Projekttitel: Kreislauffähige Einweg-Nitrilhandschuhe

Ideengeber*in:

Potenzielle Projektpartner*innen

Bitte geben Sie an dieser Stelle Ihre potenziellen Projektpartner*innen an.

• Bernd Bösler, DIN
• Torsten Müller, Fraunhofer ICT
• Name, Organisation
• ...

Abstract

Die Kreislauffähigkeit und der insgesamt intelligente Produktkreislauf der Einweg-Nitrilhandschuhe (Nitril Butadien Latex NBR Handschuhe), die die optimale Lösung als Personenschutzmittel in vielen Anwendungsbereichen sind, da hypoallergen - mit Anwendung in der Medizin, Laborbereich, Nahrungsmittelindustrie, Kosmetik u.a. - sind entscheidend für die Dekarbonisierung eines großen Wirtschaftsbereiches - nämlich der Personal Protective Equipment, und konkret der hypoallergenen Nitrilhandsschuhe. Das Produkt gewinnt immer mehr an Bedeutung und Marktanteil - im Moment Weltmarktführer im Bereich der Schutzhandschuhe - und wird meist in Südostasien, aber auch in den USA hergestellt. Die Rohstoff- und Produktlieferketten, sowie die Entsorgung sind enorm Ressourcen-intensiv, bzw. nicht nachhaltig. Die gesamte Branche generiert enorme Mengen an CO2 und Abfall und ist momentan vollständig Erdöl-basiert.

Dies möchten wir - PPS Innovation GmbH - frisch in Bayern gegründet - ändern und arbeiten bereits daran, einen vollständig nachhaltigen Lebenszyklus für die Nitrilhandschuhe zu entwickeln:

1. Lokale Rohstoffproduktion auf Biobasis (Biopolymer)
2. Dezentrale Produktion an mehreren Standorten in Europa
3. Komplette Rückführbarkeit in den Kohlenstoffkreislauf (Gesamtlogistik und Rückführbarkeit): spezielle einfache Sammlung und Dekontamination (mit UV in Sondermülltonnen) in Kliniken und bei anderen Anwendern; Recycling und/oder Abbaubarkeit

Wir haben die erste in Europa vollfunktionsfähige (Test-)Produktion für Nitrilhandschuhe in Europa - in Bulgarien. Wir möchten mehrere Produktionen in Deutschland aufbauen, und zwar wohl die obigen Ziele zeitgleich (am besten davor) erreichen. Unserem Team ist die Komplexität der Fragestellungen bewusst und wir haben bereits angefangen mit namhaften F&E-Organisationen und Unternehmen in Deutschland und Europa darüber zu sprechen und daran zu arbeiten.

Um diese komplexe Aufgabe zu lösen, möchten wir intensiv in der Standardisierung zu den obigen Punkten arbeiten. Diese sind in den aktuellen Standards und Normen kaum zu finden. Deswegen sind wir seit kurzem bei den Normungsausschüssen "CEN/TC 205/WG3 Medical gloves" und bei "NA 063-01-05 AA Medizinische Einmalhandschuhe" aktiv als Mitglied tätig. Am besten, wie bereits in diesen AGs diskutiert, sollten wir eine DIN Spec anstoßen - das ausgesprochen große Interesse seitens einiger der an diesen Ausschüssen beteiligten Organisation ist für uns ein Zeichen dafür.

Innovationsgrad

Die Einweg-Nitrilhandschuhe waren heutzutage in Europa nach der Anwendung direkt entsorgt und zur Verbrennung nach Vorschriften transportiert. Die auf Erdölbasis hergestellten Handschuhe werden in den mehreren Lebenszyklusphasen über lange Strecken transportiert, da alle relevanten Prozesse heute noch stark zentralisiert abgewickelt werden.

Wir sind die ersten, die überhaupt in Europa angefangen haben (auch wenn noch immer im kleinen Maßstab) die Einweg-NBR-Handschuhe herzustellen, und die Lieferketten des Produkts sind viel kürzer, als bei den meisten Herstellern, die aus anderen Kontinenten die Handschuhe nach Europa transportieren.

Der Erdöl-basierte Rohstoff zur Produktion der Einweg-Nitrilhandschuhe (NBR) wird heute immer noch, über Verkäufer, aus Asien transportiert. Wir werden an mehreren Handschuh-Produktionsstandorten ebenfalls den Rohstoff direkt generieren, auf Biobasis. Und ebenfalls die Anwendung und Rückführung (Recycling und/oder Kompostierung) wird regional dezentral stattfinden, sodass wir den kompletten Lebenszyklus lokal/regional schließen können, und dadurch eine möglichst optimale und nachhaltige Beibehaltung der Form und Mengen des ursprünglich eingebetteten Kohlenstoffes gewährleisten können.

