Aus der Branche

• Die renommierte Scripps Institution of Oceanography der University of California, San Diego liefert mit ihrer Versuchsreihe einen weiteren wissenschaftlichen Beleg dafür, dass LENZING™ Fasern eine wirksame Alternative zu synthetischen Fasern darstellen, die mit zum drängenden Problem der Plastikverschmutzung in den Weltmeeren beitragen.

Lenzing/San Diego – Die Lenzing Gruppe, weltweit führender Anbieter von holzbasierten Spezialfasern, erhielt einen weiteren wissenschaftlichen Beleg für die biologische Abbaubarkeit ihrer Fasern. Wissenschaftler/innen des renommierten, akademischen Forschungsinstituts Scripps Institution of Oceanography (SIO) der University of California, San Diego bestätigten in einer im Oktober 2021 publizierten Studie , dass sich holzbasierte Cellulosefasern am Ende ihres Lebenszyklus im Ozean in kurzer Zeit biologisch abbauen und damit auch die bessere Alternative zu erdölbasierten Fasern darstellen. Die Untersuchung war das Ergebnis eines unabhängigen Projekts, das sich zum Ziel setzte, die „End-of-Life“-Szenarien für Textilien und Vliesstoffe, die in der Umwelt entsorgt werden, zu verstehen.

Das SIO gilt weltweit als eines der ältesten, größten und bedeutendsten Zentren für Meeresforschung. In dieser Studie stellte es die Abbauprozesse von Vliesstoffen aus erdölbasierten, synthetischen Materialien wie Polyester und Materialien auf Cellulosebasis wie die holzbasierten Lyocell-, Modal- und Viscosefasern der Lenzing Gruppe unter bestimmten Szenarien gegenüber: unter verschiedenen realen Bedingungen im Ozean und kontrollierten Bedingungen in Aquarien. Die Ergebnisse dieser Versuchsreihe sind erstaunlich: Während sich die holzbasierten Cellulosefasern bereits innerhalb von 30 Tagen vollständig biologisch zersetzten, verzeichneten die getesteten, erdölbasierten Fasern auch nach über 200 Tagen praktisch keine Veränderung.

Die biologische Abbaubarkeit der LENZING™ Fasern wurde im Labor von Organic Waste Systems (OWS) in Belgien – einem der weltweit führenden Unternehmen für die Prüfung der biologischen Abbaubarkeit und Kompostierbarkeit – getestet. Die Ergebnisse werden von jenen unter realen Bedingungen im Meer und unter kontrollierten Bedingungen in Aquarien bestätigt. Die OWS-Bewertung wurde gemäß den bestehenden internationalen Standards durchgeführt und spiegelt alle relevanten natürlichen und künstlichen Umgebungen wider, in denen ein biologischer Abbau stattfinden kann. Zertifikate der internationalen Zertifizierungsorganisation TÜV Austria zeigen, dass LENZING™ Fasern in allen getesteten Umgebungen (Erde, industrielle Kompostierung, Heimkompostierung, Süßwasser und Meerwasser) innerhalb der in den Standards festgelegten Fristen schnell biologisch abgebaut werden.

Lenzing begrüßt auch konkrete Maßnahmen der EU im Kampf gegen Plastikmüll im Allgemeinen, beispielsweise jene in Bezug auf die Einwegkunststoffrichtlinie (EU) 2019/9043. Die EU-Kommission präzisiert in kürzlich erlassenen Leitlinien zur Umsetzung der Richtlinie, welche Produkte genau in den Anwendungsbereich dieser fallen, und sorgt damit für die nötige Klarheit im gemeinsamen Kampf der EU-Mitgliedsstaaten gegen die Umweltverschmutzung durch Plastikabfälle. Die holzbasierten, biologisch abbaubaren Cellulosefasern von Lenzing können Teil einer nachhaltigen und innovativen Lösung für dieses vom Menschen gemachte Problem sein, das sich künftig nur noch verschlimmern wird. Die Einwegkunststoffrichtlinie sieht seit Juli 2021 auch einheitliche Kennzeichnungsvorschriften für bestimmte Produkte auf der Verpackung oder auf dem Produkt selbst vor. Darunter fallen etwa Damenhygiene-Produkte und Feuchttücher für Körper- und Haushaltspflege, die Kunststoffe enthalten. Ein erster Schritt zur Lösung des Problems: die Aufklärung der Verbraucher/innen und ein Angebot alternativer Materialien mit besserer Kreislauffähigkeit.

