Symposium

Textil Innovativ

Mobilität und Schutz
25. März 2014, Kongress am Park, Augsburg

 

Bericht

Das Gesamtsystem im Blick – Innovationspotenziale für Textilien in Mobilität und Schutz

  • Trends: Nachhaltigkeit, Komfort und Funktion
  • Branchenübergreifende Vernetzung für textile Innovationen
  • Über 350 Experten auf dem Symposium „Textil Innovativ“ in Augsburg

Der Bericht ist in folgende Abschnitte untergliedert:

Innovative Textilunternehmen sind heute wichtige Partner in den Wertschöpfungsketten unterschiedlichster Branchen. Bedeutende Anwenderbranchen sind jetzt und auch in Zukunft der Automobilbau sowie der Schutzbekleidungsbereich (PSA). Zwischen beiden Segmenten besteht ein hohes Transferpotenzial aufgrund ähnlicher Entwicklungen wie dem Einsatz leichter Materialien, der Integration unterschiedlicher Funktionen oder der Umsetzung von Nachhaltigkeitszielen. Derzeit erfordern globale und gesellschaftliche Veränderungen in beiden Feldern neue Ideen und Konzepte. Impulse für textile Entwicklungen setzte das Symposium „Textil Innovativ“ am 25. März 2014 in Augsburg, das von der Bayern Innovativ GmbH in Kooperation mit dem Verband der Bayerischen Textil- und Bekleidungsindustrie e.V. durchgeführt wurde. Das Symposium erfuhr umfassende Unterstützung durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie. Mehr als 350 Experten aus sieben Ländern nutzten den Branchentreffpunkt, um sich über jüngste Innovationen und aktuelle Trends zu informieren.

Für die Realisierung neuer textiler Produkte wird gerade die branchen- und technologieübergreifende Vernetzung immer wichtiger. Innovationen werden dabei zunehmend durch gesellschaftliche Veränderungen getrieben, wie Prof. Dr. Werner Klaffke, Geschäftsführer, Bayern Innovativ GmbH, darlegte. Dies gelte auch für die Textilbranche. Die deutsche Textilindustrie ist heute im Feld der technischen Textilien weltweit führend. Ihre Innovationskraft beruht u. a. auch auf der ausgeprägten Textilforschungslandschaft. Neben 16 Textilforschungsinstituten betreiben zahlreiche Fraunhofer-Institute anwendungsnahe Forschung im Bereich technischer Textilien.  An der Hochschule Hof wird in naher Zukunft ein neues Fraunhofer-Anwendungszentrum für Hochtemperatur-Leichtbau gegründet, wie Dr. Christian Heinrich Sandler, Präsident, Verband der Bayerischen Textil- und Bekleidungsindustrie e.V., verkündete.

Mobilität – Impulse für Leichtbau & Design

22 Prozent der in Deutschland produzierten technischen Textilien gehen in den Automobilbau, der damit das größte Anwendungsfeld darstellt. Der Einsatz erstreckt sich von Filtern für Luft, Kraftstoffe und andere Betriebsflüssigkeiten über Sicherheitsbauteile wie Airbags und Gurte bis hin zu Verbundwerkstoffen für Strukturbauteile.

Kombination innovativer Werkstoffe und Design

Ein bedeutender Bereich ist der gesamte Innenraum, bei dem Textilien u. a. als Formteile, Dekor, Sitz- und Schonbezüge oder Bodenbeläge eingesetzt werden. Im Interieurdesign sind derzeit Wellness, Performance, Connectedness und Personalization als die vier Innovationsrichtungen erkennbar, wie Thorsten Süß, Senior Manager Design Studio (NER) and Global Design Quality, Faurecia Innenraum Systeme GmbH, in seiner Key Note darlegte. Um mit Textilien hier neue Anwendungen erschließen zu können, sei es wichtig, bei der Entwicklung das Gesamtsystem im Blick zu haben, wie Süß betonte, und nicht das Textil isoliert zu betrachten. Erst dann ergeben sich neue Potenziale. Ein Beispiel ist hierfür der Urban Rhythm Concept Seat: Das Stahlgestell wurde durch eine innovative Kunststoffkonstruktion ersetzt. Die Sitzoberfläche bildet ein hinterschäumtes Gewirk, dadurch konnte der Schaumeinsatz minimiert werden. Das Ergebnis sind eine deutliche Gewichtseinsparung, aber auch neue Freiheitsgrade in der 3D-Verformung und damit im Design.

