Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Vorhabens ist es, einen Werkstoff auf Basis Polypropylen (PP) f\u00fcr das Thermoformverfahren zu
\nentwickeln, der aufgrund seines gegegen\u00fcber Standard-PP einen verringerten Werkstoff- und Energieeinsatz
\nerm\u00f6glicht. Hier lagen aufgrund von Vorversuchen die Vorgabe zur Materialeinsparung bei 40 %,
\nzur Energieeinsparung bei 25 %. Dies soll durch Zugabe verschiedener Vertereter der Kohlenwasserstoffharze
\nerreicht werden, die bereits in \u00e4hnlichen Anwendungen (D\u00fcnnfolien < 100 ?m) zur Verbesserung\ndes Eigenschaftsspektrums entsprechender Folien f\u00fchren. Ebenfalls wurden die eingesetzten Additive\nauf ihr Eignung im biobasierten und bioabbaubaren Kunstostoff PLA getestet.\n\n\nDarstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Vorhaben wurde zun\u00e4chst ein Screening in Kooperation beider Projektpartner durchgef\u00fchrt, um die\nbeste Materialkombination im Hinblick auf Energieeinsparpotential (DSC), Materialeinsparung (Mechanische\nCharakterisierung) und Lebensmittelkontakteigenschaften (Migration, Barriere) zu entwickeln. Hierzu\nwurden Compounds aus den Werkstoffen bei CONSTAB hergestellt, die anschlie\u00dfend beim IKT\nStuttgart zu Folien verarbeitet wurden. An diesen Folien wurde die Thermoformbarkeit, Optik, das Aufschmelzverhalten,\ndie Migrations \u0096 und Barriereeigenschaften sowie das Stauchdruckverhalten an geformten\nBechern untersucht. W\u00e4hrend der Versuche konnte sich besonders ein Werkstoff durch seine\nMigrationsbest\u00e4ndigkeit herauskristallisieren, welcher am Ende zu einem Upscale auf einen industriellen\nThermoformprozess verwendet wurde. Hierzu wurden bei einem bekannten Extrudeur Folien mit dem\nentspechend bei CONSTAB hergestellten Compound produziert, die im Anschluss an einer Thermoform-\nProduktionsanlage zu Bechern tiefgezogen wurden.\n\n\nErgebnisse und Diskussion\n\nIn diesem Vorhaben konnte die Eignung von Kohlenwasserstoffharzen in Thermoformanwendung bewiesen\nwerden. Es wurde ein Screening verschiedener Kohlenwasserstoffharze mit Co-Additiven aus dem\nBereich der Nukleierungsmittel und und cyclischen Olefin-Copolymeren durchgef\u00fchrt. Hierbei konnte im\nLaborma\u00dfstab eine Reduktion der Folienst\u00e4rke von 30 % bei gleichbleibenden oder besseren Stauchdruckverhalten\nrealisiert werden.\nDie Folien wurden weiterhin Barriere- und Migrationsmessungen unterzogen. Hier \u00fcberzeugte die Folie\naus dem Compound M2 damit, \u00e4u\u00dferst migrationsstabil und daher f\u00fcr alle Lebensmittelkontaktarten geeignet\nzu sein. Gleichzeitig erfolgte eine Reduktion der Wasserdampfpermeation um 50 % und eine Reduktion\nder Sauerstoffpermeation um 40 %.\nIn einem Upscale auf einen industriellen Prozess konnten die positiven Ergebnisse aus dem Laborma\u00dfstab\nvon M2 best\u00e4tigt werden. Gegen\u00fcber einem Referenzbecher aus einer Folienst\u00e4rke von 1,2 mm\nkonnte ein Becher aus 0,9 mm M2 gefertigt werden, welcher abh\u00e4ngig von der Vordehnstempelgeometrie\ndie gleichen mechanischen Eigenschaften aufweist. Dies entspricht einer Materialeinsparung von 25 %.\nGleichzeitig konnte im Prozess durch die geringere Foliendicke die Zykluszeit und Heizleistung um bis zu\n15 % verringert werden.