PflanzenFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Verbundvorhaben (FSP-Klebstoffe): Entwicklung biobasierter Hotmelt-Klebstoffe und deren Anwendung in Papier- und Kartonverpackungen (Glykopack); Teilvorhaben 1: Entwicklung biobasierter Compounds und Formulierung der Klebstoffe - Akronym: Glykopack

Anschrift
Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.
Hohe Str. 6
01069 Dresden
Kontakt
Dr. Simona Schwarz
Tel: +49 351 4658-333
E-Mail schreiben
FKZ
22021714
Anfang
01.09.2015
Ende
31.08.2018
Ergebnisdarstellung
Hauptziel der Schmelzkleberentwicklung war ein größtmöglicher Ersatz petrolchemischer Rohstoffe durch biobasierte Alternativen. Im Vorhaben wurde ein biobasierter Anteil der Klebstoffformulierungen von mindestens 75 % angestrebt. Das Ziel wurde erreicht. Die innerhalb des Vorhabens entwickelte Klebstoffrezeptur weist einen Bioanteil von 89 % auf. Für die Akzeptanz eines neu entwickelten Klebstoffes ist es entscheidend, dass dieser auf verfügbaren Anlagen verarbeitet werden kann. Dazu wurden innerhalb des Vorhabens Zielkriterien für Schmelzklebstoffe für Verpackungen im Nonfood- und im Lebensmittelbereich in einem Lastenheft festgelegt, die richtungsgebend für die Rezepturbewertung waren. Anhand der vereinbarten Parameter konnte im Laufe des Projektes ein biobasierter Schmelzklebstoff entwickelt werden, der hinsichtlich Viskosität, Klebkraft, Abbindezeit und Wärmestand die Zielstellung erfüllt. MOSH/ MOAH-Messungen der entwickelten Klebstoffformulierung im Vergleich zu Standard-Hotmelts haben ergeben, dass das Entwicklungsprodukt auch für Lebensmittelverpackungen geeignet ist. Die mit diesem Produkt verklebten Verpackungsprodukte sind zudem rezyklierbar. Für einen anwendungstechnischen Test des Entwicklungsproduktes auf einer kommerziell verfügbaren Auftragsanlage wurde dessen Herstellung apparatetechnisch hochskaliert. Der anwendungstechnische Test im Vergleich zu zwei Standard-Hotmelts hat ergeben, dass eine Applikation möglich ist. Es besteht noch Optimierungsbedarf in Bezug auf die Thermostabilität.
Aufgabenbeschreibung
Hotmelt-Klebstoffe für Kartonverpackungen basieren fast ausschließlich auf petrochemischen Grundstoffen. Einzelne Alternativen auf Basis nachwachsender Rohstoffe stehen zwar zur Verfügung, haben den Eintritt in den Massenmarkt bis heute jedoch nicht geschafft. Ziel des Vorhabens ist es, biobasierte Hotmelt-Klebstoffe zu entwickeln und hinsichtlich Rohstoffsituation, Kosten, Verarbeitungseigenschaften, Klebkraft, Alterung und Rezyklierbarkeit zu bewerten und zur Anwendung zu bringen. Die Vorteile der neu zu entwickelnden Klebstoffe liegen im Einsatz gut verfügbarer nachwachsender Rohstoffe (Stärke, Chitosan und weitere Polysaccharide) sowie in den zu erwartenden positiven Einflüssen auf die Rezyklierbarkeit solcher Produkte, sowohl in Bezug auf die Reduzierung klebender Verunreinigungen (Stickies) als auch hinsichtlich der Migration von unerwünschten Inhaltsstoffen in verpackte Lebensmittel. Die Vorhabenziele wollen die Institute unter Einbeziehung eines Konsortiums von Industrieunternehmen aus Stärkeindustrie, Additivhersteller, Klebstoffhersteller, Maschinen- und Anlagenbau für Klebesysteme sowie Verpackungsindustrie erreichen. Dazu werden geeignete Stärkeprodukte ausgewählt, beschafft und umfassend charakterisiert oder falls erforderlich durch geeignete Modifizierung erzeugt. Die eingesetzten Rohstoffe werden durch Extrusion mit möglichst ebenfalls biobasierten Co-Komponenten und Plastifizierungsadditiven im ersten Schritt zu Biocompounds umgesetzt. Dabei wird auf Erfahrungen aus früheren Forschungsprojekten des IPF zurückgegriffen. Aus diesen Biocompounds werden dann die eigentlichen Hotmelt-Klebstoffe entwickelt. Diese Klebstoffe werden an der PTS mittels Laborverklebungen und geeigneten Festigkeitsprüfungen bewertet und im Konsortium iterativ optimiert. Unter Federführung der PTS sollen schließlich durch die Unternehmen der Verpackungsbranche konkrete marktfähige Produkte für den Bereich der Lebensmittelverpackungen erarbeitet und zur Anwendung gebracht werden.

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Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe