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Schäume aus Ligninsulfonat für den Einsatz als Kernmaterial in Stoßfängern, Teilvorhaben 1: Entwicklung von Ligninpolymeren

Der chemische Aufschluss von Pflanzenfasern liefert Zellstoff, der vorwiegend aus Cellulose besteht und zentraler Rohstoff der Papierherstellung ist. 90% des weltweit erzeugten Zellstoffs wird aus Holz hergestellt. Eine effiziente Nutzung von Holz bedeutet auch die Entwicklung von Konzepten zur Verwendung von Nebenprodukten, die bei Prozessen mit dem nachwachsenden Rohstoff anfallen, wie z.B. Ligninsulfonate, die beim Zellstoffaufschluss nach dem Sulfitverfahren entstehen. Mit der Entwicklung von Ligninschäumen für die Anwendung als Kernmaterial für Stoßfänger wird eine Produktinnovation geschaffen, die dazu beiträgt, die potentielle Leistungsfähigkeit von Holz bestmöglich auszuschöpfen und ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche 'Automobil' zu entwickeln. Ligninschäume sind zwar bekannt, ein ausschließlich Lignin-basierter Schaum ist bislang nicht entwickelt. Das Ziel des Vorhabens ist es zudem, die Schäume aus ungereinigtem Ligninsulfonat zu entwickeln. Als Ligninquelle wurden Ligninsulfonate ausgewählt, da das Magnesiumbisulfit-Verfahren in Deutschland aufgrund der geringeren Geruchsbelastung im Vergleich mit dem Sulfatverfahren, in dem Kraft Lignin anfällt, weiter verbreitet ist. Auch weitere Reststoffe des Sulfitaufschlusses wie nicht aufgeschlossene Faserbündel und Spuckstoffe sollen als Verstärkung für die Schäume eingesetzt werden. Als technologisch anspruchsvolles Anwendungsbeispiel für die Automobilindustrie wurde das Kernmaterial für vordere PKW-Stoßfänger, auch als Stoßstange bezeichnet, ausgewählt. Vorrangig werden hier bislang Formteile aus petrochemisch-basierten Partikelschäumen wie expandiertem Polypropylen (EPP) eingesetzt. Ziel ist es, ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche der Automobilindustrie zu entwickeln.

Schäume aus Ligninsulfonat für den Einsatz als Kernmaterial in Stoßfängern, Teilvorhaben 3: Anwendungstechnik und Simulation

Der chemische Aufschluss von Pflanzenfasern liefert Zellstoff, der vorwiegend aus Cellulose besteht und zentraler Rohstoff der Papierherstellung ist. 90% des weltweit erzeugten Zellstoffs wird aus Holz hergestellt. Eine effiziente Nutzung von Holz bedeutet auch die Entwicklung von Konzepten zur Verwendung von Nebenprodukten, die bei Prozessen mit dem nachwachsenden Rohstoff anfallen, wie z.B. Ligninsulfonate, die beim Zellstoffaufschluss nach dem Sulfitverfahren entstehen. Mit der Entwicklung von Ligninschäumen für die Anwendung als Kernmaterial für Stoßfänger wird eine Produktinnovation geschaffen, die dazu beiträgt, die potentielle Leistungsfähigkeit von Holz bestmöglich auszuschöpfen und ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche 'Automobil' zu entwickeln. Ligninschäume sind zwar bekannt, ein ausschließlich Lignin-basierter Schaum ist bislang nicht entwickelt. Das Ziel des Vorhabens ist es zudem, die Schäume aus ungereinigtem Ligninsulfonat zu entwickeln. Als Ligninquelle wurden Ligninsulfonate ausgewählt, da das Magnesiumbisulfit-Verfahren in Deutschland aufgrund der geringeren Geruchsbelastung im Vergleich mit dem Sulfatverfahren, in dem Kraft Lignin anfällt, weiter verbreitet ist. Auch weitere Reststoffe des Sulfitaufschlusses wie nicht aufgeschlossene Faserbündel und Spuckstoffe sollen als Verstärkung für die Schäume eingesetzt werden. Als technologisch anspruchsvolles Anwendungsbeispiel für die Automobilindustrie wurde das Kernmaterial für vordere PKW-Stoßfänger, auch als Stoßstange bezeichnet, ausgewählt. Vorrangig werden hier bislang Formteile aus petrochemisch-basierten Partikelschäumen wie expandiertem Polypropylen (EPP) eingesetzt. Ziel ist es, ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche der Automobilindustrie zu entwickeln.

