Projekt 21730/01

Entwicklung und Verwendung von thermoplastischen Bio-Kunststoffen aus nachwachsenden Rohstoffen mit langer Funktionsdauer am Beispiel von Tierkennzeichnungs-Ohrmarken

Projektträger

H. Hauptner & Richard Herberholz GmbH & Co. KG
Kuller Str. 38 - 44
42651 Solingen
Telefon: 0212/2501-111

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Kunststoff-Tierkennzeichnungsmarken werden bisher ausschließlich aus petrochemischen Kunststoffen im Spritzgussverfahren hergestellt. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll als modellhaftes Konzept die vielseitige Verwendung von Bio-Kunststoffen mit langer Funktionsdauer - hier beispielhaft an Ohrmarken - auch für weitere Kunststoffanwendungen als umweltverträgliche und nachhaltige Entwicklung erforscht und erprobt werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn der Phase 1 (12 Monate) erfolgen Marktrecherchen sowie die Evaluierung geeigneter Bio-Kunststoffe. Muster wurden gespritzt und ihre physikalisch-mechanischen Eigenschaften wurden bestimmt. Schluss-folgernd daraus wurden die erfolgversprechendsten Typen schrittweise so modifiziert, dass sie den Idealwerten nahe kommen.
Erste Aussagen über die Praxiseignung wurden gewonnen aus der parallel durchzuführenden künstlichen Alterung der Kunststoffe und ihrer Auswirkung auf die physikalisch-mechanischen Eigenschaften.
In der Phase 2 (24 Monate) wurden die erfolgversprechendsten Kunststoffe weiter optimiert und analog Phase 1 behandelt. Zusätzlich erfolgte die Optimierung des Spritzverhaltens bis hin zur Tauglichkeit auf Serienwerkzeugen. Umfassende Ohrmarkentests zunächst im Labor sowie in einer weiteren Stufe direkt am Tier schlossen sich an. Weiterhin erfolgten Marktrecherchen größeren Umfangs für Anwendungen außerhalb der Tierkennzeichnung.


Ergebnisse und Diskussion

Biokunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen gibt es bisher hauptsächlich für kurzlebige Anwendungen wie Verpackungen.
Ein neuer Trend geht in die innovative Entwicklungs-Richtung, dauerhaltbare und wetterfeste, nicht kompostierbarer Bio-Kunststoffe als Ersatz für fossile und petrochemische Synthesekunststoffe mit thermo-plastischen, elastomeren Eigenschaften zu formulieren. Neuartige, hochbelastbare Kunststoffe auf der Basis nachwachsender Rohstoffe zu entwickeln, das hat sich das Unternehmen H. Hauptner und Richard Herberholz GmbH & Co. KG aus Solingen zum Ziel gesetzt.
BIO-TAG® - langlebig und unempfindlich
Kunststoff-Tierkennzeichnungsmarken wurden bisher ausschließlich aus petrochemischen Kunststoffen hergestellt. Am Beispiel der Tierkennzeichnungs-Ohrmarken haben die Forscher aus dem Hause Hauptner und Herberholz in Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern aus der Kunststoffindustrie sowie mit der Universität Wuppertal erstmals langlebige Bio-Kunststoffe entwickelt. Die filigranen Kunststoff-Ohrmarken BIO -TAG® sind wie alle Ohrmarken über die gesamte Lebenszeit des Tieres Wind und Wetter, dem Angriff chemischer und mikrobieller Verbindungen sowie vom Tier verursachten mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt.
Neue Märkte erschließen
Bio-Kunststoffe werden nach dem derzeitigen Stand der Technik gezielt für kurzlebige Wirtschaftsgüter und Gebrauchsgegenstände wie etwa Verpackungen verwendet. Nach dem Gebrauch werden diese dann biologisch abgebaut oder kompostiert. Bei Hauptner und Herberholz wurden im Gegensatz dazu geeignete Bio-Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen erforscht und getestet, die besonders lange haltbar und ebenso gebrauchstauglich sind. Diese Bio-Tierohrmarken sind aufgrund ihrer besonderen Haltbarkeit ein sehr gutes Beispiel dafür, dass Biokunststoffe für die Substitution herkömmlicher thermo-plastischer Kunststoffe sowohl für Massenteile als auch in höher preisigen Marktsegmenten geeignet sind. Als Biokunststoffe wurden erfolgversprechend stärke- und cellulose-basierende Werkstoffe, modifizierte Polylactide und Polyurethane mit natürlichen Monomeren entwickelt. Additive wie UV-Stabilisatoren, Biozide und Repellents sorgen für die wetterfeste Stabilisierung der Biokunststoffe. Weltweit stellen thermoplastische Elastomere rund 8 % des gesamten Kunststoffmarktes dar.
Biokunststoffe leisten Beitrag zum Klimaschutz
Die neuartigen, langlebigen Bio-Kunststoffe können fossile Kunststoffe ersetzen und damit endliche Ressourcen wie Erdöl schonen. Gleichzeitig werden Landwirtschaft und Umwelt gefördert, weil Agrarrohstof-fe als erneuerbare Ressourcen eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft ermöglichen. Am Ende ihrer Gebrauchsdauer können Bio-Kunststoffe weitgehend CO2 neutral thermisch verwertet werden. Langlebige Bio-Kunststoffe tragen so dazu bei, den schädlichen Treibhauseffekt und die globale Erwärmung zu reduzieren.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Auf der Agritechnica, Messe für Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Tierhaltung, im November 2007 in Hannover wurde das Projekt auf dem Stand der DBU erstmals öffentlich präsentiert. Auf der Internetseite von Hauptner & Herberholz wird unter News das Forschungs-Projekt BIO-Kunststoff vorgestellt. Schutzrechte und Marken wurden beim Deutschen Patent- und Markenamt angemeldet.


Fazit

Die Innovation betrifft neue Bio-Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen mit langlebiger Funktion, die beispielhaft als Tierohrmarken entwickelt wurden und zur Umweltentlastung beitragen, weil sie fossile Rohstoffe substituieren und weitgehend CO2 neutral am Gebrauchsende thermisch verwertet werden können.
Geeignete, auf biologischen Rohstoffen basierende Werkstoffe zur Herstellung von elastomeren Ohr-marken zur amtlichen Tierkennzeichnung sind spezialisierte Stärke-Kunststoffe und Polymermischungen auf Basis des nachwachsenden Rohstoffes Stärke, optimierte Polylactide - biotechnologisch hergestellt aus natürlichen Agrarrohstoffen wie Zucker oder Glucose -, modifizierte Cellulosederivate und Poly-urethan-Kunststoffe, die natürliche Polyolgruppen aus Zuckeralkoholen enthalten.
Die Markteinführung erfolgt nach positivem Abschluss der noch laufenden, extensiven Testreihen am Tier.

Übersicht

Fördersumme

347.115,00 €

Förderzeitraum

01.01.2005 - 01.01.2008

Internet

www.hauptner-herberholz.de

Bundesland

Nordrhein-Westfalen

Schlagwörter

Klimaschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik