Aus der Branche

Die Hochschule Luzern HSLU hat zusammen mit Wirtschaftspartnern Methoden entwickelt, wie sich Alttextilien wieder zu hochwertigen Pullis, Arbeitskleidern oder Teppichen verarbeiten lassen.

Einem Bericht von WWF und PWC zur Folge sind in einem durchschnittlichen Schweizer Schrank 118 Kleidungsstücke, wobei ein Outfit – bestehend aus Pulli, Hose und T-Shirt – mit 1.5 Kilo zu Buche schlägt. Pro Tag landen 70’000 dieser Outfits oder 100 Tonnen in der Altkleidersammlung. Tendenz steigend.

Etwa die Hälfte der Altkleider wird weiterverkauft und exportiert. "Wie groß der Anteil an tatsächlich weitergenutzten Kleidungsstücken ist, ist nicht einfach zu beziffern", sagt Designforscherin Tina Tomovic von der Hochschule Luzern. Sicher ist laut der Expertin für textile Nachhaltigkeit, dass ein immer größerer Teil zu minderwertigen Produkten wie Putzlappen verarbeitet oder direkt verbrannt wird. Das Material dieser Textilien verschwindet damit unwiederbringlich aus dem Wertstoff-Kreislauf.

Dabei gilt die Textilindustrie als äusserst ressourcenintensiv. Textilien stehen gemäß eines Nachhaltigkeits-Aktionsplans der EU beim Verbrauch von Rohstoffen und Wasser an vierter Stelle, nach der Lebensmittelherstellung, dem Wohnungsbau und dem Verkehr. Baumwolle beispielsweise benötigt nicht nur viel Land zum Wachsen, sondern auch sehr viel Wasser. Die Alternative, synthetische Textilien, ist nicht besser, wie Tina Tomovic ergänzt. Sie basieren meistens auf Erdöl – einer endlichen Ressource.

Auf der Suche nach dem reinen Stoff
Für die HSLU-Forscherin ist klar: "Wir müssen unsere alten Kleider viel besser wiederverwerten als bisher und so den textilen Kreislauf schließen." Ein geschlossener Kreislauf bedeutet, dass alte Pullis oder T-Shirts nicht verbrannt oder zu Lappen verarbeitet werden, sondern zu neuer Kleidung – die dann wieder im Laden landet. Wie dieses Recycling funktionieren könnte, erforschten Tomovic und ihr Team gemeinsam mit Unternehmen aus der Textilindustrie im Projekt «Texcircle».

Oft bestehen Textilien aus verschiedenen Materialien, beispielsweise Baumwolle vermischt mit Polyester. Das macht das Recycling aufwändig. Denn das Material muss möglichst rein sein, um zu einem vielseitig verwendbaren Garn weiterverarbeitet werden zu können; «wild durcheinander gewürfelte Textilien», so Tomovic, nützten gar nichts.

Zweieinhalb Tonnen Material verarbeitet
Das Projektteam nahm daher die gesamte Recycling-Prozesskette unter die Lupe, vom Sammeln der Alttextilien übers Sortieren und dem anschließenden maschinellen Zerkleinern bis hin zum Spinnen des so gewonnenen Rohstoffs zu neuen Garnen und Vliesen. Die verwendeten Alttextilien – insgesamt 2.5 Tonnen Material – stammten größtenteils aus den Sammlungen des Textilverwerters Texaid. Eine zentrale Rolle im Projekt spielten nationale und internationale Wirtschaftspartner, welche die Fasern, Garne und Vliese zu Produkten verarbeiteten.

Namhafte Partner im In- und Ausland
Ein einzelnes Unternehmen wird den Herausforderungen einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft nicht begegnen können – dies war eine der Schlussfolgerung aus dem Vorgängerprojekt «Texcycle», in welchem die Forschenden auf das Sammeln und Sortieren von Alttextilien fokussierten. Daher wurde für das Nachfolgeprojekt der "Texcircle-Cluster", bestehend aus Schweizer und internationalen Unternehmen im Bereich Textilfertigung und -recycling, gegründet. Die Projektpartner steuerten Know-how, Eigenleistung, finanzielle Beiträge und Materialspenden bei.

Die Partner aus der Industrie waren Coop, Rieter, Rohner Socks, Ruckstuhl, Texaid und Workfashion.
Texcircle wurde von der schweizerischen Agentur für Innovationsförderung Innosuisse unterstützt.

Die Tests in den Fabrikhallen der einzelnen Partnerunternehmen bezeichnet Tina Tomovic als «Reality Checks». Mehr als einmal musste das Team beim Bearbeiten des Materials feststellen, dass die Theorie in der Praxis nicht immer umsetzbar ist, wie sie erzählt: "Alte Kissen und Bettdecken sind aus einer Materialperspektive zwar sehr interessant für das Recycling. Eine effiziente und kostengünstige Verarbeitung der Waren ist heute aber noch nicht möglich."

