From the Sector

Reset
4 results
DITF: Biopolymers from bacteria protect technical textiles Photo: DITF
Charging a doctor blade with molten PHA using a hot-melt gun
23.02.2024

DITF: Biopolymers from bacteria protect technical textiles

Textiles for technical applications often derive their special function via the application of coatings. This way, textiles become, for example wind and water proof or more resistant to abrasion. Usually, petroleum-based substances such as polyacrylates or polyurethanes are used. However, these consume exhaustible resources and the materials can end up in the environment if handled improperly. Therefore, the German Institutes of Textile and Fiber Research Denkendorf (DITF) are researching materials from renewable sources that are recyclable and do not pollute the environment after use. Polymers that can be produced from bacteria are here of particular interest.

Textiles for technical applications often derive their special function via the application of coatings. This way, textiles become, for example wind and water proof or more resistant to abrasion. Usually, petroleum-based substances such as polyacrylates or polyurethanes are used. However, these consume exhaustible resources and the materials can end up in the environment if handled improperly. Therefore, the German Institutes of Textile and Fiber Research Denkendorf (DITF) are researching materials from renewable sources that are recyclable and do not pollute the environment after use. Polymers that can be produced from bacteria are here of particular interest.

These biopolymers have the advantage that they can be produced in anything from small laboratory reactors to large production plants. The most promising biopolymers include polysaccharides, polyamides from amino acids and polyesters such as polylactic acid or polyhydroxyalkanoates (PHAs), all of which are derived from renewable raw materials. PHAs is an umbrella term for a group of biotechnologically produced polyesters. The main difference between these polyesters is the number of carbon atoms in the repeat unit. To date, they have mainly been investigated for medical applications. As PHAs products are increasingly available on the market, coatings made from PHAs may also be increasingly used in technical applications in the future.

The bacteria from which the PHAs are obtained grow with the help of carbohydrates, fats and an increased CO2 concentration and light with suitable wavelength.

The properties of PHA can be adapted by varying the structure of the repeat unit. This makes polyhydroxyalkanoates a particularly interesting class of compounds for technical textile coatings, which has hardly been investigated to date. Due to their water-repellent properties, which stem from their molecular structure, and their stable structure, polyhydroxyalkanoates have great potential for the production of water-repellent, mechanically resilient textiles, such as those in demand in the automotive sector and for outdoor clothing.

The DITF have already carried out successful research work in this area. Coatings on cotton yarns and fabrics made of cotton, polyamide and polyester showed smooth and quite good adhesion. The PHA types for the coating were both procured on the open market and produced by the research partner Fraunhofer IGB. It was shown that the molten polymer can be applied to cotton yarns by extrusion through a coating nozzle. The molten polymer was successfully coated onto fabric using a doctor blade. The length of the molecular side chain of the PHA plays an important role in the properties of the coated textile. Although PHAs with medium-length side chains are better suited to achieving low stiffness and a good textile handle, their wash resistance is low. PHAs with short side chains are suitable for achieving high wash and abrasion resistance, but the textile handle is somewhat stiffer.

The team is currently investigating how the properties of PHAs can be changed in order to achieve the desired resistance and textile properties in equal measure. There are also plans to formulate aqueous formulations for yarn and textile finishing. This will allow much thinner coatings to be applied to textiles than is possible with molten PHAs.

Other DITF research teams are investigating whether PHAs are also suitable for the production of fibers and nonwovens.

Source:

Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung (DITF)

BIOPOLYMER INNOVATION AWARD (c) POLYKUM e.V.
26.05.2023

BIOPOLYMER INNOVATION AWARD: 2023 alle Preisträger aus Deutschland

Ein Novum in der Geschichte des BIOPOLYMER Innovation Awards: 2023 machen drei Innovationen aus Deutschland das Rennen um die international begehrten Trophäen unter sich aus! Ob der Hauptpreis nach Rheinland-Pfalz, Thüringen oder Hessen geht, wird traditionsgemäß erst auf dem Kongress „BIOPOLYMER – Processing & Moulding“ bekannt gegeben, der am 13. Juni in Halle (Saale) stattfindet. Preisverleihung und Tagung können wie in den letzten Jahren per Videostream kostenfrei in Echtzeit verfolgt werden.

