Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Herstellung biobasierter Schmelzklebstoffe auf Basis von Polysacchariden und deren Anwendung in Papier- und Kartonverpackungen

Der Verpackungsmarkt in Deutschland ist ein stetig wachsender Markt, in dem Papierprodukte eine zentrale Rolle spielen. Der Anspruch einer vollständig ökologisch sinnvollen Alternative zu Kunststoffverpackungen, auch im Bereich der Verklebung, kann durch einen Schmelzklebstoff, der auf nachwachsenden Rohstoffen basiert, realisiert werden. Bisherige Lösungen scheiterten jedoch stets an geringer Thermostabilität und schädlicher Inhaltsstoffe. Besonders für KMU mit einfacher anlagentechnischer Ausstattung stellte dies bislang eine entscheidende Hürde zur Markteinführung dar. Das geplante Forschungsvorhaben hat die Herstellung eines thermostabilen Schmelzklebers für Papier- und Kartonverpackungen zum Ziel. Dabei sollen fossile Rohstoffe durch biobasierte Komponenten auf Basis von Polysacchariden ersetzt werden. Umfangreiche Charakterisierungen der einzelnen Komponenten und auch der Wechselwirkungen untereinander im Compound bilden dabei die Grundlage für eine optimal abgestimmte Schmelzkleber-Rezeptur-Entwicklung. Der Schmelzklebstoff soll für Verpackungen, die auch für den Lebensmittelbereich einsetzbar sind, Anwendung finden. Durch Reaktivextrusion sollen Stärkeester hergestellt werden. Zusätzlich soll Stärke als Füllstoff durch kolloidale Stärkepartikel variabler Größe in den Schmelzkleber eingebracht werden. Des Weiteren können die Stärkepartikel gezielt funktionalisiert werden, wie z. B. durch eine Beschichtung als Schutz vor zu hoher thermischer Belastung. Die Ergebnisse sollen mit dem Einsatz von thermoplastischer Stärke verglichen werden. Es ist geplant, die daraus entwickelte Schmelzkleber-Rezeptur für anwendungstechnische Prüfungen im kg-Maßstab herzustellen. Durch den ökologischen Forschungsansatz, wie der Konsumgüterprodukte und Verpackungen, werden besonders für KMU gute Markteintrittschancen für die neuen Schmelzklebstoffe erwartet.