Höhepunkt des zweijährigen Projektes war die Produktion mehrerer Prototypen auf der Basis von Alttextilien. Beispielsweise produzierte die Winterthurer Firma Rieter aus alten Jeanshosen Garn für einen Pullover. Der Zuger Arbeitsbekleidungsproduzent Workfashion wiederum verarbeitete alte Kissen und Bettdeckenfüllungen zu Isolationsfutter für Arbeitswesten – die Produktqualität musste im Rahmen des Projektes stets gleich hoch sein wie bei vergleichbaren Textilien im Laden.

Die Firma Ruckstuhl im bernischen Langenthal entwickelte einen Recycling-Teppich für den Wohnbereich. Das Garn dafür stammt zur Hälfte von getragenen Wollmänteln. «Wir haben schon länger nach Mitteln gesucht, wie wir im Betrieb einen weiteren Schritt in Richtung Nachhaltigkeit gehen können», sagt Ruckstuhls Geschäftsführer Adrian Berchtold. Das Projekt sei somit genau zur richtigen Zeit gekommen. Er erläutert: "Die Projektresultate zwangen uns, zu hinterfragen, welche Produktionsschritte für diesen neuen Teppich nachhaltig sind und welche nicht."

Berchtold überraschte insbesondere die Erkenntnis, dass das Waschen von alten Mänteln mit Wasser umweltschädlicher ist als mit Chemikalien: "Der Wasserverbrauch war einfach zu hoch. Paradoxerweise ist es in diesem Fall ressourcenschonender, die Textilien mit Ozon zu reinigen." Ruckstuhl plant, den Recycling-Teppich ab Mitte 2023 in kleiner Serie herzustellen.

• DITF beteiligt sich am internationalen Konsortium zum Kunststoffrecycling ‚WhiteCycle‘

Ein Konsortium aus 16 öffentlichen und privatwirtschaftlichen Organisationen hat sich unter dem Namen ‚WhiteCycle‘ zusammengeschlossen, um ein umfassendes und geschlossenes Recyclingsystem für Plastikabfälle zu etablieren. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) werden als Teil des Konsortiums ihren Beitrag mit einem neuen Syntheseverfahren zur Verarbeitung von recycelten Kunststoffen leisten.

Unter Leitung der Michelin Group Frankreich konstituierte sich das Konsortium ‚WhiteCycle‘ Anfang Juli 2022. Ziel der europäischen Initiative ist es, einen Wirtschaftskreislauf zu etablieren, um inhomogene Textilabfälle aus verschiedenen Materialien aufzubereiten und daraus neue, hochwertige Produkte herzustellen. Dieses Vorhaben soll dazu beitragen, die von der Europäischen Union gesteckten Ziele bei der Reduktion von CO₂-Emissionen bis zum Jahr 2030 zu erreichen.

Komplex aufgebaute, textilhaltige PET-Abfälle wie Reifen, Schläuche oder mehrlagige Verbundtextilien aus dem Bekleidungsbereich sind bisher schwer oder gar nicht recycelbar. Unter dem WhiteCycle-Netzwerk werden mehrere Projekte und Forschungsansätze zusammengeführt, die sich des Problems annehmen und neue Lösungsansätze liefern sollen.

Die DITF werden ein bestehendes PET-Syntheseverfahren an neuartige recycelte Monomere anpassen. Das zu bewältigende Problem besteht in den Verunreinigungen im Ausgangsmaterial, die durch dessen inhomogene Zusammensetzung bedingt sind.

Zusammen mit dem Projektpartner Kordsa Teknik Textil A.S. (Türkei) entwickeln die DITF neue Syntheserezepte. Sie haben zum Ziel, mögliche Nachteile abzustellen, die durch verbleibende Verunreinigung der Monomere zustande kommen. Denn trotz einer Reinigung der Monomere vor deren Weiterverarbeitung können nicht alle Verunreinigungen entfernt werden. Die Ansätze, die dabei verfolgt werden, sind anspruchsvoll. So müssen Art und Menge der verwendeten Zusatzstoffe spezifisch angepasst werden. Dazu gehören Katalysatoren, Verarbeitungshilfsmittel, Nukleierungs- und Kupplungsmittel sowie Kettenverlängerer. Auf diese Weise ist es möglich, die negativen Auswirkungen von unbekannten Verunreinigungen zu vermeiden. Damit verbessern sich die Materialeigenschaften der wiederverwerteten Kunststoffe, da sie langfristig thermisch stabilisiert werden, was wiederum in einer Verbesserung der mechanischen und rheologischen Eigenschaften resultiert. Das modifizierte Verfahren soll es ermöglichen, dass recyceltes PET (r-PET) die gleichen Eigenschaften wie virgin PET aufweist.

