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.

Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) haben mit Unterstützung des Landes Baden-Württemberg ihr Schmelzspinntechnikum modernisiert und maßgeblich erweitert. Die neue Anlage ermöglicht Forschung an neuen Spinnverfahren, Faser-Funktionalisierungen, und an nachhaltigen Fasern aus bioabbaubaren und biobasierten Polymeren.

Im Bereich Schmelzspinnen bearbeiten die DITF mehrere Forschungsschwerpunkte, zum Beispiel die Entwicklung von verschiedenen Fasern für medizinische Implantate oder von Fasern aus Polylactid, einem nachhaltigen biobasierten Polyester. Weitere Schwerpunkte sind die Entwicklung flammhemmender Polyamide und ihre Verarbeitung zu Fasern für Teppich- und Automobil-Anwendungen sowie die Entwicklung von Carbonfasern aus schmelzgesponnenen Präkursoren. Neu ist auch die Entwicklung einer biobasierten Alternative zu erdölbasierten Polyethylenterephtalat (PET)-Fasern zu Polyethylenfuranoat (PEF)-Fasern. Die Bikomponentenspinntechnik, bei der die Fasern aus zwei verschiedenen Komponenten hergestellt werden können, nimmt dabei einen besonderen Stellenwert ein.

Seit vor mehr als 85 Jahren Polyamid (PA) und viele andere Polymere entwickelt wurden, haben verschiedene schmelzgesponnene Fasern die textile Welt revolutioniert. Im Bereich der Technischen Textilien übernehmen sie vielfältige Funktionen: sie können – je nach der genauen Beschaffenheit – zum Beispiel elektrisch leitfähig oder lumineszent sein. Sie können über antimikrobielle Eigenschaften verfügen sowie flammhemmend sein. Sie eignen sich für den Leichtbau, für Anwendungen in der Medizin oder für die Dämmung von Gebäuden.

Um die Umwelt und Ressourcen zu schützen, sollen zukünftig einerseits mehr biobasierte Fasern eingesetzt werden und andererseits die Fasern nach der Nutzung besser rezykliert werden können. Hierzu forschen die DITF an nachhaltigen Polyamiden, Polyestern und Polyolefinen sowie an vielen weiteren Polymeren. Viele 'klassische', also erdölbasierte, Polymere können nach der Anwendung nicht oder nur unzureichend in ihre Bestandteile aufgelöst oder direkt rezykliert werden. Ein wichtiges Ziel neuer Forschungsarbeiten ist es deshalb, systematische Recycling-Methoden zu möglichst hochwertigen Fasern weiter zu etablieren.

Für diese Zukunftsaufgaben wurde im Januar an den DITF eine Bikomponenten-Spinnanlage der Firma Oerlikon Neumag in einer industriellen Größenordnung aufgebaut und in Betrieb genommen. Das BCF-Verfahren (bulk continuous filaments) erlaubt eine spezielle Bündelung, Aufbauschung und Verarbeitung der (Multifilament-) Fasern. Dieses Verfahren ermöglicht die großskalige Synthese von Teppichgarnen sowie die Stapelfaserproduktion, ein Alleinstellungsmerkmal in einem öffentlichen Forschungsinstitut. Ergänzt wird die Anlage durch ein sogenanntes Spinline-Rheometer. Damit können eine Reihe an messspezifischen chemischen und physikalischen Daten online und inline erfasst werden, was zum erweiterten Verständnis der Faserbildung beitragen wird. Außerdem wird ein neuer Compounder für die Entwicklung von funktionalisierten Polymeren und für das energiesparende thermomechanische Recycling von Textilabfällen eingesetzt.

Textil-Recycling ist eine der großen Herausforderungen unserer Zeit. Aktuell wird der Großteil der gebrauchten Kleidung (über 85 %) thermisch verwertet oder landet auf Deponien. Ein deutlich kleinerer Anteil wird als Second-Hand Kleidung in Entwicklungsländer verschifft. Lediglich weniger als ein Prozent der Kleidung wird recycelt und anschließend wieder zu Kleidung verarbeitet.

Textilien zu recyceln ist kompliziert. Für Sammlung und Sortierung der Altkleider gibt es noch keine etablierten Systeme. Mechanische Verfahren zur Rückgewinnung von Fasern resultieren häufig in einer schlechteren Qualität der textilen Produkte und chemische Verfahren sind technisch kaum entwickelt, sowie wirtschaftlich noch nicht attraktiv genug. Dies gilt auch für das weltweit am häufigste produzierte synthetische Textilfasermaterial Polyester, das aus dem gleichen Material wie PET Flaschen hergestellt wird. Das derzeit in der Textil- und Bekleidungsindustrie genutzte recycelte PET (rPET) stammt fast ausschließlich aus recycelten PET-Flaschen.

Forscher:innen des Forschungsinstituts für Textil- und Bekleidung (FTB) der Hochschule Niederrhein und des Instituts für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik (ICTV) der Technischen Universität Braunschweig nehmen sich im Projekt SiWerTEX den Hürden der simultanen Rückgewinnung von Monomeren und werthaltigen Zuschlagsstoffen aus dem Recycling von Polyestertextilien an. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz finanziert im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) die Entwicklungsarbeit der Wissenschaftler:innen unter der Leitung von Professorin Dr.-Ing. Maike Rabe (FTB) und Professor. Dr.-Ing. Stephan Scholl (ICTV).

Zusammen mit deutschen Textilherstellern und Textilausrüstern wollen die Wissenschaftler:innen ein chemisches Verfahren zum PET- bzw. Polyesterrecycling, weiterentwickeln. Eine große Herausforderung stellt dabei die Vielfalt von Ausrüstungsmitteln und Additiven dar, mit denen Kleidung und technische Textilien ausgestattet sind: sie sind gefärbt, bedruckt und mit Flammschutz- oder Weichgriffmitteln ausgerüstet.

Untersucht wird im Projekt nicht nur, wie dies beim Recycling effektiv entfernt werden kann, sondern auch, ob die Additive als Wertstoffe zurückgewonnen werden können. Der Fokus wird in SiWerTEX auf die Entfernung von Farbstoffen und die Rückgewinnung des in Flammschutzmitteln enthaltenen Phosphors gerichtet. Die Erkenntnisse sollen helfen, Textilien von Beginn an so zu produzieren, dass ein späteres Recycling möglich wird.

Für die Textil-Unternehmen werden zum Ende des Projektes Handlungsempfehlungen für recyclingfreundliche Färb- und Ausrüstungsprodukte herausgegeben werden können.

Der bvse begrüßt, dass die EU-Kommission beim Chemischen Recycling als Massebilanzverfahren „polymers only“ anstatt „fuel exempt“ festschreiben will. Damit werde verhindert, das Chemische Recycling (CR) deutlich besser zu stellen wird als das Mechanische Recycling (MR).

„Wir sind gegen Sonderregeln für das Chemische Recycling beim Einsatz von Recyclingmaterial. Um gleiche Wettbewerbsbedingungen zwischen dem Mechanischen Recycling und dem Chemischen Recycling zu schaffen, ist es unerlässlich, dass alle Vorgaben zur Berechnung des recycelten Anteils eines Abfallstroms technologieneutral sind und ein Höchstmaß an Rückverfolgbarkeit gewährleisten“, erklärte Dr. Herbert Snell, Vizepräsident des bvse-Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung.

Vor allem mittelständische Unternehmen hätten seit 30 Jahren ein stabiles, überwiegend mechanisches Recycling aufgebaut, das ökologisch und ökonomisch vorteilhaft Kunststoffe im Kreislauf hält. Nur durch eine faire Berechnungsmethode, die Input und Output bilanziere, könne der Fortbestand des mechanischen Recyclings gesichert werden, so Snell.

