Ein neuartiges reines Kunstleder erfüllt die hohen Anforderungen der europäischen Ökodesign-Verordnung. Hergestellt aus einem biobasierten Kunststoff ist es biologisch abbaubar und erfüllt die Anforderungen an einen geschlossenen Recyclingprozess.
Viele Kunstleder bestehen aus einem textilen Trägermaterial, auf das eine Polymerschicht aufgebracht ist. Die Polymerschicht besteht meist aus einer Klebeschicht und einer Deckschicht, die meist geprägt ist. Der textile Träger und die Deckschicht sind meist völlig unterschiedliche Materialien. Als textile Trägermaterialien werden häufig Gewebe, Gewirke oder Vliese aus PET, PET/Baumwolle oder Polyamid verwendet. Für Beschichtungen werden häufig PVC und verschiedene Polyurethane verwendet.
Der Einsatz dieser etablierten Verbundwerkstoffe genügt den heutigen Nachhaltigkeitskriterien nicht. Sie sortenrein zu recyceln ist sehr aufwändig oder gar unmöglich. Sie sind nicht biologisch abbaubar. Daher ist die Suche nach alternativen Materialien für die Herstellung von Kunstleder dringend. 2022 verabschiedete die EU die Sustainable Products Initiative (SPI) („Green Deal“). Sie beinhaltet eine Ökodesign-Verordnung, die den Lebenszyklus eines Produkts bei der Ressourcenschonung berücksichtigt. Für das Textil- und Produktdesign bedeutet dies, das Schließen des Kreislaufs bzw. das End-of-Life in die Produktentwicklung einzubeziehen.
In einem in enger Kooperation zwischen den DITF und der Freiberg Institute gGmbH (FILK) durchgeführten AiF-Projekt ist es nun gelungen, ein Kunstleder zu entwickeln, bei dem sowohl Fasermaterial als auch Beschichtungspolymer identisch sind. Die Sortenreinheit ist Voraussetzung für ein industrielles Recyclingkonzept.
Als Basismaterial wurde aufgrund seiner Eigenschaften der aliphatische Polyester Polybutylensuccinat (PBS) empfohlen. PBS kann aus biogenen Quellen hergestellt werden und ist mittlerweile in mehreren Qualitäten und großen Mengen auf dem Markt erhältlich. Seine biologische Abbaubarkeit wurde in Tests nachgewiesen. Das Material lässt sich thermoplastisch verarbeiten; dies gilt sowohl für das Fasermaterial als auch für die Beschichtung. Ein späteres Recycling der Produkte wird durch die thermoplastischen Eigenschaften erleichtert.
Um einen erfolgreichen Primärspinnprozess zu realisieren und PBS-Filamente mit guten textilmechanischen Eigenschaften zu erhalten, wurden an den DITF Prozessanpassungen im Kühlschacht vorgenommen. So konnten letztlich POY-Garne mit relativ hohen Geschwindigkeiten von bis zu 3.000 m/min gesponnen werden, die im verstreckten Zustand eine Festigkeit von knapp 30 cN/tex aufwiesen. Die Garne ließen sich problemlos zu reinen PBS-Geweben verarbeiten. Diese wiederum dienten am FILK als textiles Grundsubstrat für die anschließende Extrusionsbeschichtung, bei der ebenfalls PBS als Thermoplast zum Einsatz kam.
Durch optimierte Produktionsschritte konnten PBS-Verbundwerkstoffe mit der typischen Struktur von Kunstleder hergestellt werden. Reinheit und biologische Abbaubarkeit erfüllen die Voraussetzungen für einen geschlossenen Recyclingprozess.
Zur Verfügung gestellt vom Deutschen Institut für Textil- und Faserforschung Denkendorf