Covestro und RWTH Aachen University entwickeln Industrie-Prozess / Einsparung von Erdöl und Beitrag zur Kreislaufwirtschaft / Weiterer Meilenstein in der Nutzung von CO2 als alternativem Rohstoff
Scientist Pavan Manvi from RWTH Aachen University (right) and Covestro researcher Dr. Jochen Norwig holding a synthetic fiber prototype made from CO2. (Source: Covestro)
Anziehen mit CO2: In zwei Forschungsprojekten ist es gelungen, elastische Textilfasern auf CO2-Basis herzustellen und so Erdöl als Rohstoff teilweise zu ersetzen. Covestro und seine Partner, vor allem das Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University sowie verschiedene Textilhersteller, entwickeln die Produktion in den Industriemaßstab und wollen die neuartigen Fasern zur Marktreife bringen. Sie können beispielsweise für Strümpfe und medizinische Textilien eingesetzt werden und so herkömmliche Elastikfasern auf Erdölbasis ablösen.
Die elastischen Fasern werden mit einer chemischen Komponente hergestellt, die zu einem Teil aus CO2 statt aus Erdöl besteht. Dieses Vorprodukt namens cardyon® wird bereits für Weichschaum in Matratzen und Unterbelägen für Sportböden genutzt. Nun wird der Bereich Textilindustrie erschlossen.
„Das ist ein weiterer, vielversprechender Ansatz, um Kohlendioxid als alternativen Rohstoff in der Chemieindustrie immer breiter einzusetzen und die Rohstoffbasis zu erweitern“, sagt Dr. Markus Steilemann, Vorstandsvorsitzender Covestro. „So wollen wir in immer mehr Anwendungen CO2 in einem Kreislaufverfahren nutzen und Erdöl einsparen.“
Nachhaltiger Produktionsprozess
Hergestellt werden die Fasern aus CO2-basiertem thermoplastischem Polyurethan (TPU) in einem sogenannten Schmelzspinnverfahren. Dabei wird das TPU aufgeschmolzen, zu sehr feinen Fäden gepresst und schließlich zu einem Garn aus Endlosfasern verarbeitet. Im Vergleich zum sogenannten Trockenspinnen, mit dem herkömmliche elastische Kunstfasern wie etwa Elastan oder Spandex produziert werden, kommt das Schmelzspinnverfahren ohne den Einsatz von umweltschädlichen Lösungsmitteln aus. Durch ein neues chemisches Verfahren gelingt der Einbau von Kohlendioxid ins Grundmaterial. Dieses weist zudem einen verbesserten CO2-Fußabdruck im Vergleich zu herkömmlichen Elastikfasern auf.
„Das CO2-basierte Material könnte in naher Zukunft eine nachhaltige Alternative für herkömmliche elastische Fasern sein“, erläutert Professor Thomas Gries, Direktor des Instituts für Textiltechnik der RWTH Aachen University. „Mithilfe unserer Expertise in der industriellen Entwicklung und Verarbeitung können wir gemeinsam eine neue Rohstoffbasis für die Textilindustrie vorantreiben.“
Die Entwicklung des Produktionsverfahrens für Fasern aus thermoplastischem Polyurethan auf CO2-Basis wurde vom European Institute of Innovation and Technology (EIT) gefördert. Nun soll es im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) zu fördernden Projekts „CO2Tex“ optimiert werden und zukünftig eine industrielle Herstellung ermöglichen. „CO2Tex“ ist Teil von „BioTex Future“, einer Projektinitiative der RWTH Aachen University. Die Initiative widmet sich der Entwicklung von Herstellungs- und Weiterverarbeitungstechnologien zur künftigen Markteinführung von Textilsystemen aus biobasierten Polymermaterialien.
Entwicklungspartner zeigen Interesse
Die Besonderheit der CO2-basierten TPU-Fasern ist ihre Beschaffenheit: Sie sind elastisch und reißfest, sodass sie in textilen Geweben eingesetzt werden können. Erste Unternehmen aus der Textilindustrie und Medizintechnik haben die CO2-basierten Fasern bereits getestet und in Garnen, Socken, Kompressionsschläuchen und Bändern verarbeitet.
Durch die Markteinführung CO2-basierter Textilien soll ein auf nachhaltigen Ressourcen basierender Stoffkreislauf in der Textil- und Bekleidungsindustrie gefördert werden.
Source: Covestro
Die Partner:
Über Covestro:
Mit einem Umsatz von 14,6 Milliarden Euro im Jahr 2018 gehört Covestro zu den weltweit größten Polymer-Unternehmen. Geschäftsschwerpunkte sind die Herstellung von Hightech-Polymerwerkstoffen und die Entwicklung innovativer Lösungen für Produkte, die in vielen Bereichen des täglichen Lebens Verwendung finden. Die wichtigsten Abnehmerbranchen sind die Automobilindustrie, die Bauwirtschaft, die Holzverarbeitungs- und Möbelindustrie sowie der Elektro-und Elektroniksektor. Hinzu kommen Bereiche wie Sport und Freizeit, Kosmetik, Gesundheit sowie die Chemieindustrie selbst. Covestro produziert an 30 Standorten weltweit und beschäftigt per Ende 2018 rund 16.800 Mitarbeiter (umgerechnet auf Vollzeitstellen).
Über das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University:
Am Projekt beteiligt ist das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University. Das ITA gehört zum Fachbereich Maschinenbau der RWTH und forscht in den Feldern Werkstoffe, Produktionsverfahren und Produkte für technische Anwendungen textiler Gebilde. Es verfügt über ein voll ausgestattetes Technikum mit ca. 250 Textilmaschinen und Prüfständen über alle textilen Prozessstufen von der Spinnerei bis zum Fügen. Weiterhin sind verschiedene Labore (Textilprüfung, Polymeranalytik) und Werkstätten mit Fachpersonal besetzt (Mechanik, Elektronik Soft- und Hardware).
Source: Covestro, Pressemitteilung, 2019-07-02.