Hållbara lim: Sugra-projektet forskar om miljövänliga lösningar för förpackningsindustrin

Baumer hhs Gmbh Group pressmeddelande – Krefeld, den 4 juli 2024

”Lim är oumbärliga i förpackningsproduktionen: de minskar materialåtgången och möjliggör lättare förpackningar, vilket ligger i linje med målen i den nya förordningen om förpackningar och förpackningsavfall (PPWR). Även om lim endast utgör en liten andel av den totala förpackningen har de stor inverkan på återvinningsprocesser, papperstillverkning och koldioxidavtrycket. Sugra-projektet (”Sustainable Gluing with Renewable Adhesives”) ägnar sig åt detta ämne: det utvecklar lim baserade på förnybara råvaror som skyddar återvinningsprocessen och minskar koldioxidavtrycket. Dessa lim uppfyller kraven i moderna produktionstekniker och främjar hållbar produktion utan att kompromissa med prestandan.

Basen i lim är stärkelse: denna naturliga råvara används redan i stor utsträckning i naturlig och modifierad form. Stärkelse spelar en särskilt viktig roll vid papperstillverkning och -bearbetning, eftersom den ökar papperets styrka och förädlar dess ytor. Vid tillverkning av wellpapp används stärkelse för att sammanfoga skikten.

Stärkelsebaserade lim är inget nytt: de används redan i flexibla Pappersförpackningar för att sammanfoga skikt. De stärkelselim som finns tillgängliga i dag har dock tydliga begränsningar när det gäller limning av vikaskar och wellpapplådor, på grund av långa härdningstider och låg initial vidhäftning. Efter pressningen öppnas dessa förpackningar ofta igen, eftersom deras högre böjstyvhet jämfört med papper ökar benägenheten för att limfogen spricker. Detta kan endast åtgärdas genom längre lagring under tryck eller kraftigt sänkt produktionshastighet – vilket i båda fallen är oekonomiskt.

Målet med Sugra-projektet är att utveckla stärkelselim som lämpar sig för vikaskar och wellpapplådor utan att kompromissa med prestandan. Traditionellt utvecklar limtillverkare sina produkter för befintlig utrustning för limapplicering – därför använder många av dem Baumer hhs munstycksappliceringsteknik i sina laboratorier. Sugra väljer däremot en ny väg: utvecklingen av limmet och anpassningen av appliceringsutrustningen sker parallellt. De första resultaten visar att även mindre justeringar av Baumer hhs appliceringsteknik kan förbättra stärkelselimmens prestanda avsevärt.

Ett annat tillvägagångssätt är att använda detta lim vid laminering av skikt inom tillverkning av substrat och förpackningar. Den önskade goda tvättbarheten i återvinningsprocessen underlättar separeringen av skikten och minskar därmed tillförseln av främmande ämnen till Trämassa.

Användningen av stärkelse som råvara är inte okontroversiell: konkurrensen med livsmedelsproduktionen samt mark- och vattenanvändningen vid odling av stärkelsehaltiga växter är centrala frågor. Det vore mer meningsfullt att utvinna lim ur avfall från växtproduktion eller från växter som tidigare inte har utnyttjats. Baumer hhs deltar i många av dessa forskningsansatser. Den kritiska punkten är dock att många av dessa ansatser fortfarande befinner sig på ett tidigt forskningsstadium. Stärkelse som råvara finns däremot redan i dag tillgänglig i stora mängder, vilket möjliggör en snabb övergång till mer hållbar produktion. Valet av stärkelsekälla är också viktigt: Sugra förlitar sig på potatisen som en ”klimatmästare”. Enligt IFEU Institute och German Federal Environment Agency har potatis ett 15 gånger lägre koldioxidavtryck än ris och odlas lokalt i de flesta länder, vilket minskar transportbelastningen.

Andra aspekter talar för stärkelse som förpackningslim: Stärkelse är en viktig beståndsdel i papper, så återvinningsföretag har stor erfarenhet av att hantera stärkelse i återvinningsprocessen. Den lilla mängden lim ökar inte belastningen på avloppsvattnet eller syrebehovet. Stärkelselim kan dessutom enkelt tvättas ur i återvinningsprocessen. En annan fördel är färgen: Stärkelselim är mjölkvita och bildar ett ljust vitt till lätt transparent skikt när de har härdat – en fördel jämfört med andra biobaserade limråvaror, såsom lignin, som ofta har en intensiv färg.

Expertisen inom limutveckling kommer från Fraunhofer Institute IAP i Potsdam, som har många års erfarenhet av modifiering av stärkelse. Fraunhofer IAP utvecklar grunden till stärkelselimmet och förbättrar det iterativt i nära samarbete med projektpartnerna. Limmen uppfyller kraven för kontakt med livsmedel genom ett noggrant urval av råvaror.

The Research Foundation for the Paper Industry (Papiertechnische Stiftung) dokumenterar de utvecklade limmens lämplighet. Limstyrkan och återvinningsbarheten utvärderas enligt erkända standarder. Inom denna ram vidareutvecklas mätmetoderna, framför allt för att kunna simulera förhållandena i höghastighetsmaskiner för produktion. Referenspunkten är etablerade syntetiska dispersionslim.

Som konsortieledare för Sugra-projektet genomför Baumer hhs appliceringstester i sitt Solution Center. Fokus ligger på limmens bearbetningsbarhet och appliceringskvalitet. Testerna utförs vid produktionsrelaterade hastigheter. Ett annat mål med projektet är en riktad vidareutveckling av appliceringsutrustningen för att uppfylla stärkelselimmens särskilda krav.

För att ge en bild av forskningsinsatsen hittills: Hittills har 111 varianter av stärkelselimmet utvecklats. Utvecklingen har gått igenom 10 iterationsloopar, och ytterligare anpassningar har gjorts baserat på återkoppling från Baumer hhs Solution Center. Appliceringstesterna utförs vid hastigheter på upp till 300 m/min. Samtidigt genomför The Research Foundation for the Paper Industry (Papiertechnische Stiftung) mätningar av vidhäftningen och limningstester med de mest lovande varianterna. Forskningen går framåt och lärdomarna är anmärkningsvärda. Denna insats skulle nästan vara otänkbar utan offentlig finansiering.

Den praktiska testningen i verkliga produktionsmiljöer genomförs av industripartnerna i verkliga produktionsmiljöer. Baumer hhs initierade detta projekt för att aktivt stödja övergången till mer hållbara förpackningar. Baumer hhs är öppet för ytterligare samarbeten och främjar aktivt andra partnerskap.

Projektet presenterades för första gången för allmänheten på drupa 2024 och väckte stort intresse, särskilt bland varumärkesägare som stödjer utvecklingen av mer hållbara förpackningar. Projektet befinner sig halvvägs och fortsätter att utveckla och verifiera resultaten.

Ett särskilt tack riktas till Agency for Renewable Resources (FNR), projektledningsorganet för Federal Ministry of Food and Agriculture, som finansierar Sugra-projektet under finansieringskoden 2220NR168A.”

Kontakta marketing@baumerhhs.com om du har frågor om detta pressmeddelande