Die Verbindung von neuen Materialien und innovativem Design stand auch im Fokus der Fahrzeugstudie smart forvision – einem E-Fahrzeug für das Jahr 2020. Dieser Anspruch gilt heute mehr denn je: „E-Mobilität soll nicht zum Verzicht führen“, so Ingeborg Gärtner, Produktmanagement, smart fortwo, Daimler AG. Laut Studien ist die individuelle Mobilität ein wichtiger Bestandteil der urbanen Mobilität und wird es auch in Zukunft bleiben. Statistisch gesehen bewegen sich in der Stadt 1,2 Personen pro Auto. Es existiert somit ein großes Marktpotenzial für Stadtfahrzeuge für bis zu zwei Personen. Bei der E-Mobilität durchlaufe man aktuell immer noch eine Lernkurve. Das Konzeptfahrzeug smart forvision wurde gemeinsam mit BASF entwickelt.  Viele der eingesetzten Werkstoffe befinden sich aktuell noch im Forschungsstadium. Im Rahmen des Projektes spielte auch der Technologietransfer eine bedeutende Rolle – für die Dämmung der Karosserie wurde z. B. ein Hochleistungsschaumstoff aus der Bauindustrie verwendet. Insgesamt wurden zukunftsfähige Lösungen für Energieeffizienz, Temperaturmanagement und Leichtbau entwickelt.

Hierbei spielten auch so genannte Smart Textiles eine Rolle – ihnen wird nicht zuletzt aufgrund der neuen Anforderungen im Zuge der E-Mobilität ein großes Potenzial im Automobilbereich vorhergesagt. Mögliche Anwendungen sind Beleuchtung, Klimatisierung, neue Bedienkonzepte und sensorische Überwachung. Derzeit befindet sich die Marktentwicklung in der Halbzeit, so Andreas Röpert, Vorstand, Interactive Wear AG. Bei technologischen Entwicklungen vergehen von der ersten Idee bis zur Marktdurchdringung in der Regel 25 bis 30 Jahre. Röpert erwartet bei Smart Textiles im Zeitraum 2020/2030 den Übergang von einem Nischenmarkt in einen Breitenmarkt. Hierzu werden „disruptive technologies“ wie Smart Phones, das mobile Internet, Nahfeldkommunikation oder autonome Elektroniksysteme wesentlich beitragen. Aktuelle Herausforderungen für die Textilhersteller liegen seiner Ansicht nach in der Integration in eine Flächenwarenfertigung und der eigenen Technologie in ein Gesamtsystem. Für Entwickler und Anwender gelte es die Möglichkeiten der neuen Systeme auszuloten und umzusetzen.

Neuartige Textilien könnten den Sitzbereich revolutionieren, der gegenwärtig im Premiumsegment von Leder dominiert wird. Voraussetzung ist, so Caroline Lederle, Product Engineer Trim Materials, Lear Corporation GmbH, dass die Materialien den Gebrauchsansprüchen genügen. „Wenn wir nicht weiter langweilige Sitze für Fahrer mit Hut haben wollen, müssen optimierte Beschichtungen entwickelt werden“, so ihre Forderung. Für eine erfolgreiche Stoffintegration sei es notwendig, den Sitzlieferanten frühzeitig in die Materialauswahl durch Stoffdesigner und -entwickler einzubinden und den Stoff in Bezug zum Sitzsystem zu prüfen – am besten durch Testreihen mit realen Personen. In Bezug auf die Nachhaltigkeit sei es von Interesse, Sortenreinheit bei Dekor- und Kaschiertextil zu erreichen.