Schäume aus Ligninsulfonat für den Einsatz als Kernmaterial in Stoßfängern

Der chemische Aufschluss von Pflanzenfasern liefert Zellstoff, der vorwiegend aus Cellulose besteht und zentraler Rohstoff der Papierherstellung ist. 90% des weltweit erzeugten Zellstoffs wird aus Holz hergestellt. Eine effiziente Nutzung von Holz bedeutet auch die Entwicklung von Konzepten zur Verwendung von Nebenprodukten, die bei Prozessen mit dem nachwachsenden Rohstoff anfallen, wie z.B. Ligninsulfonate, die beim Zellstoffaufschluss nach dem Sulfitverfahren entstehen. Mit der Entwicklung von Ligninschäumen für die Anwendung als Kernmaterial für Stoßfänger wird eine Produktinnovation geschaffen, die dazu beiträgt, die potentielle Leistungsfähigkeit von Holz bestmöglich auszuschöpfen und ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche 'Automobil' zu entwickeln. Ligninschäume sind zwar bekannt, ein ausschließlich Lignin-basierter Schaum ist bislang nicht entwickelt. Das Ziel des Vorhabens ist es zudem, die Schäume aus ungereinigtem Ligninsulfonat zu entwickeln. Als Ligninquelle wurden Ligninsulfonate ausgewählt, da das Magnesiumbisulfit-Verfahren in Deutschland aufgrund der geringeren Geruchsbelastung im Vergleich mit dem Sulfatverfahren, in dem Kraft Lignin anfällt, weiter verbreitet ist. Auch weitere Reststoffe des Sulfitaufschlusses wie nicht aufgeschlossene Faserbündel und Spuckstoffe sollen als Verstärkung für die Schäume eingesetzt werden. Als technologisch anspruchsvolles Anwendungsbeispiel für die Automobilindustrie wurde das Kernmaterial für vordere PKW-Stoßfänger, auch als Stoßstange bezeichnet, ausgewählt. Vorrangig werden hier bislang Formteile aus petrochemisch-basierten Partikelschäumen wie expandiertem Polypropylen (EPP) eingesetzt. Ziel ist es, ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche der Automobilindustrie zu entwickeln.

Entwicklung und Validierung von geothermischen Modellen und Anlagenkonzepten mit innovativen oberflächennahen Elementen für dynamisch geregelte Wärmepumpensysteme, Teilvorhaben: Vertikalabsorber und Materialoptimierung

