Laderaumabdeckungen bestehen im Grundmaterial aus Gewebe und werden heute mit Weich-PVC im Direktbeschichtungsverfahren (Streichverfahren) beschichtet. Im Rahmen des Vorhabens soll die Produktion von Laderaumabdeckungen optimiert werden. Die Idee ist, PVC-Masse durch Luft zu substituieren. Kleine Luftblasen sollen im Herstellungsprozess in die PVC-Masse eingebracht werden. Das Volumen der Laderaumabdeckungen wird beibehalten bei gleichzeitiger Gewichtsreduzierung. Die vorsichtige Einbringung von Luft dient der Gewichts- und Energieverbrauch- und Verbrauchsmengenreduzierung. Verfahrenstechnisch soll dies dadurch gelöst werden, dass in das heute verwendete Direktbeschichtungsverfahren das Verfahren der mechanischen Schäumung integriert wird. Dabei wird mit einem Injektor unter Druck kontinuierlich Luft in die PVC Masse gedrückt. Gleichzeitig wird durch Rotation in einem Mischkopf die Luft gleichmäßig in der Masse verteilt. Die gleichmäßige Verteilung der Luft wird durch Zusätze von Schaumstandmitteln auf Silikon- oder Seifenbasis unterstützt.
Schleich GmbH möchte im Projekt zusammen mit den Projektpartnern SKZ-KFE, Tecnaro GMBH und Hornschuch AG ein neues Alternativmaterial zu Weich-PVC (PVC-P) als Material für Spielfiguren (auch für Kinder unter 3 J.) entwickeln, welches überwiegend aus nachwachsenden Rohstoffen (Biomaterialien) besteht. Das Material (Compound) muss den weltweit gültigen Richtlinien, Gesetzen und Verordnungen für Spielwaren (mechanische und chemische Prüfungen, Migrationsverhalten u.a.) entsprechen, als auch den Schleich spezifischen Anforderungen wie Entformbarkeit und Bemalbarkeit genügen. Die Spielfiguren bei Schleich werden überwiegend im Spritzgiessverfahren hergestellt. Mit dem neuen Compond sollen auch neue Produktbereiche für Schleich entwickelt werden. Gemäß der vorliegenden Projektskizze sind die Arbeitspakete festgelegt. Schleich wird insbesondere Erstmuster aus den generierten Compounds herstellen um die Verarbeitbarkeit zu beurteilen als auch um die mechanischen und chemischen Prüfungen tätigen zu können (Demonstratoren). Grundlage und Start der Materialentwicklung ist das Anforderungsprofil: produktspezifische Eigenschaften wie Entformbarkeit beim Spritzgiessen, Bemalbarkeit, Verklebbarkeit u.a. sind an verschiedenen Produkten zu prüfen. Ggf. sind die Prozesse und Werkzeuge dem Material anzupassen. Umfangreiche Tests bei Schleich und zusätzlich bei akkreditierten Prüflabors sollen die gesundheitliche und anwendungstechnische Unbedenklichkeit für Spielzeug belegen.
Das Ziel der KHAG ist es, zu untersuchen wie weit das Standard-Material PVC-P, das derzeit für die Herstellung von Produkten wie z.B. Dekorfolien oder Tischdecken eingesetzt wird, durch nachhaltige Alternativmaterialen ersetzt werden kann. Diese sollen überwiegend aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen und hinsichtlich ihrer Verarbeitbarkeit und technischen Eigenschaften im Wesentlichen PVC-P entsprechen. Als Entwicklungsschwerpunkt ist die Prozessfähigkeit dieser Biomaterialien in den bei der KHAG bestehenden Fertigungstechnologien zu untersuchen. Zu Beginn erfolgt die Festlegung des Lastenheftes, wobei die technischen Anforderungen an die Biopolymere und die daraus zu fertigenden Folien definiert werden. Die zur Verfügung gestellten Compounds werden auf den Laboranalagen der KHAG ausgetestet und die grundsätzliche Prozessfähigkeit bewertet. Nachfolgend werden die hergestellten Folien und Verbunde (Folien mit Textilträger) hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften und ihrer Weiterverarbeitbarkeit wie Bedruck-, Präg- und Lackierbarkeit überprüft. Anschließend erfolgt die Übertragung auf die bestehenden Produktionsanlagen (Kalander). An den daraus gefertigten Demonstratoren werden die technischen Eigenschaften aus dem Lastenheft überprüft. Im Bedarfsfall wird eine erforderliche Anlagenmodifikation bewertet. Abschließend werden die Ergebnisse in einem Bericht zusammengefasst.
