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Faserverbundwerkstoff Toray entwickelt Recycling-Technologie für Carbonfasern

Quelle: Toray 2 min Lesedauer

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Toray Industries hat eine Recycling-Technologie entwickelt, mit der sich verschiedene carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFRP) aus duroplastischen Harzen chemisch zersetzen lassen. Dabei bleiben die Festigkeit und die Oberflächenqualität der Fasern erhalten.

Toray hat ein Zersetzungsmittel entwickelt, das dreidimensional vernetzte und schwer abbaubare duroplastische Harze bei niedrigeren Temperaturen als herkömmliche Methoden zersetzt.(Bild: Toray)
Toray hat ein Zersetzungsmittel entwickelt, das dreidimensional vernetzte und schwer abbaubare duroplastische Harze bei niedrigeren Temperaturen als herkömmliche Methoden zersetzt.
(Bild: Toray)

Toray hat ein Zersetzungsmittel entwickelt, das dreidimensional vernetzte und schwer abbaubare duroplastische Harze bei niedrigeren Temperaturen als herkömmliche Methoden zersetzt. Mit diesem Mittel wurden CFRP-Abfälle aus der Luftfahrt, Windkraft, dem Automobilbau und weiteren Quellen behandelt. Die daraus gewonnenen Carbonfasern behalten mehr als 95 Prozent der Einzel-Faserzugfestigkeit von petrochemisch hergestellten Virgin-Carbonfasern. Toray erwartet, dass der CO₂-Ausstoß dieses Verfahrens weniger als die Hälfte der Emissionen bei der Herstellung neuer Carbonfasern beträgt.

Verbesserte Faserqualität und vielfältige Verarbeitung

Die recycelten Carbonfasern sind stärker als herkömmlich recycelte Fasern und minimieren Faserbruch während der Nachbearbeitung. Dank geringer Harzrückstände und einer guten Oberflächenqualität können sie für eine breite Palette von Anwendungen weiterverarbeitet werden. Besonders erfolgreich war Toray bei der Dispergierung von Kurzfasern und deren Verarbeitung zu Nonwoven-Materialien in Plattenform.

Die mit dieser Technologie erzeugten recycelten Carbonfasern weisen eine steuerbare Wasserdispergierbarkeit auf. Dadurch lassen sich sowohl homogene Nonwoven-Strukturen als auch solche mit charakteristischen Texturen herstellen, die an traditionelles japanisches Washi-Papier erinnern. Das Material kombiniert die funktionalen Eigenschaften von Carbonfasern – etwa Funkfrequenzabschirmung und Wärmeleitfähigkeit – mit der ästhetischen Anmutung von Washi. Erste Prototypen des Materials wurden bereits an Kunden geliefert. Diese sollen Leistungs- und Dekorationsmaterialien für Anwendungen in Bereichen wie Automobilbau, Bauwesen, Elektrik und Elektronik sowie Alltagsprodukte entwickeln. Technische Bewertungen werden gemeinsam mit den Kunden fortgesetzt.

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CFRP wird unter anderem in Flugzeugen und Windturbinen eingesetzt. Für das Recycling gewinnt chemisches Recycling als Reduktionsmittel in Stahlöfen zunehmend an Bedeutung. Zudem entstehen Verfahren, bei denen CFRP-Abfälle durch Pyrolyse bei hohen Temperaturen behandelt werden, um Fasern zurückzugewinnen und wiederzuverwenden. Der Markt wächst insbesondere für Spritzgussanwendungen. Um den Einsatz weiter auszubauen, ist jedoch eine Technologie erforderlich, die thermische Schädigung der recycelten Carbonfasern vermeidet, Harzrückstände kontrolliert und sich auf verschiedene Arten von CFRP-Abfällen anwenden lässt.

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