{"id":85108,"date":"2021-02-16T07:32:41","date_gmt":"2021-02-16T06:32:41","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=85108"},"modified":"2021-02-11T15:06:59","modified_gmt":"2021-02-11T14:06:59","slug":"wasserabweisend-und-mehr-textilien-mit-chitosan-nachhaltig-beschichten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wasserabweisend-und-mehr-textilien-mit-chitosan-nachhaltig-beschichten\/","title":{"rendered":"Wasserabweisend und mehr: Textilien mit Chitosan nachhaltig beschichten"},"content":{"rendered":"

Textilien k\u00f6nnen mit dem Biopolymer Chitosan beschichtet und so durch Anbindung hydrophober Molek\u00fcle wasserabweisend ausger\u00fcstet werden. Das Gute daran ist, dass dadurch auch toxische und erd\u00f6lbasierte Stoffe ersetzt werden k\u00f6nnen, die man aktuell f\u00fcr die Textilveredlung verwendet. Wie dies funktionieren kann, hat das Fraunhofer IGB mit Partnern im Projekt HydroFichi<\/a> in den letzten Jahren erforscht: Entwickelt wurde eine Technologie, um Fasern mithilfe biotechnologischer Prozesse und Chitosan mit gew\u00fcnschten Eigenschaften versehen zu k\u00f6nnen.<\/strong><\/p>\n

\"Hydrofichi\"<\/a>
Kontaktwinkelmessungen eines mit modifiziertem Chitosan hydrophobierten Textils best\u00e4tigen eine hervorragende Wasserabweisung. \u00a9 Fraunhofer IGB<\/figcaption><\/figure>\n

Die Herstellung von Textilien ist dieser Tage noch stark chemisch gepr\u00e4gt: Biotechnologische Verfahren, Enzyme und nachwachsende Rohstoffe spielen bislang eine eher untergeordnete Rolle. Beispielsweise kommen bei der Ausr\u00fcstung von Textilien mit wasser- und \u00f6labweisenden Eigenschaften aktuell vor allem perfluorierte Chemikalien zum Einsatz. Diese sind gesundheitssch\u00e4dlich und zudem kaum abbaubar, weshalb sie lange Zeit in der Umwelt verbleiben.<\/p>\n

Das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Grenzfl\u00e4chen- und Bioverfahrenstechnik IGB forscht schon seit einiger Zeit an nachhaltigen biobasierten Alternativen: Im Projekt HydroFichi \u2013 kurz f\u00fcr: Hydrophobic Finishing with Chitosan \u2013, das Ende Januar 2021 abgeschlossen wurde, haben Forschende des Instituts eine M\u00f6glichkeit entwickelt, um Chitosan aus Abfallstr\u00f6men produzieren zu k\u00f6nnen und das Biopolymer nicht nur als Schlichtemittel bei der Verarbeitung von Garnen, sondern oder auch zur Funktionalisierung von Textilien bei der Veredlung einzusetzen.<\/p>\n

Chitosan aus Abf\u00e4llen f\u00fcr Umweltschutz, Medizin oder Textilien<\/h3>\n

Chitosan ist ein nachwachsender Rohstoff, der sich von Chitin ableitet \u2013 dem nach Cellulose zweith\u00e4ufigsten in der Natur vorkommenden Biopolymer. Quellen f\u00fcr das stickstoffhaltige Polysaccharid k\u00f6nnen Krabbenschalen aus Fischereiabf\u00e4llen, Insektenh\u00e4ute und -panzer, die beispielsweise bei der Herstellung von Tierfutter anfallen, oder auch \u2013 als vegane Variante \u2013 die Zellw\u00e4nde von Pilzen sein. Die Struktur der beiden Molek\u00fcle ist sehr \u00e4hnlich; einziger Unterschied ist eine Acetylgruppe, die bei der Umwandlung zu Chitosan entfernt wird. Chitin ist unl\u00f6slich in Wasser und den meisten organischen L\u00f6semitteln. Chitosan ist ebenfalls schwer l\u00f6slich \u2013 durch Zugabe milder S\u00e4uren kann das Biopolymer jedoch in Wasser gel\u00f6st und damit als Textilhilfsmittel eingesetzt werden.<\/p>\n

Um Chitosan aus dem jeweiligen Abfallstrom zu isolieren, muss zun\u00e4chst Chitin aus den Ausgangsstoffen durch Demineralisierung und Deproteinisierung und anschlie\u00dfend sein Derivat Chitosan gewonnen werden. Dabei k\u00f6nnen die Eigenschaften von Chitosan durch die Wahl der jeweiligen Konditionen individuell angepasst werden. Das so produzierte Biomolek\u00fcl kann dann direkt den verschiedensten praktischen Anwendungen eingesetzt werden \u2013 beispielsweise als Flockungshilfsmittel in der Abwasserbehandlung oder als Wirkstofftr\u00e4ger in der Medizin.<\/p>\n

Auch in der Textilindustrie gibt es zahlreiche denkbare Einsatzm\u00f6glichkeiten f\u00fcr Chitosan. Beim Schlichten beispielsweise \u00fcberzeugte die Effizienz des Naturstoffs in Technikumsversuchen der Deutschen Institute f\u00fcr Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) bereits: Hier zeigte sich die Wirksamkeit in einer wesentlich geringeren Rauigkeit der Garne nach dem Weben zu textilem Gewebe. Dabei waren die erzielten Werte mit Chitosan aus Insekten vergleichbar mit denen aus kommerziellen Krabbenschalen. Diese Tatsache erm\u00f6glicht zuk\u00fcnftig ganz neue M\u00f6glichkeiten der Gewinnung im Sinne der Bio\u00f6konomie.<\/p>\n