1. Vorhabenziel: Das Gesamtziel des Projektes ist es, ein nachhaltiges Alternativmaterial zu PVC-P bereit zu stellen, das überwiegend aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden kann. Dazu werden unterschiedliche Biopolymere so modifiziert, dass ein flexibles und migrationsstabiles Material entsteht, dessen wesentliche Eigenschaften denen von PVC-P entsprechen. Grundlegende Zusammenhänge bei Zugabe weichmachender Ingredienzien zu Biopolymeren und Bedingungen für einen reproduzierbaren reaktiven Compoundierprozess werden erforscht. 2. Arbeitsplanung (SKZ): Zuerst erfolgt die Recherche und Auswahl von Roh- und Zusatzstoffen. Im Anschluss werden auf einem Laborkneter geeignete Basis-Rezepturen ermittelt (Zielhärte ca. 85-90 Shore A). Danach erfolgt die Übertragung auf einen gleichlaufenden Doppelschneckenextruder im Technikumsmaßstab. Evtl. müssen zwei voneinander unabhängige Basisrezepturen (Spritzgießen und Kalandrieren) erstellt werden. Nachfolgend werden Möglichkeiten zur Optimierung der Compounds durch Additive und andere Rohstoffe untersucht. Zudem werden Parameter für die Verarbeitung der neuen Materialien im Spritzgieß- und Kalandrierverfahren festgelegt. Anschließend werden Demonstratorbauteile entworfen und die erfolgversprechendsten Compounds verarbeitet. Abschließend werden die Ergebnisse in einem Bericht zusammengefasst und Veröffentlichungen vorbereitet.
Ziel dieses Vorhabens ist es, ein nachhaltiges und zugleich marktfähiges Alternativmaterial zu Weich-Polyvinylchlorid (PVC-P) zu entwickeln, das überwiegend aus Biopolymeren hergestellt werden kann. Dazu werden die einzelnen Biopolymere so modifiziert, dass ein flexibles und migrationsstabiles Material entsteht, dessen wesentliche Eigenschaften denen Von PVC-P entsprechen. Grundlegende Zusammenhänge bei Zugabe weichmachender Additive und die Bedingungen für einen reproduzierbaren Compoundierprozess werden erforscht. Tecnaro wird neben den Beiträgen zur Rezepturfindung geeignete Verfahrenskonzepte für einen reproduzierbaren, vorwettbewerblichen Compoundierprozess im eigenen Haus ermitteln. Parallel dazu werden, in Absprache mit dem Süddeutschen Konststoff Zentrum (SKZ), geeignete Rohstoffe und deren Verfügbarkeit recherchiert und im Hinblick auf ihre prinzipielle Einsetzbarkeit sowie auf das Preisniveau bewertet. Letzteres stellt einen wichtigen Punkt dar, da sich die zu entwickelnden Compounds durch niedrige Rohstoff- und Prozesskosten auszeichnen sollen, was für eine spätere Markteinführung der entwickelten Compounds unabdingbar ist. Ferner müssen im Laufe des Projektes für anwendungstechnische Untersuchungen auch größere Mengen an Granulaten hergestellt werden, um die Einsetzbarkeit der neu entwickelten Materialien unter realen Verarbeitungs- und Anwendungsbedingungen prüfen zu können.