Zwei ITA-Wissenschaftlerinnen mit Walter Reiners-Stiftungspreis ausgezeichnet ITA-Masterstudentin Janne Warnecke hat die Spannungsunterschiede über die Gewebebreite im Webprozess untersucht und konnte damit zur Qualitätssicherung beitragen; ITA-Bachelor-Studentin Jasmin Roos fand eine Grundlage für die Entwicklung recyclingfähiger Garne und Textilien. Für diese Entwicklungen wurden sie am 27. November mit dem Förder- bzw. Nachhaltigkeitspreis der Walter Reiners-Stiftung ausgezeichnet. Peter D. Dornier, Vorstandsvorsitzender der Walter-Reiners-Stiftung, überreichte die Preise anlässlich der Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference (ADD-ITC) in Aachen.
Die Spannungsbogigkeit, also die geringere Kettfadenspannung am Rand eines Gewebes im Vergleich zur Gewebemitte, kann zu inhomogenen mechanischen Eigenschaften der Gewebe und damit zu Qualitätseinbußen führen.
Kleine Toleranzen, große Wirkung: ……….
Janne Warnecke lieferte in ihrer Masterarbeit mit dem Thema: „Advanced Numerical Modelling of Fabric Take-up Systems: Influence of Mechanical Tolerances on the Fabric“ einen wichtigen Baustein, um die Einflussfaktoren auf die Spannungsunterschiede über die Gewebebreite zu verstehen.
……..Eine Finite-Elemente-Studie zum Warenabzug einer Webmaschine
Sie zeigte, dass selbst kleine Abweichungen der Warenabzugswalzen von 1 mm im Rahmen der Fertigungstoleranzen Unterschiede in den Spannungswerten von über 600 % verursachen können. Diese Erkenntnisse helfen insbesondere Webmaschinenherstellern, ihre geometrische Auslegung und dessen Toleranzen des Warenabzugssystems zu bewerten.
Hierzu nutzte Janne Warnecke die Finite-Elemente-Methode, modellierte das Warenabzugssystem einer Webmaschine am Computer und untersuchte den Einfluss von Fertigungstoleranzen im System auf den Spannungszustand im Gewebe. Neu an ihrer Arbeit ist die Modellierung des Warenabzugssystems auf der makroskopischen Ebene bei der zusätzlichen Integration von geometrischen Abweichungen. Diese Einbeziehung von Fertigungstoleranzen erlaubt ein tieferes Verständnis zu geometrischen Einflüssen auf den Spannungszustand im Gewebe.
Thermoplastische Elastomere als recycelbare Alternative zu Elastan
Die zunehmende Bedeutung einer Kreislaufwirtschaft zur Ressourcenschonung und Minimierung von negativen Umweltauswirkungen erfordert innovative Recyclingkonzepte für Textilien. Eine besondere Herausforderung im Textilrecycling stellt der steigende Einsatz von Elastan dar. Bereits geringe Elastan-Anteile führen zu Schwierigkeiten in etablierten Recyclingtechnologien wie dem thermomechanischen Recycling, beispielsweise zum Zusetzen von Filtermedien oder zur Zersetzung in potentiell toxische Abbauprodukte.
Jasmin Roos gewann den Nachhaltigkeitspreis für ihre Bachelorarbeit mit dem Thema: „Potential von thermoplastischen Elastomeren für das thermomechanische Textilrecycling als Alternative für Elastan: Experimentelle Evaluierung von PET/TPC-Blends“, dotiert mit einem Preisgeld in Höhe von 3.000 €.
In ihrer Arbeit setzte sich Jasmin Roos unter Betreuung der ITA-Wissenschaftlerin Ricarda Wissel intensiv mit der Entwicklung nachhaltiger Lösungen für das Recycling von elastischen Textilien auseinander. Der innovative Ansatz zielt darauf ab, konventionelles, nicht recyclingfähiges Elastan durch schmelzgesponnene Garne aus thermoplastischen Copolyester-Elastomeren (TPC) zu ersetzen. Dies kann nicht nur die Recyclingfähigkeit verbessern, sondern auch zur Reduzierung der Umweltbelastungen beitragen, da auf schädliche Lösungsmittel bei der Garnherstellung verzichtet werden kann.
Das zentrale Ziel ihrer Arbeit war die Evaluierung der Eignung von Blends aus TPC und Polyethylenterephthalat (PET) für das gemeinsame thermomechanische Recycling. An den Anlagen des ITA wurden Blend- und Schmelzspinnversuche im Labor- und Pilotmaßstab durchgeführt. Dabei gelang es Jasmin Roos, Blends aus verschiedenen Anteilen an PET und TPC, basierend auf typischen Elastan-Anteilen in Textilien, herzustellen und diese an einer Schmelzspinnanlage erfolgreich zu Garnen zu verarbeiten – ein entscheidender Aspekt für ein „Closed-Loop-Recycling“. Die Ergebnisse ihrer Bachelorarbeit bilden somit eine vielversprechende Grundlage für die Entwicklung recyclingfähiger elastischer Garne und Textilien.