Aus der Branche

• Kohlenstoff mit mehreren Leben

Geht es um die Zukunft der motorisierten Mobilität, reden alle vom Antrieb: Wie viel E-Auto, wie viel Verbrenner verträgt die Umwelt und braucht der Mensch? Zugleich stellen neue Antriebe erhöhte Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosse: Für solch anspruchsvolle Anwendungen kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz. Wie der Antrieb der Zukunft, sollten auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein. Deshalb ist Recycling von Carbonfasern gefragt. Lösungen dafür haben Institute der Zuse-Gemeinschaft entwickelt.

Carbonfasern, auch als Kohlenstofffasern oder verkürzt als Kohlefasern bekannt, bestehen fast vollständig aus reinem Kohlenstoff. Sehr energieaufwändig wird er bei 1.300 Grad Celsius aus dem Kunststoff Polyacrylnitril gewonnen. Die Vorteile der Carbonfasern: Sie haben kaum Eigengewicht, sind enorm bruchfest und stabil. Solche Eigenschaften benötigt man z.B. am Batteriekasten von E-Mobilen oder in Strukturbauteilen der Karosserie. So arbeitet das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) aktuell gemeinsam mit Industriepartnern daran, statisch-mechanische Stärken der Carbonfasern mit Eigenschaften zur Schwingungsdämpfung zu verknüpfen, um die Gehäuse von E-Motoren im Auto zu verbessern. Angedacht ist in dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt die Entwicklung sogenannter Hybridvliesstoffe, die neben der Carbonfaser als Verstärkung weitere Faserstoffe enthalten. „Wir wollen, die Vorteile unterschiedlicher Faserstoffe verbinden und so ein optimal auf die Anforderungen abgestimmtes Produkt entwickeln“, erläutert Marcel Hofmann, STFI-Abteilungsleiter Textiler Leichtbau.

Damit würden die Chemnitzer Forschenden bisherige Vliesstoff-Lösungen ergänzen. Sie blicken auf eine 15-jährige Geschichte in der Arbeit mit recycelten Carbonfasern zurück. Der globale Jahresbedarf der hochwertigen Fasern hat sich im vergangenen Jahrzehnt fast vervierfacht, laut Angaben der Industrievereinigung AVK auf zuletzt rd. 142.000 t. „Die steigende Nachfrage hat das Recycling immer stärker in den Fokus gerückt“, betont Hofmann. Carbonfaserabfälle sind ihm zufolge für etwa ein Zehntel bis ein Fünftel des Preises von Primärfasern erhältlich, müssen aber noch aufbereitet werden. Dreh- und Angelpunkt für den Forschungserfolg der recycelten Fasern sind konkurrenzfähige Anwendungen. Die hat das STFI nicht nur am Auto, sondern auch im Sport-Freizeitsektor sowie in der Medizintechnik gefunden, so in Komponenten für Computertomographen. "Während Metalle oder Glasfasern als potenzielle Konkurrenzprodukte Schatten werfen, stört Carbon die Bilddarstellung nicht und kann seine Vorteile voll ausspielen“, erläutert Hofmann.

