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Open Access 27-11-2023 | Originalbeitrag

Automatisierte Textilsortierung – Status quo, Herausforderungen und Perspektiven

Authors: Alexia Tischberger-Aldrian, Hana Stipanovic, Nikolai Kuhn, Tanja Bäck, Daniel Schwartz, Gerald Koinig

Published in: Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft | Issue 1-2/2024

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Zusammenfassung

Die Textil- und Bekleidungsindustrie wird in Zukunft im Sinne einer Kreislaufwirtschaft zu gestalten sein. Für Textilien stehen bereits unterschiedliche Recyclingverfahren zur Verfügung, wenngleich die Kapazitäten in Europa derzeit noch gering sind. Für alle Recyclingverfahren sind jedoch textile Inputströme erforderlich, die bestimmte Spezifikationen (z. B. Zusammensetzung, Störstoffgehalt, Farbe) erfüllen müssen. Für die Sortierung von Alttextilien (Post Industrial, Pre Consumer, Post Consumer) ergeben sich daraus eine Reihe von Herausforderungen (z. B. Textilprodukte sind extrem vielseitig und individuell gestaltet, verfügen über mehrere Lagen, bestehen aus einem Gemisch verschiedenster Fasertypen und/oder enthalten eine Vielzahl von Störstoffen). Manuelle Sortierung allein kann dieser Aufgabe nicht gerecht werden, da die Recyclingindustrie Informationen benötigt, die über die Angaben auf Pflegeetiketten hinausgehen und diese Sortierung personal- und kostenintensiv ist. Zum jetzigen Zeitpunkt spielt die manuelle Sortierung eine tragende Rolle und wird – gemeinsam mit der Sammlung – in den nächsten Jahren eine wichtige Unterstützungsfunktion der automatisierten Sortierung übernehmen (müssen). Sensorgestützte – und damit automatisierte – Sortierung kann Merkmale und Eigenschaften erfassen, die sortierendem Personal aus unterschiedlichsten Gründen nicht zugänglich sind. Einige wenige automatisierte Sortieranlagen auf Basis von NIR wurden in Europa bereits umgesetzt. Technologien wie RFID, NFC, Fluoreszenzmarker oder Digitale Wasserzeichen erfordern stets auch die flächendeckende Einbindung der textilherstellenden Unternehmen und können – wenn überhaupt – erst in Zukunft eine Rolle spielen. Auch die Objekterkennung mithilfe von Künstlicher Intelligenz getriebenen Algorithmen und Modellen stellt noch eine Zukunftstechnologie der automatisierten Sortierung dar. Die Verwendung einer einzigen Technologie zur Sortierung von Textilien wird und kann in Zukunft nicht ausreichend sein, um den vielfältigen Sortieraufgabenstellungen in diesem Bereich zu begegnen.
Notes

Hinweis des Verlags

Der Verlag bleibt in Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutsadressen neutral.

1 Einleitung

Textilien sind wesentlicher Bestandteil unseres Alltags, sei es in Kleidung, Möbeln, Schutzausrüstung, Gebäuden, Fahrzeugen oder medizinischer Ausrüstung. Der größte Teil (rd. 60 %) wird zu Bekleidungsprodukten verarbeitet (Feldbaumer et al. 2023). Bürger:innen der Europäischen Union (EU) kaufen jedes Jahr fast 26 kg Textilien pro Kopf (EU-Parlament 2023). Der Trend „Fast Fashion“ hat durch niedrige Preise den (Über‑)Konsum von Textilien mit einer sehr kurzen Nutzungsdauer und damit auch die Produktion von Textilien massiv gefördert (Luptáčik et al. 2021). Die weltweite Menge an produzierten Textilfasern stieg in den letzten Jahrzehnten von 51,4 Mio. t im Jahr 2000 auf 76,0 Mio. t im Jahr 2010 und betrug im Jahr 2021 bereits 113,6 Mio. t (Statista 2023).
In Europa sind mehr als 1,5 Mio. Europäer:innen in 160.000 Betrieben in der Textil- und Kleidungsbranche beschäftigt (EU 2022) und erwirtschaften einen Umsatz von 162 Mrd. € (= 2 % der Wertschöpfung im produzierenden Sektor der EU). Die EU ist nach China der zweitgrößte Produzent und hat eine wichtige Rolle im Textilsektor. Auch in Österreich ist die Textil- und Bekleidungsindustrie ein bedeutender Wirtschaftszweig und schafft tausende Arbeitsplätze. Die Textil- und Bekleidungsindustrie setzte 2019 in Österreich insgesamt rd. 4,09 Mrd. € um. Zur Branche zählen 1458 Unternehmen mit über 16.000 Mitarbeiter:innen. In Österreich sind Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette vertreten und v. a. auf die Produktion von Nischen- und Spezialprodukten fokussiert (Feldbaumer et al. 2023).
In den letzten Jahrzehnten hat sich die Textilindustrie EU-weit zur Branche mit den vierthöchsten Auswirkungen auf die Umwelt und den Klimawandel nach den Sektoren Lebensmittel, Wohnen und Mobilität entwickelt (EU 2022) und ist der drittgrößte Verbrauchsbereich für Wasser- und Flächennutzung und der fünftgrößte für die Verwendung von Primärrohstoffen und Treibhausgasemissionen (Luptáčik et al. 2021). Es ist auf Basis von Schätzungen davon auszugehen, dass die Modebranche für ca. 10 % der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich ist (EU-Parlament 2023) und ist damit der fünftgrößte Verursachersektor bei Treibhausgasemissionen (Feldbaumer et al. 2023). Pro Person werden pro Jahr durch den Kauf von Textilien rd. 270 kg CO2-Emissionen verursacht, insgesamt belaufen sich die Treibhausgasemissionen aus EU-weit verbrauchten Textilerzeugnissen auf 121 Mio. Tonnen (EU-Parlament 2023). Etwa 70 % sind dabei den vorgelagerten Aktivitäten (Produktion) zuzuweisen, nur 30 % den nachgelagerten (Einzelhandel, Nutzungsphase, Abfall).
Der Großteil der verwendeten Fasern ist synthetisch (64 %), etwa ein Viertel (24 %) sind Baumwollfasern, 6 % Cellulosefasern und weitere 6 % andere natürliche Fasern wie etwa Leinen (Feldbaumer et al. 2023). Jährlich werden somit rd. 98 Mio. Tonnen nicht erneuerbare Ressourcen (u. a. Erdöl und Chemikalien) in der Textilindustrie verwendet, was 15 % des weltweiten Kunststoffverbrauchs ausmacht (Gözet und Wilts 2022). Die Freisetzung von CO2 erfolgt hauptsächlich bei der Produktion der Fasern. Es ist davon auszugehen, dass die stoffliche Verwertung von Sekundärrohstoffen den CO2-Fußabdruck und den Verbrauch von Ressourcen deutlich verringern kann.
Die Textilbranche war die drittgrößte Quelle für den Flächenverbrauch im Jahr 2020, wobei ca. 400 m2 Landfläche für jede(n) EU-Bürger:in notwendig waren. Der Großteil (knapp 85 %) des Rohstoffverbrauchs im Textilsektor fällt in anderen Weltregionen außerhalb der EU an. Hinzu kommt, dass für den Anbau von Baumwolle rd. 10 % der weltweit eingesetzten Pestizide und 25 % der Insektizide verbraucht werden (Feldbaumer et al. 2023).
Die derzeit am Markt befindlichen, vielfach qualitativ minderwertigen Kleidungsstücke werden nicht einmal mehr halb so lange getragen wie noch vor 15 Jahren (Luptáčik et al. 2021), wodurch sich hohe Mengen an Textilabfällen ergeben. EU-weit sind dies rd. 5,8 Mio. Tonnen pro Jahr, dies entspricht EU-weit einem Durchschnitt von 11,3 kg/Person und Jahr (EU 2022). In Österreich beläuft sich die Menge auf ca. 13,4 kg/Person und Jahr (Tragler 2019).
In Österreich wurden 2020 ungefähr 228.500 t an Textilabfällen behandelt. Derzeit werden von dieser Menge allerdings nur 4 % stofflich verwertet und 2 % zur Wiederverwendung vorbereitet. Weitere 4 % werden deponiert. Die restlichen 90 %, und somit der überwiegende Teil, wird der energetischen Nutzung zugeführt. Für das Recycling werden vorwiegend die sortenrein sortierten Abfälle verwendet. Von den sortenreinen Abfällen wurden allerdings auch nur 8 % wiederverwendet und 14 % stofflich verwertet (Luptáčik et al. 2021).
Aus den folgenden Gründen ist mit einem weiteren Anstieg an Textilabfällen zu rechnen:
  • Generell steigender Textilkonsum, bei gleichzeitig abnehmenden Qualitäten und sinkendem Potenzial für ReUse.
  • Sinkende Nachfrage nach Textilien von minderer Qualität und Sättigung am Second-Hand-Markt in Afrika und Asien sowie Exportbeschränkungen von Alttextilien in Drittländer (Feldbaumer et al. 2023; EU 2023).
  • Eine Einführung von Verboten, die die direkte Entsorgung unverkaufter oder retournierter Textilien verhindern, ist wahrscheinlich (z. B. wie in Frankreich, BMK Kreislaufwirtschaft).
  • Mit Novelle der EU-Abfallrahmenrichtlinie, die die getrennte Sammlung von Textilien aus Haushalten verpflichtend für alle EU-Staaten vorschreibt, wird bewirken, dass in Zukunft sämtliche Textilien (u. a. auch zerrissene oder verschmutzte Kleidung) getrennt gesammelt werden (EU 2008).
Laut Vision der EU-Kommission sollen in Verkehr gebrachte Textilien künftig zu einem großen Anteil aus recycelten Fasern bestehen (EU 2023), wobei davon auszugehen ist, dass in den kommenden Jahren auch Mindestanteile festgelegt werden. Derzeit verläuft die Wertschöpfungskette in der Textilindustrie noch sehr linear. Nur aus einem sehr geringen Anteil der Bekleidungstextilien (1 %) wird wieder Kleidung hergestellt. Etwa 13 % der Bekleidungstextilien werden recycelt, wobei sie in Produkten niedriger Qualitätsansprüche (z. B. als Reinigungstücher, Isoliermaterial) Anwendung finden (Luptáčik et al. 2021).
Kleidungsstücke werden heutzutage tendenziell eher weggeworfen als gespendet (EU-Parlament 2023). Derzeit besteht noch kein großer Sekundärrohstoffmarkt für Textilien und wenig Bewusstsein in der Bevölkerung, Textilien als Sekundärrohstoffe wahrzunehmen.
Unter Textilien ist eine ganze Reihe von Produkten zu verstehen, eine Begriffsdefinition jedoch schwierig (Ipsmiller und Bartl 2022). Die Vielfältigkeit von Textilprodukten ist jedoch nur eine von zahlreichen Herausforderungen, die im Rahmen eines Recyclingprozesses auftreten. Der vorliegende Beitrag soll einen Überblick über den derzeitigen Stand der automatisierten Sortierung von Textilien sowie zukünftige Perspektiven geben und die Komplexität, die mit diesen Abfällen verbunden sind, aufzeigen.

