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Entwicklungsschwerpunkte

Innovationslinien des Netzwerkes

Mit der Herstellung von Reißfasern aus Alttextilien, als Rohstoff neuer textiler Anwendungen, besteht für viele textile Produkte eine effektive Recyclinglösung. Vor dem Hintergrund einer sich immer schneller weiterentwickelnden Textilindustrie steigen in gleichem Maße die Anforderungen an das Textilrecycling. Heute stellen neue Rohstoffe und Materialkombinationen und die zunehmende Spezialisierung der Textilindustrie immer höhere technisch/technologische und wirtschaftliche Anforderungen. Aufbauend auf den vorhandenen Kompetenzen des STFI und der Netzwerkpartner wurden vier Schwerpunkte erarbeitet, um durch die Optimierung bestehender und die Entwicklung neuer Recyclingverfahren diesen Herausforderungen zu begegnen.

In mindestens vier technologie- und/oder materialorientierten Einzelprojekten werden durch kleine und mittelständische Unternehmen sowie Forschungseinrichtungen individuelle, übertragbare Lösungen erarbeitet und umgesetzt bzw. zur Umsetzung vorbereitet. Mit dem Fokus auf Produktionsabfällen bilden diese Entwicklungsergebnisse die Grundlage, um die Recyclingquote und die Ressourceneffizienz in den Unternehmen spürbar zu steigern.

Schwerpunkt

Verarbeitung nicht zu Fasern aufbereitbarer Produktionsabfälle

Technologie: Schneiden, Schneidmahlen, Agglomeration

Ergebnis: Erschließung neuer Anwendungsmöglichkeiten, Einsatz der aufbereiteten textilen Abfälle in Dämmplatten, Isolations- und Polstermaterialien sowie im Straßenbau, Einfache Spritzgussanwendungen

Eine Reihe von Produktionsabfällen, wie z.B. Vliesstoffreste, beschichtete Konfektionsreste oder Randstreifen können aufgrund ihrer Beschaffenheit  nicht durch klassische Verfahren wieder zu Fasern aufbereitet werden. Als mögliche Verarbeitungstechnologie bietet sich das Schneiden, Schneidmahlen oder eine Agglomeration an. Von großer Bedeutung ist dabei immer die exakte Einstellung der Maschinenparameter, um bei den hergestellten Recyclaten höchstmögliche Qualitätsmerkmale zu erreichen.

Herausforderung in Entwicklungsschwerpunkt A wird sein, die vorhandenen Recyclingmaschinen und Aggregate mit aktiver Mitwirkung der im Netzwerk aus dem Bereich Maschinenbau integrierten Partner anzupassen, so dass die aufbereiteten Abfälle effektiv zu neuen Produkten weiter verarbeitet werden können.

Untersucht werden z. B.

  • der Einsatz von branchenfremden Schneid-, Schredder- und Mahlprozessen, die für textile Belange appliziert werden oder
  • die Entwicklung neuartiger, robuster Organe zur Strukturauflösung im Reißprozess. 

Ein weiterer Fokus liegt auf der Erschließung neuer Anwendungsmöglichkeiten für die aus den Recyclaten herstellten textilen Strukturen. Es soll untersucht werden, inwieweit sich die entwickelten Produkte für den Einsatz in Bautextilien (z.B. Dämmstoffe) oder als Isolations- und Polstermaterial eignen. Denkbar sind auch weitere Anwendungen wie z.B. im Straßenbau als Unterbauschichten. Als weiterer neuer Ansatz ist die Eignung der Recyclate für Spritzgießanwendungen zu untersuchen.

Schwerpunkt

Aufbereitung von Smart Textiles

Technologie: Mechanische Aufbereitung: Verfahren der Zerkleinerung und Vereinzeln der Fasern, z.B, Schneiden, Reißen, Schneidmahlen; Chemische Aufbereitung: Trennung bzw. Zersetzung der Materialien in die nächstkleineren chemischen Bestandteile durch Verfahren wie z. B. Solvolyse; Trennverfahren (Textil/Elektronik)

Ergebnis: Erschließung von Methoden zum Recycling von Smart Textiles, Recyclinggerechte Konstruktion (Design for Recycling), Sicherung wertvoller Ressourcen, Schutz der Umwelt, Lösungsansätze und mögliche Umsetzungen mit Bezug auf Bekleidung und Technische Anwendungen

