Damit Wellpappe bei Feuchtigkeit ihre Stabilität behält, werden den Stärkeklebstoffen, die zur Verklebung der Wellpappe verwendet werden, sogenannte Nassfestmittel zugesetzt. Im Forschungsvorhaben ‚BioWellKleb‘ haben die PTS – Institut für Fasern & Papier gGmbH und das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC dafür ein biobasiertes und formaldehydfreies Nassfestmittel entwickelt.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens hat ein Team von Wissenschaftlern ein biobasiertes und formaldehydfreies Nassfestmittel entwickelt, das die Stabilität von Wellpappe bei Feuchtigkeit verbessert. Durch den Einsatz von Bioklebstoffen könnte die Verpackungsindustrie nicht nur ihre Umweltbilanz verbessern, sondern auch den Einsatz von problematischen Chemikalien reduzieren. Die erzielten Nassfestigkeiten erreichen bis zu 85 Prozent der Werte konventioneller Referenzprodukte. Damit eröffnet die Entwicklung eine Perspektive, fossilbasierte Nassfestmittel künftig durch biobasierte Alternativen zu ersetzen.
Die Entwicklung eines biobasierten Nassfestmittels bringt jedoch einige Herausforderungen mit sich. Eine der größten Hürden besteht darin, die gleiche Leistungsfähigkeit wie bei konventionellen Mitteln zu erreichen.
Ziel von BioWellKleb war es, Nassfestmittel auf Basis von bioOrmocer für Stärkeklebstoffe zu entwickeln. Ormocer-Materialien sind anorganisch-organische Hybridpolymere, die am Fraunhofer ISC entwickelt wurden. Sie verbinden organische und anorganische Komponenten auf molekularer Ebene. Bei bioOrmocer-Materialien werden zusätzlich Biomoleküle in die Materialstruktur eingebunden. Sie können beispielsweise auf Cellulose oder Stärke basieren; auch Chitosan lässt sich einsetzen.
Vielversprechende Formulierungen
Am Fraunhofer ISC wählten die Forschenden geeignete Ausgangsstoffe aus und passten die Systeme an wasserbasierte Stärkeklebstoffe an. Für Laborversuche wurden die bioOrmocer-Systeme einem Standardklebstoff aus Maisstärke zugesetzt. Anteile von zwei bis fünf Prozent ließen sich homogen in die Stärkesuspension einarbeiten. Vielversprechende Formulierungen wurden anschließend in Mengen von fünf bis 25 Litern hergestellt und unter praxisnahen Bedingungen geprüft.
Neben der Nassfestigkeit untersuchte das Projektteam mechanische Eigenschaften der Wellpappe wie Kanten- und Flachstauchwiderstand sowie Durchstoßarbeit. Die Recyclingfähigkeit wurde durch die neu entwickelten Nassfestmittel nicht beeinträchtigt. Vor einem industriellen Einsatz müssen die Systeme weiter optimiert werden, etwa durch Anpassungen ihrer molekularen Struktur und der eingesetzten Mengen.
Fraunhofer ISC bietet Technologietransfer
Das Fraunhofer ISC bietet interessierten Unternehmen für weiterentwickelte bioOrmocer-Nassfestmittel einen Technologietransfer an. Unternehmen sollen damit in die Lage versetzt werden, benötigte Mengen – beispielsweise 50 Tonnen pro Jahr – selbst herzustellen.
Das Forschungsvorhaben BioWellKleb will damit wichtige Grundlagen schaffen, um künftig biobasierte und formaldehydfreie Nassfestmittel in der Wellpappenherstellung einzusetzen.
Das Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (BMLEH) hat das Vorhaben über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert.
Quelle: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe
