Dr. Hans-Jürgen Steiger
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31.07.2001

Der wissenschaftlich-technische Erfolg ist durch die Entwicklung effizienter Verfahren zur Herstellung geschäumter formdefinierter und formstabiler Stärkeformkörper durch Extrusions- und Spritzgusstechniken gekennzeichnet. Grundlage dafür sind die Ergebnisse zur produkt- und verfahrensspezifischen Modifikationen der Stärke und die Rezepturentwicklung bzw. -kompaktierung. Damit ist es möglich, Formkörper mit dünnen und dicken Wandstärken (ca. 1 bis 60 mm), mit dicken und lockeren Schaumstrukturen sowie mit geringen und hohen Faseranteilen (ca. 5 bis 60 %) bei einer deutlichen Reduzierung der Prozessdauer (bis zu 50 %, abh. vom Faseranteil und den geometrischen Abmessungen des Produktes) herzustellen. Einsatzschwerpunkte dieses Verfahrens sind die Extrusion (insbesondere für faserreiche Massen bzw. Werkstoffe mit Wandstärken bis ca. 10 mm bzw. > 10 mm bei geringen Faseranteilen) sowie das Spritzgießen (ausschließlich für Massen mit geringen Faseranteilen < 10 % bezogen auf die Stärke für Werkstoffe mit ausgeprägten Dämmeigenschaften und Wandstärken bis 60 mm). Der Entwicklung dieses Verfahrens liegen Ergebnisse und Erfahrungen zugrunde, die im Rahmen des Vorhabens gewonnen wurden. Diese Ergebnisse betreffen auch und insbesondere konstruktive Fragestellungen. Im Vergleich zu konventionellen Verfahren wird eine höhere Wirtschaftlichkeit erreicht, so dass auch geringere Stückzahlen von betriebswirtschaftlichem Interesse sind (z. B. geringere Kosten für Werkzeuge und Umrüstzeiten aufgrund der geringeren Taktzeit). Das Produktfenster kann erweitert werden. Darüber hinaus können Teilergebnisse auch für die konventionellen Verfahren genutzt werden (z. B. Intensivierung der Wasserdampfexpansion durch stoffliche und verfahrenstechnische Maßnahmen).

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer Technologie zur Herstellung von Verpackungs- und Formkörpern, die mit möglichst kurzer Prozeßzeit und minimiertem Energieaufwand formdefinierte Produkte mit bestimmten Eigenschaftsforderungen realisiert. Konzipiert ist das Konzept einer Kurztechnologie, bei der geeignete Stärke-Faser-Rezepturen eigenschaftsspezifisch vorbehandelt werden und anschließend einem kombinierten Extrudervorgang und druckthermischen Prozeß (Backvorgang) unterworfen werden. Dabei wird erwartet, daß der energetische Aufwand besonders für den Entfeuchtungsprozeß erheblich gesenkt und der Prozeßzyklus zeitlich stark gestrafft werden können. Weiterhin soll die Herstellung von geschäumten Formkörpern auf Stärkebasis herkömmlichen Methoden der konventionellen Thermoplastverarbeitung durch Extrusion und Spritzguß in ökonomisch sinnvoller Weise angepaßt werden. Dies hat den Vorteil, daß vorhandene Methoden und Technologien der Kunststoffverarbeitung nach entsprechender Modifizierung weitgehend übernommen werden kann.