Im Projekt lnnoFlaG sollen neuartige oberflächennahe Wärmetauscherelemente in Kombination mit Latentwärmespeichern, Energiespeichern und Hydraulikmodulen als funktionsfähige Einheit vom Firmenkonsortium entwickelt, getestet und in Wechselwirkung mit dem oberflächennahen Erdreich (inkl. Feuchtetransport und Gefrierprozessen) sowie multimodaler Regenerierung modelliert werden. Hierbei geht es um erhöhte Planungssicherheit bezüglich der Erträge, aber auch um Schadensvermeidung, denn gerade bei flachen Geo-Kollektoren sind in der Vergangenheit durch Gefrieren des Bodens Schäden entstanden. In diesem Teilvorhaben wird von der GeoCollect GmbH untersucht, wie der Einsatz von 100 % Recyclingmaterialien für die kunststoffbasierten Absorber und verbindenden Rohrleitungen ermöglicht werden kann. Neben einer Materialoptimierung von gängigem Polypropylen in Richtung Polyethylen wird die GeoCollect GmbH insbesondere die Eignung und Zertifizierbarkeit von Recycling-Granulaten und daraus hergestellten Komponenten für die Anwendung im Rahmen der oberflächennahen Geothermie untersuchen. Desweiteren werden von der GeoCollect GmbH die Absorberform und die Gesamtgeometrie bezüglich der thermischen Performance und der Langzeitbeständigkeit optimiert. Dabei wird ein besonderes Augenmerk auf die Gesamt-Ökobilanz des Systems gelegt. Entsprechende Optimierungsrechnungen werden in Zusammenarbeit mit dem SIJ der FH Aachen durchgeführt, wobei die C02- Emissionen als Leitparameter der Ökobilanzierung gewählt werden. Zudem führt die GeoCollect GmbH in enger Zusammenarbeit mit dem SIJ und der WKG Energietechnik GmbH die Neuentwicklung eines zwangsdurchströmten Trennwärmetauschers zur Wärmerückgewinnung aus Oberflächen-, Ab- und Grundwasser bis zu einem Funktionsmuster durch. Basis der Neuentwicklung ist der Plattenabsorber der GeoCollect GmbH. Die für die Versuche an der FH Aachen benötigten Kollektor-Elemente und Anschlussmaterialien werden von der GeoCollect GmbH bereitgestellt.

Schäume aus Ligninsulfonat für den Einsatz als Kernmaterial in Stoßfängern, Teilvorhaben 2: Anlagentechnik zur Schaumherstellung, Scale-Up

Der chemische Aufschluss von Pflanzenfasern liefert Zellstoff, der vorwiegend aus Cellulose besteht und zentraler Rohstoff der Papierherstellung ist. 90% des weltweit erzeugten Zellstoffs wird aus Holz hergestellt. Eine effiziente Nutzung von Holz bedeutet auch die Entwicklung von Konzepten zur Verwendung von Nebenprodukten, die bei Prozessen mit dem nachwachsenden Rohstoff anfallen, wie z.B. Ligninsulfonate, die beim Zellstoffaufschluss nach dem Sulfitverfahren entstehen. Mit der Entwicklung von Ligninschäumen für die Anwendung als Kernmaterial für Stoßfänger wird eine Produktinnovation geschaffen, die dazu beiträgt, die potentielle Leistungsfähigkeit von Holz bestmöglich auszuschöpfen und ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche 'Automobil' zu entwickeln. Ligninschäume sind zwar bekannt, ein ausschließlich Lignin-basierter Schaum ist bislang nicht entwickelt. Das Ziel des Vorhabens ist es zudem, die Schäume aus ungereinigtem Ligninsulfonat zu entwickeln. Als Ligninquelle wurden Ligninsulfonate ausgewählt, da das Magnesiumbisulfit-Verfahren in Deutschland aufgrund der geringeren Geruchsbelastung im Vergleich mit dem Sulfatverfahren, in dem Kraft Lignin anfällt, weiter verbreitet ist. Auch weitere Reststoffe des Sulfitaufschlusses wie nicht aufgeschlossene Faserbündel und Spuckstoffe sollen als Verstärkung für die Schäume eingesetzt werden. Als technologisch anspruchsvolles Anwendungsbeispiel für die Automobilindustrie wurde das Kernmaterial für vordere PKW-Stoßfänger, auch als Stoßstange bezeichnet, ausgewählt. Vorrangig werden hier bislang Formteile aus petrochemisch-basierten Partikelschäumen wie expandiertem Polypropylen (EPP) eingesetzt. Ziel ist es, ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche der Automobilindustrie zu entwickeln.

