18.05.21 – Recycling

STFI: 15 Jahre Carbonfaserrecycling

Das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. Chemnitz blickt auf 15 Jahre Forschung im Carbonfaserrecycling zurück. Ein Beitrag von Marcel Hofmann.

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Carbonfaservliesstoffanlage am STFI. Das STFI bedankt sich bei allen Forschungs- und Industriepartnern, die an der Erfolgsstory Carbonrecycling mitgewirkt haben. © STFI

 

Bereits im Jahr 2005 starteten die ersten Untersuchungen im Wachstumskern MaliTec. Im Fokus stand dabei die prinzipielle Verarbeitbarkeit der elektrisch leitfähigen Carbonfaser im Kardierprozess mit anschließender Legung und der Verfestigung mittels Nähwirktechnik Maliwatt. Einsatz fanden hierbei zunächst geschnittene Primärfasern, die als Randabfälle oder Spulenreste in der textilen Kette als Beiprodukte anfallen.

Mit der Einrichtung eines Carbonvliesstofftechnikums in den Räumlichkeiten des STFI wurde im Jahr 2011 ein wichtiger Schritt gegangen, um die Arbeiten im Carbonrecycling zu intensivieren. Mit vorhandener Anlagentechnik wurden Entwicklungen zum Aufbereitungsverfahren von trockenen Carbonfaserabfällen mittels modifizierter Schneid- und Reißtechnologie erfolgreich durchgeführt, um nun auch flächige textile Abfallstrukturen mit Carbonfaseranteilen aufbereiten zu können. Die Honorierung dieser Arbeiten mit dem Rohstoffeffizienzpreis des BMWi im Jahr 2013 verlieh dem Thema einen deutlichen Push und bestärkte das STFI in seiner Intention den Bereich weiter auszubauen.

  • Das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. Chemnitz (STFI) blickt im Jahr 2020 auf 15 Jahre Forschungstätigkeit im Carbonfaserrecycling zurück.
  • Eine Erfolgsstory vom Labor über das Technikum hin zur industriellen Umsetzung bei Industriepartnern.

Ab 2013 wurden technologische Entwicklungen vorangetrieben, die die Verfestigung des Carbonfaservlieses per Vernadelung und Wasserstrahltechnologie ermöglichten. Zum Einsatz kamen erstmals auch Carbonfasern, welche mittels Pyrolyse aus End-of-Life-Bauteilen zurückgewonnen wurden. Eine vollständige Schließung des Materialkreislaufes wurde somit demonstriert.

Weitere Projektarbeiten zur Herstellung von Hybridvliesstoffen in Mischung mit Glas-, Natur- oder thermoplastischen Bindefasern konnten initiiert und erfolgreich abgeschlossen werden. Ein Highlight war die Entwicklung bandförmiger Strukturen aus rezyklierten Carbonfasern, sogenannter Sekundär-Rovings, welche 2016 mit dem AVK-Innovationspreis ausgezeichnet wurden.

  • Mit der Eröffnung des Zentrums für textilen Leichtbau im Jahr 2017 konnte ein weiterer Meilenstein gesetzt werden.
  • Auf über 1.500 qm Technikumsfläche wurde eine moderne Anlagentechnik zur Entwicklung von Carbonfaservliesstoffen nach dem Kardier- und Airlayverfahren in Betrieb genommen, welche in den Folgejahren durch Ergänzung einer Faservorbereitungslinie sowie durch die Modernisierung der Reißmaschine und des Wicklers aufgewertet wurde.
  • Komplettiert wurde die Anlage just durch die Implementierung von inline-Messsystemen zur Erfassung der Faserorientierung sowie der kontinuierlichen Überwachung der Flächenmasse/Dicke des Endproduktes.

Inzwischen wurden insgesamt 28 nationale und internationale Entwicklungsprojekte zum Carbonrecycling am STFI initiiert, wobei der Fokus sich von grundlegenden Technologieprojekten hin zu konkreten Produktentwicklungen gewandelt hat. Ein weiteres Thema, welches aktuell gemeinsam mit Partnern bearbeitet wird, ist die Untersuchung zum Bruchverhalten der Carbonfasern bei mechanischer Beanspruchung – ein wichtiger Faktor im Hinblick auf den Arbeitsschutz.