Textilfasern aus Stärke kostengünstig und umweltfreundlich herstellen

Stärke wird in Deutschland vor allem aus Weizen, Mais und Kartoffeln gewonnen. Foto: FNR/Pohlan

Ein Forschungsverbund aus vier Partnern will pflanzliche Stärke als Textilfaser nutzbar machen. Beteiligt sind das Institut für Textiltechnik der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, das Fraunhofer Institut für Chemische Technologie, der Hersteller von Biopolymer-Compounds Tecnaro und der Textilhersteller WarmX GmbH. Gemeinsam wollen die Partner ein umweltfreundliches, lösemittelfreies Schmelzspinnverfahren für den preisgünstigen Rohstoff Stärke entwickeln.

Das Ende 2015 gestartete Projekt wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger, die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gefördert. Informationen stehen auf fnr.de unter den Förderkennzeichen 22010914, 22017015, 22017115 und 22017215 zur Verfügung.

Native Stärke ist ein preiswerter Rohstoff. Gelingt es, ein kostengünstiges Verfahren zur Weiterverarbeitung zu entwickeln, könnten Textilfasern aus Stärke in bestimmten Anwendungen durchaus mit fossil-basierten (z.B. aus Polypropylen) oder anderen biobasierten, lösemittelgesponnenen Fasern (z.B. Viskose) konkurrieren. Der größte Vorteil einer im Schmelzspinnverfahren hergestellten Biofaser bestünde aber in ihrer Umweltfreundlichkeit: Bei dieser Herstellungsmethode benötigt man keine Lösemittel, zudem ist der Rohstoff biobasiert und nachwachsend.

Die erste Herausforderung für die Forscher besteht nun darin, der Stärke thermoplastische Eigenschaften zu verleihen, sie also unter Wärmeeinfluss verformen zu können. Von Haus aus bringt native Stärke diese Eigenschaft nicht mit, sie ist jedoch für das Schmelzspinnen unbedingt erforderlich. Die Forscher setzen deshalb insbesondere auf die Behandlung in einem Doppelschneckenextruder, um die chemische Struktur der Stärkekörner zu modifizieren. Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt, Druck und Scherung sollen dabei variiert und biobasierte Weichmacher oder andere Biopolymere beigemischt werden, um ein optimales Verfahren zur Verbesserung der thermophilen Eigenschaften zu finden.

Die zweite Herausforderung besteht in der Entwicklung des Schmelzspinnverfahrens selbst, das für chemisch modifizierte und compoundierte Stärke bislang nicht existiert. Auch dafür versuchen die Wissenschaftler in der Projektlaufzeit die geeigneten Prozessparameter herauszufinden. Aus den erfolgreich schmelzgesponnenen Filamenten sollen schließlich Vliese und Gestricke entstehen.

Das Team um die RWTH Aachen hofft so, bis zum Ende des Projektes im Herbst 2018 eine preisgünstige biobasierte Faser als Alternative zur erdölbasierten Fasern für medizinische, Geo- und Agrartextilien sowie für den Bekleidungsmarkt zu entwickeln.