Vom Biomasseanbau und der energetischen Nutzung über das Herstellen von Zwischenprodukten bis hin zum Verwenden biogener Ressourcen in langlebigen Verbraucherprodukten: die Bioökonomie umgibt uns schon heute tagtäglich. Doch welche Innovationen zeichnen sich ab, um die Wirkung biogener Ressourcen im Sinne des Klimaschutzes zu maximieren? Das war Thema beim Online-Werkstattgespräch Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft am 6. Oktober.

CO₂ einsparen durch biogene Schäume und Fasern für den Auto-Innenraum
Wie textile Anwendungen aus der Bioökonomie verstärkt in einem Schlüsselbereich der Energiewende - der Mobilität - zum Zuge kommen können, berichtete Dr. Frank Meister, Abteilungsleiter Chemische Forschung beim Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung (TITK) anhand des von der Europäischen Union geförderten Projekts BioMotive.

Das TITK ist dort eingebunden in die Entwicklung biogener Fasern und neuer Leichtbauwerkstoffe für den Auto-Innenraum, wo sie z.B. für Sitze, Armaturenbrett oder Türinnenverkleidung gebraucht werden. Unter anderem entwickelten die Forschenden neue sogenannte Lyocellfasern aus modifizierten Papierzellstoffen. Der besondere Vorzug am TITK: An dem Thüringer Institut konnten die neu entwickelten Fasern in einer kleintechnischen Versuchsanlage im Maßstab von mehreren 100 kg hergestellt werden. Das erhöht die Vergleichbarkeit mit den Realitäten der Industrie und war Design-Basis für eine unlängst errichtete Demo-Anlage der Metsä-Tochter MI Demo im finnischen Äänekoski. „Lyocellfasern als biogener Werkstoff vermeiden Umweltbelastungen wie sie bei anderen Materialien durch die Risiken von Mikroplastik entstehen. Hinzu kommt als Klima-Plus: Durch die von uns mit entwickelten und bewerteten Fasern und Verfahrensprinzipien lässt sich der CO₂-Fußabdruck bei der Produktion von Fahrzeugen spürbar verringern“, erklärt Meister.

Kombination von CO₂-Elektrolyse und Biotech-Wertstoffsynthese
Dass mithilfe von Bioökonomie-Lösungen CO₂ nicht nur eingespart werden kann, sondern auch negative Emissionen des Klimagases erreichbar sind, deutete Dr. Markus Stöckl vom DECHEMA-Forschungsinstitut (DFI) an. In seinem Vortrag „Mit Strom und CO₂ zum Biokunststoff“ zeigte er auf, wie die Elektrolyse dazu genutzt werden kann, Erneuerbare Energien „lagerbar“ zu machen. Der Ansatz: Aus Kohlendioxyd so genanntes Formiat zu produzieren, das als Feststoff lagerbare Salz der Ameisensäure, das Mikroorganismen als Energie- und Kohlenstoffquelle dienen kann, die wiederum daraus den Biokunststoff Polyhydroxybutyrat (PHB) herstellen. Durch die elektrochemische Herstellung des Zwischenprodukts Formiat können unterschiedliche Mikroorganismen eingesetzt werden.

Zur 30. Mitgliederversammlung des Verbands der Nord-Ostdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie e.V. (vti) wurden von den 67 anwesenden Mitgliedern der bisherige Vorstand mit allen Mitgliedern wiedergewählt. So wurden Thomas Lindner, Geschäftsführer der Strumpfwerk Lindner GmbH, als Vorstandsvorsitzender und André Lang, Geschäftsführer der Norafin Industries (Germany) GmbH, als Vorsitzender des Tarif- und Sozialausschusses für drei weitere Jahre in ihren Ehrenämtern bestätigt. Als neues Mitglied im Vorstand wurde Prof. Dr.-Ing. Markus Michael, Geschäftsführer texulting GmbH, aufgenommen.

Weit mehr als die Hälfte des Umsatzes der ostdeutschen Textil- und Bekleidungsbranche entfällt auf die Technischen Textilien, gefolgt von den Heimtextilien mit rund 30 Prozent und dem Bekleidungssektor mit zirka 10 Prozent.

