Biowerkstoff auf Zellulose-Basis für mehrere „Produktleben“

Einen wiederverwendbaren Faserverbundwerkstoff auf komplett regenerativer Basis als Steilvorlage zur Anwendung u. a. in der Automobilindustrie, im Bootsbau und der Logistik kommt von der Textilforschung.

Das gerade mit dem Techtextil-Innovationspreis ausgezeichnete PURCELL wurde an den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) entwickelt.

Das innovative Material besteht zu 100 Prozent aus pflanzlicher Zellulose und bietet sich als umweltfreundliche Alternative zum glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) an. Dieser Verbund ist ohnehin schwer zu recyceln und belastet zudem zum Stichwort Mikroplastik die Nahrungskette.

Herstellung unkompliziert, Auslegung beliebig

Zellulose als weltweit häufigstes Biopolymer ist nahezu unerschöpflich verfügbar, hierzulande etwa in Form heimischer Hölzer oder Nutzpflanzen wie Flachs und Hanf. Zelluloseregeneratfasern werden als hoch festes Mulitfilamentgarn traditionell bereits zu Verstärkungszwecken genutzt, etwa in der Reifenproduktion.

„Bei unserer Neuentwicklung wurde erstmals auch die Werkstoffmatrix komplett aus diesem nachwachsenden Material gestaltet“, sagt Dr. Frank Hermanutz, DITF-Bereichsleiter Biopolymere,und Nassspinnverfahren. Aus dem auch gegen Umwelteinflüsse extrem widerstandsfähigen Material mit leicht bearbeitbarer Oberfläche könnten bislang aus Kunststoff gefertigte Produkte wie Transportboxen, Handschuhfächer, Hutablagen und andere Innenraumkomponenten von PKW oder Yachten zukünftig auf technisch recht einfache Weise hergestellt werden.

Dazu würden Trägertextilien in eine konzentrierte Lösung aus Zellulose und ungiftigen Salzen, sogenannten Ionischen Flüssigkeiten (IL), eingebettet,, die IL ausgewaschen, der Verbundkörper gepresst und anschließend die flüssigen Salze durch Destillation zurückgewonnen. Die Nutzer sind in der technischen Auslegung der Verbundkörper völlig frei.

Wiederverwenden oder kompostieren

Haben die Produkte später ihren Lebenszyklus durchlaufen, lässt sich das sortenreine Material  zerkleinern, erneut auflösen und ohne jede Eigenschaftsveränderung mehrfach als Matrix wiederverwenden.

Alternativ können Altteile nach Erhitzung mit Wasserdampf und erneutem Verpressen einfach zu einem anderen Produkt umgeformt werden. PURCELL ist gehäckselt auch komplett kompostierbar. Sollten Partikel des Kunststoff-Substituts in den Wasserkreislauf gelangen, verschmutzen sie im Gegensatz zu GFK nicht mehr die Weltmeere, sondern blähen sich geringfügig auf – und werden zu rückstandslos verdaulichem Fischfutter.

Die Weiterentwicklung des neuen Werkstoffs wurde mit Fördermitteln des Wirtschaftsministeriums des Landes Baden-Württemberg unterstützt. Am Projekt beteiligt sind Autozulieferer, Faserhersteller und ein namhaftes Chemieunternehmen.

Z-Profile aus PURCELL, die wesentliche technische Eigenschaften von Bauteilen erfüllen, werden bereits von potenziellen Anwendern geprüft. Bis zum Jahresende solle laut DITF-Projektleiter Hermanutz ein Muster-Katalog vorliegen. Mittelfristig hält er beispielsweise bei PKW-Handschuhkästen einen Marktanteil von fünf Prozent für realistisch.

www.ditf.de