Ist Deutschland noch innovativ genug, um in der Weltspitze ganz vorn mitzuhalten? „Wenn es darum geht, Kunststoffe und Kunststoffanwendungen auf biologischer Basis und für nichtfossile Kreisläufe zu entwickeln, lautet die Antwort: ja!“, ist Jury-Vorsitzender Peter Putsch nach den diesjährigen Nominierungen für den BIOPOLYMER Innovation Award überzeugt: „Mehrere deutsche Beiträge setzten in diesem Jahr die Benchmarks im Wettbewerb.“

Gingen Preise in den letzten nach Finnland, Italien, Belgien oder Brasilien, so nominierte die Jury in diesem Jahr erstmals ausschließlich deutsche Bewerber für den mit 2.000 Euro dotierten Hauptpreis.

Ein Novum in der Geschichte des BIOPOLYMER Innovation Awards: 2023 machen drei Innovationen aus Deutschland das Rennen um die international begehrten Trophäen unter sich aus! Ob der Hauptpreis nach Rheinland-Pfalz, Thüringen oder Hessen geht, wird traditionsgemäß erst auf dem Kongress „BIOPOLYMER – Processing & Moulding“ bekannt gegeben, der am 13. Juni in Halle (Saale) stattfindet. Preisverleihung und Tagung können wie in den letzten Jahren per Videostream kostenfrei in Echtzeit verfolgt werden.

Ist Deutschland noch innovativ genug, um in der Weltspitze ganz vorn mitzuhalten? „Wenn es darum geht, Kunststoffe und Kunststoffanwendungen auf biologischer Basis und für nichtfossile Kreisläufe zu entwickeln, lautet die Antwort: ja!“, ist Jury-Vorsitzender Peter Putsch nach den diesjährigen Nominierungen für den BIOPOLYMER Innovation Award überzeugt: „Mehrere deutsche Beiträge setzten in diesem Jahr die Benchmarks im Wettbewerb.“

Gingen Preise in den letzten nach Finnland, Italien, Belgien oder Brasilien, so nominierte die Jury in diesem Jahr erstmals ausschließlich deutsche Bewerber für den mit 2.000 Euro dotierten Hauptpreis.

Die Green Elephant GmbH aus Gießen macht sich für ihr Produkt CellScrew® unter anderem eine Eigenschaft des Biokunststoffs und klassischen 3D-Druck-Materials PLA (Polymilchsäure) zunutze, die bislang wenig Beachtung fand: seine hohe Biokompatibilität. Das Start-up stellt aus vollständig biobasiertem PLA in additiver Fertigung neuartige Zellkulturflaschen her, in denen Gewebezellen beispielsweise für Gen- und Zelltherapien oder für die Erforschung von Kosmetika und Medikamenten auf neue, komfortablere Weise vermehrt werden können. Forschung, Entwicklung und Industrie produzieren damit bedeutend effizienter und umweltfreundlicher als bisher. Eine archimedische Schraube sowie konzentrisch angeordnete Zylinder im Flascheninneren sorgen für eine riesige Oberfläche zur Anheftung der Zellen und für die automatische Benetzung der inneren Oberflächen mit Kulturmedium bei rollender Lagerung. Eine CellScrew® ersetzt bis zu 400 herkömmliche Zellkulturflaschen aus fossilen Kunststoffen. Selbst wenn das biobasierte PLA nach der Einmalverwendung aus Sterilitätsgründen nicht kompostiert, sondern verbrannt wird, entsteht dabei nur so viel CO2, wie zuvor in den Bioorganismen, aus denen der Werkstoff entstand, gebunden war.

Die SoBiCo GmbH aus Bad Sobernheim (Rheinland-Pfalz) verfolgt seit mehreren Jahren einen innovativen Ansatz, um das von Natur aus recht begrenzte Einsatzspektrum von PLA (Polymilchsäure) systematisch zu erweitern. „Die geringe Reißdehnung von reinem PLA ist zum Beispiel ein entscheidender Grund dafür, dass der Biokunststoff kaum als Verpackungsmaterial genutzt wird“, erklärt SoBiCo-Geschäftsführer Johannes Fuchs. Klassische Modifikationsversuche scheiterten meist am komplexen Migrations- und Kristallisationsverhalten von Weichmachern und anderen Additiven. Fuchs‘ Team fand mit dem Potsdamer Fraunhofer Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) eine eigene Lösung und taufte sie auf den Namen Plactid®. Hinter der Marke verbirgt sich eine PLA-Copolymer-Familie, die in einem neuartigen Verfahren – der reaktiven Compoundierung – hergestellt wird. Neben Lactid, das stets biobasiert ist, kommen dabei verschiedene Polyole zum Einsatz, die je nach Anwendungsfall aus biologischen oder fossilen Quellen stammen können. Die PLA-Copolymere lassen sich auf diese Weise gezielt von hart/ spröde bis weich/ duktil einstellen. So werden zum Beispiel weiche Folien von hoher Kristallinität möglich. Aber auch Spritzgusstypen mit einer deutlich höheren Kristallisationsgeschwindigkeit und Schlagzähigkeit als Standard-PLA können erzeugt werden. Darüber hinaus eignen sich die PLA-Copolymere auch als Additive zur Modifizierung von Standard-PLA.

Das Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) hat sich eines bislang ungelösten Problems angenommen, von dem jeder Mensch im Alltag umgeben ist: Klebstoffen. Sie stecken in fast jedem Produkt, enthalten zum allergrößten Teil Polymere, sind typische Einmalprodukte, in Recyclingprozessen kaum separierbar und enden so allzu oft als Mikroplastik in der Umwelt. Die Antwort der Thüringer Forscher auf diese Herausforderung heißt Caremelt® und ist ein biobasierter und bioabbaubarer Schmelzklebstoff, dessen Endeigenschaften und Anwendungsprofil mit denen etablierter Schmelzkleber vergleichbar sind. Die Formulierung aus Biopolymeren wie Polymilchsäure (PLA), Polybernsteinsäure (PBS), Terpen- und Kolophoniumharzen, natürlichen Wachsen und Zitronensäure-Derivaten ist nicht nur für kurzlebige Produkte wie Einkaufstüten, Windeln oder Kartonagen geeignet. Auch Schuhe, Textilien, Möbelteile, Fahrzeuginterieur oder Bücher lassen sich damit zuverlässig und dauerhaft zusammenfügen, wie Praxistests zeigten. Das Herstellungsverfahren wurde bereits so optimiert, dass die Formulierungen in einem kontrollierten Prozess reproduziert werden können.

Graphic NatureWorks
16.11.2022

CJ Biomaterials and NatureWorks: Joint commercialization of novel biopolymer solutions

  • Future plans for the nonwovens market

The two companies will develop sustainable materials solutions based on CJ Biomaterials’ PHACT™ PHA and NatureWorks’ Ingeo™ PLA technologies NTR and CJ Biomaterials

CJ Biomaterials, Inc., a division of South Korea-based CJ CheilJedang and leading producer of polyhydroxyalkanoate (PHA), and NatureWorks, an advanced materials company that is the world’s leading producer of polylactic acid (PLA), have signed a Master Collaboration Agreement (MCA) that calls for the two organizations to collaborate on the development of sustainable materials solutions based on CJ Biomaterials’ PHACT™ Biodegradable Polymers and NatureWorks’ Ingeo™ biopolymers. The companies will develop high-performance biopolymer solutions that will replace fossil-fuel based plastics in applications ranging from compostable food packaging and food serviceware to personal care, films, and other end products.

  • Future plans for the nonwovens market

The two companies will develop sustainable materials solutions based on CJ Biomaterials’ PHACT™ PHA and NatureWorks’ Ingeo™ PLA technologies NTR and CJ Biomaterials

CJ Biomaterials, Inc., a division of South Korea-based CJ CheilJedang and leading producer of polyhydroxyalkanoate (PHA), and NatureWorks, an advanced materials company that is the world’s leading producer of polylactic acid (PLA), have signed a Master Collaboration Agreement (MCA) that calls for the two organizations to collaborate on the development of sustainable materials solutions based on CJ Biomaterials’ PHACT™ Biodegradable Polymers and NatureWorks’ Ingeo™ biopolymers. The companies will develop high-performance biopolymer solutions that will replace fossil-fuel based plastics in applications ranging from compostable food packaging and food serviceware to personal care, films, and other end products.

The initial focus of this joint agreement will be to develop biobased solutions that create new performance attributes for compostable rigid and flexible food packaging and food serviceware. The new solutions developed will also aim to speed up biodegradation to introduce more “after-use” options consistent with a circular economy model. The focus on compostable food packaging and serviceware will create more solutions for keeping methane-generating food scraps out of landfills, which are the third largest source of methane emissions globally, according to World Bank. Using compostable food packaging and serviceware, we can divert more food scraps to composting where they become part of a nutrient-rich, soil amendment that improves soil health through increased biodiversity and sequestered carbon content.

CJ Biomaterials and NatureWorks plan to expand their relationship beyond cooperative product development for packaging to create new applications in the films and nonwoven markets.  For these additional applications, the two companies will enter into strategic supply agreements to support development efforts.

