{"id":82537,"date":"2020-12-09T07:37:23","date_gmt":"2020-12-09T06:37:23","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=82537"},"modified":"2020-12-05T12:59:08","modified_gmt":"2020-12-05T11:59:08","slug":"entwicklung-von-neuen-biobasierten-barrierebeschichtungen-ecoat","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/entwicklung-von-neuen-biobasierten-barrierebeschichtungen-ecoat\/","title":{"rendered":"Entwicklung von neuen biobasierten Barrierebeschichtungen \u2013 ECOAT"},"content":{"rendered":"
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This project has received funding from the Bio Based Industries Joint Undertaking (JU) under the European Union\u2019s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 837863. The JU received support from the European Union\u2019s Horizon 2020 research and innovation programme and the Bio Based Industries Consortium.<\/figcaption><\/figure>\n

Das \u00fcbergeordnete Ziel von ECOAT<\/a> ist die Auswahl, Extraktion und Funktionalisierung von Molek\u00fclen (Proteinen, Polysacchariden, Cutin) aus gro\u00dftechnisch verf\u00fcgbaren, bisher jedoch kaum genutzten Reststoffen wie z.B. Tomaten, H\u00fclsenfr\u00fcchten und Sonnenblumen. Diese Rohstoffe werden zu Beschichtungen funktionalisiert und auf verschiedene zellulose- und polymerbasierte Substrate beschichtet, um die Eigenschaften der Substrate zu verbessern und nachhaltigere End-of-Life Optionen zu entwickeln.<\/strong><\/p>\n

Die zu entwickelnden Produkte sind z.B. Verpackungspapiere und Kartonagen (f\u00fcr frische Produkte wie z.B. gekochte Pasta, oder als Pappteller\/Besteck), Kunststoffverpackungen (Bio-Polyester), aktive Verpackungen, Cutin-basierte Formulierungen f\u00fcr wasserabweisende Beschichtungen (Pappbecher, Servicepapier, etc.), Wasserdampfbarrierebeschichtungen und non-food Verpackungen mit besonderen Schutzeigenschaften.<\/p>\n

Pflanzliche Mizellenproteine als Alternative zu petrochemischen Polymeren<\/h3>\n

In ECOAT ist das Fraunhofer IVV verantwortlich f\u00fcr die Entwicklung von proteinbasierten Beschichtungen. Im Einzelnen besteht dieser Prozess aus der Identifikation von Proteinquellen, der Extraktion der Proteine, der Formulierungsentwicklung und der Charakterisierung der entwickelten Beschichtungen. Das Fraunhofer IVV hat Expertise in der Entwicklung von pflanzlichem Mizellenprotein, welches als Alternative zu petrochemischen Polymeren verwendet werden kann. Die Hauptaufgabe von Mizellenproteinen in Verpackungen ist der Ersatz von petrochemischen Polymeren wie z.B. EVOH, welches als Sauerstoffbarriere in herk\u00f6mmlichen Verpackungen verwendet wird. Mizellenproteine weisen eine sehr gute Barriere gegen die Permeation von Sauerstoff auf und zeigen sehr gute Klebstoffeigenschaften. Ein spezieller Proteinextraktionsprozess erm\u00f6glicht die Gewinnung von mizell\u00e4ren Proteinstrukturen. Bisher wird jedoch Wasser als L\u00f6semittel f\u00fcr die Mizellenproteinformulierung verwendet. Wenn das Protein in polymerbasierten Verbundmaterialien als Klebstoff verwendet werden soll, kann Wasser bisher nicht ausreichend schnell abgetrocknet werden und verbleibt daher im Klebstoff, wodurch die Klebeeigenschaften verringert werden.<\/p>\n

Mizellenproteine in Kunststoffverpackungen<\/h3>\n

Daher wird ein neues L\u00f6semittelsystem wird f\u00fcr die Verwendung von Mizellenproteinen in Kunststoffverpackungen entwickelt. Dieses neue L\u00f6semittelsystem muss den folgenden Anforderungen gen\u00fcgen: das Protein muss gut l\u00f6slich sein und der Einfluss des L\u00f6semittels auf die Proteinstruktur soll m\u00f6glichst gering sein. Die Viskosit\u00e4t soll gering sein, um eine gute Verarbeitbarkeit zu garantieren. Zudem sorgt ein hoher Dampfdruck f\u00fcr eine gute Abtrocknung. Weiterhin muss das L\u00f6semittel ungiftig und umweltfreundlich sein. Bestenfalls kann dies mit geeigneten technischen Gegebenheiten aus dem Prozess r\u00fcckgewonnen werden.<\/p>\n

Im n\u00e4chsten Schritt wird ein reaktiver Vernetzter entwickelt, wobei dessen Kettenl\u00e4nge sowie die reaktiven Gruppen adaptiert werden, um bestimmten Proteineigenschaften zu optimieren. Dies sind z.B. die L\u00f6slichkeit, die mechanische Festigkeit und die Gasbarriereeigenschaften. Die Quervernetzung der Proteine wird w\u00e4hrend oder nach dem Beschichtungsprozess durch UV-Licht oder hohe Temperaturen getriggert.<\/p>\n

Entwicklung einer l\u00f6semittelbasierten Beschichtungsformulierung<\/h3>\n

Sobald die genannten Schritte vollbracht sind, wird die finale Beschichtungsformulierung entwickelt. Der Austausch des L\u00f6semittelsystems sowie die Optimierung mittels Quervernetzern hat einen signifikanten Einfluss auf die Prozessierbarkeit der Formulierungen, z.B. durch ver\u00e4nderte Viskosit\u00e4t und Scherfestigkeit. Die Formulierungsentwicklung beinhaltet daher die Auswahl eines passenden Weichmachers sowie die Identifizierung der optimalen Protein- und Weichmacherkonzentration. Neue, eigens f\u00fcr das Projekt entwickelte Weichmacher auf Basis von Milchs\u00e4ure, Weins\u00e4ure oder Glycols\u00e4uren werden in verschiedenen Konzentrationen getestet, um die Prozesseigenschaften der Formulierung zu verbessern.<\/p>\n

Die finale Formulierung wird dann im Labor- und Pilotma\u00dfstab am Fraunhofer IVV beschichtet. Schl\u00fcsselparameter sind hierbei die Beschichtungsgeschwindigkeit, das Auftragsgewicht,\u00a0 die Trocknungstemperatur und -zeit. Abschlie\u00dfend wird die Sauerstoff- und Wasserdampfbarriere, die Verbundhaftung und die mechanische Stabilit\u00e4t der fertigen Laminate in den Fraunhofer Laboren getestet.<\/p>\n

 <\/p>\n

Projektlaufzeit:<\/strong> 2019 bis 2022<\/p>\n

Projekttr\u00e4ger \/Zuwendungsgeber:<\/strong>
\nEU, EU-Rahmenprogramm f\u00fcr Forschung und Innovation Horizon 2020
\nBio-based Industries Joint Undertaking<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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