Das Projekt "IBÖ-05: BionicBarrier - Bionische Beschichtung auf Basis von pflanzlichem Cutin zum Schutz von faserbasierten Verpackungen vor Feuchtigkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung durchgeführt. Ziel von BionicBarrier ist die Entwicklung einer wasserabweisenden bionischen Beschichtung auf Basis von pflanzlichem Cutin. Cutin ist ein natürliches Polymer, welches Pflanzenteile vor dem Austrocknen schützt. Nach diesem Vorbild soll ein biobasierter, bioabbaubarer Schutzlack gegen Wasser entwickelt werden. Der Lack wird auf Karton- und Verpackungen aufgetragen und schützt diese vor dem Eindringen von Kondenswasser. Dieses entsteht zum Beispiel bei klimatisch schwankenden Lagerbedingungen im Lebensmittelversandhandel und senkt die mechanische Festigkeit von Papier- und Karton-Verpackungen.
Das Projekt "Studie zur Erstellung von Oekobilanzen verschiedener Packstoffe, Packmittel und aehnlicher Produkte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Lebensmitteltechnologie und Verpackung, Institut an der Technischen Universität München durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens sollen Umweltauswirkungen (Abfall- und Luftbelastung, Abwasserbelastung, Rohstoff- und Energiebedarf, Frischwasserbedarf) fuer Prozesse zu Lebenswegen und Lebenswege von Verpackungen aus den Packstoffen wie Papier, Kunststoffe, Glas, Metall, Holz und eingefuehrte Packmittel wie z.B. Flasche, Dose, Kartonverpackung, Becher sowie beispielhaft fuer andere Verpackungen ermittelt werden. Neben der Datenermittlung ist auch die Erarbeitung einer allgemein anerkannten Methode zur Aufstellung von Oekobilanzen bei Verpackungen Gegenstand des Vorhabens.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Entwicklung biobasierter Compounds und Formulierung der Klebstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. durchgeführt. Hotmelt-Klebstoffe für Kartonverpackungen basieren fast ausschließlich auf petrochemischen Grundstoffen. Einzelne Alternativen auf Basis nachwachsender Rohstoffe stehen zwar zur Verfügung, haben den Eintritt in den Massenmarkt bis heute jedoch nicht geschafft. Ziel des Vorhabens ist es, biobasierte Hotmelt-Klebstoffe zu entwickeln und hinsichtlich Rohstoffsituation, Kosten, Verarbeitungseigenschaften, Klebkraft, Alterung und Rezyklierbarkeit zu bewerten und zur Anwendung zu bringen. Die Vorteile der neu zu entwickelnden Klebstoffe liegen im Einsatz gut verfügbarer nachwachsender Rohstoffe (Stärke, Chitosan und weitere Polysaccharide) sowie in den zu erwartenden positiven Einflüssen auf die Rezyklierbarkeit solcher Produkte, sowohl in Bezug auf die Reduzierung klebender Verunreinigungen (Stickies) als auch hinsichtlich der Migration von unerwünschten Inhaltsstoffen in verpackte Lebensmittel. Die Vorhabenziele wollen die Institute unter Einbeziehung eines Konsortiums von Industrieunternehmen aus Stärkeindustrie, Additivhersteller, Klebstoffhersteller, Maschinen- und Anlagenbau für Klebesysteme sowie Verpackungsindustrie erreichen. Dazu werden geeignete Stärkeprodukte ausgewählt, beschafft und umfassend charakterisiert oder falls erforderlich durch geeignete Modifizierung erzeugt. Die eingesetzten Rohstoffe werden durch Extrusion mit möglichst ebenfalls biobasierten Co-Komponenten und Plastifizierungsadditiven im ersten Schritt zu Biocompounds umgesetzt. Dabei wird auf Erfahrungen aus früheren Forschungsprojekten des IPF zurückgegriffen. Aus diesen Biocompounds werden dann die eigentlichen Hotmelt-Klebstoffe entwickelt. Diese Klebstoffe werden an der PTS mittels Laborverklebungen und geeigneten Festigkeitsprüfungen bewertet und im Konsortium iterativ optimiert. Unter Federführung der PTS sollen schließlich durch die Unternehmen der Verpackungsbranche konkrete marktfähige Produkte für den Bereich der Lebensmittelverpackungen erarbeitet und zur Anwendung gebracht werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Simulationsgestützte Auslegung von