Aus der Branche

Wissenschaftsteams des Instituts für Textiltechnik der RWTH Aachen University (ITA) forschen gemeinsam mit Partnern aus der Industrie und außeruniversitären Forschungseinrichtungen gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) an Wegen, die Textilindustrie von fossilen auf biobasierte Rohstoffe, Ausrüstungen sowie neue umweltfreundliche Verfahren umzustellen, um auf diese Weise, die gesamte textile Wertschöpfungskette zu transformieren.

Die Fäden dafür laufen im Innovationsraum BIOTEXFUTURE mit einer Vielzahl an einzelnen Textilforschungsprojekten zusammen. Die enge Verknüpfung von universitärer mit anwendungsnaher Forschung und marktrelevanter Umsetzung mit Wirtschaftsunternehmen soll dazu führen, dass der Textilindustrie die Wende zu einem zukunftsfähigen biobasierten Wirtschaften zielgerichtet gelingen kann.

Erste konkrete Ergebnisse ausgewählter Projekte präsentiert BIOTEXFUTURE auf den Gemeinschaftsstand Bioökonomie des BMBF auf der Hannover Messe (22. bis 26.4.2024) sowie auf der fast zeitgleich stattfindenden Internationalen Leitmesse für technische Textilien und Vliesstoffe, Techtextil, in Frankfurt / Main (23. bis 26.4.2024). Folgende Projekte werden vorgestellt:

• BioTurf: der Kunstrasen der Zukunft ist grün (Hannover Messe / Techtextil)
• CO₂Tex: innovative elastische Garne binden CO₂ (Hannover Messe / Techtextil)
• DegraTex: biologisch abbaubare Geotextilien (Techtextil)
• BioBase: Textilien für Innenräume, Sport, Auto und Technik werden bio (Hannover Messe / Techtextil)

BioTurf: der Kunstrasen der Zukunft ist grün
Die Forscher*innen des Projekts BioTurf arbeiten an der Lösung eines Problems, mit dem hunderte von Städten und Gemeinden konfrontiert sind. Ziel ist es, eine Kunstrasenstruktur aus Bio-Polyethylen (PE) zu entwickeln, das sich qualitativ nicht von erdölbasiertem PE unterscheidet. Diese Monomaterial-Struktur soll ein hochwertiges Materialrecycling ermöglichen. Eine wichtige Basis für die spätere Kreislaufführung des Produktes. Darüber hinaus wird die neuartige Kunstrasenstruktur ohne die Zugabe von Einstreu-Granulat auskommen und damit das aktuelle Mikroplastik-Problem von Kunstrasenplätzen lösen. Es existiert bereits ein BioTurf-Fußballplatz in Aachen als Demonstrationsspielfeld, auf denen Sportler*innen spielen und trainieren, und dadurch die Forscher*innen regelmäßig Rückmeldung bekommen. Man befindet sich in der Phase der Feinjustierung, um das Ziel zu erreichen den Kunstrasen der Zukunft aus 100% biobasiertem Polyethylen herstellen zu können.

CO₂Tex: innovative elastische Garne binden CO₂
Die Textilwissenschaftler*innen des BIOTEXFUTURE Projekts CO₂Tex entwickeln elastische Filament-Garne, in deren Ausgangsmaterial das für die Erderwärmung mitverantwortliche Treibhausgas CO₂ gebunden ist. Gleichzeitig verwenden sie für die Garnherstellung Schmelzspinnprozesse, für die keine giftigen und umweltschädlichen Lösungsmittel notwendig sind. Den Forscher*innen ist es zudem gelungen, die Elastizität der auf thermoplastischen Polyurethanen (TPU) beruhenden Entwicklung für bestimmte Garntypen an das Leistungsvermögen der konventionellen Elastane heranzuschrauben. Das Projekt-Konsortium erwartet, dass für die entwickelten CO₂-haltigen elastischen TPU-Filament-Garne eine Hochskalierung der Produktionsprozesse auf eine massentaugliche Fertigung im Industriemaßstab in absehbarer Zeit möglich sein wird. Dabei hält das CO₂Tex-Team vergleichbare Herstellungskosten wie bei konventionellen Garnen sowie leichte Vorteile bei der Energiebilanz gegenüber bestehenden Prozessen für möglich.

