EDITIE 28, FEBRUARI 2016

Onderzoek van lectoraat Smart Functional Materials gedijt in splinternieuw lab

Precies voor de start van het nieuwe schooljaar is in 2015 bij de Saxionleslocatie ‘Epy Drost’ op de Stadscampus in Enschede een nieuw laboratorium ingericht. Belangrijkste gebruikers zijn studenten van Fashion & Textile Technology en onderzoekers van het lectoraat Smart Functional Materials, die enkele maanden na de ingebruikname sensationele onderzoeksresultaten wisten te melden.

 

 

 

 

 

 

 

In het door Köttermann ingerichte laboratorium bij Saxion in Enschede vinden onder andere practica plaats
van de opleiding Fashion & Textile Technology.

Met de presentatie, eind oktober 2015, van de eerste kleding die volledig is gemaakt uit SaXcell vezels hebben onderzoekers van de Saxion hogeschool een belangrijke stap gezet naar schonere textielproductie. De SaXcell vezels zijn gemaakt uit katoenafval via een chemische recycling methode die is ontwikkeld bij het lectoraat Smart Functional Materials onder leiding van lector Ger Brinks en associate lector Gerrit Bouwhuis.

In tegenstelling tot bestaande methoden van mechanisch recyclen hoeven hierbij geen vezelversterkende hulpstoffen te worden toegevoegd, zoals houtcellulose. Bovendien kan bij deze vorm van chemische recycling bijna al het aangeboden katoen worden verwerkt. Voorts In het door Köttermann ingerichte laboratorium bij Saxion in Enschede vinden onder andere practica plaats van de opleiding Fashion & Textile Technology. is het mogelijk om additieven toe te voegen die speciale eigenschappen geven, kan er ook wit materiaal worden gemaakt worden en kunnen verschillende fijnheden van de vezels worden geproduceerd. Jens Oelerich, onderzoeker bij het lectoraat en verantwoordelijk voor het experimentele onderzoek bij SaXcell, legt uit hoe het proces verloopt. “We beginnen met het grof scheiden van het textiel op materialen. Als er bij het katoen minder dan 10 % aan polyester en/of elastaan zit, dan kunnen we met het materiaal aan de slag; eerst opzuiveren tot er alleen katoen overblijft en er daarna nieuwe vezels van maken. Bij het opzuiveren halen we uit het fijngemalen katoen langs chemische weg de kleurstoffen, het polyester en andere verontreinigingen. Bij de kleurstoffen doen we dat door de chemische processen waarmee ze in het textiel zijn aangebracht om te draaien. Dit doen we voor alle kleurstoffen in één stap met een geoptimaliseerd reactiemengsel. Weliswaar heeft iedere kleurstof een eigen affiniteit voor het weefsel, maar na malen van het katoenafval heb je doorgaans een blauwgrijze smurrie, dus op dat kleurenspectrum ligt de nadruk.” Nadat ook het polyester en het elastaan zijn verwijderd, is het zaak om de opgeloste vezels weer spinbaar te maken. Op dit gedeelte van het proces is door de onderzoekers patent aangevraagd, zodat Jens Oelerich er niet veel meer over wil zeggen dan dat er een spinaret (een kop met heel veel kleine gaatjes) aan te pas komt waar je het materiaal doorheen spuit. “Ons streven is sowieso om zo goed mogelijk aan te sluiten bij de bestaande praktijk. We willen ons proces zodanig toepassen dat het op de bestaande machines en kennis van bedrijven kan worden toegepast. Wij leveren de grondstof aan en zij kunnen die direct verwerken in hun processen; hoeven daar geen extra kennis en geld in te investeren.”

 

