CirNaTex – Markersystem / Entwicklung innovativer Marker-Fasern und Marker-Additive
Projektleiter: Dr. Julia Rautschek
Projektnummer: 16KN110025
Laufzeit: 01.01.2023 – 31.12.2024
Aufgabenstellung
Die verdeckte Markierung von Textilien zur Koordination von Materialflüssen im Sinne der Kreislaufwirtschaft und die Erkennung eigener Produkte zur Verhinderung von Produktpiraterie sind auf globalisierten Märkten wichtiger denn je. Ziel des Vorhabens war die Entwicklung und Erprobung einer Schutz- und Markierungstechnologie mit Blick auf die Anwendung in der textilen Wertschöpfungskette. Konkret ging es um ein variabel einsetzbares Markierungssystem für Textilkomponenten auf Basis eines mehrstufigen Codier- und Analyseverfahrens. Verschiedene Markersubstrate, Fluoreszenzfarbstoffe und Metallkomplexe (in Multifilamente eingearbeitet) sollten direkt als Informationsträger dienen. Mithilfe dieses Markierungsverfahrens waren dann Kennzeichnungs-Codes zu erzeugen, welche mit den parallel zu entwickelnden Detektionsverfahren (bei Partnern im Forschungsverbund) nachgewiesen werden sollen.
Ergebnisse
Die technologische Gesamtentwicklung umfasste die Herstellung neuer Marker für Schmelzspinnverfahren, die Verfahrensentwicklung und produktionsnahe Umsetzung zur Erzeugung binär codierter Fasern, geeignete Verfahrensschritte für die anwendungsorientierte textile Weiterverarbeitung sowie die Bereitstellung geeigneter Detektionsverfahren zur sicheren Nachweisführung der mehrstufigen Systemlösung für textile Endprodukte. Es konnten im TITK-Teilvorhaben erfolgreich Markersubstanzen sowohl für kapazitive (1.Codierungsebene) als auch für spektroskopische (2.Codierungsebene) Messungen synthetisiert und charakterisiert werden.
Für das erstgenannte Verfahren sind vor allem Eisen(III)-Komplexe zu nennen, die - anschließend in Filamenten versponnen (vor allem in Polyamid 6) und zu Gewebe verarbeitet - sehr gute Detektierbarkeit garantierten (s. Abb.). Für das optische Auslesen konnten spezielle, an die Polymermatrix angepasste Fluorescein-Derivate dargestellt werden, die im Gewebe nach gezielter Anregung mit LED-Licht eine charakteristische Fluoreszenz erzeugen. Die textile Verarbeitung der neuen Funktionsfasern zu Geweben und Gestricken wurde über Partner demonstriert. Die auf diese Weise ins Textil eingebrachten Strichcodes können entweder aus Metall- oder aus Fluoreszenz-Markerfäden bestehen (oder aus beiden), was die 3.Stufe einer Codierung bedeutet. Drei Highlight-Resultate runden die erfolgreiche Zusammenarbeit aller Partner des ZIM-Kooperationsvorhabens dahingehend ab, dass zum einen die Codierung in zwei Konfektionsmuster (Pullover und Kissen) eingebracht werden konnte, dass zweitens die bis dahin braun (Fe(III)) gefärbten und somit für den Nutzer sichtbaren „Metall-dotierten“ Markerflächen durch einen Wechsel auf ein besonderes Element farblos herstellbar waren und drittens, dass sogar ein 4. Level der Codierung erfolgreich erprobt wurde. Dabei handelt es sich um Elementmapping mittels EDX am Faserquerschnitt, was zusätzlich für Kern-Mantel-Fasern von Bedeutung ist.
Anwendung
Das mehrstufige System zur variablen Fasermarkierung eignet sich mit seinem einfachen Handling für eine breite Anwendung für textile Endprodukte. Die gleichzeitig in der verdeckten Signatur realisierte Produktinformation trägt zum sicheren Ursprungsnachweis für den Hersteller bei und steigert die Innovation. Die hinterlegten Informationen können als Fälschungsschutz der Textilien oder für andere textile Einsatz-Szenarien genutzt werden.
