kurzzeitbeanspruchung
Labormanagement
Laminatverfahren
Langzeitstabilität
Laserschweißen
Lasersintern
Leasingtauglichkeit
8
86
46
78
146
62
15
140
2
60
115
97
82
15, 94
10
Lebensdauer
72
Lebensdauervorhersage
1
LED
75
Leichtbaukomponente
79
Leichtbaumaterial
100
Leiterbahn
86
leitfähige Polymere
67
Leitungsbahn
97, 111
Leuchtdichtemessung
177
LFI-Verfahren
104
Lichtdurchlässigkeit
54
Lichtechtheit
37
Lichtempfindlichkeit
10
Lichtleitfaser
75
Liposomen
171
Luftdurchlässigkeit
6, 110
Luftkeimgehalt
167
Luftwebmaschine
58
Lumineszenz
90
Martindale-Scheuerung
61
Maschinendrehzahl
20
Materialfeuchte
70
Materialmodell
149
Matrixtaster
73, 75
Mauerwerksentfeuchtung
131
Mehrgreifertechnologie
18
Mehrlagengestrick
99
Menschmodell
152
Metallgarn
25, 121
Metallionen
49
Metallisierung
127
Metall-Metall-Verbund
112
Methan
11, 133
mikrobielle Aktivität
70
Mikroeinkapselung
84
Mikroelektronik
48
Mikrofaltung
66
Mikropartikel
173
Mikrosystem
111
Minimalauftrag
29
Modellsysteme
8
Monitoringsystem
72
Motorsäge
147
Multiaxialgelege
85, 130
Multiknit
163
Nachwäsche
Nadelbandwebmaschine
Nadelbarrenversatz
165
25
104
Nadelvliesstoff
116
Nahtgeometrie
108
Nahtzugfestigkeit
148
Nanoclay
47, 69
Nanofaservlies
154
Nanofilm
46
Nanokomposites
172
Nanopartikel
8, 30, 31,
35, 49, 54, 89, 169
Nanopigmente
90
Nanosol
34
Nanotechnologie
50
Nassspinnen
5, 42
Neuronale Netze
16
Niedertemperaturplasma
137
Niedrigtemperaturkatalysator 170
Oberflächenfunktionalisierung 48
Oberflächenmodifizierung
65
Oberflächenstrukturierung
35
Oberflächenwiderstand
27, 67
On-loom-Imaging
22
OP-Textilien
171, 176, 177
Orthese
126, 141
Parasitenschutz
53
Passformsimulation
152
Permanentausrüstung
38
Permeabilität
23
Pflegeleichtausrüstung
55
Phase-Change-Material
84
Phasenumwandlungsmodell
6
Photochromie
124
Photovoltaik
68, 86
Phthalatweichmacher
135
Pigmentfarbstoff
45
Plasma
46
Plasmabehandlung
37
Plasmavorbehandlung
178
Polyelektrolyt
50
Polyelektrolyte
27
Polyetherimid
1
Polyethylenglykol
65
Polyethylenimin
51
Polyolefinmischungen
4
Polyurethan
148
Polyvinylidenfluorid
6
Precursor
7
Preform
79
Preformfertigung
113, 153
Preformherstellung
105
Preforming
81
Preforms
76
Probenmanagement
60
PUR-Hartschaum
92
Quality Function Deployment 12
RABC-Grenzwert
Ramanspektroskopie
Rauchgase
Recycling
Reinraumkonzept
Relaxationsverhalten
REM-Aufnahme
Restfettgehalt
Rettungsweste
167
55
78
158
157
1
33, 34
61
109
Roving
79, 115, 116
RR-Multiaxialkettenwirken
115
RTM-Technik
113
RTM-Verfahren
103, 105
Rückstellkraft
144
Saugluftprinzip
160
Scaffold
19, 98
Schadstoffbelastung
135
Schallschutz
107
Scheuerversuche
61
Schichtsilikat
8, 47, 69
Schiffchenwebtechnik
19
Schlafkomfort
56
Schlafqualität
84
Schmaltextilien
24
Schmelzelektrospinnen
154
Schmelzextrusion
88
Schmelzklebstoff
111
Schmelzspinnen
6
Schmelzspinnprozess
15
Schmelztemperatur
150
Schmelzverhalten
4
Schmutzentfernung
168
Schnellmethode
174, 176
Schnittkraftmessung
122
Schnittschutz
121
Schnittschutzhose
147
Schrumpfverhalten
156
Schussfadenzuführung
102
Schutzbekleidung
147
Schwefelwasserstoff
11
Schweißnaht
150
Schwingungsanalyse
20
Sensor
13, 48, 84, 87, 97,
120, 128, 147
Sensorik
74, 122, 129
Silber
49
Silberionen
40
Simulation
85, 149
Sitzbelegung
128
Smart Textiles
114
Soil-Release-Ausrüstung
172
Solarelektrode
129
Solarzelle
48
Sol-Gel-Bindersystem
47
Sol-Gel-Chemie
38
Sol-Gel-Prozess 30, 31, 54, 169
Sol-Gel-System
44
Sol-Gel-Verfahren
33
Spannungsbogigkeit
21
Spinnereivorbereitung
16
Splitterschutz
123
Splittvermögen
159
Spreizband
103
Spunlacetechnologie
117
Stärkeschlichte
133
Staubdosierer
118
Steckverbinder
114
Stents
19, 91
Stillstandsbehebung
180
Stoßwellenreinigung
175
Streichbaum
21
Strömungsanalyse
58
Strömungseigenschaft
130
Strömungssimulation
154
Superabsorber
5
Superhydrophilie
66
Teilkettbaum
21
Tetrachlorethen
169
Textilbeton
80, 92, 107, 143
Therapiesystem
126
Thermofusion
162
Thermophysiologie
32, 56
Thermosolverfahren
47
Tissue Engineering 98, 125, 156
Titandioxid
34
TPU
148
Tragekomfort
24, 47, 151, 152
Trageversuche
32
Tragverhalten
96
Transparenz
54
Transportband
39, 64
Tribologie
89
Trocknungsverhalten
32
Ultrahochdruck
Ultrakurzfasern
Ultraschall
Ultraschallschweißen
Umflechtverfahren
ÜPF-Wert
UV-Absorber
UV-Alterung
UV-Bestrahlung
UV-Licht
UV-Strahlung
138
15
45
148
77
34
34
124
64
177
44
Vakuuminfusion
Verbundwerkstoff
Verkapselung
Versagensmechanismus
Verschmutzungsgrad
Verstärkungslage
Verstärkungswirkung
Vitalparameter
Vlies-Folie-Verbund
Vliesverfestigung
VOC
Vorverfestigung
105
95
52
2
165
97
104
87
161
117
44
81
Wärmeableitung
106
Wärmeleitfähigkeit
3
Wärmerückgewinnung
137
Warnkleidung
177
Waschbeständigkeit
26
Wasseraufnahme
119
Wasserdampfdurchgangswiderstand
110
Wasserdampfdurchlässigkeit 160
Wasserrückhaltevermögen
65
Wasserstoffperoxid
170
Wasserstrahlbehandlung
159
Wasserverbrauch
166
Weichholzkurzfaser
162
Weitwinkelröntgenbeugung
6
Wetclean-Waschmittel
168
Wettbewerbsfähigkeit
179
Wundauflage
157
Zinkoxid
31
Seite
66

Textilforschung 2012 Bericht 59

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