Die Konsortialpartner verfolgen andere Ansätze, um eine verbesserte Recyclingrate und hochwertigere r-PET-Produkte zu erzeugen: Optimierte Sortiertechnologien für die sortenreine Trennung von Abfällen gehören ebenso dazu wie eine enzymbasierte Behandlung von Kunststoffen, um sie auf nachhaltigem Weg in Monomere aufzuspalten. Letztlich wird auch die hochqualitative Fertigung neuer Produkte aus den recycelten Kunststoffen dazu beitragen, den Rohstoffkreislauf zu schließen.

• Nachhaltige Lösungen für die gesamte Kette

Unter dem Motto „Feel the Flow. Keep Control.” präsentiert sich die Division Polymer Processing Solutions des Schweizer Oerlikon Konzerns auf der K 2022. Die internationale Leitmesse für die Kunststoffindustrie findet vom 19. bis 26. Oktober in Düsseldorf, Deutschland, statt. Es werden rund 200.000 Besucher erwartet. Oerlikon informiert über ein breit gefächertes Leistungsangebot im Bereich der Kunststoffherstellung und -verarbeitung. Innovative Lösungen und Technologien zu den Themen: Rohstoffaufbereitung dank moderner Polykondensations- und Extrusionsanlagen, neueste Recyclingtechnologien, effiziente Heißkanalsysteme, innovative Beschichtungslösungen, nachhaltige Herstellungsverfahren für Filtrationsanwendungen und hochqualitative Zahnradpumpen.

Modernste Anlagen für das Recycling von Kunststoffen
Oerlikons Joint Venture Unternehmen BBEngineering beschäftigt sich seit Jahren mit dem Thema Recycling und setzt damit in diesem Jahr auf der Düsseldorfer Messe einen Schwerpunkt. Neben Extrudern, Filtern und Mischern bietet BBEngineering mit VacuFil® eine komplette Anlage für ein innovatives und einzigartiges PET LSP-Recyclingverfahren an. VacuFil® vereint schonende Großfiltration und gezielte IV-Regulierung für eine konstant hervorragende rPET-Schmelzequalität. Das modulare System kann für verschiedene Recyclinganwendungen eingesetzt werden.

Bauteile im Automobil müssen nicht mehr nur technologisch höchsten Ansprüchen genügen, sondern auch nachhaltig und rezyklierbar sein. Zukünftig müssen Ingenieurinnen und Ingenieure bei der Entwicklung nicht nur das fertige Produkt, sondern auch das Ende dessen Lebenszyklus im Blick haben. Künstliche Intelligenz soll helfen, in solchen Zyklen zu denken. dabei helfen. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) sind einer der Projektpartner im Forschungsprojekt CYCLOMETRIC, das durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut wird. Entwickelt wird ein Tool, das schon während der Produktplanung Verbesserungsvorschläge macht.

Recycling von Hochleistungsmaterialien scheitert häufig daran, dass sich die Werkstoffe nicht in ihre ursprünglichen Bestandteile trennen lassen. CYCLOMETRIC soll dafür sorgen, dass dieses Problem nicht erst am Ende des Lebenszyklus eines Produkts gelöst werden muss. Mit den derzeitigen Methoden und Werkzeugen werden Auswirkungen auf die Umwelt oft erst gegen Ende der Entwicklung oder sogar erst nach Produktionsbeginn untersucht – obwohl die relevantesten Entscheidungen über Produkteigenschaften deutlich früher getroffen werden. Das neue System hilft, während der Entwicklung die richtigen Entscheidungen zu treffen. Dazu werden Daten, Informationen, Wissen über alle Entwicklungsphasen und Schnittstellen hinweg analysiert und bewertet. Dabei kommen Forschungsansätze des Advanced Systems Engineerings und Model-based Systems Engineerings in Verbindung mit Methoden der Ökobilanzierung sowie die Geschäftsmodellanalyse zum Einsatz.

Produktentwicklung muss täglich komplexe Parameter wie Produzierbarkeit, Rezyklierfähigkeit, Wiederverwendbarkeit, CO2-Emissionen und Kosten im Blick behalten. Nicht zuletzt müssen die Erwartungen und Gewohnheiten der Kundinnen und Kunden mitgedacht werden. Das Tool berechnet die Auswirkungen bei der Auswahl des Materials ebenso wie bei der Planung von Produktionsschritten und macht Verbesserungsvorschläge.

Als Anwendungsbeispiel für das digitale Werkzeug dient im Projekt CYCOMETRIC eine Mittelkonsolenverkleidung. Sie besteht aus nachhaltigen Textilmaterialien und verfügt über in das Textil integrierte smarte Funktionen. Das fertige Tool ist dennoch nicht auf die Automobilbranche beschränkt. Es kann in allen Industriefeldern eingesetzt werden.