Um all das zu ermöglichen, müssen wir neben den technischen und prozesstechnischen Lösungen eben auch die ganzheitliche systemische Lösung von uns normungstechnisch definieren, und zwar gemeinsam mit anderen relevanten Stakeholdern aus Deutschland und Europa daran arbeiten. Diese Tätigkeit ist arbeits- und zeitintensiv.

Welche Situation liegt aktuell wie vor?

Es bestehen einige Normen auf ebene Deutschland, Europa und Global, die sich in einer oder anderer Form mit dem Thema der Bioabbaubarkeit von Polymeren beschäftigen, wie folgt: 

Es bestehen bis dato leider keine Normungsdokumente, die nur annähernd auch nur eins der Unterthemen unseres komplexen Themas betreffen.

Deswegen müssen wir eben eine Pionierarbeit leisten, und zwar gemeinsam mit einigen relevanten Akteuren aus dem Bereich der Produktion von Elastomeren, aber auch aus dem Bereich der Medizin, angewandten Chemie, Umwelttechnik, Verfahrenstechnik, Logistik etc. Und dies ist am besten im Rahmen einer Standardisierungsgruppe möglich. Um dies zu erreichen, müssen wir eine DIN Specs erarbeiten, auf deren Basis die weiteren Arbeitsschritte geschehen sollten.

Welche Bedarfe und Lösungen (aktueller Stand der Wissenschaft und Technik) liegen bei welchen Marktteilnehmern*innen vor?

Wir haben eine umfangreiche Studie selber durchgeführt, indem wir mit relevanten Rohstoff- und Produktherstellern, sowie F&E-Organisationen aus Deutschland und Europa über die relevantesten Fragestellungen in unserem Konzept diskutiert haben. Es besteht ein deutlich erkennbarer und mit uns geteilter großer Bedarf für unsere Lösung bei den meisten von denen. Es gibt einige Organisationen in Europa, die ansatzweise teile des Konzeptes mit ihren innovativen Lösungen abdecken können: z.B. das dänische Unternehmen GMAF Circular Medico hat bereits eine systematische Lösung für die Sammlung und das Recycling der verwendeten Einweg-Nitrilhandschuhe entwickelt; Das Britische Unternehmen Symphony hat Additive entwickelt, die eine äußerst hohe Bioabbaubarkeit unter bestimmten Bedingungen ermöglichen. Andere Industrieverbände, -unternehmen und Forschungsorganisationen haben kleine Elemente der gesamten unsererseits angestrebten Prozesslösung bereits in Entwicklung, aber noch nicht als Endlösung jeweils.

Weshalb sind diese vorhandenen Lösungen nicht hinreichend genug?

Die vorhandenen Teillösungen (meist in Europa) sind im Moment nur begrenzt einzusetzen, denn diese befinden sich meist noch jeweils in der Test- und Optimierungsphase. Zum Kernthema: einen biobasierten Polymer für unsere Handschuhe, der alle notwendigen Anforderungen erfüllen kann, gibt es noch nicht. Und seine Recyclebarkeit und/oder Bioabbaubarkeit sind noch nicht entwickelt und erreicht. Daran arbeiten wir im Moment (noch in der Anfangsphase) mit relevanten Partnern in Deutschland und Europa - Fraunhofer, Hochschulen etc.

Was ist der Fortschritt Ihrer Idee gegenüber dem Stand von Wissenschaft und Technik?

Unsere Idee ist gegenüber dem Stand der Technik hochinnovativ und bedarf deswegen das Lösen mehrerer komplexer Fragen und Herausforderungen. Das Entkoppeln der Produktion und Rückführbarkeit von der Erdölindustrie und der Verbrennung ist ein notwendiger, aber nicht einfacher Prozess. Klar ist, dass selbstverständlich nicht alle Einweg-Nitrilhandschuhe aus allen möglichen Anwendungsbereichen rückführbare im Sinne unseres Konzeptes wären. Aber über 60 % - ja. Und dieser Schritt, nachdem wir diesen erfolgreich tätigen, wird ein schwerwiegendes Problem für die Umwelt aug globaler Ebene lösen, und unser Team wird der Vorreiter dabei sein - Innovation Made in Germany.

Welche themenverwandten Standards, technische Regeln, Normenausschüsse, Gremien, Foren und Konsortien sind Ihnen bekannt bzw. existieren bereits?

