Skóra syntetyczna wykonana z nadającego się do recyklingu i biopochodnego PBS

Nowy rodzaj czystej skóry syntetycznej spełnia wysokie wymagania europejskiego rozporządzenia w sprawie ekoprojektu. Wykonany z biotworzywa, ulega biodegradacji i spełnia wymogi zamkniętego procesu recyklingu.

Wiele skór syntetycznych składa się z podłoża tekstylnego, na które nakładana jest warstwa polimeru. Warstwa polimerowa składa się zwykle z warstwy klejącej i warstwy wierzchniej, która jest zwykle wytłaczana. Tekstylny podkład i warstwa wierzchnia to zazwyczaj zupełnie różne materiały. Jako podłoża tekstylne często stosuje się tkaniny, dzianiny lub włókniny wykonane z PET, PET/bawełny lub poliamidu. Do powłok powszechnie stosuje się PCV i różne poliuretany.

Zastosowanie tych uznanych materiałów kompozytowych nie spełnia współczesnych kryteriów zrównoważonego rozwoju. Recykling według rodzaju jest bardzo kosztowny lub wręcz niemożliwy. Nie ulegają biodegradacji. Dlatego pilne jest poszukiwanie alternatywnych materiałów do produkcji sztucznej skóry. W 2022 r. UE przyjęła Inicjatywę na rzecz produktów zrównoważonych (SPI) („Zielony Ład”). Zawiera rozporządzenie dotyczące ekoprojektu, które uwzględnia cykl życia produktu w kontekście ochrony zasobów. W przypadku projektowania tekstyliów i produktów oznacza to włączenie zamknięcia obiegu lub zakończenia życia do rozwoju produktu.

W ramach projektu AiF realizowanego w ścisłej współpracy pomiędzy DITF i Freiberg Institute gGmbH (FILK) możliwe było obecnie opracowanie skóry syntetycznej, w której zarówno materiał włóknisty, jak i polimer powłoki są identyczne. Czystość odmianowa jest warunkiem wstępnym koncepcji recyklingu przemysłowego.

Jako materiał bazowy zalecono alifatyczny poliestrobursztynian polibutylenu (PBS) ze względu na jego właściwości. PBS można wytwarzać ze źródeł biogennych i jest on obecnie dostępny na rynku w kilku klasach i w dużych ilościach. Jego biodegradowalność została potwierdzona w badaniach. Materiał można poddać obróbce termoplastycznej; dotyczy to zarówno materiału włóknistego, jak i powłoki. Późniejszy recykling produktu ułatwiają właściwości termoplastyczne.

Aby przeprowadzić pomyślny proces pierwotnego przędzenia i uzyskać włókna PBS o dobrych właściwościach mechanicznych tekstyliów, w szybie chłodzącym w DITF dokonano regulacji procesu. Ostatecznie możliwe było przędzenie przędz POY ze stosunkowo dużymi prędkościami do 3000 m/min, a ich wytrzymałość na rozciąganie po rozciągnięciu wynosiła nieco poniżej 30 cN/tex. Przędze można łatwo przetworzyć na tkaniny z czystego PBS. Te z kolei wykorzystano w firmie FILK jako tekstylne podłoże bazowe do późniejszej powłoki przez wytłaczanie, gdzie PBS zastosowano również jako tworzywo termoplastyczne.

Dzięki zoptymalizowanym etapom produkcyjnym można było wyprodukować materiały kompozytowe PBS o typowej strukturze sztucznej skóry. Czystość i biodegradowalność spełniają wymagania zamkniętego procesu recyklingu.