Für die Bilanzierung und den Nachweis des mechanischen Recyclings sind in Deutschland die Vorgaben der ZSVR – Zentrale Stelle Verpackungsregister mit den PLL – Prüfleitlinien für den Mengenstrom- und Verwertungsnachweis bestimmend. Gemäß der Vorgaben der PLL testieren akkreditierte Sachverständige den Mengenstrom in die Verwertungsanlagen; hierfür sind spezifische Testate der Vorbehandlungs- und Verwertungsanlagen notwendig.

Die jetzt vorgeschlagene Methode des „polymers only“ führe dazu, dass beim Chemischen Recycling tatsächlich nur diejenigen chemischen Bausteine bilanziert werden, die auch für die Herstellung von Polymeren eingesetzt werden.

bvse-Experte Dr. Thomas Probst: „Durch diese Bilanzierung, dem „polymers only“, wird beim Chemischen Recycling ein Green Washing verhindert.

Bei dem Modell „fuel exempt“ wären hingegen alle chemischen Bausteine, allerdings mit Ausnahme der Anteile der Energiegewinnung, für das Recycling anerkannt worden. Das wäre nach Aussage von Dr. Thomas Probst „grob unfair“, da ein Großteil der erzeugten Zwischenprodukte des Chemischen Recyclings gar nicht für eine Polymersynthese geeignet sind. Auch die Umwelt gewinnt durch das Modell „polymers only“, da hier deutlich mehr Kunststoffabfälle prozessiert werden müssen, um gleiche Mengenanteile an zugeordneten Recyclatanteilen wie beim „fuel exempt“ darzustellen.

Beim Massebilanzverfahren „fuel exempt“, das die Kunststoffindustrie gefordert hat, könnte es dazu kommen, dass Kunststoffprodukte, die vollständig aus Neumaterial bestehen, als Recyclingmaterial anerkannt werden. Damit würde die Glaubwürdigkeit zu Aussagen über den Recyclinggehalt von Verpackungen verloren gehen.“

Unabhängig welches Massebilanzverfahren zur Berechnung der Recyclatanteile in den erzeugten Poymeren beim Chemischen Recycling zur Anwendung komme, sei es wichtig, dass vollständige Transparenz über die Massenströme hergestellt werde. Wie heute auch im Verpackungsrecycling üblich, müsse von der Erfassung bis zum vermarktungsfähigen Rohstoff, also dem Polymer, ein lückenloser Nachweis geführt und von Sachverständigen geprüft und testiert werden, so der bvse.

Butadien ist eine wichtige Plattformchemikalie, um Polymere – u.a. für die Produktion von Autoreifen – herzustellen. Bislang wird das Monomer aber meist auf Basis von Erdöl gewonnen. Eine alternative Syntheseroute haben Forschende des Fraunhofer UMSICHT im Rahmen des Projektes Power2C4 untersucht. Im Fokus: ein katalytisches Verfahren unter Einsatz regenerativ erzeugten Stroms.

»Butadien spielt eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Polymeren«, ordnet UMSICHT-Wissenschaftler Marc Greuel ein. Neben Polybutadien, das in Autoreifen Anwendung findet, können Polytetrahydrofuran (PTHF), Polybutylenterephtalat (PBT) und Polybutylensuccinat (PBS) aus dem Monomer erzeugt werden. »Der Haken: Aktuell wird Butadien zu 95 Prozent als Nebenprodukt beim thermischen Zersetzen von Rohbenzin zu Ethen gewonnen – unter Ausstoß von Kohlendioxid. Zudem werden die Preise für Butadien perspektivisch ansteigen, da sich die Rohstoffbasis für Ethen immer mehr in Richtung Schiefergas verschiebt und dadurch die Produktionskapazität für Butadien sinkt.« Das Interesse an einem alternativen Herstellungsprozess ist also nicht nur aus Klimaschutzgründen groß.

