Bærekraftige lim: Sugra-prosjektet forsker på miljøvennlige løsninger for emballasjeindustrien

Baumer hhs Gmbh Group pressemelding – Krefeld, 4. juli 2024

«Lim er uunnværlige i emballasjeproduksjonen: De reduserer materialbehovet og gjør det mulig å produsere lettere emballasje, noe som er i tråd med målene i den nye forordningen om emballasje og emballasjeavfall (PPWR). Selv om lim bare utgjør en liten andel av den totale emballasjen, har de stor innvirkning på resirkuleringsprosesser, papirproduksjon og CO2-avtrykket. Sugra-prosjektet («Sustainable Gluing with Renewable Adhesives») er viet til dette temaet: Det utvikler lim basert på fornybare råmaterialer som beskytter resirkuleringsprosessen og reduserer CO2-avtrykket. Disse limene oppfyller kravene til moderne produksjonsteknikker og fremmer bærekraftig produksjon uten at det går på bekostning av ytelsen.»

Grunnlaget for lim er stivelse: Dette naturlige råmaterialet brukes allerede intensivt, både i naturlig og modifisert form. Stivelse spiller en særlig viktig rolle i papirproduksjon og -bearbeiding, ettersom den øker papirets styrke og forbedrer overflaten. I produksjonen av bølgepapp brukes stivelse til å lime lagene sammen.

Stivelsesbaserte lim er ikke noe nytt: De brukes allerede i fleksibel papiremballasje for å lime sammen lag. Stivelseslimene som er tilgjengelige i dag, har imidlertid klare begrensninger når det gjelder liming av kartonger og bølgepappkasser, på grunn av lang herdetid og lav umiddelbar klebeevne. Etter presseprosessen åpner disse emballasjene seg ofte igjen, ettersom den høyere bøyestivheten sammenlignet med papir øker tendensen til at limfugen sprekker. Dette kan bare avhjelpes ved lengre lagring under trykk eller betydelig redusert produksjonshastighet – noe som i begge tilfeller er uøkonomisk.

Målet med Sugra-prosjektet er å utvikle stivelseslim som egner seg for kartonger og bølgepappkasser uten at det går på bekostning av ytelsen. Tradisjonelt utvikler limprodusenter produktene sine for eksisterende utstyr for limpåføring – derfor bruker mange av dem Baumer hhs-dysepåføringsteknologi i laboratoriene sine. Sugra har imidlertid valgt en ny tilnærming: Utviklingen av limet og tilpasningen av påføringsutstyret skjer parallelt. De første resultatene viser at selv mindre justeringer av Baumer hhs-påføringsteknologien kan forbedre ytelsen til stivelseslim betydelig.

En annen tilnærming er å bruke dette limet til laminering av lag i produksjonen av substrater og emballasje. Den ønskede gode vaskbarheten i resirkuleringsprosessen fremmer separeringen av lagene og reduserer dermed innblandingen av fremmedstoffer i papirmassen.

Bruken av stivelse som råmateriale er ikke uten kontroverser: Konkurranse med matproduksjon samt areal- og vannforbruk ved dyrking av stivelsesholdige planter er sentrale problemstillinger. Det ville være mer hensiktsmessig å utvinne lim fra avfall fra planteproduksjon eller fra planter som tidligere ikke har vært utnyttet. Baumer hhs deltar i mange av disse forskningsinitiativene. Den kritiske faktoren er imidlertid at mange av disse tilnærmingene fortsatt befinner seg på et tidlig forskningsstadium. Stivelse som råmateriale er derimot allerede tilgjengelig i store mengder, noe som muliggjør en rask overgang til mer bærekraftig produksjon. Valget av stivelseskilde er også viktig: Sugra satser på poteten som en «klimavinner». Ifølge IFEU Institute og German Federal Environment Agency har poteter et karbonavtrykk som er 15 ganger lavere enn ris, og de dyrkes lokalt i de fleste land, noe som reduserer transportbelastningen.

Også andre aspekter taler for stivelse som emballasjelim: Stivelse er en viktig bestanddel av papir, og resirkuleringsselskapene er derfor svært godt kjent med håndteringen av stivelse i resirkuleringsprosessen. Den lille mengden lim øker verken belastningen på avløpsvannet eller oksygenbehovet. Stivelseslim kan dessuten enkelt vaskes ut i resirkuleringsprosessen. En annen fordel er fargen: Stivelseslim er melkeaktige og danner et lyst, hvitt til svakt transparent lag når de har herdet – en fordel sammenlignet med andre biobaserte limråmaterialer som lignin, som ofte har en intens farge.

Ekspertisen innen limutvikling kommer fra Fraunhofer Institute IAP i Potsdam, som har mange års erfaring med modifisering av stivelse. Fraunhofer IAP utvikler grunnlaget for stivelseslimet og forbedrer det trinnvis i tett samarbeid med prosjektpartnerne. At limene er egnet for kontakt med næringsmidler, sikres gjennom nøye utvelgelse av råmaterialer.

Research Foundation for the Paper Industry (Papiertechnische Stiftung) dokumenterer egnetheten til de utviklede limene. Limstyrken og resirkulerbarheten evalueres i henhold til anerkjente standarder. Innenfor denne rammen videreutvikles målemetodene, særlig for å kunne simulere forholdene i høyhastighetsproduksjonsmaskiner. Referansen er syntetiske dispersjonslim.

Som konsortieleder for Sugra-prosjektet gjennomfører Baumer hhs påføringstester i sitt Solution Center. Fokuset ligger på limenes bearbeidbarhet og påføringskvalitet. Testene gjennomføres ved produksjonsrelevante hastigheter. En annen del av prosjektet er en målrettet videreutvikling av påføringsutstyret for å oppfylle de spesielle kravene som stilles til stivelseslim.

For å gi et inntrykk av forskningsinnsatsen så langt: Til nå er det utviklet 111 varianter av stivelseslimet. Denne utviklingen har gått gjennom 10 iterasjonssløyfer, og ytterligere justeringer er gjort basert på tilbakemeldinger fra Baumer hhs Solution Center. Påføringstestene gjennomføres ved hastigheter på opptil 300 m/min. Samtidig utfører Research Foundation for the Paper Industry (Papiertechnische Stiftung) klebeevnemålinger og limtester med de mest lovende variantene. Forskningen går fremover, og læringskurven er bemerkelsesverdig. Denne innsatsen ville vært nesten utenkelig uten offentlig finansiering.

Den praktiske utprøvingen i reelle produksjonsmiljøer gjennomføres av industripartnerne i reelle produksjonsmiljøer. Baumer hhs tok initiativ til dette prosjektet for aktivt å støtte overgangen til mer bærekraftig emballasje. Baumer hhs er åpen for videre samarbeid og fremmer aktivt andre partnerskap.

Prosjektet ble først presentert for offentligheten på drupa 2024 og møtte stor interesse, særlig fra merkevareeiere som støtter utviklingen av mer bærekraftig emballasje. Prosjektet er halvveis og fortsetter å utvikle og verifisere resultatene.

En særlig takk går til Agency for Renewable Resources (FNR), prosjektforvalteren for Federal Ministry of Food and Agriculture, som finansierer Sugra-prosjektet under finansieringskode 2220NR168A.»

Hvis du har spørsmål om denne pressemeldingen, kan du kontakte marketing@baumerhhs.com