Sportartikel mit minimiertem CO₂-Fußabdruck

Design und Funktionalität sind zentrale Kaufkriterien bei Sportartikeln und -accessoires Produkte für diesen boomenden Markt bestehen leider häufig aus ökologisch nicht nachhaltigen Materialverbünden. Doch nun wurde eine kreislauffähige Alternative aus dem Biopolyester PLA entwickelt.

Neuer Fahrradhelm besteht vollständig aus Biopolyester PLA

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT haben nun im Rahmen eines durch die Fraunhofer-Zukunftsstiftung geförderten Projekts eine Alternative entwickelt. Für die Demonstration des neuen Materials wird das Model eines Fahrradhelms genutzt, denn das Produktdesign von Fahrradhelmen stellt aus gutem Grund die Funktionalität in den Mittelpunkt. Dies ging bisher auf Kosten der Kreislauffähigkeit und hinterlässt einen erheblichen ökologischen Fußabdruck – insbesondere, wenn die Helme in Asien aus Massenkunststoffen auf Erdölbasis gefertigt werden. Die Helmschale besteht aus Polycarbonat (PC), der Schaumkern aus Polystyrol-Schaum (EPS), Anbauteile häufig aus Polypropylen (PP) und Gurte aus Nylon (PA). Aufgrund des komplexen Aufbaus ist eine stoffliche Verwertung am Ende des Produktlebenszyklus sowohl technisch als auch wirtschaftlich sehr herausfordernd. Das Ergebnis: Die Helme werden nach einer drei- bis fünfjährigen Nutzungsdauer in der Regel verbrannt.

Hinterfragt man das Prinzip, jede Komponente aus einem eigens für sie bestimmten Material herzustellen, gelangt man zu neuen, nachhaltigen Designansätzen. Einen solchen demonstriert das Projekt PIMMS. In dessen Rahmen wurden verschiedene Sportartikel entwickelt, die aus nur einem Material bestehen. Der biobasierte und kreislauffähige Kunststoff PLA eignet sich hierfür besonders gut. Dank seiner technischen Eigenschaften und seines wettbewerbsfähigen Preises hat er sich seit einigen Jahren am Markt etabliert. PLA besitzt im Vergleich zu den bislang genutzten Werkstoffen einen bis zu achtfach kleineren Materialfußabdruck.

Demonstrator Fahrradhelm

Ein Fahrradhelm bietet sich als Demonstrator für das neue Material- und Designkonzept an, da er eine hohe Funktionalität, insbesondere eine hohe Energieabsorption bei geringem Gewicht gewährleisten muss. Weitere Faktoren für einen Markterfolg sind Tragekomfort, Preis und Aussehen. Im Rahmen des eineinhalbjährigen marktorientierten Projekts entwickelte das Fraunhofer ICT in Kooperation mit Industrieunternehmen (Comfil ApS, Elas A/S, WSVK GmbH, Polyola SAS, Röchling Industrial) Partikelschäume, Tiefziehfolien, Fasern und Verbundwerkstoffe, die ausschließlich aus PLA bestehen. Deren Herstellung und Verarbeitung erfordern eine präzise und individuell abgestimmte Prozessführung. Dank der breit aufgestellten Kooperation konnte der PLA-Helm in demselben großserienfähigen Prozess wie konventionelle Erdöl-basierte Fahrradhelme hergestellt werden. Damit ist die Grundlage für eine wettbewerbsfähige Markteinführung der innovativen Helme gelegt.

Die Widerstandsfähigkeit des Materials gegen übliche Umwelteinflüsse bei der Nutzung ist bereits positiv überprüft. Die normgerechte externe Prüfung, welche die Einsatzfähigkeit des Helmes nachweisen soll, steht noch aus. Eine Lebenszyklus-Analyse (LCA) soll zudem den verbesserten CO₂-Fußabdruck des für die Kreislaufführung befähigten Monomaterial-Fahrradhelms im Vergleich zur erdölbasierten Bauweise quantifizieren.