Gut geklebt mit biobasierten Haftschmelzklebstoffen

Die Projektstruktur für das Projekt BioPSA (Bild: Westfälische Hochschule)

30.10.2019 Gut geklebt mit biobasierten Haftschmelzklebstoffen

Beschreibung eines Forschungs- und Entwicklungsprojektes

von Professor Dr. Klaus-Uwe Koch (Westfälische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen), Ingo Schollmeyer (Westfälische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen), Inna Bretz (Fraunhofer-Institut UMSICHT)

Haftschmelzklebstoffe sind an sich schon eine umweltfreundliche Lösung, da bei der Verarbeitung auf Lösemittel verzichtet werden kann. Selbst wässrige Dispersionen, die ebenfalls umweltfreundlich eingestuft werden, benötigen für den Trocknungsprozess Energie. Beim Formulieren und Verarbeiten von Haftschmelzklebstoffen fällt diese noch geringer aus. Durch die Verwendung von Polymilchsäuren wurden durch ein Projektkonsortium erstmals Haftschmelzklebstoffe zugänglich, die zum überwiegenden Teil aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen. Hierfür werden spezielle Polymere maßgeschneidert, formuliert und deren Anwendungseigenschaften optimiert. Der Prozess ist bis zum Scale-up im Technikum fortgeschritten.

Kleben ist eine uralte Technologie der Menschheit und kann 80.000 Jahre zurückverfolgt werden [1]. Seit dieser Zeit werden natürliche Rohstoffe zum Kleben verwendet. Mit dem Einzug industrieller Verfahren wurden diese Materialien allerdings zunehmend durch chemisch veränderte Naturstoffe und im Kunststoffzeitalter seit etwa 100 Jahren durch synthetische Polymere ersetzt. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass die Eigenschaften von Naturstoffen saisonalen Schwankungen unterliegen, die Anforderungen an industrielle Produkte aber immer engere Qualitätskorridore verlangen, die von den Naturprodukten nicht immer erreicht werden können. Von zur Zeit etwas über 900.000 t an jährlich in Deutschland produzierten Klebstoffen [2] werden daher heutzutage nur noch ca. 4% auf der Basis natürlicher Rohstoffe formuliert [3].

Für Klebstoffhersteller wächst aber – nicht zuletzt vor dem Hintergrund wachsender Umweltprobleme – das Interesse, synthetische durch natürliche Rohstoffe zu ersetzen, wenn diese in der entsprechenden Qualität verfügbar sind. Außerdem wird mit Klebstoffen auf der Basis nachwachsender Rohstoffe der Weg in die Kreislaufwirtschaft geebnet [4, 5]. Wie dies möglich wird, soll am Beispiel Polymilchsäure erläutert werden.