2 Grundlagen und Begriffe

Im vorliegenden Beitrag wird der Begriff Alttextilien für alle Textilien verwendet, die an irgendeinem Punkt im Wertschöpfungskreislauf entsorgt wurden und Abfälle darstellen. Textilien lassen sich grundsätzlich – je nach betrachtetem Aspekt – in unterschiedliche Kategorien unterteilen.
Textilien fallen in unterschiedlichen Prozessschritten der Wertschöpfung an, demnach unterscheidet man:
  • Post-Industrial-Textilien: Dabei handelt es sich um Textilien, die im Zuge der Textilproduktion anfallen. Häufig sind dies nicht vermeidbare Abfälle.
  • Pre-Consumer-Textilien (Textilien vor Gebrauch): Davon sind textile Produkte umfasst, bevor sie von Kund:innen genutzt werden (z. B. Retourware, beschädigte Ware, veraltete Produkte).
  • Post-Consumer-Textilien (Textilien nach Gebrauch): Davon sind textile Produkte umfasst, die von Kund:innen genutzt wurden und nunmehr nicht mehr verwendet, sondern entsorgt werden (AS 2022).
Nach ihrer Verwendung lassen sich Textilien in drei Gruppe einteilen:
  • Bekleidungstextilien: Menschen verwenden Kleidungsstücke zum Schutz vor Kälte, Nässe, Hitze oder auch zur modischen Ausdrucksweise ihrer Persönlichkeit. Die Bandbreite der Bekleidungstextilien ist groß, da – je nach Verwendungszweck – auch verschiedene Funktionen erfüllt werden müssen. Wasserabweisend, atmungsaktiv, schützend vor UV-Strahlung, knitterfrei, schmutzabweisend, schnell trocknend und geruchsabsorbierend sind nur einige von unzähligen Eigenschaften, die Textilien heute erfüllen sollen und somit wesentlich zur Lebensqualität beitragen. Dabei sind über die Jahre hinweg Hochleistungsprodukte entstanden, die in ihrer Herstellung und ihrem Aufbau hochkomplex sind.
  • Heimtextilien: Sämtliche Textilien, die in die Wohn- und Raumausstattung von Eigenheimen, Hotels, Restaurants, Büros etc. fallen, gehören zu dieser Kategorie. Dazu zählen beispielsweise Vorhänge, Dekostoffe, Möbelstoffe, Teppiche, Decken, Bettwäsche, Tischwäsche oder Handtücher.
  • Technische Textilien: Eine Definition für den Begriff „Technische Textilien“ existiert de facto nicht, da sowohl ihre Anwendungen sehr breit gefächert als auch ihre Eigenschaften unglaublich vielfältig sind. In den meisten Fällen werden unter diesem Begriff alle Textilien zusammengefasst, die für industrielle Zwecke verwendet werden und nicht in die Kategorien Bekleidungs- und Heimtextilien fallen (Tisch 2003). Bei technischen Textilien spielen Fasern aus synthetischen Polymeren (Polyester, Polyamide, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylnitril usw.) die Hauptrolle, bei den Naturfasern ist lediglich Baumwolle (z. B. bei medizinischen Produkten) oder Wolle (z. B. Dicht- und Dämmstoffe) von Bedeutung. Zu den technischen Textilien zählen auch Textilien in Fahrzeugen (z. B. Sitze, Sicherheitsgurt, Dachhimmel, Kofferraumauskleidung, Airbag). Des Weiteren zählt auch Sicherheitskleidung mit z. B. Stich- und Projektilschutz, Kälte‑/Hitzeschutz, Chemikalienschutz für Feuerwehr, Militär, Polizei oder Beschäftigte in der Stahl- oder chemischen Industrie zu den technischen Textilien. Auch im Sport gibt eine Reihe von unterschiedlichen Anwendungen für Textilien (z. B. Segelsport, Alpinistik). In der Industrie gibt es ebenfalls ein sehr breites Verwendungsspektrum von Textilien (z. B. Walzenbezüge, Isolationen, Schleiftechnik) (Bode et al. 2007).
Textilien können aus Textilfasern bestehen, die nur eine chemische Zusammensetzung aufweisen, z. B. 100 % Baumwolle oder 100 % Polyamid‑6 (PA-6). Textilien können jedoch auch aus zwei oder mehr Textilfasern bzw. Materialien bestehen, die andere chemische Zusammensetzungen aufweisen. Beispiele hierfür wären ein Polyester-Baumwolle-Gemisch oder ein Polyestergewebe, das mit Polyurethan beschichtet wurde (AS 2022).
Die hohen Anforderungen an textile Produkte bedingen die Verwendung von Mischgeweben, d. h. die eingesetzten Garne bzw. Gewebe bestehen aus mehreren textilen Rohstoffen. Die Kombination von zwei oder mehreren unterschiedlichen Rohstoffen hat oftmals technische Gründe, denn sie bewirkt, dass negative Eigenschaften von Reinstoffen verringert oder aufgehoben werden. Andere Gründe sind ökonomischer Natur – Polyester ist beispielsweise deutlich günstiger als Baumwolle oder Wolle (Bode et al. 2007).
In Bezug auf den Recyclingprozess sind jedoch die verwendeten Fasertypen des gesamten Textilprodukts genauso ausschlaggebend wie das Vorhandensein von Gemischen bei einzelnen Produktkomponenten.
Ein Beispiel für ein Textilprodukt aus Monomaterial wäre ein T‑Shirt aus Polyester, dessen Etiketten, Nähgarn und Aufdrucke alle zu 100 % aus Polyester bestehen. Ein Beispiel für ein Textilprodukt aus Multimaterial wäre eine Jacke aus reinem Baumwollgewebe, die mit Nähten aus einem Polyester-Garn, einem Reißverschluss aus Polyoxymethylen und einem Etikett aus Polyester sowie Metalldruckknöpfen ausgestattet wurde (AS 2022).
Grundsätzlich sind drei verschiedene Gruppen von Fasern zu unterscheiden:
  • Naturfasern: Dabei handelt es sich um in der Natur vorkommende Fasern, die – nach ihrer Herkunft – in pflanzliche Fasern, tierische Fasern und Mineralfasern unterteilt werden können.
  • Synthetische Fasern: Diese Fasern werden aus synthetischen Polymeren (chemisch synthetisiert) hergestellt.
  • Kunstfasern: Diese Fasern werden aus natürlichen, d. h. in der Natur vorkommenden Polymeren hergestellt (AS 2022).
Naturfasern (z. B. Baumwolle) sind sogenannte Stapelfasern, was bedeutet, dass sie nicht endlos sind. Sie müssen in aufwendigen Verarbeitungsschritten parallelisiert und zum Vorgarn und anschließend zum Garn gesponnen werden (Weber und Weber 2016). Bei synthetischen Fasern und Kunstfasern gestaltet sich die Garnherstellung einfacher als bei Naturfasern. Da hier die einzelnen Fasern nicht parallelisiert werden müssen, werden bei Filamentgarnen mehrere Einzelfilamente miteinander verdreht und direkt versponnen (Hofer 2000). Jedes Garn besitzt eine gewisse Drehung, die dem Faden die nötige Festigkeit in Längsrichtung und seitlicher Richtung gibt (Walsh 2007).
Textile Stoffe können grundsätzlich in Gewebe und Maschenwaren eingeteilt werden, wobei Geflechte als Untergruppe der Gewebe gesehen werden können. Die spezielle Gruppe der Vliesstoffe zeichnet sich durch die direkte Verwendung der Fasern aus, wodurch sie weder Garne noch Zwirne beinhalten und keine geordnete Oberfläche besitzen (Hofer 2004; Völker und Brückner 2001).
Ein Gewebe ist ein textiles Flächengebilde, das aus zwei verschiedenen Fadensystemen besteht. Eines dieser Fadensysteme ist die Kette, die das Gewebe parallel zur Kante, also in Längsrichtung, durchläuft. Das zweite Fadensystem ist der Schuss, der im rechten Winkel zur Gewebekante liegt, und die Kette kreuzt (Völker und Brückner 2001). Gewebe unterscheiden sich durch die Art der verwendeten Fasern, der Garnart (z. B. Spinnfasergarn, Langfasergarn, einfaches Garn, Effekt‑/Strukturgarn), der Garnfeinheit, der verwendeten Webtechnik, der Gewebebindung, der Fadendichte, der Musterung des Gewebes und vielen weiteren Eigenschaften (DIN 1976a, b).
Maschenwaren hingegen können aus einem Faden aufgebaut sein (Einfaden-Maschenware). Neben dieser Technik wird auch die Kettfadentechnik genutzt, bei der die Maschenware aus mehreren Fäden besteht. Grundsätzlich sind Maschenwaren aus ineinandergreifenden Maschen aufgebaut, welche in Querrichtung, bei der Einfadentechnik, oder in Längsrichtung, bei der Kettfadentechnik, angeordnet sind (Weber und Weber 2016; Völker und Brückner 2001).
Vliesstoffe werden nicht aus Garnen oder Zwirnen hergestellt, sondern direkt aus den Fasern. Hierzu werden oft kurze Naturfasern, Synthesefasern und andere faserähnliche Materialien, homogen oder in Mischungen, verwendet. Der Zusammenhalt der Fasern im Vlies ist durch die Reibung und Haftung untereinander und das sogenannte Verfilzen gegeben, bei dem sich Naturfasern, durch ihre spezielle äußere Schicht, ineinander verhaken. Die Eigenschaften der Vliese ist nicht nur von den Fasern, sondern auch stark von der Herstellungsmethode abhängig (Völker und Brückner 2001).

3 Sammlung von Alttextilien

In Europa erfolgt die getrennte Sammlung von Post-Consumer-Textilien bislang auf zumeist freiwilliger Basis und ohne staatliche Vorgaben in Sammelcontainern oder kommunalen Sammelplätzen. Organisiert und durchgeführt wird diese Sammlung häufig von karikativen Organisationen, die sich durch den Erlös aus den Alttextilien auch finanzieren. Der Fokus liegt daher auf den Textilien, die sich für die Wiederverwendung eignen. Wesentlich für die Art der Sammlung ist, dass die Alttextilien nicht verschmutzt werden bzw. der Anteil an Fremdmaterialien geringgehalten wird (Roithner et al. 2021).
Für die getrennte Sammlung von Textilien kommen grundsätzlich mehrere Möglichkeiten sowohl im Hol- als auch Bringsystem in Frage:
  • Abgabe in karikativen Einrichtungen,
  • persönliche Rückgabe bei den Händlern,
  • postale Rückgabe bei Händlern,
  • Sammelbehälter in der Nähe,
  • Abholung direkt im Eigenheim,
  • Abholung an vorgegebenen Orten.
Jede der Sammelarten hat Vor- und Nachteile, gleichzeitig ist jede auf die Kooperation der Bevölkerung und breite Akzeptanz angewiesen.
Ein (problematischer) Trend sind sogenannte C2C-Geschäfte, bei denen Konsument:innen hochwertige Alttextilien direkt an andere Konsument:innen verkaufen, anstatt sie über die getrennte Sammlung zu entsorgen. Damit entgeht den Sammelorganisationen ein wesentlicher Teil des Erlöses (Roithner et al. 2021).
Textilabfälle, die über andere Wege entsorgt werden (z. B. Restmüll, Sperrmüll), sind de facto wenig erfasst und charakterisiert. Hier sei jedoch in Bezug auf Restmüll auf die laufenden Studien der Montanuniversität Leoben (Tatschl 2023) und der Technischen Universität Wien (Kählig 2023) verwiesen. Für Post-Industrial- und Pre-Consumer-Textilien ist eine systemübergreifende Datenerfassung in Hinblick auf die Sammlung äußerst spärlich bis nicht vorhanden.
Ein wesentlicher, derzeit quantitativ gar nicht erfasster Textilstrom sind unverkaufte Textilien aus Geschäften, Lagern oder über den Onlinehandel retournierte Waren. Schätzungen zufolge werden rund 6,5 bis 33 % der Kleidung, die auf dem EU-Markt platziert wird, nicht verkauft. Derzeit werden diese Textilien, sowohl von Luxusmarken als auch günstigeren Marken, häufig thermisch verwertet, da Lagerkapazitäten begrenzt sind und neue Waren die Lager füllen (Duhoux et al. 2021).
Über die Zusammensetzung von Textilabfällen aus der getrennten Sammlung gibt es bereits eine ausführliche Studie aus Frankreich (Refashion 2023), bei der insgesamt 122 t Alttextilien nach unterschiedlichen Merkmalen manuell sortiert und erfasst wurden. In der getrennten Sammlung wurden neben Bekleidung (72,4 M.-%), Heimtextilien (7,9 M.-%) und Schuhen (9,6 M.-%) auch Nicht-Textilabfälle (10,1 M.%) vorgefunden. Diese sind beispielsweise Plastiksackerl, Papier/Pappe/Karton, Schmuckstücke, Elektro- und Elektronikschrott, Bücher, Kinderspielzeug, Matten, Wollknäuel, organische Abfälle sowie Reste von Ballenware (Refashion 2023).
Einen noch höheren Anteil von 23,6 M.-% an Fremdmaterialien (u. a. Siedlungsabfälle, elektronische Abfälle, Kartons, Teppiche) wurde im Rahmen einer von Soex (2021) durchgeführten Studie vorgefunden, bei der 12 Ballen aus der getrennten Textilsammlung aus Dänemark (4900 kg) über manuelle Sortierung und NIR-Sortierung untersucht wurden. Im Rahmen dieser Studie wurde auch festgestellt, dass nur rund 5,4 M.-% dem ReUse zuordenbar war und 70,2 M.-% nicht für die direkte Wiederverwendung geeignet waren.
Aus den von Refashion (2023) durchgeführten Untersuchungen konnten folgende weitere Erkenntnisse über die in der getrennten Sammlung vorkommenden Textilien abgeleitet werden:
  • Im Detail sind folgende fünf Produktgruppen besonders häufig vertreten: Pullover-ähnliche Oberteile (14,6 M.-%), Hosen (außer Jeans), Shorts und Röcke (11,8 M.-%), T‑Shirt-ähnliche Oberteile (11,3 M.-%), Jeans (6,4 (M.-%)) und Bettwäsche (5,4 M.-%)
  • Von allen Nicht-ReUse-fähigen Textilien handelt es sich bei etwa 9 M.-% um mehrlagige Textilien, wobei diese durchschnittlich ein höheres Gewicht aufweisen (589 g/Stück) als einlagige Textilien (196 g/Stück)
  • Etwa 69 M.-% aller Nicht-ReUse-fähigen Textilien sind einlagig, weisen aber zumindest ein Accessoire auf, das im Rahmen des Recyclingprozesses störend ist (z. B. Reißverschluss, Knöpfe, Gürtel, Perlen, Metalldraht, Stickerei etc.). Bei den restlichen 22 M.-% handelt es sich um einlagige Textilien ohne jegliche Accessoires.
  • Bei den Nicht-ReUse-fähigen Textilien weisen 45 % eine Zusammensetzung mit mehreren Komponenten auf (Blends), wobei 35,2 % aus lediglich zwei Komponenten bestehen und < 2 % aus vier oder mehr Komponenten bestehen.
  • Die Nicht-ReUse-fähigen Textilien sind zumeist wie folgt zusammengesetzt: 100 % Baumwolle (27,6 M.-%), 100 % Polyester (11,0 M.-%), Baumwolle-Polyester-Mischungen (8,8 M.-%), 100 % Acryl (6,9 M.-%), Baumwolle-Elastan-Mischungen (4,9 M.-%), Wolle-Acryl-Mischungen (3,1 M.-%) und Baumwolle-Acryl-Mischungen (2,3 M.-%).
  • Nicht-ReUse-fähige Textilien weisen erwartungsgemäß die gesamte Farbpalette auf, die häufigsten Farben sind schwarz (17 M.-%), weiß (16 M.-%), bunt (16 M.-%), blau (15 M.-%) und grau (12 M.-%).
  • 75 M.-% aller baumwollhaltigen Textilien waren einlagig und ohne Störstoffe, bei den polyesterhaltigen Textilien waren es 62 M.-% (Refashion 2023).