Onderzoek dichtbij onderwijs

Onderzoek en onderwijs binnen Saxion staan in de praktijk dicht bij elkaar, maar zijn wel onafhankelijk van elkaar georganiseerd. Zo is het toegepast onderzoek georganiseerd in lectoraten, onderzoeksgroepen met aan het hoofd een lector en docent-onderzoekers. Onderwijs en onderzoek zijn ondergebracht in Academies. Eén van die academies is de Academie voor Creatieve Technologie. Hieronder valt naast opleidingen als ICT, Creative Media & Game Technologies en Media, Informatie & Communicatie ook die van Fashion & Textile Technology. De lectoraten zijn op hun beurt ondergebracht in samenhangende clusters zoals Design en Technologie. De lectoraten Design en Technologie zijn op hun beurt weer onderdeel van ofwel de Academie Creatieve Technologie ofwel Life Science Engineering & Design. Het lectoraat Smart Functional Materials, waar het SaXcell-onderzoek plaatsvindt, hoort samen met drie andere lectoraten (Ambient Intelligence, Fashion Materials Design en Media Technology Design) bij de Academie Creatieve Technologie, maar werkt ook samen met lectoraten van Life Science Engineering & Design, zoals Lichtgewicht Composieten en Nanotechnologie. “Zowel studenten als onderzoekers hebben veel baat bij de hechte band tussen de lectoraten en het onderwijs. De lectoren vinden het belangrijk de in hun onderzoeksprojecten ontwikkelde kennis te delen met het onderwijs. Zij zijn ook betrokken bij de opzet van de onderwijsprogramma’s van de Saxion-opleidingen op hun vakgebied. Studenten komen al vanaf het begin van hun opleiding in aanraking met onderzoek en zij verrichten vaak onderzoek in de vorm van een minor of een stage- of afstudeeropdracht bij de lectoraten”, vertelt Jens Oelerich.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

“Het nieuwe laboratorium geeft ons de mogelijkheid
om beter dan ooit samen met studenten,
afstudeerders en stagiaires projecten te doen
in samenwerking met bedrijven in de omgeving.”

 

Laboratorium dichtbij de student

Tot vorig jaar maakten de 20 onderzoekers van het lectoraat Smart Functional Materials nog gebruik van de laboratoria van de chemie opleiding en eigen laboratoria, die waren gevestigd in het hoofdgebouw van Saxion, een heel eind van het onderwijsgebouw op de Stadscampus. Geen ideale situatie in het licht van de filosofie van onderwijs en onderzoek dicht bij elkaar, zeker niet voor de sterk gegroeide Fashion & Textile Technology opleiding die inmiddels meer dan 600 studenten telt, waarvan bijna 200 eerstejaars. “Met het gereed komen van een nieuw gebouw op de Stadscampus kwam er ruimte vrij op de plek waar we nu zitten. Hiervoor moest wel in de zomervakantie de collegezaal worden omgebouwd tot laboratorium”, vertelt Richard Groeneveld, die samen met Rick Hobert verantwoordelijk is voor het reilen en zeilen in het laboratorium en vanuit die functie ook mede vorm heeft gegeven aan het laboratoriumontwerp en de bouw heeft begeleid. “Na afloop van de tentamens hebben we direct de ruimte leeggehaald en is begonnen met de installatie van het leidingenwerk. De maanden daarvoor hebben we het ontwerp gemaakt en een leverancier gezocht die op korte termijn onze wensen qua laboratoriuminrichting kon realiseren. De keuze hierbij is, mede door de goede ervaringen van onze collega’s bij chemie, gevallen op Köttermann. Bij een project dat op een zo korte termijn moet worden gerealiseerd –we hadden er amper anderhalve maand voor– moet je met een partner samenwerken waarop je kunt vertrouwen dat het goed komt, dat deadlines worden gehaald en de inrichting aan de wensen voldoet. Daarin heeft Köttermann aan alle verwachtingen voldaan.”

 

Practicum en onderzoek

Een laboratorium dat is toegespitst op textielonderzoek is niet bepaald een doorsnee chemisch lab. Daar komt nog bij dat in het laboratorium zowel onderzoek moet worden gedaan als practica moeten worden gegeven. “We hebben de ruimte opgesplitst in een apart toegankelijk mechanisch deel waar je niet met chemicaliën werkt en dus minder met regels te maken hebt en een chemisch deel. Door de twee aparte lokalen kan in beide ruimtes tegelijkertijd les worden gegeven. Per ruimte hebben we plek voor zestien studenten. Hierbij zijn de werkplekken zo ingedeeld dat er al naar gelang de behoefte gemakkelijk kan worden gewerkt in groepen van twee, vier of acht personen. Onderzoekers en studenten werken in hetzelfde lab en kunnen gebruik maken van de drie zuurkasten. We hebben wel een klein deel afgescheiden voor onderzoek; daar staan apparaten waar de studenten niet aan hoeven of mogen komen”, vertelt Richard Groeneveld. Voor de inrichting kon worden gebruik gemaakt van meubilair met standaard maten.