Aufgabe der DITF ist die Auswahl und Prüfung geeigneter Materialien. Das Team erarbeitet die passenden Fertigungs- und Verarbeitungsprozesse und erstellt einen Prototyp. An den Prüflaboren werden Testläufe zu Funktions-, Alltags-, Langzeit- und Extremtauglichkeit der textilen Strukturen und Faserverbundwerkstoffen durchgeführt, die bei der späteren Anwendung reproduzierbar sind. Für die smarten Funktionen der Konsole werden Konzepte für Sensoren und Aktoren entwickelt.

Die DITF bringen als Partner im Forschungscampus ARENA2036 umfangreiche Erfahrungen im Leichtbau durch Funktionsintegration bei Automobilen mit. Nach Abschluss des Projekts werden die Denkendorfer Forscherinnen und Forscher Unternehmen beraten, wie Textilien verstärkt im Fahrzeuginterieur eingesetzt werden können.

Für den ressourceneffizienten Einsatz von Kunststoffen entwickelt Fraunhofer UMSICHT neue Werkstoffe. Im Fokus stehen dabei Biokunststoffe, eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft sowie Strategien zur Reduzierung von Makro- und Mikroplastik in der Umwelt. Fraunhofer UMSICHT präsentiert sich auf der K 2022 mit chemischen Zwischenprodukten aus Kaffeesatz, Folienwerkstoff auf Basis von TPU, PLA-Compounds für technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko und abbaubaren Mulchfolien.

Forschende des Fraunhofer UMSICHT gewinnen im Projekt »InKa«, das die Wertschöpfungskette von Kaffeesatz erforscht, aus dem ungenießbaren Kaffeeöl ein chemisches Zwischenprodukt, das bei der Herstellung von Additiven für Kunststoffe zum Einsatz kommt. Den entölten Kaffeesatz versuchen sie, als alternativen Rohstoff für die Papier- und Kartonindustrie zu nutzen. »Eine besondere Herausforderung bei unserem Projekt ist das Scale-up der Verfahrensschritte vom Labor zur industriellen Fertigung. Das angestrebte Verfahren als Ganzes ist hoch innovativ und leistet einen wichtigen Beitrag bei der Nutzung von biobasierten Rohstoffen im Rahmen der Bioökonomie. Im Labormaßstab sehen wir bereits, dass unser Konzept aufgeht: Wir konnten die entwickelten Additive bereits in neuen Werkstoffrezepturen testen«, erklärt Inna Bretz, Abteilungsleiterin Zirkuläre und Biobasierte Kunststoffe des Fraunhofer UMSICHT.

Röntgendetektierbare Mehrwegschutzbekleidung
Die Entwicklung eines Folienwerkstoffs auf Basis von thermoplastischen Polyurethanen (TPU) und röntgendetektierbaren Additiven war das Ziel des Projekts »DetekTPU«. Bei der Produktion von Nahrungsmitteln ist Einwegschutzbekleidung zu tragen, um Sicherheits- und Hygienevorschriften einzuhalten. Neben einer großen Mengen Plastikmüll ergibt sich dabei zusätzlich das Problem, dass Teile der Schutzbekleidung in den Nahrungsmitteln landen können und dort nicht detektiert werden. Der entwickelte Werkstoff soll für zuverlässig röntgendetektierbare Mehrwegschutzbekleidung eingesetzt werden. Dies ist für dünne Kunststofffolien eine bisher nicht gelöste Herausforderung. »Die bisherigen Projektergebnisse sind vielversprechend, aktuell planen wir weitere Entwicklungsschritte mit unserem Projektpartner. Hierzu soll das Team um Experten aus dem Bereich Folienherstellung erweitert werden.«  berichtet Christina Eloo, Gruppenleiterin Kunststoffentwicklung.

Biobasierte Kunststoffe für technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko
Technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko, etwa in der Elektronikindustrie, erfordern flammgeschützte, wärmeformbeständige und schlagzähe Kunststoffe. Ein Großteil davon wird auf Erdölbasis hergestellt, dessen Vorräte begrenzt sind. Biokunststoffe erreichen jedoch oftmals noch nicht im vollen Umfang das vom Markt geforderte Eigenschaftsniveau konventioneller technischer Kunststoffe. Die Grenzen liegen insbesondere beim Brandverhalten, einer ausreichenden Temperaturbeständigkeit oder Schlagzähigkeit. Hier setzt »TechPLAstic« an: Es werden PLA-Compounds für langlebige Produkte anwendungs- und marktnah entwickelt - unter Berücksichtigung der jeweiligen Anforderungen und Kosten. Der Anwendungsfokus liegt zunächst auf technischen Produkten des Elektronik- und Bausektors wie beispielsweise Leuchten oder Schalter und Tasten in der Gebäudetechnik.

Mulchfolien mit angepasster Abbaubarkeit
Biologisch abbaubare Kunststoffe sind in umweltoffenen Anwendungen sinnvoll, bei denen ein Recyclingprozess nicht möglich oder mit einem zu hohen Aufwand verbunden ist. Beispiele hierfür sind Geotextilien oder Mulchfolien. Fraunhofer UMSICHT forscht an Kunststoffen mit angepasster Abbaubarkeit, die während der Nutzungsdauer die gewünschten Eigenschaften erfüllen. Zur Untersuchung und Bewertung der Eigenschaftsänderungen von Kunststoffen während der Alterung durch Umwelteinflüsse werden durch die Forschenden im Labor die Bedingungen so anwendungsnah wie möglich eingestellt. Dazu können je nach Produkt verschiedene Substrate (Kompost, Erde, Wasser), verschiedene Temperaturen und UV-Licht eingesetzt werden.
 
Förderhinweise

• Das Projekt »InKa – Intermediate aus industriellem Kaffeesatz« wird im Rahmen der Fördermaßname »Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030« der Bundesregierung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
• Das Projekt »DetekTPU« wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
• Das Projekt »TechPLAstic« wird durch die Fachagentur Nachwachsende Rohrstoffe e. V. (FNR) und aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert.

Jährlich werden weltweit mehr als 350 Millionen Tonnen Kunststoff produziert, und Unmengen von Plastikmüll landet einfach in der Umwelt. Die Kreislaufwirtschaft bietet ein enormes Potenzial, um Kunststoffe im Kreis zu führen und damit Ressourcen und Umwelt zu schonen. Seit 2018 erforschen sechs Fraunhofer-Institute im Cluster Fraunhofer CCPE, wie die Wertschöpfungskette Kunststoff zirkulär gestaltet werden kann, seit August 2022 ist Manfred Renner neuer Leiter des Clusters. Forschungsergebnisse, Umsetzungsprojekte und Strategien, um den Wandel zu einer zirkulären Kunststoffwirtschaft zu beschleunigen, präsentiert das Fraunhofer CCPE auf dem ersten internationalen Fraunhofer CCPE Summit am 8. und 9. Februar 2023 in München.

In einer zirkulären Kunststoffwirtschaft lassen sich Ressourcen einsparen, Produkte intelligent auf eine lange Nutzbarkeit designen sowie End-of-Life Verluste reduzieren. Damit der Wandel von einem linearen hin zu einem zirkulären Wirtschaften gelingt, sind systemische, technische und soziale Innovationen nötig. Daran forscht das Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE in den drei Division »Materials«, »Systems« und »Business«. Die Kooperation der sechs Fraunhofer-Institute IAP, ICT, IML, IVV, LBF und UMSICHT ermöglicht einen Multi-Stakeholder-Ansatz, in dem die passenden FuE-Kompetenzen gebündelt werden.

Erfolgreiche Projekte und Forschungsansätze möchte Fraunhofer CCPE auf dem Fraunhofer CCPE Summit am 8. und 9. Februar 2023 in München im internationalen Rahmen präsentieren und diskutieren. Der Summit soll ein internationales Forum werden, um sich über Lösungsideen und Innovationen für eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft auszutauschen.

Branchenübergreifende Zusammenarbeit – lokal, regional und international
Seit August 2022 ist Prof. Manfred Renner, Institutsleiter des Fraunhofer UMSICHT, neuer Leiter des Fraunhofer CCPE. Er folgt auf Prof. Eckhard Weidner, der in den Ruhestand getreten ist. »Eine branchenübergreifende Zusammenarbeit – ganz lokal, aber auch regional und international – ist die elementare Voraussetzung für eine funktionierende zirkuläre Kunststoffwirtschaft. Beim Summit werden sich Player aus allen Himmelsrichtungen begegnen und vernetzen, um gemeinsam die Wertschöpfungskette Kunststoff neu zu denken«, erklärt Prof. Manfred Renner und ergänzt: »Wir möchten Antworten auf folgende Fragen liefern:  Wie können wir alle Circular Economy Prinzipien, also die zehn R-Strategien bekannt machen? Wie können Industrie, Wissenschaft und Gesellschaft bei einer Transformation zu einer zirkulären Kunststoffwirtschaft am besten für den größtmöglichen Impact kooperieren?«

Bisherige Ergebnisse des Clusters Fraunhofer CCPE sind innovative Ansätze für zirkuläre Geschäftsmodelle, intelligente Erfassungs-, Sortier-, und Recyclingtechnologien, aber auch neue Rezepturen für zirkuläre Polymere und Compounds, um vielfache Recyclingumläufe zu ermöglichen. Mit dem neu entwickelten Bewertungstool CRL® können Unternehmen beispielsweise den Reifegrad von Produkten oder Produktsystemen im Hinblick auf die Circular Economy selbst bewerten. Das Tool prüft, inwieweit ein Produkt Prinzipien der Kreislaufwirtschaft in den Bereichen Produktdesign, Produktdienstleistungssystem, End-of-Life-Management und Kreislaufwirtschaft bereits berücksichtigt und wo noch Verbesserungspotenzial besteht.