Möglichkeiten und Herausforderungen im Leichtbau

Mit der zunehmenden Elektrifizierung der Antriebe stellen die Gewichtsreduktion und damit der Leichtbau nach wie vor einen wichtigen F&E-Schwerpunkt dar. Entwicklungen, vor allem im Faserverbundbereich, werden dabei stark von der Bionik inspiriert. „Funktionsmechanismen der Natur erkennen und kreativ umsetzen, lautet das Credo“, so Thomas Stegmaier, Leiter Technische Textilien, ITV Denkendorf. „Für den Einsatz von Faserverbundwerkstoffen im Automobilsektor ist es entscheidend, dass man den Werkstoff konstruktiv auslegen kann“,  ergänzte Prof. Dr. Thomas Gries, Direktor, ITA der RWTH Aachen. Derzeit wird u. a. an entsprechenden Modellen für die Auslegung von Crashelementen aus CFK geforscht. In Bezug auf CFK sieht Gries derzeit folgende Potenziale bzw. Herausforderungen: Kooperation von Textil-, Automatisierungstechnik und Kunststoffverarbeitung für eine wirtschaftliche Bauteilfertigung, Einsatz von Smarten Textilien für die Funktionsintegration, neue Ausgangsmaterialien für günstige Faserwerkstoffe sowie das Recycling von Hochleistungsfasern. Aktuell stellt in der Industrie die Wiederverwertung von Produktionsabfällen das drängendste Thema dar – pro Jahr fallen bereits mehr als 3.000 Tonnen an. Ebenso wird mit zunehmender Markteinführung die Anzahl der „End-of-Life“-Bauteile ansteigen.

Mit Hybridverbunden aus Textil, Kunststoff und Metall befasst sich das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstoffe der TU Dresden. „Diese Verbunde eignen sich gut für die Übernahme mehrerer Funktionen bei zeitgleicher Systemintegration“, erläuterte Elias Staiger. Verbundbleche aus Metall und textilverstärktem Thermoplast können in einem kombinierten Umform- und Fügeverfahren zu Bauteilen verarbeitet werden. Als Halbzeuge für die Endlosfaserverstärkung eignen sich Comingled-Garne. Biaxiale Gestricke weisen bezüglich der Drapierfähigkeit die besten Eigenschaften auf. So die Ergebnisse eines aktuellen Forschungsprojektes.

Zwischen Blech und Karosserie sind versteckt Schallabsorber verbaut – sie sorgen für einen „leisen“ Innenraum. Die Akustik im Fahrzeuginnenraum ist heute ein wesentliches Kriterium für den Fahrkomfort. Die Schallabsorption hängt dabei stark von der Vliesstoffdicke ab und kann von Schichtaufbauten, progressiven Strukturen oder einem erhöhten Strömungswiderstand profitieren, wie Stefan Herrmann, Leiter Entwicklung, Sandler AG, ausführte. Im Motorraum eingesetzte Vliese müssen zudem hohen Belastungen durch Umgebungsmedien, Temperatur und Mechanik standhalten. Hydro- und Oleophobie, sowie ein eine hohe Toleranz von Staubbelastung sind weitere wichtige Produktmerkmale.

Schutz – Impulse für Funktion & Komfort

„Textilien sind mehr als nur eine zweite Haut“, so Michael Kamm, CEO, Sympatex Technologies GmbH, in seiner Key Note. Sie schützen den Träger gegen Gefahren wie Hitze, Kälte, Nässe, Chemikalien, Bakterien oder auch Schnitte und Stiche. Dabei müssen sie auch einen hohen Komfort – sprich Ansprüche an Atmungsaktivität, Feuchtigkeitstransport und Ergonomie erfüllen. Innovative Membranen leisten hierzu einen wesentlichen Beitrag. Bei deren Weiterentwicklung spielt der Nachhaltigkeitsgedanke eine immer bedeutendere Rolle – dies wird auch von den Kunden verstärkt gefordert. Recyclingfähigkeit, Verzicht auf PTFE, Fluorcarbonfreie Ausrüstungen und reduzierter Carbon Footprint sind hier nur einige Aspekte.

