Dat is het doel van het Interreg-project ‘Puur Natuur: 100% Biobased’: duurzame, niet-toxische, biodegradeerbare alternatieven aanbieden op basis van hernieuwbare grondstoffen. Het moet de tapijt- en kledingindustrie in Vlaanderen en Zuid-Nederland in staat stellen om tegen 2030 tot 50 procent biobased materialen toe te passen in haar producten. Daarvoor zijn hoogwaardige, volledig biobased vezels en garens nodig. Door de grote omvang van deze markten, is de potentiële impact op de milieu-footprint enorm.
In het project werkt het bedrijfsleven samen met kennisinstellingen aan onderzoek naar biopolymeren voor textiel, nieuwe biobased additieven en methoden om de duurzaamheid te meten. Deelnemers zijn onder meer Centexbel (Belgisch technisch en wetenschappelijk centrum voor de textielindustrie), het Centre of Expertise Biobased Economy (Avans en HZ) en het Vlaamse textielbedrijf De Saedeleir Textile Platform. Het Aachen-Maastricht Institute for Biobased Materials (AMIBM) is penvoerder en doet in drie vakgroepen onderzoek naar zowel nieuwe vezels als additieven én verduurzaming van de productie in meer algemene zin.
Hoge eisen
‘Textiel wordt voor een brede range aan applicaties gebruikt, zoals in kleding en tapijt, maar ook in technische toepassingen’, zegt Benjamin Weise, projectleider textielverwerking bij AMIBM. ‘Afhankelijk van de toepassing, moet de vezel bepaalde eigenschappen hebben. Zo kunnen we de vezeltaaiheid in het productieproces aanpassen om garens te produceren die in zekere zin flexibel zijn. We onderzoeken vervolgens de bruikbaarheid van de vezel voor diverse verwerkingsmethodes voor gewoven of gebreide stoffen, of voor non-wovens, bijvoorbeeld voor gebruik in tapijt.’
Het extrusieproces waarbij vezels of garen worden gemaakt, stelt wel hoge eisen aan het polymeermateriaal. ‘Zo is het een uitdaging om voldoende biobased materialen te vinden met de eigenschappen die net zo goed zijn als die van de gebruikelijke polyamiden en PET. In het bijzonder PET toont een zeer grote taaiheid met een lage resterende trek. Daar is nog geen goed biobased alternatief voor.
Om van biopolymeren garen te kunnen spinnen, zijn dus additieven nodig. Karel Wilsens, onderzoeker van actieve componenten bij AMIBM: ‘Uiteindelijk bestaat biobased textiel daardoor voor slechts zo’n 70 procent uit polymeer en voor 30 procent uit additieven om de vezel zijn gewenste eigenschappen te geven.’
Niet voor de wasmachine
Voor geen van deze additieven bestaat momenteel een volledig biobased alternatief. Wilsens: ‘Er zijn wel wat pogingen geweest om die te ontwikkelen, zonder veel succes. De voornaamste uitdaging is om de performance op het verwachte niveau te krijgen voor jouw toepassing. Zo zijn er volop kleurstoffen te vinden in de natuur, maar de vraag is hoe we deze op een duurzame manier kunnen isoleren en in een vezel stoppen. Natuurlijke materialen zijn niet ontworpen voor de wasmachine.’
Daarom wordt er op drie plaatsen aan nieuwe additieven gewerkt bij Centexbel aan vlamvertragers en plasticizers, bij Avans en HZ aan kleurstoffen en pigmenten en bij AMIBM aan kiemvormers en coatings. De ontwikkelde additieven ondergaan in het laboratorium tests waarbij verschillende combinaties worden toegepast via compounding (in gesmolten toestand mengen), extrusie (in gesmolten toestand spinnen tot vezels), coaten, veredelen en verven. Na analyse van de verkregen verbindingen en textielvezels wordt bepaald welke chemische technologie het meest geschikt is voor volledige (100%) biobased textielproducten.
Om succesvol te zijn, moeten de additieven niet alleen werken, maar ook op voldoende grote schaal en goedkoop zijn te produceren. De processen worden hiertoe op pilotschaal onderzocht. Verschillende bedrijven gaan er getuft tapijt, kleding, beddengoed en non-woven tapijtrug mee doorontwikkelen.
Volledige assessment
De biobased additieven, vezels en applicaties worden tevens in de verschillende ontwikkelstadia door middel van een levenscyclusanalyse (LCA) onderzocht op de milieubelasting. Yvonne van der Meer, LCA-onderzoeker van AMIBM: ‘Ook dat is nieuw. Additieven worden tegenwoordig in de meeste life cycle analyses van textiel genegeerd, terwijl ze verantwoordelijk kunnen zijn voor bijna een derde van de broeikasgasemissies. Om de duurzaamheidswinst van biobased alternatieven echt te kunnen aantonen, moeten we een complete assessment doen, ook van fossiel gebaseerde materialen. We hopen vervolgens de uitstoot met biobased additieven kunnen reduceren. Daarbij stuiten we wel op grenzen, omdat we niet alleen de meest duurzame opties kunnen kiezen. De technische eigenschappen blijven namelijk leidend. Die zijn bepalend voor de bruikbaarheid.’
Het project Puur Natuur is gestart in januari 2018 en loopt tot 31 december 2020. Als alles voorspoedig loopt, komen binnen twee jaar nieuw additieven op de markt.
Dit artikel kwam tot stand in samenwerking met Source B
