Das Projekt "Gutachten ueber eine Gefaehrdungsabschaetzung des Werksgelaendes der Firma Terra-Nova in Weilerswist" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt. Die Firma Terranova stellte seit 1900 in Weilerswist Dispersionsfarben und Trockenmoertel her. Das Werksgelaende wurde auf eine moegliche Belastung durch aliphatische Kohlenwasserstoffe, PAKs, PCBs, PCP und Schwermetalle untersucht. Einige Teile des Werksgelaendes wiesen erhoehte PAK- bzw. Bleikonzentrationen auf. Eine Sanierung wird empfohlen.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Up-Scaling der Auftragstechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HPX Polymers GmbH durchgeführt. Das Teilvorhaben ist eingebettet in das Verbundvorhaben 'BioPack', welches zwei wesentliche Ziele verfolgt, nämlich die Entwicklung von Lacken auf Basis von Biopolymer-Dispersionen und die Etablierung eines nasschemischen Beschichtungsverfahrens, um diese Lacke mit möglichst geringen Auftragsgewichten zur Papierbeschichtung zu verwenden. Um beim entwickelten Verpackungsmaterial eine optimale Barrierewirkung zu erzielen, ist die beste Form der Beschichtung eine durchgehende, gleichmäßig dicke Schicht, da die Durchlässigkeit für Gase und Wasserdampf schichtdickenabhängig ist. Diese Form der Beschichtung ist aus den Papierstreichverfahren bekannt und wird Konturstrich genannt. Zur Testung und Optimierung der Applikationstechnik werden sowohl im Fraunhofer IVV als auch bei FMP Technology GmbH Pilotversuche zur Papierbeschichtung, sowohl im Labor- als auch im Pilotmaßstab und mit verschiedenen, industriell üblichen Auftragsverfahren durchgeführt. Durch Vergleich der Ergebnisse, die mit den verschiedenen Auftragsaggregaten erzielten werden, wird eine optimale Applikationstechnik identifiziert. Neben der Begleitung dieses Entwicklungsprozesses beschäftigt sich das Teilvorhaben der HPX Polymers GmbH (HPX) im Wesentlichen mit der Hochskalierung dieser Auftragstechnik in den industriellen Maßstab. Offenbaren die Hochskalierungsversuche die Notwendigkeit weiterer Anpassungen am Beschichtungsverfahren, werden diese Erkenntnisse im nächsten Iterationsschritt der Weiterentwicklung der Auftragstechnik berücksichtigt. So führen eventuell notwendige Anpassungen der Auftragstechnik auch zu einer Weiterentwicklung des Auftragsverfahrens und können final auch in der Fertigung einer neuen Applikationseinheit zur nasschemischen Papierbeschichtung münden, immer mit dem Ziel der Optimierung der Gleichmäßigkeit von Filmbildung und Schichtdicke.
Das Projekt "Entwicklung von sondermuellfreien Recyclingverfahren fuer den Bereich der Holz- und Kunststofflackierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Osnabrück, Fachbereich Werkstoffe und Verfahren, Labor für Verfahrenstechnik durchgeführt. Beim Verspritzen von loesungsmittelhaltigen Lacken in wasserberieselten Lackierkabinen entsteht Lacknebel (Overspray), der durch die Zugabe von Koagulierungsmitteln zu einem Lackschlamm verklumpt wird. Dieses Koagulieren von Lackoverspray ist in erheblichem Masse unwirtschaftlich und ausserdem oekologisch unerwuenscht, da der entstehende Lackschlamm als Sondermuell entsorgt werden muss. Aufgrund immer komplexer werdender Formen der Lackierobjekte kann diese Spritztechnologie nicht durch andere Auftragsverfahren (Walzen, Tauchen), bzw. den Einsatz von Dispersionslacken auf Wasserbasis ersetzt werden. Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung von sondermuellfreien Gesamtkonzepten bei der Holz- und Kunststofflackierung. Hierfuer ist es notwendig die verschiedenen Komponenten der Lackiertechnik (Lack, Spritzkabine, Aufbereitungsverfahren) aneinander anzupassen, so dass ein schluessiges Gesamtkonzept entsteht. Bei der Realisierung dieser Konzepte werden die Stoffstroeme in Kreislaeufen gefuehrt und nicht oder nur nach langer Nutzungsdauer, entsorgt. An der Fachhochschule Osnabrueck wird der Teilaspekt der Lackaufbereitung mittels der Stofftrennungsverfahren Verdampfung und Querstromfiltration (Membrantechnik) bearbeitet.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Veredlung der Biopolymer-Dispersion zum applizierbaren Lack" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Naturhaus Naturfarben GmbH durchgeführt. Das Teilvorhaben ist eingebettet in das Verbundvorhaben 'BioPack', welches zwei wesentliche Ziele verfolgt, nämlich die Entwicklung von Lacken auf Basis von Biopolymer-Dispersionen und die Etablierung eines nasschemischen Beschichtungsverfahrens, um diese Lacke mit möglichst geringen Auftragsgewichten zur Papierbeschichtung zu verwenden. Das Teilvorhaben der Naturhaus Naturfarben GmbH (NH) beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung des Lacks, ausgehend von einer aufkonzentrierten Biopolymer-Rohdispersion. Bei dieser Weiterentwicklung der Rohdispersion zu einem beschichtungsfähigen Auftrag werden drei Hauptziele verfolgt: die Optimierung (1) der Lagerstabilität, (2) des Applikationsverhaltens und der Applikationstechnik, sowie (3) der Eigenschaften der resultierenden Beschichtung. Um diese Ziele zu erreichen, werden Rohdispersion und Lack hinsichtlich eines Satzes von physikalisch-chemischen Parametern analysiert und die Dispersion durch die Zugabe von Additiven, Zuschlagsstoffen und Formulierungsagentien und durch einen entsprechenden Formulierungsprozess, z.B. mittels Feinvermahlung, gezielt optimiert.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Entwicklung der Biopolymer-Dispersion und einer Einheit zur Aufkonzentrierung der Dispersion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme durchgeführt. Das Teilvorhaben ist eingebettet in das Verbundvorhaben 'BioPack', welches zwei wesentliche Ziele verfolgt, nämlich die Entwicklung von Lacken auf Basis von Biopolymer-Dispersionen und die Etablierung eines nasschemischen Beschichtungsverfahrens, um diese Lacke mit möglichst geringen Auftragsgewichten zur Papierbeschichtung zu verwenden. Die vom Fraunhofer IMM und IVV bearbeiteten Teilvorhaben beschäftigen sich mit der Entwicklung der Biopolymer-basierten Rohdispersion (IMM) und der Entwicklung einer im Hinblick auf den Lack optimierten Schichtarchitektur und einer Applikationstechnik zur nasschemischen Beschichtung und mit der grundlegenden Prüfung der Recyclingfähigkeit des finalen Verpackungsmaterials (IVV). Dispersionen, die für die beschriebene Anwendung als Basis dienen können, stellen hohe Anforderungen an den Herstellungsprozess: Zum einen wird ein hoher Feststoffgehalt benötigt um intakte Filme generieren zu können, zum anderen ist eine ausreichende Lagerstabilität unabdingbar. Der im weiteren Projektverlauf entwickelte Lack wird mittels nasschemischer Beschichtungsverfahren zur Oberflächenfunktionalisierung von bahnförmigen Materialien aus Papier, Pappe und Karton eingesetzt. Im Zusammenspiel mit einer optimierten Auftragungstechnik können deutlich geringere Schichtdicken realisiert werden als mit den momentan verwendeten Extrusionsbeschichtungsverfahren. In Summe können so Beschichtungen mit identischer Funktionalität bei deutlich geringerem Materialeinsatz erhalten werden. Die geringe Schichtdicke garantiert den Erhalt der Kompostierfähigkeit und Rezyklierbarkeit des resultierenden Verbundmaterials. Zudem sind aufgrund der 4-5x höheren Beschichtungsgeschwindigkeiten bei nasschemischer Beschichtung deutlich höhere Durchsätze realisierbar.
Das Projekt "Optimierung der Trocknungsvorgänge bei der Lackierung von Packstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (FH), Fachbereich Polygrafische Technik durchgeführt. 1. Deutliche Senkung des Energieverbrauchs durch Optimierung der Trocknungsvorgänge wasserbasierender Dispersionslacke bei gleichzeitiger Erhöhung des Wirkungsgrades durch modifizierte Wirkprinzipe; Energieeinsparung durch Anpassung der IR-Strahler an das Absorptionsmaximum des Wassers; Optimierung der Strahler unter Berücksichtigung von Lackzusammensetzung, -schichtdicke und Substrateigenschaften sowie durch Kombination von IR-Strahlungstrocknung und Konvektionstrocknung mit optimaler Luftführung; Schaffung wissenschaftlicher Grundlagen für die Auslegung der Trockneraggregate und eine gezielte Prozessführung 2. Gewinnung von Standardwerten; Optimierung von IR-Strahlern und zusätzlicher Luftführung im Trockner; Einfluss von Substrat- und Lackeigenschaften; Prototyp für kombinierte IR/Lufttrocknung; Praxisversuche 3. Reduzierung von Energieverbrauch und CO2-Emission; reduzierte Investitionskosten bei Neuinstallation und Nachrüsten von Trocknen; schonende Materialbehandlung durch gezielte Prozessführung; wissenschaftlich-technische Nutzung der Erkenntnisse zum Phänomen Lacktrocknung; Applikation für wasserbasierende Druckfarben, Thermoforming, Erwärmung und Trocknung von Substanzen
Das Projekt "Umweltfreundliche Substitute fuer hochloesemittelhaltige Emballagen-Lacke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Estel Verpackungssysteme, Werk Hagen-Kabel durchgeführt. Um die in der Emballagenindustrie gewuenschten duennen Schichten zu erzeugen, werden die dort verwendeten Lacke stark verduennt. Bei der Trocknung fallen daher grosse Mengen Loesemittel an. Die haeufig verwendeten Epoxiphenolharzlacke emittieren zusaetzlich etwa 1 gew.-Prozent Phenol bei der Trocknung. Der fuer Verpackungsstahlband geforderte Korosionsschutz ist grundsaetzlich auch mit waessrigen Dispersionen erreichbar. Inwieweit andere spezielle Qualitaetsanforderungen fuer diesen Anwendungsfall erfuellt werden koennen, soll durch Optimierungsversuche mit verfuegbaren Dispersionslacken ermittelt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Entwicklung und Evaluation oleochemischer Polyurethandispersionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alberdingk Boley GmbH durchgeführt. Polyurethan-Dispersionen finden in großem Maße in Lacken und Beschichtungen auf Holz, Kunststoff, Leder, Textil, Metall und Glas Verwendung. Für die Herstellung von Polyurethan-Dispersionen werden derzeit überwiegend petrochemisch gewonnene Polyolkomponenten (A-Komponente) verwendet. Um eine feine Verteilung des Polyurethans im Wasser zu ermöglichen, sind Weichmacher wie die Dimethylolpropionsäure (DMPS) nahezu unerlässlich. Alternativ zu DMPS werden vereinzelt Rizinusölderivate eingesetzt. Die mit diesen Derivaten erhaltenen Produkte sind jedoch recht spröde und haben gerade für anspruchsvolle Anwendungsbereiche eine unbefriedigende Haptik, warum ihr Einsatz sehr begrenzt ist. Erschwerend kommt hinzu, dass aufgrund der chemischen Struktur des Rizinusöles die Möglichkeiten einer chemischen Modifizierung sehr begrenzt sind, so dass die Aussichten für eine Leistungssteigerung der Rizinusölderivate gering sind. Auf der anderen Seite sind aufgrund der Erfahrungen mit dem Rizinusöl und seinen Derivaten besonders heimische Pflanzenöle von großem Interesse, da sie im Gegensatz zum Rizinusöl aufgrund ihrer chemischen Struktur vielfältige Modifizierungsmöglichkeiten bieten. Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung von wässrigen Polyurethan-Dispersionen auf Basis von heimischen Pflanzenölen (Raps-, Sonnenblumen-, Leinöl) für Beschichtungen auf verschiedenen Substraten (Holz, Leder, Textil). Heimische Pflanzenöle sollen so funktionalisiert werden, dass eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Verwendung auf dem Gebiet der Polyurethan-Dispersionen möglich ist. Besonders die Substitution des Weichmachers DMPS und eine gezielte Funktionalisierung der Fettsäurereste hinsichtlich der Eigenschaften der Polyurethan-Dispersionen würden einen großen technischen Fortschritt bedeuten. Die Arbeiten werden in Zusammenarbeit zwischen den Firmen Alberdingk Boley GmbH, Harburger Fettchemie Brinckmann & Mergell GmbH (Hobum) und Hesse GmbH (Unterauftrag bei Alberdingk) durchgeführt
Das Projekt "Untersuchungen ueber erforderliche Eigenschaften umweltfreundlicher wasserverduennbarer, loesungsmittelarmer pigmentierter bzw. lasierender Dispersionslacke fuer den Anwendungsbereich Holz innen und aussen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsinstitut für Pigmente und Lacke e.V. durchgeführt. Holz muss im Aussenbereich vor Feuchtigkeit (uebermaessige Quell- und Schwundbewegung: Rissbildung) und vor UV-Licht (Abbau der Holzoberflaeche in wasserloesliche Bestandteile: Anstrichabplatzung bei Feuchtigkeitseinwirkung) geschuetzt werden. Bisher wurden loesungsmittelhaltige Lacke und Lasuren angewendet. Ziel der Untersuchungen ist, festzustellen, ob die umweltfreundlichen, weitgehend loesungsmittelfreien Dispersionslacke und Dispersionslasuren (UV-Durchlaessigkeit dieser Bindemittel und Pigmentverteilung in ihnen ist anders) geeignet sind, und ob ihre Eignung mit den fuer Alkydharzlasuren entwickelten Testverfahren ueberpruefbar ist.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Synthese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Worlèe-Chemie G.m.b.H., Werk Lauenburg durchgeführt. Das Projektziel ist die Erweiterung der Nutzung von biotechnologisch hergestellter Itaconsäure im Bereich Polymerharze für Lackanwendungen. Die einzelnen Teilprojekte decken die Wertschöpfungskette, ausgehend von der Funktionalisierung der Itaconsäure über die Poly- bzw. Copolymerisation zu Lackharzen, deren Formulierung zu Beschichtungsstoffen bis hin zur Applikation und Charakterisierung der Gebrauchseigenschaften, ab. In diesem Teilprojekt sollen Itaconsäurederivate radikalisch zu Acrylat- bzw. Methacrylatanaloge für beschichtungstechnische Applikationen copolymerisiert und deren Werkstoff- und Verarbeitungseigenschaften ermittelt werden. Unter Verwendung von Itaconsäure werden zusätzlich auch Synthesewege zur Herstellung von Polyesterpolyolen erarbeitet, die dann in einem zweiten Schritt weiter zu UV-vernetzbaren PU-Dispersionen oder PU-Itaconatdispersionen konvertiert werden. Diese lassen sich durch die verbleibenden Doppelbindungen photochemisch vernetzen und erhalten damit eine zusätzliche Vernetzungsdichte, die zu einer höheren Härte für Möbel- oder Parkettlacke führt bzw. zu einer verbesserten Witterungsbeständigkeit für Außenlacke. Die beschriebenen Harztypen stellen somit eine Alternative zu den sehr modernen acrylatbasierten, wasserverdünnbaren UV-vernetzenden Lacken dar. Neben der Entwicklung der Syntheserouten wird in diesem Teilprojekt für ausgewählte Harze auch die Möglichkeit eines Scale-up in 100 kg Maßstab erprobt. Hierbei soll die Machbarkeit einer späteren industriellen Nutzung untersucht werden. Eine besondere Herausforderung ist der feste Aggregatzustand der Itaconsäure im Vergleich zu der niedrigviskosen Acryl- bzw. Methacrylsäure. Dies erfordert eine Entwicklung einer adaptierten Produktionstechnik. Auf Basis der Projektergebnisse soll ein geeignetes Verfahren zur Gewinnung von itaconsäurebasierende Dispersionsharze realisiert werden.
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