Aus der Branche

Die Qualität von Verbundsystemen aus Cord hochfester Fasern wie Polyester, Aramid oder Polyamid und Matrixmaterialien aus Kautschuk wird maßgeblich bestimmt durch die Haftfähigkeiten der Fasern an der Matrix. Im etablierten Herstellungsprozess werden Haftvermittler aus Resorcin-Formaldehyd-Latex (RFL) zur Verbesserung der Haftfähigkeiten verwendet. Forschende an den DITF Denkendorf zeigen Wege, um das gesundheitsschädliche Formaldehyd durch technisch gleichwertige, aber gesundheitlich unbedenkliche Stoffe zu ersetzen.

In Autoreifen, Förderbändern und Keilriemen sowie in vielen Anwendungen bei der Herstellung technischer Erzeugnisse werden Kautschukmaterialien durch Cord verstärkt. Verwendet werden hochfeste Fasern aus Polyester, Polyamid oder Aramid. Sie sorgen für die notwendige Festigkeit und Steifigkeit des Gesamtverbunds und wirken äußeren Kräften entgegen. Dadurch können Verformungen, Dehnung und Torsion des Materials klein gehalten werden.

Diese Ansprüche an das Faserverbundmaterial können aber nur erfüllt werden, wenn zwischen Fasern und Matrix (aus Kautschuk bzw. Gummi) eine ausreichend hohe Haftfestigkeit besteht. Andernfalls ist mit einer Delamination der Werkstoffverbunde zu rechnen, die in wechselnden Lagen von Gewebe und Kautschuk aufgebaut sind. Materialversagen wäre die Folge.

Die Haftfestigkeit wird durch den Einsatz von Haftvermittlern erhöht. Bewährt haben sich Chemikalien auf der Basis von Formaldehyd-Resorcin-Latex (RFL). Sie werden als sogenannte Dips auf die Fasern aufgebracht und sorgen dafür, dass sich deren Haftung an der Matrix aus Kautschuk deutlich verbessert. RFL ist als Haftvermittler etabliert, hat aber einen bedeutenden Nachteil: Formaldehyd ist seit 2014 von der EU als nachweislich cancerogen und mutagen eingestuft. Die chemische Industrie ist daher auf der dringenden Suche nach gesundheitlich unbedenklichen Alternativen.

Die DITF haben ein neues, formaldehydfreies Beschichtungssystem entwickelt. Es basiert auf dem aus Holz gewinnbaren Stoff Hydroxymethylfurfural (HMF). HMF bildet sich bei der thermischen Zersetzung von Kohlenhydraten. Es kommt in vielen mit Hitze behandelten Lebensmitteln wie Milch, Kaffee oder Fruchtsäften vor und gilt nach derzeitigem wissenschaftlichem Kenntnisstand als gesundheitlich unproblematisch.
Die an den DITF entwickelten HMF-Dips sind auch aus technischer Sicht vielversprechend: Bei Garnen aus Polyamid 6.6 reicht eine einfache Imprägnierung aus, um die gewünschte Haftverbesserung zu erzielen. Garne aus Polyester oder Aramid bedürfen einer zusätzlichen vorhergehenden Plasmabehandlung oder einer Sol-Gel-Ausrüstung, um die notwendige Haftverbesserung zu erreichen. Das Aufbringen des HMF-Dips ist unter den gleichen Bedingungen und mit derselben Technologie möglich, die auch für die RFL-Dips verwendet wird. An dieser Stelle sind also keine zusätzlichen Investitionen nötig, um den Haftvermittler in der Produktion auszutauschen.

Die bereits aufgezeigten Vorteile sollen ausgebaut werden. Der Ersatz des Resorcins in der Dip-Formulierung ist das nächste Forschungsziel. Denn auch Resorcin hat eine humantoxische Wirkung. In Zusammenarbeit mit Industriepartnern untersucht man derzeit, inwieweit Resorcin durch Lignin ersetzbar ist. Das Besondere an dem verwendeten Lignin ist, dass es aus einjährigen Pflanzen gewonnen wird. Damit ist es, im Gegensatz zum häufig verwendeten Holzlignin, chemisch wesentlich aktiver und bietet mehr Potential für die weitere Verarbeitung zu einem technisch vorteilhaften Haftvermittler.
Beide Ansätze, Chemikalien in Haftvermittlern durch gesundheitlich unbedenkliche Stoffe auszutauschen, tragen durchweg den Gedanken des nachhaltigen Wirtschaftens: Die neuen Haftvermittler aus HMF und Lignin basieren auf natürlichen Rohstoffen. Die Problemlösung innerhalb einer anspruchsvollen, technischen Anwendung unter Einhaltung von Nachhaltigkeitsaspekten spiegelt die Verpflichtungen der Forschung gegenüber den gesellschaftlichen Vorgaben wider. Für die klein- und mittelständische Industrie bieten die Forschungsergebnisse Grundlage für Innovationen und damit einen echten Vorteil im internationalen Wettbewerb.