Papier-Knowhow nutzen
Können recycelte Carbonfasern nochmals den Produktkreislauf durchlaufen, verbessert das ihre CO2-Bilanz deutlich. Zugleich gilt: Je kürzer die Carbonfasern, desto unattraktiver sind sie für die weitere Verwertung. Vor diesem Hintergrund entwickelten das Forschungsinstitut Cetex und die Papiertechnische Stiftung (PTS), beide Mitglieder der Zuse-Gemeinschaft, im Rahmen eines Forschungsvorhabens ein neues Verfahren, das bislang wenig geeignet erscheinende Recycling-Carbonfasern ein zweites Produktleben gibt. „Während klassische Textilverfahren die ohnehin sehr spröden Recycling-Carbonfasern in Faserlängen von mind. 80 mm trocken verarbeiten, beschäftigten wir uns mit einem Verfahren aus der Papierindustrie, welches die Materialien nass verarbeitet. Am Ende des Prozesses erhielten wir, stark vereinfacht gesprochen, eine flächige Matte aus recycelten Carbonfasern und Kunststofffasern“, erläutert Cetex-Projektingenieur Johannes Tietze das Verfahren, mit dem auch 40 mm kurze Carbonfasern zu attraktiven Zwischenprodukten recycelt werden können. Das danach in einem Heißpressprozess entstandene Erzeugnis dient als Grundmaterial für hochbelastbare Strukturbauteile. Zusätzlich wurden die mechanischen Eigenschaften der Halbzeuge durch die Kombination mit endlosfaserverstärkten Tapes verbessert. Das Recyclingprodukt soll, so die Erwartung der Forschenden, glasfaserverstärkten Kunststoffen, Konkurrenz machen, z.B. bei Anwendungen im Schienen- und Fahrzeugbau. Die Ergebnisse fließen nun in weiterführende Forschung und Entwicklung im Kooperationsnetzwerk Ressourcetex ein, einem geförderten Verbund von 18 Partnern aus Industrie und Wissenschaft.

Erfolgreiche Umsetzung in der Autoindustrie
Industriereife Lösungen für die Verwertung von Carbonfaser-Produktionsabfällen werden im Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) entwickelt. Mehrere dieser Entwicklungen wurden mit Partnern beim Unternehmen SGL Composites in Wackersdorf industriell umgesetzt. Die Aufbereitung der so genannten trockenen Abfälle, hauptsächlich aus Verschnittresten, erfolgt nach einem eigenen Verfahren. „Dabei führen wir die geöffneten Fasern verschiedenen Prozessen zur Vliesherstellung zu“, sagt die zuständige Abteilungsleiterin im TITK, Dr. Renate Lützkendorf. Neben den Entwicklungen für den Einsatz z.B. im BMW i3 in Dach oder Hintersitzschale wurden im TITK spezielle Vliesstoffe und Verfahren für die Herstellung von Sheet Molding Compounds (SMC) etabliert, das sind duroplastische Werkstoffe, die aus Reaktionsharzen und Verstärkungsfasern bestehen und zum Pressen von Faser-Kunststoff-Verbunden verwendet werden. Eingang fand dies z.B. in einem Bauteil für die C-Säule des 7er BMW. „In seinen Projekten setzt das TITK vor allem auf die Entwicklung leistungsfähigerer Prozesse und kombinierter Verfahren, um den Carbonfaser-Recyclingmaterialien auch von den Kosten her bessere Chancen in Leichtbauanwendungen einzuräumen“, betont Lützkendorf. So liege der Fokus gegenwärtig auf dem Einsatz von CF-Recyclingfasern in thermoplastischen Prozessen zur Platten- und Profilextrusion. „Ziel ist es, die Kombination von Kurz- und Endlosfaserverstärkung in einem einzigen, leistungsfähigen Prozess-Schritt zu realisieren.“

Müllberge, plastikverseuchte Meere, CO2 Footprint – die Notwendigkeit einer nachhaltigeren Lebensweise ist alternativlos. Logisch, dass Recycling Lösungen in der Textilindustrie zunehmend an Bedeutung gewinnen. Aufgegriffen hat das auch der erste virtuelle Global Fiber Congress in Dornbirn mit einer eigens auf das Thema fokussierten Session. Vor rund 400 Teilnehmern referierte auch Markus Reichwein, Leiter Produktmanagement bei Oerlikon Manmade Fibers, zu auf dem Markt verfügbaren Lösungen.

Als einer der einzigen Hersteller bietet das Segment Manmade Fibers des Oerlikon Konzerns die gesamte Kette des mechanischen Recylings von der Aufbereitung des Rezyklats zur Schmelze bis hin zur texturierten Spule. Dabei greift das Unternehmen auf die VacuFil Lösung seines Tochterunternehmens Barmag Brückner Engineering (BBE) zurück, die neben bottle-to-bottle und bottle-to-textile Prozessen auch die Verarbeitung von textilen Abfällen zu Chips beherrscht. Damit wird der Betrieb von Textilproduktionen im Sinne der Zero Waste Philopsophie möglich.

