Infobrief der FNR 01/2022: 

Spielzeug aus nachwachsenden Rohstoffen

In Zeiten des Klimawandels suchen die Menschen nach Möglichkeiten, ihren Alltag möglichst nachhaltig zu gestalten. Besonders in der Weihnachtszeit stellt sich da die Frage, wie man nachhaltig schenken kann. Dies war der Ansatz für verschiedene Kommunikationsmaßnahmen zum Thema „Spielzeug aus nachwachsenden Rohstoffen“, die die FNR im Zeitraum November und Dezember 2021 umgesetzt hat. Denn: Wer Spielzeug aus biobasierten Kunststoffen und aus zertifiziertem Holz verschenkt, leistet einen kleinen Beitrag zum Klimaschutz.

Um allgemein verständlich zu erklären, warum Spielzeug aus biobasierten Kunststoffen und zertifiziertem Holz gut für das Klima ist und was es mit Bioökonomie zu tun hat, hat die FNR das Thema in zwei Pressemeldungen aufgegriffen, ein Advertorial in der ZEIT geschaltet, einen Hörfunkbeitrag und ein Video, das eine sehr hohe Resonanz erzielte, produziert.

Als erfolgreich kann auch die Kooperation mit fünf Bloggerinnen eingestuft werden, die in der Vorweihnachtszeit das Thema auf ihre Art und Weise aufgegriffen und so vor allem junge Familien erreicht haben.

Im laufenden Jahr werden die Kommunikationsmaßnahmen - mit Blick vor allem auf die Zielgruppe Erzieher und Erzieherinnen - fortgeführt.

Parkett-Fußbodenheizung innovativ: Elektrisch leitende Klebeschicht als Wärmeträger

Bisher müssen bei einer Fußbodenheizung, die Heizungsschicht und der Fußbodenbelag getrennt verlegt werden. Das könnte sich zukünftig ändern. Den Partnern Jowat SE, Hochschule Schmalkalden und MeisterWerke Schulte GmbH ist es gelungen, eine in Fertigparkettböden integrierte Fußbodenheizung zu entwickeln. Das Herzstück der Parkettheizung ist eine leitfähige Klebstoffschicht, die teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen besteht und zwischen der obersten Deckschicht und den darunterliegenden Schichten eingebracht wird. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung erwärmt sich die Klebstoff-Schicht und macht aus dem Fußbodenbelag eine Fußbodenheizung. Versorgt mit erneuerbarem Strom, stellt die elektrische Parkettheizung ein klimafreundliches Heizsystem dar.

Im Vorhaben konnten die Partner entsprechende Fertigparkettelemente unter realen Produktionsbedingungen herstellen. Die Nutzung des elektrisch leitfähigen Klebstoffs beschränkt sich nicht auf Fußböden. Denkbar sind auch Anwendungen im Möbel- und Schiffsbau sowie im automobilen Fahrzeuginterieur.

Das Vorhaben „Serienreife Entwicklung eines beheizbaren Verbundwerkstoffes durch Funktionalisierung einer Bindemittelschicht bei der Fertigung klassischer Holzwerkstoffe (EleiK)“ wurde vom BMEL gefördert.

Im Vorhaben wurde ein funktionsfähiger Demonstrator der Fußbodenheizung inklusive elektrischer Kontaktierung, Regelungstechnik und Bedieneinheit erstellt. Foto: Hochschule Schmalkalden

Im Vorhaben wurde ein funktionsfähiger Demonstrator der Fußbodenheizung inklusive elektrischer Kontaktierung, Regelungstechnik und Bedieneinheit erstellt. Foto: Hochschule Schmalkalden

Gele und ultrafeine Fasern aus Cellulose für nachhaltige Farben und Lacke

Typische Bestandteile in Farben und Lacken wie das Pigment Titandioxid oder der Füllstoff Kaolin benötigen sehr viel Energie zur Herstellung und bilden dabei teils toxische Nebenprodukte. Eine biobasierte, ökologische und ökonomische Alternative sind Nano-Cellulosefasern aus Holz oder Getreidestroh. Im aktuell vom BMEL geförderten Projekt „Cellulosebasierte Produkte für Farben und Lacke als Rheologieadditive und funktionale organische Füllstoffe“ will die Firma J. Rettenmaier und Söhne GmbH (JRS) die Einsatzmöglichkeiten von Cellulose in Farben und Lacken erweitern. Dazu gehört die Verbesserung von Eigenschaften wie Kratzfestigkeit, Mattierung und Verarbeitbarkeit der Beschichtungen mit Hilfe von cellulosebasierten Rezepturen. Ein weiteres Ziel von JRS ist, spezielle Cellulose-Gele als Additive zur Verbesserung der Fließeigenschaften von Farben und Lacken zu entwickeln. Da diese Cellulose-Gele auf Basis chemisch nicht modifizierter Cellulose hergestellt, sind sie auch preislich interessant.