DegraTex: biologisch abbaubare Geotextilien
Das Ziel von DegraTex ist die Entwicklung biobasierter, abbaubarer Geotextilien für kurzfristige Anwendungen wie die zeitlich begrenzte Sicherung von Erdstrukturen oder für den Vegetationsschutz. Die Materialien erfüllen ihre Funktion, bis sie von natürlichen Komponenten, wie z.B. bodenstabilisierenden oder bodendeckenden Pflanzen, übernommen werden oder simpel einfach nicht mehr benötigt werden. Es geht darum, konventionelle, erdölbasierte Geotextilien in technisch und ökologisch sinnvollem Rahmen durch biobasierte und abbaubare Produktlösungen zu ersetzen. Das Forschungsteam des ITA hat bereits erste Demonstratoren auf Basis von Biopolymeren im Außeneinsatz.

BioBase: Textilien für Innenräume, Sport, Auto und Technik werden bio
Im BioBase-Projekt wird die gesamte textile Wertschöpfungskette der jeweiligen Produkte abgebildet und in jedem Prozessschritt der technologische Reifegrad für die industrielle Produktion von biobasierten und nachhaltigen Chemiefasern schrittweise erhöht. Zunächst entstehen hierbei in Kooperation zwischen den Forschungseinrichtungen und Industriepartner*innen industriell gefertigte Anschauungsmodelle (Demonstratoren), die das Potenzial der am Markt verfügbaren biobasierten Polymere demonstrieren sollen. Die Herstellung der Polymere, Garne und textilen Flächen, orientiert sich sehr anwendungsbezogen an den existierenden technischen Anforderungen in den unterschiedlichen Industrie-Sektoren.
Das Team in Aachen beschäftigt sich mit der Herstellung von Chemiefasergarnen und betrachtet dabei die Arbeitsschritte Schmelzspinnen und Texturieren der Wertschöpfungskette und teilweise auch die Flächenherstellung. Die Forschungen zeigen, dass biobasierte Polymere existieren, die auf bestehenden Anlagen entlang der textilen Prozesskette bis zum Demonstrator verarbeitbar sind, wobei die Garn- und Textileigenschaften je nach Anforderungsprofil angepasst werden können.

Erneut vergibt das nova-Institut im Rahmen der „Cellulose Fibres Conference“, die am 13. und 14. März 2024 in Köln stattfinden wird, den Preis „Cellulose Fibre Innovation of the Year“. Von ressourceneffizienten und recycelten Fasern für Textilien und Wandpaneelen bis hin zu Geotextilien für den Gletscherschutz: Im Vorfeld hat der Expertenbeirat der Konferenz sechs bemerkenswerte Produkte nominiert, darunter Cellulosefasern aus Textilabfällen und Stroh, eine neuartige Technologie zum Färben von Textilien auf Cellulose-Basis, eine Wandpaneele sowie Geotextilien. Die Innovationen werden von den Unternehmen am ersten Tag der Veranstaltung vorgestellt. Alle Konferenzteilnehmer können für einen der sechs Nominierten und somit über die „Top Drei“ abstimmen.

Darüber hinaus bieten die ständig wachsenden Bereiche der Vliesstoffe, Verpackungen und Hygieneprodukte auf Cellulose-Basis den Konferenzteilnehmern Einblicke, die über den Horizont der traditionellen Textilanwendungen hinausgehen. Nachhaltigkeit und andere Themen wie Faser-zu-Faser-Recycling und alternative Faserquellen sind die Hauptthemen der „Cellulose Fibres Conference“, die am 13. und 14. März 2024 in Köln (Deutschland) und online stattfindet. Auf der Konferenz werden die erfolgreichsten Lösungen auf Cellulose-Basis vorgestellt, die derzeit auf dem Markt oder für die nahe Zukunft geplant sind

