Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Marker basierte Sortiertechnik für das Recycling von Textilien

Meeting the advanced target of the European Union to reduce emissions of greenhouse gases by 20 % until 2020, compared with the 1990 level, requires concerted efforts of the Member States who take specific actions including the important task to increase the amount of recycled material. The project “Markers For better Sorting towards Recycling” aims the development of an industry-oriented concept for the coding of textiles using markers to enhance the tracing, identification and recyclability of textile products. This research approach is driven by the pertinent trends within the textile industry to more sustainable products and the necessity of cost efficient products and production technologies.

Within this project different kind of markers are tested regarding their suitability for melt spinning and coating processes. Therefore the markers are added as a masterbatch directly into the spinning polymer or added to coating formulations. Thus, the markers can either be incorporated into the filaments or be applied onto the textile surface. The processing of the marked filament is tested by manufacturing two different textile demonstrators. These are a carpet (BCF yarn) and a matrass cover (knitted fabrics with FDY yarn). These applications have the same collection system for recycling in Germany and show problems during recycling. Both demonstrators are compared to a benchmark without marker. The identification and sorting of the marked products are evaluated at a pilot scale line at I.A.R. Furthermore, an industry-oriented concept for the coding of textiles using different kinds of markers is developed and recommendations for its implementations in the textile sector are elaborated.

Ergebniszusammenfassung:

Das Einarbeiten von UV-aktiven Markern in bzw. auf Textilstücke wurde sowohl beim Schmelzspinnverfahren durch das direkte Einarbeiten des Markermaterials in einzelne Filamente als auch mit dem Auftragen einer mit Markern versehenen Beschichtung auf das fertige Textil ermöglicht. Am Anfang des Projekts wurden Marker mit unterschiedlichen Fluoreszenzfarben von verschiedenen Herstellern getestet. Für die Detektion der in bzw. auf Filamente und Textilien eingearbeiteten Marker wurden UV-LEDs, die in verschiedenen Wellenlängenbereichen und Strahlenstärken strahlten, getestet.

Neben verschiedenen Konzentrationen wurden mehrere Kombinationen von Markern, die in unterschiedlichen Farben fluoreszieren, getestet, um eine höhere Farbauswahl für die Informationsübermittlung durch ein Codierungssystem zu erreichen. Zudem konnten durch das Erarbeiten möglicher Codierungssysteme realisierbare Umsetzungen der markerbasierten Codierung von Textilien für Unternehmen aufgezeigt werden. Die Codierungssysteme wurden sowohl für eine Anwendung mit dem Schmelzspinn- als auch mit dem Beschichtungsverfahren erstellt und basieren auf Musterdarstellungen, die durch Variationen von Farben, Konzentrationen, Abständen und Reihenfolgen verschiedener Marker erzeugt werden. Durch die Alterung verringerte sich zwar die Fluoreszenz der Proben, diese konnten jedoch weiterhin detektiert werden. Durch das Forschungsvorhaben konnten die Grundlagen geschaffen werden, Markerstoffe in Textilien einzubringen. Es konnte gezeigt werden, dass durch die Kombination verschiedener Markerstoffe Informationen gespeichert werden können. Dies kann auf vielfältige Wiese genutzt werden:

• Nachverfolgen des Zyklus eines textilen Produkts

• Erkennung von Materialmischungen im Rahmen des Recyclings

• Erzielung höherer Recyclingquoten durch verbesserte Sortierung von textilen Abfällen