4 Sortierung von Alttextilien

Die Sortierung ist ein wesentlicher Prozessschritt im Wertschöpfungskreislauf, um ReUse oder effiziente und ökonomische stoffliche Verwertung überhaupt erst zu ermöglichen.
Nach derzeitigem Stand der Technik ist die manuelle Sortierung die meistverwendete Sortiermethode in Textilsortieranlagen und die einzige Möglichkeit, für die Wiederverwendung auszusortieren, da die automatisierte Sortierung nicht nach diesen Kriterien sortieren kann (Köhler et al. 2021).
Abhängig vom anzuwendenden Recyclingverfahren werden spezifische Anforderungen an das Inputmaterial gestellt. Dazu gehören u. a. die Bestimmung der vorliegenden Fasertypen oder die Charakterisierung von Störstoffen.
Für die Bestimmung der Art der enthaltenen Faserkomponenten im Labor steht grundsätzlich eine Reihe von analytischen Verfahren zur Verfügung. Klassische, qualitative Prüfungen umfassen die Lichtmikroskopie (Durchlicht) sowie die Rasterelektronenmikroskopie, bei denen die Fasern mit Vergrößerung untersucht und nach den Erfahrungswerten der durchführenden Person zugeordnet werden. Auch das Anzünden der Fasern und die Beurteilung des Brennverhaltens (Geruch, Aussehen des Rauchs, Schmelzen/Schrumpfen, Beschaffenheit des Rückstands) kann Aufschluss über die Art der enthaltenen Fasern geben. Wie auch im Bereich der Kunststoffe ist der Beilsteintest zum qualitativen Nachweis von Chlor verbreitet. Das Vorhandensein von Stickstoff kann qualitativ durch Reaktion mit Natronkalk ermittelt werden. Durch das Anfärben der Fasern mit einer Iodlösung kann das Vorhandensein bestimmter Fasern durch Entstehung eines charakteristischen Farbtons nachgewiesen werden (z. B. Seide, Wolle, Viskose, Acetat, Polyamid, Acryl). Proteinhaltige Fasern (Seide, Wolle, Tierhaare usw.) können durch die sogenannte Xanthoprotein-Reaktion qualitativ nachgewiesen werden (DIN 2019).
Auch qualitative Löslichkeitsprüfungen können Aufschluss über bestimmte Fasern geben (z. B. Polyester, Cellulose). Alternativ zu diesen klassischen Verfahren, die sehr häufig auch durch die physische Struktur des Textils beeinflusst werden, kann auch die Infrarotspektroskopie zur Identifizierung von Fasern herangezogen werden, v. a. auch dann, wenn nur sehr geringe Probemengen vorhanden sind. Üblicherweise werden dispersive Zweistrahlspektralphotometer oder Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer im Bereich von 2 bis 15 nm (d. h. 4000–670 cm−1) verwendet.
Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung der Art der vorliegenden Fasern sind thermische Verfahren wie beispielsweise die Schmelzpunktbestimmung für thermoplastische Polymere. Ein anderes thermisches Verfahren stellt die dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) dar, mit der Umwandlungen, die eine Probe bei einem vorgegebenen Temperaturprogramm durchläuft, sichtbar gemacht werden können. Mit diesem Verfahren können z. B. auch verschiedene Arten von Polyamiden (PA6 und PA6.6) unterschieden werden (DIN 2019).
Eine weitere Methode zur qualitativen Identifizierung von Fasern stellt die Dichtemessung mittels Dichtegradientensäule dar. Auch die energiedispersive Röntgenanalyse (EDX) in Verbindung mit einem Rasterelektronenmikroskop lässt sich zur Charakterisierung von Fasern verwenden, da das Vorhandensein sämtlicher Elemente des Periodensystems (mit Ausnahme von Lithium) erfasst werden kann. Dies gibt vor allem Aufschluss über vorhandene Begleitstoffe der Fasern (z. B. Titandioxid, Silber, Flammschutzmittel) (DIN 2019).
Eine quantitative Bestimmung der jeweiligen Faseranteile stellt die nasschemische selektive Auflösung definierter Fasern mit ausgewählten Lösungsmitteln nach der ISO-1833-Normenreihe dar (AS 2020).
Diese Methoden sind jedoch für die Überwachung und Überprüfung von in Verkehr gebrachten Textilien zumeist für den Konsument:innenschutz gedacht und nicht für die Anforderungen ausgelegt, die es in Hinblick auf die Sortierung und den Recyclingverfahren brauchen würde. Auch können diese Labormethoden zur Vor-Ort-Bestimmung von Textilien in Sortieranlagen nur sehr begrenzt bis gar nicht eingesetzt werden oder sind zu zeitintensiv.

4.1 Manuelle Sortierung von Alttextilien

Getrennt gesammelte Textilien werden in Österreich und vielen anderen Ländern Europas zunächst manuell mit geschulten Fachkräften hinsichtlich ihres Potenzials zur Wiederverwendung sortiert, was in Anbetracht der hohen Personalkosten in Westeuropa ein kostspieliger Prozess ist. Vielfach erfolgt daher die Sortierung in osteuropäischen Ländern mit niedrigerem Lohnniveau oder der Türkei (Roithner et al. 2021).
Etwa 90.000 t Alttextilien wurden allein in den baltischen Staaten Estland, Litauen und Lettland im Jahr 2018 zum Zwecke der Sortierung importiert und diese zählen damit neben den Niederlanden und Ungarn zu den Top-5-Importländern in Europa (Dahlbom et al. 2023).
Bei der manuellen Sortierung werden die ReUse-fähigen Alttextilien in über 200 Kategorien getrennt, wobei drei Hauptgruppen unterschiedlicher Qualität zu definieren sind:
1.
Crème-Ware, die in Secondhand oder Vintage-Shops in Westeuropa verkauft werden können. Bei diesen Produkten handelt es sich vor allem um Markenwaren (z. B. Levi’s, Tommy Hilfiger) (Waag 2021). Grundsätzlich gilt, dass sich für hochwertige Waren auch eine hohe Sortiertiefe mit einer Vielzahl an Unterkategorien wirtschaftlich lohnt (Roithner et al. 2021).
 
2.
Erstklassige Ware: Diese Produkte werden in osteuropäische Länder (z. B. Rumänien, Ukraine, Weißrussland) exportiert und dort verkauft, wobei es sich dabei vorrangig um Winterkleidung, Jacken und Arbeitskleidung handelt (Waag 2021).
 
3.
Zweitklassige Ware: Diese Produkte werden vor allem in afrikanische Staaten (z. B. Ghana, Tansania, Uganda) und asiatische Länder exportiert. Bei den Produkten handelt es sich in erster Linie um Sommerkleidung, Sportbekleidung und Hosen.
 
Nicht alle Alttextilien, die sich theoretisch für die Wiederverwendung eigenen, können auf dem Secondhandmarkt platziert werden, da es auch hier eine Übersättigung mit bestimmten Produkten gibt (Waag 2021).
In Österreich sind im Jahr 2018 rd. 44 % aller Textilien aus der getrennten Sammlung in eine Wiederverwendung außerhalb von Europa gegangen und nur 26 % in einen ReUse innerhalb Europas (Roithner et al. 2021).
Unterkategorien für die manuelle Sortierung berücksichtigen die Art des Produkts (T-Shirt, Jacke, Hose etc.) und der chemischen Zusammensetzung, die damit einhergeht. So ist bekannt, dass T‑Shirts vorrangig aus Baumwolle bestehen. In manchen Sortieranlagen werden Handheld-NIR-Spektrometer zur Identifizierung der chemischen Zusammensetzung genutzt (Dahlbom et al. 2023).
Eine von Ljungkvist et al. (2018) durchgeführte Studie für nordeuropäische Länder ergab, dass es sich bei nur rund 10 M.-% der getrennt gesammelten Textilien um Crème-Ware handelt, 46 M.-% für ReUse in Osteuropa, Afrika oder dem Mittleren Osten geeignet ist und 15 M.-% die für ReUse geringste Qualität darstellen. Etwa 10 M.-% werden in Form von Putzlappen rezykliert, 8 M.-% dem mechanischen Recycling (vorwiegend in Asien) zugeführt und 8 M.-% thermisch verwertet oder deponiert. Wird jedoch der Erlös betrachtet, der für die jeweiligen Fraktionen generiert werden kann, so liegt dieser bei 53,2 % für Crème-Ware und 43,5 % für die ReUse-geeignete Ware für Osteuropa, Afrika oder den Mittleren Osten. Für das mechanische Recycling sind insgesamt lediglich 1,9 % des Verkaufswerts zuordenbar.

4.2 Automatisierte Sortierung

Bei der manuellen Sortierung erfolgt in der Regel die Bestimmung der Materialzusammensetzung nur auf Basis der angegebenen Informationen auf den Etiketten und den Erfahrungswerten des sortierenden Personals. Die Angabe über die Zusammensetzung auf Etiketten ist jedoch oftmals fehlerhaft oder Etiketten fehlen in Textilabfällen gänzlich. In den Untersuchungen von Bäck (2023) wurden rund 530 zufällig ausgewählte Alttextilien aus der getrennten Sammlung untersucht, wobei mindestens 4 % eine andere Materialzusammensetzung aufwiesen als auf dem Etikett angegeben.
Abhängig von den Angaben auf den Etiketten kann bei manueller Sortierung grundsätzlich aber ein sehr hoher Reinheitsgrad erreicht werden. Auch Störstoffe können manuell gut entfernt werden. Außerdem ist die Fähigkeit zur Farbsortierung bei manueller Sortierung in ausreichendem Maße gegeben, vor allem dann, wenn Kleidungsstücke gesamtheitlich bewertet werden sollen. Manuelle Sortierung benötigt jedoch ein hohes Maß an personellen Ressourcen, Zeit und finanziellem Aufwand bei vergleichsweise geringem Durchsatz (Wedin et al. 2017).
Laut AS (2022) versteht man unter automatisiertem Sortieren das „Sortieren mithilfe von Maschinen zur Durchführung des Sortierprozesses“.
Automatisierte Sortierung basiert auf berührungsloser Erkennung von Stoffeigenschaften durch Sensoren und anschließender Einzelkorntrennung (z. B. durch Austragung mittels Druckluft oder Robotik). Die detektierbaren Stoffeigenschaften können vielfältigster Natur sein, von Form, Farbe, Glanz, molekularer Materialzusammensetzung, Dichte bis hin zur elektrischen Leitfähigkeit ist theoretisch alles denkbar. Die Voraussetzungen sind jedoch, dass zum einen die für die automatisierte Sortierung gewählte Stoffeigenschaft als Trennmerkmal für die jeweilige Sortieraufgabe herangezogen werden kann und dass zum anderen die Auswertesoftware die Daten in relativ kurzer Zeit verarbeiten und entsprechende Signale weitergeben kann (Pretz und Julius 2008).
Sortierung unter Verwendung von Sensoren, die Objekte aufgrund von bestimmten Eigenschaften erkennen, und anschließender Abtrennung fasst man unter dem Begriff „sensorgestützte Sortierung“ zusammen. Im Regelfall wird das zu trennende Material auf einem Förderband oder einer Rutsche in den Sensorbereich gefördert, wo es erfasst wird (Detektion). Aufgrund von einem oder mehreren Sensoren werden Eigenschaften des Materials gemessen (Identifikation) und die Signale in eine zentralen Rechen- und Auswerteinheit geschickt, woraufhin diese eine Sortierentscheidung (Auswurf oder kein Auswurf) für das jeweilige Objekt trifft. Die Abtrennung erfolgt durch eine mechanische Trennvorrichtung (z. B. Druckluftventile, Robotik) (Wotruba und Harbeck 2010).
Im Rahmen der sensorgestützten Sortierung können unterschiedlichste Eigenschaften zur Erkennung genutzt werden, wobei diese wie folgt unterteilt werden können:
  • Inhärente Materialeigenschaften, die physikalisch-chemische Eigenschaften des Objektmaterials umfassen.
  • Inhärente Objekteigenschaften, die für das menschliche Auge erkenn- oder ableitbare Objekteigenschaften einschließen.
  • Nicht-inhärente Materialeigenschaften, die sich durch gezieltes Hinzufügen einer Materialeigenschaft durch eine der Produktion integrierte oder nachgeschaltete Manipulation des Werkstoffs ergibt.
  • Nicht-inhärente Objekteigenschaft, die auf Basis von auf das Objekt aufgebrachten Identifikatoren beruht.
Abb. 1 zeigt die Zuordnung der im Rahmen des vorliegenden Beitrags betrachteten und im Textilbereich theoretisch nutzbaren Eigenschaften zu diesen Kategorien. In den nachfolgenden Unterkapiteln werden die einzelnen Technologien näher beschrieben.
Weitere mögliche Technologien könnten z. B. Raman-Spektroskopie, Mittlere Infrarot-Spektroskopie, Terahertz-Spektroskopie und Kernspinresonanz sein (Dahlbom et al. 2023). Diese Methoden sind jedoch wesentlich teurer und im Textilbereich wenig bis gar nicht erprobt.