VacuFil sorgt für stabilen Prozess recycelter Qualitätsgarne
Wesentlich für einen stabilen und effizienten Spinnprozess und ausgezeichneter Garnqualität ist die zuverlässige Entfernung von Verunreinigungen. Gleichzeitig sind stabile Betriebsbedingungen mit möglichst minimalen Schwankungen essentiell. Die größte Herausforderung hierbei sind die unterschiedlichen Qualitäten der eingespeisten bottle flakes, da der Extrusionsprozess diese Schwankungen kaum ausgleichen kann. Hier steuert das VacuFil Konzept mit Mischsilos gegen. Damit werden die Unterschiede in der Viskosität der Polymere deutlich reduziert, so dass eine hohe Garn- und Gewebequalität garantiert ist.

Das VacuFil Konzept ist einer POY-Anlage von Oerlikon Barmag vorgeschaltet, die mit der rezyklierten Schmelze gewohnt hochwertiges Filamentgarn produziert. Als Texturierungslösungen bietet Oerlikon Barmag seine modernsten Anlagen der automatischen eAFK-Serie an, darunter auch die neueste Generation der eAFK Evo, die letztes Jahr auf der ITMA Barcelona vorgestellt wurde. Garnhersteller, die weiterhin manuell texturieren möchten, können auf die eFK-Serie zurückgreifen.

Mit VarioFil R+ steht Herstellern kleinerer Chargen zudem eine Kompaktanlage mit integrierter Rezyklataufbereitung zur Verfügung. Die Anlage bietet ein spezielles Extrusionssystem für Bottle-Flake Materialien, die neueste Dosier-und Mischtechnologie für Spinnfärben und eine erweiterte 2-Stufen-Schmelzefiltration. Die vier Spinnpositionen sind jeweils mit einem Oerlikon Barmag 10-end WINGS POY Wickler bestückt.

Ist das mechanische Recycling bereits sehr ausgereift, stellt das chemische Recycling für Mischgewebe die Textilindustrie noch vor große Herausforderungen. An Lösungen und Konzepten, aus diesen Geweben neue Textilien gewinnen zu können, arbeitet das Segment Manmade Fibers des Oerlikon Konzerns.

• 10 % ihres Angebots ist ökologisch verantwortungsbewusst.
• Nachhaltige Baumwolle ist für Einzelhändler in den kommenden Jahren eine Priorität.
• Nachhaltige Kleidung kostet weniger als Standardkleidung.
• Mit Fashion on Demand gemäß den Verbraucherwünschen ein transparentes und nachhaltiges Angebot auf den Markt bringen.

Ismaning/Paris – Lectra, Technologie-Partner für Textil und Leder verarbeitende Unternehmen, hat basierend auf Analysen von Retviews, einem kürzlich erworbenen Startup,  bei führenden Fast Fashion-Brands eine Umfrage zu nachhaltiger Mode durchgeführt. Modeunternehmen haben sich entsprechend der neuen Gesundheitsschutzregeln angepasst und ihre Geschäfte wieder geöffnet.

Covid-19 hat bei zahlreichen Konsumenten den Wunsch geweckt, ein sinnvolleres Leben zu führen und sich verantwortlicher zu verhalten. Der Kunde wägt seine Kaufentscheidung neu ab und ist weniger angezogen von der Fiktion der Hyperauswahl durch Fast Fashion und sucht Einzigartigkeit, Inspiration und Kreativität. Für die Modeindustrie kann dies der Auslöser sein, um die Art und Weise zu ändern, wie sie ihre Produkte entwirft, produziert und vertreibt. Mit dem Kauf eines Produkts möchten Kunden von heute ihre Werte zum Ausdruck bringen und bekräftigen. Demzufolge müssen Modemarken ihr Angebot zukunftsorientiert verändern und einen ökologisch verantwortungsvolleren, authentischen und transparenten Ansatz verfolgen.