aseptischen Kartonverpackungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SIG Combibloc Systems GmbH durchgeführt. Die Papier und Karton verarbeitende Industrie in Deutschland ist eine mittelständisch strukturierte Branche mit knapp 84.000 Beschäftigten und einem Jahresumsatz in 2019 von rund 19 Mrd. Euro. Die Prozesse zur Herstellung und Umformung von (Verbund-)Strukturen aus Papier und Karton werden zwar täglich millionenfach angewendet, dennoch beruhen Design und Auslegung noch immer zumeist auf Erfahrungswissen. Es gibt daher ein großes Potential die mechanischen Eigenschaften von Bauteilen aus Papier und Karton durch optimale Ausnützung der Fasereigenschaften im Material zu verbessern. Durch die genaue Kenntnis der mechanischen Eigenschaften basierend auf den tatsächlichen Faserorientierungen, Faserdichten und Lagenaufbau und unter Berücksichtigung deren Schwankungen soll es möglich werden, die erforderlichen Bauteileigenschaften (hier Verpackung, Membranen, Wabenkernstrukturen) ressourceneffizient zu gewährleisten. Teilvorhaben: Für SIG Combibloc zielt dieses Projekt der deutlich verbesserten Ausnutzung des Leichtbaupotenzials von Papier und Karton in der aseptischen Lebensmittel-Verpackungsindustrie. Durch Einsatz von innovativen Messverfahren und die simulationsgestützte, anwendungsnahe Auslegung von Holzfaser-Verbundmaterial werden Materialmodelle entwickelt (Micro-, Meso- und Macro-Modelle), untersucht und an konkreten Anwendungen, wie z.B. das Rillen und Falten, validiert. Besonderes Augenmerk liegt auf die Berücksichtigung des Einflusses von Schwankungen und Fehlstellen in der Fasernetzwerkstruktur (Fasernatur, -dichte und -verteilung bzw. -orientierung) in den auf das Verhalten des Verpackungsmaterials währen der Konfektionierung und Bearbeitung, wie z.B. der Rillen-, Falten und Abfüllprozesse.
Das Projekt "Vorhaben (FSP-Klebstoffe): Entwicklung biobasierter nicht reaktiver Hotmelt-Klebstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Agrartechnologie durchgeführt. Nicht reaktive Hotmelt-Klebstoffe sind lösemittelfreie Klebstoffe, die in geschmolzener Form auf die zu verbindenden Teile aufgetragen werden und ihre Klebewirkung beim Erstarren entfalten. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit werden sie zunehmend, vor allem in der Verpackungs-, Holz- und Möbel- und Bauindustrie eingesetzt, das Marktvolumen im europäischen Verpackungssektor beträgt zurzeit ca. 160kt/a. Aufgrund der sehr guten Eigenschaftsprofile und des guten Preis-Leistungsverhältnisses, basieren konventionelle Hotmelt-Klebstoffe praktisch ausschließlich auf petrochemischen Komponenten (Basispolymere, Wachse, Tackifier u.a.). Aufgrund schwindender fossiler Ressourcen und dem sich wandelnden Konsumentenverhalten hin zu einer vermehrten Verwendung biobasierter Produkte steigt auch die Nachfrage nach biobasierten Hotmelt-Klebstoffen, vor allem für Papier- und Kartonverpackungen stetig. In den vergangenen 25 Jahren wurden bereits erste biobasierte Basispolymere für Hotmelt-Klebstoffe entwickelt. Diese konnten sich aufgrund mangelnder Eigenschaften, hoher Kosten und schlechter Verfügbarkeit nicht durchsetzen. Daher sollen im beantragten Projekt neue biobasierte Basispolymere für reaktive Hotmelt-Klebstoffe hergestellt und als Komponenten für die Entwicklung neuartiger Hotmelt-Klebstoffe für Papier- und Kartonverpackungen eingesetzt werden. Die biobasierten nicht reaktiven Hotmelt-Klebstoffe sollen konventionelle Hotmelt-Klebstoffe ersetzen und mit den etablierten Prozess- und Verarbeitungstechnologien kompatibel sein. Die geplanten Arbeiten umfassen die Entwicklung von biobasierten Homopolyestern, Copolyestern und Polyesterblends sowie deren klebtechnische Charakterisierung, die Formulierung von reaktiven Hotmelt-Klebstoffen und deren Prüfung unter industriellen Bedingungen. Hierbei wird auch ein bestehender Anpassungsbedarf konventioneller Verarbeitungstechnologien ermittelt.