Funktionalität in der Berufsbekleidung

Die Bundeswehr stattet Anfang nächsten Jahres ihre Soldaten mit einer neuen Kampfbekleidung aus. Hierfür wurde ein neues Bekleidungssystem entwickelt, das teilweise sehr widersprüchliche Anforderungen erfüllen muss, wie Alexander Dietel, Wehrwissenschaftliches Institut für Werk- und Betriebsstoffe in Erding, darstellte. Zu den Haupteigenschaften des neuen integralen Systems zählen Wetter-, Flamm- und Insektenschutz, Tarnung und Antistatik. Darüber hinaus wurde Wert auf geringes Gewicht und ansprechendes Design gelegt. Eine weltweite Erprobung zum Funktionsnachweis wurde in allen relevanten Klimabereichen (kalt/feucht, arktisch, heiß/feucht, heiß/trocken) mit 20 Soldaten und wissenschaftlichem Begleitpersonal im Vorfeld durchgeführt. Die neue Kampfbekleidung ist weltweit einsetzbar und für einen Temperaturbereich von etwa minus 25 bis plus 30 Grad geeignet. Weitere Innovationspotenziale liegen laut Dietel in der weiteren Verbesserung der Hydrophobie bzw. Hydrophilie sowie des Vektorenschutzes, der Integration von Sensorik sowie der Optimierung des Körperschutzes u. a. an Unterleib, Armen und Beinen.

Die veränderten Anforderungen an Einsatzbekleidung – weltweite Verfügbarkeit kleiner Kontingente in kürzester Zeit (Losgröße 200) sowie die Erfüllung klimatischer und einsatzspezifischer Kriterien – beeinflusst auch die Faserentwicklung und den Fasereinsatz für diesen Bereich. Kermel verfolgt hier unterschiedliche technische Konzepte, wie Markus Petrin, Area Sales Manager, erläuterte. In der Regel kommen intelligente Fasermischungen, bei denen jede Faser eine bestimmte Aufgabe erfüllt, zum Einsatz. Alle Eigenschaften müssen permanent, d. h. fest in das Material eingebunden sein. Bekleidungskonzepte und damit auch der erforderliche Fasereinsatz werden dabei zunehmend spezifisch mit dem Endanwender entwickelt.
Nicht nur das Militär, sondern auch die Polizei und verschiedene Industrien wie die Chemieindustrie verlangen multifunktionelle Gewebe. Sich verändernde Arbeitsinhalte und damit einhergehende neue Anforderungen lassen die Grenzen zwischen Workwear und PSA zunehmend schwinden. Der Trend geht auch hier zu höherem Komfort. Zudem spielt die Nachhaltigkeit eine immer wichtigere Rolle. An erster Stelle steht aber nach wie vor die Schutzleistung. Zunehmend ist Multifunktions-PSA gefragt. Sogenannte Multifunktionsgewebe schützen gleichzeitig u. a. gegen Flammen, Hitze, Störlichtbogen sowie Chemikalien und bieten zudem einen ausreichenden Wetterschutz, wie Klaus Zuleeg, Geschäftsführer, Corporate Fabrics GmbH / J.G. Knopf’s Sohn GmbH & Co. KG, schilderte. Ein Vorteil ist darüber hinaus die Kostenersparnis im Vergleich zum Kauf einzelner Gewebekomponenten.

Multifunktionalität bildet auch den Fokus der Entwicklungen der Schoeller Textil AG. Hendrikus van Es, Head of Business Unit „Works“, stellte ein modulares 7-Lagen-Bekleidungssystem vor: Jede Layer erfüllt hierbei eine spezifische Funktion wie Isolation, Klimabarriere, Wind- oder Regenschutz – sie können für optimalen Komfort und die definierte Schutzleistung individuell kombiniert werden. Neueste Entwicklung ist das Synthetikgewebe Pyroshell™ – ein elastisches soft-shell aus Polyamid und Polyester, das permanenten Flammschutz bietet. Die Schutzfunktion beruht auf einem physikalischen Effekt: Unter Hitzeeinwirkung kommt es zu einer starken Volumenvergrößerung, wodurch Hitze und Brand fördernde Gase wie Sauerstoff weitgehend vom Gewebe ferngehalten werden. Die Atmungsaktivität bleibt dabei trotz integriertem Flammschutz erhalten. Die Schutzleistung kann für Anwendungen in den Bereichen Elektrik, Bahn, Militär, Öl und Gas oder auch Metall spezifiziert werden. Zudem ist eine Kombination mit der cerapsace™ -Technologie möglich – eine 3-dimensionale Beschichtung für hohe Abriebfestigkeit, eine Polymermatrix mit eingelagerten Keramikteilchen.