4.2.1 Nahes Infrarot (NIR)

Die Nah-Infrarot-Spektroskopie (NIR) scheint im Textilbereich eine der vielversprechendsten Sensortechnologien für die Sortierung darzustellen. Dabei handelt es sich um eine relativ robuste Methode, die auch in vielen anderen Bereichen der Abfallwirtschaft bereits erfolgreich angewendet wird (z. B. Kunststoff- oder Papiersortierung) (Dahlbom et al. 2023, Cura et al. 2021).
Infrarotspektroskopische Methoden beruhen darauf, dass die auf die Probe geleitete Infrarotstrahlung zu Rotationen und Schwingungen bei Molekülen und Atomgruppen führt. Die eingestrahlte Infrarotstrahlung umfasst einen vorgegebenen Frequenzbereich, wobei von den Molekülen und Atomgruppen ganz bestimmte Frequenzen absorbiert werden, die restlichen des eingestrahlten Spektrums werden reflektiert oder transmittiert (je nach Verfahrensanordnung). Die Absorption der Infrarotstrahlung beruht im Wesentlichen auf zwei Hauptschwingungsformen – Valenzschwingungen (Streckung) und Deformationsschwingungen (Beugung). Die Anzahl und Art der Absorptionsbanden sind für ein bestimmtes Material charakteristisch und können auf diese Weise zur Identifikation genutzt werden (DIN 2019).
Für die Nahinfrarot- (NIR) Spektroskopie umfasst das eingestrahlte IR-Spektrum einen Bereich von 700 bis 2500 nm (Wedin et al. 2017).
Automatisierte Sortiertechnologien, die auf NIR basieren, müssen zunächst „angelernt“ werden, d. h. es sind entsprechende Musterspektren von Textilien bekannter Faserzusammensetzung für sämtliche Sortierklassen zu hinterlegen. Die Güte der Trennung hängt damit maßgeblich von der hinterlegten Referenzdatenbank und den verwendeten Modellen zur Auswertung ab (Roithner et al. 2021).
Einer Studie von Forbrig et al. (2020) zufolge können die derzeit verwendeten NIR-Sortiertechnologien die manuelle Sortierung noch nicht wettbewerbsfähig ersetzen.
Neben vielen Vorteilen weist die NIR-Technologie auch Einschränkungen auf:
  • Da die NIR-Strahlung nur begrenzt in das Material eindringen und damit Wechselwirkungen und verwertbare Signale hervorrufen kann, bleibt die Erkennung grundsätzlich auf die Oberfläche beschränkt. So ist beispielsweise die Identifizierung einer bestimmten Faserkomponente, die im Kern eines Garns eingearbeitet ist und damit von einer anderen Komponente umhüllt wird (z. B. bei Elastan), gegebenenfalls nicht möglich (Cura et al. 2021). Die im Rahmen des Projekts Trash2Cash 2016 und 2017 durchgeführten Untersuchungen an Post-Consumer-Textilien (Monolayer, maximal drei Fasertypen) mit vier verschiedenen NIR-Geräten (AUTOSORT® von Tomra, Fibersort von Valvan, mIRoGun von GUT und UniSPEC2.2USBx von LLA Instruments) zeigten, dass keine der Einheiten geringe Gehalte an Elastan in Baumwolle-Elastan-Mischungen erkennen konnte. Die Ergebnisse zeigten aber auch, dass ein geringer Gehalt an Elastan in anderen Mischungen außer Baumwoll-Elastanmischungen detektierbar war, ebenso ein geringer Gehalt von Viskose bzw. Wolle in Baumwoll-Mischungen bzw. Acryl-Mischungen (Wedin et al. 2017).
  • Die mögliche Eindringtiefe der NIR-Strahlung variiert mit den zu untersuchenden Komponenten und den Messbedingungen. Damit ergeben sich bei mehrschichtigen Textilien völlig unterschiedliche Spektren – je nachdem, welcher Layer dem NIR-Spektrometer zugewandt ist. Auch abhängig von der Materialdicke der untersuchten Probe können sich bei mehrlagigen Textilien Spektren ergeben, die einem Mischmaterial ähneln, obwohl für sämtliche Layer nur unterschiedliche Reinmaterialien verwendet wurden. Damit können auch mehrschichtige Textilien nicht ordnungsgemäß erkannt und klassifiziert werden (Bäck 2023). Das bestätigen auch die Untersuchungen im Rahmen von Trash2Cash (Wedin et al. 2017): Keine der Mischungen konnte korrekt identifiziert werden, wenn das Textil eine andere Faserzusammensetzung auf unterschiedlichen Seiten des Kleidungsstückes aufwies. Chen et al. (2018) und Du et al. (2022) erwähnen eine Materialdicke von mindestens 1 mm für eine ordnungsgemäße Versuchsdurchführung.
  • Problematisch sind auch Textilien mit sehr geringer Materialdicke (z. B. Seidenschals), da die Intensität der auf den Detektor eintreffenden Strahlung zu gering für eine Erkennung ist. In den Untersuchungen von Bäck (2023) war eine Faltung dieser dünnen Textilien auf eine Mindestdicke von > 0,4 mm notwendig, um eine ausreichende Signalintensität sicherzustellen.
  • Auch Farben, Veredelungen oder Beschichtungen können Einfluss auf die Erkennung mittels NIR haben. Die Untersuchungen von Bäck (2023) zeigten, dass von insgesamt 530 Stück zufällig ausgewählten Alttextilien aus der getrennten Sammlung rd. 12 % keine Erkennung mittels NIR (EVK Helios NIR G2, 991–1677 nm) aufgrund zu geringer Rückstrahlung möglich war. Dieses Problem trat besonders bei Jeans und grauen Alttextilien gehäuft auf. 41 % der untersuchten Jeans und 40 % der grauen Alttextilien ergaben zu geringe spektrale Informationen. Auch Rodgers und Beck (2009) vermuten einen Einfluss durch die Färbemethode hinsichtlich der Identifizierung von Textilien. Mehrere Publikationen weisen auf eine Veränderung im Spektrum durch Oberflächenbehandlungen hin. Cura et al. (2021) und Mäkelä et al. (2020) stellten eine Verschlechterung der Klassifizierung durch Oberflächenbehandlungen und -beschichtungen (u. a. Knitterschutz) fest. Zusätzliche Forschung ist nötig, um deren Einfluss auf die Textilsortierung und das Recycling zu untersuchen (Du et al. 2022).
  • Die Untersuchungen im Rahmen von Trash2Cash (Wedin et al. 2017) zeigten, dass die NIR-Technologie Schwierigkeiten bei der Unterscheidung von synthetisch hergestellten Cellulosefasern (Viskose, Lyocell) aufwies.
  • Der Zustand der Alttextilien wie z. B. Schmutzanhaftungen, Feuchte, Schimmel können sich auf die Erkennung mittels NIR ebenfalls negativ auswirken.
  • Quintero Balbas et al. (2022) erwähnen keinen Einfluss der Alterung auf das charakteristische Spektrum (Baumwolle, Wolle und Seide). Das Gegenteil zeigte sich allerdings in den Sortierversuchen bei Cura et al. (2021). Dort stammten alle falsch erkannten Textilien aus 100 % Baumwolle ohne vorliegende Oberflächenbehandlung oder anderen Einflüssen aus Post-Consumer-Abfällen.
  • Die Erkennung schwarz gefärbter Textilien ist – wie auch bei der NIR-Sortierung von Kunststoffen – zum Teil schwierig bis unmöglich (Duhoux et al. 2021; Wedin et al. 2017). Diese Beobachtung, dass schwarz gefärbte und auch z. T. grau gefärbte Textilien die NIR-Strahlung nicht reflektierten, machte auch Soex (2021) und führte dies auf vollständige Absorption der Strahlung durch Farbpigmente mit Kohlenstoff zurück.

4.2.2 RFID

RFID steht für Radio frequency identification, wobei es sich um eine automatisierbare Identifikationsmethode handelt. Für die Anwendung dieser Technologie werden folgende Komponenten benötigt: RFID-Tags (Transponder), RFID-Reader (Transceiver) und eine entsprechende Auswertesoftware. Bei den RFID-Tags handelt es sich um kleine Objekte, die an Produkten angebracht werden. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem winzigen Chip, der sämtliche Daten enthält, und einer Antenne, die die Kommunikation mit dem RFID-Reader ermöglicht. Derzeit werden vier Hauptfrequenzbanden für die RFID-Technologie genützt: RFID-Tags im niedrigen Frequenzbereich (125 or 134,2 kHz), solche im hohen Frequenzbereich (13,56 MHz), UHF-Tags (868–956 MHz) und Tags im Bereich der Mikrowellen (2,45 or 5,8 GHz). RFID-Tags können entweder aktiv, semi-passiv/semi-aktiv oder passiv ausgeführt werden (Nayak et al. 2015; Englund et al. 2018).
Passive RFID-Tags weisen selbst keine interne Stromversorgung auf, deren praktische Auslesedistanz reicht von 2 mm bis hin zu einigen Metern – abhängig von der gewählten Radiofrequenz. Die meisten der derzeit in Gebrauch befindlichen RFID-Tags sind passiver Natur. Semi-passive RFID-Tags sind passiven Tags sehr ähnlich, haben jedoch zusätzlich eine kleine Batterie integriert. Dadurch weisen sie raschere Response-Zeiten als passive RFID-Tags auf. Eine eigene Stromversorgung weisen aktive RFID-Tags auf, haben dadurch eine höhere Auslesedistanz von vielen Metern und können mehr Informationen speichern (Nayak et al. 2015).
So vielfältig wie die Nutzungsmöglichkeiten sind auch Nachteile dieser Technologie. Verglichen mit dem Barcode-System ist der Einsatz von RFID um eine Zehnerpotenz höher. Ein weiterer Faktor sind Sicherheitsbedenken. So wäre der Schutz der Privatsphäre von Konsument:innen gefährdet, da einerseits Informationen (z. B. Größe, Marke) eines Kleidungsstückes oder Kund:innendaten von jedem nähergelegenen Scanner ausgelesen werden könnten und so die Überwachung von Privatpersonen ermöglicht werden würde. Weitere Nachteile sind die absichtliche oder unabsichtliche Beschädigung von RFID-Tags oder der absichtlich herbeigeführte physische Ersatz durch Fake-Tags oder ein Herbeiführen von falschen Informationen in den bestehenden Tags durch Dritte im Rahmen von Cyberangriffen. Barcode-Systeme werden ebenfalls zur Hinterlegung von Produktinformationen verwendet, allerdings ist die Anzahl an gespeicherten Informationen relativ gering. RFID kann hingegen bis zu 1000 Byte an Daten speichern. Ein weiterer Vorteil von RFID ist, dass ein RFID für ein Textilstück spezifisch sein kann, ein Barcode hingegen nicht. Zum Auslesen der Barcodes benötigt man außerdem einen optischen Scanner mit Sichtkontakt auf den Barcode. Falls sich Informationen zum Produkt ändern, müsste auch der Barcode geändert werden, RFID hingegen kann über die gesamte Produktlaufzeit hinweg kontinuierlich durch Interaktion zwischen Microchip und der Auslesesoftware verändert werden. Ein großes Problem im Bereich RFID ist die fehlende Standardisierung, da es eine Vielfalt an unterschiedlichen RFID-Tags gibt, die bei unterschiedlichen Frequenzen operieren und verschiedene Software und RFID-Reader benötigen. Derzeit arbeiten sowohl die International Standards Organization (ISO) als auch die EPC global daran, die Nutzung von RFID-Tags im-UHF-Spektrum jeweils als Standard (EPC class 1 G2 Protocol, ISO 18000-6) zu definieren. Allerdings weisen auch diese beiden definierten Standards keine Kompatibilität miteinander auf (Nayak et al. 2015).
Neben der Nutzung der RFID-Tags in der Bestandsverwaltung, der Produktionskontrolle und im Einzelhandelsmanagement oder Verkauf könnten diese theoretisch auch die für Recycling relevanten Informationen enthalten, sofern ein separates Auslesen der einzelnen Informationen möglich wäre. Hinzu kommt, dass auch Kunden einen RFID-Reader bräuchten, wenn auch z. B. Waschinstruktionen auf den Tags gespeichert würden (Englund et al. 2018; Nayak et al. 2015). Einer der größten Nachteile dieser Technologie ist die hohe Menge an Elektronikabfällen, die damit unweigerlich einhergeht.
In Wäschereien werden RFID-Tags für die Sortierung und Identifikation sowie Zuordnung von Textilien bereits eingesetzt (Bettwäsche, Uniformen, Arbeitskleidung) (UBI Solutions 2023; Texbit 2023; Textile ID Datamars 2023; Winson 2023).