More information:
NatureWorks Biopolymere packaging
Source:

NatureWorks

(c) HeiQ
HeiQ AeoniQ Zellulosegarn
26.10.2021

´Zellulosehaltige, klimafreundlichen HeiQ AeoniQ-Garns

HeiQ kündigt mit der Einführung von HeiQ AeoniQ - einem hochleistungsfähigen Zellulosegarn auf Basis einer neuen Faser aus kohlenstoffnegativen Materialien - einen potenziellen Wendepunkt für die Textilindustrie an. Diese neue Faser, die aus zellulosehaltigen Biopolymeren der dritten Generation gewonnen wird, befindet sich auf dem Weg zur Pilotproduktion, bevor sie in großem Umfang auf den Markt kommt. The LYCRA Company ist der erste Entwicklungspartner von HeiQ.

HeiQ AeoniQ-Zellulosegarn aus klimafreundlichen Rohstoffen
HeiQ AeoniQ-Garne (Aeon: Streben nach ewiger Zirkularität) werden aus zellulosehaltigen Biopolymeren hergestellt, die während des Wachstums Kohlenstoff aus der Atmosphäre binden und gleichzeitig Sauerstoff erzeugen. Dieses Hochleistungsgarn ist in der Lage, synthetische Filamentgarne zu ersetzen, die mehr als 60% der weltweiten jährlichen Textilproduktion von 108 Millionen Tonnen ausmachen.2 Im Vergleich zu herkömmlichen Zelluloseprodukten werden für die Herstellung von HeiQ AeoniQ-Garnen weder Ackerland noch Pestizide oder Düngemittel benötigt.

HeiQ kündigt mit der Einführung von HeiQ AeoniQ - einem hochleistungsfähigen Zellulosegarn auf Basis einer neuen Faser aus kohlenstoffnegativen Materialien - einen potenziellen Wendepunkt für die Textilindustrie an. Diese neue Faser, die aus zellulosehaltigen Biopolymeren der dritten Generation gewonnen wird, befindet sich auf dem Weg zur Pilotproduktion, bevor sie in großem Umfang auf den Markt kommt. The LYCRA Company ist der erste Entwicklungspartner von HeiQ.

HeiQ AeoniQ-Zellulosegarn aus klimafreundlichen Rohstoffen
HeiQ AeoniQ-Garne (Aeon: Streben nach ewiger Zirkularität) werden aus zellulosehaltigen Biopolymeren hergestellt, die während des Wachstums Kohlenstoff aus der Atmosphäre binden und gleichzeitig Sauerstoff erzeugen. Dieses Hochleistungsgarn ist in der Lage, synthetische Filamentgarne zu ersetzen, die mehr als 60% der weltweiten jährlichen Textilproduktion von 108 Millionen Tonnen ausmachen.2 Im Vergleich zu herkömmlichen Zelluloseprodukten werden für die Herstellung von HeiQ AeoniQ-Garnen weder Ackerland noch Pestizide oder Düngemittel benötigt.

HeiQ AeoniQ-Garne sind für den Kreislaufgedanken konzipiert und können bei gleichbleibender Faserqualität mehrfach recycelt werden. Der Herstellungsprozess soll 99% weniger Wasser verbrauchen als bei Baumwollgarnen, und HeiQ AeoniQ soll vergleichbare Leistungseigenschaften wie Polyester, Nylon und herkömmliche Garne aus regenerierter Zellulose bieten.

Einladung von Erstanwendern
Die führenden Branchenexperten von HeiQ stehen bereit, um im zweiten Quartal 2022 die ersten HeiQ AeoniQ-Garne aus der Pilotproduktionsanlage zu liefern. Angesichts der herausragenden Qualitäten, des einzigartigen Dekarbonisierungspotenzials und der hervorragenden ESG3-Eigenschaften lädt HeiQ maximal 20 auf Nachhaltigkeit ausgerichtete Markenpartner ein, als erste Produkte aus diesem zukunftsweisenden Garn auf den Markt zu bringen.

The LYCRA Company als primärer Entwicklungspartner
HeiQ gibt bekannt, dass The LYCRA Company mit ihrer Markenkollektion, ihrem globalen Einzelhandelskundennetzwerk und ihren Fähigkeiten zur Stoffinnovation ein primärer Partner für die Bekleidungsentwicklung für HeiQ AeoniQ-Garne mit einer Exklusivität für Stretch- und Leistungsstoffe sein wird. The LYCRA Company verfügt über ein komplettes Angebot an zertifizierten, nachhaltigen Produkten und ergänzt dieses Angebot kontinuierlich durch die Entwicklung neuer LYCRA®-Fasertypen. Diese Fasern haben das Potenzial, mit HeiQ AeoniQ-Garn kombiniert zu werden, um einzigartige dekarbonisierende und abbaubare elastische Stoffe zu schaffen.

 

2 Statista
3 Environment, Social, Governance

Source:

HeiQ Materials AG