Integrated Innovation Process 5.5 – Management von neuen Ideen und Themen für eine erfolgreiche Zukunft des Zentrums

Der zentrumsinterne Innovationsprozess (Integrated Innovation Process 5.5) wurde 2015 ins Leben gerufen um innovative Ideen weiterzuentwickeln. Seit Beginn des Prozesses wurden von allen Bereichen des Zentrums insgesamt 138 Ideen eingereicht. Ein klassischer dreistufiger Gate-Stage-Prozess regelt den Ablauf von neuen Ideen, Konzepten und Themen die für zukünftige Forschungsarbeiten und die langfristige inhaltliche Strategie von Wood K plus von Bedeutung sein können.

Im Innovationsprozess können sich alle Mitarbeiter*innen des Zentrums einbringen, indem sie innovative Ideen einreichen, um vom sogenannten Steuerungskomitee Feedback zu ihren Einreichungen zu erhalten. Eine Idee kann jederzeit mittels der Vorlage „FO Innovationsmanagement“ beim Team Marktanalyse und Innovationsforschung eingereicht werden. Im ersten Schritt sollen dabei möglichst viele Ideen gesammelt werden, welche in den folgenden „Stages“ weiterentwickelt werden und somit der Informationsgehalt mit jeder weiteren Einreichung immer weiter erhöht wird. Zwei- bis viermal jährlich findet ein Gate-Meeting statt, bei dem das Steuerungskomitee über die Weiterentwicklung der Ideen entscheidet. Dabei bedeutet ein „GO“, dass die Idee in der nächsten Stage bearbeitet werden soll, ein „REVISE“, dass eine Adaptierung der Idee notwendig ist und die Idee nochmal im selben Gate bewertet wird. Bei einem „STOP“ wurde entweder das Zukunftspotential nicht erkannt und die Bearbeitung der Idee soll eingestellt werden oder es wird eine Empfehlung für die weitere Bearbeitung mit Firmenpartnern außerhalb des Innovationsprozesses gegeben. Die wichtigsten Kriterien für eine erfolgreiche Einreichung sind das strategische Potenzial und die Relevanz für das Zentrum, die technologische Neuheit der Idee sowie Potenzial für Firmenkooperationen, Anwendungen, etc. Wurde eine interessante Idee eingereicht und in Stage eins das Projekt entsprechend definiert, soll in Stage zwei eine kurze Präsentation der Idee vorbereitet werden. Diese wird in Gate drei dem Steuerungskomitee persönlich präsentiert, um dieses für die Idee zu begeistern. Wird das Steuerungskomitee auch in Gate drei von der Idee überzeugt, gibt es eine Freigabe für experimentelle Arbeiten. In den folgenden 12 Monaten soll dann die technische Machbarkeit der Idee auf Laborebene nachgewiesen werden. Viele der eingereichten Ideen verlassen den Innovationsprozess bereits vor Erreichen von Stage drei, da sie in einen Projektantrag oder -angebot fließen, in einem Projekt aufgegriffen werden oder direkt umgesetzt werden (zB. im Zuge einer Masterarbeit, von Partnern oder intern). Vier der erfolgreichen Projekte, welche den Innovationsprozess bis zur letzten Stufe durchlaufen haben, dürfen wir hier vorstellen:

