Die Firma Compounds AG hat in Zusammenarbeit mit der HEFNER GmbH & Co. KG erstmals eine nachhaltige, „grüne“ Walzenmischung entwickelt. Der Anteil der Mischungsbestandteile an nachwachsenden Rohstoffen, dies sind hauptsächlich Naturkautschuk und ein, holzbasierter, funktionalisierter Füllstoff (siehe Abbildung 1), beträgt dabei nahezu 60%.
Die Firma HEFNER hat aus dieser Mischung erste Prototypen von Transportwalzen hergestellt (siehe Abbildung 2), die zurzeit in der holzverarbeitenden Industrie und im allgemeinen Maschinenbau auf Herz und Nieren getestet werden. Bisher sind alle Testergebnisse sehr vielversprechend und lassen eine Marktreife im Laufe des Jahres 2023 erwarten. Die ersten Exemplare dieser, auf der Basis von nachhaltigen und CO2 negativen Mischungen gefertigten Walzen wurde auf der Messe ICE in München im April 2023 einem breiten Fachpublikum vorgestellt. Auch auf der Messe LIGNA in Hannover wird dieser Prototyp auf dem Stand der Firma HEFNER (Halle 17 D01) erneut präsentiert.
Der Ausgangspunkt des gemeinsamen Forschungsprojektes der Compounds AG und der HEFNER war die Fragestellung, inwieweit traditionelle Mischungsbestandteile durch nachhaltige und umweltfreundliche Substanzen ersetzt werden können und welchen Einfluss diese Substitution auf die Eigenschaften der Mischung, des Vulkanisates und des finalen Artikels haben.
Das Ziel war dabei die Entwicklung von Mischungen für Walzen auf der Basis von biobasierten, nachhaltigen Rohstoffen, mit einem negativen CO2-Fußabdruck mit vergleichbaren technischen Eigenschaften wie bestehende, aus synthetischen Rohstoffen hergestellte Walzen.
Das Ergebnis der gemeinsamen Forschungsarbeit ist die Erkenntnis, dass sich bei richtiger Auswahl der Mischungskomponenten und mit der richtigen Mischweise aus der Kombination von Naturkautschuk mit holzbasierten Füllstoffen Mischungen mit einem negativen CO2-Fußabdruck herstellen lassen, deren mechanische Eigenschaften dem Anforderungsprofil von bestehenden Walzen entsprechen.
Dass dies gelungen ist, zeigt der exemplarische Vergleich einiger mechanischer und dynamisch-mechanischer Daten einer Standardmischung mit den Daten der neuen, von der Compounds AG, hergestellten nachhaltigen Mischung A4442 (siehe Tabelle 1), die standardmäßig für Transportwalzen eingesetzt werden kann.
| Methode | Referenz | A4442 | |
|---|---|---|---|
| σ Bruch [MPA] | DIN 53504 - S2 | 7 | 8 |
| ε Bruch[%] | DIN 53504 - S2 | 694 | 441 |
| DVR 70°C/24h/25% | DIN ISO 815-1 Typ B | 52 | 28 |
| Härte [ShA] | DIN ISO 7619-1 | 40 | 46 |
| Rückprall [%] | DIN 53512 | 62 | 60 |
| Weiterreissen [N/mm] | DIN ISO 34-1 A | 3.4 | 4.5 |
Ein Vergleich der Werte zeigt, dass die mechanischen Eigenschaften der neuen nachhaltigen Mischung A4442 nahezu identisch mit den Werten der Standardmischung sind. Da der Weiterreißwiderstand der Mischung A4442 um ca. 20% höher ist als der entsprechende Wert der konventionellen Vergleichsmischung sind leichte Vorteile in der mechanischen Stabilität und der Lebensdauer der aus dieser Mischung gefertigten Bauteile zu erwarten.
Zusätzlich kann durch die Verwendung der holzbasierten Füllstoffe die Dichte der nachhaltigen, biobasierten Mischung um bis zu 15% reduziert werden. Daraus resultiert eine deutliche Gewichtsreduktion der gesamten Walze.
Damit wird durch die Verwendung nachhaltiger Rohstoffe bei der Herstellung der Walzen der CO2-Fußabdruck signifikant reduziert. Weiter reduzieren sich die Energiekosten der Walzen im Betrieb durch das geringere Gewicht und die etwas besseren mechanischen Eigenschaften lassen eine längere Lebensdauer erwarten.
Die Verarbeitbarkeit der Mischung lässt alle gängigen Walzen-Beschichtungsverfahren (Sheet-Building, Extrusion und Strip-Winding) zu. Aus dieser Sicht existieren keine Beschränkungen bezgl. Einsatzzweck und Dimensionen der ‚grünen‘ Walze.
