Faserspule mit Cellulose/Chitin-Fasern und daraus hergestelltes Vlies und Papier
Cellulose/Chitin-Fasern und daraus hergestellte Nadelvliese und Papiere © ITCF

Luftige Wundauflagen aus Cellulose und Chitin

Die Situation

Cellulose und Chitin gehören zu den häufigsten natürlich vorkommenden Biopolymeren. Sie sind eine nachhaltige Alternative für Fasern aus petrochemisch erzeugten Grundstoffen. Während es für die Cellulose bereits Verfahren gibt, um diese aus pflanzlichen Rohstoffen zu lösen, fehlt es bislang für Chitin an vergleichbaren Lösungen. Chitin, das beispielsweise in Pilzen und in den Schalen von Krebsen und Insekten vorkommt, ist noch schwerer löslich als Cellulose.

Das Projekt

Imidazolium-basierte ionische Flüssigkeiten (IL) weisen eine hohe Löslichkeit für beide Stoffe auf. Das Institut für Textilchemie und Chemiefasern der DITF setzte daher die IL-Spinntechnologie ein, um Lösungen und Verfahren zu erarbeiten, die ein gemeinsames und homogenes Verarbeiten von Cellulose und Chitin zu Fasern ermöglichen. Mit dieser neu entwickelten Methode konnten beide Biopolymere in einem kontinuierlichen Nassspinn- sowie Trockennassspinnprozess mithilfe des rezyklierbaren, nicht toxischen Lösungsmittels zu Endlosfilamenten und Stapelfasern verarbeitet werden. Der Chitinanteil betrug bis zu 50 Prozent.

Die neuartigen Cellulose/Chitin-Mischfasern sind für textile Anwendungen geeignet. Die Fasern sind biologisch abbaubar und zeigen ein um 20 bis 60 Prozent erhöhtes Wasserrückhaltevermögen im Vergleich zu reinen Cellulose-Regeneratfasern. Daraus hergestellte Stapelfasern wurden für die Herstellung von Vliesen und Papieren genutzt. Denkbar sind beispielsweise Wundauflagen, die den Wundheilungsprozess beschleunigen. Die Vliese sind ausreichend luftdurchlässig, was die Heilung ebenfalls unterstützt. Eine weitere mögliche Anwendung sind Filtervliese.

Von den neuen Produktionsverfahren profitiert auch die Umwelt: Die Herstellung der Fasern erfolgt in einem umweltfreundlichen Prozess. Weder werden Additive benötigt, noch Schadstoffe freigesetzt. Das Lösemittel wird zudem nahezu vollständig zurückgewonnen.

Das Projekt lieferte zusätzlich wichtige Erkenntnisse zum Verarbeiten von Blendsystemen aus Biopolymeren mit der IL-Technologie.

Der Nutzen für den Mittelstand

Wie das Projekt zeigt, ist die Herstellung luftdurchlässiger Vliesstoffe für Filtration und Wundversorgung auf Basis von Cellulose/Chitin-Fasern möglich. Die textilmechanischen Eigenschaften sichern eine problemlose Verarbeitung über Web-, Strick- und Non-Wovenprozesse. Damit bietet das neue Verfahren kleinen und mittleren Unternehmen die Möglichkeit, ihr Angebot im Hinblick auf Medizintextilien und technische Textilien zu erweitern.

Auf dem Markt erhältlich sind bisher in erster Linie Produkte auf Basis von Chitosan. Da sich Chitin und Chitosan aber im Eigenschaftsprofil unterscheiden, besteht die Möglichkeit, dass durch die Anwendungen von Chitin verbesserte oder neue Produkte am Markt etabliert werden könnten.

Die Nutzung von Chitin als Rohstoff ist zudem preisgünstiger da die Derivatisierung zu Chitosan entfällt. Gegenüber Cellulose besitzt Chitin ein erhöhtes Sorptionsvermögen. Damit sind Produkte zur Beschleunigung der Wundheilung in Pflastern und Mullbinden denkbar. Die erfolgreiche Industrialisierung der IL-Technologie ist mittel- bis langfristig zu erwarten.

Ansprechpartner

Dr. Antje Ota
antje.ota@ditf.de
+49 711 9340 173

Fördergeber

Finanzielle Förderung über das Forschungskuratorium Textil als Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen (AiF) aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms zur Förderung der "Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)" 19285 N.