Entwicklung eines energieeffizienten Depolymerisationsverfahrens für polyolefinhaltige Kunststoffabfälle mit Hilfe von Katalysatoren zur direkten Herstellung von Polymeren für Kunststoffneuware, Teilvorhaben 6: Standortspezifische Technologieintegration

Monomaterial-Barrierefolien mit herausragenden Recycling-Eigenschaften für Lebensmittel, Teilprojekt D

Im Projekt 'Mobile' werden Monomaterialfolien aus Polyethylen und Polypropylen mit Barriereschichten entwickelt, die voll recyclingfähig sein werden. Dies wird an Demonstratoren gezeigt und die Recyclingeigenschaften werden analysiert und bewertet. Hierzu werden die Demonstratoren sowohl aus rezykliertem als auch aus 'virgin-Material' hergestellt und verglichen. Abpackversuche mit Lebensmitteln werden helfen, die Auswirkungen von Produktkontakt auf die neuen Folien und Beschichtungen (z.B. durch Migration), sowie auf das Recyclingverhalten abzuschätzen und dabei die Eignung als Verpackungslösung zu bewerten. Zur Umsetzung des Vorhabens werden Folienrezepturen optimiert, die Folien hergestellt und anschließend mit anorganischen und/oder hybridpolymeren Barrierebeschichtungen versehen. Die umfassende Charakterisierung erfolgt unter anderem in Hinsicht auf mechanische Eigenschaften, Siegel- und Sterilisationsfähigkeit und Barrierewerte (Sauerstoff, Wasserdampf, Migration). Eine Bewertung der Recyclingfähigkeit und damit verbundene Lebenszyklusanalyse (LCA) ist ebenso vorgesehen wie die Kommunikation der Projektergebnisse an relevante Stakeholder wie z.B. Anlagenbauer, Converter und Lohnabpacker. Das Projektkonsortium, bestehend aus zwei Folienherstellern, einem Converter, einer Spezialbeschichtungsfirma, einem auf LCA spezialisierten Dienstleister, sowie einem Kompetenznetzwerk im Bereich Lebensmittel und einer mit zwei Instituten vertretenen Forschungsgesellschaft, deckt die gesamte Wertschöpfungskette ab und bietet die Gelegenheit, die entwickelte Technologie nachhaltig in den Markt zu integrieren.

Monomaterial-Barrierefolien mit herausragenden Recycling-Eigenschaften für Lebensmittel

Im Projekt 'Mobile' werden Monomaterialfolien aus Polyethylen und Polypropylen mit Barriereschichten entwickelt, die voll recyclingfähig sein werden. Dies wird an Demonstratoren gezeigt und die Recyclingeigenschaften werden analysiert und bewertet. Hierzu werden die Demonstratoren sowohl aus rezykliertem als auch aus 'virgin-Material' hergestellt und verglichen. Abpackversuche mit Lebensmitteln werden helfen, die Auswirkungen von Produktkontakt auf die neuen Folien und Beschichtungen (z.B. durch Migration), sowie auf das Recyclingverhalten abzuschätzen und dabei die Eignung als Verpackungslösung zu bewerten. Zur Umsetzung des Vorhabens werden Folienrezepturen optimiert, die Folien hergestellt und anschließend mit anorganischen und/oder hybridpolymeren Barrierebeschichtungen versehen. Die umfassende Charakterisierung erfolgt unter anderem in Hinsicht auf mechanische Eigenschaften, Siegel- und Sterilisationsfähigkeit und Barrierewerte (Sauerstoff, Wasserdampf, Migration). Eine Bewertung der Recyclingfähigkeit und damit verbundene Lebenszyklusanalyse (LCA) ist ebenso vorgesehen wie die Kommunikation der Projektergebnisse an relevante Stakeholder wie z.B. Anlagenbauer, Converter und Lohnabpacker. Das Projektkonsortium, bestehend aus zwei Folienherstellern, einem Converter, einer Spezialbeschichtungsfirma, einem auf LCA spezialisierten Dienstleister, sowie einem Kompetenznetzwerk im Bereich Lebensmittel und einer mit zwei Instituten vertretenen Forschungsgesellschaft, deckt die gesamte Wertschöpfungskette ab und bietet die Gelegenheit, die entwickelte Technologie nachhaltig in den Markt zu integrieren.

