Geringere Kosten durch zukünftig ultradünne Carbonfasern + Fortschritt in Alttextilsortierung durch Nahinfrarot-Sensor
Der ITA-Masterabsolvent Student Flávio André Marter Diniz bewies in seiner
Masterarbeit, wie durch den Einsatz von PE-basierten Precursoren der
Carbonfaserpreis zukünftig um 50 Prozent gesenkt werden kann.
Die ITA-Bachelor-Absolventin Annika Datko zeigte in ihrer Bachelor-Arbeit,
wie Alttextilien durch Nahinfrarot (NIR)-Sensortechnik nach
Faserzusammensetzung sortiert werden können und im Labormaßstab einen
durchschnittlichen mittleren Fehler von nur 4 Prozent aufweisen. Die
Sortierung nach Faserzusammensetzung, um nachfolgend ein Faser-zu-
Faserrecycling durchzuführen, ist die nachhaltigste Möglichkeit, aus
(Alt-)Textilfasern neue Fasern für neue Produkte herzustellen.
Das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen kann sich in 2023
über zwei Preisträger freuen:
Der ITA-Masterabsolvent Student Flávio André Marter Diniz entwickelte in
seiner Masterarbeit 2 bis 3 Mal dünnere polyethylenbasierte Carbonfasern
als üblich und zeigte auf, wie durch den Einsatz von PE-basierten
Precursoren der Carbonfaserpreis zukünftig um 50 Prozent gesenkt werden
kann. Für seine Masterarbeit „Untersuchung des Stabilisierungs- und
Carbonisierungsprozesses für die Herstellung von ultra-dünnen
polyethylenbasierten Carbonfasern“ wurde er mit dem Förderpreis für die
beste Diplom-/Masterarbeit des deutschen Textilmaschinenbaues und einem
Preisgeld von 3.500 Euro ausgezeichnet.
Die ITA-Bachelor-Absolventin Annika Datko zeigte in ihrer Bachelor-Arbeit,
wie Alttextilien durch Nahinfrarot (NIR)-Sensortechnik nach
Faserzusammensetzung sortiert werden können und im Labormaßstab einen
durchschnittlichen mittleren Fehler von nur 4 Prozent aufweisen. Die
Sortierung nach Faserzusammensetzung, um nachfolgend ein Faser-zu-
Faserrecycling durchzuführen, ist die nachhaltigste Möglichkeit, aus
(Alt-)Textilfasern neue Fasern für neue Produkte herzustellen. Für ihre
Arbeit „Experimentelle Analyse der Sortierbarkeit polyesterhaltiger
Alttextilien mittels Nahinfrarotspektroskopie im Labor- und
Industriemaßstab“ erhielt Frau Datko den mit 3.000 Euro dotierten
Förderpreis für die beste Bachelorarbeit des Deutschen Tex-
tilmaschinenbaues.
Der Vorstandsvorsitzender der Walter Reiners-Stiftung, Peter D. Dornier,
überreichte die Preise anlässlich der Aachen-Dresden-Denkendort
International Textile Conference in Dresden am 30. November 2023.
Neuer Herstellansatz für kostengünstigere Carbonfasern
Carbonfasern werden aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften häufig in
Wachstumsbereichen wie Windkraftanlagen und Drucktanks eingesetzt. Leider
sind sie durch hohe Herstellkosten sehr teuer und dazu nicht ausreichend
verfügbar. Flávio André Marter Diniz erarbeitete in seiner Masterarbeit
einen neuen und kostengünstigen Herstell-prozess, indem er durch einen
Polyethylen-Präkursor kostengünstige Carbonfasern produzierte. Weitere
Vorteile: die Carbonfasern haben eine hervorragende Oberflächenqualität
ohne erkennbare strukturelle Defizite. Dazu konnte Herr Marter Diniz den
heute zeitlich aufwändigen Sulfonierungsprozess um 25 Prozent senken.
Diese großen Vorteile ebnen den Weg zu einer höheren Anwendungsbreite von
Carbonfasern in Schlüsselbranchen wie Windkraft, Automotive und Luft- und
Raumfahrt.
Neue Methode zum Faser-zu-Faserrecycling bei Alttextilien kann
Textilrecycling revolutionieren
Die Sortierung von Alttextilien erfolgt derzeit fast ausschließlich
manuell. Für ein Faser-zu-Faserrecycling – die derzeit nachhaltigste Tex-
tilrecyclingmöglichkeit – ist es wichtig, die Textilien nach
Faserzusammensetzung zu sortieren. Das ist manuell, also durch Fühlen,
besonders bei Fasermischungen nicht zuverlässig möglich.
Neu ist Annika Datkos Ansatz, NIR für die Sortierung von Alttextilien zu
nutzen. Die NIR-Sensortechnik ist beim Recycling von Kunststoffabfällen
bereits Stand der Technik, steckt beim Textilsortieren aber noch in den
Kinderschuhen.
Wie funktioniert das genau: Die Textilprobe wird mit NIR-Licht bestrahlt.
Anhand der Wellenlängen des zurückgeworfenen und vom Detektor
aufgenommenen Lichtes wird ein materialspezifisches Spektrum erstellt, das
einem Fingerabdruck ähnelt. In der Bachelor-arbeit verglich Annika Datko
diese Spektren oder Fingerabdrücke von Textilien mit verschiedenen
Faseranteilen. Sie konnte nachweisen, dass die Unterscheidung
verschiedener Faserzusammensetzungen durch NIR möglich ist und im
Labormaßstab einen sehr geringen durchschnittlichen mittleren Fehler von
nur 4 Prozent aufweist.
„Diese Methode weist den Weg, den Bergen von Alttextilien nachhaltig Herr
zu werden“, freut sich ITA Institutsleiter Professor Dr. Thomas Gries.
„Wir sind sehr stolz, dass gleich zwei unserer Studie-renden mit dem
renommierten Walter Reiners-Preis geehrt wurden. Jede Prämierung
unterstreicht die Qualität unserer Ausbildung. Herzlichen Glückwunsch an
unsere beiden diesjährigen Ausgezeichneten!“
Der Verband der Maschinen- und Anlagenbauer VDMA Fachverband
Textilmaschinen engagiert sich durch seine Walter Reiners-Stiftung aktiv
für den Ingenieurnachwuchs. Jedes Jahr verleiht die Stiftung des Deutschen
Textilmaschinenbaues Förder- und Nachhaltigkeitspreise in den Kategorien
Bachelor sowie Diplom bzw. Master. Für die Nach-haltigkeitspreise kommen
akademische Arbeiten in Betracht, in denen Lösungen für
ressourcenschonende Produkte und Technologien entwickelt werden.
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