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Der Aufstieg der Artenvielfalt und biotechnologisch hergestellter Materialien für die Textilherstell

by Debbie McKeegan | 05.04.2023
Der Aufstieg der Artenvielfalt und biotechnologisch hergestellter Materialien für die Textilherstell

Laut Textile Exchange, einer Forschungsgruppe, die sich für Nachhaltigkeit einsetzt, ist die weltweite Faserproduktion im Jahr 2020 auf rund 110 Millionen Tonnen gestiegen. Das bedeutet eine nahezu Verdoppelung der Größe des Textilfasermarktes seit 2009.

Der weltweite Bekleidungsverbrauch wird auf 80 bis 150 Millionen Artikel pro Jahr geschätzt, von denen von jeweils fünf produzierten Kleidungsstücken drei auf einer Mülldeponie landen, wo synthetische Fasern Hunderte von Jahren verbleiben und dabei Mikrofasern in die Erdoberfläche und in unsere Atmosphäre auslaugen degradieren. Wir müssen die Kernfasern, die wir massenhaft verbrauchen, dringend überdenken und neu gestalten.

Verantwortungsvoll beschaffte und nachhaltige Materialien sind weltweit nach wie vor Mangelware, und die Textilindustrie kann noch nicht die Menge erzeugen (oder recyceln), die für die globale Lieferkette in mehreren Marktsektoren erforderlich ist. Während die Modebranche oft im Rampenlicht steht, müssen alle Textilien langfristig zirkulär werden. Wir müssen uns jetzt auf die Wissenschaft verlassen, um eine Lösung zu finden. In der Welt der biobasierten Alternativen wird der Fokus auf Forschung und Entwicklung immer intensiver, und angesichts der zunehmenden Klimakrise werden dringend Lösungen für zwei Hauptprobleme gesucht:

Erstens die Entdeckung neuer Rohstoffe, die erneuerbar sind und weder intensiver Landwirtschaft noch der Erschöpfung endlicher Ressourcen unterliegen. Und zweitens geht es darum, neue Rohstoffe für die Textilproduktion zu produzieren, die biologisch abbaubar sind und keinen Beitrag zu den Abfallbergen leisten, die in der immer größer werdenden Textil-, Mode- und Dekorationsindustrie anfallen.

Erneuerbare Rohstoffe

Die Suche nach umweltfreundlichen Rohstoffen hat zwei unterschiedliche Zweige: den Ersatz traditioneller Zellulosekomponenten wie Baumwolle und Seide und den Ersatz organischer Polymerrohstoffe für eine nachhaltige Polyesterproduktion.

Beim traditionellen Zelluloseersatz wurden mit der Einführung zahlreicher biologisch abbaubarer Lösungen erhebliche Fortschritte erzielt – die Wissenschaft gewinnt in diesem lukrativen Materialmarkt weiterhin an Fahrt.

Im Folgenden beschreiben wir einige der neuen Produkte, die jetzt angeboten werden. Einige werden expandieren und bestimmte Märkte und Anwendungen dominieren, andere werden verschwinden. Der wichtigste Faktor ist jedoch ihr Aufkommen und die Ausweitung ihrer Produktion und weiten Verbreitung mit zunehmender Akzeptanz.

Bananenfasern: Bananatex® ist das weltweit erste langlebige, technische Gewebe, das ausschließlich aus den natürlich gewachsenen Abacá-Bananenpflanzen hergestellt wird. Die Pflanze wird im philippinischen Hochland in einem natürlichen Ökosystem nachhaltiger gemischter Land- und Forstwirtschaft angebaut. Sie ist autark und benötigt keine Pestizide, Dünger oder zusätzliches Wasser.

Algenfasern: Keel.Labs (ehemals AlgiKnit) glaubt, dass Fasern auf Seetangbasis die Umweltauswirkungen der Mode dramatisch verändern können, indem sie ein ungiftiges, klimaneutrales Material bieten, das sowohl äußerst vielseitig als auch nachhaltig ist. Kelp ist eine große Alge, die in dichten Unterwasserwäldern in Küstennähe reichlich wächst. AlgiKnit verarbeitet Seetang, einen der am schnellsten wachsenden und erneuerbarsten Organismen der Erde, zu Funktionstextilien, die für Kleidungsstücke, Accessoires und Schuhe verwendet werden können.