Die Frage, wie eine nachhaltigere, emissionsärmere und auch günstige Syntheseroute aussehen kann, stand im Zentrum des Projektes Power2C4. Angesiedelt im Kompetenzzentrum »Virtuelles Institut – Strom zu Gas und Wärme« hat es Expertinnen und Experten des Fraunhofer UMSICHT, des Gas- und Wärme-Instituts Essen e.V., des Energiewirtschaftlichen Instituts an der Universität zu Köln, des Forschungszentrums Jülich, der Ruhr-Universität Bochum, des Wuppertal-Instituts und des ZBT Duisburg zusammengeführt. Ihre Zielsetzung: Flexibilitätsoptionen vor dem Hintergrund der Energiewende zu untersuchen. Im Fokus des Teilprojekts Power2C4 stand ein neues katalytisches Herstellungsverfahren unter Einsatz regenerativ erzeugten Stroms. Ausgangspunkt ist Ethanol, das zum Beispiel im Zuge einer Hydrierungsreaktion aus CO2 und elektrolytisch erzeugtem Wasserstoff gewonnen wird. Dieses Ethanol dient in einem zweiten Schritt zur Synthese von Butadien mittels des sogenannten Lebedev-Prozesses.

Vielversprechendes Katalysatorsystem identifiziert
Da der erste Schritt bereits Gegenstand zahlreicher Forschungsaktivitäten ist, konzentrierten sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf die Weiterveredlung des Ethanols zu Butadien und die Verfahrenskopplung beider Schritte. »Wir haben u.a. ein neues Katalysatorsystem auf Basis eines synthetischen Saponiten identifiziert und anschließend synthetisiert«, erklärt Dr. Barbara Zeidler-Fandrich vom Fraunhofer UMSICHT. Die Testung der katalytischen Aktivität erfolgte in einer eigens konstruierten Versuchsanlage. »Aufbauend auf einem ersten Screening haben wir aussichtsreiche Materialien weiter optimiert. Das Ergebnis: Verglichen mit dem unmodifizierten Ausgangsmaterial lässt sich die Butadien-Selektivität im Rahmen der Katalysatoroptimierung deutlich erhöhen. Allerdings ist auch klar geworden, dass noch weiteres Potenzial zur Verbesserung der Katalysatorperformance besteht.«

Nachhaltigkeitsbewertung des Power-to-Butadien-Prozesses
Wie nachhaltig dieser Power-to-Butadien-Prozess wirklich ist, haben Dr. Markus Hiebel und Dr. Daniel Maga vom Fraunhofer UMSICHT in einer Life Cycle Analysis (LCA) untersucht. Beleuchtet haben sie dabei – neben unterschiedlichen Katalysatoren – die Herstellungsmethode von Ethanol und die Relevanz der eingesetzte Energiequelle. »Wir konnten zeigen, dass der Lebedev-Prozess je nach verwendeter Ethanol- und Energiequelle das Potenzial hat, Butadien und damit auch Styrol-Butadien-Kautschuk aus biobasiertem Ethanol oder CO2-basiertem Ethanol herzustellen und CO2-Emissionen zu reduzieren«, so Daniel Maga. »Damit ermöglicht der Power2C4-Prozess die Nutzung alternativer Kohlenstoffquellen.« Besonders die Nutzung von Ethanol aus Restbiomasseströmen wie Bagasse oder Stroh eröffne Wege, Treibhausgasemissionen von Butadien deutlich zu reduzieren. Zudem führe ein Strommix mit immer höheren Anteilen an erneuerbaren Energien zur Möglichkeit, Treibhausgasreduktionen über Carbon-Capture-and-Utilization-Prozesse (CCU) zu realisieren.
 
FÖRDERHINWEIS
Das Kompetenzzentrum »Virtuelles Institut – Strom zu Gas und Wärme« wird gefördert durch das »Operationelle Programm zur Förderung von Investitionen in Wachstum und Beschäftigung für Nordrhein-Westfalen aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung« (OP EFRE NRW) sowie durch das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen.