Die Mehrheit der themenverwandten Standards wurde oben aufgeführt und erläutert. Dazu besteht noch der Standard ASTM/ISO "D 5511 - 18 Standard Test Method for 

Beschreibung der Vorarbeiten: Welche Vorarbeiten sind vor einer möglichen Standardisierung Ihrer Idee noch zu leisten und mit welchem zeitlichen Faktor rechnen Sie hierbei?

Wir arbeiten aktuell mit drei relevanten Fraunhofer-Instituten, einigen Hochschulen und Unternehmen am komplexen Thema, inkl. an Ansätzen für die Herstellung und Anwendung eines biobasierten und bioabbaubaren/recyclebaren Elastomers, das auch alle Produktanforderungen bzw. Standards, relevant für unser Ausgangsprodukt (IST-Zustand), abdeckt. Wir werden sicherlich drei bis fünf Jahre Benötigen, um die ganzheitliche Lösung unserer Aufgabe zu entwickeln und zu validieren. Um eben diese Zeit zu verkürzen, sollen wir eine DIN-Spec entwicklen, die als Grundlage bei den weiteren Entwicklungen und Zusammenarbeit mit relevanten Akteuren dienen kann.

Welchen Zusammenhang gibt es zwischen Ihrer Idee und dem von Ihnen ausgewählten DIN-Connect Themenschwerpunkt?

Der Zusammenhang unseres Konzepts mit dem ausgewählten Themenschwerpunkt Circular Economy ist deutlich - wir arbeiten an der Erreichung eines geschlossenen, auf dezentraler Basis funktionierenden Lebenszyklus für Einweg-Nitrilhandschuhe. Die ganzheitliche systematische Lösung der Herausforderungen, die aus der Herstellung, der Anwendung und des Transportes, sowie der Entsorgung dieses Produkts wird einen immens hohen Beitrag dazu leisten, dass unsere Umwelt entlastet und unser Alltag Kohlenstoff-neutral wird. Aus unserem Konzept heraus entstehen neue Geschäftsmodelle und Möglichkeiten für viele andere, noch nicht existierende Akteure in der gesamten Prozesslösung im Sinne der Kreislaufführung.

Nutzen und Ziele

Der Hauptnutzen der Realisierung unserer Idee in der Praxis wird enorm sein - vor allem für Umwelt, Gesellschaft, Wirtschaft und Geopolitik.

Welches Ziel verfolgen Sie mit Ihrer Idee?

Mit unserem sich in intensiver Entwicklung befindenden Konzept für kreislauffähige und regional hergestellte und recyclebare und/oder bioabbaubare Einweg-Nitrilhandschuhe, sowie die Standardisierung dieser Systemlösung, verfolgen wir primär das Ziel die Umwelt stark zu entlasten, sowie innovative und kohlenstoffneutrale Wege zu finden, den Bedarf an PPE (Personenschutzmitteln) nachhaltig abzudecken. Dies wird A. neue und attraktive Geschäftsmodelle ermöglichen, sowie die B. Rohstoffabhängigkeit (besonders im Sinne der Erdöl-basierten Rohstoffe) obsolet machen, und auch C. die Bioökonomie stark positiv beeinflussen und "up-scalen". Die positive Effekte für Deutschland und Europa werden sowohl auf der wirtschaftlichen, sowie auf der ökologischen und geopolitischen Ebene sein - und zwar auf allen drei gleich stark und groß. Die rohstofftechnische Unabhängigkeit von anderen Kontinenten, bzw. die starke Reduktion des ökologischen Fußabdrucks des Lebenszyklus der Einweg-Nitrilhandschuhe in Deutschland und Europa, sowie die kurze und zuverlässigen Lieferketten, und auch die lokale Kreislaufrückführung sind Ziele von großer Bedeutung, die wir durch die Entwicklung, Erprobung und Normung unseres angestrebten ganzheitlichen Konzeptes in die Praxis implementieren können werden. Dadurch wird eine enorme Entlastung für alle Anwender, die Umwelt und die Politik erreicht werden - denn Einweg-Nitrilhandschuhe sind ein wichtiges PPE-Produkt von strategischer Bedeutung - wie während der vergangenen Pandemie-Periode erlebt haben.

Welchen Nutzen generiert Ihre Innovation für welche Zielgruppen?

Unser innovatives Konzept generiert Nutzen für alle beteiligten Akteure in der gesamten Wertschöpfungskette der Einweg-Nitrilhandschuhe: Rohstoffhersteller, Produkthersteller, Logistiker, Produktanwender, Entsorger und Umweltschützer. Hauptsächlich ist der Nutzen für die gesamte Gesellschaft - in Deutschland und Europa.

Wer profitiert von Ihrer Idee und dem daraus entwickeltem Standard?

