Toray: Chemisches Recyclingverfahren für hochqualitative Carbonfasern

Toray Industries, Inc. hat ein chemisches Recyclingverfahren für carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFRP) entwickelt, das die Zersetzung duroplastischer Harze bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen ermöglicht und zugleich die Festigkeit sowie die Oberflächenqualität der zurückgewonnenen Carbonfasern erhält. Auf Basis dieser Technologie produzierte das Unternehmen erstmals ein Nonwoven-Material aus recycelten Carbonfasern.

Chemische Zersetzung duroplastischer Harze mit hoher Faserqualität
Das Verfahren beruht auf einem neu entwickelten Zersetzungsmittel, das Toray unter Nutzung seiner Kompetenzen in der organischen Synthese und Polymerisation formuliert hat. Es erlaubt die Auflösung dreidimensional vernetzter und schwer abbaubarer duroplastischer Harze bei reduzierter Temperatur. CFRP-Abfälle aus Luftfahrt, Windenergie, Automobilindustrie und weiteren Bereichen wurden erfolgreich behandelt.

Rückgewinnung von rCF mit hoher Qualität - (Bilder: Toray).

Die daraus gewonnenen Carbonfasern behalten laut Unternehmen über 95 Prozent der ursprünglichen Einzel-Faserzugfestigkeit, was demnach deutlich über dem Niveau bislang üblicher Recyclingverfahren liegt. Zudem wird ein gegenüber der Virgin-Faserproduktion um mehr als die Hälfte reduzierter CO₂-Ausstoß erwartet.

Verarbeitbare Faserstrukturen und Nonwoven-Herstellung
Die recycelten Fasern weisen geringe Harzrückstände und eine hochwertige Oberfläche auf, was Bruchverluste bei der Weiterverarbeitung minimiert und verschiedene industrielle Einsatzmöglichkeiten ermöglicht. Toray konnte die Kurzfasern effizient dispergieren und zu Plattenmaterialien in Nonwoven-Struktur verarbeiten.

Ein besonderer Aspekt ist die steuerbare Wasserdispergierbarkeit der Fasern, die die Herstellung homogener oder texturierter Vliesstrukturen erlaubt. Einige dieser Strukturen erinnern optisch an traditionelles japanisches Washi-Papier. Die Materialien kombinieren funktionale Eigenschaften wie Funkfrequenzabschirmung und Wärmeleitfähigkeit mit besonderen Oberflächentexturen.

Toray liefert bereits Prototypen an Kunden, um das Potenzial für Leistungs- und Dekormaterialien in Bereichen wie Automobilbau, Bauwesen, Elektrik/Elektronik und Konsumgütern zu evaluieren.

Bedarf an neuen Recyclinglösungen für CFRP
CFRP kommt vor allem in Luftfahrt und Windkraft zum Einsatz; entsprechend wächst der Bedarf an geeigneten Recyclingmethoden. Neben Verfahren wie chemischer Reduktion in Stahlöfen oder pyrolytischer Hochtemperaturbehandlung gewinnt die Rückführung von Fasern in neue Anwendungen, insbesondere in der Spritzgießtechnik, an Bedeutung. Für eine breitere Nutzung werden jedoch Technologien benötigt, die thermische Schädigungen vermeiden, Harzrückstände kontrollieren und mit unterschiedlichen CFRP-Abfallströmen kompatibel sind.

Das von Toray entwickelte Nonwoven-Material findet bereits Anwendung in Innen- und Außenbauteilen eines Konzeptfahrzeugs („Vision Model“) von Mazda, das auf der Japan Mobility Show 2025 präsentiert wurde.

Weitere Informationen: www.toray.com

Toray Industries, Inc., Tokio, Japan

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