Geri dönüştürülebilir ve biyo bazlı PBS'den yapılmış sentetik deri

Yeni bir tür saf sentetik deri, Avrupa Çevreci Tasarım Yönetmeliğinin yüksek gereksinimlerini karşılıyor. Biyo bazlı plastikten yapılmıştır, biyolojik olarak parçalanabilir ve kapalı bir geri dönüşüm sürecinin gereksinimlerini karşılar.

Birçok sentetik deri, üzerine bir polimer katmanın uygulandığı bir tekstil alt katmanından oluşur. Polimer katman genellikle bir yapışkan katman ve genellikle kabartmalı olan bir üst katmandan oluşur. Tekstil arkalık ve üst kaplama genellikle tamamen farklı malzemelerdir. PET, PET/pamuk veya poliamidden yapılmış dokuma, örme veya dokunmamış kumaşlar sıklıkla tekstil substratları olarak kullanılır. Kaplamalarda yaygın olarak PVC ve çeşitli poliüretanlar kullanılmaktadır.

Bu yerleşik kompozit malzemelerin kullanımı günümüzün sürdürülebilirlik kriterlerini karşılamıyor. Bunları türlerine göre geri dönüştürmek çok maliyetli, hatta imkansızdır. Biyolojik olarak parçalanamazlar. Bu nedenle suni deri üretimi için alternatif malzeme arayışı acildir. AB, 2022'de Sürdürülebilir Ürünler Girişimi'ni (SPI) ("Yeşil Anlaşma") kabul etti. Kaynakların korunmasında bir ürünün yaşam döngüsünü dikkate alan bir eko-tasarım düzenlemesi içerir. Tekstil ve ürün tasarımı için bu, döngünün kapatılmasının veya kullanım ömrünün sonunun ürün geliştirmeye dahil edilmesi anlamına gelir.

DITF ve Freiberg Enstitüsü gGmbH (FILK) arasında yakın işbirliği içinde yürütülen bir AiF projesinde, hem elyaf malzemesinin hem de kaplama polimerinin aynı olduğu bir sentetik deri geliştirmek artık mümkün oldu. Çeşit saflığı, endüstriyel geri dönüşüm konsepti için bir ön koşuldur.

Alifatik polyester polibütilen süksinat (PBS), özelliklerinden dolayı temel malzeme olarak önerildi. PBS, biyojenik kaynaklardan üretilebilmektedir ve şu anda piyasada çeşitli derecelerde ve büyük miktarlarda mevcuttur. Biyolojik olarak parçalanabilirliği testlerle kanıtlanmıştır. Malzeme termoplastik olarak işlenebilir; bu hem fiber malzeme hem de kaplama için geçerlidir. Daha sonraki ürün geri dönüşümü termoplastik özellikler sayesinde kolaylaştırılır.

Başarılı bir birincil eğirme prosesi gerçekleştirmek ve iyi tekstil mekanik özelliklerine sahip PBS filamentleri elde etmek için DITF'teki soğutma şaftında proses ayarlamaları yapıldı. Sonunda, POY ipliklerini 3.000 m/dakika'ya varan nispeten yüksek hızlarda eğirmek mümkün oldu ve bu iplikler gerildiğinde 30 cN/tex'in hemen altında bir dayanıklılığa sahip oldu. İplikler kolayca saf PBS kumaşlara dönüştürülebilir. Bunlar da FILK'te sonraki ekstrüzyon kaplaması için tekstil bazlı substrat olarak kullanıldı; burada PBS de termoplastik olarak kullanıldı.

Optimize edilmiş üretim adımları ile suni derinin tipik yapısına sahip PBS kompozit malzemeler üretilebildi. Saflık ve biyolojik olarak parçalanabilirlik, kapalı bir geri dönüşüm sürecinin gerekliliklerini karşılar.