KUNSTloop - recyklathaltiges weichmacherfreies Kunstleder

AUFGABENSTELLUNG

PVC-Kunstledern sind extrem vielseitig nutzbare flexible Verbundmaterialien für den Objekt-, Mobil- und Bekleidungsbereich, mit weltweit wachsenden Absatzmärkten. Um den ökologischen Fußabdruck dieser Produkte zu minimieren, sind die Entwicklung von werkstofflichen Recyclingkreisläufen und der Ersatz gesundheits- und umweltgefährdender Formulierungsbestandteile wünschenswert. Für weich-PVC, wie es für die Herstellung flexibler Flächenware wie Kunstleder erforderlich ist, sind dies mit einem hohen Anteil von bis zu 60 phr die üblicherweise verwendeten externen Monomer-Weichmacher.
Hier besteht erheblicher Forschungsbedarf für neue Konzepte, die sowohl die interne Weichmachung als auch geschlossenen Materialkreisläufe für PVC-Kunstleder beinhalten. 

PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines geschlossenen Stoffkreislaufes für die Beschichtung von Weich-PVC-Kunstleder ohne Monomerweichmacher. Um dies zu erreichen wird PVC-Kompaktkunstleder aus PVC-Pfropfpolymeren in Kombination mit weichmachenden Polymeren entwickelt und im Kalanderverfahren hergestellt. Dieses Kunstleder soll Migrationsfreiheit und eine Recyclingfähigkeit aufweisen. Durch Anwendung zweier unterschiedlicher Recyclingstrategien, die einerseits die rein mechanische und andererseits die enzymatische Aufbereitung beinhalten, wird für dieses Kunstleder ein geschlossener Materialkreislauf entwickelt. Das durch beide Aufbereitungsverfahren wiedergewinnbare weichmacherfreie PVC der Beschichtung (rPVC) wird erneut als Edukt für die Herstellung eines rezyklathaltigen PVC-Kunstleders eingesetzt. Die Untersuchungen sollen die Möglichkeiten und Grenzen des Rezyklateinsatzes aufzeigen. Angestrebt wird ein Rezyklatanteil von mind. 50 % in der Kunstlederbeschichtung.

NUTZEN | AUSBLICK

Pfropf-Copolymerisation und Blenden mit weichmachenden Polymeren sind für Kunstleder bisher nicht am Markt etabliert, weisen jedoch ein hohes Potenzial auf, um deren Langlebigkeit zu erhöhen, die Migration chemischer Substanzen aus dem Material heraus extrem einzuschränken und sie eröffnen die Möglichkeit eines werkstofflichen Closed-Loop-Recyclings. Im Gegensatz zu der für monomere Weichmacher üblichen Plastisolverarbeitung ist für die neuen Konzepte die Schichtbildung in thermoplastischen Kalander- oder Extrusionsverfahren erforderlich. Diese Verarbeitungsart eröffnet die Möglichkeit, rezyklierte PVC-Partikel als Ersatz für virgin-PVC für das gleiche Produkt wiederzuverwenden. Unter der Voraussetzung, dass eine ausreichende Abtrennung der Textilfasern von der Beschichtung erreicht wird, ist somit eine direkte Kreislaufführung der Beschichtung realisierbar und Kunstleder mit signifikanten Rezyklatgehalten sind herstellbar. Die Entwicklung eines effizienten Recyclingprozesses für ein solches Verbundmaterial leistet einen wesentlichen Beitrag zur Steigerung des Rezyklateinsatzes, welcher zunehmend von Verbrauchern, politischen Vorgaben und Selbstverpflichtungen der PVC-Industrie gefordert wird.