Monomaterial-Barrierefolien mit herausragenden Recycling-Eigenschaften für Lebensmittel, Teilprojekt E

Im Projekt 'Mobile' werden Monomaterialfolien aus Polyethylen und Polypropylen mit Barriereschichten entwickelt, die voll recyclingfähig sein werden. Dies wird an Demonstratoren gezeigt und die Recyclingeigenschaften werden analysiert und bewertet. Hierzu werden die Demonstratoren sowohl aus rezykliertem als auch aus 'virgin-Material' hergestellt und verglichen. Abpackversuche mit Lebensmitteln werden helfen, die Auswirkungen von Produktkontakt auf die neuen Folien und Beschichtungen (z.B. durch Migration), sowie auf das Recyclingverhalten abzuschätzen und dabei die Eignung als Verpackungslösung zu bewerten. Zur Umsetzung des Vorhabens werden Folienrezepturen optimiert, die Folien hergestellt und anschließend mit anorganischen und/oder hybridpolymeren Barrierebeschichtungen versehen. Die umfassende Charakterisierung erfolgt unter anderem in Hinsicht auf mechanische Eigenschaften, Siegel- und Sterilisationsfähigkeit und Barrierewerte (Sauerstoff, Wasserdampf, Migration). Eine Bewertung der Recyclingfähigkeit und damit verbundene Lebenszyklusanalyse (LCA) ist ebenso vorgesehen wie die Kommunikation der Projektergebnisse an relevante Stakeholder wie z.B. Anlagenbauer, Converter und Lohnabpacker. Das Projektkonsortium, bestehend aus zwei Folienherstellern, einem Converter, einer Spezialbeschichtungsfirma, einem auf LCA spezialisierten Dienstleister, sowie einem Kompetenznetzwerk im Bereich Lebensmittel und einer mit zwei Instituten vertretenen Forschungsgesellschaft, deckt die gesamte Wertschöpfungskette ab und bietet die Gelegenheit, die entwickelte Technologie nachhaltig in den Markt zu integrieren.

Monomaterial-Barrierefolien mit herausragenden Recycling-Eigenschaften für Lebensmittel, Teilprojekt A

Im Projekt 'Mobile' werden Monomaterialfolien aus Polyethylen und Polypropylen mit Barriereschichten entwickelt, die voll recyclingfähig sein werden. Dies wird an Demonstratoren gezeigt und die Recyclingeigenschaften werden analysiert und bewertet. Hierzu werden die Demonstratoren sowohl aus rezykliertem als auch aus 'virgin-Material' hergestellt und verglichen. Abpackversuche mit Lebensmitteln werden helfen, die Auswirkungen von Produktkontakt auf die neuen Folien und Beschichtungen (z.B. durch Migration), sowie auf das Recyclingverhalten abzuschätzen und dabei die Eignung als Verpackungslösung zu bewerten. Zur Umsetzung des Vorhabens werden Folienrezepturen optimiert, die Folien hergestellt und anschließend mit anorganischen und/oder hybridpolymeren Barrierebeschichtungen versehen. Die umfassende Charakterisierung erfolgt unter anderem in Hinsicht auf mechanische Eigenschaften, Siegel- und Sterilisationsfähigkeit und Barrierewerte (Sauerstoff, Wasserdampf, Migration). Eine Bewertung der Recyclingfähigkeit und damit verbundene Lebenszyklusanalyse (LCA) ist ebenso vorgesehen wie die Kommunikation der Projektergebnisse an relevante Stakeholder wie z.B. Anlagenbauer, Converter und Lohnabpacker. Das Projektkonsortium, bestehend aus zwei Folienherstellern, einem Converter, einer Spezialbeschichtungsfirma, einem auf LCA spezialisierten Dienstleister, sowie einem Kompetenznetzwerk im Bereich Lebensmittel und einer mit zwei Instituten vertretenen Forschungsgesellschaft, deckt die gesamte Wertschöpfungskette ab und bietet die Gelegenheit, die entwickelte Technologie nachhaltig in den Markt zu integrieren.

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