Aus der Branche

Nachhaltigkeit war das Leitthema der diesjährigen Textilmaschinenbaumesse ITMA. Und so zeigten fast alle Firmen in Mailand neue Technologien für das Textilrecycling. Doch es ist anspruchsvoll, aus Alttextilien hochwertige Garne zu gewinnen und zu ebenso hochwertigen Produkten zu verarbeiten. Noch gibt es nicht für alle Herausforderungen die passenden technologischen Lösungen. Für jedes Material müssen die passenden Prozesse gefunden werden. Dafür haben die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) zusammen mit dem Sächsischen Textilforschungsinstitut (STFI) eine neue Prüfroutine entwickelt.

Am Anfang des Recyclingprozesses steht das mechanische Reißen, bei dem die Alttextilien zerkleinert werden. In den meisten Fällen schädigt die Prozedur die Fasern. Einzelne Fasern geraten zu kurz, was den anschließenden Spinnprozess erschwert. Um die Reißmaschinen optimal einstellen zu können, wurden nach dem Reißen die Fasern klassifiziert. Dazu haben die Forscherinnen und Forscher eine neue Prüfroutine entwickelt, die mit einem speziellen Messgerät durchgeführt wurde. Die Faserlänge ist der wichtigste Parameter für die Weiterverarbeitung der Fasern und für die Qualität des fertigen Garns aus Recyclingfasern. Garnstücke, die sich noch im gerissenen Material befinden, sind immer länger als die Fasern selbst und verfälschen dadurch die Faserlängenmessung. Durch den Prüfaufbau können noch vorhandene Garnstücke nahezu ohne weitere Fasereinkürzung aufgelöst werden. Somit ist eine exakte Messung der Faserlängenverteilung des gerissenen Recyclingmaterials möglich.

Auf der Basis der Prüfergebnisse können die Reißparameter besser auf das Material abgestimmt werden, so dass die Fasern beim Reißprozess weniger eingekürzt werden. Auf diese Weise können qualitativ höherwertige Garne hergestellt werden. Die Kennwerte des optimalen Recyclingmaterials, die anhand eines statistischen Verfahrens ermittelt wurden, dienten auch dazu, für die Ausspinnung das geeignete Recyclingprodukt und für den Spinnprozess die optimalen Einstellungen und Spinnmittel zu finden.

Anschließend wurden die recycelten Materialien zu Ring- und Rotorgarn verarbeitet. In der Praxis ließ sich das Ringgarn am besten mit dem Kompaktspinnverfahren herstellen. Durch dieses Verfahren können die ohnehin schon kurzen Recyclingfasern wesentlich besser eingebunden werden. Dadurch gewinnt das Garn an Festigkeit.

Mit der neuen Prüfroutine und den dadurch optimierten Prozessen war es möglich, Garne ohne Beimischung aus 100 Prozent recycelten Aramidfasern herzustellen, die anschließend zu Gestricken weiterverarbeitet wurden. Da Aramidfasern sehr teuer sind, senkt das Verfahren die Kosten, spart Rohstoffe und trägt zu mehr Nachhaltigkeit bei. Auch Baumwollfasern wurden in Mischung von 80 Prozent Gutfasern und 20 Prozent Rezyklat versponnen. Nach Projektabschluss konnte der Rezyklatanteil bei Baumwolle auf bis zu 70 Prozent erhöht werden.

Die Forschungsarbeit von DITF und STFI zeigt, dass es möglich ist, recyceltes Material zu 100 Prozent wieder zu verarbeiten. Die Garne müssen jedoch produktorientiert eingesetzt werden, das heißt, nicht jedes Garn aus recycelten Fasern passt für jede Anwendung. Denn durch den Reißprozess kommt es unweigerlich zu Qualitätseinbußen der Fasern, zum Beispiel bei der Garnfestigkeit.

Entscheidend für die Qualität des Garns aus recycelten Fasern ist auch die Qualität des Ausgangsmaterials. Besteht das Alttextil aus vielen unterschiedlichen Materialien, müssen diese erst mühsam getrennt werden. „Die Recyclingquote ist ein wichtiges Kaufkriterium, aber man muss die Qualität des Produkts und die Anwendung im Blick behalten“ ist das Fazit von wissenschaftlicher Markus Baumann, Mitarbeiter im Projekt.

