Plasma4Bio2K

Das Projekt befasst sich mit der Erstellung einer Materialbibliothek von Biokunststoffen. Zusammen mit einem Plasmaquellenkonzept soll diese Materialbibliothek in die Spritzgusstechnik implementiert werden, um gezielt Mehrkomponenten-Systeme (Zahnbürsten) auf Basis biobasierter Polymere zu erstellen.

Projektbeschreibung

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines innovativen Portfolios für Mundhygieneprodukte mit einem klaren Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und dem Einsatz biobasierter Materialien. Im Zentrum stehen umweltfreundliche Alternativen zu konventionellen Zahnbürsten und Hygieneartikeln, die häufig auf fossilen Kunststoffen wie PP, PET, PE und PA basieren. Durch die Verwendung biobasierter Kunststoffe, gewonnen aus nachwachsenden Rohstoffen wie Rizinusöl, Zuckerrohr, Mais oder Zellulose, sollen sowohl ökologische als auch funktionale Vorteile erzielt werden.

Das Projekt beinhaltet die Konzeption und Entwicklung mehrerer Produktmodelle, die gezielt auf unterschiedliche Nutzerbedürfnisse eingehen. Hierbei kommen verschiedene Kombinationen von Bio-PP, Bio-PET, Bio-TPE und Bio-PE zum Einsatz. Eine besondere Herausforderung bildet die sichere und stabile Verbindung dieser neuen Materialkombinationen im Spritzgussverfahren.

Um herkömmliche, umweltbelastende nasschemische Vorbehandlungen zu vermeiden, wird im Projekt die innovative Atmosphärendruckplasmatechnologie zur Oberflächenmodifikation und Verbesserung der Adhäsion eingesetzt. Diese Technologie ermöglicht eine präzise, ressourcenschonende und effiziente Integration in automatisierte Verarbeitungsprozesse. Ein weiteres Ziel ist der Aufbau einer Material- und Handlungbibliothek (MuH), die die gewonnenen Erkenntnisse zur Optimierung von Produktionsparametern und zur Implementierung nachhaltiger Verarbeitungsprozesse dokumentiert.

Das Forschungsvorhaben ist Teil einer Zusammenarbeit führender Partner aus Wissenschaft und Industrie. Dazu gehören die HAWK Hildesheim/Holzminden/Göttingen, das IfBB der Hochschule Hannover, die VIVIENDO GmbH als Projektkoordinator und die ecoCOAT GmbH als assoziierter Partner. Das Projekt leistet einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung von biobasierten Kunststoffen, zur Förderung der Bioökonomie sowie zur Transformation industrieller Fertigungsprozesse in Richtung Nachhaltigkeit.

Projektziele

• Entwicklung nachhaltiger Mundhygieneprodukte (z.B. Zahnbürsten und Hygiene-Patches) auf Basis biobasierter Kunststoffe
• Erprobung und Integration der Atmosphärendruckplasmatechnologie im 2K-Spritzgussprozess
• Aufbau einer praxisorientierten Material- und Handlungbibliothek für biobasierte Kunststoffverarbeitung
• Förderung des Marktzugangs für nachhaltige Kunststoffe und umweltfreundliche Produktionsverfahren
• Stärkung der Bioökonomie und des nachhaltigen Ressourceneinsatzes

Besondere Herausforderungen

• Haftung biobasierter Kunststoffkombinationen beim 2K-Spritzguss
• Etablierung von Plasmatechnologie als ressourcenschonende Vorbehandlung
• Integration nachhaltiger Materialien und Prozesse in industrielle Produktionslinien

Erwartete Ergebnisse

• Entwicklung von marktreifen Produktmodellen mit unterschiedlichen biobasierten Materialkombinationen
• Prozessparameter und Handlungsempfehlungen zur Oberflächenbehandlung mittels Plasmatechnologie
• Aufbau einer Material- und Handlungbibliothek für den industriellen Einsatz biobasierter Kunststoffe
• Innovationsimpulse für den Bereich nachhaltiger Kunststoffe innerhalb des Mundhygienemarktes