Nettle Circle bietet eine nachhaltige, regenerative Naturfaser, die vielseitig, leistungsstark, zirkulär und jetzt mit der Haelixa-Markierungstechnologie von der Rinde bis zum Endverbraucherprodukt rückverfolgbar ist. Diese Naturfaser der nächsten Generation wächst wild und kann mit einem geringen ökologischen Fußabdruck angebaut werden.

Sojaproteinfasern werden aus Sojamark hergestellt, einem unlöslichen Bestandteil von Sojabohnen und einem Nebenprodukt der Tofu- und Sojamilchproduktion, wodurch sie umweltfreundlich und biologisch abbaubar sind. Der als Sojaseide bekannte Stoff ist glatt und weich, es entsteht ein zarter Stoff, der Feuchtigkeit sehr schnell aufnimmt und abgibt. Es ist schrumpf- und knitterfrei, hat antibakterielle Eigenschaften und wird oft mit anderen Fasern gemischt, um seinen Fall und seine Festigkeit zu erhöhen.

Bambusstoffe, deren größter Produzent China ist, sind umweltfreundlich, nachhaltig und stammen aus verantwortungsvollen Quellen. Die Bambuspflanze wächst schnell, ohne den Einsatz von Pestiziden, übermäßigem Wasser oder Pflege. Bambus regeneriert sich schnell und reinigt während des Wachstums sogar die Luft. Die Bambusfasern werden hergestellt, indem die Blätter manipuliert werden, bis sie sich in dünne Fäden trennen. Diese werden dann zu Fäden zum Weben oder Stricken von Stoffen gesponnen. Bambus ist das größte Mitglied der Familie der Gräser und wird bis zu 35 m hoch. Sie sind die am schnellsten wachsenden Gehölze der Welt. Diese schnelle Wachstumsrate und die Tatsache, dass Bambus in verschiedenen Klimazonen wachsen kann, machen die Bambuspflanze zu einer nachhaltigen und vielseitigen Ressource.

Was sind die bemerkenswerten Neuentwicklungen, wenn wir den Fokus auf Polyester richten? Bei der Entwicklung erneuerbarer und biologisch abbaubarer Polymerrohstoffe für die Kreislauf- oder alternative Polyesterfaserproduktion wurden erhebliche Fortschritte erzielt.

Organische Polymerrohstoffe

Organische Polymere sind eine wichtige Quelle für biologisch abbaubare, erneuerbare Polyester und werden derzeit weltweit intensiv weiterentwickelt. Wir betrachten einige dieser Innovationen wie folgt:

PLA (Polymilchsäure) ist ein biobasiertes, recycelbares und biologisch abbaubares Polymer, das aus jährlich erneuerbaren Ressourcen hergestellt wird und im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffen einen geringeren CO2-Fußabdruck bietet. TotalEnergies Corbion mit Hauptsitz in den Niederlanden betreibt eine PLA-Produktionsanlage mit einer Kapazität von 75.000 Tonnen pro Jahr in Rayong, Thailand, und hat kürzlich die Absicht bekannt gegeben, ein zweites Werk in Grandpuits, Frankreich, zu bauen.

Polybutylensuccinat PBS kann dank jüngster Fortschritte in der Biotechnologie durch die Kombination mehrerer Monomere (Bausteine des Materials) hergestellt werden, die aus erneuerbaren pflanzlichen Quellen statt aus fossilen Brennstoffen stammen. Daher bezieht Kintra anstelle von Erdöl Zucker aus Mais und Weizen, um seine Harze und Fasern herzustellen, die einem Schmelzspinnprozess ähnlich wie Polyester, Nylon und andere synthetische Materialien unterzogen werden. Bietet ein vergleichbares Erscheinungsbild, eine vergleichbare Haptik und Leistung, ohne zum Problem der Mikroplastikverschmutzung beizutragen.

Neue Entwicklungen für Recycling und Kreislaufwirtschaft

Die Gemeinschaft der Faserhersteller strebt zunehmend eine kohlenstoffarme Kreislaufwirtschaft an, da Innovation und ernsthafte institutionelle Investitionen die Agenda weiterhin vorantreiben. Zusammenfassend stellen wir einige der jüngsten Entwicklungen und Innovationen im Recyclingbereich vor.

PET-Recycling: Das südkoreanische Chemieunternehmen SK Geo Centric (SKGC) hat sich mit SUEZ und Loop Industries zusammengetan, um in Europa eine Anlage für recyceltes Polyethylenterephthalat (PET) zu bauen. Die Joint-Venture-Anlage wird 70.000 Millionen Tonnen hochwertigen, vollständig recycelten PET-Kunststoff und Polyesterfasern für den europäischen Markt produzieren.