Die Nominierten:

The Straw Flexi-Dress: Design trifft Nachhaltigkeit – DITF & VRETENA (DE)
Das Flexi-Dress-Design wurde durch die natürliche goldene Farbe und den seidigen Griff von HighPerCell® (HPC)-Filamenten inspiriert, die auf ungebleichtem Strohzellstoff basieren. Diese Cellulosefilamente werden mit einer umweltfreundlichen Spinntechnologie in einem geschlossenen Produktionsprozess hergestellt. Die Designentscheidungen konzentrierten sich auf die emotionale Verbindung und Verbundenheit mit dem HPC-Material, um ein lokales und zirkuläres Modeprodukt zu schaffen. Flexi-Dress ist als vielseitiges Strickkleidungsstück konzipiert – von der Arbeit bis zur Straße – das als Kleid getragen werden kann, aber auch in zwei Teile geteilt werden kann – separat als Oberteil und als gerader Rock. Das Oberteil kann auch mit einem V-Ausschnitt vorne oder hinten getragen werden. Die Struktur des HPC-Textilgestricks wurde als wichtig für den Komfort und die emotionalen Eigenschaften erachtet.

HONEXT® Board FR-B (B-s1, d0) – Flammenhemmendes Wandpaneel aus recycelten Faserabfällen aus der Papierindustrie – Honext Material (ES)
HONEXT® FR-B board (B-s1, d0) ist eine flammenhemmende Platte, die zu 100 % aus upgecycelten Industrieabfällen der Papierindustrie hergestellt wird. Dank Innovationen in der Biotechnologie wird Papierschlamm - der bisher "wertlose" Rückstand aus der Papierherstellung - zu einem vollständig recycelbaren Material aufbereitet, und zwar ohne den Einsatz von Harzen. Diese leichte und einfach zu handhabende Platte zeichnet sich durch eine hohe mechanische Leistung und Stabilität sowie eine geringe Wärmeleitfähigkeit aus und eignet sich daher perfekt für verschiedene Anwendungen in allen Innenräumen, in denen der Brandschutz eine wichtige Rolle spielt. Das Material ist ungiftig und enthält keine flüchtigen organischen Verbindungen (VOC), was sowohl für die Menschen als auch für die Umwelt sicher ist. Als nachhaltiges und gesundes Material für Bauten erreicht es Cradle-to-Cradle Certified GOLD und Material Health Certificate™ Gold Level Version 4.0 mit einem kohlenstoffnegativen Fußabdruck. Außerdem ist dies im Product Environmental Footprint verifiziert.

LENZING™ Cellulosefasern für den Gletscherschutz – Lenzing (AT)
Gletscher sind heute durch die globale Erwärmung einer noch nie dagewesenen Bedrohung ausgesetzt. Geotextilien auf der Basis von Kunstfasern verlangsamen zwar die Gletscherschmelze, schaffen aber ein neues Umweltproblem: Verschmutzung von Gletschermilieus durch Mikroplastik. Die Verwendung solcher Materialien widerspricht dem eigentlichen Zweck des Gletscherschutzes, da sie ein bereits kritisches Umweltproblem noch verschärft. Die innovative Verwendung von LENZING™-Fasern aus Cellulose stellt eine bahnbrechende Lösung für dieses Problem dar. Das Institut für Ökologie der Universität Innsbruck hat gemeinsam mit Lenzing und anderen Partnern im Jahr 2022 erste Versuche durchgeführt, indem kleine Testfelder mit Geotextilien auf Basis von LENZING™-Fasern abgedeckt wurden. Die Ergebnisse waren vielversprechend und bestätigten die Wirksamkeit dieses Ansatzes bei der Verlangsamung der Gletscherschmelze ohne Rückstände von Mikroplastik.

Die RENU Jacke – Fortschrittliches Recycling für Textilien aus Cellulose – Pangaia (UK) & Evrnu (US)
PANGAIA LAB wurde aus der Vision geboren, die Barrieren zwischen den Menschen und den bahnbrechenden Innovationen in der Materialwissenschaft abzubauen. Im Jahr 2023 brachte PANGAIA LAB die RENU Jacke auf den Markt, ein Produkt in limitierter Auflage, bestehend zu 100 % aus Nucycl® – einer Technologie, die Textilien aus Cellulose recycelt, indem sie diese in ihre molekularen Bausteine zerlegt und zu neuen Fasern formt. Das Ergebnis dieses Prozesses ist ein Produkt, das zu 100 % recycelt und zu 100 % wiederverwertet werden kann, wenn es in den richtigen Abfallstrom zurückgeführt wird – wobei die Stärke der Faser erhalten bleibt, so dass sie nicht mit neuem Material gemischt werden muss.

In Zusammenarbeit mit Evrnu hat das PANGAIA-Team die weltweit erste zu 100 % chemisch recycelte Jeansjacke entwickelt, die ein Material ersetzt, das traditionell aus 100 % reiner Baumwolle hergestellt wird. Durch die Einbindung von Nucycl® in diesen ikonischen Stoff, die mit natürlichem Indigo gefärbt wurde, haben die Teams gezeigt, dass es möglich ist, allgegenwärtige Materialien durch diese Innovation zu ersetzen

Textilien aus leicht färbbarem Biocelsol – VTT Technical Research Centre of Finland (FI)
Ein Drittel des Abwasseraufkommens der Textilindustrie entsteht beim Färben und ein Fünftel bei der Veredelung. Durch die Verwendung von chemisch modifizierten Biocelsol-Fasern wird das Abwasser jedoch reduziert. Der Strickstoff wird aus Viskose- und Biocelsol-Fasern hergestellt und erst nach dem Stricken gefärbt. Dadurch erhalten die Biocelsol-Fasern einen dunkleren Farbton, wobei die gleiche Menge an Farbstoff und kein Salz im Färbeprozess verwendet wird. Ein interessanter visueller Effekt kann dadurch erzielt werden. Außerdem wird für den dunkleren Farbton im fertigen Textil weniger Farbstoff benötigt und die Möglichkeit salzfrei zu färben ist umweltfreundlicher. Diese besonderen Eigenschaften werden die Fasern als Ersatz für die bestehenden Fasern auf fossiler Basis stärken und damit die Nachfrage nach umweltfreundlicheren Färbelösungen in der Textilindustrie erfüllen. Die funktionalisierten Biocelsol-Fasern, die im Rahmen des FinnCERES-Projekts der Finnischen Akademie hergestellt wurden und hier verwendet werden, werden im Nassspinnverfahren aus Cellulose-Spinnmasse mit geringen Mengen an 3-Allyloxy-2-hydroxypropyl-Substituenten hergestellt. Die Funktionalität ist dauerhaft und verbessert nachweislich die Färbbarkeit der Fasern erheblich. Darüber hinaus senkt die Funktionalisierung von Biocelsol-Fasern die Kosten der Textilveredelung und -färbung sowie die Abwasserbelastung.

Eine neue Generation von bio-basierten und ressourceneffizienten Fasern – TreeToTextile (SE)
TreeToTextile hat eine einzigartige, nachhaltige und ressourceneffiziente Faser entwickelt, die es auf dem Markt noch nicht gibt. Sie hat einen natürlichen, trockenen Griff, der dem von Baumwolle ähnelt, einen halbmatten Glanz und einen hohen Faltenwurf wie Viskose. Sie basiert auf Cellulose und hat das Potenzial, Baumwolle, Viskose und Polyester als Einzelfaser oder in Mischungen zu ergänzen oder, je nach Anwendung, zu ersetzen.

TreeToTextile Technology™ hat einen geringen Bedarf an Chemikalien, Energie und Wasser. Laut einer von Dritten durchgeführten Ökobilanz hat die TreeToTextile-Faser eine Klimawirkung von 0,6 kg CO2 eq/Kilo Faser. Die Faser wird aus bio-basierten und rückverfolgbaren Ressourcen hergestellt und ist biologisch abbaubar.