Die Möglichkeiten zur Funktionalisierung technischer Textilien werden aktuell und auch in Zukunft stark durch rechtliche Vorgaben wie ReacH beeinflusst. „Eine Option für die Entwicklung neuer und nachhaltiger Technologien ist der Blick in andere Branchen und das Erschließen des dort bereits existierenden Know-hows für textile Anwendungen“, erklärte Rule Niederstadt, Geschäftsführer der ecoatech GmbH aus Augsburg. So greift ecoatech u. a. auf chemische Bausteine und Technologien zurück, die in anderen Industriezweigen, z.  B. im Holz- oder Papiersegment, bereits etabliert sind. Oft sind nur geringe Anpassungen für eine Anwendung im Textilbereich notwendig. Ein Beispiel ist die Spraytechnologie, die in anderen Industrien weit üblicher ist. Sie kann zur Ausrüstung mit Flammschutzmitteln eingesetzt werden, damit kann z. B. die Flammschutzklasse B1 erreicht werden. Im Falle der umweltbedenklichen C8-Fluorverbindungen kann mittels neuer Technologien ein dauerhafter Nässeschutz auch durch den Einsatz von C6-Polymeren erreicht werden.

Öffentliches Beschaffungswesen

Ein wichtiges Thema bei der Berufsbekleidung ist das öffentliche Beschaffungswesen: Pro Jahr werden in Deutschland insgesamt etwa 360 Mrd. Euro investive Mittel von circa 30.000 Vergabestellen eingesetzt. Martin Zeidler, Leiter Stab, Beschaffungsamt des Bundesministeriums des Innern, erklärte die Modernisierung des Europäischen Vergaberechts. Im Januar 2014 wurden vom Europäischen Parlament die neuen EU-Vergaberichtlinien zur Modernisierung des Vergaberechts angenommen. Ziele der Novellierung sind die Vereinfachung bzw. Flexibilisierung der Vergabeverfahren, die Erweiterung der elektronischen Vergabe sowie die Verbesserung des Zugangs zu Vergabeverfahren für KMUs. Innerhalb von zwei Jahren müssen die EU-Richtlinien nun in nationales Recht umgesetzt werden. Als Trends bei der Bekleidungsbeschaffung sieht Zeidler u. a. Nachhaltigkeit und Standardisierung sowie die Anwendung von Rahmenverträgen und Losaufteilung.

Normung – Perspektiven für den Handschutz

Einheitliche Standards und Normen leisten einen wichtigen Beitrag, um verlässliche Rahmenbedingungen in einem globalisierten Markt zu schaffen. Unternehmen, die sich an der Normungsarbeit beteiligen, erzielen Vorteile durch einen Wissens- bzw. Zeitvorsprung und können dadurch Forschungsrisiken sowie Entwicklungskosten senken. Um eine praxisbezogene Norm zu erreichen, sollen Entwickler in engem Kontakt mit ihren Kunden stehen. „Der beste Entwickler ist der Kunde“, so Johanna Hühn, Technical Support Manager bei KCL / Honeywell Safety Products. Hühn erläuterte das Vorgehen am Beispiel der Entwicklung neuer Schutzhandschuhe. Am Anfang steht dabei die Beschäftigung mit den Marktanforderungen anhand von Unfallstatistiken, um Verletzungsarten und Ursachen zu verstehen. Für die Neuentwicklung ist das Verständnis von Material und Tätigkeitsfeld des Arbeiters wichtig. So müssen im Fall von Schnittschutzhandschuhen Material, Arbeitsschwere, Gewicht, Kanten, Oberflächen und Arbeitsschritte eruiert werden. Auf diese Art wurden beispielsweise neue Schnittschutzhandschuhe für die Glasindustrie entwickelt und mit einem innovativen „Check&Go“-System gekennzeichnet, das mittels farblicher Markierung niedrige, mittlere und hohe Anforderungen signalisiert.

Besichtigung der Faserhersteller Trevira, Nextrusion und Johns Manville am IWB Bobingen

Das Symposium bot rund 100 Teilnehmern am Vortag die Möglichkeit, die Faserhersteller Trevira, Nextrusion und Johns Manville am IWB Bobingen zu besichtigen. Das Abend-Event im tim I Staatliches Textil- und Industriemuseum Augsburg war eine optimale Gelegenheit, um Netzwerkkontakte zu pflegen und neue Kontakte aufzubauen.