Syntetisk lær laget av resirkulerbart og biobasert PBS

En ny type rent syntetisk skinn oppfyller de høye kravene i den europeiske økodesignforordningen. Laget av en biobasert plast, er den biologisk nedbrytbar og oppfyller kravene til en lukket gjenvinningsprosess.

Mange syntetiske lær består av et tekstilsubstrat som er påført et polymerlag. Polymerlaget består vanligvis av et klebelag og et topplag, som vanligvis er preget. Tekstilbaksiden og topplakken er vanligvis helt forskjellige materialer. Vevde, strikkede eller ikke-vevde stoffer laget av PET, PET/bomull eller polyamid brukes ofte som tekstilunderlag. PVC og ulike polyuretaner brukes ofte til belegg.

Bruken av disse etablerte komposittmaterialene oppfyller ikke dagens bærekraftskriterier. Å resirkulere dem etter type er svært kostbart eller til og med umulig. De er ikke biologisk nedbrytbare. Derfor haster det å lete etter alternative materialer for produksjon av kunstskinn. I 2022 vedtok EU Sustainable Products Initiative (SPI) ("Green Deal"). Den inkluderer en forskrift om økodesign som tar hensyn til et produkts livssyklus i bevaring av ressurser. For tekstil- og produktdesign betyr dette å inkludere å lukke sløyfen eller slutten av levetiden i produktutviklingen.

I et AiF-prosjekt utført i nært samarbeid mellom DITF og Freiberg Institute gGmbH (FILK), har det nå vært mulig å utvikle et syntetisk lær hvor både fibermaterialet og beleggspolymeren er identiske. Sortrenheten er en forutsetning for et industrielt resirkuleringskonsept.

Det alifatiske polyester polybutylensuccinatet (PBS) ble anbefalt som basismateriale på grunn av dets egenskaper. PBS kan produseres fra biogene kilder og er nå tilgjengelig på markedet i flere kvaliteter og i store mengder. Dens biologiske nedbrytbarhet er påvist i tester. Materialet kan bearbeides termoplastisk; dette gjelder både fibermaterialet og belegget. Etterfølgende produktresirkulering forenkles av de termoplastiske egenskapene.

For å realisere en vellykket primærspinneprosess og for å oppnå PBS-filamenter med gode tekstilmekaniske egenskaper, ble det gjort prosessjusteringer i kjøleakselen ved DITF. Til slutt var det mulig å spinne POY-garn med relativt høye hastigheter på opptil 3000 m/min, og de hadde en seighet på i underkant av 30 cN/tex ved strekk. Garnet kan enkelt bearbeides til rene PBS-stoffer. Disse ble igjen brukt hos FILK som et tekstilbasesubstrat for det påfølgende ekstruderingsbelegget, hvor PBS også ble brukt som termoplast.

Med optimaliserte produksjonstrinn kan PBS-komposittmaterialer med den typiske strukturen til kunstlær produseres. Renhet og biologisk nedbrytbarhet oppfyller kravene til en lukket resirkuleringsprosess.