Kleidung, Schuhe, Möbel - der Konsum von Textilien steigt in der Europäischen Union kontinuierlich. Mit ihm gehen Auswirkungen auf das Klima, den Wasser- und Energieverbrauch sowie die Umwelt einher. Unter der Leitung der Hochschule Niederrhein (HSNR) starten ab Mai 2023 die Projektpartner HSNR, DWI - Leibniz-Institut für Interaktive Materialien und das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT eine Kooperationsplattform: Mit dem Projekt „KlarTEXt“ wollen sie die Hindernisse für eine nachhaltige und umweltfreundliche Textilwirtschaft überwinden. Das Projekt wird über vier Jahre mit rund zwei Millionen Euro vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen (MKW NRW) gefördert.

Zwei bis zehn Prozent der EU-Umweltbelastung beruhen auf Kleidungskonsum. Damit stellt der steigende Verbrauch von Textilien über den gesamten Lebenszyklus der Produkte durchschnittlich die viertgrößte Quelle negativer Auswirkungen auf die Umwelt und den Klimawandel in der Europäischen Union dar. Mit ihrer Strategie für nachhaltige und kreislauffähige Textilien stößt die EU nun die Transformation der Textilwirtschaft an: Dabei sollen zum einen die Nutzung und Entsorgung textiler Produkte verbessert und zum anderen der Austrag faserigen Mikroplastiks minimiert werden.

Die 1400 deutschen, überwiegend mittelständischen Unternehmen der Branche stellt diese erforderliche Transformation vor große Herausforderungen. Allein für Ökodesignanforderungen (z. B. Ressourceneffizienz oder Recycling) existieren bislang weder Vorgaben noch überzeugende Lösungen. Viele der Unternehmen benötigen dazu starke Partnerschaften.

Austausch von Expertise
Genau hier setzt die Kooperationsplattform „KlarTEXt“ an: Material, Funktion, Zirkularität sowie Ressourceneffizienz sind omnipräsente Themen der Wissenschaft und Industrie mit großem Entwicklungspotenzial für die Gesellschaft. Das MKW finanziert die Entwicklung und Gründung der Plattform, die zugleich den Innovationsbedarf der Gesellschaft und Unternehmen bündeln sowie in wissenschaftliche Aktivitäten und Lehrformate überführen wird.

Mithilfe der Kooperationsplattform möchten die kooperierenden Forschenden Hindernisse für eine nachhaltige Textilindustrie ausmachen, Maßnahmen für ihre Überwindung definieren und an den Stellschrauben für eine sozial und ökologisch nachhaltige Textilwirtschaft arbeiten. „KlarTEXt“ hat zum Ziel, die gemeinsamen Forschungsfelder textile Materialien, Funktionen, Zirkularität sowie Ressourceneffizienz für erhöhte Innovationskraft in Unternehmen zu transferieren. Des Weiteren sollen die Forschungsthemen in verständlicher Sprache mit der Gesellschaft geteilt werden. Durch diese wirtschaftliche und gesellschaftliche Teilhabe werden so unter anderem Zukunftsinnovationen aus den Bereichen Biopolymere und Biotechnologie für die Textilwirtschaft mit Relevanz versehen.

Bereits Interessierte für die Vernetzung
Unterstützer der ersten Stunde und weitere Kooperationspartner sind das Wuppertal-Institut für Klima, Umwelt, Energie (WI), das Nova-Institut, die Gemeinschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ), das Cluster industrieller Biotechnologie (CLIB) und Die C&A’s FIT GmbH sowie zahlreiche weitere Unternehmen aus dem Textilsektor.  Mithilfe der digitalen Vernetzungsplattform sowie den verschiedenen interaktiven Veranstaltungsangeboten und -formaten möchten die Projektpartner Voraussetzungen schaffen, die Zukunft einer nachhaltigen Textilwirtschaft zu gestalten.

