Dieser Hintergrundbericht dokumentiert die Ableitung von Vergabekriterien für das Umweltzeichen Blauer Engel für Textilien (DE-UZ 154) im Rahmenvorhaben „Weiterentwicklung des Umweltzeichens Blauer Engel, Rahmenvorhaben 2014-2018“. Bei der Produktgruppe Textil handelt es sich um einen wichtigen Konsumartikel. Da es bei der Textilherstellung viele umweltrelevante Prozesse von der Rohstofferzeugung bis zur Endfertigung gibt, ist es besonders wichtig, Kriterien für Textilien zu entwickeln, um die nachhaltige Produktion zu fördern. Mit dem Blauen Engel steht ein Umweltzeichen zur Verfügung, dass neben Naturfasern auch Kunstfasern adressiert. Im Jahr 2016 betrug die Weltproduktion an Fasern 24 Prozent Baumwolle, 1 Prozent Wolle und 75 Prozent chemische Fasern. In Westeuropa betrug die Produktion chemischer Fasern rund 2,8 Millionen Tonnen, in Deutschland 641.000 Tonnen, davon entfielen 72 Prozent auf chemische Fasern. Die bisherigen Vergabekriterien wurden um Anforderungen an technische bzw. funktionelle Textilien, Bettwaren und Reinigungstextilien sowie Recyclingfasern erweitert. Auch gibt es nun Anforderungen an den Herstellungsprozess von Laminaten und Membranen, um dem wachsenden Markt der Funktionsbekleidung zu begegnen. Darüber hinaus wurden Kriterien für Füllmaterialien – Latex, Polyurethan, Polylactid sowie Daunen und Federn - definiert. Veröffentlicht in Texte | 125/2020.
Das Projekt "2nd Life PLA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk durchgeführt. Polylactid (PLA), ein Kunststoff aus erneuerbaren Ressourcen, ist eine Alternative zu den fossilen Kunststoffen. Derzeit ist PLA nur in geringen Mengen verfügbar und hat demzufolge einen hohen Preis. Ein Forschungsprojekt des IKV beschäftigt sich daher damit die Recyclingfähigkeit von PLA zu bewerten. Ziel ist es, die Markteinführung von PLA zu vereinfachen und so eine ökologisch nachhaltige Produktion von Kunststoffverpackungen auch ökonomisch voranzubringen. Das IKV untersucht die Extrusion des Materials auf einer Flachfolienanlage. Durch mehrfache Extrusion wird untersucht, wie sich der Werkstoff bei häufiger Belastung verhält, die bei einem internen Recyclingkreislauf zu erwarten ist. Weitere Versuchsreihen sollen die für industrielle Anwendungen angestrebten Recyclingmethoden nachbilden. Z. B wird das Rezyklat mit unterschiedlichen Mengenanteilen Neuware gemischt und anschließend auf der Extrusionslinie verarbeitet. Um den Prozessschritt der Vortrocknung einzusparen, wird die Verarbeitung mit Schmelzeentgasung untersucht. Insbesondere bei der Produktion von Lebensmittelverpackungen ist der Kontakt zwischen Packgut und Rezyklat zu vermeiden. Dazu wird ein mehrschichtiger Folienverbund hergestellt, bei dem das Rezyklat lediglich in der mittleren Schicht eingesetzt wird.
