Die Nachfrage nach Produkten, die ohne fossile Rohstoffe auskommen, ist in den vergangenen Jahren stark gestiegen. Das Verbundvorhaben „Bio PSA“ beschäftigte sich deshalb mit der Weiterentwicklung von Haftschmelzklebstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen, die zum Beispiel bei Klebebändern eingesetzt werden können. Das Ergebnis des Projekts, an dem neben Forschern des Fraunhofer Umsicht und der Westfälischen Hochschule Recklinghausen auch die Industrie-Partner Jowat SE, Henkel AG & Co. KGaA und Logo Tape Gesellschaft für Selbstklebebänder mbH & Co. KG beteiligt sind: Ein biobasierter Haftschmelzklebstoff, der sich auch in großem Maßstab produzieren lässt.
Basispolymere sorgen für die Klebkraft
Haftklebstoffe (eng. Pressure Sensitive Adhesives, PSA) zeichnen sich dadurch aus, dass sie unter Raumtemperatur permanent klebrig bleiben. Als Haftschmelzklebstoff wird ein Haftklebstoff bezeichnet, der aus einer Schmelze verarbeitet wird. Er besteht im Wesentlichen aus den drei Basis-Komponenten Rückgratpolymer, Klebrigmacher (Tackifier), Weichmacher sowie weiteren Additiven. Rückgratpolymere – auch Basispolymer genannt – sind für den Zusammenhalt der gesamten Formulierung und für die Klebkraft verantwortlich. Sie geben den Klebstoffen also ihre innere Festigkeit (Kohäsion).
Bioklebstoff im Industriemaßstab
Für die Herstellung von Haftklebstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen ist die Wahl des Rückgratpolymers von großer Bedeutung. Unter dem Aspekt der Verfügbarkeit, der Kosten, der Modifizierungsmöglichkeiten, der Nachhaltigkeit und der Verträglichkeit mit Trägersubstraten ist die Wahl im Projekt „Bio PSA“ auf Poly-L-Milchsäure (PLA) gefallen. Dieses Polymer aus nachwachsenden Rohstoffen ist im world-scale Maßstab und zu vergleichbaren Preisen wie fossil basierte Rückgratpolymere verfügbar. Die Forschenden des Fraunhofer Umsicht haben die Eigenschaften eines PLA-Rückgratpolymers so weiterentwickelt, dass sich die Formulierung vom Labormaßstab in die industrielle Praxis übertragen lässt.
Patent für neuen Bioklebstoff
„Wir arbeiten weiter an Verbesserungen der Rezeptur und ihrer Herstellung, so dass die PLA-Klebstoffe in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden können“, so Dr. Inna Bretz, Abteilung Biobasierte Kunststoffe beim Fraunhofer Umsicht. Sobald ein Hersteller gefunden wird, der die Rohstoffe für die jeweiligen Formulierungen anbietet, können in Zukunft auch kommerzielle Maßstäbe für die Produktion des neuen Bio-Klebstoffs angestrebt werden. Für die Klebstoff-Zusammensetzung als auch das Basispolymer haben die Forschenden ein Patent angemeldet.