Ingeborg Neumann, die Präsidentin des Gesamtverbands t+m und Geschäftsführende Gesellschafterin der Peppermint Holding GmbH, gab in ihrem Vortrag „Wir können Wandel – Transformation der deutschen Textil- und Modeindustrie“ einen Einblick in die zukünftigen Herausforderungen. Dabei betonte sie insbesondere die Nachhaltigkeit in allen Bereichen der Branche als Top-Thema. Laut einer t+m-Umfrage beträgt bei einem guten Fünftel der befragten Unternehmen der Umsatzanteil mit nachhaltigen Produkten bereits über 50 Prozent und über 90 Prozent aller befragten Unternehmen planen demnach, ihre nachhaltigen Produktanteile noch auszuweiten.
Insbesondere der Umstieg von fossilen Brennstoffen zu klimaneutralen, erneuerbaren Energien ist diesbezüglich ein wesentlicher Meilenstein.

Johannes Diebel, Leiter Forschung beim Forschungskuratorium Textil e.V., thematisierte in seinem Beitrag die branchenspezifischen Perspektiven bis 2035 zum Green Deal. Mit dem europäischen Grünen Deal will die EU u. a. den Übergang zu einer modernen, ressourceneffizienten und wettbewerbsfähigen Wirtschaft schaffen. Die dazu durchgeführte Branchenstudie führte zu einer Roadmap 2025–30 mit vielfältigen Handlungsfeldern, die von neuen Geschäftsmodellen und der Entwicklung neuer Märkte über attraktive Arbeitsmodelle für Nachwuchskräfte bis zu Innovations- und Netzwerkplattformen für neue Anwendungen in anderen Branchen reichten.

Thomas Lindner reflektierte u. a. diese Herausforderungen in seinem Vorstandsbericht bezüglich der Situation der mittelständischen Unternehmen im Verbandsgebiet. Diese haben durch die Corona-Pandemie starke Umsatzeinbußen hinnehmen müssen. Er machte deutlich, dass die Unternehmen pro Klimaschutz sind, dieser aber nur mit Augenmaß im und mit dem Mittelstand umgesetzt werden kann.

• Fraunhofer CCPE veröffentlicht Positionspapier und Forschungsprogramm zum Recycling von Kunststoffen

Der Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE hat ein Positionspapier zum Stand von Wissenschaft und Technik von Recyclingtechnologien für Kunststoffe vorgelegt. Der Schwerpunkt liegt auf chemischen Recyclingverfahren. Eine Marktanalyse zeigt aktuelle Industrieaktivitäten, außerdem werden die Fraunhofer-Kompetenzen im Kunststoff-Recycling im Überblick dargestellt.

Positionspapier und Forschungsprogramm zum Recycling von Kunststoffen

Rund 30 Fraunhofer Institute und Einrichtungen befassen sich mit dem Recycling und der Aufbereitung von Kunststoffen. Übersicht aktueller Initiativen zur Demonstration und Kommerzialisierung von chemischen Recyclingverfahren.

Das Positionspapier gibt einen Überblick über werk- und rohstoffliche (chemische) Aufbereitungstechnologien für Kunststoffe, die sich derzeit in der Entwicklung befinden und noch nicht zum Stand der Technik zählen. Insbesondere werden sogenannte chemische Recyclingverfahren eingeordnet. Beleuchtet werden dabei der technische Entwicklungsstand der Verfahren, deren Vor- und Nachteile, die regulatorischen und gesetzlichen Rahmenbedingungen, die ökonomische Machbarkeit sowie Potenziale für den Umwelt- und Klimaschutz. Eine Marktübersicht zeigt darüber hinaus, welche Projekte seitens der Industrie im Bereich chemischer Recyclingverfahren derzeit laufen, welche Abfallstoffe behandelt werden und welche Anlagenkapazität vorhanden bzw. geplant ist.

Prof. Matthias Franke, Leiter des Institutsteils Sulzbach-Rosenberg von Fraunhofer UMSICHT, entwickelt vor allem pyrolysebasierte Recycling­technologien. Er fasst die Ergebnisse zusammen: »Die Nachfrage nach hochwertigen Kunststoffrezyklaten nimmt derzeit zu. Hintergrund sind einerseits die Selbstverpflichtungen der Hersteller, andererseits die Vorgaben der Europäischen Union zum Rezyklateinsatz. Mit Rezyklateinsatzquoten und steigenden CO2-Preisen wird die Wettbewerbsfähigkeit von Rezyklaten gegenüber Primärware gestärkt, und die Abhängigkeit vom Rohölpreis aufgehoben. Dies schafft Investitionssicherheit für das Recycling. Neuartige Recyclingtechnologien sind nach unserer Einschätzung technisch in der Lage, die zusätzliche Nachfrage nach hochqualitativen Rezyklaten zu bedienen. Entwicklungs­bedarf gibt es vor allem noch bei komplexen Abfällen wie zum Beispiel Verbundmaterialien. Auch eine ökologische Gesamtbewertung der Verfahren steht noch aus.«

Ausgehend vom derzeitigen Entwicklungsstand schätzen die Fraunhofer Forschenden die Potenziale von alternativen Recyclingtechnologien insgesamt positiv ein, wenn Sie als Ergänzung zu etablierten werkstofflichen Verfahren eingesetzt werden. Sie seien technisch mach- und beherrschbar, sie könnten dazu beitragen, die Kreislaufführung von Kunststoffen zu verbessern und hochqualitative Sekundärrohstoffe für die Industrie bereit zu stellen. Vor allem die rohstofflichen / chemischen Verfahren könnten ein ergänzender Baustein für höherwertiges Kunststoff-Recycling sein besonders bei bisher schwer behandelbaren Abfallströmen.

Die Positionen des Fraunhofer CCPE im Einzelnen:

• Werkstoffliche Verfahren sind für sortenreine Kunststofffraktionen (Thermoplaste) die beste Wahl.
• Mit zunehmender Heterogenität, Verschmutzung oder Kontamination von Kunststoffabfällen kommt das werkstoffliche Recycling an seine Grenzen. Füll-, Stör- und Schadstoffe können in Sortier-, Wasch- und Extrusionsanlagen oft nicht vollständig ausgeschleust werden. Bestimmte Kunststoffsorten sind werkstofflich kaum verwertbar.
• Um eine Steigerung der Kreislaufführung von Kunststoffen zu erreichen, ist eine Ergänzung der werkstofflichen Verfahren durch alternative Prozesse und Prozess-Kombinationen erforderlich.
• Da chemische Recyclingverfahren ebenfalls in der Lage sind, Sekundärrohstoffe für die Kunststoffproduktion bereitzustellen, sollte die werkstoffliche Verwertungs­quote im Bereich der Verpackungskunststoffe durch eine technologieoffene Recyclingquote ersetzt werden. Dies würde technische Innovationen im mengenmäßig dominanten Recycling von Verpackungen fördern.
• Eine gesamtökologische Betrachtung von Recyclingverfahren oder Verfahrens­kombinationen für spezifische Altkunststoffe muss noch erbracht werden.
• Eine teilweise Substitution von erdölbasierten Basischemikalien durch chemische Rezyklate bspw. auf Basis von Kunststoffabfällen erscheint technologisch möglich.

Im Positionspapier stellt Fraunhofer CCPE eine Forschungsagenda vor:

1. Analyse von kunststoffhaltigen Abfällen verbessern
2. Transparenz über ökonomische und ökologische Auswirkungen durch Langzeitbetrieb herstellen
3. Dynamische Bewertungsmodelle für die Abfallbehandlung entwickeln
4. Recyclingtechnologien koppeln
5. Automatisierte, KI-basierte gestufte Recyclingverfahren erforschen
6. Rezyklate und Zwischenprodukte aus den Recyclingprozessen optimieren

• Ressourcenschonende Alternative für Gemüseanbau

Der Trend geht in Richtung nachhaltige Ernährung, immer mehr stehen Qualität und Regionalität im Fokus. Eine große Herausforderung gerade für dicht besiedelte Räume. Die Stadt Düsseldorf ist in diesem Bereich sehr aktiv und entwickelt neue Konzepte für die Innenstadt. So wird die Realisierung einer vertikalen Indoor Farm direkt am Carlsplatz untersucht, die nach dem Vorbild des Oberhausener ALTMARKTgartens ressourcenschonend pflanzliche Lebensmittel produziert. Im Auftrag der Stadt Düsseldorf erstellt das Fraunhofer UMSICHT aktuell eine Machbarkeitsstudie.

Anders als in der konventionellen Landwirtschaft werden beim sogenannten Vertical Farming Gemüse, Salat oder Kräuter nicht auf Feldern, sondern z. B. an Fassaden oder auf Gebäudedächern angebaut. »Gerade die großen Dachflächen innerstädtischer Gebäude bieten gute Voraussetzungen, um platzsparend zu produzieren«, erklärt Volkmar Keuter vom Fraunhofer UMSICHT, Leiter der Machbarkeitsstudie.

Südlich der Düsseldorfer Altstadt liegt mit dem Carlsplatz der älteste noch betriebene Marktplatz der Stadt. Das Angebot ist groß: Es gibt Exotisches, aber auch mehr und mehr regionale Produkte zu kaufen. Dieser Trend deckt sich mit dem Wunsch vieler Marktbesucherinnen und Marktbesucher nach einer größeren Auswahl nachhaltig produzierter Lebensmittel. Dazu beitragen könnte in Zukunft eine Indoor Farm direkt am Carlsplatz.

Innerhalb der Machbarkeitsstudie werden auch mögliche Verknüpfungen und Synergieeffekte zu anderen Standorten betrachtet. Das Auftaktgespräch mit Vertreterinnen und Vertretern der Stadt Düsseldorf fand am 28. Juli 2021 statt.

Oberhausen als Vorbild für klimaschonenden urbanen Anbau
Gut 30 km nördlich zeigt der ALTMARKTgarten in Oberhausen eine Variante, wie die geplante Indoor Farm in Düsseldorf aussehen könnte. Nach dem am Fraunhofer UMSICHT entwickelten inFARMING®-Konzept werden hier seit 2019 landwirtschaftliche Produkte auf dem Dach des Jobcenters angebaut. Der Anbau erfolgt hydroponisch, d. h. die Pflanzen werden erdfrei durch eine wässrige Lösung ernährt. »So wird sichergestellt, dass die Pflanzen genau die Wasser- und Nährstoffmenge zugeführt bekommen, die sie zum jeweiligen Zeitpunkt benötigen«, erklärt Volkmar Keuter. Zudem befinde sich der Standort sehr zentral, wodurch lange Lieferketten entfallen, Transportkosten minimiert werden und der Verkehr entlastet wird. Die hergestellten Produkte sind dadurch nicht nur qualitativ hochwertig, sondern auch nachhaltig.

Im ALTMARKTgarten wird nicht nur produziert, er ist gleichzeitig auch Forschungsobjekt des Fraunhofer UMSICHT. Ein interdisziplinäres Team entwickelt die gebäudeintegrierte Landwirtschaft weiter und arbeitet an neuen Technologien. Denn die Nutzung bestehender Strukturen – in diesem Fall das Dach – ist das eine. Das andere sind die technischen Komponenten, zu denen neben einer optimalen Beleuchtung vor allem die Nutzung der vorhandenen Ressourcen zählt. Das Gebäude liefert nämlich Abwärme und Abwasser, die für das Pflanzenwachstum eingesetzt werden können.
Akzeptanz in der Bevölkerung

In den kommenden sechs Monaten prüfen Forschende des Fraunhofer UMSICHT gemeinsam mit einem interdisziplinären Team, bestehend aus der Wolfgang Block Industrie- und Gartenbau GmbH & Co. KG (technische und pflanzenbautechnische Konzeption) und PASD Feldmeier • Wrede Architekten BDA Stadtplaner SRL PartG mbB (städtebauliche Analyse, Integration des Vertical Farming in ein bauliches Konzept und in die städtebauliche Umgebung) die Umsetzung des inFARMING®-Konzepts auf den Carlsplatz.

Neben einer detaillierten Standortanalyse und der Formulierung konkreter Ziele wird es auch eine Beteiligung der Bewohnerinnen und Bewohner sowie der ansässigen Händler geben.
Die Studie soll im Dezember 2021 abgeschlossen werden.

Die Hallertau ist Deutschlands größtes Hopfenanbaugebiet. Bei der Ernte bleiben Hopfenrebenhäcksel übrig, die vor Ort in einer Biogasanlage zu umweltfreundlichem Bioerdgas umgewandelt werden. Aber das ist noch nicht das Ende der Verwertungskette dieser Faserpflanze. Aus den pflanzenhaltigen Gärresten haben Forscherinnen und Forscher an den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) einen Verbundwerkstoff hergestellt, aus dem sich Möbel herstellen lassen.

Schichtstoffe sind in der Möbelindustrie sehr gefragt, da sie sehr flexibel gestaltet werden können. Der an den DITF mit seinen Projektpartnern entwickelte Verbundwerkstoff aus Gärresten ist eine besonders nachhaltige Variante. Um ihn herzustellen, werden diese pflanzenhaltigen Reststoffe zunächst umweltschonend gereinigt. Aus dieser Masse haben die DITF mit der Hochschule Reutlingen ein Nassvlies entwickelt, das zusammen mit einem biobasierten Harzsystem zu einem Verbundwerkstoff gepresst wird. Er ist belastbar und kann vielseitig verarbeitet werden.

Das Forschungsprojekt wurde im Rahmen des Zentralen Innovationsprogrammes Mittelstand (ZIM) gefördert.

