Bilder: © FALKE / ITA
TECNARO entwickelte die biobasierten PE-Compounds und übernahm deren Einfärbung. Das ITA konzentrierte sich auf die Prozessentwicklung für das Schmelzspinnen (Partially-Oriented Yarn, POY) und die Falschdrahttexturierung (Draw-Textured Yarn, DTY) der BioPE-Garne. BB Engineering realisierte die Falschdrahttexturierung im industriellen Maßstab und FALKE entwickelt abschließend das finale T-Shirt, das mit einer biobasierten Ausrüstung für eine verbesserte Elastizität versehen wird. (a) BioPE in Granulatform, Quelle: FALKE; (b) BioPE-POY und BioPE-DTY, Quelle: FALKE; (c) REM-Aufnahme von BioPE-POY, Quelle: ITA; (d) REM-Aufnahme von BioPE-DTY, Quelle: ITA ; (e) T-Shirt hauptsächlich BioPE-Garnen (Vorderseite), Quelle: FALKE; (f) Rückseite des T-Shirts, FALKE; (g) Nahaufnahme des T-Shirts, Quelle: FALKE
Die erfolgreiche Herstellung eines ersten T-Shirts aus der innovativen Garnentwicklung unterstreicht die vielversprechenden Eigenschaften des nachhaltigen Materials. Dies stellt einen wichtigen Meilenstein im Forschungsprojekt dar und bildet die Grundlage, um eine potenzielle Marktfähigkeit in weiteren Schritten zu untersuchen. Das weiße T-Shirt aus BioPE überzeugt vor allem durch seinen angenehm kühlen und weichen Griff. Nun folgen weitere Entwicklungsschritte, Charakterisierungen und Optimierungen, um eine Markteinführung zu ermöglichen.
Die Vorteile von BioPE
Das vom BMFTR geförderte Projekt bioPEtex zielt darauf ab, 100 % biobasiertes Polyethylen (BioPE) aus biobasierten Rohstoffen zu entwickeln und im Bekleidungsmarkt zu etablieren. BioPE ist ein umweltfreundlicher Kunststoff aus fermentierten Stärken oder Zucker, und bietet eine nachhaltige Alternative zu PET. Durch die Verwendung von spinngefärbtem BioPE können der Energie- und Wasserverbrauch um 50 % gesenkt und die CO2-Emissionen um 60 % reduziert werden. Trotz dieser Vorteile wurde BioPE bisher nicht in der Endlosfaserherstellung verwendet. Es existieren weder dafür ausgewiesene Typen noch die auf das Polymer ausgelegte, textiltechnische Anlagetechnik. Das Projekt bioPEtex vorfolgt daher das Ziel, Textilien aus 100 % biobasiertem Polyethylen herzustellen und im Bekleidungsmarkt zu etablieren. Damit ein spinngefärbtes T-Shirt aus BioPE konfektioniert werden kann, war die Ausarbeitung eines geeigneten Herstellungsprozesses nötig.
Vom BioPE zum nachhaltigen Sport-Shirt
Zunächst wurden am Markt verfügbare biobasierte PE beschafft, modifiziert und spinnbare Compounds aus BioPE entwickelt. Anschließend erfolgte die Spinnfärbung im Schmelzspinnprozess. Hierzu stellte der Industriepartner TECNARO GmbH Farbmasterbatches mit biobasierten Farbpigmenten her, die eine nachhaltige Alternative zur konventionellen Färbung mit Farbstoffen bieten. Aus den BioPE-Compounds konnte das ITA über Schmelzspinn- und Texturierprozesse im semi-industriellen Maßstab verschiedene texturierte Multifilamentgarne mit bis zu 100 Filamenten erzeugen. BB Engineering skalierte den Falschdraht-Texturierprozess auf einen industriellen Maßstab hoch. Aus diesen Filamenten hat das FALKE das biobasierte T-Shirt seamless gestrickt. Bereits durch die Maschen des Gestricks wird zur Elastizität des T-Shirts beigetragen. Zusätzlich wurden biobasierte elastische Textilausrüstungen eingesetzt und weiterentwickelt. Die beim Industriepartner FALKE KGaA hergestellten Gestricke zeichnen sich zudem durch ein kühlendes Gefühl bei Berührung des Textils aus, bedingt durch die Verwendung der Biofasern.
Grafik: © Biotexfuture
Wirtschaftliche Bedeutung
Bisherige Kleidung aus 100 % Biopolymeren wird bisher nur in Studien und Leuchtturmprojekten aufgeführt. Das liegt unter anderem daran, dass diese zu teuer für den Massenmarkt sind. BioPE hingegen ist kostengünstiger als andere in Fasern verwendete Biopolymere. Es kann außerdem bei niedrigen Temperaturen verarbeitet werden, wodurch Energie eingespart wird. Insbesondere bei spinngefärbtem BioPE kann der Energieverbrauch deutlich reduziert werden. Hierbei werden 50 % weniger Energie und Wasser als bei herkömmlichen Färbeverfahren benötigt. Zudem werden auch 60 % weniger CO2 emittiert, wodurch nicht nur die Umwelt entlastet wird, sondern auch die Kosten für die CO2-Abgabe gesenkt werden können.