Nachhaltigkeit 07.08.2020, 12:00 Uhr

Forscher machen aus alten Jeans etwas völlig Neues

Ein Großteil der Kleidung wird aus Baumwolle hergestellt, so auch Jeans. Am Ende ihres Lebens enden die Stücke oft im Müll. Fraunhofer-Ingenieure zeigen, was stattdessen alles möglich ist.

Aus einer Jeans lässt sich eine hochwertige Cellulosefaser herstellen.
Foto: Fraunhofer IAP

Aus einer Jeans lässt sich eine hochwertige Cellulosefaser herstellen.

Foto: Fraunhofer IAP

Die Mode ändert sich jede Saison, und viele Kleidungsstücke sind nicht für die Ewigkeit ausgelegt. Selbst robuste Jeans gehen nach einigen Monaten – oder bestenfalls ein bis zwei Jahren – in die Brüche. Bei 95 Kleidungsstücken pro Kopf, das hat Greenpeace herausgefunden, landen viele Teile entweder im Restmüll oder im Altkleider-Container. Manche werden niemals getragen. Umweltfreundlich ist das nicht, denn bei der Herstellung von Stoffen werden Energie und etliche Chemikalien benötigt.

Der Weg zu neuen Kleidungsstücken blieb den Textilien bislang verwehrt. „Textilien bestehen selten aus reiner Baumwolle“, erklärt André Lehmann, Wissenschaftler am Fraunhofer IAP in Potsdam. „Eine Jeans etwa enthält immer einen Anteil an Chemiefasern wie Polyester oder Elasthan.“ Unterschiedliche Fasern zu trennen, war bislang aber nicht möglich. Jetzt zeigen Lehmann und Kollegen, wie sich solche Gemische aufarbeiten lassen. Dabei entstehen Viskose-Fasern. Das Projekt geht auf re:newcell, ein schwedisches Unternehmen, zurück. Die Fraunhofer-Forscher haben mit dem Hersteller eine Kooperation.

Chemische Aufarbeitung von Cellulose

Zellstoff kann bekanntlich nicht geschmolzen und dann versponnen werden. Das schränkt die Möglichkeiten zur Verarbeitung stark ein. Um Fäden herzustellen, arbeitet man mit dem schon lange etablierte Viskoseverfahren. Verschiedene Holzsorten werden chemisch aufgeschlossen und zur Spinnlösung verarbeitet. Daraus entstehen dann Fasern wie Viskose, Modal oder Lyocell.

Beim Experiment kam es anders. Die Herausforderung: „Wir haben von re:newcell Zellstoffplatten aus recycelter Baumwolle erhalten und sollten prüfen, ob sie sich zu Viskosefasern weiterverarbeiten lassen“, erzählt Lehmann. „Durch Einstellen der richtigen Parameter im Lösungs- als auch Spinnprozess, wie effektive Filtrationsstufen, konnten wir die im Zellstoff enthaltenen Fremdfasern herauslösen.“

So gingen die Forscher vor: Zur Aufarbeitung musste der Zellstoff mit Lauge aktiviert und anschließend chemisch verändert, sprich derivatisiert, werden. Dabei erhielten sie wie geplant eine hochreine alkalische Viskose-Lösung als Ausgangsprodukt für ihre weiteren Experimente. Die Flüssigkeit wurde dann über spezielle Düsen mit mehreren tausend kleinsten Öffnungen gebracht. Jede dieser Spinnlöcher hat einen Durchmesser von 55 Mikrometern. Weiter ging es in eine säurehaltige Flüssigkeit, um die chemisch veränderte Cellulose wieder zu zersetzen. Das Derivat zerfiel, und ein Faden bildete sich im Fällbad. Der Faden musste noch gewaschen, also gereinigt, und dann getrocknet werden.

Idealer Rohstoff für Textilien 

Im Labor entstand auf diesem Weg ein sogenanntes Filamentgarn, also eine mehrere Kilometer lange Endlosfaser. Diese besteht zu 100 % aus Cellulose und hat keine Kunststoffanteile mehr. Qualitativ war das Produkt mit Fasern aus normaler Herstellung vergleichbar. „Wir konnten den hohen Anspruch von re:newcell an die Reinheit der neuen Faser erfüllen“, sagt Lehmann. Das schafft Perspektiven für künftige Anwendungen.

Nach dem Gebrauch können Textilien aus dem neuen Material entweder recycelt oder kompostiert werden. Sie führen auch nicht zum Eintrag von Mikroplastik in die Umwelt: eine Problematik, die Umweltverbände bei sonstigen Textilien kritisieren. Außerdem werden zur Herstellung keine Produkte aus Mineralöl verwendet. Energie und Ressourcen können eingespart werden.

Paradigmenwechsel in der Textilindustrie 

Lehmann jedenfalls hofft, dass Baumwollkleidung nicht – wie momentan – in der Müllverbrennung oder im Container landet. „Künftig kann sie mehrfach wiederverwertet werden und so zu mehr Nachhaltigkeit in der Mode beitragen“, sagt der Experte. Er denkt auch darüber nach, dass sich die Rohstoffbasis bei Herstellern erweitert: „Bisher ist die holzbasierte Cellulose der Ausgangsstoff für Viskosefasern“, berichtet er. „Durch das Optimieren der Trennprozesse und die Intensivierung der Filtration der Fremdfasern im Spinnverfahren können wir langfristig die rezyklisierte Naturfaser-Baumwolle als alternative Zellstoffquelle und ernst zu nehmende Rohstoffbasis etablieren.“

An der Stelle ist auch an Verbraucher zu appellieren. Einerseits sollten sie ihr Konsumverhalten überdenken. Nicht jede Anschaffung ist tatsächlich notwendig. Andererseits wird die Herausforderung sein, im Marketing auf Recycling-Cellulose hinzuweisen, um Konsumenten auch zu überzeugen. Die ersten Schritte jedenfalls sind getan.

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