Dies gilt sowohl für Vertreter und Vertreterinnen aus Industrie und Akademia als auch Menschen der allgemeinen Bevölkerung. „Mit ‚KlarTEXt‘ möchten wir die Lücke zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft mit Fokus auf die Textil- und Bekleidungswirtschaft schließen. In partizipativen Formaten wird der Austausch zwischen Bürger:innen und Unternehmen zu den Forschungsfeldern und gesellschaftlichen Fragestellungen zu wichtigen Themen der Textilindustrie wie beispielsweise technische Innovationen, Reparierbarkeit, ökologische Materialien, Fast und Fair Fashion ermöglicht“, erläutert Professorin Maike Rabe. Bürgerinnen und Bürger dürfen sich unter anderem auf Angebote zur textilen Nachhaltigkeit im OecherLab (Aachen), der Junior-Uni (Mönchengladbach), im Supermarkt der Ideen (Oberhausen) und in dem Dezentrale BioLab (Dortmund) freuen.

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.

• Energieeffiziente Chemiefaseranlagen für den türkischen Markt

Die pandemiebedingt mehrfach verschobene ITM in Istanbul findet vom 14. bis 18. Juni mit rund 1000 internationalen Ausstellern im Tuyap Fair and Congress Center statt.

Im Fokus stehen für die Oerlikon Division Polymer Processing Solutions des Maschinen- und Anlagenbauer Gesamtlösungen von der Schmelze bis zum Garn, zu den Fasern und Vliesstoffen. „Die Türkei ist ein sehr aktiver Markt“, beschreibt Sales Director Oliver Lemke die aktuelle Stimmung im Land. „Großes Interesse zeigen unsere Kunden an Factory Projekten, die von der hauseigenen Polykondensationsanlage bis zum Texturierten Garn, der begleitenden Automatisierung und korrespondierender digitaler Lösungen alles umfassen.“ Die Lieferung sämtlicher Prozessschritte aus einer Hand versprechen eine aufeinander abgestimmte Technologie, um die hohe Qualität des produzierten Garns sicherstellt.

Weiterer Informationsschwerpunkt ist das Thema Nachhaltigkeit. In der Chemiefasergarnherstellung hat sich einiges getan: mechanische wie chemische Technologien zum Recycling von Flaschen, aber auch von Textilien, Biopolymere, Circular Economy. Mit Partnern und Tochtergesellschaften wie Oerlikon Barmag Huitong Engineering (OBHE) und Barmag Brückner Engineering (BBE) legt Oerlikon Polymer Processing Solutions entsprechende Konzepte vor.

BCF Technologie: 6800 dtex mit RoTac³ tangeln
Hochflorige Teppiche oder Teppiche für den Outdoorbereich liegen aktuell im Trend, die Nachfrage nach diesen margenstarken Garnen steigt signifikant. Die hierfür benötigten dicken BCF Garne aus PP, PET oder PA6 lassen sich ab sofort mit der RoTac³ tangeln. Beim sogenannten Fachen werden alle drei Fäden gemeinsam durch eine Tangelöffnung in der RoTac³ geführt und miteinander vertangelt. So lassen sich Tangelknoten deutlich gleichmäßiger setzen als mit anderen marktüblichen Tangeleinheiten, auch bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten. Häufige Tangelaussetzer werden vermieden. Das sorgt für eine bessere Garnqualität und wirkt sich positiv auf den Weiterverarbeitungsprozess aus. Das Ergebnis ist ein sichtbar ebenmäßigeres Erscheinungsbild des Teppichs. Zusätzlich wird der Druckluftverbrauch je nach Garntyp um bis zu 50% reduziert.

Das 3-in-1 plying Paket ist optional für die BCF Anlagen S+ und BCF S8 mit RoTac³ erhältlich und kann auch auf Wunsch nachgerüstet werden.

• Einladung zur Abschlusskonferenz des Projektes iMulch

Während Kunststoffe in maritimen Gewässern aktuell zahlreiche gesellschaftliche Akteure beschäftigen, finden Bodenbelastungen durch Kunststoffe in Äckern und Feldern durch landwirtschaftliche Folien bisher kaum Beachtung. Besonders Mulchfolien kommen sowohl zur Ertragssteigerung als auch infolge klimatischer Ursachen, immer häufiger zum Einsatz.

