La industria textil de la UE se encuentra en un punto de inflexión crucial en cuanto a producción sostenible y rápida adaptación a la demanda de funciones inteligentes por parte de los consumidores. La producción de textiles funcionales a menudo utiliza productos químicos no reciclables, lo que plantea nuevos retos para la industria textil de la UE debido al aumento de la normativa y las estrictas prohibiciones de productos químicos peligrosos. Por lo tanto, se necesitan innovaciones inteligentes para ayudar a la industria textil a eliminar el uso de productos químicos nocivos y reducir su huella de carbono. BioFibreLoop desarrollará estas innovaciones.

El documento presenta los primeros resultados de los proyectos. Abarca la especificación, selección, desarrollo y producción de textiles, el recubrimiento a base de lignina, el desarrollo de herramientas digitales apropiadas, el marco de seguridad y sostenibilidad y, finalmente, algunas consideraciones sobre la demostración industrial en etapas posteriores del proyecto, antes de concluir con información sobre el mismo.

El proyecto BioFibreLoop desarrolla textiles funcionales fabricados con materias primas renovables y reciclables (lignina, celulosa y polilactida [PLA]). Para proteger estos textiles de líquidos, gases, luz ultravioleta y bacterias, se aplica una fina capa de lignina a la superficie. El proyecto también desarrolla un novedoso tratamiento de superficie, altamente respetuoso con el medio ambiente, que confiere al recubrimiento de lignina una mayor repelencia al agua y al aceite, además de sus propiedades naturales.

Durante el primer año del proyecto, los Institutos Alemanes de Investigación Textil y de Fibras hilaron con éxito fibras a partir de lignina mezclada con una celulosa adecuada que aumenta la flexibilidad y la resistencia, en tres etapas de desarrollo. Un desafío particular fue la limitada disponibilidad de tipos de lignina base adecuados por parte de proveedores en refinerías de madera en Europa. Las pequeñas empresas fundadas hace unos años con tipos especiales de lignina de alta calidad ya no existen, y las más grandes a menudo no producen las calidades requeridas.

Sin embargo, con la construcción o puesta en marcha de nuevas plantas de refinería de madera en Europa, confiamos plenamente en que pronto dispondremos de un buen suministro de lignina base de la misma alta calidad. La hilatura de fibras continuas mediante el proceso de hilado por fusión exige una composición homogénea y un buen comportamiento reológico de la masa fundida. Si todo es perfecto, se pueden hilar y trefilar multifilamentos con densidades textiles comunes. Las fibras continuas, ligeramente marrones, finas y lisas, presentan un brillo ligeramente brillante en las pequeñas muestras de tejido producidas. Se prevé seguir trabajando en la modificación química de las mezclas de lignina y celulosa para aumentar la resistencia de las fibras.

Los socios textiles europeos FreyZein, TecnoTex y NIL Textile producen otros textiles a partir de otras materias primas renovables, en forma de tejidos planos, de punto y no tejidos. Estas fibras están compuestas de celulosa (principalmente derivada de madera y algodón regenerado) y ácido poliláctico (PLA) procedente del almidón de maíz. Se produjeron numerosas muestras textiles con variaciones en la composición de la fibra, el gramaje y el comportamiento de la tensión-elongación longitudinal y transversal. Estas muestras se evaluaron y una parte de las variantes seleccionadas se utilizó para producir muestras más grandes en equipos industriales para el desarrollo de recubrimientos de lignina. Tras el lavado, estas muestras se cortan en tiras estrechas para las instalaciones de laboratorio más pequeñas del DITF.

Para recubrir textiles, en el DITF se producen películas a partir de una mezcla de lignina y celulosa. En este caso, los retos iniciales también residieron en la exhaustiva selección de proveedores europeos de materias primas y la evaluación de los biopolímeros en cuanto a capacidad de formación de películas, tamaño de grano, extensibilidad y punto de fusión. Actualmente, se dispone de tres compuestos seleccionados con las excelentes propiedades requeridas. En cuanto al reciclaje, nos centramos en una mezcla de recubrimiento igual o similar a la utilizada para la producción de fibra. Cuando el recubrimiento y los textiles utilizan el mismo material, el reciclaje es mucho más sencillo, ya que se evitan complejos procesos de separación. Por lo tanto, el reciclaje térmico con fusión, limpieza y reutilización en la producción de fibra y recubrimiento es prácticamente posible.

