BioGlueEdgeband - Entwicklung Klebstoff-Kantenband-System
Projektleiter: Andreas Krypczyk
Projektnummer: BMEL / FNR 2220NR302B
Laufzeit: 01.09.2022 – 31.08.2025
Aufgabenstellung
In der industriellen Möbelfertigung werden seit Jahrzehnten Schnittkanten von Werkstoffplatten mit sogenannten Kantenbändern beschichtet, die sowohl der ästhetischen Gestaltung als auch dem Schutz vor mechanischer Beanspruchung und Feuchtigkeit dienen. Ein hochwertiges Erscheinungsbild und eine dauerhafte Funktionalität erfordern dabei ein präzises Zusammenspiel von Materialien sowie eine exakte Abstimmung der Kleb- und Verarbeitungsparameter. Seit den 1960er Jahren kommen überwiegend Kantenbänder aus petrochemischen Kunststoffen wie PVC oder ABS zum Einsatz, die mithilfe petrobasierten Schmelzklebstoffen appliziert werden. Diese Systeme sind zwar technisch leistungsfähig, basieren jedoch auf nicht erneuerbaren Rohstoffen und weisen einen hohen Umweltimpact auf. Vor dem Hintergrund steigender Anforderungen an Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft besteht daher ein dringender Bedarf an biobasierten Alternativen. Ziel des Projekts war die Entwicklung eines vollständig biobasierten Klebstoff-Kantenband-Systems ohne petrochemische Inhaltsstoffe, dass die mechanischen, thermischen und optischen Anforderungen der Möbelindustrie erfüllt. Das TITK übernahm dabei die Entwicklung, Formulierung und Charakterisierung des biobasierten Schmelzklebstoffs sowie die Bewertung der Praxistauglichkeit unter realen Prozessbedingungen als Grundlage für industrielle Skalierung und Markteinführung.
Ergebnisse
Im Vorhaben wurden biobasierte und biologisch abbaubare Schmelzklebstoffe auf Basis von Polylactid (PLA) und Polybutylensuccinat (PBS) entwickelt. Durch die Kombination beider Polymere konnten die hohe Steifigkeit und Transparenz von PLA mit der Flexibilität und Wärmeformbeständigkeit von PBS zu einem ausgewogenen Eigenschaftsprofil vereint werden. Ergänzend wurde in Zusammenarbeit mit der Robert Kraemer GmbH & Co. KG ein biobasiertes Harzsystem mit hoher Polymerkompatibilität entwickelt, das die Flexibilität erhöhte, die Viskosität reduzierte und die Benetzung sowie Adhäsion verbesserte. Zur Erhöhung der thermischen, Viskositäts- und Lagerstabilität wurden die Formulierungen stabilisiert und anschließend bei KLEIBERIT auf einer industriellen Kantenleimmaschine unter variierenden Prozessparametern erprobt. Die biobasierten Klebstoffe zeigten eine mit konventionellen Systemen vergleichbare Verarbeitbarkeit und gute Haftung. Ohne Primer konnte jedoch keine dauerhaft homogene Haftung erzielt werden, was einen weiteren Entwicklungsbedarf für nachhaltige, biobasierte Primersysteme aufzeigt. Die Ergebnisse bestätigen die grundsätzliche industrielle Eignung der entwickelten Schmelzklebstoffe und bilden die Basis für eine Überführung in den Pilotmaßstab im Rahmen eines Folgeprojekts.
Anwendung
Kantenband-Klebstoff-Systeme finden breite Anwendung in der industriellen Möbelfertigung, insbesondere bei der Herstellung von Korpus-, Büro-, Wohn- und Küchenmöbeln. Sie werden zur dauerhaften und optisch hochwertigen Beschichtung der Schnittkanten von Holzwerkstoffplatten wie Span-, MDF-, HDF- oder Sperrholzplatten eingesetzt. Darüber hinaus kommen sie im Innenausbau und bei Objektmöbeln, etwa im Laden-, Hotel- oder Büroeinrichtungsbereich, zum Einsatz. Weitere Anwendungsfelder sind die Kantenbeschichtung von Verbund- und Leichtbauplatten sowie der Einsatz in automatisierten Serien- und Mass-Customization-Prozessen auf Kantenanleimmaschinen. Ergänzend werden Kantenband-Klebstoff-Systeme auch in Reparatur- und Nachbearbeitungsprozessen innerhalb der Möbelproduktion verwendet.