\nVergleicht man die im industriellen Ma\u00dfstab erreichten Ergebnisse mit der urspr\u00fcnglichen Zielsetzung,\nkonnte eine deutliche Reduktion des Materialeinsatzes sowie des Energieverbrauchs beim Thermoformprozess\nerreicht werden, allerdings nicht in vollem Umfang. Als Gr\u00fcnde hierf\u00fcr sind anzuf\u00fcgen, dass eine\nvollkommene Additivierung des gesamten Folienaufbaus nicht m\u00f6glich war, da es bei der industriellen\nFolienherstellung zu einem Kleben des Materials an der K\u00fchlwalze kam, wodurch Oberfl\u00e4chendefekte an\nder Folie eingebracht wurden. Ein Wechsel auf einen 3-Schicht Folienaufbau mit m\u00f6glichst geringer Au\u00dfenschichtdicke\n(2 x 5 %) konnte diesem Problem aber entgegenwirken. Das fehlende Additiv durch eine\nnoch h\u00f6here Dosierung in der Kernschicht auszugleichen f\u00fchrte aufgrund der niedrigen Viskosit\u00e4t des\nMaterials zu rheologischen Problemen im Extruder und an der Grenzfl\u00e4che zwischen Kern- und Au\u00dfenschichten.\nWeiterhin war ein Transfer der positiven Ergebnisse aus dem Bereich PP auf den Biokunststoff PLA aufgrund\nunterschiedlicher Polarit\u00e4t der Blendpartner nicht m\u00f6glich. Deshalb konnte im Projekt keine Energie\nund\/oder Materialeinsparung in disem Bereich erzielt werden.\n\n\nFazit\n\nEs wurde gem\u00e4\u00df den Zielvorgaben ein Masterbatch entwickelt, welches es erm\u00f6glicht, bis zu 25 %\nKunststoff im industriellen Thermoformprozess einzusparen. Gleichzeitig wird die ben\u00f6tigte W\u00e4rmemenge\nzum Aufheizen des Materials auf Umformtemperatur um bis zu 15 % reduziert. Auch wenn die Ziele\nnicht zu 100 % erreicht wurden, ist das Projekt aus unserer Sicht als erfolgreich abgeschlossen zu bewerten,\nda ein signifikanter Beitrag zur Ressourcenschonung durch Anwendung von CON-Batch 30X zu\nerwarten ist. Eine \u00dcbertragung auf biobasierte Polyolefine ist aufgrund vorhandener Kompatibilit\u00e4t m\u00f6glich\nund sollte Gegenstand einer weiteren Untersuchung sein.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Ziel des Vorhabens ist es, einen Werkstoff auf Basis Polypropylen (PP) f\u00fcr das Thermoformverfahren zu entwickeln, der aufgrund seines gegegen\u00fcber Standard-PP einen verringerten Werkstoff- und Energieeinsatz erm\u00f6glicht. Hier lagen aufgrund von Vorversuchen die Vorgabe zur Materialeinsparung bei 40 %, zur Energieeinsparung bei 25 %. Dies soll durch Zugabe verschiedener Vertereter […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,65,51,52,53],"class_list":["post-26836","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-nordrhein-westfalen","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"33771\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"","dbu_projektdatenbank_bsumme":"303.104,00","dbu_projektdatenbank_firma":"CONSTAB Polyolefin\nAdditives GmbH","dbu_projektdatenbank_strasse":"Industriestr. M\u00f6hnetal","dbu_projektdatenbank_plz_str":"59602","dbu_projektdatenbank_ort_str":"R\u00fcthen","dbu_projektdatenbank_p_von":"2017-10-23 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2020-12-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"3 Jahre und 2 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"+49 2952819125","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Nordrhein-Westfalen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"149","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"DBU-Abschlussbericht-AZ-33771_01-Hauptbericht.pdf","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26836","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26836\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":43517,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/26836\/revisions\/43517"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=26836"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=26836"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=26836"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}