Circulose: Renewcell ist ein schnell wachsendes schwedisches Textilrecyclingunternehmen mit einer einzigartigen Technologie und einem Weltklasse-Team mit der Mission, die globale Textilindustrie zum Besseren zu verändern. Sie planen, bis 2030 jedes Jahr das Äquivalent von mehr als 1,4 Milliarden T-Shirts zu recyceln. Ihr Produkt heißt Circulose® und wird zu 100 % aus Textilabfällen hergestellt. Marken nutzen es, um in ihren Textilprodukten hochwirksame Rohstoffe wie Erdöl und Baumwolle zu ersetzen.

Eastman Advanced Circular Recycling Technologies: Eastman plant, bis zu 1 Milliarde US-Dollar in eine Material-zu-Material-Molekularrecyclinganlage in Frankreich zu investieren, die die Polyester-Erneuerungstechnologie von Eastman nutzen soll, um jährlich bis zu 160.000 Tonnen schwer zu recycelnden Kunststoffabfall zu recyceln wird derzeit verbrannt.

MyReplast™ Upcycling: MyReplast Industries ist ein Unternehmen der Maire Tecnimont Group, das von NextChem kontrolliert wird und im Cluster „Circular Economy“ auf der Roadmap für die Energiewende angesiedelt ist. Das Unternehmen ist im Recycling von Kunststoffabfällen tätig und nutzt eine konzerneigene Technologie, mit der verschiedene im Abfall enthaltene Polymere getrennt und anschließend kombiniert werden können. Trennung der Polymere durch eine optische Auswahlphase (nach Polymer und nach Farbe), gefolgt von einem Compoundierungsschritt, um hochwertige Granulate herzustellen, die Neukunststoff in verschiedenen Anwendungsbereichen ersetzen können.

Enzyme Engineering: Die Technologie von Protein Evolution testet, bewertet und kartiert zig Millionen einzigartige Enzyme, um den effektivsten Weg zur Wiederverwertung von Abfallmaterialien in wiederverwendbare Chemikalien zu ermitteln. Dieser Ansatz wird zur Dekarbonisierung der Industrie beitragen und erhebliche Auswirkungen auf die entstehende Bioökonomie haben, da Unternehmen, Gemeinden und Regierungen in den kommenden Jahren globale Nachhaltigkeitsziele erreichen müssen. Das Protein Evolution-Team arbeitet mit herausragenden Forschern zusammen, die die Grenzen der Proteintechnik und Materialinnovation verschieben. Das Team geht davon aus, bis Ende 2022 seine erste kommerzielle Partnerschaft zu starten und dabei auf die Bedürfnisse globaler Verbrauchermarken einzugehen, die Textilien und gemischte Kunststoffabfälle recyceln und umwandeln möchten.

Die Biolösung für eine bessere Welt

Wenn wir die Dekorations- und Modebranche betrachten, ist das Panorama der Anstrengungen, Innovationen und Investitionen in erneuerbare Technologien wirklich beeindruckend und hat in sehr kurzer Zeit deutliche Fortschritte gemacht.

Da die Möglichkeiten für unseren Planeten immer knapper werden, ist die Reaktionszeit begrenzt und es mangelt nicht an Akteuren und Investoren, die bereit sind, eine Rolle zu übernehmen. Dies ist eine aufstrebende Multimilliarden-Dollar-Industrie, die sowohl dem Planeten als auch dem Investor eine erhebliche Belohnung bietet.

Biobasierte Alternativen zu fossilen Brennstoffen Armageddon bieten die Aussicht auf einen echten Weg nach vorne für die Textilindustrie. Substantielle ökologische Fortschritte von Enzymen bis hin zu pflanzlichen Rohstoffen markieren eine neue Landschaft für die Materialwissenschaft und die Textilien, die wir konsumieren. Was wiederum die Technologien und die Chemie verändern wird, mit denen wir sie bedrucken.

Es ist eine aufregende Zeit für unsere Branche und wir freuen uns darauf, in den kommenden Jahren bedeutende Veränderungen für immer zu erleben.

Gemeinsame Inhalte, veröffentlicht in Zusammenarbeit mit Texintel: https://www.texintel.com/blog/the-rise-of-biodiversity-and-biomaterial-science-for-the-textile-industry

Das Titelbild in diesem Artikel stammt von Unsplash .

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