Estas películas se producen en una extrusora de laboratorio con una boquilla de ranura. En un paso posterior, estas películas base se modifican con espesores variables y propiedades uniformes en calandras calentadas. El recubrimiento sobre los textiles se realiza mediante un proceso de laminación, en el que la película y el textil se calientan y, por lo tanto, se unen térmicamente. El reto particular radica en el desarrollo de la tecnología del proceso, ya que las temperaturas de fusión de las películas de lignina son iguales o similares a las de los tejidos de lignina (aprox. 180 °C) o incluso superiores, por ejemplo, en comparación con los textiles de PLA. A pesar de este reto, también se pueden lograr laminaciones en no tejidos de PLA con buena adhesión, de modo que se conserva la estructura tridimensional abierta de los no tejidos.

Además, BioFibreLoop está demostrando avances en el desarrollo de nuevas tecnologías para crear superficies hidrófugas y oleófugas. Para ello, los investigadores y el personal participantes analizaron exhaustivamente las estructuras superficiales previamente conocidas de plantas y peces seleccionados. Las micro y nanoestructuras superficiales determinan las propiedades funcionales mencionadas. A partir de estos hallazgos, se derivó un modelo teórico físico para comprender mejor las relaciones entre las micro y nanoestructuras y las propiedades de los líquidos que se pretende repeler. El principal reto ahora reside en transferir estas estructuras a las superficies del recubrimiento de lignina mediante un novedoso proceso de gofrado láser.

Los laboratorios de ALPHANOV en Francia y el DITF ya están realizando una investigación intensiva sobre superficies metálicas para transferencia, tecnologías láser especiales y las múltiples variantes de las técnicas de estampación. Se utilizan dos tipos diferentes de láser para crear los detalles topográficos necesarios en superficies metálicas. Estas superficies se transfieren a los textiles recubiertos mediante un proceso de estampación bajo la influencia de la temperatura y la presión. Las mediciones del ángulo de contacto con agua y diyodometano muestran un notable aumento de la repelencia al agua y al aceite gracias a esta estructuración.

En un panorama marcado por las urgentes demandas de descarbonización e innovación digital, como se describe en la Estrategia de la UE para Textiles Sostenibles y Circulares (2022) de la Comisión Europea, el sector textil está experimentando una profunda transformación. En este contexto, el proyecto BioFibreLoop surge como una iniciativa transformadora que fusiona la innovación en materiales sostenibles con herramientas digitales avanzadas. En el centro de esta ambición se encuentran las Herramientas de Digitalización, que ofrecen un potente conjunto de soluciones digitales para acelerar el desarrollo de textiles circulares de origen biológico.

En el centro del proyecto se encuentra la creación de un gemelo digital (DT) integral de los procesos de producción de BioFibreLoop. El proyecto establece una base de datos totalmente estructurada de parámetros de diseño y operativos, que constituye la base para la línea base del DT.

Ante la creciente presión que enfrenta la industria textil para adoptar prácticas más sostenibles y respetuosas con la salud, el proyecto BioFibreLoop busca liderar con el ejemplo. Su misión se centra en la integración de la seguridad y la sostenibilidad en el desarrollo de tres líneas de productos textiles innovadores y circulares. Esta ambición se alinea estrechamente con la Estrategia Europea de Sustancias Químicas para la Sostenibilidad y el Marco de Diseño Seguro y Sostenible (SSbD) del JRC, que abogan por un uso más responsable de materiales y sustancias químicas a lo largo de la cadena de valor.

Esto desempeñará un papel fundamental para garantizar que las innovaciones de BioFibreLoop no solo sean técnicamente viables, sino también seguras para las personas y respetuosas con el medio ambiente. Liderados por la NFA , adoptamos un enfoque de ciclo de vida, integrando las dimensiones ambientales, económicas, sanitarias y sociales en una estrategia cohesiva para evaluar la sostenibilidad de cada línea de productos textiles.

[Este contenido procede de Innovation news network Lee el original aquí]