Bei der Aufbereitung von Technischen Textilien und Smart Textiles kommen Materialkombinationen zum Einsatz,  die bisher als nicht recycelbar gelten. Dies begründet sich in den sehr unterschiedlichen Verarbeitungseigenschaften der Rohstoffe und der kaum wirtschaftlich zu lösenden Verbindung dieser Komponenten (z.B. textiles Substrat und Elektronik). Hierfür sind im Rahmen des Netzwerkes technische Lösungen zu entwickeln, da es Anbieter oder Methoden zum Recycling von Smart Textiles  derzeit nicht auf dem Markt gibt. Eine zentrale Zielstellung wird deshalb sein, die verschiedenen Materialien und Materialkombinationen möglichst automatisiert zu erkennen, zu trennen und zu sortieren. Dafür sind maschinentechnische Lösungen zu entwickeln. Separierprozesse, bei denen bestimmte Materialkomponenten eliminiert werden (wie z.B. die Abtrennung nichttextiler Anteile aus komplexen technischen Textilien oder die Ausscheidung funktionaler Elemente von Smart Textiles) sind Gegenstand gemeinsamer Forschungsprojekte. Essentiell ist weiterhin, bereits im Vorfeld der Produktion eine recyclinggerechte Konstruktion von Textilien (Design for Recycling) durchzuführen, was ebenfalls eine Zielstellung des Netzwerkes RE4TEX darstellt.

Schwerpunkt

Recycling von Spezialfaserstoffen und Composites

Technologie: Mechanische Aufbereitung: Verfahren der Zerkleinerung und Vereinzeln der Fasern, z.B, Schneiden, Reißen, Schneidmahlen; Chemische Aufbereitung: Trennung bzw. Zersetzung der Materialien in die nächstkleineren chemischen Bestandteile durch Verfahren wie z. B. Solvolyse

Ergebnis: Erhalt von Funktionalitäten, Sicherung wertvoller Ressourcen, Schutz der Umwelt, Weiterentwicklung von Verwertungsstrategien und Entwicklung, neuer Produkte als Alternative zur Verwendung von Primärrohstoffen

Ressourcenschonung durch Recycling von hochwertigen Spezialfaserstoffen (z.B. Carbonfasern) und Composites ist Hauptthema von Entwicklungsschwerpunkt C. Untersuchungen fokussieren darauf, wie das Recycling erfolgen muss, damit bestehende Funktionalitäten der Materialien auf höchstmöglichem Niveau erhalten bleiben und für  einen nachfolgenden Wiedereinsatz nutzbar sind. Separierprozesse, bei denen Fasern hinsichtlich ihrer Eigenschaften (als Voraussetzung für einen gezielten hochwertigen Wiedereinsatz oder chemische Verwertungsprozesse) sortiert werden, sind zu entwickeln. Gemeinsam mit den Partnern aus dem Maschinenbau werden entsprechende maschinentechnische Lösungen sowie Separierprozesse, bei denen unerwünschte bzw. störende Materialkomponenten eliminiert werden (wie z.B. die Entfernung des Polyesternähfadens aus rezyklierten Carbonfaserabfällen, die Abtrennung nichttextiler Anteile aus komplexen technischen Textilien und Composites), entwickelt oder optimiert. Weiterer Schwerpunkt sind auch hier die Erarbeitung von Verwertungsstrategien  und die Entwicklung neuer Produkte als Alternative zur Verwendung von Primärrohstoffen. Durch eine Reduzierung der benötigten Energiemenge, des Wasserverbrauchs, der verwendeten Chemikalien oder eine Substitution verwendeter Primärmaterialien wird ein deutlicher Schritt in Richtung Nachhaltigkeit getan.

Schwerpunkt

Direktverarbeitung

Technologie: Mechanische Aufbereitung: Verfahren der Zerkleinerung und Vereinzeln der Fasern, z.B, Schneiden, Reißen, Schneidmahlen; Sortierung

Ergebnis: Abfälle ohne oder mit nur geringer Aufbereitung in neuen Produkten einsetzen (Zweitverwertung der Abfälle, z.B. Randabfälle in Flächen umwandeln), Produktionsabfälle der Unternehmen sollen einer sinnvollen Verwertung zugeführt werden, Entwicklung neuer Produkte

Direktverarbeitung bedeutet, dass textile Produktionsabfälle, die nicht oder nur wenig aufbereitet werden, einer Zweitverwertung zugeführt werden (z.B. Umwandlung von Randabfällen in strangförmige und/oder flächige Struktur).  Durch die Partner im Kooperationsnetzwerk wird untersucht, wie anfallende textile Produktionsabfälle so einer sinnvollen Verwertung zugeführt werden können. Neben einer Sortierung der Materialien wird der Fokus auch hier wieder auf einer mechanischen Verarbeitung der Abfälle liegen. Maschinentechnische Entwicklungen für einen Abzug der Randstreifen von der Webmaschine und deren direkte Zuführung in eine textile Verarbeitungseinheit sind dabei beispielhafte Lösungsansätze. Aufbauend auf diesen technisch-technologischen Möglichkeiten gilt es außerdem, neue Produkte und Anwendungsfelder für die erzeugten Flächen zu finden (z.B. im Bereich technische Textilien). Weitere Alternativen für eine effektive Verwertung von Produktionsabfällen sind zu suchen.