Biologisch abbaubare Kunststoffe - die neueste Entwicklung im Kampf gegen Mikrofaserverschmutzung

• Die Markteinführung braucht Zeit
• Kooperation mit Parkdale Mills
• Tests und Zertifizierung durch Dritte
• Bedingungen für den biologischen Abbau
• Kampf der Umweltverschmutzung durch Mikrofasern
• Neue biobasierte Kompatibilität
• Es gibt keine einfache Lösung gegen Mikrofaserverschmutzung

Synthetikfasern machen immer noch den größten Anteil an der Faserproduktion weltweit aus, wie der „Materials Market Report“ von Textile Exchange kürzlich veröffentlichte. 2023 erreichte die globale Faserproduktion das Allzeithoch von 124 Millionen Tonnen. Polyester allein machte 57 Prozent der gesamten Faserproduktion aus, beinhaltet sind recycelte und neue Fasern. Das Learning? Synthetik ist gekommen, um zu bleiben. Auch wenn die Entwicklung bei recycelten Fasern voranschreitet, geht es aufgrund technischer Einschränkungen langsam voran. Auch bei biobasierten Fasern gibt es Fortschritte.

Eines der größten Umweltprobleme ist die Mikroplastikverschmutzung, Mikroplastik ist in unserer Umwelt und Nahrung zu finden, sogar in unseren Körpern. Fasern, die von synthetischen Textilien abgegeben werden, sind allgemein als „synthetische Mikrofaserverschmutzung“ bekannt und die häufigste Form von Mikroplastikverschmutzung weltweit. Was kann also dagegen unternommen werden? Wenn man den Begriff „biologisch abbaubares Polyester und Nylon“ hört, stockt man erstmal. Wie soll das funktionieren? Ist das nicht ein Widerspruch in sich?

Ja, wir haben biobasierte Synthetik, aber sind diese wirklich biologisch abbaubar? Heißt das, wir können als Konsumenten unsere abbaubaren Synthetik-Klamotten am Ende ihres Lebenszyklus einfach wegwerfen? Die Antwort ist leider nein: Die derzeit verfügbare biologische Abbaubarkeit ist eher eine Reaktion auf das wachsende Problem der Mikrofaserverschmutzung als auf den schnellen biologischen Abbau eines Kleidungsstücks.

Diese Entwicklung hat lange auf sich warten lassen, gewinnt aber nun an Bedeutung im Bereich der Performance-Stoffe, die stark auf Synthetik angewiesen sind – und das aus gutem Grund: Sie sind erschwinglich, langlebig, pflegeleicht und stark. Mikrofaserverschmutzung wird oft mit synthetischen Stoffen gleichgesetzt, aber genauer betrachtet handelt es sich eigentlich um „Faserfragmentierungsverschmutzung“, denn auch Naturfasern tragen dazu bei. Aufgrund der Chemikalien, die beim Färben und Veredeln verwendet werden, zersetzen sich viele Naturfasern nicht so, wie man es erwarten würde.

Ciclo ist eine der führenden Lösungen gegen die Verschmutzung durch synthetische Fasern. ISPO hat sich mit Andrea Ferris, CEO von Intrinsic Advanced Materials, getroffen, um mehr über den biologisch abbaubaren Zusatzstoff zu erfahren.

Interessant ist, dass diese Technologie nicht neu ist. Sie wurde vor über einem Jahrzehnt entwickelt, als Ferris für ein Uniformunternehmen arbeitete und das McDonald's Uniformprogramm in den USA einleitete. Obwohl recyceltes Polyester bereits integriert war – ideal aufgrund seiner Haltbarkeit, Erschwinglichkeit und einfachen Pflege – verursachte es weiterhin Mikroplastikverschmutzung. Also setzten sie sich zum Ziel, ein nachhaltigeres Polyester für die McDonald's Uniformen zu entwickeln – und so begann die Geschichte von Ciclo.

Als die Technologie ausgereift war und sie feststellten, dass sie ein Polyester entwickelt hatten, das während der Herstellung, Nutzung und Pflege extrem langlebig bleibt, aber schließlich biologisch abbaubar ist, entschieden sie, dies als Textiltechnologie auf den Markt zu bringen.

Ciclo ging 2017 als Joint Venture mit Parkdale Mills an den Start, einem Unternehmen, das seit 1918 besteht und der größte Anbieter von gesponnenem Garn in der westlichen Hemisphäre ist.

„Unser Geschäftsmodell besteht darin, unsere Ciclo-Technologie entweder als Pellet für Batchprozesse oder als Flüssigkeit für kontinuierliche Polymerisationslinien zu verkaufen. Wir liefern sie an Ciclo-zertifizierte Hersteller von Nylon und Polyester. Sie kann zu recycelten Flaschenflocken, textil-zu-textil recyceltem Polyester oder neuem Polyester hinzugefügt werden. Du würdest also ein recyceltes Basispolymer haben, Ciclo während der Schmelzextrusion hinzufügen, und dann wird das Filament, Garn oder die Stapelfaser letztendlich zu Ciclo-Polyester oder -Nylon. Ciclo-Synthetik bleibt zudem recycelbar, und wir freuen uns auf den Tag, an dem die Infrastruktur existiert, um Textilien im großen Stil zu recyceln“, erklärt Ferris.

Derzeit gibt es weltweit etwa 50 zertifizierte Nylon- und Polyesterhersteller. Die Textilmühlen garantieren die Qualität der Fasern, die durch Ciclo entstehen, und nehmen zudem an einem Rückverfolgbarkeitsprogramm teil.

Jede produzierte Charge Ciclo wird von einer unabhängigen dritten Partei zertifiziert, um sicherzustellen, dass sie die vorgeschriebene Ciclo-Dosierung enthält.

