Neues Verfahren ermöglicht hochwertige recycelte Carbon-Nonwovens für vielfältige industrielle Anwendungen.
Toray Industries, Inc. 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. Auf Grundlage dieser Technologie hat das Unternehmen ein Nonwoven-Material aus recycelten Carbonfasern hergestellt.
Nach den Informationen hat Toray seine umfassende Expertise in organischer Synthese und Polymerisation genutzt, um ein Zersetzungsmittel zu entwickeln, das dreidimensional vernetzte [1] 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.
Rückgewinnung von rCF mit hoher Qualität – Verbesserte Faserqualität und vielfältige Verarbeitung
Die recycelten Carbonfasern sind den Unternehmenbsangaben zufolge stärker als herkömmlich recycelte Fasern und minimieren Faserbruch während der Nachbearbeitung. Dank geringer Harzrückstände und einer hervorragenden 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.
Toray beabsichtigt, die Anwendungsmöglichkeiten dieses neuen Materials in zahlreichen Branchen auszuweiten. Das Unternehmen hat bereits mit der Bereitstellung erster Prototypen an Kunden begonnen. 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.
Beitrag zu nachhaltiger Mobilität und Kreislaufwirtschaft
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 [2] der recycelten Carbonfasern vermeidet, Harzrückstände [3] kontrolliert und sich auf verschiedene Arten von CFRP-Abfällen anwenden lässt.
Das innovative Nonwoven-Material wird bereits in Innen- und Außenelementen des Konzeptfahrzeugs (Vision Model) eingesetzt, das die Mazda Motor Corporation auf der Japan Mobility Show im Tokyo Big Sight vom 30. Oktober bis 9. November 2025 präsentiert hat. Toray hat die Recycling-Technologie und die Verarbeitungstechnologie für Carbonfaser-Nonwovens im Rahmen eines Programms des japanischen Umweltministeriums entwickelt, das in den Geschäftsjahren 2024 bis 2025 die Etablierung einer dekarbonisierten und kreislauforientierten Wirtschaft fördern soll.
Ein Ziel der Toray Group Sustainability Vision 2050 ist es, zu einer „Welt beizutragen, in der Ressourcen nachhaltig bewirtschaftet werden“. Das Unternehmen wird seine Forschung und Entwicklung weiter vorantreiben, um eine Kreislaufwirtschaft zu unterstützen – im Einklang mit seiner Unternehmensphilosophie, „zur Gesellschaft beizutragen durch die Schaffung neuer Werte mit innovativen Ideen, Technologien und Produkten“.
Quelle: Toray Industries, Inc.
Glossar
[1] Dreidimensionale Vernetzung entsteht durch chemische oder physikalische Bindungen zwischen Polymerketten.
[2] Thermische Schädigung bezeichnet die Verschlechterung physikalischer und chemischer Eigenschaften, die auftritt, wenn Carbonfasern bei der Pyrolyse hohen Temperaturen oder Oxidation ausgesetzt werden.
[3] Rückstände beziehen sich auf nicht oder nur teilweise zersetzte Harze, die beim Trennprozess auf der Oberfläche der Carbonfasern verbleiben.