• Erweiterte Forschungskompetenzen mit neuen Technika für Prüfung und Textilrecycling

Am 22. Juli 2021 legte das Sächsische Textilforschungsinstitut e. V. (STFI) auf einem rund 9.000 m² großen Baugelände in Chemnitz den Grundstein für einen neuen Gebäudekomplex. Die Vergrößerung des Forschungsinstitutes schafft Platz für neue Anlagen und erweitert die Kompetenzen im Bereich Textilrecycling und Prüfung. Der Bau des neuen Zentrums für Nachhaltigkeit wird vom Freistaat Sachsen anteilig gefördert und soll im kommenden Jahr fertiggestellt werden.

Dem Begriff der Nachhaltigkeit soll in vielerlei Hinsicht Rechnung getragen werden: Hauptschwerpunkte der zukünftigen Arbeiten im neuen Zentrum für Nachhaltigkeit am STFI werden das faserbasierte mechanische Recycling von textilen Flächen und Garnen und nachfolgende Forschungsarbeiten zu deren Wiederverwendbarkeit sein. Die Technika werden mit modernsten Filteranlagen sowie einer Fotovoltaik-Anlage ausgerüstet. Weiterhin werden im Gebäude Prüfstände für Laserschutzkleidung, Atemschutzmasken und weiterer medizinischer Schutzausrüstung aufgebaut. Mit diesen Investitionen will man den Anforderungen an ein leistungsstarkes Prüfinstitut gerecht werden.

Mit der Einbindung eines modernen Showrooms in den Gebäudekomplex, der sowohl als Beratungs- als auch Kreativraum genutzt werden kann, wird die Möglichkeit geschaffen, Ergebnisse von Forschungsarbeiten in Szene zu setzen und in entspannter Atmosphäre mit Partnern über zukünftige Forschungsinhalte zu diskutieren.

Ein zusätzliches Highlight sind 10 nicht öffentliche Ladestationen für batterieelektrische Fahrzeuge, damit Gäste und Mitarbeiter ihre PKW mit Energie versorgen können.

• Fraunhofer, SABIC und Procter & Gamble kooperieren
• Der Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE und das Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT haben ein innovatives Recyclingverfahren für Altkunststoffe entwickelt.
• Das Pilotprojekt, an dem auch SABIC und Procter & Gamble beteiligt sind, soll zeigen, dass Einweg-Gesichtsmasken für das sogenannte Closed-Loop-Recycling geeignet sind.

Die milliardenfache Verwendung von Einweg-Gesichtsmasken zum Schutz vor dem Coronavirus birgt große Gefahren für die Umwelt, insbesondere wenn die Masken in der Öffentlichkeit, z.B. in Parks, bei Open-Air-Veranstaltungen oder an Stränden, gedankenlos weggeworfen werden. Neben der Herausforderung, eine nachhaltige Lösung für derart große Mengen unverzichtbarer Hygieneartikel zu finden, bedeutet die bloße Entsorgung der gebrauchten Masken auf Mülldeponien oder in Verbrennungsanlagen einen Verlust an wertvollem Rohstoff, mit dem sich neue Materialien herstellen ließen.

»Vor diesem Hintergrund haben wir untersucht, wie gebrauchte Gesichtsmasken wieder zurück in die Wertschöpfungskette der Maskenproduktion gelangen könnten,« so Dr. Peter Dziezok, Director R&D Open Innovation bei P&G. »Doch für eine echte Kreislauflösung, die sowohl nachhaltige als auch wirtschaftliche Kriterien erfüllt, braucht es Partner. Deshalb haben wir uns mit den Expertinnen und Experten vom Fraunhofer CCPE und Fraunhofer UMSICHT sowie den Technologie- und Innovations-Fachleuten von SABIC zusammengetan, um Lösungen zu finden.«

Im Rahmen des Pilotprojekts sammelte P&G an seinen Produktions- und Forschungsstandorten in Deutschland gebrauchte Gesichtsmasken von Mitarbeitenden und Besuchenden ein. Auch wenn diese Masken immer ordnungsgemäß entsorgt werden, fehlte es doch an Möglichkeiten, diese effizient zu recyceln. Um hierbei alternative Herangehensweisen aufzuzeigen, wurden extra dafür vorgesehene Sammelbehälter aufgestellt und die eingesammelten Altmasken an Fraunhofer zur Weiterverarbeitung in einer speziellen Forschungspyrolyseanlage geschickt.