„ITA Aachen und ITA Augsburg sind Teil der ITA Group International Centre for Sustainable Textiles. Erleben Sie unsere textilen Innovationen anschaulich auf zwei Messeständen,“ erläutert ITA-Institutsdirektor Professor Dr. Thomas Gries. „Sehen Sie am Stand H3-B304 unseren Ringspinntester, der Recyclingfasern nachhaltig und individuell in einer bisher nicht gekannten Feinheit verspinnt. Zudem erfolgt eine digitale Garnüberwachung, was neue Marktpotentiale ermöglicht. Machen Sie sich am Stand H3-A207 ein Bild vom Recycling Atelier des ITA Augsburg und sehen Sie den textilen Kreislauf vom Alttextil bis hin zu Lösungsschritten für die industrielle Umsetzung gemeinsam mit Industriepartnern. Gehen Sie mit uns gemeinsam den Walk4Recycling und verfolgen Sie auf der Messe in einem Rundgang den Weg vom Alttextil zu einem neuen Strickpullover. So werden wir unserem Anspruch als ITA Group gerecht: nachhaltig – digital – individuell.“

ITA Aachen – Digitaler Ringspinntester für Recyclingfasern ermöglicht das Ausspinnen feiner Garne mit hohen Recyclingfaseranteilen
Das Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University (ITA) zeigt einen digitalen Ringspinntester, der Recyclingfasern in einem besonders hohen Umfang von 60-70 Prozent direkt und konventionell verspinnt. Bisher wurden Recyclinggarne gerade in diesem Mischungsverhältnis hauptsächlich rotorgesponnen. Dies führt zu eher groben Garnen und ist für feinere Textilien wie Oberbekleidung nicht geeignet. Das Ringspinnen von Recyclinggarnen ermöglicht nun das Spinnen von feineren Garnen und damit eine höhere Anwendungsstufe für Recyclingmaterialien.

Ein Alleinstellungsmerkmal des ITA-Ringspinntesters ist das simultane Verspinnen im Direktspinnverfahren aus dem Band und im klassischen Ringspinnverfahren. Dazu werden Festigkeit und Dehnung des gesponnenen Garns erstmals online und digital bestimmt. Die Echtzeitmessung erlaubt es, Prozessparameter und Garneigenschaften iterativ und schnell anzupassen.

Der Ringspinntester wurde aus einem bestehenden Tester auf Industrie 4.0-Standard gebracht und wird über ein Tablet bedient. Die Bedienung per Tablet ermöglicht die Anpassung der Prozessparameter einschließlich einer Online- Qualitätsüberwachung remote von jedem Ort der Welt aus. Dazu ist Ringspinntester in der Lage, auch fein ausgesponnene Ringgarne zu verarbeiten. Die Anwendung fein ausgesponnener Ringgarne aus Recyclingmaterial erschließt eine Vielzahl weiterer Anwendungsfelder im Bereich der Web- und Maschenwaren. So können Bekleidungs- und technische Textilien aus Recyclingmaterial hergestellt werden, deren Produktion vorher nicht möglich war - wie Oberbekleidung aus Recycling-Material. Die Erschließung neuer Branchen und Anwendungsfelder eröffnet neue Marktpotentiale für Recycling-Garne - auch und gerade für die Verarbeitung in Europa. So ergibt sich die Chance, Schlüsseltechnologien und Arbeitsplätze an kostenintensiven Standorten zu erhalten.

ITA Augsburg – Recycling Atelier: Walk4Recycling
Das Recycling Atelier des Instituts für Textiltechnik Augsburg gGmbH stellt den textilen Recycling Kreislauf vom Alttextil in neue Produkte über die verschiedenen Prozessschritte dar und eröffnet zusammen mit den Industriepartnern Lösungswege für die industrielle Umsetzung.

Unter der Headline „Walk4Recycling“ zeigt ein Rundgang über die Messe den Kreislauf von Alttextilien aus getragener Maschenware in einen neuen Strickpullover über ein Ringgarn aus einer Mischung von 65 Prozent recycelter Baumwolle und 35 Prozent Virgin-Polyester. Die zentrale Innovation ist der hohe Anteil von recycelten Fasern aus Post-Consumer-Textilien für ein Ringgarn dieser Feinheit. Heute werden vornehmlich grobe Rotorgarne für minderwertige Textilien aus diesen Materialien gesponnen. Die am Walk4Recycling teilnehmenden Industriepartner sind Partner des Recycling Ateliers und tragen mit ihren Technologien dazu bei, dass Fasermaterial aus Altkleidern in verschiedenen Prozessstufen zu einem neuwertigen Garn und hochwertigen Konfektionsartikeln verarbeitet werden kann.