Trockenimprägnierung mittles Pulverharzen

Christoph Jocham vom Team „Holz- und Papieroberflächentechnologie“ in St. Veit an der Glan hat im ersten Aufruf Ideen einzureichen im Juli 2015 die Idee Holzwerkstoffe mittels Pulverlacken zu imprägnieren vorgelegt. „Pulverlacke können auf ein flächiges Substrat (technisches Papier oder Furnier) appliziert und angeliert bzw. vorvernetzt werden. Die stapelbaren‚ Trockenimprägnate können durch den endgültigen Anwender (Holzwerkstoffindustrie) zu einem Produkt verpresst werden (zB. Compactplatte, beschichtete Spanplatte). Die erzielten Oberflächeneigenschaften übertreffen die Eigenschaften von derzeitigen beschichteten Holzwerkstoffen, Compactplatten, etc. (Formaldehyd-frei, VOC-freie Beschichtung oder Binder, UV-Stabilität, Lichtechtheit, Bewitterung, usw.).“ In ersten Vorversuchen wurde das Prinzip für unterschiedliche Anwendungen erprobt. Es konnten erfolgreich duroplastisch beschichtete Holzwerkstoffe (furnierte Spanplatte, Spanund Sperrholzplatten) sowie Verbundwerkstoffe (Sperrholzplatte und Compactplatte) hergestellt werden Zudem lässt sich das Prinzip bei der Beschichtung von Verpackungspapieren unter Verwendung von thermoplastischen Pulvern anwenden (biologisch abbaubares PHA, biobasierte PA, etc.). Teilaspekte der Idee der Trockenimprägnierung werden bereits in laufenden Forschungsprojekten, wie beispielsweise „EcoPowder“ oder „Dryprepregs“, umgesetzt. Zudem wird derzeit daran gearbeitet die Idee in zukünftigen Projekten in Kombination mit biobasierten bzw. nachhaltigen Harzen und Additiven zu realisieren.

Ressourceninventur Sekundärrohstoffe – wie viel, in welcher Qualität und zu welchem Preis?

Herfried Lammer vom Team „Holz- und Papieroberflächentechnologie“ und Lea Ranacher vom Team „Marktanalyse und Innovationsforschung“ haben im März 2017 gemeinsam mit Franziska Hesser die Idee einer zentrumsinternen Ressourceninventur eingereicht. Rest,- Neben- oder Abfallstoffe, die entlang der Wertschöpfungskette nachwachsender Rohstoffe (NAWAROs) anfallen, sind immer wieder Gegenstand von unseren Forschungsprojekten, die diese Stoffe als Rohstoff im Sinne einer Kreislaufwirtschaft aufgreifen möchten. Eine wesentliche Frage ist dabei die Menge, die für die Weiterverarbeitung zur Verfügung steht. Dafür wurde im Rahmen des Projekts „Ressourceninventur“ ein Rechercheleitfaden entwickelt, der es ermöglicht schnell auf relevante Statistiken (zB. Grüner Bericht) zuzugreifen. Darüber hinaus gibt es auch die Möglichkeit, die Ergebnisse von bereits getätigten Recherchen einzutragen, sodass diese Information für alle Mitarbeiter*innen des Zentrums in der Cloud zur Verfügung steht und bei Bedarf abgerufen werden kann. Da der Nutzen der Ressourceninventur mit jedem einzelnen Eintrag steigt, bitten wir unsere Wood K plus Mitarbeiter*innen um Befüllung der Datenbank.