Das Projekt "BioproPack - Verbesserte Eigenschaften von Papierverbunden durch Beschichtungsmaterialien auf Basis nachwachsender Rohstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landshuter Lackfabrik Eduard Leiss GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel Das konkrete Vorhabensziel ist die Entwicklung eines Papier- oder Karton-basierten Multilayerverbundes für Primärverpackungen, mit den folgenden Ansätzen sollen die Projektziele verwirklicht werden: Prozessfähigkeit; recycelbar und / oder bioabbaubar bzw. basierend auf nachwachsenden Rohstoffen sowie mit verbesserter Umweltbilanz; kompatibel mit standardmäßigen Papiertechniken; verbesserte Barriereeigenschaften gegenüber Sauerstoff, Wasserdampf, Aromen und Fett; mechanische Beständigkeit der Beschichtungen. .... Hinweis .... (Siehe hierzu auch Antragstext - Verbesserte Eigenschaften von Papierverbunden durch Beschichtungsmaterialien auf Basis nachwachsender Rohstoffe Akronym: BioproPack) 2. Arbeitsplanung Das Vorhaben betrifft die Entwicklung von neuartigen Beschichtungen auf Papier- und Kartonverpackungen. Die Erkenntnisse zum Klimawandel erfordern auch in der Verpackungsindustrie, nachhaltigen Entwicklungen gerecht zu werden. Das Thema Ressourcen- und Energieeffizienz muss entlang der Verpackungswertschöpfungskette bewertet werden. Hinweis .... (Siehe hierzu auch Antragstext - Verbesserte Eigenschaften von Papierverbunden durch Beschichtungsmaterialien auf Basis nachwachsender RohstoffeAkronym: BioproPack)
Das Projekt "Teilvorhaben: Fettdichte biologisch abbaubare Polymerbeschichtungen für Papier- und Kartonverkaufsverpackungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung durchgeführt. Im Rahmen des beantragten Projektes soll ein stärkebasiertes Fettbarrieresystem für Papier- und Kartonverpackungen entwickelt werden. Die Beschichtung mit Hydroxypropylstärke auf Basis hoch amylosehaltiger Erbsenstärke (DS ca. 0,2), hat sich in orientierenden Voruntersuchungen als außergewöhnlich fettdicht erwiesen. Es hat sich gezeigt, daß ein solches Fettbarrieresystem eine höhere Fettdichtigkeit aufweist als die derzeit eingesetzten Systeme auf Halogenpolymer-Basis. Darüber hinaus weist es gegenüber den herkömmlichen Systemen additive Vorteile auf: biologische Abbaubarkeit, Verträglichkeit mit dem Papierkreislauf und, mit Blick auf die Verbrennung eventueller Reststoffe, Halogenfreiheit. Kostenabschätzungen zeigen, dass auch hinsichtlich der wirtschaftlichen Konkurrenzfähigkeit die Aussichten sehr gut sind. Für die Umsetzung in die technische Anwendung ist es notwendig, - auf Basis eines preisgünstigen Rohstoffs und- eines wirtschaftlich umsetzbaren Modifizierungsverfahrens- das Fettbarrieresystem praxisgerecht zu entwickeln (u.a. praxisangepasste Auftragssysteme, Rezepturen sowie Schichtaufbau des Packstoffes).