Der Walk4Recycling bietet dem Besucher die Möglichkeit, einen vollständigen Recycling-Kreislauf mit den zahlreichen Prozessstufen vom Reißen der Alttextilien, dem Aufbereiten und Spinnen der Fasern und dem Stricken eines neuen Pullovers live während der Messe zu erleben. Ein kurzer Film vermittelt zusätzliche Einblicke über die verschiedenen Prozesse zur Produktion des Pullovers.

• Recycling von Resttextilien aus Aramiden und Polyimiden

Inhärente Hitze- und Flammschutztextilien werden aus hochpreisigen Faserrohstoffen gefertigt, die auch in den Abfällen aus Produktion und Verarbeitung stecken. Heinrich GLAESER gewinnt diese Werte zurück: Das Traditionsunternehmen recycelt in seiner Reißerei para- und meta-Aramide sowie Polyimide und verhilft auch ausgemusterten schusssicheren Westen zu einem zweiten Leben.

Aramid- und Polyimid-Fasern sind aus High-Tech-Stoffen nicht wegzudenken. Sie ermöglichen die Herstellung flexibler Textilien mit vergleichsweise geringem Gewicht und gutem Schutz gegen Flammen, Hitze, Abrasion oder Durchschuss. Da die Abschirmungseigenschaften dauerhaft in den Fasern gebunden sind, werden solche Textilien in vielen Einsatzbereichen geschätzt. Dazu zählen Hochleistungsfilter und Kabelummantelungen, Dämmvliese, Funktionsunterwäsche, Motorradkleidung, Hitze-, Flamm- Schnitt- und Störlichtbogen-Schutzkleidung oder schusssichere Westen. Ein Nachteil der hochklassigen Fasern ist jedoch ihre begrenzte Verfügbarbarkeit.

Fasern sind Mangelware
„Das Marktvolumen an Flamm- und Hitzeschutzfasern mit inhärenten Eigenschaften ist aufgrund der sehr komplexen Produktion limitiert und die Preise für meta- und para-Aramide sowie Polyimide sind dementsprechend hoch. Daher stecken in jedem Rest aus der Filament- Garn, Maschenwaren- und Gewebeproduktion wertvolle Ressourcen, die in der Textilindustrie wieder eingesetzt werden können“, weiß Roland Settele, Prokurist und Abteilungsleiter der Abteilung Rohstoffhandel bei Heinrich GLAESER. „In unserer Reißerei recyceln wir sie und führen sie als Sekundärfasern in den textilen Kreislauf zurück.“

Hochleistungsanspruch für sekundäre Aramid-Fasern
Zu den High-Tech-Resttextilien, die Heinrich GLAESER verwerten kann, zählt sortenreiner Ausschuss aus allen Bereichen der Fasergewinnung und -verarbeitung von para- und meta-Aramiden sowie Polyimiden. Auch Mischgewebe aus para-Aramid-Filamenten mit einem höchstens zehnprozentigen Anteil anderer Synthesefasern werden in dem Unternehmen wieder aufbereitet. „Wir sammeln außerdem ballistische Schutzwesten ein, deren maximale Gebrauchsdauer abgelaufen ist oder die aus anderen Gründen ausgemustert wurden“, ergänzt Roland Settele. „Diese klare Fokussierung auf ausgewählte Reste hängt mit dem hohen Qualitätsanspruch zusammen, den wir an unsere Recyclingfasern stellen: Sie müssen bei der Weiterverarbeitung zu Garnen oder Vliesen optimale Leistungseigenschaften vorweisen.“

Inhouse-Recycling
Um die Fasern aus den von Heinrich GLAESER aufgekauften Alttextilien zurückzugewinnen, werden die Abfälle zuerst in Spezialanlagen geschnitten und danach in Reißmaschinen aufbereitet. Die dadurch gewonnenen Reißfasern gehen dann in die Nadelvliesherstellung oder werden in spezialisierten Spinnereien zu Garnherstellung verwertet.