Das Projekt "An eco-innovative planting and survival support system for urban trees (TREEPAD)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von H. Lorberg Baumschulerzeugnisse GmbH & Co.KG durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt B: BYK Kometra GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BYK Kometra GmbH durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens für die BYK Kometra GmbH besteht darin, ein Blend mit optimalen mechanischen Eigenschaften zu entwickeln. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Blendmasse auch eine gut Haftung zu den im Gesamtprojekt verwendeten Naturfasern aufweist. Da Polymilchsäure (PLA) und Polypropylen (PP) unverträglich sind, müssen zur Herstellung von Blende mit den geforderten Eigenschaften Modifikatoren entwickelt werden. Des weiteren müssen die für die Blendherstellung optimalen Parameter für die Extrusion ermittelt werden. Nach erfolgreicher Entwicklung und Austestung von entsprechenden Modifikatoren(Propfung Festphase/Schmelze)müssen die nächsten Schritte von der Labor zur Technikumsherstellung gegangen werden. Die Herstellung größerer Mengen PLA PP Blends erfolgt dann beim Partner Fraunhofer IWM. Dabei wird seitens BYK Kometra technologische Unterstützung geleistet. Ab den ersten Anwendungsversuchen mit PLA PP Blend mit Naturfasern muss auch die Frage der Haftung des Materials, gegebenenfalls mit der Zugabe eines weiteren Modifikators, gelöst werden. Arbeitsplan: -Untersuchung der Reaktivität von PLA mit modifizierten Polyolefinen-Entwicklung von Modifikatoren für Bernds PLA PP-Optimierung von PP PLA Blends und Untersuchungen zur Faser Matrix Haftung-Herstellung von Mustermengen auf Labor-, Technikumsreaktor -Produktion von größer Mengen Modifikator -Unterstützung bei Compoundierung größerer Mengen Blends beim IWM.
Das Projekt "Machbarkeitsstudie (FSP-biob. Kunststoffe): Polylactid (PLA) als High-Tech-Werkstoff für optische Bauteile einer Leuchte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Hamm-Lippstadt, Lehrgebiet Photonik und Materialwissenschaften durchgeführt. LEDs als Leuchtmittel werden im Durchschnitt die jeweilige Leuchte in Ihrer Lebensdauer übertreffen. Insofern sind Materialien gefordert, die sich leicht wiederverwerten lassen, oder deren Entsorgung unproblematisch ist. Interessant sind auch Lösungen, die den Wechsel der Leuchte, bei Erhalt des Leuchtmittels ermöglichen. So würde gewährleistet, dass die hohe Lebensdauer der Lichtquelle nicht dazu führt, dass das Design der Leuchten nach längerem Gebrauch unzeitgemäß wirkt, und diese Gefahr laufen in technisch einwandfreiem Zustand entsorgt zu werden. Ein Werkstoff, der praktisch alle Eigenschaften für eine derartige Anwendung erfüllen kann, ist der Polyester Polymilchsäure oder Polylactid (PLA). Ziel des Vorhabens ist daher, sämtliche Teile einer Leuchte (abgesehen vom Schalter, elektrischen Leitungen und LED) aus PLA zu fertigen. Während für die Fertigung von Gehäuse und Leuchtenarm aus PLA keine Schwierigkeiten erwartet werden, sind für die Fertigung der optischen, d.h. transparenten bzw. hochreflektierenden, Bauteile aus PLA noch technische Fragen zu lösen. Diese betreffen vor allem die Kristallisation und die Erweichung des Materials im Bereich der Glasübergangstemperatur (55-65 Grad Celsius), die unterdrückt werden sollen. Die dazu gegebenenfalls erforderlichen Additive sollen so weit wie möglich nicht zu Lasten der Nachhaltigkeit des Materials gehen, und demnach bevorzugt Naturstoffe oder biologisch abbaubare Substanzen sein.
Das Projekt "Fermentative Herstellung von L-Milchsäure aus Stroh zur Herstellung von Polymilchsäure (STROLA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BluCon Biotech GmbH durchgeführt. Weltweit besteht ein hoher Bedarf an Kunststoffen. Konventionelle Kunststoffe basieren allerdings auf fossilen Rohstoffen, sind nicht biologisch abbaubar und belasten die Umwelt. Eine gute Alternative sind biobasierte Kunststoffe wie PLA. Diese sind biologisch abbaubar und durch ihre Eigenschaften für viele Anwendungen geeignet. PLA wird aus Milchsäure hergestellt. Diese wiederum wird derzeit auf Basis von Zucker oder stärkehaltiger Substrate wie Mais produziert und steht somit in Konkurrenz zur Nahrungsmittelindustrie. Ziel dieses Projektes ist daher die Erprobung eines neuartigen Verfahrens zur nachhaltigen Herstellung von Milchsäure aus land- oder forstwirtschaftlichen Reststoffen (z.B. Stroh) durch deren Fermentation. Diese Reststoffe enthalten Lignocellulose. Mittels cellulolytischer, extremophiler Bakterien kann das vorbehandelte Lignocellulosematerial in Milchsäure umgesetzt werden. So wird eine Verwertung der Reststoffe ermöglicht und ein Beitrag zur Kreislaufwirtschaft geleistet. Das im Labormaßstab etablierte Verfahren soll nun in einen größeren Maßstab für den industriellen Einsatz überführt werden.
