Traditionell sind diese Anwendungen auf hochbeständige synthetische Textilien angewiesen. Es besteht jedoch ein wachsendes Interesse an der Verwendung biologisch abbaubarer Materialien für spezifische Anwendungen zur Verbesserung der Umweltverträglichkeit. Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) forschen daher an einer biobasierten Schutzbeschichtung, die deren Lebensdauer von Naturfasern verlängert.

Lignin als Ressource

Natürlich gewonnene Fasern bauen sich im Boden rasch ab, was für geotechnische Anwendungen oft zu kurz ist. Um diese Herausforderung zu bewältigen, arbeiten Forscher am DITF an einer Schutzbeschichtung auf der Basis von Lignin, einem biologisch abbaubaren Material, das keine Mikroplastikpartikel im Boden erzeugt. Lignin, obwohl biologisch abbaubar, zersetzt sich in der Natur sehr langsam.

 Gemeinsam mit Cellulose ist Lignin ein Hauptbestandteil von Holz und dient als „Klebstoff“, der Holzmaterialien zusammenhält. Bei der herkömmlichen Papierherstellung wird in der Regel nur Cellulose verwendet, was zu großen Mengen an Lignin als Abfall führt. Dieses übrig gebliebene Lignin, bekannt als Kraft-Lignin, ist eine schmelzbare Substanz, die sich für die Textilherstellung mit thermoplastischen Materialien eignet.

Verlängerung der Lebensdauer von Textilien mittels Ligninbeschichtung

Aufgrund der natürlichen Sprödigkeit von Lignin ist es erforderlich, Kraft-Lignin mit weicheren Biopolymeren zu mischen. In dem Forschungsprojekt wurden Biopolymer-Verbindungen aus Kraft-Lignin und weicheren Biopolymeren hergestellt, die dann auf Garne und Textiloberflächen mit angepassten Beschichtungssystemen aufgetragen wurden. Die biologische Abbaubarkeit dieser beschichteten Textilien wurde durch Erdeingrabtests geprüft, sowohl in einer Klimakammer als auch im Freien unter realen Bedingungen. Die Ergebnisse waren vielversprechend: Lignin-Beschichtungen verlängerten signifikant die Lebensdauer von Naturfasertextilien, wobei dickere Beschichtungen einen längeren Schutz boten. Selbst nach etwa 160 Tagen waren die Lignin-Beschichtungen in Freilandversuchen immer noch vollständig intakt.

Ligninbeschichtete Textilien für nachhaltige Anwendungen

Durch Lignin beschichtete Textilien lassen sich nachhaltige Anwendungen realisieren. Sie bieten eine anpassbare Lebensdauer für geotechnische Anwendungen und sind biologisch abbaubar. Sie können synthetische Materialien in einigen Anwendungen, wie der Begrünung von Böschungen, ersetzen. Mit Lignin beschichtete Textilien haben das Potenzial, den CO2-Fußabdruck zu minimieren, indem sie den Einsatz von erdölbasierten Produkten verringern und Mikroplastikbildung im Boden verhindern. Um den bisherigen Abfallstoff Lignin als neuen Wertstoff in industriellen Herstellungsprozessen in der Textilbranche zu etablieren, sind weitere Forschungsarbeiten notwendig.

 Die Forschungsarbeiten wurden vom Ministerium für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg im Rahmen der Landesstrategie Nachhaltige Bioökonomie Baden-Württemberg unterstützt.