4.2.3 NFC

Bei Near Field Communication (NFC) handelt es sich um einen Datenübertragungstechnik, bei der Radiowellen einer spezifischen Frequenz (13,56 MHz) laut ISO/IEC 18000‑3 verwendet werden und sie ist in unserem Alltag mittlerweile nicht mehr wegzudenken (u. a. Giro- oder Kreditkarten). Die Technologien NFC und RFID sind durchaus ähnlich – NFC baut auf der RFID-Technologie auf und ist mit ihr kompatibel –, der größte Unterschied liegt jedoch im Antennendesign (Arcese et al. 2014; Maierhuber 2013). Analog zur RFID-Technologie gibt es die Betriebsmodi aktiv und passiv. Bei der aktiven Betriebsweise haben sowohl Sender als auch Empfänger eine eigene Energieversorgung, im passiven Modus weist das passive Gerät keine eigene Stromversorgung auf, sondern diese erfolgt durch Induktion über die Antenne. Im Normallfall werden für passive Übertragungen RFID-Transponder verwendet. Die Größe der NFC-Tags ist geringer als bei der RFID-Technologie, die Reichweite von NFC-Tags ist jedoch beschränkt und beträgt zwischen 4 und max. 10 cm, während die Reichweite bei RFID deutlich höher liegt. Dies hätte den großen Vorteil, dass unerwünschte Datenzugriffe deutlich schwieriger umsetzbar wären (Maierhuber 2013).

4.2.4 Digitale Wasserzeichen

Bei digitalen Wasserzeichen handelt es sich um physische Markierungen auf den zu erkennenden Objekten, die einen Link zu einem online verfügbaren Datenträger ermöglichen, der sämtliche hinterlegten Informationen enthält (Digimarc 2023a). Wahlweise können diese Wasserzeichen in für Konsument:innen sichtbarer oder unsichtbarer Form aufgebracht werden. Die digitalen Wasserzeichen können im Rahmen der sensorgestützten Sortierung ausgelesen, die zusätzlich zur Verfügung stehenden Informationen digital verarbeitet und als Sortierkriterium verwendet werden. Das Aufbringen der digitalen Wasserzeichen ist theoretisch überall dort möglich, wo auch bisher schon Etiketten und Bedruckungen eingesetzt werden. Für den Kunststoffbereich sind digitale Wasserzeichen von verschiedenen Unternehmen bereits entwickelt und zum Teil bereits in Anwendung, so z. B. QR-Codes von Polytag (Polytag 2023), ein eindeutig zuordenbares Muster von CurvCode (FiliGrade 2023) oder Digimarc (Digimarc 2023a). Im Textilbereich wurden in einer Kooperation von Digimarc und Ralph Lauren entsprechende QR-Codes auf Etiketten bereits implementiert – mit dem Ziel, mehr Informationen zum Produkt für Konsument:innen zur Verfügung zu stellen und Produktauthentizität zu garantieren (Digimarc 2023b). Die Nutzung von Technologien wie RFID, NFC und Digitalen Wasserzeichen für Textilien wurde bereits in einer Studie von Englund et al. (2018) hinterfragt und grundsätzlich für positiv befunden.

4.2.5 Fluoreszenz

Unter Fluoreszenz ist die charakteristische Emission von Licht im für das menschliche Auge sichtbaren oder unsichtbaren Bereich zu verstehen, nachdem ein Objekt mit Licht höherer Energie bestrahlt wurde. Zur Ausnutzung dieses Effekts im Rahmen von Sortierprozessen müssen sogenannte Fluoreszenzmarker in die zu trennenden Objekte im Zuge des Herstellungsprozesses eingebracht werden. Geeignete fluoreszierende Substanzen weisen spezifische Emissionslinien und eine hohe Stabilität der angeregten Elektronenzustände mit definierten Abklingzeiten auf. Beispiele für solche Fluoreszenzmarker sind bestimmte Verbindungen mit Seltenen Erden (z. B. Europium, Terbium) oder organische Moleküle, die in Konzentrationen von 0,5 bis 20 ppm und in für Röntgenstrahlen anregbaren Markern bis zu 1000 ppm im zu erkennenden Objekt vorliegen müssen. Durch Einbringen von mehreren Markern mit unterschiedlichen Emissionslinien ist es denkbar, verschiedene Zielfraktionen unter Berücksichtigung von Marke, Zusammensetzung und anderen Spezifikationen im Rahmen einer Marker-basierten Sortierung zu generieren. Bei der Detektion werden die zu sortierenden Objekte mit definierter elektromagnetischer Strahlung (z. B. Laser, ultraviolettes Licht) bestrahlt, woraufhin die Marker spezifische Fluoreszenzstrahlung abgeben. Die Detektion dieser Fluoreszenzstrahlung erfolgt durch z. B. NIR-Kameras (Woidasky et al. 2020).
Im Bereich der Kunststoffsortierung wird die Einführung solcher Fluoreszenzmarker zur Erhöhung der Recyclingquoten immer wieder propagiert. Einmal in den Kunststoff eingebracht, können die Marker im Normalfall viele Extrusionszyklen überdauern, sodass diese Art der Markierung nur für geschlossene Produkt- oder Materialkreisläufe geeignet ist. Eine Möglichkeit im Bereich Fasern und Textilien wäre jedoch die Einbringung der Marker in Etiketten oder einer entfernbaren Bedruckung/Beschichtung, um eine markerunabhängige Rezyklierung zu gewährleisten (Fahr 2018).
Im Rahmen eines Forschungsprojekts von RWTH Aachen und Centexbel (Pelzer 2019) wurden bereits verschiedene Arten von Markern auf ihre Eignung für Schmelzspinn- und Beschichtungsprozesse erprobt. Dabei zeigte sich, dass die Marker entweder auf die Textiloberfläche aufgebracht oder in die Filamente eingebettet werden können. Die Ergebnisse zeigten weiters, dass eine relativ hohe Markerkonzentration (> 0,01 %) beim Schmelzspinnverfahren notwendig war, was insgesamt aufgrund der hohen Kosten für die Marker unverhältnismäßig teuer wäre. Die Ergebnisse zeigten jedoch auch, dass die Einbringung der Marker keine negativen mechanischen Eigenschaften auf das fertige Produkt hatte.

4.2.6 Softwaregestützte Objekterkennung

Alle Eigenschaften, die vom menschlichen Auge als Merkmale eines bestimmten Objekts erfasst werden, können auch über VIS-Kameras automatisiert aufgenommen und mit Modellen und Algorithmen auf Basis von maschinellem Lernen und Künstlicher Intelligenz ausgewertet und klassifiziert werden. Auf diese Art und Weise können vorgegebene Objekte anhand bestimmter sichtbarer Eigenschaften identifiziert und aussortiert werden. Künstliche neuronale Netzwerke stellen zumeist die Grundlage für Objekterkennungsmodelle dar, da diese Art der Berechnungsmodelle künstliche Neuronen derart zu einem Netzwerk miteinander verknüpft, dass dieses imstande ist, zu „lernen“. Diese Netzwerke werden so lange mit validierten Daten versorgt und trainiert, bis sie die durchzuführende Klassifizierung anhand der dahinter liegenden Funktion zufriedenstellend approximieren (Kuchta et al. 2023). Bei Textilien könnten Eigenschaften wie Bedruckungen, die Form, bestimmte Accessoires (Reißverschlüsse, Pailletten) für eine Erkennung und Abtrennung bestimmter Produkte herangezogen werden.

4.3 Automatisierte Sortieranlagen für Alttextilien in Europa

Die meisten am Markt befindlichen automatisierten Sortiertechnologien für Textilien basieren auf NIR-Spektroskopie oder Hyperspektral-Imaging. Damit können sowohl die Fasertypen, die Farbe als auch die Struktur (Gewebe oder Maschenware) erfasst werden. Theoretisch könnten auf Basis dieser Technologien diverse textile Ströme unterschiedlichster Zusammensetzung und Qualität hergestellt werden. Letzten Endes ist es jedoch eine ökonomische Frage, da jeder zusätzliche Sortierschritt auch weitere Kosten verursacht. So ist es beispielsweise für chemisches Recycling nicht notwendig, nach Farben zu sortieren, beim mechanischen Recycling hingegen schon (Duhoux et al. 2021).
Im Grunde wird sich die erforderliche Sortiertiefe danach richten, ob und welche Abnehmer es für das nachfolgende Recyclingverfahren gibt und welche Anforderungen diese an ihren Inputstrom stellen.
In Europa existieren bereits automatisierte NIR-basierte Sortieranlagen in unterschiedlichen Entwicklungsstadien, einige von ihnen sind reine Pilotanlagen.
Die Mengen an Textilien, die derzeit in Europa automatisiert sortiert werden können, beträgt derzeit nur einige Tausend Tonnen pro Jahr (Köhler et al. 2021).
Im nachfolgenden werden Beispiele für Sortieranlagen in Europa vorgestellt.

4.3.1 Sysav, Malmö, Schweden

SIPTex steht für „Swedish innovation platform for textile sorting“, wobei es sich um eine automatisierte Textilsortieranlage in Malmö, Schweden, handelt, die im Rahmen eines großen schwedischen Forschungsprojekts mit 20 Partnern entlang der textilen Wertschöpfungskette entwickelt wurde und vom kommunalen Entsorgungsbetrieb Sysav seit 2019 betrieben wird. Die Sortierkapazität beläuft sich auf 4,5 t pro Stunde mit einer maximalen Jahreskapazität von 24.000 t pro Jahr bei 3‑schichtigem Betrieb. In die Anlage gelangen nur bereits in anderen Anlagen manuell vorsortierte Post-Consumer-Textilien und Post-Industrial-Textilabfälle mit strengen Vorgaben an deren Qualität (Dahlbom et al. 2023; Nellström et al. 2022).
Das angelieferte Material darf weder nass, schmutzig oder mit Farben/Lacken/Ölen verunreinigt sein und muss eine Länge von 0,2 m bis 2,6 m aufweisen. Jegliche Art von Plastikgebinde oder Verpackung darf ebenso wenig enthalten sein wie mehrlagige Textilien, Textilien mit Gore-Tex, gefütterte/wattierte Kleidungsstücke und Jacken, Textilien mit einem Aufdruck größer als 100 cm2, Polstermaterialien (Kissen, Decken), Textilien aus Leder oder Lederimitaten, Schuhe, Gürtel, Taschen, Accessoires, Spielzeug, Teppiche, Vorhänge sowie Textilien, die Flammhemmer enthalten. Auch Ballenware oder Wollknäuel sind unerwünscht (Sysav 2023a,b).
SIPTex verwendet NIR zur Identifikation der chemischen Zusammensetzung und VIS zur Farberkennung, der Austrag erfolgt mittels Druckluft. Die Anlage wurde von Stadler geplant, die insgesamt vier NIR/VIS-Einheiten von Tomra (AUTOSORT®) geliefert (Tomra 2023).
Der Hauptfokus liegt auf den drei Sortierfraktionen Baumwolle, Polyester und Acryl. Die Faseranteile der jeweiligen Outputfraktionen der Anlage belaufen sich auf 95 % Baumwolle, 70 % Baumwolle, 95 % Polyester, 60 % Polyester und 95 % Acryl, da es für diese Fraktionen auch Abnehmer gibt. Für die Fraktion 95 % Baumwolle besteht derzeit die höchste Nachfrage (Dahlbom et al. 2023).

4.3.2 Valvan, Wormerveer, Niederlande

Unter dem Titel Fibersort Interreg North-West Europe project („Fibersort project“) (Interreg NWE 2020) wurde ein Projekt von European Commission Interreg North-West Europe mit der Laufzeit von 2016 bis 2020 finanziert. Das Projekt hatte das Ziel, die Fibersort-Technologie (NIR) zur Sortierung einzusetzen und Endabnehmer sowie geeignete Stoffströme zu identifizieren. Das Konsortium bestand aus sechs Partnern: Valvan Baling Systems, Wieland Textiles & Smart Fibersorting, Circle Economy, Leger des Heils ReShare, Procotex Corporation, and Worn Again Technologies (Wieland Textiles 2023).
Mit der Fibersort-Anlage können Sortierungen hinsichtlich Baumwolle, Polyester, Acryl, Wolle, Viskose und Polyamid und deren Kombinationen durchgeführt werden (Dahlbom et al. 2023). Valvan besitzt auch ein Patent auf einem sogenannten „Trim cleam“-Aggregat, das alle für das Faserrecycling störenden Bestandteile entfernen kann. Eigenen Angaben zufolge liegt die erreichbare Genauigkeit bei 99 % bei Reinfasern und 95 % bei Fasermischungen (ITMA 2023).