Das Projekt "LIGNOS - Weizenstroh als Quelle für neue Biokunststoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung durchgeführt. Ziel von LIGNOS war die Biopolymergewinnung durch neue biotechnologische Verfahren. Die entwickelten Verfahren beschäftigten sich mit dem Aufschluss von Lignocellulose, die in Pflanzenzellwänden enthalten ist. Mit Hilfe optimierter Vorbehandlung und enzymatischer Konversion wird die Lignocellulose fraktioniert und kann zur Herstellung biobasierter Kunststoffe genutzt werden. Die Forschungsarbeiten konzentrierten sich auf Weizenstroh, da es eine große Menge Lignin enthält. Weizenstroh fällt in Deutschland in so großen Mengen an, dass es nicht wieder vollständig für landwirtschaftliche Zwecke genutzt werden kann. Folgende wichtige Ergebnisse wurden erreicht: - Die eingesetzte Biomasse (Weizenstroh) war fast vollständig in Lignin und Saccharide (Zuckermoleküle unterschiedlicher Art) konvertierbar. - Das bei relativ niedrigen Temperaturen ablaufende Verfahren ist zudem energetisch und ökologisch deutlich günstiger als die klassische Zellstoffkochung - Die erhaltenen hochwertigen Lignine sind physiologisch unbedenkliche Biopolymere. Sie eignen sich für die Herstellung zahlreicher Kunststoffprodukte (z.B. Thermoplaste zur Fertigung von Formkörpern, Duroplaste zum Gießen besonders temperaturstabiler Formteile und biogene Schmelzkleber für industrielle Anwendungen). - Die zudem durch enzymatische Spaltung der Polysaccharide Cellulose und Hemicellulose - gewonnenen Zuckermoleküle eignen sich sowohl für Bioraffineriezwecke, als auch prinzipiell für Anwendungen im Lebensmittelbereich. - Als ebenfalls zukunftsträchtig erscheint die Gewinnung von Zuckerbausteinen für die Herstellung biobasierter Kunststoffe, wie z.B. Polymilchsäure. - In einem geplanten Demonstrationsvorhaben ist vorgesehen, auf Basis von Weizenstroh, Lignin zur Materialentwicklung im Kilogramm-Maßstab zu gewinnen und zu modifizieren. Das Saccharidgemisch wird für die Anwendung im Lebensmittelbereich aufbereitet und für die Eignung als Fermentationsrohstoff untersucht. Für weitere Agrarreststoffe soll die Anwendbarkeit des neuen Verfahrens erprobt werden, um zu einer ganzheitlichen stofflichen Nutzung von Agrarprodukten beizutragen. Die Arbeitsgruppe Molekularbiologie der Universität Potsdam beschäftigte sich im Rahmen des Projektes vornehmlich mit der Entwicklung neuer Enzymsysteme. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IAP und der aevotis GmbH wurden diese Enzyme für den Aufschluss unterschiedlicher Lignocellulosen optimiert. Begleitet wurde das Vorhaben vom Potsdam Research Network pearls. Das seit 2011 laufende Projekt ordnet sich damit in andere Initiativen zum Ersatz fossiler Ausgangsstoffe durch weitgehend klimaneutral produzierte nachwachsende Rohstoffe ein.