Prof. Dr. -Ing. Jörg Müssig und Vincent Röhl von der Hochschule Bremen trugen mit einem Kapitel über Wollfaserverbundwerkstoffe im Spritzguss und im 3-D-Druck zum Buch "Wool Fiber Reinforced Polymer Composites" bei.

Pflanzliche Naturfasern gewinnen als Verstärkungselemente in Verbundwerkstoffen zunehmend an Bedeutung. Wolle hingegen ist in derartigen Werkstoffen bisher eher selten zu finden, hat allerdings ein überaus spannendes Potenzial.

Das aktuell erschienene Buch zu wollfaserverstärkten Polymerverbundwerkstoffen stellt eine eingehende und praktische Analyse von Verbundwerkstoffen auf der Basis von Wolle dar und deckt alle Bereiche von der Morphologie der Wollfaser bis zu den industriellen Anwendungen von Wollfaserverbundwerkstoffen ab. Untersucht werden unterschiedlichste Formen von Wollfaserverbundwerkstoffen, Beschreibungen umfassen Morphologie, Struktur und Eigenschaften von Wolle, Methoden zur chemischen Modifizierung von Wolle, verschiedene Formen von Woll-Polymer-Verbundwerkstoffen und weitere neue Anwendungen.

Unter dem Titel „Wool fiber-reinforced thermoplastic polymers for injection molding and 3D-printing“ bekommen die Leser:innen einen Überblick vom Aufbau natürlicher keratin-basierter Strukturen, deren Eigenschaften bis hin zur Verwendung von Wolle in Verbundwerkstoffen. Neben Anwendungsmöglichkeiten im 3-D-Druck gehen die Autoren auch auf das bionische Potenzial keratin-basierter Strukturen ein. Vor dem Hintergrund der Diskussionen über den unerwünschten Eintrag von Kunststoffen in Gewässer und Böden sehen Vincent Röhl und Jörg Müssig einen besonderen Vorteil von Wollfasern zur Verstärkung von abbaubaren Kunststoffen. Ihre aktuellen Forschungen zeigen, dass wollfaserverstärkte, biobasierte Kunststoffe sich sehr schnell im Boden abbauen und von Bodenorganismen verstoffwechselt werden können.

• Monomaterial-Lösung enthält Polypropylen aus erneuerbaren Quellen aus dem Bornewables™-Portfolio kreislauforientierter Polyolefine
• Trexel setzt seine eigene MuCell®-Technologie ein, um eine Reihe von Vorteilen bei der Gewichtsreduzierung zu bieten
• EverMinds™ in Aktion: Wiederverwendung und recyclingorientiertes Design stehen im Fokus der Kooperation entlang der Wertschöpfungskette

Borealis und Trexel, ein Experte für geschäumte Spritzguss- und Blasformteile, geben die gemeinsame Entwicklung einer neuen Kunststoffflasche bekannt, die auf einem Material des Bornewables™-Polyolefinportfolios basiert. Bornwables-Materialien werden aus erneuerbaren Rohstoffen hergestellt, die zu 100 % aus Abfall- und Reststoffströmen stammen. Die leichtgewichtige Flasche, die im Oktober am Borealis-Stand auf der K 2022 (vom 19. bis 26. Oktober 2022 in Düsseldorf) vorgestellt wird, ist wiederverwendbar und vollständig recycelbar. Sie weist einen deutlich geringeren CO₂-Fußabdruck auf, da sie aus nachwachsenden Rohstoffen besteht und mittels Schäumverfahren hergestellt wird.

Das Bornewables™-Portfolio kreislauforientierter Polyolefine hilft dabei, den CO₂-Fußabdruck zu verkleinern, und liefert gleichzeitig eine Materialleistung, die es mit der Performance von Polymer-Neuware aufnehmen kann. Die Verwendung von Bornewables-Materialien ermöglicht zudem ein hohes Maß an Designfreiheit und Farbflexibilität, wodurch hochwertige optische und haptische Eigenschaften erzielt werden können. Die am europäischen Markt erhältlichen Materialien schonen darüber hinaus auch die natürlichen Ressourcen, da sie ausschließlich aus Abfällen und Reststoffen, wie zum Beispiel aus gebrauchtem Speiseöl, gewonnen werden. Die Wiederverwendung von bereits im Umlauf befindlichen Abfällen anstelle von Rohstoffen aus fossilen Brennstoffen steigert die Nachhaltigkeit der mit Bornewables-Materialien hergestellten Anwendungen.