4.3.3 Nouvelles Fibres Textiles, Amplepuis, Frankreich

Bei Nouvelles Fibres Textiles handelt es sich um ein neu gegründetes Unternehmen von Les Tissages de Charlieu und Synergies TLC. Hier soll in einer neuen automatisierten Textilsortierlinie die Sortiertechnologie von Pellenc ST und die Recyclingtechnologie von Andritz kombiniert werden. In der Anlage sollen Post-Consumer-Textilabfälle sortiert und zu Recyclingfasern für das Verspinnen, die Vliesstoff- und die Verbundwerkstoffindustrie verarbeitet werden, die Inbetriebnahme der Anlage ist für November 2023 angesetzt (Andritz 2023). Laut eigener Angaben kann die Anlage rund 1 t Alttextilien pro Stunde umsetzen. Die Sortierung erfolgt automatisiert nach Farbe und Faserzusammensetzung, Störstoffe werden entfernt (Nouvelles Fibres Textiles 2023).

4.3.4 LSJH, Turku, Finnland

Lounais-Suomen Jätehuolto (LSJH), ein kommunaler Entsorgungsbetrieb, betreibt im Rahmen einer Pilotanlage in Turku, Finnland, eine Anlage, die NIR einsetzt, um die Textilien auf Basis ihrer chemischen Zusammensetzung automatisiert zu klassifizieren. Die Textilien werden zuerst aber noch manuell vorsortiert. Die Identifikationstechnologie wurde von LSJH in Kooperation mit der Lahti University of Applied Sciences (LUAS) und Spectral Engines entwickelt (Dahlbom et al. 2023). In weiterer Folge werden die Textilien zerkleinert und die Fasern für Recycler zur Verfügung gestellt. Eine großindustrielle Anlage mit einer Jahreskapazität von 20.000 t pro Jahr ist in Topinpuisto (Turku) in Planung und soll 2025 fertiggestellt werden (LSJH 2023).

4.3.5 Soex Recycling Germany, Wolfen, Deutschland

Im Rahmen des Projektes Resyntex wurde eine NIR-Pilotanlage (LLA Instruments uniSPEC2.2MPL) bei Soex in Wolfen errichtet. Im Wesentlichen besteht die Anlage aus einem Förderband mit NIR-Sensor, die Beschickung erfolgt manuell. Nach Detektion wird die zugeordnete Klasse für das jeweilige Objekt an einem Monitor angezeigt und kann manuell den insgesamt 17 Outputfraktionen zugeordnet werden (Soex 2021).

5 Recyclingverfahren für Alttextilien in Europa

Im Textilbereich werden derzeit noch verschiedene Prozessschritte unter dem Begriff „Recycling“ umfasst. Zum Teil ist darunter die mechanische Vor- und Aufbereitung für das eigentliche Recyclingverfahren zu verstehen. Zum anderen ist zu berücksichtigen, dass unter „Recycling“ oder „stofflicher Verwertung“ auch nicht immer Faser-zu-Faser-Recycling (Fibre2Fibre) gemeint ist, sondern auch sogenannte Open-loop-Verwendungen bzw. klassisches Downcycling davon umfasst ist.
Tab. 1 gibt einen groben Überblick über die Anforderungen an den Input für verschiedene Fasertypen in Hinblick auf chemisches und mechanisches Faser-zu-Faser-Recycling.
Tab. 1
Überblick der Anforderungen an das Inputmaterial für chemisches und mechanisches Recycling von Polyester, Baumwolle, Polycotton, Acryl und Wolle (Duijn et al. 2022; Roithner et al. 2021)
Art des Verfahrens
Inputmaterial
Voraussetzungen an den Input
Materialzusammensetzung
Störung durch Accessoires
Farben
Chemisches Recycling
Polyester
≥ 95 % Polyester, < 5 % andere Komponenten
Ja, Entfernung notwendig. Störstoffe: Farbstoffe, Veredelungschemikalien, metallische Reststoffe
Alle
Baumwolle
≥ 95 % Baumwolle, < 5 % andere Komponenten, keine Proteinbasierten Fasern
Polycotton
≥ 60 % Polyester, < 5 % andere Komponenten, keine Proteinbasierten Fasern
Mechanisches Recycling
Baumwolle
≥ 80 % Baumwolle
Ja, Entfernung notwendig. Störstoffe: Reißverschlüsse und Knöpfe aus Metall, Plastikreste, Leder/Lederimitat
Alle, unifarben
Acryl
≥ 95 % Acryl
Ja, Entfernung notwendig
Wolle
≥ 95 % Wolle

5.1 Mechanisches Recycling

Mechanisches Recycling ist bis dato die am weitestverbreitete Recyclingtechnologie (Dahlbom et al. 2023). Der Begriff „mechanisches Recycling“ wird derzeit sehr breit gehandhabt, prinzipiell werden Textilien dabei durch mechanische Prozesse stets zerkleinert. Grundsätzlich können beim mechanischen Recycling alle Fasertypen und Fasermischungen als Inputmaterialien eingesetzt werden (Eppinger 2022; Palm et al. 2014). Die anzuwendende Recyclingtechnologie muss jedoch auf das Inputmaterial abgestimmt werden. Je homogener und qualitativ hochwertiger der Inputstrom beim mechanischen Recycling ist, desto höher ist auch die Qualität der hergestellten Fasern. Im Gegensatz zum chemischen Recycling spielt die Farbe des Inputmaterials eine wichtige Rolle (Duhoux et al. 2021).
Zum einen wird das mechanische Recycling häufig als Prozessschritt und als Vorbereitung für das nachfolgende thermo-mechanische, chemische oder biochemische Recycling gesehen. Zum anderen werden Textilien durch mechanische Prozesse zerkleinert und getrennt, bis sie für einen bestimmten Verwendungszweck wiedereingesetzt werden können. Oftmals kommen die dabei entstehenden Fraktionen in Produkten in Form von minderer Qualität zum Einsatz (z. B. Füllstoffe für Matratzen oder Polster, Stoffstreifen für Isoliermaterial, Lumpen) (Duhoux et al. 2021).
Eine weitere Möglichkeit ist die Bereitstellung von Fasern durch mechanisches Recycling.
Beim mechanischen Faser-zu-Faser-Recycling wird die chemische Struktur der Alttextilien nicht verändert. Voraussetzung dafür ist, dass sämtliche harten Fremdteile (z. B. Reißverschlüsse, Knöpfe) zuvor entfernt werden (Dahlbom et al. 2023).
Mechanisches Faser-zu-Faser-Recycling wird derzeit z. B. in der Türkei, in Italien, Spanien, Portugal, Finnland, den Niederlanden und Deutschland durchgeführt. Beim mechanischen Recycling werden die einzelnen Fasern mithilfe von Nadelwalzen freigelegt. Dabei ergibt sich ein Zellstoff, der Virgin-Baumwolle ähnlich ist, jedoch im Durchschnitt geringere Faserlänge aufweist (NewRetex 2023).
Im Normalfall müssen frische Fasern beigemischt werden (bis zu 80 %), um die Qualität des Garns zu erhöhen. Grund dafür ist die verringerte Faserlänge durch die Beanspruchung aus der Benützung sowie durch Beschädigung aus Prozessen des mechanischen Recyclings (Keßler et al. 2021; Palm et al. 2014; Palme 2017). Der Anteil an spinnbaren Fasern, die lange genug sind, um wieder zu Garn versponnen zu werden, beträgt ca. 5 bis 20 % des textilen Inputstroms für Naturfasern (z. B. Baumwolle) und 25 bis 55 % für synthetische Fasern als Input (z. B. Polyester). Die Qualität dieser spinnbaren Fasern ist jedoch geringer als jene von Virgin-Fasern. Fasern mit einer Länger über 15 mm sind notwendig, um einen Beitrag zur Fadenstärke zu leisten, dies ist nicht der Fall bei Fasern mit einer Länge zwischen 10 und 15 mm, die zwar noch spinnbar sind (Duhoux et al. 2021).
Die restlichen Outputfraktionen beim mechanischen Recycling (Flusen, Füllmaterialien, Staub) können durch Herstellung von Vliesstoffen, als Füllmaterial, als Verstärkermaterial in Verbundwerkstoffen oder thermisch verwertet werden.
Außerdem verbleiben auch (gefährliche) Chemikalien wie z. B. Additive oder Farbstoffe in dem Faseroutput (Duhoux et al. 2021).
Die Technologie des mechanischen Recyclings ist ausgereift (TRL 9) und für bestimmte Fasertypen kommt sie bereits seit Jahrzehnten in Europa zur Anwendung, sowohl für Naturfasern (Wolle, Baumwolle, Jute, Sisal etc.) als auch Kunstfasern (Polyester, Polyamid, Acryl, Viscose usw.). Der Fokus bei der Weiterentwicklung der Technologie liegt in der Erhöhung der Menge an spinnbaren Fasern und die Verbesserung der Faserqualität. Dies wird durch die Anpassung der eingesetzten Aggregate, zusätzliche Behandlung oder durch verbesserte Sortierung des Inputmaterials erreicht (Duhoux et al. 2021).
Bereits existierende mechanische Recyclingrouten für Faser-zu-Faser-Recycling existieren für Produktionsabfälle und Post-Consumer-Textilabfälle, die aus Baumwolle bestehen. Diese Abfälle werden zerkleinert, kardiert und gemeinsam mit Virgin-Fasern zu einem Baumwollgarn gesponnen. Gestrickte Pullover mit einem Anteil von über 70 % Wolle oder einem Wolle-Acryl-Mix werden nach Farbe sortiert, in Wasser eingeweicht, gerissen, getrocknet und zu einem Wollegarn bzw. Wolle-Acryl-Garn gesponnen (Elander und Ljungkvist 2016).
Was jedoch auch nicht vergessen werden darf: Textilfasern werden durch das Tragen der Kleidung und das Waschen mit der Zeit kürzer. Je qualitativ minderwertiger und/oder je älter das Kleidungsstück, umso schlechter wird die Ausbeute an geeigneten Fasern beim mechanischen Recycling sein (Elander und Ljungkvist 2016).
Unerwünschte Inputmaterialien für das mechanische Recycling sind beschichtete Textilien oder verschweißte Textilverbunde. Auch die Anwesenheit von mehr als 10 % Elastan ist für viele Unternehmen problematisch (Duhoux et al. 2021).
Beim mechanischen Recycling handelt es sich um eine vergleichsweise günstige Technologie. Für natürliche Fasern stellt die mechanische Route die einzige Möglichkeit dar, den ursprünglichen Fasertyp zu erhalten, d. h. Baumwolle bleibt Baumwolle mit all ihren Eigenschaften. Bei allen anderen Technologien wird Baumwolle zu regenerierter Cellulose (z. B. Viskose). Ein weiterer Vorteil ist auch, dass relativ kleine Mengen an Textilabfällen batchartig recycelt werden können. Im Rahmen des mechanischen Recyclings werden Stoffe, die in den Textilien vorhanden sind, nicht entfernt. In diesem Zusammenhang gibt es daher Bedenken, dass textile Produkte, die vor Jahren auf den Markt gebracht wurden, derzeitige Vorgaben in Bezug auf enthaltene Schadstoffe nicht einhalten können. Auf der anderen Seite können Textilien auch während ihrer Nutzungsphase mit unerlaubten chemischen Stoffen kontaminiert worden sein (z. B. bei Arbeitskleidung) (Duhoux et al. 2021).

