Biologisch abbaubare Granulate: Was sind sie und wie werden sie verwendet?

Was sind biologisch abbaubare Granulate und welche Funktion haben sie?

Diese Granulate können zu verschiedenen Produkten verarbeitet werden und werden für Anwendungen erforscht, die von Verpackung und Landwirtschaft bis hin zu Spritzguss und 3D-Druck reichen.

Doch was genau sind biologisch abbaubare Granulate, woraus bestehen sie und wie werden sie verwendet?

In diesem Artikel werfen wir einen kurzen Blick auf biologisch abbaubare Granulate, ihre gängigen Anwendungsgebiete und warum biobasierte Materialien wie Bambus im Bereich der nachhaltigen Produktion immer mehr Aufmerksamkeit erregen.

Was sind biologisch abbaubare Granulate?

Biologisch abbaubare Granulate sind Rohstoffe, die so konzipiert sind, dass sie sich unter geeigneten Umweltbedingungen durch biologische Prozesse zersetzen.

Sie werden üblicherweise in Form von kleinen Pellets oder Granulaten geliefert, damit sie leicht gelagert, transportiert, gemischt und in die Produktionsanlagen eingespeist werden können.

Wie herkömmliche Kunststoffgranulate können auch biologisch abbaubare Granulate für verschiedene Verarbeitungsverfahren entwickelt werden. Je nach Materialzusammensetzung können sie für Folgendes verwendet werden:

Spritzguss
Extrusion
Thermoformen
Filmproduktion
Blasformen
3D-Druck

Dadurch sind biologisch abbaubare Granulate mehr als nur ein umweltfreundliches Material. Sie können als Ausgangspunkt für die Entwicklung einer breiten Produktpalette dienen.

Es ist außerdem wichtig zu verstehen, dass biologisch abbaubar nicht automatisch kompostierbar bedeutet . Der biologische Abbau hängt von Faktoren wie Materialzusammensetzung, Temperatur, Feuchtigkeit, Mikroorganismen und Umgebungsbedingungen ab. Kompostierbarkeit erfordert zusätzliche Anforderungen und spezifische Testbedingungen.

Woraus bestehen biologisch abbaubare Granulate?

Es gibt nicht den einen Typ biologisch abbaubarer Granulate. Je nach gewünschten Eigenschaften und Anwendungsbereich können unterschiedliche Materialien verwendet werden.

Gängige Materialoptionen sind:

Materialien auf Stärkebasis

Stärke aus Quellen wie Mais, Kartoffeln oder Maniok kann in biologisch abbaubaren Materialformulierungen verwendet werden.

Materialien auf Stärkebasis werden häufig für Verpackungen, Folien und Einwegprodukte erforscht.

PLA

PLA, oder Polymilchsäure, ist ein biobasiertes Polymer, das in der Verpackungsindustrie und im 3D-Druck weit verbreitet ist.

PLA kann zu Pellets oder Granulaten für die Weiterverarbeitung verarbeitet werden, wobei seine biologische Abbaubarkeit und Kompostierbarkeit von den spezifischen Bedingungen und den geltenden Normen abhängen.

PHA

PHA ist eine Familie biobasierter Polymere, die durch biologische Prozesse hergestellt werden. Verschiedene PHA-Materialien weisen unterschiedliche Grade an Flexibilität, Festigkeit und biologischer Abbaubarkeit auf.

Materialien auf Naturfaser- und Biomassebasis

Auch natürliche Fasern und Biomasse können in technische, biologisch abbaubare Materialien eingearbeitet werden.

Beispiele hierfür sind Materialien, die auf Folgendem basieren:

Bambus
Holzfasern
Landwirtschaftliche Reststoffe
Andere pflanzliche Biomasse

Diese Materialien sind besonders interessant für Hersteller, die nach erneuerbaren Alternativen zu herkömmlichen Kunststoffrohstoffen suchen.

Bambus-Biogranulat als biologisch abbaubares Material

Bambus-Biogranulat ist ein Beispiel für eine Materiallösung auf Biomassebasis.

Bambus ist ein schnell nachwachsender pflanzlicher Rohstoff, der zu Pulver oder Fasern verarbeitet und zu technischen Werkstoffen weiterentwickelt werden kann.

Der grundlegende Prozess lässt sich wie folgt verstehen:

Bambusbiomasse → Materialverarbeitung → Biogranulierung → Bambus-Biogranulat → Fertigprodukte

Anstatt Bambus nur zur Herstellung eines Endprodukts zu verwenden, kann das Material zu Granulat verarbeitet und als vorgelagerter Rohstoff geliefert werden.

ZSS Technology entwickelt beispielsweise Biopellets und -folien auf Bambusbasis für nachgelagerte Fertigungsanwendungen und produziert Produkte wie biologisch abbaubare Einweggeschirrverpackungen und landwirtschaftliche Mulchfolien.

Die spezifischen Eigenschaften und Anwendungsgebiete von Biopellets auf Bambusbasis hängen von ihrer Zusammensetzung und ihren technischen Spezifikationen ab.

Dies eröffnet die Möglichkeit, bambusbasierte Materialien in verschiedenen Herstellungsverfahren und Produktkategorien einzusetzen.

Häufige Anwendungsgebiete von biologisch abbaubaren Granulaten

Biologisch abbaubare Granulate werden überall dort eingesetzt, wo herkömmliche Kunststoffe verwendet werden – der Unterschied liegt im Materialsystem und im Entsorgungsprofil. Zu den wichtigsten Anwendungsgebieten gehören:

Einweggeschirr und Lebensmittelverpackungen

Einer der größten und am schnellsten wachsenden Anwendungsbereiche sind kompostierbare oder biologisch abbaubare Lebensmittelprodukte, wie zum Beispiel:

• Besteck (Gabeln, Messer, Löffel)
  
• Schüsseln, Teller und Lunchboxen
  
• Deckel, Tabletts und Take-away-Behälter

Die ZSS-Technologie verwendet biologisch abbaubare Granulate, die mittels Spritzguss oder Thermoformen (unter Verwendung biologisch abbaubarer Folien) verarbeitet werden, um Produkte herzustellen, die den Sicherheitsstandards für den Lebensmittelkontakt entsprechen und gleichzeitig klare Vorteile in puncto Nachhaltigkeit bieten.

Wir bieten einen echten Komplettservice , der alles von der Rohstoffgewinnung bis zur Herstellung des fertigen Produkts abdeckt.

3D-Druckfilament und additive Fertigung

Biologisch abbaubare Granulate werden auch zu Filament für den FFF/FDM-3D-Druck extrudiert, wodurch Folgendes ermöglicht wird:

• Prototyping mit nachhaltigeren Materialien
• Kundenspezifische Konsumgüter, Lehrmodelle und Designobjekte
• Spezielle Anwendungen, bei denen Biokompatibilität oder Kompostierbarkeit von Vorteil sind.

Mit Bambus gefüllte Biokunststofffilamente vereinen die Bedruckbarkeit von Standardthermoplasten mit einem natürlichen Aussehen und einer natürlichen Haptik und sind daher bei Designern und Marken beliebt, die ein sichtbares „Öko“-Signal setzen wollen.

Konsumgüter, Haushaltsartikel und Werbeartikel

Neben Anwendungen im Lebensmittelbereich werden biologisch abbaubare Granulate in einer Vielzahl von Non-Food-Konsumgütern eingesetzt, wie zum Beispiel:

• Kämme, Bürsten und Körperpflegezubehör
• Kleiderbügel, Aufbewahrungsboxen und Haushaltsorganisatoren
• Stifte, Lineale und Schreibwaren
• Werbegeschenke und Markenartikel.

Hierbei liegt der Fokus oft eher auf biobasierten Inhaltsstoffen, natürlicher Ästhetik und Markenstorytelling als auf strikter industrieller Kompostierbarkeit. Bambusbasierte Verbundwerkstoffe sind besonders attraktiv, da sie eine holzähnliche Optik mit der einfachen Verarbeitung von Kunststoff verbinden.