Dank Trexels MuCell-Technologie, die in Verbindung mit den Borealis Bornewables-Sorten zum Einsatz kommt, behält die von Borealis und Trexel neu entwickelte Mehrwegflasche über viele Lebenszyklen hinweg ihren Wert, wodurch der Verbrauch wertvoller Ressourcen minimiert wird. Zudem benötigen weiterverarbeitende Unternehmen durch die Nutzung der MuCell®-Technologie weniger Energie im Produktionsprozess. Die Flasche hilft somit dabei, den Kunststoffkreislauf durch recyclingorientiertes Design, die Verwendung erneuerbarer Rohstoffe und eine über mehrere Lebenszyklen hinweg konstante Materialperformance zu schließen.

• Aus Abfall wird Rohstoff

Alternativen zu Primärrohstoffen einzusetzen, ist eine Möglichkeit, die Nachfrage nach Rohstoffen zu decken und sich vom globalen Geschehen unabhängiger zu machen. Benötigte Materialien können durch Sekundärrohstoffe ersetzt bzw. die in der Produktion und am Ende des Lebenszyklus anfallenden Wertstoffe dem Kreislauf wieder zugeführt werden. Das VDI Zentrum Ressourceneffizienz (VDI ZRE) hat hierzu eine kostenlose Materialdatenbank zu Nebenprodukten und Sekundärrohstoffen entwickelt.

Bisher sind die Bereiche Metall und Kunststoff vorhanden, die Datenbank soll erweitert und ausgebaut werden.

Materialdatenbank des VDI ZRE zeigt Verwendungsmöglichkeiten von Wertstoffen
Für Unternehmen kann die Verwendung von Sekundärrohstoffen bzw. der Verkauf von nicht mehr benötigten Wertstoffen zu einer verbesserten Wettbewerbssituation beitragen, indem Kosten reduziert und zusätzliche Einnahmen generiert werden. Zudem beweisen die Betriebe mit diesem Handeln ökologische Verantwortung. Für dieses Vorgehen braucht es Wissen um die Verwendungs- und Vertriebsmöglichkeiten der Sekundärrohstoffe.

Rohstoffe verwerten, statt entsorgen
Die Materialdatenbank zu Nebenprodukten und Sekundärrohstoffen unterstützt insbesondere Unternehmen, die bisher wenig Erfahrung mit der Verwertung bzw. Veräußerung von in der Produktion anfallenden Wertstoffen haben. Die Datenbank führt Materialien in verschiedenen Kategorien auf. Zu jedem Eintrag gibt es eine kurze Beschreibung, sowie Angaben zu der Geometrie und den Einsatzmöglichkeiten des Wertstoffs. Zudem sind jeweils passende Händler zu den Wertstoffen verlinkt. Im Bereich „Beispiele aus der Praxis“ wird aufgezeigt, wie andere Unternehmen bereits erfolgreich Nebenprodukte und Sekundärrohstoffe einsetzen.

„Der Einsatz von Sekundärrohstoffen kann Unternehmen in der gegenwärtigen Krise helfen, sich von globalen Lieferketten unabhängiger zu machen und den CO₂-Fußabdruck ihrer Produkte zu senken. Mit der neuen Materialdatenbank leistet das VDI ZRE somit einen Beitrag zur Stärkung der Resilienz des verarbeitenden Gewerbes und mehr Klimaschutz“, unterstreicht Dr. Martin Vogt, Geschäftsführer des VDI ZRE, die Bedeutung von Ressourceneffizienz.

Erfolge in der Praxis
Beispiele aus der Praxis zeigen, dass die Einsparpotenziale für Unternehmen hoch sein können, wenn diese sich intensiver mit den eigenen Rohstoffen auseinandersetzen. Zudem wird ersichtlich, dass Sekundärrohstoffe zunehmend und nachhaltig zur Deckung des Rohstoffbedarfs beitragen. Die vom Bundesumweltministerium beauftragte Datenbank wird in regelmäßigen Abständen aktualisiert und erweitert.

Sie ist erreichbar unter: www.ressource-deutschland.de/werkzeuge/ressourceneffizienz-in-der-praxis/materialdatenbank/.

Die Heimtextil Trend Preview 23/24 präsentierte zu Herbstbeginn Designkonzepte und Inspirationen für die textile Einrichtungsbranche. Mit „Textiles Matter“ will die Heimtextil 2023 Maßstäbe für die zukunftsorientierte und nachhaltige textile Einrichtung von morgen setzen.
 