5.2 Chemisches Recycling

Wesentlicher Vorteil des chemischen Recyclings ist, dass die auf diese Art erhaltenen recycelten Fasern eine hohe Qualität aufweisen und vor dem Spinnen nicht mit Virgin-Material vermischt werden müssen. Daher ist chemisches Recycling auch für Alttextilien geeignet, die mindere Qualität aufweisen (NewRetex 2023). Verglichen mit anderen Recyclingtechnologien stellt das chemische Recycling das aufwendigste und teuerste dar und hat auch die größten ökologischen Auswirkungen. Chemische Recyclingtechnologien können zumeist mit einem geringen Anteil an Fremdmaterialien (z. B. Nylon, Acryl, Wolle, Elastan) umgehen, harte und metallische Teile (z. B. Reißverschlüsse, Knöpfe) müssen jedoch vor dem jeweiligen Prozess entfernt werden. Die Struktur des Textils (Strickware, Gewebe etc.) hat im Gegensatz zum mechanischen Recycling keinen Einfluss beim chemischen Recycling. Farbstoffe spielen ebenfalls eine untergeordnete Rolle, da zumeist im Vorfeld ein Entfärbungs- oder Bleichungsschritt durchgeführt wird (Duhoux et al. 2021).
Im Wesentlichen ist beim chemischen Recycling zwischen Monomer- und Polymer-Recycling zu unterscheiden. Beim Monomerrecycling werden die Polymerketten der Textilien in ihre Monomere gespalten und aus den Monomeren wiederum neue Polymere hergestellt. Beim Polymerrecycling werden bestimmte Polymere aus den Textilien herausgelöst und diese wiederum zu Garn versponnen (Duhoux et al. 2021).
Daraus ergeben sich drei Technologien, die in der Praxis umgesetzt werden:
  • Polymerrecycling von Baumwolle über ein Aufschlussverfahren: Beim chemischen Recycling von Baumwolle wird Cellulosezellstoff erzeugt, der über verschiedene Arten von Aufschlussprozessen gewonnen werden kann (Sulfat, Sulfit und schwefelfrei). Bei diesem Verfahren kann Cellulose aus verschiedenen Inputmaterialien gewonnen werden, u. a. Holz, Baumwolle, Viskose, Pappe. Dieser Zellstoff kann als Inputmaterial im Spinnprozess zur Herstellung von Viskose, Modal, Lyocell etc. verwendet werden oder in einem traditionellen Spinnprozess für synthetische Cellulosefasern verarbeitet werden. Der Baumwollanteil im Inputstrom muss mindestens 50 % betragen, wobei das Verfahren technisch auch mit geringeren Anteilen umsetzbar, aber nicht mehr ökonomisch vertretbar wäre. Die Menge an Chemikalien für den Aufschlussprozess sinkt mit steigendem Anteil an Baumwolle im Inputmaterial. Bei gefärbten Textilien müssen ebenfalls zusätzliche Prozessschritte zur Entfärbung und zum Bleichen durchgeführt werden. Derzeit weisen die meisten Technologien einen TRL von 7–9 bei reiner Baumwolle als Inputmaterial auf (Duhoux et al. 2021). Theoretisch ist es denkbar, recyclierte Fasern wieder diesem Verfahren zuzuführen, allerdings bauen die Polymerketten mit jedem Recyclingzyklus ab.
  • Monomerrecycling von PA6 und PET: Beim chemischen Recycling von PA6 und PET werden die Polymerketten unter definierten Bedingungen (Temperatur, Druck, Zeit, Katalysatoren) in Wasser (Hydrolyse), Alkoholen (Methanolyse) oder Glykolen aufgebrochen und in Monomere zerlegt. PA6 wird grundsätzlich mithilfe von Hydrolyse zerlegt, bei PET sind alle drei Medien denkbar, die Glykolyse ist das am häufigsten vorkommende. Neben den genannten, etablierten Solvolysemethoden existiert eine vierte Variante – die sogenannte enzymatische Depolymerisation. Dabei handelt es sich um eine biochemische Reaktion, bei der ein Enzym als biologischer Katalysator zum Einsatz kommt. Die enzymatische Polymerisation kann für Fasern aus PET und PET-Mischungen angewendet werden, da das Enzym selektiv auf PET wirkt. Üblicherweise werden bei PET als Monomere PTA und MEG erhalten, bei PA6 wird Caprolactam erhalten. Diese Monomere werden dann repolymerisiert, wodurch PET bzw. PA6 entsteht, welche die Qualität der jeweiligen Virgin-Materialien erreichen. Chemisches Monomer-Recycling ist aufgrund der hohen Temperaturen und Drücke ein energieintensiver Prozess und damit wirtschaftlich oft nicht vertretbar. Die Reinheit des Inputmaterials spielt bei der Effizienz des chemischen Recyclings von synthetischen Fasern eine sehr große Rolle, und sollte bei mindestens 80 bis 90 % liegen. Der TRL für das chemische Recycling von PA6 liegt bei 9, bei PET hingegen nur bei 4–7 (Duhoux et al. 2021).
  • Technologien, die auf die Wiedergewinnung sowohl von Cellulose als auch PET aus Polycottonmischungen abzielen:
    1.
    Bei einer der verwendeten Technologien wird eine lösungsmittelbasierte Auflösung mit nachfolgender Filtration verwendet, um Baumwolle von PET abzutrennen. Sowohl PET als auch Baumwolle werden jeweils mit einem Lösungsmittel aufgelöst und die Polymere voneinander getrennt. Die auf diese Art gewonnene Cellulose kann mit einem nachfolgendem Aufschluss- und Nassspinnverfahren (z. B. Viskose) verarbeitet werden, während die PET-Polymere weitgehend intakt bleiben und einem Polymer-Wiederherstellungsverfahren unterzogen werden.
     
    2.
    Der zweite Technologieansatz basiert auf einem hydrothermischen Verfahren, wo entweder Baumwolle, PET oder beide Komponenten in einem wässrigen System unter Druck und höherer Temperatur (100 bis 374 °C) zerstört werden. Das wässrige System enthält neben Wasser auch organische Säuren oder Schwefelsäure. Bei den meisten Verfahren wird Baumwolle zu Baumwollpulver abgebaut und die Polyesterfasern mittels Filtration abgetrennt. Je nach Verfahrensvariante weisen diese Polyesterfasern die erforderliche Qualität für das nachfolgende Spinnverfahren auf oder werden aufgeschmolzen, extrudiert und pelletiert. Die Prozessbedingungen hängen stark vom Inputmaterial (mehr Baumwolle oder Polyester in der Mischung) ab.
     
    3.
    Bei der dritten Technologie wird Baumwolle über eine enzymatische Route gewonnen, indem das Textil zu Glukose, Cellulosepulver und PET-Fasern abgebaut wird. Hierzu wird das Textil zunächst vorbehandelt, um die Kristallinität der Cellulosefasern zu erniedrigen. Durch Zugabe einer Enzymlösung zum textilen Material in einem Bioreaktor wird Baumwolle hydrolysiert, es entsteht Cellulose und lösliche Glukose. Durch Aufreinigungsschritte ergibt sich ein glukosereicher Sirup, der durch biotechnologische Prozesse vielfältig verwendet werden kann. PET verbleibt beim Verfahren intakt, wird mittels Filtration abgetrennt und kann wieder zu Garn versponnen werden (Duhoux et al. 2021).
     
Für die Anwendung von chemischem Recycling für Textilien gibt es europaweit bereits einige Beispiele.
Das österreichische Unternehmen Lenzing setzt neben Holz bis zu einem Drittel Baumwolle aus der Bekleidungsherstellung im Rahmen des REFIBRATM-Prozesses ein, um Lyocell- oder Modal-Fasern herzustellen (Lenzing 2023).
Bei Södra, Schweden, wird Zellstoff (sog. OnceMore®) aus Baumwoll-Textilabfällen (20 %) und Holz (80 %) gewonnen, der in der Textilindustrie zur Herstellung von Viskose oder Lyocell eingesetzt wird (Södra 2023).
Das niederländische Unternehmen SaXcell verwendet ebenfalls Post-Consumer-Baumwollabfälle als Einsatzmaterial. Die Textilabfälle werden gemahlen und eventuelle Störstoffe werden entfernt. Die Textilfasern unterschiedlicher Faserlänge werden chemisch entfärbt und für das Nassspinnen vorbereitet. Das Endprodukt sind regenerierte Cellulosefasern (SaXcell 2023).
Aus Baumwolltextilabfällen mit einem maximalen Anteil von 22 % an Polyester oder Elastan können bei Infinited Fiber, Finnland, sogenannte Infinna™-Faser hergestellt werden. Dazu werden die synthetischen Fasern und Farbstoffe in den Textilabfällen zunächst entfernt und die Cellulose auf molekularer Ebene aufgespalten, anschließend mit Harnstoff aktiviert und aufgelöst. Die entstehende flüssige Cellulose wird durch Nassspinnen zu einem Faserfilament versponnen (Infinited Fiber 2023).
Das Unternehmen Aquafil Spa, Italien, stellt unter dem Markennamen ECONYL® Nylon aus Nylon-Abfällen (z. B. Fischernetze) her (Econyl 2023).
CuRe Technology in den Niederlanden setzt neben PET-Verpackungen auch Polyesterseile, Fahrzeuggurte, Polyestertextilien und Polyesterteppich ein, welche sortiert, gewaschen und zerkleinert werden. Durch chemisches Recycling wird rPET hergestellt. Dieses kommt wieder in verschiedenen Produkten zum Einsatz (CuRe 2023).

5.3 Thermisches Recycling

Beim thermischen Recycling ist zwischen thermomechanischem und thermochemischem Recycling zu unterscheiden. Bei ersterem können z. B. Polyester, Polyamid und Polypropylen als Regranulat zurückgewonnen werden, indem das Inputmaterial bei definierten Temperaturen aufgeschmolzen wird. Es ist jedoch nur für Materialien geeignet, die aus einem Polymertyp bestehen (z. B. Post-Industrial-Abfälle) und derzeit wird noch ein hoher Anteil an Virgin-Material hinzugegeben und auch die Eigenschaften verschlechtern sich mit jedem Lebenszyklus. Der derzeitige TRL liegt bei 7. Nachteile des thermomechanischen Verfahrens ist, dass sich die Fasereigenschaften nach jedem Recyclingzyklus verschlechtern und auch Farbstoffe sich mit der Temperaturbehandlung ändern können. Wie auch beim mechanischen Verfahren verbleiben zudem sämtliche Stoffe – sofern nicht flüchtig – im Material, d. h. das gilt auch für Komponenten, die mittlerweile als bedenklich oder verboten eingestuft wurden (Duhoux et al. 2021).
Beim thermochemischen Recycling (z. B. Pyrolyse) werden Hitze oder eine partielle Oxidationsreaktion zum Abbau von Polymeren zu Monomeren eingesetzt. Diese Monomere können als Ausgangsmaterialien wieder in der chemischen Industrie eingesetzt werden. Die Technologie selbst gilt als ausgereift (TRL 9). Im Grunde zählt das thermochemische Recycling zu den chemischen Recyclingmethoden, aufgrund der hohen Temperaturen bei diesem Verfahren wurde beschlossen, dieses den thermischen Verfahren zuzuordnen. Bei diesem Verfahren können theoretisch auch nicht sortierte, qualitativ minderwertige Textilabfälle eingesetzt werden, da die Toleranzschwelle für Kontaminationen im Vergleich zu anderen Recyclingtechnologien deutlich höher liegt. Zudem führt die Technologie zu einem Output, der die Qualität von Virgin-Material aufweist (Duhoux et al. 2021).

5.4 Recycling mit offenem Kreislauf (Open-loop-Recycling)

Laut AS (2022) wird unter Recycling mit offenem Kreislauf eine Verwertung der Materialien in einer anderen Materialkategorie oder Anwendung verstanden, wobei die ursprünglichen Textilien Verluste an Qualität oder Reinheit erfahren.
Textilien, die sich – aus welchen Gründen auch immer – weder für ReUse eignen noch in anderen Faser-zu-Faser-Recyclingprozessen Verwendung finden, können ebenfalls stofflich verwertet werden. Dabei geht es im Wesentlichen darum, die Textilien durch minimale mechanische Behandlung (z. B. Zerkleinerung, Abtrennung von Störstoffen) in einen Zustand zu bringen, um sie für einen bestimmten Zeck verwendbar zu machen (Ipsmiller und Bartl 2022).
Die Möglichkeiten dazu sind vielfältig und reichen von Putzlappen, Isolierungs- oder Polstermaterial, Kurzfasern für industrielle Prozesse, Malervlies bis zu Lärmschutzwänden und in Verbundmaterialien. In diesem Bereich besteht hohes Potenzial zur Identifizierung von neuen Absatzmärkten und Anwendungen für textile Sekundärrohstoffe, um Primärrohstoffe und wertvolle Ressourcen einzusparen (Siptex 2023). Das Unternehmen Advance Nonwoven, Dänemark beispielsweise, stellt aus Textilabfällen durch Anwendung seiner patentierten Technologie kompakte Vliesmatten her, die wiederum für vielfältigste Zwecke eingesetzt werden können.
Bereits existierende Routen stellen beispielsweise folgende dar:
  • Gewebte Textilien mit Wolle werden zerkleinert, gepresst und als Filz für Matratzen oder Teppichunterlagen verwendet.
  • Die Reißverschlüsse und Knöpfe von beschädigten Jeans werden entfernt und mit Harz gemischt als Isolationsmaterial für Waschmaschinen oder Autos eingesetzt.
  • Textilien mit einem Anteil von über 70 % Baumwolle werden in die vorgegebene Größe geschnitten und kommen als Putzlappen z. B. in der Autoindustrie zum Einsatz.
  • Frottierhandtücher werden in die gewünschte Größe zugeschnitten und als Wasser absorbierende Wischtücher verwendet (Elander und Ljungkvist 2016).

