Ziel der Entwicklung
Innerhalb des Projektes wurde die Wirkung einer UV-Laservorbehandlung mit einer Wellenlänge von 355 Newtonmeter auf das Bedruckverhalten von hydrophobierten Schutztextilien untersucht. Das Ziel war es, ein Verfahren zu entwickeln, welches in der Lage ist, bereits fertig konfektionierte Schutztextilien trocken und digital so vorzubehandeln, dass sie mittels Inkjetdrucks sinnvoll individualisierbar, im Sinne Corporate Wear sind. Im Projekt konnte gezeigt werden, dass die mittels Laser eingebrachte UV-A Strahlung keine negativen Auswirkungen auf das Grundmaterial hat. Es kommt zu keiner künstlich induzierten Alterung des Materials. Außerdem konnte gezeigt werden, dass die UV-Laservorbehandlung eine positive Wirkung auf den nachfolgenden Inkjetdruck hat. Die aufgebrachten Drucktinten zeigen innerhalb der vorbehandelten Flächen eine bessere Benetzbarkeit und somit auch eine verbesserte Farbwirkung. Zudem wurde eine leicht verbesserte Beständigkeit gegenüber Scheuern erreicht. Ein Anknüpfungspunkt für weitere Forschungen ist die Beständigkeit gegenüber gewerblicher Wäsche. Die Repositionierung der mit laserbehandelten Textilien im Inkjetdruck konnte während der Bearbeitung stetig verbessert werden. Eine spätere technische Lösung könnte auf zusätzliche Positioniermarken verzichten, wenn beide digitale Technologien in ein technisches System integriert werden. Der kombinierte Einsatz von Lasertechnik und Drucktechnologie bietet außerdem eine deutliche Verkürzung der Prozesszeiten. Ziel dieses Vorhabens ist es, durch Anwendung einer trockenen Textilvorbehandlung mittels UV-Laserbestrahlung, textile Oberflächenbereiche von teilkonfektionierter Ware im Bereich der persönlichen Schutzausrüstung, zu reinigen sowie zu aktivieren. Durch die Bestrahlung mit energiereicher kohärenter UV-Strahlung soll eine lokale Entfernung der chemischen Ausrüstung zum Beispiel Hydrophobierung und damit die Bedruckbarkeit der Textilien verbessert beziehungsweise erst ermöglicht werden.
Vorteile und Lösungen
Eine trockene Vorbehandlung ohne Einsatz zusätzlicher Chemikalien und der Möglichkeit die Behandlung sowohl ortsaufgelöst als auch vollflächig durchzuführen, bietet Vorteile bezüglich der Verwendung von Ressourcen und der Integrierbarkeit in schon bestehende Prozesse. Es besteht der Vorteil der leichten Einbindung des Verfahrens in bestehende Digitaldrucksysteme. Ein zweiter wesentlicher Vorteil ist die Energieeffizienz dieses Verfahrens gegenüber herkömmlichen Anwendungen. Des Weiteren ist es Ziel, eine möglichst kurze, trockene Prozesskette konzeptionell aufzuzeigen, in dem der nachfolgende Inkjetprozess keine weitere Vorbehandlung als auch Nachbehandlung benötigt. Der thermische Fixierprozess der Inkjettinte soll inline während des Druckprozesses erfolgen. Weltweit erstmalig werden hierbei zwei digitale textile Fertigungsmethoden und Modifizierungsmethoden miteinander verbunden, um eine gezielte Verbesserung von Druckergebnissen zu gewährleisten.
