Was bisher unmöglich schien, ist nun gelungen: Alte Baumwollbekleidung – die meist aus einem Materialmix besteht – wurde in ein Viskose-Filamentgarn umgewandelt. Ein neues Verfahren machts möglich.
„In der Regel wird Baumwoll-Kleidung verbrannt oder sie landet auf der Deponie“, beschreibt André Lehmann, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam, die derzeitige Situation. Denn Kleidung aus Baumwolle zu recyceln, war bislang technisch nicht möglich. Grund genug für ihn, gemeinsam mit seinem Forscherteam im Auftrag des schwedischen Unternehmens re:newcell, das sich nachhaltige Bekleidung spezialisiert hat, an selbiger in der Mode zu forschen. Und das mit Erfolg: Kürzlich ist es den Wissenschaftlern erstmals gelungen, Zellstoff aus recycelter Baumwolle zu Viskosefasern aus reiner Cellulose weiterzuverarbeiten. Zudem eignet sich die neue Faser sogar für die Fertigung in Großserie.
Der Umgang mit Bekleidung
Nicht wenige Kleiderschränke quellen über. Dabei werden viele Hosen, Röcke und Oberteile kaum oder gar nicht getragen. So lautet das Ergebnis einer Umfrage von Greenpeace zum Kaufverhalten der Bürger. Selbst nicht beschädigte Kleidung wird aussortiert und landet in der Mülltonne oder Altkleidersammlung. Umweltfreundlich ist das definitiv nicht. Denn allein zur Herstellung der Bekleidung fallen Unmengen an Ressourcen, Chemikalien und Wasser an. Zwar werden Altkleider hierzulande oft wiederverwertet, doch aus ihnen werden dann minderwertige Produkte wie Reinigungstücher gefertigt. Bislang gibt es nicht viele neue, upgecycelte Kleidungsstücke. „Textilien bestehen selten aus reiner Baumwolle. Eine Jeans etwa enthält immer einen Anteil an Chemiefasern wie Polyester oder Elasthan“, erklärt Lehmann. Hosen, Hemden und Co. sind also selten sortenrein. Sie bestehen meist aus einem Mischgewebe. Und bis dato war es nicht möglich, die miteinander verwobenen Fasern zu trennen.
Neues Viskose-Filamentgarn in hochwertiger Qualität
Üblicherweise wird Zellstoff von der Textilindustrie als Ausgangsmaterial verwendet, um daraus künstliche Celluloseregeneratfasern wie Viskose, Modal oder Lyocell herzustellen. Da der Zellstoff nicht schmelzbar ist, muss dieser zu einer Spinnlösung aufgelöst und zu cellulosischen Spinnfasern umgeformt werden. Der Zellstoff wird in der Regel aus Holz gewonnen. »Wir haben von re:newcell jedoch Zellstoffplatten aus recycelter Baumwolle erhalten und sollten prüfen, ob sie sich zu Viskosefasern weiterverarbeiten lassen“, beschreibt Lehmann den Prozess, „Durch Einstellen der richtigen Parameter im Lösungs- als auch Spinnprozess, wie effektive Filtrationsstufen, konnten wir die im Zellstoff enthaltenen Fremdfasern herauslösen.“ Das Ergebnis: Ein Filamentgarn, also eine mehrere Kilometer lange Endlosfaser, die zu 100 Prozent aus Cellulose besteht. Qualitativ kann sie es durchaus mit holzbasierten Celluloseregeneratfasern aufnehmen. Aus dem Baumwoll-Zellstoff konnten im Spinnverfahren neue Fasern hergestellt werden, die sich für die Massenfertigung im industriell etablierten Viskoseprozess eignen. „Wir konnten den hohen Anspruch von re:newcell an die Reinheit der neuen Faser erfüllen“, freut sich Lehmann, der das entstandene Filamentgarn als baumwollbasierte cellulosische Regeneratfaser bezeichnet. Im Vergleich mit marktüblichen Viskosefasern konnte diese überzeugen und wies dieselben Eigenschaften auf.
Aufwendiges Viskose-Verfahren
Das war keine leichte Aufgabe, denn das Viskoseverfahren ist komplex: Zunächst muss der Zellstoff mit Lauge aktiviert und anschließend chemisch derivatisiert werden. Auf diese Weise erhält man eine hochreine alkalische Viskose-Lösung, die mittels Spinndüsen, die mehrere tausend Spinnlöcher mit Durchmessern von 55 μm aufweisen, in ein saures Spinnbad ausgesponnen wird. Aus den jeweils zu tausenden sich bildenden Flüssigkeitsfädchen der polymeren Lösung regeneriert sich die derivatiserte Cellulose und fällt kontinuierlich in Fadenform im Spinnbad aus. Im weiteren laufenden Prozess wird die chemische Derivatisierung beständig rückgängig gemacht und der Faden weitergewaschen, bevor man ihn getrocknet aufspult. Er besteht dann aus reiner Cellulose. Damit ist er besonders umweltfreundlich. Denn Cellulose verrottet und trägt nicht zu den Bergen an Mikroplastik, die die Weltmeere verschmutzen, bei. Ein großer Vorteil gegenüber erdöl-basierten Polyesterfasern, die noch mit einem Anteil von rund 60 Prozent auf dem Weltmarkt dominieren.
Nachhaltige Kleidung und alternative Zellstoffquelle
Künftig kann Bekleidung wie ein alte Jeans oder ein altes T-Shirt also mehrfach wiederverwertet werden und so zu mehr Nachhaltigkeit in der Mode beitragen. Darüber hinaus ist es so möglich, die Rohstoffbasis für die Zellstoffgewinnung der Textilindustrie zu erweitern. Dazu Lehmann: „Bisher ist die holzbasierte Cellulose der Ausgangsstoff für Viskosefasern. Durch das Optimieren der Trennprozesse und die Intensivierung der Filtration der Fremdfasern im Spinnverfahren können wir langfristig die rezyklisierte Naturfaser-Baumwolle als alternative Zellstoffquelle und ernst zu nehmende Rohstoffbasis etablieren.“
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