6 Perspektiven der automatisierten Sortierung von Alttextilien

Die Textil- und Bekleidungsindustrie wird in Zukunft im Sinne einer Kreislaufwirtschaft zu gestalten und eine höhere Menge an Textilien zu recyceln sein. Mit Inkrafttreten der verpflichtenden getrennten Sammlung von Textilien ab 2025 wird sich die Menge der gesammelten Abfälle in der EU massiv erhöhen. Duhoux et al. (2021) gehen von der Annahme aus, dass ein Anteil von 50 % des jährlichen Textilverbrauch gesammelt wird und kommen damit EU-weit auf 5,8 Mio. Tonnen Textilabfälle und damit ein hohes Potenzial an Rohstoffen. Vorgaben wie ein verpflichtender Anteil von recycelten Fasern in Textilien wird die Nachfrage nach diesen Fasern und auch die Weiterentwicklung der Recyclingverfahren extrem beschleunigen.
Hinzu kommen Entwicklungen im Bereich der erweiterten Produzentenverantwortung, wie man sie bereits aus anderen Bereichen wie Verpackungen, Elektrogeräten oder Batterien kennt, die für Textilien immer wieder ins Spiel gebracht wird. Die EU-Textilstrategie (EU 2022) sieht bereits die Einführung von entsprechenden Regeln für Textilien in allen Mitgliedsstaaten vor. Laut einer von Duhoux et al. (2021) durchgeführten Online-Befragung wären 86 % der Stakeholder für die Einführung eines derartigen EU-weiten Systems. Allerdings besteht derzeit nur in Frankreich ein verpflichtendes EPR-System für Textilien, Schweden und die Niederlande sind im Begriff, die rechtlichen Grundlagen dafür zu schaffen (Boiten 2022). Damit fehlen auch entsprechende Erfahrungswerte. Auch gilt es zu bedenken, dass derzeit häufig Non-Profit-Organisationen oder karitative Einrichtungen mit der Sammlung und Sortierung von Textilien betraut sind und diese bereits existierenden Strukturen durch die Einführung von kollektiven EPR-Systemen betroffen wären (Duhoux et al. 2021). Mit der Einführung der EPR konnte in Frankreich die Menge an gesammelten Alttextilien aber deutlich von 100.000 t (2009) auf 249.000 t (2019) gesteigert werden, was in weiterer Folge zu einer positiven Entwicklung des Recyclingmarkts führte (Roithner et al. 2021).
Für Textilien steht theoretisch bereits eine Reihe von unterschiedlichen Recyclingverfahren zur Verfügung, wenngleich die Kapazitäten in Europa relativ gering sind. Es ist wahrscheinlich, dass diese unterschiedlichen Recyclingverfahren auch in Zukunft parallel bestehen bleiben, da keines der Verfahren ein anderes vollständig ersetzen kann. Verschiedene Aufgabenstellungen und unterschiedlichste textile Produkte erfordern eine breite Palette an Verwertungslösungen. Für alle Recyclingverfahren sind jedoch textile Inputströme erforderlich, die in Bezug auf ihre Zusammensetzung und hinsichtlich ihres Störstoffgehalts bestimmten Vorgaben entsprechen. Dies ist bei Textilien aus dem Pre-Consumer- oder vor allem Post-Industrial-Bereich oftmals einfacher zu bewerkstelligen als im Post-Consumer-Bereich, nichtsdestotrotz ist in den meisten Fällen eine Sortierung notwendig.
Für Alttextilien ergibt sich für eine hochwertige stoffliche Verwertung eine Reihe von Herausforderungen, z. B. sind Textilprodukte extrem vielseitig und individuell gestaltet, sie verfügen über mehrere Lagen, bestehen aus einem Gemisch verschiedenster Fasertypen und/oder enthalten eine Vielzahl von Störstoffen.
Laut der von Duhoux et al. (2021) durchgeführten Studie basierend auf Literaturrecherche, Stakeholder- und Experteninterviews (Industrie, zivilgesellschaftliche Organisationen, Politik und Verwaltung, Wissenschaft), brauchen Verwerter detaillierte Informationen über die Zusammensetzung der zu verwertende Fraktionen, die weit über die Angaben auf den Pflegeetiketten hinaus gehen. Von Bedeutung sind auch Angaben über die verwendeten Chemikalien in den textilen Fraktionen (wie z. B. Farbstoffe, Finishingmittel) und das Vorhandensein von recyclierten Fasern oder Accessoires. Die Angabe auf Etiketten, wie sie derzeit in Textilien zu finden sind, wird durch die Textilkennzeichenverordnung (Nr. 1007/2011) (EU 2011) geregelt. So sind alle Inverkehrbringer verpflichtet, Textilien nach den Vorgaben der Verordnung zu kennzeichnen:
  • Textilerzeugnisse bestehend aus einer Faser, dürfen den Zusatz „100 %“, „rein“ oder „ganz“ tragen, wobei ein Anteil von 2 M.-% an Fremdfasern – sofern technisch unvermeidbar und nicht absichtlich hinzugefügt – nicht explizit angegeben werden muss. Bei der Anwendung von Streichverfahren wird ein Fremdfaseranteil von 5 M.-% toleriert.
  • Bei Multifaser-Textilerzeugnissen ist die Bezeichnung und der Gewichtsanteil aller enthaltenen Fasern anzugeben, wobei Fasern, deren Gewichtsanteil < 5 % beträgt oder Fasern, deren Gewichtsanteil zusammen bis max. 15 % beträgt, als „Sonstige Fasern“ bezeichnet werden können.
  • Sichtbare und isolierbare Fasern, die einem rein dekorativen Zweck dienen und deren Anteil < 7 M.-% beträgt, müssen im Rahmen der Kennzeichnung nicht berücksichtigt werden. Dasselbe gilt für Metallfasern und andere Fasern, die dem Textil nur zum Zweck der antistatischen Wirkung zugesetzt werden und deren Anteil < 2 M.-% beträgt.
  • Textilerzeugnisse, die aus zwei oder mehreren Komponenten bestehen, die nicht denselben Fasergehalt haben, sind grundsätzlich ebenfalls wie zuvor beschrieben (getrennt) zu kennzeichnen. Die Kennzeichnung entfällt jedoch für Nicht-Hauptfutterstoffe oder Komponenten, deren Gewichtsanteil < 30 % beträgt.
Die derzeitige Kennzeichnung ist auf Konsument:innen ausgerichtet, für einen Recyclingprozess sind die Angaben jedoch zu unspezifisch und ungenau. So ist beispielsweise die derzeitige Angabe „Nylon“ für den nachfolgenden Recyclingprozess unzureichend, weil dieses Polymer unterschiedliche Molekülstrukturen und damit auch unterschiedliche Eigenschaften aufweisen kann (z. B. Nylon 6) (Duhoux et al. 2021).
Die derzeitige Kennzeichnung von Textilien enthält auch keine Informationen zu den Chemikalien (u. a. Farbstoffe, Flammschutzmittel, Antifalten-Mittel) oder Verfahrensschritte, die im Rahmen des Herstellungsprozesses durchlaufen wurden (Duhoux et al. 2021).
Es gibt dabei eine Reihe von Möglichkeiten, wie diese Informationen entlang der textilen Wertschöpfungskette weitergegeben werden könnten. Laut einer Studie von Duhoux et al. (2021) mit Stakeholdern sprechen sich 59 % für die Einführung von Datenträgern aus, die im Rahmen der Sortierung und des Recyclingprozesses ausgelesen werden könnten, wie beispielsweise NFC-Chips (Near Field Communication) oder RFID-Transponder (Radio Frequency Identification). 24 % sind für die Beibehaltung bzw. Erweiterung der bestehenden Etiketten oder Markierungen am textilen Produkt (Duhoux et al. 2021).
Diese Aspekte zeigen, dass manuelle Sortierung nur einen Teil – wenngleich ein wichtiger – in der Sortierung von Textilien darstellen kann. Sensorgestützte Sortierung kann Merkmale und Eigenschaften erfassen, die sortierendem Personal aus unterschiedlichsten Gründen nicht zugänglich sind. Gleichzeitig hat jedoch auch die automatisierte Sortierung ihre Grenzen, daher sind diese beiden Herangehensweisen synergistisch einzusetzen. So könnte die manuelle Sortierung einen wichtigen ersten Schritt und eine Vorbereitung zur automatisierten Sortierung sein. Manuelle Sortierung wird in den nächsten Jahren auch weiterhin zur Gewinnung von diversen ReUse-fähigen Fraktionen mit dem Hintergrund der Qualitätskontrolle dienen müssen, da es hier keine marktreifen automatisierten Lösungen gibt. Automatisierte Sortierung kann primär der Bereitstellung von recyclingfähigem Material mit bestimmter chemischer Zusammensetzung und der Abwesenheit von Störstoffen dienen. Es wäre jedoch auch sinnvoll, bestimmte Schritte in der manuellen Sortierung zukünftig durch (semi-)automatisierte Prozesse zu ersetzen (z. B. attraktive Marken für den ReUse mit RFID-Technologie auszustatten). Auch im Rahmen der Objekterkennung können bestimmte Sortierschritte mithilfe von Künstlicher Intelligenz getriebenen Algorithmen und Modellen eine wichtige Ergänzung darstellen.
Manuelle Sortierung könnte jedoch auch eine erste Standardisierung sicherstellen, da sich die Art der Sammlung europaweit aller Wahrscheinlichkeit nach nicht harmonisieren lässt und gleichzeitig große Auswirkungen auf die Anforderungen der Sortiertechnologien hat.
Hier wird es notwendig sein, Merkmale festzulegen, um die Qualität von textilen Fraktionen umfassend beschreiben zu können sowie die entsprechenden Methoden zur Charakterisierung zu entwickeln. Des Weiteren ist eine möglichst frühzeitige Einführung eines Klassifikationssystems auf Basis dieser Merkmale für textile Abfallströme von großer Bedeutung. Diese Festlegungen stellen die Basis für definierte Sortierkriterien und Standards dar und erleichtern auch den Handel mit und die Verwertung von Textilabfällen.
Grundsätzlich sind automatisierte Sortierverfahren gegenüber manuellen Sortierungen – wo immer möglich – langfristig zu bevorzugen, vor allem aus Kostengründen. Allerdings erfordern der Bau und die Umsetzung solcher automatisierten Sortieranlagen hohe Investitionen und sind mit einem großen unternehmerischen Risiko verbunden. Zum jetzigen Zeitpunkt sind auch noch zu viele Fragen vor allem in Bezug auf die nachfolgenden Recyclingprozesse offen, sodass eine breite Etablierung von automatisierten Textilsortieranlagen wohl noch eine Weile dauern wird. Letzten Endes wird sich die zukünftige Umsetzung an der Nachfrage nach recycelten Fasern und der Machbarkeit der industriellen Umsetzung von verschiedenen Recyclingverfahren orientieren.
Unter Verwendung der NIR-Technologie scheint es automatisiert grundsätzlich bereits möglich zu sein, marktfähige und verwertbare textile Fraktionen zu erzeugen. Sortiermechanismen unter Ausnützung von Fluoreszenzmarkern, RFID oder NFC sind noch Zukunftstechnologien und erfordern stets auch die flächendeckende Einbindung der textilherstellenden Unternehmen und würden zusätzlichen Aufwand und Kosten bedeuten. Vorgaben in diese Richtung müssen daher wohl überlegt sein. Für diese Technologien bestehen für den Anwendungsbereich Textilien derzeit auch noch viel zu wenig Erfahrungswerte und von umfassenden, praxistauglichen Konzepten ist man noch weit entfernt. Und die derzeit in Umlauf befindlichen Textilien können auf Basis dieser möglichen Zukunftstechnologien ohnehin nicht sortiert werden. Es wäre jedoch denkbar, beispielsweise hochwertige Markenwaren oder Crème-Ware mit dieser Technologie in Zukunft auszustatten, um so die manuelle Sortierung in wesentlichen Teilen zu automatisieren, zu vereinfachen und beschleunigen zu können.
Mit welcher Technologie auch immer das textile Produkt ausgestattet wird, die Platzierung sollte gut überlegt sein, da viele Konsument:innen z. B. Etiketten entfernen. Außerdem ist zu bedenken, dass die Angaben der Hersteller über die Zusammensetzung bereits jetzt auf Etiketten oftmals fehlerhaft sind – dies wäre auch die Gefahr bei den über Marker, RFID oder NFC hinterlegten Informationen. Nicht vergessen werden darf auf textile Produkte, die selbst genäht wurden und keine der genannten Technologien beinhalten können. Hinzu kommt, dass Textilien zum Zeitpunkt der automatisierten Erfassung mit diesen Technologien nahezu intakt sein müssen. Eine vorherige Beschädigung oder Zerkleinerung hätte zur Folge, dass die hinterlegten Informationen nicht mehr verfügbar sein könnten.
Die Verwendung einer einzigen Technologie zur automatisierten Sortierung von Textilien wird und kann in Zukunft wohl nicht ausreichend sein, um sämtlichen Herausforderungen in diesem Bereich zu begegnen. Es werden vielmehr mehrere der beschriebenen Technologien Anwendung finden (müssen), um die vielfältigen Sortieraufgabenstellungen bewältigen zu können.
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Literature
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Metadata
Title
Automatisierte Textilsortierung – Status quo, Herausforderungen und Perspektiven
Authors
Alexia Tischberger-Aldrian
Hana Stipanovic
Nikolai Kuhn
Tanja Bäck
Daniel Schwartz
Gerald Koinig
Publication date
27-11-2023
Publisher
Springer Vienna
Published in
Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft / Issue 1-2/2024
Print ISSN: 0945-358X
Electronic ISSN: 1613-7566
DOI
https://doi.org/10.1007/s00506-023-01004-5

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