Zielgruppe und Zielmarkt
Das beantragte Projekt legt den Grundstein, um eine prozessorientierte druckvorbereitende Vorbehandlung für den nachfolgenden Digitaldruck zu bieten. Die Betrachtung der Wettbewerbssituation wird hierbei auf den Bereich der persönlichen Schutzausrüstung gelegt. Im Fokus steht der Bereich der individuellen Anpassung von Fertigerzeugnissen auf spezielle Kundenwünsche, wie Personalisierung und Firmenlogoapplikation. Gegenwärtig unterliegt der Markt hierbei einer wachsenden Nachfrage von diesen Anpassungen. Dies bezieht sich hinsichtlich der stetigen Einführung von neuen produktiveren anpassungsfähigen Fertigungsprozessen, wie den betrachteten Digitaldruckbereich. Für Arbeitgeber und Anwender besteht die gesetzliche Notwendigkeit, geeignete Schutzausrüstung für spezielle Gefahrenbereiche zur Verfügung zu stellen beziehungsweise zu tragen. Dieser Umstand wird beeinflusst durch neue leichtere Schutzkleidung, mit einem stark erhöhten Akzeptanzfaktor bei dem anwendenden Arbeitnehmer. Aus diesem Grund wird von Anwendern der Schutzkleidung vermehrt auch der Aspekt der Personalisierung von Schutzkleidung in Hinblick auf die Möglichkeit von „corporate identity“ gefordert. Schutztextilien sind High-Tech-Textilien und werden dem Bereich der Technischen Textilien zugeordnet. Mit mehr als 2.000 Herstellern in Europa repräsentiert das Segment der Schutztextilien eine der führenden Branchen, wobei Schutzkleidung mit rund 42 Prozent Gesamtumsatz den Spitzenreiter darstellt. Gegenwärtig beschäftigen sich in Westeuropa etwa 750 Unternehmen mit Arbeits-, Berufs- und Schutzbekleidung. In Deutschland betrug 2017 der Gesamtumsatz der Bekleidungsindustrie mit 234 Betriebe und 29.654 Beschäftigten circa 7,2 Milliarden Euro. Im ersten Halbjahr 2018 konnte die Arbeitskleidung und Berufsbekleidung im Bekleidungssektor überdurchschnittlich mit einem Umsatzplus von 7,6 Prozent zulegen. Technische Textilien sind die wichtigsten Leistungsträger der Textilbranche und Bekleidungsbranche, insbesondere in den hochentwickelten Ländern. In Deutschland beträgt ihr Anteil am Umsatz der Textilindustrie nach Angaben des Industrieverbands Veredlung, Garne, Gewebe, Technische Textilien e. V. derzeit über 50 Prozent, mit einem Anstieg um mehr als 25 Prozent innerhalb der vergangenen zehn Jahre. Im Jahr 2017 betrug der Anteil der Arbeitskleidung und Berufsbekleidung am Gesamtumsatz des Bekleidungsgewerbes 587 Millionen Euro, was eine Veränderung von zusätzlich 18,5 Prozent zum Vorjahr auszeichnet. Im Zeitraum Januar bis Juni 2018 schließt sich die Produktion bei Arbeitskleidung und Berufsbekleidung den positiven Trend an und steigt mit 8,8 Prozent deutlich an. Im Unterschied zum Rest der Branche. Das durchschnittliche zukünftige Wachstum wird zwischen drei bis sechs Prozent prognostiziert. Deutschland hat mit 40,3 Prozent außerdem den größten Anteil am weltweiten Textilmaschinenmarkt. Man rechnet in den nächsten Jahren mit guten Absatzchancen, da mehr als 60 Prozent der Textilmaschinen älter als zehn Jahre sind. Die Wirtschaftsabteilung der Deutschen Bank bemerkt in einem Wirtschaftsreport, dass die Produktion technischer Textilien seit den 1990er Jahren um real 40 Prozent gewachsen ist. „Die enge Verzahnung mit Textilforschungsinstituten ist dabei von Vorteil. Die hiesige Fertigung wird ferner dadurch begünstigt, dass viele Abnehmerbranchen ebenfalls in Deutschland produzieren…“ Die deutsche Textilindustrie und Bekleidungsindustrie sind besonders innovativ. Gemessen am Umsatz durch Produktneuheiten liegt diese Branche mit gut 25 Prozent weit über dem Industriedurchschnitt, was lediglich durch die Elektroindustrie und den Fahrzeugbau überboten wird. Damit kann der Kostendruck abgemildert werden. Innerhalb des deutschen Marktes waren 2017 in der Bekleidungsindustrie rund 30.000 Menschen, speziell im Bereich der Arbeitskleidung und Berufsbekleidung circa 2.000, in etwa 234 Unternehmen, davon 28 im Berufsbekleidungssektor beschäftigt. Der Umsatz betrug 7,2 Milliarden Euro, von denen etwa 8,1 Prozent durch technische Textilien erwirtschaftet wurden. Innerhalb dieser 7,2 Milliarden Euro Umsatz durch Bekleidungstextilien kann auf Basis der Analyse von einen 0,5 - 1,0 Prozent Umsatzbetrag für die Laseranwendung als Trockenvorbehandlungsmethode ausgegangen werden. Die Projektergebnisse revolutionieren damit die Druckvorbehandlung, da auf klassische Nassprozesse verzichtet werden kann mittels immenser Energieeinsparung für Trocknungsprozesse; Ressourcenschonung, da kein Wasser notwendig ist sowie minimale Prozesszeiten, da nur der benötigte Druckbereich ortsaufgelöst vorbehandelt wird. Es wird somit ein Beitrag zum Wachstum eines wichtigen Marktsegmentes der Textilfertigung und damit auch zur Sicherung und Erweiterung der Arbeitsplätze geliefert.
