EcoCoat - Lösbares biobasiertes Beschichtungssystem zur Laminierung von Textilien am Beispiel textiler Bodenbeläge

Ein biobasiertes, wieder lösbares Beschichtungssystem für textile Bodenbeläge ist grundsätzlich machbar. Damit eröffnet sich ein vielversprechender Ansatz, um die Recyclingfähigkeit komplexer Materialsysteme zu verbessern. Bisher verhindert vor allem die herkömmliche Latexbeschichtung eine sortenreine Wiederverwertung von Polyamid, Polyester und Polypropylen. Im Projekt wurde daher ein innovatives System auf Basis von Proteinhaftvermittlern und einer degradierbaren Bindemittelmatrix entwickelt. Erste Tests zeigen das Potenzial dieser nachhaltigen Lösung, verdeutlichen aber auch den weiteren Entwicklungsbedarf, um sie in der industriellen Praxis erfolgreich einzusetzen und textile Bodenbeläge kreislauffähiger zu gestalten.

Projektziele

1. Entwicklung eines biobasierten Beschichtungssystems auf Basis biadhäsiver Peptide und Pektin bzw. Lignin als Bindemittel zur Polnoppeneinbindung der Tuftingrohware und Kaschierung des textilen Zweitrückens von textilen Bodenbelägen,
2. Einführung eines Triggermechanismus zur Separierung der Einzelkomponenten,
3. Entwicklung der Produktionstechnik für Auftrag und Trocknung
4. Entwicklung eines Trenn- und Recyclingkonzepts.

Wissenschaftliche Problemstellung

Die in Deutschland verbrauchten textilen Bodenbeläge werden zu 75 % im Tuftingverfahren hergestellt. Für die Verankerung der Polgarne im Tuftingträger wird rückseitig eine Latexbeschichtung aufgebracht (Vorstrich). Im zweiten Beschichtungsschritt wird ein textiler Zweitrücken (Kaschierstrich) aufgebracht.

Beim Recycling von textilen Bodenbelägen ist die sortenreine Separierung der verschiedenen Werkstoffe ein zentrales Problem. Ein Lösungsansatz besteht hier in der Ablösung der Beschichtung nach dem Ende der Nutzungsdauer.

Lösungsweg

Am DWI wurde ein maßgeschneiderter Peptidklebstoff mit starker Bindung und stimuli-responsiven Eigenschaften zum Lösen entwickelt. Am TFI wurde die Produktionstechnik für Auftrag und Trocknung des Beschichtungssystems entwickelt. Es wurden hier zudem Funktionsmuster für Benchmarkvergleiche gefertigt. Nach der Entwicklung eines Trenn- und Recyclingkonzeptes erfolgte die ökonomische und ökologische Bewertung des Beschichtungssystems. Es wurde beispielhaft die Übertragbarkeit des neuen Beschichtungssystems auf genadelte textile Bodenbeläge gezeigt.

Ergebnisse

Der im Projekt entwickelte EcoCoat-Klebstoff entspricht hinsichtlich des Einsatzes biobasierter Grundstoffe, Anpassung der Klebeeigenschaften an die zu verbindenden Materialien, Lösung der Klebung über einen Trigger und minimale Emissionen im verarbeiteten Zustand den Zielsetzungen des Antrags. Damit stellt das Klebesystem eine hochinteressante Verbindungslösung mit daraus resultierenden Vorteilen wie der verbesserten Recyclingfähigkeit der daraus hergestellten Produkte dar.

Das in diesem Projekt betrachtete Anwendungsbeispiel „textile Bodenbeläge“ zeichnet sich durch einen umfangreichen, in Normen festgeschriebenen Prüf- und Bewertungskatalog zur Beschreibung der Produkteigenschaften aus. Bei diesen bodenbelagsspezifischen Prüfungen zeigte sich, dass für den Einsatz des EcoCoat-Klebstoffs weiterer Entwicklungsbedarf hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften besteht. In seiner derzeitigen Form ist der Klebstoff zu spröde für den Einsatz in Textilien. Dies ist in zukünftigen Arbeiten weiterzuentwickeln.

Die ökonomische- und ökologische Bilanzierung verdeutlichte zudem weitere Potentiale zukünftiger Forschungsarbeiten im Hinblick auf den EcoCoat-Klebstoff: Eine Reduktion des Wassergehaltes ist dringend erforderlich, denn insbesondere das beim Trocknen des Klebstoffs freigesetzte CO₂ reduziert die ökologischen Vorteile aufgrund der Recyclingfähigkeit der damit hergestellten Produkte im erheblichen Maße.

Weiterhin zeigen die Forschungsergebnisse, dass der Einsatz wasserlöslicher Klebstoffe für den Kaschier- und Klebstrich ein Ansatz ist, um die Recyclingfähigkeit textiler Verbundsysteme zu verbessern.

Der Schlussbericht zum Forschungsprojekt ist als TFI-Schriftreihe im Download erhältlich.

Förderprogramm und Projektnummer

IGF 22593 BG

Laufzeit

01.09.2022 - 28.02.2025