Aus der Branche

Für den ressourceneffizienten Einsatz von Kunststoffen entwickelt Fraunhofer UMSICHT neue Werkstoffe. Im Fokus stehen dabei Biokunststoffe, eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft sowie Strategien zur Reduzierung von Makro- und Mikroplastik in der Umwelt. Fraunhofer UMSICHT präsentiert sich auf der K 2022 mit chemischen Zwischenprodukten aus Kaffeesatz, Folienwerkstoff auf Basis von TPU, PLA-Compounds für technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko und abbaubaren Mulchfolien.

Forschende des Fraunhofer UMSICHT gewinnen im Projekt »InKa«, das die Wertschöpfungskette von Kaffeesatz erforscht, aus dem ungenießbaren Kaffeeöl ein chemisches Zwischenprodukt, das bei der Herstellung von Additiven für Kunststoffe zum Einsatz kommt. Den entölten Kaffeesatz versuchen sie, als alternativen Rohstoff für die Papier- und Kartonindustrie zu nutzen. »Eine besondere Herausforderung bei unserem Projekt ist das Scale-up der Verfahrensschritte vom Labor zur industriellen Fertigung. Das angestrebte Verfahren als Ganzes ist hoch innovativ und leistet einen wichtigen Beitrag bei der Nutzung von biobasierten Rohstoffen im Rahmen der Bioökonomie. Im Labormaßstab sehen wir bereits, dass unser Konzept aufgeht: Wir konnten die entwickelten Additive bereits in neuen Werkstoffrezepturen testen«, erklärt Inna Bretz, Abteilungsleiterin Zirkuläre und Biobasierte Kunststoffe des Fraunhofer UMSICHT.

Röntgendetektierbare Mehrwegschutzbekleidung
Die Entwicklung eines Folienwerkstoffs auf Basis von thermoplastischen Polyurethanen (TPU) und röntgendetektierbaren Additiven war das Ziel des Projekts »DetekTPU«. Bei der Produktion von Nahrungsmitteln ist Einwegschutzbekleidung zu tragen, um Sicherheits- und Hygienevorschriften einzuhalten. Neben einer großen Mengen Plastikmüll ergibt sich dabei zusätzlich das Problem, dass Teile der Schutzbekleidung in den Nahrungsmitteln landen können und dort nicht detektiert werden. Der entwickelte Werkstoff soll für zuverlässig röntgendetektierbare Mehrwegschutzbekleidung eingesetzt werden. Dies ist für dünne Kunststofffolien eine bisher nicht gelöste Herausforderung. »Die bisherigen Projektergebnisse sind vielversprechend, aktuell planen wir weitere Entwicklungsschritte mit unserem Projektpartner. Hierzu soll das Team um Experten aus dem Bereich Folienherstellung erweitert werden.«  berichtet Christina Eloo, Gruppenleiterin Kunststoffentwicklung.

Biobasierte Kunststoffe für technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko
Technische Bauteile mit erhöhtem Brandrisiko, etwa in der Elektronikindustrie, erfordern flammgeschützte, wärmeformbeständige und schlagzähe Kunststoffe. Ein Großteil davon wird auf Erdölbasis hergestellt, dessen Vorräte begrenzt sind. Biokunststoffe erreichen jedoch oftmals noch nicht im vollen Umfang das vom Markt geforderte Eigenschaftsniveau konventioneller technischer Kunststoffe. Die Grenzen liegen insbesondere beim Brandverhalten, einer ausreichenden Temperaturbeständigkeit oder Schlagzähigkeit. Hier setzt »TechPLAstic« an: Es werden PLA-Compounds für langlebige Produkte anwendungs- und marktnah entwickelt - unter Berücksichtigung der jeweiligen Anforderungen und Kosten. Der Anwendungsfokus liegt zunächst auf technischen Produkten des Elektronik- und Bausektors wie beispielsweise Leuchten oder Schalter und Tasten in der Gebäudetechnik.

Mulchfolien mit angepasster Abbaubarkeit
Biologisch abbaubare Kunststoffe sind in umweltoffenen Anwendungen sinnvoll, bei denen ein Recyclingprozess nicht möglich oder mit einem zu hohen Aufwand verbunden ist. Beispiele hierfür sind Geotextilien oder Mulchfolien. Fraunhofer UMSICHT forscht an Kunststoffen mit angepasster Abbaubarkeit, die während der Nutzungsdauer die gewünschten Eigenschaften erfüllen. Zur Untersuchung und Bewertung der Eigenschaftsänderungen von Kunststoffen während der Alterung durch Umwelteinflüsse werden durch die Forschenden im Labor die Bedingungen so anwendungsnah wie möglich eingestellt. Dazu können je nach Produkt verschiedene Substrate (Kompost, Erde, Wasser), verschiedene Temperaturen und UV-Licht eingesetzt werden.
 