„Das verursacht weder für den Hersteller noch für die Marke zusätzliche Kosten. Wir sehen die Rückverfolgbarkeit als Teil der Infrastruktur, die nötig war, um diese Technologie auf den Markt zu bringen. Die Chemie ist Oeko-Tex Eco Passport zertifiziert, also sicher für nachhaltige Textilien. Wir haben den Zusatzstoff auch getestet, um sicherzustellen, dass er für Meeres- und Pflanzenleben ungiftig ist“, so Ferris weiter.

Wie funktioniert der biologische Abbau? Er wird nur dann aktiviert, wenn das Material als Schadstoff in der Umwelt landet und Feuchtigkeit sowie Mikroben ausgesetzt ist – ähnlich wie bei natürlichen Fasern wie Wolle oder Baumwolle. Also nicht im Kleiderschrank, während der Herstellung oder in der Waschmaschine – nur bei langfristiger Feuchtigkeitseinwirkung und Kontakt mit Mikroben.

„Die Orte, an denen wir den biologischen Abbau testen, sind dort, wo synthetische Mikrofasern ein verbreiteter Schadstoff sind. Wir testen in Meerwasser, biologisch aktiven anaeroben Deponien, Kläranlagen-Schlamm und Boden. Die Tests werden in kontrollierten Laborbedingungen durchgeführt, aber die tatsächlichen Umweltbedingungen sind extrem variabel. Es gibt zum Beispiel sehr trockene Deponien, in denen nichts biologisch abgebaut wird, auch Ciclo nicht. Der Bodentest wird bei Umgebungstemperaturen durchgeführt, die ein Feldumfeld simulieren – nicht unter den Bedingungen einer industriellen Kompostieranlage, die sehr hohe Temperaturen und strikte Kontrollen erfordert. Wir haben früh in unserer Forschung gelernt, dass Textilien nicht in industrielle Kompostieranlagen gelangen. Sie werden dort nicht akzeptiert, und ich glaube auch nicht, dass sich das jemals ändern wird. Letztendlich bestätigt die Kombination der von uns genutzten Testmethoden, dass Ciclo-Synthetik in einem viel schnelleren Tempo biologisch abgebaut werden kann als die gleichen Synthetikfasern ohne Ciclo, sowohl in aeroben als auch anaeroben Umgebungen bei unterschiedlichen Temperaturen.“

Die Mikrofaserverschmutzung ist den Verbrauchern zunehmend bewusst geworden, da Tests gezeigt haben, dass Mikrofasern in unserer Nahrung und in unseren Körpern nachweisbar sind. Dabei sollte jedoch betont werden, dass nicht nur synthetische Mikrofasern die Umwelt verschmutzen, sondern auch natürliche Fasern, je nach verwendeter Chemie im Verarbeitungsprozess. Diese Fasern zersetzen sich nicht unbedingt so natürlich wie unbehandelte Proteine oder Zellulosefasern.

„Wir hören viel darüber, weil es mittlerweile standardisierte Tests gibt, die zeigen, welches Gewebe beim Waschen mehr Fasern freisetzt. Waschen ist jedoch nur einer von vielen Wegen, wie textile Fasern in die Umwelt gelangen. Einige Studien zeigen, dass zwischen 65 und 99 Prozent dieser Fasern in Klärschlamm gefangen werden. Dieser Schlamm wird dann entweder verbrannt oder als Bodenverbesserungsmittel auf Felder ausgebracht, wodurch die Fasern in die Umwelt gelangen“, erklärt Ferris.

„Wenn sie mit Ciclo behandelt wurden, können sie zumindest anfangen, sich im Schlamm biologisch abzubauen und diesen Prozess fortsetzen, wenn der Schlamm auf den Boden aufgetragen wird. Und wenn sie im Meer landen, können sie dort ebenfalls biologisch abgebaut werden“, sagt Ferris.

Mit den jüngsten Entwicklungen bei biobasierten Synthetikfasern ist Ciclo ebenfalls kompatibel. Ein zertifizierter Hersteller hat bereits ein biobasiertes Nylon mit Ciclo-Biologischer Abbaubarkeit auf den Markt gebracht. Aber wie viel Ciclo ist eigentlich nötig, um diesen Prozess zu starten? Beruhigend: Es sind nur zwei Prozent des Gewichts nötig – wenn du 100 Kilogramm recyceltes Ciclo-Polyester herstellst, wären das 98 Kilogramm recycelte PET-Chips und zwei Kilogramm Ciclo. Und laut Ferris ist der Aufpreis für Ciclo im Vergleich zu anderen Materialien gar nicht so hoch, was in Zeiten knapper Margen ein Vorteil ist.

 Warum also nicht einfach gesetzlich vorschreiben, dass alle synthetischen Fasern biologisch abbaubar sein müssen? Ferris erklärt: „Die Themen Mikroplastikverschmutzung durch Textilien und biologischer Abbau sind komplex, ebenso wie die globalen Lieferketten der Textilindustrie. Es gibt keine einfache Lösung. Das Problem erfordert verschiedene Ansätze, einschließlich der Reduzierung von Synthetik, wo möglich, Produktdesigns, die das Fasershedding minimieren, und bessere Filtersysteme während der Herstellung, beim Waschen und in Kläranlagen. Außerdem die zusätzliche Eigenschaft der Biologischen Abbaubarkeit für alle Plastikfasern, die in die Umwelt gelangen.“

Sie erwartet zwar nicht, dass eine einzelne Lösung gesetzlich vorgeschrieben wird, hält es jedoch für möglich, dass Marken und Hersteller in Zukunft gesetzlich verpflichtet werden könnten, Maßnahmen zur Reduzierung der Mikroplastikverschmutzung nachzuweisen.