Biologisch abbaubare Granulate im Vergleich zu herkömmlichen Kunststoffgranulaten

Auf den ersten Blick mögen biologisch abbaubare Granulate und herkömmliche Kunststoffpellets sehr ähnlich aussehen. Beide können als kleine Partikel geliefert und als Rohstoffe für die Herstellung verwendet werden.

Der Hauptunterschied liegt in ihrer Materialzusammensetzung und dem vorgesehenen Verhalten am Ende ihrer Lebensdauer.

Was sollten Sie bei der Auswahl biologisch abbaubarer Granulate beachten?

Wenn Sie biologisch abbaubare Granulate für die Produktion suchen, sollten mehrere technische Faktoren berücksichtigt werden.

Materialzusammensetzung

Zunächst sollte man verstehen, woraus die Granulate eigentlich bestehen.

Fragen Sie nach:

Biobasierte Inhalte
Polymerzusammensetzung
Naturfasergehalt
Zusatzstoffe
Ordner
Andere Materialkomponenten

Verarbeitungsmethode

Stellen Sie sicher, dass das Material für Ihren Fertigungsprozess geeignet ist.

Zum Beispiel:

Spritzguss
Extrusion
Thermoformen
Folienextrusion
3D-Druck

Schmelzflussrate

Die Schmelzflussrate kann Einfluss darauf haben, wie sich ein Material während der Verarbeitung verhält.

Für verschiedene Anwendungen können unterschiedliche Strömungseigenschaften erforderlich sein. Daher sollte der MFR unter den vorgegebenen Testbedingungen bewertet werden.

Thermische Leistung

Die Verarbeitungs- und Anwendungstemperaturen sind ebenfalls wichtig.

Ein Material, das für ein Herstellungsverfahren geeignet ist, ist möglicherweise für ein anderes nicht geeignet.

Mechanische Eigenschaften

Je nach Endprodukt müssen die Hersteller möglicherweise Folgendes bewerten:

Zugfestigkeit
Verlängerung
Flexibilität
Schlagfestigkeit
Härte
Dimensionsstabilität

Daten zur biologischen Abbaubarkeit oder Kompostierbarkeit

Wenn biologische Abbaubarkeit oder Kompostierbarkeit ein wichtiges Produktmerkmal ist, fragen Sie nach entsprechenden Testdaten und Zertifizierungen.

Am wichtigsten ist es, die Bedingungen zu überprüfen, unter denen das Material getestet wurde .

Ein Material, das auf industrielle Kompostierbarkeit getestet wurde, sollte nicht automatisch als heimkompostierbar oder im Boden biologisch abbaubar vermarktet werden.

Abschluss

Biologisch abbaubare Granulate bieten Herstellern eine alternative Rohstoffoption für die Entwicklung nachhaltigerer Produkte.

Von Spritzguss und Thermoformen bis hin zu Verpackung, Landwirtschaft, Folienextrusion und 3D-Druck erstrecken sich ihre potenziellen Anwendungsgebiete über zahlreiche Branchen.

Unter den verschiedenen Materialoptionen bieten Bambus-Biogranulate einen auf Biomasse basierenden Ansatz, der erneuerbare Bambusressourcen mit modernen Herstellungsverfahren verbindet.

Der Schlüssel zur erfolgreichen Materialauswahl liegt darin, über das Wort „biologisch abbaubar“ hinauszublicken. Materialzusammensetzung, Verarbeitungskompatibilität, mechanische Leistungsfähigkeit, thermische Eigenschaften, Bedingungen für den biologischen Abbau und relevante Prüfverfahren sollten alle berücksichtigt werden.

Für Hersteller, die biologisch abbaubare Materialien auf Bambusbasis erforschen möchten, bietet ZSS Technology Bambus-Biogranulate und Materiallösungen auf Bambusbasis für die nachgelagerte Produktentwicklung an.

Suchen Sie biologisch abbaubare Granulate für Ihr nächstes Produkt? Kontaktieren Sie ZSS Technology, um Ihre Materialanforderungen, Anwendungsbereiche und Musteroptionen zu besprechen.