Das Projekt "Entwicklung der technischen Voraussetzungen und der Verfahren zur Herstellung eines kostenoptimierten, vollständig biobasierten sowie naturfaserverstärkten Spritzgussformteils zur Verwendung in der Verpackungsindustrie" wird/wurde gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungsvereinigungen 'Otto-von-Guericke' e.V. / Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz / Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM). Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Dresden, Bereich Ingenieurwissenschaften, Institut für Naturstofftechnik, Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik.Gegenwärtig werden für den Spritzgussprozess in der kunststoffverarbeitenden Industrie nahezu ausschließlich petrochemisch basierte Kunststoffe (PP, PA, PE, ) verwendet. Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeitseigenschaften werden bisher üblicherweise Glasfasern als verstärkende Komponente mit eingemischt. Dies ist jedoch für viele Anwendungen überdimensioniert und behindert maßgeblich das Recycling der auf diese Weise hergestellten Bauteile. Das Ziel des Projektes war die Herstellung eines kostenoptimierten vollständig biobasierten Spritzgussformteils. Dabei sollte die Naturfaserverstärkung der Kunststoffe eine zentrale Rolle spielen um teures Matrixmaterial durch kostengünstigere neuartige Naturfasern zu ersetzen. Durch den Einsatz von Naturfasern sollte eine gesteigerte Festigkeit der Composite und potentielle Kosteneinsparung bei gleichzeitig günstigeren Recyclingeigenschaften erreicht werden. Als einzusetzendes Fasermaterial sollten Flachs, Hanf, Miscanthus, Sida und Wolle untersucht werden. Dabei lag ein wichtiger Teil der Untersuchungen bei den spezifischen Eigenschaften der Naturfasern und deren Einfluss auf das Herstellungsverfahren sowie die Werkstoffeigenschaften der fertigen Composite. Neben den Naturfasern, die z. T. erstmalig in NFK eingesetzt wurden, erfolgte auch eine Überprüfung diverser cellulosebasierter Matrixmaterialien auf ihre Tauglichkeit. Ein wichtiger Bestandteil des Projektes war die Überführung vom Labor- in den Industriemaßstab. Dabei erfolgte die Überprüfung und ggf. Anpassung der im Labormaßstab erstellten Rezepturen und Prozessparameter für den industriellen Prozess. Zusätzlich erfolgte eine Bewertung der erstellten Composite unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Dafür war es notwendig, dass der Anteil der kostengünstigen Naturfasern möglichst hoch und der Anteil des teuren Matrixmaterials möglichst gering ausfällt. Weiterhin wurden bereits erste Vorversuche hinsichtlich der generellen Verarbeitbarkeit von naturfasergefüllten Compounds auf industriellen Spritzgussanlagen der Kunststofftechnik durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Versuche zeigten bereits die Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes von Naturfasern im industriellen Fertigungsprozess. Wie in Abbildung ersichtlich, wurde u. a. die Möglichkeit der Herstellung komplexer Geometrien mit gefüllten WPC Granulaten untersucht. Insbesondere für die Herstellung von Verpackungs- und Verkleidungsteilen im mittleren Beanspruchungsbereich sind naturfaserverstärkte Spritzgussteile prädestiniert. Somit erschließt sich ein breites Anwendungsgebiet von Lebensmittelverpackungen über Gehäuse- und Verkleidungsteile (z. B. von Tonern und Druckerpatronen) bis hin zu Transportverpackungen. Aufgrund der Globalisierung und der damit in Zusammenhang stehenden globalen Warenströme werden vollständig biobasierte Verpackungsteile zunehmend an Bedeutung gewinnen.