Synthetisch leer gemaakt van recyclebaar en biobased PBS

Een nieuw type puur synthetisch leer voldoet aan de hoge eisen van de Europese Ecodesign Verordening. Het is gemaakt van een biobased plastic, is biologisch afbreekbaar en voldoet aan de eisen van een gesloten recyclingproces.

Veel synthetische leersoorten bestaan ​​uit een textielsubstraat waarop een polymeerlaag is aangebracht. De polymeerlaag bestaat doorgaans uit een lijmlaag en een toplaag, die meestal is gebosseleerd. De textielrug en de toplaag zijn meestal totaal verschillende materialen. Als textielsubstraten worden vaak geweven, gebreide of non-woven stoffen van PET, PET/katoen of polyamide gebruikt. PVC en verschillende polyurethaansoorten worden vaak gebruikt voor coatings.

Het gebruik van deze beproefde composietmaterialen voldoet niet aan de huidige duurzaamheidscriteria. Het recyclen ervan per type is zeer kostbaar of zelfs onmogelijk. Ze zijn niet biologisch afbreekbaar. Daarom is de zoektocht naar alternatieve materialen voor de productie van kunstleer dringend. In 2022 heeft de EU het Sustainable Products Initiative (SPI) (“Green Deal”) aangenomen. Het omvat een verordening inzake ecologisch ontwerp die rekening houdt met de levenscyclus van een product bij het behoud van hulpbronnen. Voor textiel- en productontwerp betekent dit dat het sluiten van de kringloop of het einde van de levensduur moet worden geïntegreerd in de productontwikkeling.

In een AiF-project dat werd uitgevoerd in nauwe samenwerking tussen het DITF en het Freiberg Instituut gGmbH (FILK), is het nu mogelijk geweest om een ​​synthetisch leer te ontwikkelen waarin zowel het vezelmateriaal als het coatingpolymeer identiek zijn. De raszuiverheid is een voorwaarde voor een industrieel recyclingconcept.

Vanwege zijn eigenschappen werd het alifatische polyester polybutyleensuccinaat (PBS) als basismateriaal aanbevolen. PBS kan uit biogene bronnen worden geproduceerd en is nu in verschillende kwaliteiten en in grote hoeveelheden op de markt verkrijgbaar. De biologische afbreekbaarheid is in tests aangetoond. Het materiaal is thermoplastisch te verwerken; dit geldt zowel voor het vezelmateriaal als voor de coating. De daaropvolgende productrecycling wordt vergemakkelijkt door de thermoplastische eigenschappen.

Om een ​​succesvol primair spinproces te realiseren en PBS-filamenten met goede textielmechanische eigenschappen te verkrijgen, zijn er procesaanpassingen doorgevoerd in de koelschacht bij de DITF. Uiteindelijk was het mogelijk om POY-garens te spinnen met relatief hoge snelheden tot 3.000 m/min, en hadden ze bij uitrekking een treksterkte van net geen 30 cN/tex. De garens konden eenvoudig worden verwerkt tot pure PBS-stoffen. Deze werden bij FILK op hun beurt gebruikt als textielbasissubstraat voor de daaropvolgende extrusiecoating, waarbij ook PBS als thermoplast werd gebruikt.

Met geoptimaliseerde productiestappen konden PBS-composietmaterialen met de typische structuur van kunstleer worden geproduceerd. Zuiverheid en biologische afbreekbaarheid voldoen aan de eisen voor een gesloten recyclingproces.