Das Projekt "Teilprojekt A: Fraunhofer IWM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, durch systematische Technologie- und Materialentwicklung den Einsatzbereich von biopolymerbasierten Verbundwerkstoffen im Automobilbau deutlich zu erweitern. Dazu soll konkret an biobasierten Lösungen für spezielle modellhafte Interieur- Baugruppen gearbeitet werden. Der innovative Ansatz besteht in der Entwicklung eines biobasierten UD-Laminates als Basis für Verstärkungen von Leichtbaustrukturen. Mit Hilfe dieser Verstärkungen können lokal und gezielt in z.B. Spritzgussbauteilen höher Belastungen aufgenommen werden. Zur Erreichung dieser Ziele müssen Verfahren, Werkzeuge und Materialkombinationen innovativ entwickelt werden. Besonders die Entwicklung eines thermoplastischen endlosfaserverstärkten UD-Laminates unter Einsatz von holzbasierten technischen Fasern (Cellulose-Regenerat-Fasern) stellt eine Herausforderung und damit einen Innovationssprung dar. - Herstellung von PolymerBlends aus PP mit biobasiertem PLA; - Entwicklung eines biobasierten endlosfaserverstärkten UD-Tapes, - Konsolidierung der Laminate aus den UD-Tapes-Werkstoffliches Ranking der Laminate im Vergleich zu GFK; - Laminaten-Überführung der Bio-Laminate in den Spritzgussprozess durch eine erfolgreiche Verfahrensanpassung; - Herstellung von Demonstratoren für die Bereiche Interieur und Exterieur.
Das Projekt "Bio Schmelzklebstoffe auf Basis von Polymilchsäure" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e.V. durchgeführt. Entwicklung von Schmelz- und Schmelzhaftklebstoffen auf der Basis von Polymilchsäure als Alternative zu herkömmlichen erdölbasierten Schmelzklebstoffen. Dabei soll kommerzielle Polymilchsäure zu einem geeigneten Basispolymer für Schmelzklebstoffe modifiziert und mit ausgewählten biobasierten Harzen, Weichmachern und Wachsen zu einem Schmelzklebstoff compoundiert werden.
Das Projekt "NaCoPa - Functional Bio-based Nano-coating for Paper Applications" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Fakultät für Umwelt und natürliche Ressourcen, Juniorprofessur für Biobasierte Materialwissenschaften durchgeführt. The development of sustainable paper coatings as a replacement for traditional polymers based on fossil oils, waxes and fluorderivates becomes urgent in view of depleting oil resources and paper recycling. In this project, we propose to control the surface properties of papers by applying an innovative biopolymer coating in combination with nanocellulose additives such as microfibrillated cellulose (MFC) and cellulose nanowhiskers. We aim at controlling barrier-properties water-repellence, gas diffusion and printability of paper surfaces with renewable materials. As the latter can be derived from side-streams of the pulping process, residual materials will be better valorized. Especially, applied and fundamental research will address the following questions : - Can nanoscale additives be processed in combination with a biopolymer and applied to paper surfaces? - How do the coating and coating additives interact with a paperweb as open porous substrate? - What is the influence of the coating topography and chemistry on surface properties and barrier performance (i.e. water repellence and gas diffusion) of coated papers? In a first step, nanoscale coating additives will be produced by mechanical and chemical treatments of pulp residues that include small cellulose fiber rejects. The selection of suitable resources can be made in cooperation with Brazilian partners. The pulp treatment parameters will be tuned in order to narrowly control the morphology of the resulting additives. In a second step, favourable biopolymer matrices such as polylactic acid or polyhydroxyalkanoates will be selected as a matrix material for the coating. The main focus of this project is on improving the compatibility of the nanocomposite coating. At present, favourable processing of such nanocomposites remains one of the main obstructions in their final application. Therefore, extensive examinations of the flow behaviour and interface phenomena will be made by rheological studies. They will allow to get insight in the phase-behaviour of the composite coating and determine processing parameters that are in agreement with industrial application conditions. The coating composition will be optimized to improve the processability: we suggest to adsorb specific hydrophobic moieties at the surface of the nanocellulose additives, or to selectively modify the biopolymer matrix to improve the homogeneous distribution of additives in the coating. Finally, the coating performance will be evaluated in terms of chemical, thermal, mechanical and surface properties. A model will be develop to describe relations between composition, bulk morphology and surface properties to predict to coating performance. As such, we suggest a multidisciplinary approach by combining materials engineering, polymer chemistry, nanotechnology and mechanical sciences in order to provide practical and more fundamental insights in design of nanocomposite coatings.