Es regnet. Aus vielen kleinen Düsen in einer Platte in Form einer Kopfbrause strömt Wasser. Es fließt auf Behälter, bespannt mit gelbem Gewebe. „Wir simulieren mittelstarken Landregen“, erklärt Laborantin Andrea Krüger. Zehn Minuten lang lässt sie die Beregnung laufen. Dann prüft sie, ob das Gewebe Wasser in die Behälter durchgelassen hat. Wenn ja, wie viel? Bilden sich große oder kleine Tropfen auf dem Stoff? Wie schwer ist er geworden? Schließlich soll eine Schutzweste nicht feucht werden.
Im Labor der TTI (Thread to Innovation) GmbH, ehemals Textiltechnisches Institut, in Wuppertal werden technische Textilien auf Wasserabweisung, Festigkeit und andere Qualitätsmerkmale geprüft. Im Fokus stehen Gewebe aus Aramid-Fasern – schließlich ist der japanische Konzern Teijin mit seiner in den Niederlanden ansässigen Firma Teijin Aramid der größte Kunde und gleichzeitig Anteilseigner von TTI.
Hochleistungsfasern gegen Schüsse und Stiche
Aramide (aromatische Polyamide) gelten als „Superhelden“ unter den synthetischen Fasern. Sie hemmen Flammen, halten Schüsse und Stiche ab, dämpfen Schwingungen – und sind dabei sehr leicht. Aus diesem Material werden unter anderem Schutzwesten und Helme für Soldaten und Polizisten, hitze- und flammbeständige Kleidung für Feuerwehrleute sowie Schutzschichten für militärische und zivile Fahrzeuge und Flugzeuge gefertigt.
Laborantin Krüger spannt einen fünf Zentimeter breiten Streifen für einen weiteren Test in die Zugprüfmaschine ein. Mit brutaler Kraft zieht die Maschine an beiden Enden, bis das Gewebe mit einem vernehmlichen Knack ausfranst. Krüger wiederholt den Test noch mehrmals mit anderen Streifen und schaut auf dem Bildschirm, ob die Belastungskurven übereinstimmen. Sie tun es: Prüfung bestanden! Die Daten werden direkt in die hauseigene Weberei von TTI übertragen. Hier fertigt die Firma kleine Chargen verschiedener Halbzeuge für die Kunden von Teijin Aramid.
Beim Weben darf kein Fehler entstehen
Im fertigen Produkt sind die Hochleistungsfasern unsichtbar, doch von ihnen hängen Leben ab. Im TTI-Labor gibt es diverse Messgeräte, um die kleinsten Fehler zu finden und auszumerzen. „Gewaltig, was das Material halten kann!“, sagt TTI-Leiter Thomas Schnurbusch: „An einen schmalen Streifen kann man zwei Tonnen hängen.“ Grund sind die starken aromatischen Ringe in den Polymerketten, die den Fasern eine zehnmal höhere Zugfestigkeit als Stahl bei gleichem Gewicht verleihen. Die Garne bestehen aus ganzen Bündeln winzig kleiner Fäden. Die Kunst besteht darin, beim Weben kein einziges Mikrofilament zu beschädigen. „Sonst bilden sich Knoten und irgendwann reißt das Ganze. Jede Beschädigung sehe ich nachher im fertigen Gewebe zum Beispiel bei der Festigkeit.“
Für die Verarbeitungsmaschinen ist Aramid ein sehr forderndes Material. Die Spezialschere, mit der kleine Stücke für die Proben per Hand herausgeschnitten werden, muss häufig nachgeschärft werden. „Wir arbeiten sehr eng mit den Maschinenbauern zusammen“, erzählt Schnurbusch, „entwickeln gemeinsam und führen hier Versuche durch.“ Eine Kantensparvorrichtung senkte den Abfall beim Weben um bis zu 10 Prozent. Zudem gelang es, die Schnelligkeit der Maschine zu verdoppeln – bei hoher Präzision.
„Oft sind es auch die Zubehörteile, die die Fäden leiten, die optimiert werden müssen“, schildert der Institutsleiter. In der TTI-Weberei steht deswegen modernste Ausrüstung, einige Konstruktionen sind noch gar nicht auf dem Markt.
Schnelle Herstellung von Prototypen mit 3D-Verfahren
Das Institut arbeitet auch mit spezialisierten 3D-Visualisierern für Gewebestrukturen und kann so in kürzester Zeit Prototypen herstellen. Aramid lässt sich beispielsweise mit anderen Fasern kombinieren, um bestimmte Anwendungen zu ermöglichen. Beispiel „Organoblech“, ein Verbundstoff, der gewöhnliches Autoblech ersetzen soll. Das Leichtgewicht wird bereits als Türverstärkung in eine Sportwagen-Marke eingebaut. Hier geht es auch um die Frage, ob die Autohersteller das Komposit-Material am Fließband verarbeiten können.
Auch im ballistischen Bereich gilt es, bei gleichem oder höherem Schutz an Gewicht zu sparen – und zwar möglichst kostengünstig. Denn Schutzwesten können nur dann Sicherheit geben, wenn sie auch getragen werden: Dafür müssen sie bequem sein. Ob die Hersteller von ballistischem Schutz vom Sondervermögen für die Bundeswehr profitieren werden, wird sich zeigen.
Vom teuren Material darf auch kein Gramm verloren gehen. Alle Abfälle aus dem Labor und der Weberei werden recycelt. Teijin Aramid hat ein eigenes Programm, um Fasern aus der Produktion sowie aus gebrauchter Schutzkleidung zu sammeln und wiederaufzubereiten. Die recycelten Fasern müssen den hohen Sicherheitsstandards genauso genügen wie die frischen, schildert Rüdiger Hartert, Teijin-Vertreter in der TTI-Geschäftsführung und Spezialist für Ballistik, die Herausforderung. „Gerade haben wir hier zwei Tests mit Gewebe mit einem Anteil an recycelten Fasern abgeschlossen. Wir konnten den Hitze- und den Schnittschutz nachweisen.“
Das Unternehmen
TTI in Wuppertal wurde vor fast 80 Jahren gegründet und ist eine von der Industrie finanzierte textile Entwicklungseinheit. Sie hat 27 hoch spezialisierte Fachkräfte und bildet aus.
TTI arbeitet mit Unternehmen der Chemiefaser- und Textilindustrie sowie Maschinenbauern und Forschungseinrichtungen zusammen, um die Eigenschaften und die Verarbeitung technischer Textilien zu verbessern.
Matilda Jordanova-Duda schreibt für aktiv Betriebsreportagen und Mitarbeiterporträts. Ihre Lieblingsthemen sind Innovationen und die Energiewende. Sie hat Journalismus studiert und arbeitet als freie Autorin für mehrere Print- und Online-Medien, war auch schon beim Radio. Privat findet man sie beim Lesen, Stricken oder Heilkräuter-Sammeln.
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