Bedarfsgerechte Supply-Chain für nachhaltige Produkte und weniger Überbestände

Die Fashionbranche kann Echtzeit-Verbraucherdaten verwenden, um die tatsächliche Nachfrage und die finale Produktion aufeinander abzustimmen: das richtige Produkt, zum benötigten Zeitpunkt, in der nachgefragten Menge, in der richtigen Qualität. Überbestände können mit Fashion on Demand minimiert werden in dem Material eingespart wird. Rabattschlachten und hohe Preisabschläge sind beendet. Mit Fashion on Demand für den Händler schnell auf Nachbestellungen und Nachschub reagieren, neue Marktchancen rund um Themen wie Made-to-Order (Kleinserien), Made-to-Customize, Made-to-Measure realisieren. Alles heute möglich.
                                
Nachhaltige Kollektionen sind weiterhin selten

Die Retviews-Umfrage zeigt, dass der Anteil nachhaltiger Mode in den Kollektionen der verschiedenen Einzelhändler sehr unterschiedlich ist. Ökofreundliche Kollektionen machen beispielsweise einen geringen Teil des Angebots von führenden Marken wie Zara und H&M aus, die beim G7-Gipfeltreffen in Biarritz den Fashion Pact mitunterzeichnet haben.

Die Join Life-Kollektion von Zara macht 14 % der Gesamtkollektion aus, während die #Wearthechange-Kollektion von C&A fast 30 % der Gesamtkollektion darstellt. Die Conscious-Kollektion bei H&M, die den von der Fashion Revolution geschaffenen Fashion Transparency Index anführt, entspricht weniger als 10 % der Gesamtkollektion.

Produktzusammensetzung in umweltfreundlichen Kollektionen

C&A, H&M und Inditex (Zara) gehören zu den vier größten Verbrauchern von organischer Baumwolle. Alle Marken, die analysiert wurden, präsentieren ihre Baumwolle als nachhaltig und sehen dies für 2020 und darüber hinaus als Priorität.

Es besteht nur ein geringer Unterschied zwischen den häufig im Massen- und im Premiummarkt verwendeten Stoffen. Das gleiche gilt für den Vergleich zwischen ökofreundlichen und Standardkollektionen. Baumwolle, synthetische Stoffe wie Polyester, Elastan und Viscose sind die am meisten angebotenen und verwendeten Stoffe.

Sind nachhaltige Stoffe teurer?

Laut den Umfrageergebnissen ist die Annahme, dass nachhaltige Kleidungsstücke teurer sind, falsch. Zara’s nachhaltige Join Life-Kollektion ist ein gutes Beispiel dafür. Ein Kleid aus der Standardkollektion kostet im Durchschnitt €39,90, während ein Kleid aus der Join Life-Kollektion nur €31,70 kostet.
 
„Nachhaltigkeit bringt uns zahlreiche neue Chancen. Für die Generation Z ist Nachhaltigkeit ein sehr wichtiges Thema und Einzelhändler haben zugehört und diese Bedenken in ihren Waren berücksichtigt. 90 % der Verbraucher sagen, dass sie sich der aktuellen Umweltsituation bewusst und bereit sind, ihr Verhalten zu ändern*, um den Klimawandel zu bekämpfen. Das zeigt deutlich die Bereitwilligkeit, in ökologische Produkte zu investieren. Angesichts dieses Wandels haben Brands eine soziale Verantwortung: Sie müssen ihre Kunden informieren, ihre Fortschritte in diesem Bereich transparent darstellen und einige Herausforderungen, vor denen sie stehen, teilen, um ihre Kunden aufzuklären. Derzeit gibt es keine internationalen Regularien für die Definition von Nachhaltigkeit bei Bekleidung. Das bedeutet, dass wir noch einen langen Weg vor uns haben, bis es für nachhaltige Fashion eine Standardisierung geben wird“, erklärt Quentin Richelle, Chief Marketing Officer, Retviews.