Chitosan als nachwachsender Rohstoff ersetzt fossile Chemikalien<\/h3>\n

\u00bbUnser Anliegen im Projekt HydroFichi war es, der Textilindustrie einen Rohstoff f\u00fcr verschiedenste Anwendungen zur Verf\u00fcgung zu stellen, der einerseits aus nachwachsenden Edukten gewonnen werden kann, aber auch Chemikalien vermeidet, die die Umwelt und Gesundheit sch\u00e4digen\u00ab, erkl\u00e4rt Projektleiter Dr. Achim Weber, stellvertretender Leiter des Innovationsfelds Funktionale Oberfl\u00e4chen und Materialien am IGB. \u00bbNeben einer einfachen Beschichtung mit Chitosan, bei der die Fasern gesch\u00fctzt werden, konnten wir die Substanz auch als Ankermolek\u00fcl nutzen, um Vernetzungspunkte f\u00fcr verschiedenste funktionelle Gruppen zu schaffen und damit Textilien ganz gezielt mit bestimmten Eigenschaften zu versehen, zum Beispiel wasserabweisend zu machen. Chitosan kann also gleichzeitig als Matrixmaterial oder Templat fungieren \u2013 und dies bei den unterschiedlichsten Fasermaterialien.\u00ab<\/p>\n

Bewertet wurden die Veredlungen mittels standardisierter Tests, aber auch mit eigens daf\u00fcr entworfenen Testst\u00e4nden und Methoden. Hier zeigten beispielsweise Messungen auf behandelten Textilien Kontaktwinkel von \u00fcber 140\u00b0. Dies bedeutet eine sehr gute Wasserabweisung der Stoffe und best\u00e4tigt die erfolgreiche Bearbeitung der Textilien. In einem n\u00e4chsten Schritt soll die am IGB entwickelte Technologie vom Laborma\u00dfstab auf den wesentlich gr\u00f6\u00dferen Pilotma\u00dfstab \u00fcbertragen werden, um das nachhaltige Biomolek\u00fcl m\u00f6glichst schnell in die Marktreife \u00fcberf\u00fchren zu k\u00f6nnen, beispielsweise f\u00fcr den Einsatz im Sport- und Outdoorbereich.<\/p>\n

Erstmals biotechnologische Prozesse in der Textilveredlung<\/h3>\n

Im Projekt konnten die IGB-Wissenschaftler gemeinsam mit vier Partnern aus der Textilindustrie \u2013 die Deutschen Institute f\u00fcr Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF), J.G. Knopf\u00b4s Sohn, Helmbrechts, und der Textilchemie Dr. Petry, Reutlingen \u2013 erstmals biotechnologische Prozesse in der Rohstoffgewinnung und Veredlung etablieren, die sich als kompatibel mit allen Textilprozessen erwiesen. Dies ist bislang ein Alleinstellungsmerkmal in der Veredlung von Textilien.<\/p>\n

\u00bbWir alle haben das gro\u00dfe Potenzial von Chitosan zur effizienten Hydrophobierung und als Funktionstr\u00e4ger erkannt und konnten dank der guten Zusammenarbeit Techniken f\u00fcr eine ma\u00dfgeschneiderte Funktionalisierung von Textilien erfolgreich etablieren\u00ab, erg\u00e4nzt Dr. Thomas Hahn, der im Innovationsfeld Industrielle Biotechnologie am IGB forscht. \u00bbDar\u00fcber hinaus sind weitere Einsatzgebiete des Biopolymers vielversprechend. Deshalb haben wir sofort im Anschluss an HydroFichi das Folgeprojekt ExpandChi initiiert, in dem gemeinsam mit den Partnern Techniken entwickelt werden sollen, um biobasiertes Chitosan als Funktionstr\u00e4ger zum Ersatz weiterer synthetischer Polymere zu verwenden, beispielsweise f\u00fcr eine spezielle Anti-Falten- oder eine flammenhemmende Beschichtung. Die Textilindustrie ist sehr daran interessiert, dass ein solch nachhaltiges Biomolek\u00fcl m\u00f6glichst schnell eingesetzt wird.\u00ab<\/p>\n

 <\/p>\n

Das Projekt \u00bbHydroFichi\u00ab<\/a> wurde vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung (BMBF) unter F\u00f6rderkennzeichen 031B0341A, das Folgeprojekt \u00bbExpandChi\u00ab, das im Februar 2021 begonnen hat, wird unter F\u00f6rderkennzeichen 031B1047A gef\u00f6rdert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Textilien k\u00f6nnen mit dem Biopolymer Chitosan beschichtet und so durch Anbindung hydrophober Molek\u00fcle wasserabweisend ausger\u00fcstet werden. Das Gute daran ist, dass dadurch auch toxische und erd\u00f6lbasierte Stoffe ersetzt werden k\u00f6nnen, die man aktuell f\u00fcr die Textilveredlung verwendet. Wie dies funktionieren kann, hat das Fraunhofer IGB mit Partnern im Projekt HydroFichi in den letzten Jahren erforscht: […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[15495,10608,11229,15082,12644],"supplier":[187,21822,649,18163,18162,16570],"class_list":["post-85108","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-beschichtungen","tag-biooekonomie","tag-biotechnologie","tag-chitosan","tag-textilien","supplier-bundesministerium-fuer-bildung-und-forschung-bmbf","supplier-ditf-deutsche-institute-fur-textil-und-faserforschung-denkendorf","supplier-fraunhofer-institut-fuer-grenzflaechen-und-bioverfahrenstechnik-igb","supplier-helmbrechts","supplier-j-g-knopfs-sohn-gmbh","supplier-textilchemie-dr-petry-gmbh"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/85108","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=85108"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/85108\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=85108"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=85108"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=85108"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=85108"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}