De grootste aanpassing die Köttermann moest doorvoeren betrof de afvoer. Vanwege de bestaande vloerverwarming kon de afvoer niet onder de vloer worden gelegd, maar moest grotendeels in het meubilair worden verwerkt om uiteindelijk vanuit één verzamelpunt naar buiten af te voeren. “Geen optimale oplossing, maar onder deze omstandigheden wel de beste”, aldus Groeneveld.

 

Veilig werken

De komst van het nieuwe lab vormde voor de
beheerders een goede aanleiding om de
veiligheidsregels aan te scherpen en daar meer
consequent in te zijn. “Iedereen moet daar kunnen
werken, dus iedereen moet zich aan dezelfde regels
houden. Door de studenten al vanaf het eerste jaar
vertrouwd te maken met het werken in een lab en
het naleven van de regels, is de drempel minder
hoog om in het vervolg van hun studie onderzoek
te gaan doen. Bedenk dat de meeste studenten
deze studie doen vanwege hun interesse in mode.
Ze vinden het al een hele stap om een labjas aan te
trekken, want dan hebben ze niet meer hun eigen
stijl; zien ze er hetzelfde uit als de anderen:
allemaal een bril op; geen hoge hakken of open schoenen”, vertelt Jens Oelerich. Studenten van de opleiding volgen in het eerste jaar een practicum over grondstoffen (welke er zijn; hoe je ze van elkaar onderscheidt) en voeren zowel mechanische (treksterkte, inscheurweerstand, pilling test) als chemische testen (test van kleurechtheid onder invloed van chloor, zweet en wassen, maar ook veredelingstechnieken als verven, finishen en coaten) uit. Na het tweede jaar kiest driekwart voor de mode-richting (product management Fashion) en een kwart voor product management Textile, waarin ze zich verdiepen in textiele technieken en materialen. “Dat zijn ook de studenten die hun afstudeeronderzoek kunnen doen bij ons lectoraat, al zullen de meesten bij bedrijven stage lopen, want dat is voor velen vaak nog de eerste keuze. Gelukkig maar, want we kunnen geen tientallen extra onderzoekers in dit laboratorium kwijt”, zegt Jens Oelerich.

 

Brug tussen wetenschap en industrie

Mogelijkheden zijn er genoeg voor de studenten, want binnen het lectoraat Smart Functional Materials zijn er naast ‘Sustainable Textiles’ met het SaXcell-project nog drie onderzoekslijnen. ‘Responsive Smart Textiles’ richt zich op het inbouwen van sensoren en functies geven aan textiel, bijvoorbeeld tapijt dat reageert als er iemand op staat of valt. Bij ‘Surface Modifications’ gaat het over het aanbrengen van functionaliteiten op textiel. Dit kan door het gebruik van printtechnieken om het waterverbruik te verminderen, maar kunnen ook nieuwe functionaliteiten zijn, zoals met nanodeeltjes. ‘Textile and Clothing Technology’ behelst onder meer het slim designen van een textiel zodat je het na gebruik gemakkelijk kunt recyclen. Jens Oelerich: “Het nieuwe laboratorium geeft ons de mogelijkheid om beter dan ooit samen met studenten, afstudeerders en stagiaires projecten te doen in samenwerking met bedrijven in de omgeving en door product- en procesontwikkeling een meerwaarde te creëren voor de textielindustrie. Wat dat betreft staan we met SaXcell nog aan het begin. Waar we in het laboratorium zijn gestart op een schaal van 5 liter, zitten we inmiddels op 500 liter. Dat lukt niet meer in het lab; daar voeren we vooral analytische metingen uit, het meten van de viscositeit van de cellulose-oplossing, testen om polyester te verwijderen en wasproeven. Het plan is nu om nog verder op te schalen en een proeffabriek te bouwen met een eigen spinlijn. Ook daarvoor zoeken we de samenwerking met bedrijven in de regio. Want zonder hun expertise hadden we zelfs nooit tot het ene kledingstuk kunnen komen dat we vorig jaar hebben gepresenteerd.”

 

Köttermann

www.kottermann.com

 

Smart Functional Materials

www.saxion.nl

 

 

In het chemisch gedeelte van het laboratorium zijn werkplekken ingericht voor maximaal 16 personen.

Jens Oelerich is onderzoeker bij het lectoraat Smart Functional Materials en verantwoordelijk voor het experimentele werk bij SaXcell.

Jens Oelerich is onderzoeker bij het lectoraat Smart Functional Materials en verantwoordelijk voor het experimentele werk bij SaXcell.

KENNISPLATFORM VOOR LABORATORIA