Förderhinweise

• Das Projekt »InKa – Intermediate aus industriellem Kaffeesatz« wird im Rahmen der Fördermaßname »Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030« der Bundesregierung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
• Das Projekt »DetekTPU« wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
• Das Projekt »TechPLAstic« wird durch die Fachagentur Nachwachsende Rohrstoffe e. V. (FNR) und aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert.

Der Vliesstoffanlagen-Spezialist Reifenhäuser Reicofil präsentierte vom 28. bis 31. März 2022 unter dem Motto „Living Nonwovens“ sein Portfolio an hochleistungsfähigen und nachhaltigen Vliesstoffen auf der IDEA 22 im Miami Beach Convention Center in Florida.

In Sachen Nachhaltigkeit bietet Reicofil verschiedene Ansätze, um fossile Rohstoffe einzusparen, wie die Verarbeitung von biobasierten Rohstoffen als ökologische Alternative – zum Beispiel für Windeln. Das Topsheet-Material besteht dabei zum Beispiel aus voluminösem, weichem und industriell kompostierbarem High-Loft-Vlies und erfüllt höchste Hygieneanforderungen. Für technische Anwendungen können sogar bis zu 90 Prozent PET-Flakes aus Post-Consumer-Abfällen zu hochfestem Vliesstoff verarbeitet werden.

Ein weiteres Highlight war die sogenannte BiCo-Technologie. Dabei werden im Spinnvliesverfahren zwei verschiedene Rohstoffe in einer Faser kombiniert, wodurch ein Bimetall-Effekt erzielt wird und die Faser sich kräuselt. Das öffnet Herstellern die Tür zu völlig neuen Produkteigenschaften, die mit Monofasern unerreichbar sind.

Folien-Vlies-Verbunde mit niedriger Grammatur
Für den medizinischen Bereich zeigte Reicofil seine führenden Lösungen für medizinische Schutzbekleidung mit hoher Barrierewirkung sowie – zusammen mit ihrer Schwester Business Unit Reifenhäuser Cast Sheet Coating – das zukunftsweisende Produktionsverfahren Ultrathin Coating, mit dem Kunden Folien-Vlies-Verbunde kostengünstiger und dadurch wettbewerbsfähig produzieren können.

Smarte Digitalisierung
Mit dem c.Hub, der neuen Datenplattform der Reifenhäuser Gruppe, bietet Reicofil seinen Kunden eine Digitalisierungslösung, die konsequent auf die Anforderungen von Vliesstoffproduktionen zugeschnitten ist.

Auf der internationalen Messe Techtextil in Frankfurt präsentiert die Carl Meiser GmbH & Co. KG aus Albstadt erstmals die Materialinnovation nopma 3D protection einem breiten Fachpublikum.
Und bereits zur Weltpremiere wurde das Produkt auf der Messe zum Special Event „Urban Living – City of the Future“ nominiert. Bei dieser Zusammenarbeit aus Techtextil und der Niederländischen Kreativwirtschaft werden auf einem eigenen Themenareal Trends zum Leben in der Stadt der Zukunft gesondert hervorgehoben. Ausgewählte Innovationen aus Architektur und Bau, Mobilität, Medizin und Bekleidung werden so besonders gefördert.

nopma 3D protection bietet mit seinem auffallend dreidimensionalen Textileffekt dabei ganz neue Ansätze um moderne und komfortable Funktionsbekleidung für das Urban Cycling mit eingebautem Schutz zu realisieren. Gezielt werden aber auch Hersteller hochtechnischer Persönlicher Schutzausrüstung (PSA), wie zum Beispiel Feuerwehrbekleidung angesprochen. Erste Tests zeigen herausragende Eigenschaften der Temperaturisolation. Die Produkte können flammfest eingestellt werden.

Neben der Protektion erfüllt das Material über seine Schaumzellenstruktur auch hohe akustische Absorptionswerte. Schall wird aufgenommen und im Verbund gestreut und nicht mehr reflektiert. So können Räume und Büroflächen über Möbel oder akustisch wirksame Raumteilelemente positiv verändert werden. Durch die charakteristische Optik, welche dem Kundenwunsch angepasst werden kann, eröffnen sich weitere Anwendungsfelder.

Carl Meiser baut am Produktionsstandort Albstadt aktuell ein Technologie- und Innovationszentrum. Jens Meiser, Geschäftsführer beim innovativen Mittelständler, ist sicher „mit der Fertigstellung des Technologiezentrums Mitte diesen Jahres können wir unsere Kunden noch besser bei der Umsetzung der nopma 3D protection Technologie in deren Produkte unterstützen.“
Als kreativer Entwicklungspartner und Hersteller technischer Beschichtungen bietet NOPMA – Technische Textilien bewährte und neue Lösungen für die Luftfahrt-, Automobil- und Möbelindustrie sowie den Schutzbekleidungsmarkt.