Mit konzentrierter Analyse und Fachexpertise untersucht der Trend Council der Heimtextil, bestehend aus dem Studio FranklinTill (London), dem Stijlinstituut Amsterdam und der dänischen Agentur SPOTT Trends & Business, die Zukunft für den nationalen und internationalen Markt. Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft stehen dabei so stark wie nie zuvor im Fokus und setzen den Trend für die Saison 23/24.
 
Textilien sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. So vielfältig die Ansprüche der Nutzer*innen sind, so vielfältige sind auch die Einsatzzwecke der Materialien und ihre Herstellung. Dies stellt die internationale Industrie vor eine große Herausforderung. Die Textilindustrie bezieht ihre Rohstoffe aus vielen Quellen und nutzt zahlreiche Verfahren zur Herstellung einer unbegrenzten Vielfalt von Produkten. Dies bietet großes Potenzial für eine nachhaltige Weiterentwicklung. Die Heimtextil Trends zeigen Möglichkeiten auf, dieses Potenzial zu nutzen und nachhaltige Entwicklung zu fördern. Unter dem Motto „Textiles Matter“ werden Ansätze der Kreislaufwirtschaft vorgestellt, die dem Markt Impulse für eine nachhaltige Entwicklung liefern.
 
"In Anbetracht des ökologischen Notstands, in dem wir uns derzeit befinden, steht die Textilindustrie in der Verantwortung, ihre Prozesse zu überprüfen und zum Besseren zu verändern. Aus diesem Grund verfolgen wir bei dieser Ausgabe der Heimtextil Trends einen materialorientierten Ansatz und konzentrieren uns auf die Beschaffung, das Design und die Nachhaltigkeit von Materialien. Textiles Matter zeigt das Potenzial der Kreislaufwirtschaft auf und würdigt Designinitiativen, die schön, relevant und vor allem nachhaltig sind", erklärt Marta Giralt Dunjó von FranklinTill.
 
Anorganische Materialien wie Nylon, Polyester, Kunststoffe oder Metalle können im technischen Kreislauf ohne Qualitätsverlust recycelt und wiederverwendet werden. Organische Materialien wie Leinen oder Bast werden im biologischen Kreislauf wieder in die Natur zurückgeführt. Die vier Trend-Themen „Make and Remake“, „Continuous“, „From Earth“ und „Nature Engineered“ leiten sich daraus ab.
 
Make and Remake
Gebrauchte Materialien, Altbestände oder Stoffreste erhalten ein neues Leben. Dabei rückt die Ästhetik des Reparierens in den Fokus und wird als gezieltes Designelement des recycelten Produkts eingesetzt. Mit hellen und fröhlichen Farben und Techniken wie Überdrucken, Überfärben, Bricolage, Collage oder Patchwork entstehen neue und kreative Produkte. Überlagerte Farbmuster und Grafiken führen zu gewagten und maximalistischen, zugleich bewussten Designs.
 
Continuous
Das Trend-Thema Continuous beschreibt geschlossene Kreisläufe, in denen Materialien immer wieder zu neuen, abfallfreien Produkten recycelt werden. Vermeintliche Abfallstoffe werden getrennt und zu neuen Fasern, Verbundwerkstoffen und Textilien wiederaufbereitet. Synthetische sowie zellulosehaltige Garne werden somit abfallfrei produziert. Dank technisch fortgeschrittener Rückgewinnungsverfahren behalten die Materialien ihre ursprüngliche Qualität und Ästhetik. Zweckmäßigkeit, Minimalismus und Langlebigkeit bestimmen das Design der Continuous Produkte.

From Earth
Hier stehen die Natürlichkeit und der Einklang mit der Natur der organischen Materialien im Mittelpunkt. Natürliche Färbungen vermitteln Wärme und Weichheit. Unvollkommene Texturen, Abnutzungen und Unregelmäßigkeiten präsentieren eine ökologische und erdverbundene Ästhetik. Erdige und botanische Farbtöne, natürliche Variationen und haptischer Reichtum dominieren den Bereich From Earth. Unbearbeitete und rohe Oberflächen sowie ungebleichte Textilien, natürliche Farbstoffe betonen die Materialien in ihrem ursprünglichen Zustand.
 
Nature Engineered
Natürlichkeit wird neu interpretiert. Nature Engineered wertet organische Materialien wie Bast, Hanf, Leinen und Nesseln mit mechanischen Mitteln auf und perfektioniert diese. Modernste Techniken bereiten natürliche Textilien zu anspruchsvollen und intelligenten Produkten auf. Klare Linien und Formen, kombiniert mit weichen Beige- und Brauntönen kennzeichnen dieses Thema.
 
Die nachhaltigen und zukunftsweisenden Trends werden im Trend Space der Heimtextil, vom 10. bis 13. Januar 2023 in Frankfurt, inszeniert.