Biobasiertes isocyanatfreies Urethan aus Pflanzenöl

Arunjunai raj Mahendran vom Team „Holz- und Papieroberflächentechnologie“ in St. Veit an der Glan hat im September 2016 seine Idee zu isocyanatfreiem Urethan in den Innovationsprozess eingebracht. Ziel des Projekts ist es, biobasiertes isocyanatfreies Urethan aus Pflanzenöl für umweltfreundliche Verbund- oder Beschichtungsanwendungen herzustellen. Dazu wird das epoxidierte Pflanzenöl unter Verwendung von CO2 in Gegen[1]wart eines Katalysators in cyclisches Carbonat umgewandelt. Das synthetisierte cyclische Carbonat aus Pflanzenöl wird entweder mit aliphatischem oder aromatischem Amin in Gegenwart eines Härters umgesetzt, um eine Urethanbindung zu erhalten. Die endgültigen Eigenschaften des ausgehärteten Netzwerks werden charakterisiert und für die Endanwendung optimiert. Die ersten Versuche wurden im Labor unter Verwendung von epoxidiertem Leinöl in Gegenwart von hochreinem Kohlendioxid durchgeführt. Das Ergebnis zeigt, dass eine erfolgreiche Umwandlung von epoxidiertem Pflanzenöl zu cyclischem Carbonat unter Verwendung des Katalysators Tetrabutylammoniumbromid erreicht wurde. Die strukturelle Charakterisierung mit FTIR bestätigt die Bildung einer cyclischen Carbonatgruppe. Die Conversionsrate ist relativ gering, aber die Reaktion kann unter atmosphärischem Druck (ohne Druckgefäß) durchgeführt werden. Um die langsame Umwandlung von Oxiran in cyclisches Carbonat zu überwinden, ist geplant, gemeinsam mit einem indischen Forschungsinstitut einen neuen heterogenen Bimetallkatalysator zu entwickeln. Dieser hat den Vorteil, dass er eine höhere Aktivität, leichte Trennbarkeit und Wiederverwendbarkeit aufweist und eine geringe Menge an Metallbeladung enthält. Die Idee wurde bereits im Rahmen des Calls „Beyond Europe“ im Jahr 2017 zusammen mit dem Industriepartner „Hirschmann“ und zwei wissenschaftlichen Partnern, der Karl-Franzens-Universität Graz und der Madurai Kamaraj Universität Tamilnadu in Indien, als Forschungsprojekt eingereicht. Das Projekt wurde positiv bewertet, jedoch auf die Warteliste gesetzt. Die Forschungsidee könnte dem Zentrum zugutekommen, da die Isocyanate sowohl in Holzbeschichtungen als auch in Bindemittel für Holzplatten verwendet werden. Die innovative Idee könnte die Verwendung flüchtiger organischer Verbindungen und toxischen Isocyanats in der Beschichtungs- oder Bindemittelformulierung eliminieren, was eine nachhaltige Entwicklung für die Industrie ermöglicht.

Verwertung von Laubabfällen

Gottfried Aufischer vom Bereich „Holzchemie und Biotechnologie“ hat im November 2018 gemeinsam mit seiner Kollegin Kateryna Huemer eine Idee eingereicht, die sich mit der Verwertung von Laubabfällen beschäftigt. Die Idee dazu beruht auf der Hypothese, dass Laub wertvolle Polyphenole enthält, aus welchen sich Produkte mit hohem Mehrwert generieren lassen. Mittels Extraktion können die Polyphenole aus dem Ausgangsmaterial gewonnen werden. Vom verbleibenden Reststoff des Laubs können die Kohlenhydrate biotechnologisch verwertet werden. Hierfür kommen die mikrobielle Gewinnung von Biogas, Milchsäure und Biopolymeren in Frage. Erste Ergebnisse aus Vorversuchen zeigen, dass nur geringe Mengen an Polyphenolen im Extrakt des Laubabfalls nachgewiesen werden konnten. Dies lässt auf eine Degradation der wertvollen Substanzen im Laub schließen. Durch weitere Versuche soll geklärt werden, ob dieser Abbau durch ein schonendes Extraktionsverfahren verhindert werden kann, um somit die wertvollen Polyphenole aus Laub in Produkten mit hohem Mehrwert zu verwenden.

Wir möchten alle Mitarbeiter*innen von Wood K plus dazu einladen, ihre Ideen in den Innovationsprozess einzureichen. Das Steuerungskomitee freut sich weiterhin über zahlreiche interessante Einreichungen. Wir drücken die Daumen, dass weitere Versuche und Projektanträge zu den eingereichten Ideen erfolgreich verlaufen und die innovativen Ansätze auf reges Interesse stoßen. Details zum Prozess sind in der Prozessbeschreibung „PB Management von neuen Ideen und Themen“ (IIP 5.5) zu finden.

Einreichungen für den Innovationsprozess jederzeit möglich unter: d.fuertner@wood-kplus.at