Dieser Thematik widmeten sich daher die Forschenden des Projektes iMulch. Um einen Nachweis von Kunststoffen in Böden und Drainagewässern zu erbringen und mögliche Folgen aufzuzeigen, untersuchte und verglich das Forschungsteam den Einfluss konventioneller erdölbasierter Mulchfolien mit bio-abbaubaren Alternativen.

Die gesammelten Projektergebnisse präsentiert das Konsortium mit Unterstützung externer Expertinnen und Experten am 28. April von 10-17 Uhr online im Rahmen der iMulch Abschlusskonferenz. Eine Anmeldung zur kostenlosen Teilnahme sowie die Veranstaltungsagenda finden sie unter dem folgenden Link:
http://imulch.eu/abschlusskonferenz/

Kunststoffemission in Böden
Um untersuchen zu können, ob der Einsatz von Mulchfolien auf Böden kritische Kunststoffemissionen verursacht, entwickelten die Forschenden zunächst eine umfassende Teststrategie. Diese ermöglichte es, Informationen zu Menge, Typ und Größe der Kunststoffpartikel sowie zu ihrem Transportverhalten und Verbleib im Boden zu gewinnen. Der erste Schritt bestand in der Entwicklung geeigneter Test-Methoden zur Bestimmung von Polymermenge, Polymerart und Polymergröße. Einsatz fanden besonders die Thermoextraktions-Desorptions-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (TED-GC-MS), FT-IR-Spektrometrie und die konfokale Raman-Mikroskopie (CRM).

In Laborständen untersuchten sie parallel die Verwitterung von Folien in Böden und in Drainagewasser sowie das Adsorptionsverhalten von Folien in Bezug auf Schadstoffe. Ein weiterer Untersuchungsschwerpunkt bestand in der möglichen Toxizität der Folien auf aquatische und terrestrische Organismen. Die Ergebnisse dieser Experimente boten wertvolle Rückschlüsse zum Verhalten und Verbleib landwirtschaftlicher Folien in der Umwelt.

Über mehr als 12 Monate hinweg erforschte das Team zudem den Transport der in den Folien eingesetzten Polymere in Freilandlysimetern. Hierbei analysierten sie sowohl den Transport im Boden als auch die Aufnahme in Pflanzen. Die Ergebnisse erlauben Rückschlüsse zur Frage, ob Polymerpartikel aus dem Boden ins Grundwasser eintreten oder durch eine Aufnahme in Pflanzen in die Nahrungskette gelangen können.

Mikrobielles Upcycling durch Bakterien
Eine vielversprechende Lösung zum Abbau und zur Nutzbarmachung von Mulchfolienresten scheinen mikrobielle Upcycling-Ansätze zu bieten. Diese nutzen Mikroorganismen, welche in der Lage sind, Kunststoff-Moleküle im Rahmen von Stoffwechselprozessen umzuwandeln.

Hierbei können sie Moleküle von industriellem Interesse produzieren, beispielsweise das Biopolymer PHA. Eine Optimierung der Stoffwechselwege des Mikroorganismus Cupriavidus necator demonstrierten die Forschenden erfolgreich am Beispiel von PBAT-Monomeren und realisierten dort eine effektive Umwandlung zum Biopolymer PHA. Diese stoffliche Nutzung von Mulchfolien durch mikrobielles Upcycling kann zukünftig zu einer signifikanten Verbesserung der Ökobilanz landwirtschaftlicher Folien beitragen. Das Projekt iMulch wird mit Mitteln aus dem Europäischen Fond für regionale Entwicklung (EFRE) „Investitionen in Wachstum und Beschäftigung“ gefördert.

Im Rahmen seiner Wachstumsstrategie „CLAIM 5" von HUGO BOSS (MDAX: BOSS) realisierte das Unternehmen das erste nachhaltigkeitsbezogene Investment der Gruppe in Form einer Beteiligung von 5 Millionen USD an HeiQ AeoniQ LLC, einer hundertprozentigen Tochtergesellschaft der in London notierten HeiQ Plc (LSE: HEIQ).

