Recyclingfähiges Kunstleder aus biobasiertem PBS

Sortenreines PBS-Kunstleder.

Foto: DITF

Traditionell bestehen Kunstleder aus einem textilen Trägermaterial, das mit einer Polymerschicht überzogen ist. Diese Schicht setzt sich meist aus einem Haft- und einem Deckstrich zusammen und wird oft geprägt. Normalerweise bestehen Textilträger und Beschichtung aus unterschiedlichen Materialien wie PET, PET/Baumwolle oder Polyamid für den Träger und PVC sowie diverse Polyurethane für die Beschichtung. Diese herkömmlichen Verbundmaterialien sind schwer zu recyceln und nicht biologisch abbaubar, was den heutigen Nachhaltigkeitsanforderungen nicht gerecht wird. Die EU hat 2022 die Sustainable Products Initiative (SPI) im Rahmen des „Green Deal“ verabschiedet, die eine Ökodesignverordnung enthält und den gesamten Lebenszyklus eines Produkts berücksichtigt. Dies erfordert, dass Textil- und Produktdesigns die Kreislaufschließung und den „end-of-life“-Aspekt in die Entwicklung einbeziehen.

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Neues Kunstleder: Fasermaterial und Beschichtungspolymer sind identisch

In einem AiF-Projekt, das von den DITF in Zusammenarbeit mit dem Freiberg Institute gGmbH (FILK) durchgeführt wurde, konnte ein Kunstleder entwickelt werden, bei dem sowohl das Fasermaterial als auch das Beschichtungspolymer identisch sind. Diese Sortenreinheit ist entscheidend für ein industrielles Recyclingkonzept.

Der aliphatische Polyester Polybutylensuccinat (PBS) erwies sich aufgrund seiner Eigenschaften als geeignetes Grundmaterial. PBS ist aus biogenen Quellen herstellbar, in verschiedenen Qualitäten und größeren Mengen verfügbar und biologisch abbaubar. Das Material kann thermoplastisch verarbeitet werden, was das spätere Recycling erleichtert.

So werden Kunststoffe biologisch abbaubar gemacht

PBS-Verbundmaterialien für den Kunstlederaufbau

Um den Primärspinnprozess erfolgreich zu gestalten und PBS-Filamente mit guten textilmechanischen Eigenschaften zu erhalten, mussten die DITF Anpassungen im Abkühlschacht vornehmen. Dies ermöglichte die Herstellung von POY-Garnen mit einer Festigkeit von knapp 30 cN/tex bei Geschwindigkeiten von bis zu 3 000 m/min. Diese Garne konnten problemlos zu Geweben aus reinem PBS verarbeitet werden, die am FILK als textiles Grundsubstrat für die Extrusionsbeschichtung dienten, wobei ebenfalls PBS verwendet wurde.

Durch optimierte Fertigungsschritte konnten so PBS-Verbundmaterialien mit dem typischen Aufbau für Kunstleder hergestellt werden. Sortenreinheit und biologische Abbaubarkeit erfüllen die Voraussetzungen für einen geschlossenen Recyclingprozess.