Klaus-Werner Schuppan
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31.07.2009

Ziel des Projektes war die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur Herstellung von stoßabsorbierenden, geschäumten Strukturformteilen aus dem nachwachsenden Werkstoff native Maisstärke. Durch einen kontinuierlichen Extrusionsprozess sollten die Zwischenlagerkammern einer Transfereinheit gefüllt werden, aus denen das Extrudat dann in ein Formgebungswerkzeug eingespritzt wird. Dabei sollte der Druck im Formgebungswerkzeug kontrolliert entspannt werden, um den Aufschäumvorgang einzuleiten. Besonders anspruchsvoll waren die Anforderungen an das Formgebungswerkzeug, da die fließfähige Maisstärkemasse zunächst über den Anguss in das Werkzeug geführt und dann über die Anschnitte verteilt werden musste. Es wurden sehr umfangreiche Untersuchungen zur aktiven Schmelzeverteilung (Vielfachdüsen, rotierende Düsen), zur Entlüftung (Vakuum, Teilöffnung) und zum Pressenhub (Tauchkantenwerkzeug, Entlüftung, Entformung) durchgeführt. Um die Idee einer Formteilherstellung aus Maisstärke dennoch realisieren zu können, wurde im Projekt der Lösungsansatz für ein Transfergranulat erarbeitet. Die direkte Herstellung von Formteilen durch Spritzgießen oder Transferspritzgießen ist auf Grund vielfältiger Eigenschaften des Werkstoffs native Maisstärke nach den erarbeiteten Projektergebnissen nicht möglich. Die Erfolge des Projektes sind in der deutlich verbesserten Wissensbasis über die Möglichkeiten, aber auch über die Einsatzgrenzen von nativer Maisstärke in technischen Produkten zu sehen. Es wurden vielfältige Grundlagenerkenntnisse erarbeitet, die bei zukünftigen Produktideen eine effektive und zielgerichtete Umsetzung erleichtern werden. Die im Projekt entwickelte Idee eines Transfergranulates konnte bereits in eine erhebliche technische und wirtschaftliche Innovation bei der Herstellung von Loose-Fill-Chips umgesetzt werden.

Maisstärke ist ein nachwachsender Rohstoff. Er trägt somit positiv zur Kohlendioxidreduzierung bei, kann problemlos entsorgt werden und stärkt die landwirtschaftliche und mittelständische Wirtschaft. Bisher kann Maisstärke zu Loose-fill-Chips und flächigen Extrusionsprofilen verarbeitet werden. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer neuartigen Transfer-Spritzgießtechnik zur Verarbeitung von Maisstärkerezepturen zu Strukturschaum-Formteilen für Verpackungsanwendungen. Bei Fraunhofer UMSICHT werden zunächst Untersuchungen zur Werkstoffrezeptur und zur Verfahrenstechnik durchgeführt. Die Ergebnisse dienen der Vorbereitung und der nachfolgenden Durchführung von Versuchen auf den Fertigungsanlagen der Cornpack. Hauptentwicklungsziele sind die Werkstoffrezeptur, die Ausführung der Transfereinheit und die Werkzeugtechnik. Die Entwicklungsziele orientieren sich an den Marktanforderungen für Verpackungsformteile, die bisher meist aus dem erdölbasierten Polystyrol bestehen. Wie bereits bei den Loose-fill-Chips gelungen, sollen zunächst in ausgewählten Marktsegmenten die neuartigen Verpackungsformteile aus dem nachwachsenden Rohstoff Mais eingeführt und etabliert werden.