Kreislaufwirtschaft für Textilien aus Fasermischungen

By Hildegard Suntinger

Fasermischungen verbessern die Eigenschaften von Textilien, erschweren aber den Recyclingprozess. Mit dem Forschungsprojekt Tex2Mat soll eine Kreislaufwirtschaft etabliert werden, die in idealtypische KMU-Abläufe integrierbar ist.

Die Textilindustrie schätzt Kunststoffe wie Polyester als günstigen und strapazfähigen Rohstoff. Durch die Mischung mit Naturfasern wird zusätzlich der Tragekomfort erhöht. Zwei Eigenschaften, die speziell bei Arbeitskleidung und Wäsche erwünscht sind, weil diese täglich genutzt und oft gewaschen werden – und trotzdem lange gut aussehen sollen.

Unrentables Recycling

Aus der Perspektive der Kreislaufwirtschaft sind Fasermischungen jedoch problematisch, weil sie nicht rentabel zu recyceln sind. Bisher endete der Lebenszyklus dieser Produkte auf der Mülldeponie oder in der Müllverbrennung. Dadurch müssen immer wieder neue Rohstoffe eingesetzt werden. Im Fall von Polyester ist dies wertvolles Rohöl. Mit den gesetzlichen Vorgaben der Europäischen Union zur Kreislaufwirtschaft muss sich dies bis 2050 ändern.

Durch geschlossene Kreisläufe von Rohstoff zu Rohstoff können Deponierung und Verbrennung vermieden werden sowie eine Schonung von Ressourcen und eine Senkung der CO2-Emissionen erreicht werden.

Den Kreislauf schließen

Für die kleineren und mittelständischen Unternehmen der österreichischen Textilbranche bedeuten die EU-Vorgaben eine große Herausforderung. Deshalb wurde das Forschungsprojekt Tex2Mat ins Leben gerufen, das in einer Kooperation von mehreren Forschungseinrichtungen und Wirtschaftsunternehmen durchgeführt wird. Ziel ist es, neue Prozesse zu Recycling und Wiederaufbereitung von Textilabfällen aus Mischfasern zu entwickeln. Neue Prozesse, die in idealtypische KMU-taugliche Abläufe integrierbar sind.

Der Fokus liegt auf dem Anwendungsbereich von Arbeitskleidung, Handtüchern und technischen Vliesen aus Mischfasern. Textilien, die zum Beispiel in Hotels und Krankenhäusern in großem Maßstab Anwendung finden.

Enzymatischer Recyclingprozess

Die neuen Methoden und Technologien werden von den Kooperationspartnern eingebracht. Zentral ist die enzymatische Trennung und Aufbereitung von Alttextilien aus Polyester, Polyamiden sowie Mischgeweben. Für die Entwicklung des Trennverfahrens sind TU Wien und der IFA Tulln – die Abteilung für Agrarbiotechnologie der Universität für Bodenkultur – verantwortlich. Der neue Tex2Mat-Prozess soll praktisch erprobt werden und zeigen, dass aus Alttextilien in Mischfasern wieder hochqualitative Produkte entstehen können.

Die enzymatische Trennung von Mischgeweben basiert auf einem Prozess, in dem mechanische und biochemische Komponenten kombiniert werden. Baumwolle (Cellulose) wird in der enzymatischen Hydrolyse zu Zucker (Glucose) und ergibt PET-Fasern und eine Zuckerlösung. Die PET-Fasern werden geschreddert, kondensiert und dem Upcycling zugeführt.

Upcycling

Nicht alle so getrennten Materialien sind textiltauglich, sollen jedoch entweder zu 1A Fasern oder zu 1A-Bauteilen weiterentwickelt werden. Vor der Wiederaufbereitung werden diese in Qualitätsklassen sortiert:

A-Faser textilgeeignet für direkt geschlossenen Kreislauf;
B-Faser beschränkt textiltauglich für indirekt geschlossenen Kreislauf;
C-Faser textiluntauglich für den offenen Kreislauf;

Die Wiederaufbereitung erfolgt durch Technologien wie Granulieren und Compoundieren. Im darauffolgenden Upcycling-Prozess wird aus Textilfasermischgeweben PET-Garn gewonnen; aus technischen Vliesen werden entweder PET-Garne oder technische Spritzgießbauteile gewonnen.

Vor der Wiederverwertung wird das recycelte PET-Garn analysiert, um Veränderung im Vergleich zu Neuware festzustellen. Die Ergebnisse fließen in einen Rekondensationsprozess ein, in dem das Material wieder auf ein verspinnbares Niveau gebracht wird.

Im Spritzgussverfahren unterscheiden sich die Anforderungen an die Materialeigenschaften im Vergleich zum Spinnen erheblich. Auf Materialanalysen folgen Versuche zur Bestimmung optimaler Einstellparameter. Dazu die Projektleiterin Uta Jenull-Halver vom Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung an der Montanuniversität Leoben in der Publikation Triple M (5/18): „Diese Versuche zeigten, dass sich das Fasermaterial mit nur kleinen Änderungen der Prozessparameter gut spritzgießen lässt“. In mechanischen Tests erreicht das Material in Festigkeit und Elastizitätsmodul bereits die Anforderung für technische Bauteile. Die Kerbschlagzähigkeit liegt indes noch unter den Erwartungen.

Tex2mat läuft seit November 2017 und endet per Ende Oktober 2019. Projektkoordinator ist ecoplus.Niederösterreichs Wirtschaftsagentur GmbH. Von dem Ergebnissen der Forschung soll die gesamte österreichische Branche nachhaltig profitieren.

Der Einsatz von Polyester in der Textilindustrie ist von 2000 bis 2016 von 8,3 Mio. Tonnen auf 21,3 Mio. Tonnen gestiegen. Das entspricht einer Steigerung von hundertsiebenundfünfzig Prozent (Textile World, 2015).