Aus der Branche

Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) koordinieren das Forschungsprojekt, das im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon Europe der Europäischen Union gefördert wird. Ziel von BioFibreLoop ist es, rezyklierbare Outdoor-, und Arbeitskleidung aus erneuerbaren biobasierten Materialien zu entwickeln. Am 26. und 27. Juni 2024 fand in Denkendorf die Auftaktveranstaltung statt.

Die Textilindustrie steht vor zwei Herausforderungen: zum einen muss die Produktion nachhaltiger und umweltfreundlicher werden und zum anderen erwarten die Verbraucher von Kleidung immer mehr intelligente Funktionen.

Bei der Herstellung von Funktionstextilien werden zudem häufig Chemikalien verwendet, die die Umwelt und die Gesundheit belasten und das spätere Recycling erschweren.

Intelligente Innovationen sollen deshalb dafür sorgen, schädliche Chemikalien zu ersetzen, Wasser einzusparen, verstärkt langlebige, recycelbare biobasierte Materialien einzusetzen und so den meist erhebliche CO₂-Fußabdruck von textilen Produkten zu reduzieren. Digitalisierte Prozesse sind im Einsatz, um für mehr Effizienz und einen geschlossenen Kreislauf zu sorgen.

Im Projekt BioFibreLoop werden mit Hilfe von Lasertechnologie natürliche Strukturen nachgeahmt, um Kleidungsstücke mit wasser- und ölabweisenden, selbstreinigenden und antibakteriellen Eigenschaften herzustellen. Am Ende der Forschungsarbeit stehen erschwingliche, ressourcen- und umweltfreundliche, aber dennoch leistungsstarke und haltbare Fasern und Textilien aus erneuerbaren Quellen wie Lignin, Zellulose und Polymilchsäure. Alle Prozesse zielen auf eine Kreislaufwirtschaft mit einem umfassenden Recycling und einer nahezu abfallfreien Funktionalisierung nach dem Vorbild der Natur ab. Die Treibhausgasemissionen könnten auf diese Weise bis 2035 um 20 Prozent verringert werden.

Die Technologie für die Funktionalisierung und das Recycling von biobasierten Materialien wird in drei industriellen Demonstrationsprojekten in Österreich, der Tschechischen Republik und Deutschland entwickelt. Am Ende des Projekts steht ein patentiertes zirkuläres, nachhaltiges und zuverlässiges Verfahren für die Herstellung von rezyklierbaren Funktionstextilien.

Das Projekt BioFibreLoop hat eine Laufzeit von 42 Monaten und ein Gesamtbudget von knapp 7 Millionen Euro, 1,5 Millionen gehen an den Koordinator DITF.

Das Konsortium besteht aus 13 Partnern aus neun Ländern, die Kompetenzen und Ressourcen aus Wissenschaft und Industrie mitbringen:

• Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF), Koordinator, Deutschland
• Next Technology Tecnotessile Società nazionale di ricerca R. L., Italien
• Centre Technologique ALPhANOV, Frankreich
• G. Knopf’s Sohn GmbH & Co. KG, Deutschland
• FreyZein Urban Outdoor GmbH, Österreich
• BEES - BE Engineers for Society, Italien
• BAT Graphics Vernitech, Frankreich
• Interuniversitair Micro-Electronica Centrum, Belgien
• Idener Research & Development Agrupacion de Interes Economico, Spanien
• Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy, Finnland
• Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø, Dänemark
• Steinbeis Innovation gGmbH, Deutschland
• NIL Textile SRO, Tschechien

Das EU-Projekt „MC4 – Multi-level Circular Process Chain for Carbon and Glass Fibre Composites“ untersucht zirkuläre Ansätze für die Wiederverwendung von Verbundwerkstoffen aus Carbon- und Glasfasern. Es entwickelt Prozesstechnologien und Qualitätssicherungsmethoden, die ein wirtschaftliches Recycling von Carbon- und Glasfaserbauteilen ermöglichen. Die im Fokus stehenden Materialien sind für zahlreiche technische Anwendungen unverzichtbar, bei denen ein geringes Materialgewicht und hohe Performance besonders geschätzt werden. Die europäischen Wertschöpfungsketten für Carbon- und Glasfasern müssen jedoch in zweierlei Hinsicht optimiert werden: in Bezug auf die ökologische und die wirtschaftliche Effizienz.

Derzeit gehen bis zu 40 % des Materials im Produktionsprozess als Abfall (z.B. Prepreg-Abfälle im Zuschnitt) verloren und nach einer Lebensdauer von 15 bis 30 Jahren werden 98 % des Materials der Entsorgung zugeführt, ohne Aussicht auf Wiederverwertung. Bei einem jährlichen Verbrauch von etwa 138.000 Tonnen Carbonfasern und 4,5 Millionen Tonnen Glasfaserverbundwerkstoffen sind entsprechende Umweltauswirkungen von hoher Relevanz.
Zusätzlich zu diesen Umweltproblemen muss die derzeitige Wettbewerbsposition Europas in diesen Wertschöpfungsketten verbessert werden, um weniger von ausländischen Quellen abhängig zu sein. 80 % der Herstellung von Carbon- und Glasfasern findet außerhalb Europas statt, und wenn die Herstellung in Europa erfolgt, sind die Technologien häufig von anderen Ländern

MC4 wird sich auf verschiedene Wiederverwendungs- und Recyclingprozesse entlang des Lebenszyklus von Verbundwerkstoffen konzentrieren. Dazu gehören:

• Chemische Recyclingtechnologien für eine wirtschaftlich effiziente Trennung von Matrix und Carbonfasern
• Verarbeitungstechnologien für die Wiederverwendung von Prepreg-Abfällen aus dem Produktionsablauf (z.B. beim Zuschnitt)
• Mechanische Recyclingverfahren für Bauteile aus Glasfaserverbundwerkstoffen zur direkten Wiederverwendung der Materialien in neuen Bauteilen
• Neue Harze für eine bessere Recycelbarkeit von Glasfaserbauteilen
• Technologien für die Verarbeitung von recycelten Carbonfasern zur Herstellung von Garnen, Geweben und Vliesstoffen für Verbundbauteile
• Qualitätssicherungsmethoden zur Charakterisierung von recycelten Glas- und Carbonfasern und der daraus hergestellten neuen Verbundwerkstoffe

Das Konsortium umfasst 15 Partner aus sieben europäischen Ländern. Prozessentwickler, Materialhersteller, Hersteller von Verbundbauteilen sowie Endverbraucher decken die gesamte Wertschöpfungskette ab.

Das STFI bringt in verschiedenen Arbeitspaketen des Projektes seine Kompetenzen im Bereich der Verarbeitung und des Recyclings von Carbonfasern und Carbonfaserverbundbauteilen ein. Neben der Herstellung von Vliesstoffen und deren Prüfung stehen die Anfertigung von Demonstratoren, aber auch entsprechende LCA und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen im Vordergrund.

MC4 wird von der Europäischen Union unter dem Aufruf HORIZON-CL4-2021-RESILIENCE-01-01 im Forschungsrahmenprogramm Horizon Europe finanziert. Die Laufzeit des Projektes ist von April 2022 bis März 2025.