Von unserem Konzept und dem daraus resultierenden Normungsdokument werden alle bereits genannten relevanten Stakeholder aus der zu erreichenden nachhaltigeren Wertschöpfungskette der Einweg-Nitrilhandschuhe profitieren: Hersteller (Rohstoffe auf Biobasis und Produkthersteller), Nutzer, Personal, Ensorger, Recycler, Vermarkter, und vor allem - die Gesellschaft.

Wie werden die Ergebnisse nach Projektabschluss verwertet?

Nach Projektabschluss werden wir in der Lage sein, deutlich gezielter mit allen relevanten Akteuren und Zielgruppen zu arbeiten, und die Lösung wird für alle Interessierten als Logik verfügbar sein. Das Hauptergebnis - die Definition der Systemlösung in Form von einer DIN Spec - wird als Grundlage für die weiteren Entwicklungen im Rahmen der ganzheitlichen Lösung, sowie ihrer Implementierung dienen.

Skizzieren Sie bitte die europäische/internationale Bedeutung

Laut einer aktuellen Studie von Allied Market Research (https://www.alliedmarketresearch.com/disposable-medical-gloves-market) wird sich der Konsum von Einweg-Nitrilhandschuhen bis 2025 verdreifachen:

Unser Konzept befasst sich also mit einem hochrelevanten Thema für die Umwelt, Wirtschaft und Geopolitik, wenn wir ebenfalls die Ressourcenseite betrachten. Und diese ist heute mehr als sehr relevant. Die immensen Mengen an Abfällen aus den PPE werden sich exponentiell vermehren, besonders im Kontext des Bedarfs im medizinischen Bereich.

Skizzieren Sie bitte die Markt- und gesellschaftliche Relevanz

Die Relevanz unseres Konzeptes für den Markt und die Gesellschaft ist sehr hoch: Die Einweg-Nitrilhandschuhe sind die Bevorzugten beim ständig damit arbeitenden Personal, da hypoallergen. Alle Vorteile dieser Art von Handschuhen sind hier zusammengefasst: https://documents.kramp.com/Glove_Guide_DE.pdf.

Wie es aus folgender Studie ersichtlich wird ( ), und basierend auf der obigen und unteren Grafik, wird in 5 Jahren der Einweg-Nitrilhandschuhemarkt mind. 2 Milliarden Euro in Europa darstellen:

Dies bedeutet, dass es sich hierbei um eine intensiv wachsende Nachfrage nach dem Produkt handelt, die wir (hoffentlich bald auch andere Hersteller in Europa - wie wir) am besten lokal und regional befriedigen. Und dabei muss der gesamte Lebenszyklus zirkulär und kohlenstoffneutral funktionieren, sodass wir unsere Klimaschutzziele in Deutschland und Europa auch durch diesen Marktsegment erreichen können. Dass durch unsere Idee neue Geschäftsmodelle im Sinne der Kreislaufführung Aststehen werde ist offensichtlich.

Kompetenzen und Ressourcen

In unserem Startup verfügen wir über die notwendigen Kompetenzen und Zeit, und diese komplexe Aufgabe zu lösen, denn under team ist vollständig daran gewidmet. Unsere Produktion in Bulgarien verfügt ebenfalls über ein Labor, das dem gesamten Produktionsprozess der Handschuhe nachbildet, und dort können ebenfalls Technologieoptimierungsversuche durchgeführt werden.

Zusammen mit Fraunhofer und anderen F&E-Partnern, sowie mit relevanten Partnerunternehmen werden wir in der Lage sein, die komplexe Aufgabe sehr gut zu bewältigen.

Standardisierungsscope/Anwendungsbereich

Unser geplantes Standardisierungsdokument - DIN Spec - wird Anwendung besonders bei den DE- und EU-Arbeitsgruppen für A. Medizinische Einmalhandschuhe und B. Kreislaufwirtschaft finden und als Basis für Erweiterung bestehender Normen dienen - CEN-TC205 etc.

Unser Normungsdokument wird die ganzheitliche systematische Lösung, inkl. aller relevanten Teilaspekte und -lösungen, definieren, Somit wären weitere Normungsschritte in den Teilbereichen möglich.

Der geplante Standard wird den Prozess der Kreislaufführung von Einweg-Nitrilhandschuhen in seiner vollständigen Ganzheit definieren, für alle relevanten Akteure aus der gesamten Wertschöpfungskette als Zielgruppen und potentielle Benefizienten.

Die zu beschreibenden Anforderungen in der DIN Spec werden den kompletten zu erreichenden nachhaltigen Lebenszyklus der dezentral herzustellenden, anzuwendenden und zurückzuführenden, sowie recycelbaren/kompostierbaren Einweg-Nitrilhandschuhe umfassen und definieren.