Bild: J. Rettenmaier & Söhne GmbH + CO KG

Bild: J. Rettenmaier & Söhne GmbH + CO KG

Projekt: Beständigkeit von Biokunststoffen und Bioverbundwerkstoffen

Noch viel zu oft wird angenommen, dass biobasierte Kunst- und Werkstoffe zugleich auch biologisch abbaubar seien. Das gilt aber nur rund für die Hälfte der am Markt befindlichen Biokunststoffe, die anderen zählen zu den dauerhaften Kunststoffen. Konkrete Daten zur ihre Langlebigkeit sind allerdings so gut wie nicht verfügbar, das hat eine Studie der Universität Kassel aus dem Jahr 2020 ergeben.

Darauf baut nun ein großangelegtes Konsortium auf, das die Datenlage zur Beständigkeit zahlreicher Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe erheblich verbessert und öffentlich zugänglich machen will. Ziel ist es, darüber den vermehrten Einsatz biobasierter Werkstoffe zu fördern. Durch die enge Kooperation der Forschungseinrichtungen mit zahlreichen Unternehmen ist die Praxisrelevanz der Ergebnisse für die Unternehmen gewährleistet.

Die Untersuchungen zielen dabei auf die Beständigkeit gegenüber zahlreichen Faktoren ab, wie Struktureigenschaften, Verarbeitungsparameter, Umgebungsmedien und Temperatur. Es gilt, die Einflussfaktoren branchenabhängig zu identifizieren und verschiedene Alterungsszenarien zu entwickeln. Auf Bauteile im Motorraum wirken andere Einflüsse (Fette, Öle usw.) als auf Spielzeug (Reinigungsmittel etc.) oder Elektroartikel (Temperatur usw.). Es sollen deshalb unterschiedliche Produkte verschiedenster Branchen geprüft werden, um geeignete Biokunststoffe so zu optimieren, dass sie in den entsprechenden Produktsparten Anwendung finden können.

Koordiniert werden die Arbeiten von der Uni Kassel, Institut für Werkstofftechnik.

Informationen zu den Teilvorhaben auf https://www.fnr.de/projektfoerderung/projektdatenbank-der-fnr/ über die Suche unter dem Förderkennzeichen 2220NR089.

Computertastaturen aus biobasierten Kunststoffen sind optisch nicht von herkömmlichen Tastaturen zu unterscheiden. Aber sind sie auch genauso langlebig? Foto: FNR/allefarben-foto/Schöttke+Enters

Computertastaturen aus biobasierten Kunststoffen sind optisch nicht von herkömmlichen Tastaturen zu unterscheiden. Aber sind sie auch genauso langlebig? Foto: FNR/allefarben-foto/Schöttke+Enters

Seminarreihe Bioverbundwerkstoffe - Chancen und Herausforderungen

Schon seit längerem fördert das BMEL über die FNR biobasierte Leichtbauteile aus naturfaserverstärkten Kunststoffen (Bioverbundwerkstoffe), insbesondere im Automobilbereich. Mit dem aus den Forschungsaktivitäten hervorgegangenen „Bioconcept-Car“ steht ein exzellentes Beispiel für ein umweltfreundliches Fahrzeug, das höchste technische Ansprüche erfüllt, zur Verfügung. Zudem zeigt das Bioconcept-Car, dass der Einsatz von Bioverbundwerkstoffen nicht nur gut für die Umweltbilanz, sondern auch die Wirtschaftlichkeit ist.

Mittlerweile werden auch andere Branchen (wie z. B. Elektronik, Schiffsbau, Windenergie) auf die großen Potenziale von Bioverbundwerkstoffen aufmerksam. Ein Handikap beim verstärkten Einsatz dieser Werkstoff-Gruppe sind oft fehlendes Wissen und mangelnde Kenntnisse im Umgang mit ihnen. Mit der Seminarreihe „Bioverbundwerkstoffe – Chancen und Herausforderungen“ möchte die FNR hier gegensteuern und Verarbeitungsprozesse, technische Eigenschaften, aktuelle und künftige Virtualität sowie die Marktsituation stärker bekanntmachen.

Bei den ersten drei Terminen ging es um die Themen Automotiv, Märkte und Ökologie sowie Spin-Off. Aufgrund des reges Interesses wird die Reihe mit vier weiteren Terminen im Lauf des Jahres fortgeführt. Am 30. März stehen „Biocomposites für Windkraft“ im Fokus.