»Einmal-Medizinprodukte wie Gesichtsmasken haben hohe Hygieneanforderungen, sowohl in Bezug auf die Entsorgung als auch hinsichtlich der Produktion. Mechanisches Recycling wäre hier keine Lösung,« erklärt Dr. Alexander Hofmann, Abteilungsleiter Kreislaufwirtschaft am Fraunhofer UMSICHT. »Unser Konzept sieht zunächst die automatische Zerkleinerung und anschließend die thermochemische Umwandlung in Pyrolyseöl vor. Unter Druck und Hitze wird der Kunststoff bei der Pyrolyse in molekulare Fragmente zerlegt, wodurch unter anderem Rückstände von Schadstoffen oder Krankheitserregern wie dem Coronavirus zerstört werden. Im Anschluss können daraus neuwertige Rohstoffe für die Kunststoffproduktion gewonnen werden, die zudem die Anforderungen an Medizinprodukte erfüllen,« ergänzt Hofmann, der auch Leiter der Forschungsabteilung Advanced Recycling am Fraunhofer CCPE ist.

Das Pyrolyseöl wurde im nächsten Schritt an SABIC weitergereicht, wo es als Ausgangsmaterial für die Herstellung von neuwertigem Polypropylen (PP) zum Einsatz kam. Das Polymer wurde nach dem allgemein anerkannten Massenbilanz-Prinzip hergestellt, bei dem das alternative Ausgangsmaterial im Produktionsprozess mit fossilen Rohstoffen kombiniert wird. Das Massenbilanz-Prinzip gilt als wichtige Brückenlösung zwischen der heutigen Linearwirtschaft und der nachhaltigeren Kreislaufwirtschaft der Zukunft.

»Das in diesem Pilotprojekt gewonnene, hochwertige zirkuläre PP-Polymer zeigt deutlich, dass Closed-Loop-Recycling durch die aktive Zusammenarbeit von Akteuren aus der gesamten Wertschöpfungskette erreicht werden kann,« betont Mark Vester, Global Circular Economy Leader bei SABIC. »Das Kreislaufmaterial ist Teil unseres TRUCIRCLE™-Portfolios, mit dem wertvolle Altkunststoffe wiederverwertet und fossile Ressourcen eingespart werden sollen.«

Mit der abschließenden Lieferung des PP-Polymers an P&G, das dort zu Faservliesstoffen verarbeitet wurde, schloss sich der Kreis. »Durch dieses Pilotprojekt konnten wir besser beurteilen, ob der Kreislaufansatz auch für Kunststoffe, die bei der Herstellung von Hygiene- und Medizinprodukten zum Einsatz kommen, geeignet wäre,« so Hansjörg Reick, Senior Director Open Innovation bei P&G. »Natürlich muss das Verfahren noch verbessert werden. Die bisherigen Ergebnisse sind jedoch durchaus vielversprechend.«

Das gesamte Kreislaufprojekt – von der Einsammlung der Gesichtsmasken bis hin zur Produktion – wurde innerhalb von sieben Monaten entwickelt und umgesetzt. Der Einsatz innovativer Recyclingverfahren bei der Verarbeitung anderer Materialien und chemischer Produkte wird am Fraunhofer CCPE weiter erforscht.

Sie ist in fast jedem Schrank: Funktionskleidung – ob als Shirt zum Joggen oder als Jacke zum Wandern. Spezielle Beschichtungen der Textilien sorgen für trockene Haut, indem sie Regen nicht durchdringen lassen und Schweiß nach außen leiten. Forschungsteams der Hochschule Niederrhein und des DWI – Leibniz-Instituts für Interaktive Materialien aus Aachen arbeiten gemeinsam an einer neuen Art umweltfreundlicher Funktionskleidung.
 
Die üblicherweise verwendeten Materialien, sogenannte halbdurchlässige Membranen, sind weder umweltverträglich noch recyclingfähig. Durch diese dünnen Trennschichten wird Kleidung mit verschiedenen Funktionen ausgestattet, beispielsweise Nässeschutz, Atmungsaktivität und eine natürliche Temperaturregulierung. Die Membranen finden Anwendung im Sport-, Outdoor- und Workwear-Segment, aber auch in Heimtextilien (etwa Matratzenschutz), Schuhen und technischen Textilien aus dem Medizinbereich.
 
