JR-Center for Verwertungsstrategien für Textilien

Dieses JR-Zentrum befasst sich mit einem der zentralen Themen für eine nachhaltigere Gesellschaft: dem Recycling von Textilien. Prozesse zur schonenden Trennung von Mischgeweben und Rückgewinnung von hochwertigen Materialien werden erforscht.

Textile Gewebe sind oft Mischgewebe aus Polyester und Baumwolle („Polycotton"). Diese sollen in ihre Bestandteile getrennt und als hochwertige Rohmaterialien rückgewonnen werden. Zwei allgemeine Recyclingwege werden dabei untersucht: Erstens soll Polycotton aufgelöst und in Polyester (die PET-Fraktion; Polyethylenterephthalat) und Baumwolle (die Cellulose-Fraktion) getrennt werden, ohne dabei ihre langkettigen Strukturen (Polymere) übermäßig anzugreifen. Im zweiten Schritt sollen die gewonnenen Fraktionen weiterverarbeitet werden: Die gereinigte PET-Fraktion wird in konventionellen PET-Recyclingmaschinen zu hochwertigem Granulat verarbeitet. Die Cellulose-Fraktion, die reiner Baumwolle entspricht, soll in geeigneten Verfahren so behandelt werden, dass sie für die Herstellung von Celluloseregeneratfasern geeignet ist.

So wird ein Kreislauf aufgebaut, der als Vorbild für erfolgreiches Textilrecycling dienen soll und der auf komplexer zusammengesetzte Ausgangsmaterialien ausgeweitet werden kann. Erste Arbeitsphasen enthalten das Screening und die Charakterisierung der Ausgangstextilien sowie die Bewertung der Anforderungen für das Recycling. Eine Datenbank mit Spektralanalysedaten wird erstellt und mit künstlicher Intelligenz (KI) verarbeitet. Mehrere Vorbehandlungsmethoden und spezielle Zelluloselösungsmittel zur Trennung von baumwollreichen Artikeln werden getestet. Die enzymatische Hydrolyse von Baumwolle umfasst die mechanische Vorbehandlung von Polycotton-Mischungen, die chemische Aktivierung und die Bewertung der Bedingungen für die enzymatische Trennung sowie das Screening optimierter Enzymformulierungen.

Die Lösungsmittel/Lösungsmittelsysteme werden hinsichtlich Selektivität und geeigneter Bedingungen für minimalen Einfluss auf die Polymerintegrität bei hohen Baumwollanteilen optimiert. Wenn das rückgewonnene PET zu neuen Fasern verarbeitet werden soll, so können Zellulosereste diesen Extrusionsprozess stören. Die Zellulosereste in der PET-Fraktion werden daher einerseits durch selektive Auflösung entfernt und andererseits so stabilisiert, dass sie den Extrusionsprozess nicht mehr stören können. Ein Scale-up der Prozesse auf den Pilotmaßstab wird durchgeführt.

Alle Entwicklungen werden von ökonomischen und ökologischen Betrachtungen einschließlich Lebenszyklusanalysen begleitet.