Das Projekt "Entwicklung leistungsfähiger Urform- und Umformtechniken zur Herstellung innovativer Packmittel aus nachwachsenden Rohstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Verarbeitungsmaschinen und Mobile Arbeitsmaschinen, Professur für Verarbeitungsmaschinen,Verarbeitungstechnik durchgeführt. Forschungsziel: Ziel des Forschungsprojekts ist es, die für die 3D Umformung entscheidenden Eigenschaften des Materials Karton zu ermitteln und durch einen in der Praxis prüfbaren Kennwert zu kennzeichnen, um daraus industriell umsetzbare Maßnahmen abzuleiten, mit deren Hilfe die Umformbarkeit von Karton deutlich verbessert werden kann. Damit soll die Basis für die Entwicklung neuer faserbasierter Ziehmaterialien geschaffen werden, um den Umformprozess Ziehen als attraktiven Prozessschritt bei der Herstellung komplexer dreidimensionaler Kartonverpackungen nutzen zu können. Wirtschaftliche Bedeutung für kmU Die Erweiterung des Portfolios kartonbasierter Packmittel wird den Markt und die Wettbewerbsfähigkeit der einschlägigen Industrie verbessern. Darüber hinaus werden durch die energieeffiziente Herstellungstechnik weitere wirtschaftliche Vorteile generiert. Die Projektergebnisse sind insbesondere für kmUs aus dem Bereich der Kartonproduzenten und der Hersteller von Verarbeitungsmaschinen von Nutzen, auch weil sie den politischen/gesellschaftlichen Prioritäten hinsichtlich verantwortungsvoller Ressourcennutzung, Abfallvermeidung und anthropogener Klimaeinflüsse gerecht werden. Transfer Die beteiligten Forschungsstellen verfügen über eine Vielzahl jeweils spezifischer Möglichkeiten zum Transfer der erarbeiteten Ergebnisse in die Wirtschaft. Das Spektrum reicht von spezialisierten Weiterbildungsveranstaltungen über eigene Publikationen, Berichterstattung an Mitgliedsfirmen sowie die Integration der Ergebnisse in das Vorlesungsprogramm der beteiligten Universitäten Forschungsstellen. Die Präsentation von Forschungsergebnissen auf nationalen und internationalen Fachtagungen gehört ebenso wie die Veröffentlichung in branchenspezifischen Medien zu den von allen Forschungsstellen traditionell besonders intensiv genutzten Möglichkeiten.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Verarbeitungstechnische Prüfungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung durchgeführt. Hotmelt-Klebstoffe für Kartonverpackungen basieren fast ausschließlich auf petrochemischen Grundstoffen. Einzelne Alternativen auf Basis nachwachsender Rohstoffe stehen zwar zur Verfügung, haben den Eintritt in den Massenmarkt bis heute jedoch nicht geschafft. Ziel des Vorhabens ist es, biobasierte Hotmelt-Klebstoffe zu entwickeln und hinsichtlich Rohstoffsituation, Kosten, Verarbeitungseigenschaften, Klebkraft, Alterung und Rezyklierbarkeit zu bewerten und zur Anwendung zu bringen. Die Vorteile der neu zu entwickelnden Klebstoffe liegen im Einsatz gut verfügbarer nachwachsender Rohstoffe (Stärke, Chitosan und weitere Polysaccharide) sowie in den zu erwartenden positiven Einflüssen auf die Rezyklierbarkeit solcher Produkte, sowohl in Bezug auf die Reduzierung klebender Verunreinigungen (Stickies) als auch hinsichtlich der Migration von unerwünschten Inhaltsstoffen in verpackte Lebensmittel. Die Vorhabensziele wollen die Institute unter Einbeziehung eines Konsortiums von Stärkeindustrie, Additiv- und Klebstoffherstellern, Maschinen- und Anlagenbau für Klebesysteme sowie Verpackungsindustrie erreichen. Der Schwerpunkt der PTS liegt dabei auf der Anwendungsentwicklung. Dazu werden Verarbeitungsprüfungen der entwickelten Klebstoffe mittels Laborverklebungen durchgeführt (AP4) und durch geeignete Festigkeitsprüfungen (AP5) Haftkräfte und das Verhalten bei Alterung bewertet (AP6). Die Untersuchungsergebnisse fließen iterativ in die Weiterentwicklung der Biocompounds ein, indem Vorschläge zur Veränderung von Verarbeitungsparametern erarbeitet werden (AP2). Unter Federführung der PTS sollen durch die Unternehmen der Verpackungsbranche konkrete marktfähige Produkte für den Bereich der Lebensmittelverpackungen erarbeitet und zur Anwendung gebracht werden (AP7). Diese Bioklebstoffe werden schließlich einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung unterzogen, die eine Bewertung der Verfügbarkeit der Rohstoffe sowie die Rezyklierbarkeit der verklebten Packmittel einschließt (AP8).
Das Projekt "InKoProd - Intelligente Konsumgüterproduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Mechatronischen Maschinenbau, Professur für Werkzeugmaschinenentwicklung und adaptive Steuerungen durchgeführt. Durch Umformen hergestellte Kartonverpackungen werden heute aufgrund der komplexen Prozessanforderungen weitgehend durch einzelne Maschinen, die unabhängig voneinander die notwendigen Arbeitsschritte durchführen, produziert. Die Bereitstellung einer stabilen Prozessregelung ist somit Bedingung zur wirtschaftlichen Produktion von Kartonbechern. Derzeit existiert eine solche Regelung nicht, sie steht jedoch bei Erfolg des Forschungsprojektes zur 'Entwicklung einer vernetzten, selbstoptimierenden Demonstratoranlage zur Herstellung versiegelter Becher aus Karton' in Aussicht.