Aktuell redet die ganze Welt erneut über die Verschmutzung der Weltmeere mit Plastikmüll. Genau diese Erfahrung machte auch Philipp Puttkammer, Begründer des noch jungen Sneaker- und Mode-Kultlabels PHINOMEN, als er 2016 Urlaub auf Bali machte. Auf Spaziergängen zeigten sich die Traumstrände voller Plastikflaschen, -tüten und -kleinteile. Jeden Tag werden auf Bali mehr als 100 Tonnen Plastikmüll an die Strände gespült – 700 Reinigungskräfte und 35 Lastwagen sind inselweit jeden Morgen zur Säuberung der Strände im Einsatz. Für ihn stand fest: So darf die Welt nicht sein und jeder kann etwas dagegen tun, wenn er es nur will. Die Idee war geboren, für sein Label einen Trend-Sneaker zu entwickeln, der Umweltschutz samt Plastikvermeidung von der Herstellung bis hin zum Kunden umsetzt, dabei in der Passform absolut begeistert und ultrabequem ist.

Nach langer Recherche und Gesprächen mit Produzenten, Umweltschutz-Organisationen und Experten für Materialforschung reifte der Plan, einen Sneaker aus rein pflanzlichen Materialien entwickeln zu können. Als Hauptmaterial zeigte sich Kork als perfekter Werkstoff, ein Material das schon seit über 1.000 Jahren für seine besonderen Eigenschaften bekannt ist: leicht, wasserdicht, atmungsaktiv und antibakteriell. Gleichzeitig schützt die Nachfrage die teils sehr alten Korkwälder. Nur die industrielle Nutzung sichert den wertvollen Baumbestand noch vor dem drohenden Schicksal der Abholzung. Für die Sohle fiel die Wahl auf Naturkautschuk und Natur-Farbpigmente. Die in Handarbeit ausgeführte Produktion der PHINOMEN Kork-Sneaker erfolgt in kleinen Familienbetrieben in Portugal. Damit schließt sich der Kreis einer ökologischen und ökonomisch verantwortungsvollen Herstellung – Vermeidung von Plastikmüll, ohne Schadstoffe und Schwermetalle, mit Stärkung des traditionellen Schuhhandwerks und dem Schutz von Korkwäldern, die allein im Mittelmeerraum schätzungsweise rund 14 Mio. Tonnen CO² pro Jahr binden.

Kork und Schuhe – passt und langweilig war gestern
Denkt man bei Korkschuhen automatisch bisher an klobige Clogs oder „Gesundheitslatschen“, so beweist PHINOMEN, dass Kork dieses Image zu Unrecht trägt – vielmehr handelt es sich bei dem verwendeten, extrem leichten Rollgewebekork um echtes High-Tech Material. Es ist atmungsaktiv und gleichzeitig wasserundurchlässig: eine Kombination von Eigenschaften, die sonst nur absolute High-End Synthetik-Textilien bieten. Darüber hinaus wirkt Kork antibakteriell. Doch auch ein weiterer Punkt sorgt für Überraschung: „Viele verbinden Kork mit einem harten, unnachgiebigen Material. Das stimmt jedoch längst nicht mehr“, erklärt Philipp Puttkammer. „Das moderne Korkrollengewebe ist vergleichbar flexibel und strapazierfähig wie hochwertiges Leder.“

„Die erste, in 2017 gelaunchte Kork-Sneaker-Kollektion war ein voller wie auch überraschender Erfolg für uns. Das unheimlich tolle Feedback unserer Kunden, Freunde und der vielen prominenten Träger hat uns als Team angespornt, Passform und Komfort nochmals auf ein neues Level zu heben. Das haben wir mit unseren vier neuen Modellen definitiv geschafft“, so Philipp Puttkammer.