Die Investition wird durch eine zusätzliche Vereinbarung in Höhe von 4 Millionen USD ergänzt, die der Erreichung der vereinbarten Ziele unterliegt. Die strategische Partnerschaft wird HUGO BOSS dabei helfen, die ehrgeizigen Nachhaltigkeitsziele des Unternehmens zu erreichen, darunter das Ziel der Klimaneutralität im eigenen Verantwortungsbereich bis 2030 und in der gesamten Wertschöpfungskette bis 2045. Darüber hinaus legt das Unternehmen besonderen Wert auf die Etablierung eines End-to-End-Kreislaufwirtschaftsmodells. Mittel- bis langfristig konzentriert sich HUGO BOSS auf das Potenzial, die derzeit verwendeten Polyester- und Nylonfasern durch die zellulosehaltigen HeiQ AeoniQ-Fasern materiell zu ergänzen und zu ersetzen.

Vor der Kapitalbeteiligung von HUGO BOSS erklärte sich The LYCRA Company bereit, als exklusive Vertriebspartnerin für das HeiQ AeoniQ-Garn eine meilensteinabhängige Technologiegebühr zu zahlen und sich zu verpflichten, ihr umfassendes Textilwissen und ihren Zugang zu den Marktkanälen zu nutzen, um diese neue Technologie für einen breiten Einsatz in der Bekleidungsindustrie vorzubereiten.

Der Großteil des eingebrachten Kapitals wird für die Vergrößerung und Kommerzialisierung dieser bahnbrechenden Technologie verwendet. In diesem Zusammenhang wird die HeiQ AeoniQ LLC ihre erste kommerzielle Giga-Fabrik in Mitteleuropa bis Ende 2024 errichten und baut derzeit ihre Pilotanlage für die kommerzielle Faserproduktion aus, die für Q2 2022 geplant ist.

HeiQ AeoniQ Zellulosegarn aus klimafreundlichen Rohstoffen
HeiQ AeoniQ (Aeon: Streben nach ewiger Kreislauffähigkeit) – ein Endlosgarn aus Zellulose, das das Potenzial hat, mit Polyester- und Nylonfasern zu konkurrieren – stellt eine revolutionäre, erstmals auf dem Markt erhältliche und skalierbare, geschützte Bekleidungstechnologie dar, die die Herstellung eines nachhaltigen Zellulosegarns ermöglicht, das auf Kreislauffähigkeit und Recycling ausgelegt ist und erdölbasierte Fasern ersetzen könnte.

HeiQ AeoniQ-Garne werden aus zellulosehaltigen Biopolymeren hergestellt, die während des Wachstums Kohlenstoff aus der Atmosphäre binden. HeiQ AeoniQ-Garn ist dazu bestimmt, bestehende Filamentgarne auf Erdölbasis zu ersetzen, wie z.B. Polyester und Nylon, die über 60 % der weltweiten jährlichen Textilproduktion von 111 Mio. Tonnen ausmachen. Der weltweite Markt für Polyester- und Nylonfasern hat einen geschätzten Wert von 135 Milliarden USD mit einem CAGR von >3,5 % im nächsten Jahrzehnt (Statista). Für jede durch HeiQ AeoniQ substituierte Tonne Polyester und Nylon können potenziell bis zu 5 Tonnen CO2 eingespart werden.

Im Vergleich zu konventionellem Polyester, Nylon, Baumwolle und konventionellen regenerierten Zelluloseprodukten hat die Produktion von HeiQ AeoniQ-Garnen das Potenzial, die Umweltauswirkungen der Faserproduktion zu verändern, da sie zirkulär angelegt ist, 100% erneuerbare Energie für die Herstellung verwendet, einen geschlossenen Recyclingkreislauf von mehr als 99,5% der Produktionsfaktoren aufweist, keine giftigen Chemikalien verwendet und keine Ackerflächen, Pestizide oder Düngemittel für ihre Rohstoffe benötigt.