Ziel des Projekts ist es, eine Membran zu entwickeln, die sich bei körperlicher Betätigung speziell auf ihren Träger einstellt. Die Lösung, an der die Partner arbeiten, ist eine neue Barrieremembran aus sogenannten thermoplastischen Elastomeren. In die Membran sind Mikrogele eingebaut - kleine Partikel, die Wasser aufnehmen, wieder abgeben können und biokompatibel sind. Durch Kombination eines Trägermaterials mit Mikrogelen soll eine umweltfreundliche, pflegeleichte semipermeable Barriere mit hoher Funktionalität entwickelt werden. Zusätzlich werden spezielle Verfahren zur Beschichtung von Textilien mit diesen Membranen angewandt, die ein verbessertes Recycling der Kleidung ermöglichen und ebenfalls auf den Einsatz umweltbelastender Substanzen verzichten.
 
Um dieses Ziel zu erreichen, bündeln die Forscherteams ihre Kompetenzen aus den Bereichen Polymerchemie und Textiltechnik. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen daran, die Mikrogel-basierten Membranen mittels 3D-Druck als digitale Beschichtungsmethode nur an bestimmten Stellen eines Kleidungsstücks.
 
Von der Forschung profitieren sollen insbesondere Betriebe aus der verarbeitenden Industrie, darunter viele kleine und mittelständische Unternehmen aus dem Bereich der Sport-, Funktions- und Arbeitsbekleidung sowie der Medizin-Textilien. Das Forschungsvorhaben wird von einem Projektausschuss begleitet, in dem verschiedene Unternehmen und Partner entlang der Produktionskette des Rohstoffs bis zur Materialverwertung vertreten sind.  Das Projekt läuft über zwei Jahre und hat ein Gesamtvolumen von rund 500.000 Euro.

• Energiewende – gemeinsam für eine klimaneutrale Zukunft
• Wissenschaftskommunikation Energiewende: Für Energieforschung begeistern und Innovationen für das Energiesystem von morgen zeigen.

Wie können wir die Energiewende gemeinsam umsetzen? Dieser Frage widmet sich ab 2022 eine Ausstellung, die das gesamte Bundesgebiet bereist und durch zahlreiche Veranstaltungen und partizipative Angebote begleitet wird. In dem gemeinsamen Projekt präsentieren Forschungseinrichtungen, Hochschulen, Ausstellungshäuser sowie Akteure der Wissenschaftskommunikation Lösungen für eine sichere, wirtschaftliche und klimaneutrale Energieversorgung und nehmen Ideen und Meinungen der Bürgerinnen und Bürger dazu auf. Parallel werden die Wahrnehmung des Themas Energiewende in der Öffentlichkeit und die Wirkung des Projekts selbst erforscht.

Ausstellung ab April 2022

Im Mittelpunkt steht eine Ausstellung, die vom Industriemuseum des Landschaftsverbandes Westfalen-Lippe (LWL) und dem Klimahaus Bremerhaven 8° Ost entwickelt wird. Erste Station ist ab April 2022 die Henrichshütte Hattingen im Ruhrgebiet, ab Oktober 2022 ist die Ausstellung im Klimahaus zu sehen. Sie stellt mit Hilfe interaktiver und partizipativer Elemente Konzepte und Ideen der Energiewende sowie innovative Forschungsprojekte vor. Dabei werden auch die regionalen Besonderheiten im Umfeld der beiden Ausstellungshäuser aufgegriffen. Im Anschluss an die Präsentation in Hattingen und Bremerhaven tourt eine daraus entwickelte Wanderausstellung durch das Bundesgebiet.

Die Konzeption der Ausstellung und ihre Rezeption werden von der TU Ilmenau kommunikationswissenschaftlich begleitet. Erkenntnisse aus der Begleitforschung können dadurch direkt in die Ausstellung und das Rahmenprogramm zurückfließen. Im Zentrum des Projekts steht dabei die Frage, wie erfolgreiche Wissenschaftskommunikation zur Energiewende vor allem mit Blick auf regionale Aspekte gelingen kann und welchen Einfluss standortspezifische Faktoren auf die Rezeption haben.

Projektpartner

    Industriemuseum des Landschaftsverbandes Westfalen-Lippe (LWL)
    Klimahaus Bremerhaven 8° Ost
    Technische Universität Ilmenau, Fachgebiet Empirische Medienforschung und politische Kommunikation
    DECHEMA Gesellschaft für chemische Technik und Biotechnologie e. V.
    Fraunhofer UMSICHT
    Fraunhofer-Cluster CINES
    Wissenschaft im Dialog

Kooperationspartner

    Kopernikus Projekte für die Energiewende
    Carbon2Chem®