• Erfolgreiche Übernahme des österreichischen Recyclingunternehmens Ecoplast Kunststoffrecycling GmbH

Borealis, ein führender Anbieter innovativer Lösungen in den Bereichen Polyolefine, Basischemikalien und Pflanzennährstoffe, gibt heute die vollständige Übernahme des österreichischen Kunststoffrecyclingunternehmens Ecoplast Kunststoffrecycling GmbH („Ecoplast“) bekannt. Das in Wildon, Österreich, ansässige Unternehmen verarbeitet jährlich rund 35.000 Tonnen Post-Consumer-Kunststoffabfälle von Haushalten sowie Industrieverbrauchern und verarbeitet diese in hochwertige LDPE- und HDPE-Rezyklate, die primär, aber nicht ausschließlich, für den Kunststofffolienmarkt bestimmt sind.

Borealis erwartet bis 2021 ein maßgebliches Wachstum des Marktes für rezykliertes PO („Polyolefine“). Auf dieser Zukunftsprognose basiert auch die strategische Überlegung der Übernahme. Das Unternehmen sieht PO-Recycling als zentralen Baustein seiner PO-Gesamtstrategie, da der Bereich großes Potenzial hat, die Wachstums- und Nachhaltigkeitsbestrebungen von Borealis zu unterstützen. Borealis ist ein Vorreiter seiner Branche, wenn es darum geht, die Eignung von Polyolefinen für die Kreislaufwirtschaft weiter zu verbessern. Im Jahr 2014 begann das Unternehmen, die Automobilindustrie mit High-End-Werkstofflösungen zu beliefern, die einen Anteil von 25 bzw. 50 % Post-Consumer-Rezyklaten aufwiesen. Borealis war außerdem der erste Hersteller von PO-Neumaterialien („Virgin PO“), der die Möglichkeiten mechanischen Recyclings untersuchte, indem er im Juli 2016 einen der größten europäischen Produzenten von Post-Consumer-Polyolefinrezyklaten – mtm plastics GmbH und mtm compact GmbH – übernahm. Seitdem investiert das Unternehmen laufend in die Entwicklung von Technologien und neuen Produkten im Bereich des Polyolefinkreislaufs.

„Borealis hat den steigenden Bedarf an Kunststoffrecycling erkannt und betrachtet die Kreislaufwirtschaft als Geschäftschance. Borealis arbeitet bereits seit langem mit Ecoplast zusammen, und diese Übernahme ist der nächste logische Schritt im Rahmen des Ausbaus unserer mechanischen Recyclingmöglichkeiten. Ecoplast stellt eine wichtige Ergänzung zu mtm in Deutschland dar und wird uns dabei helfen, schwierige Nachhaltigkeitsherausforderungen zu meistern und zu einem führenden Akteur im Polyolefinrecyclingsektor zu werden. Darüber hinaus wollen wir unsere Erfahrung nutzen, um eine effektive Blaupause für Kunststoffe, die sich am Ende ihrer Nutzungsdauer befinden, zu entwickeln, die in anderen Teilen der Welt angewandt werden kann“, erklärt Borealis’ Vorstandsvorsitzender Alfred Stern.

„Wir sind äußerst glücklich, dass das Geschäft mit einem so starken und zuverlässigen Partner wie Borealis erfolgreich abgeschlossen werden konnte, und wir freuen uns auf unsere künftigen, gemeinsamen Aktivitäten im Recyclingmarkt. Wir haben mögliche Synergien in zahlreichen operativen und strategischen Bereichen identifiziert, vor allem im Zusammenhang mit der Produktqualität, F&E und künftigen Anwendungen von Polyethylenfolienrezyklaten. Die Kombination von Ecoplast und Borealis hat das Potenzial, bahnbrechende Veränderungen am Markt zu bewirken“, ist Lukas Intemann, Ecoplast Managing Director, überzeugt.