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Der Designer als Forscher

Viele Industrieabfälle sind fürs Wegwerfen zu schade. Der Zürcher Beat Karrer erforscht, wie dieses Potenzial für die Herstellung von Kunststoff genutzt werden kann.

Beat Karrer, der Gründer von Fluid-Solids, vor der Spritzgussmaschine am Firmensitz in Zürich. Foto: Reto Oeschger
Beat Karrer, der Gründer von Fluid-Solids, vor der Spritzgussmaschine am Firmensitz in Zürich. Foto: Reto Oeschger

Mit Möbeln, die er für grosse Marken entwarf, hatte sich Beat Karrer einen Namen gemacht. Doch dann entdeckte er die Faszination des Materials und gründete neben seinem Designstudio noch ein Unternehmen: Fluid-Solids. Zuerst im Designstudio und seit letztem Herbst in der Pilotanlage in einem ehemaligen SBB-Werkgebäude an der Hohlstrasse entwickelt er seit acht Jahren eine Technik, aus Abfall einen Biokunststoff zu machen. «Als Designer hat man viel mit Material zu tun, und ich pröble einfach gerne», erklärt Beat Karrer seine zweite Karriere. Ausserdem kamen ihm bei Workshops, die er für junge Designer durchführte, Ideen für neuartige Materialien. Die ersten Produkte, unter an­derem Kleiderbügel, brachten ihm mehrere Auszeichnungen ein. Ausserdem kann er auch als Quereinsteiger inzwischen mitreden, wenn es um die Kunststoffindustrie geht.

Ein einfaches Marktumfeld hat sich der Zürcher mit dem Biokunststoff nicht gewählt. Das Thema beschäftigt die ganze Kunststoffbranche weltweit, Hochschulen, Speziallabors und grosse Konzerne wie DuPont, BASF oder auch Sulzer arbeiten mit viel Einsatz an neuen Materialien und Verfahren.

Breite Unterstützung

Mit einer Crew von insgesamt fünf Personen ist Fluid-Solids ein ganz kleines KMU. Doch Angst davor, als Privatforscher von den Grossen an die Wand gedrückt zu werden, hat Karrer nicht. Er sieht die Vorteile des Forschungsplatzes Zürich darin, dass es hier engagierte und ideenreiche Forscherinnen und Forscher gibt. Ausserdem hat er immer die nötigen Fördermittel für seine Arbeit gefunden. «Freunde und Geschäftspartner im Ausland beneiden uns für dieses unkomplizierte Fördersystem», sagt Beat Karrer.

Neben dem Technologiefonds des Bundes hat ihn auch die Klimastiftung Schweiz unterstützt, welche für die Verteilung eines Teils der Gelder aus der CO2-Lenkungsabgabe auf Brennstoffe zuständig ist. Die Zürcher Kantonalbank hat sich sogar im Rahmen ihrer Inno­vationsförderung am Aktienkapital der jungen Firma beteiligt.

Fluid-Solids arbeitet etwas anders als die Forschungsabteilungen der Chemiekonzerne. «Wir denken zuerst an den fertigen Gegenstand und suchen dann nach dem Material, nicht umgekehrt», erklärt Karrer. Das Material, das ihm als Designer vorschwebt, ist leicht, stabil, einfach und schön.

Faserreiche Pflanzenreste

Das Geschäftsmodell von Fluid-Solids: «Wenn eine Fabrik ein Abfallproblem hat, untersuchen wir, ob sich das Ma­terial als Rohstoff für die Herstellung von Biokunststoff eignet.» Was vor allem in der Agroindustrie in grossen Mengen anfällt, eignet sich oft ganz gut. Es sind faserreiche Pflanzenreste aller Art, etwa Stroh, Maiskolben, Kokosnussschalen oder die Agavenblätter aus der Tequilaherstellung. Wichtig ist Beat Karrer, dass es keine Lebensmittel sind: Die Biokunststoffe sollen nicht die Ernährung konkurrenzieren, auch wenn die Dimensionen derzeit noch äusserst bescheiden sind.

Mit den konkreten Materialformulierungen wird dann experimentiert. Am Computer simulieren lässt sich das Verhalten nicht, immer wieder muss das Rezept geändert werden, bis am Ende ein brauchbarer Kunststoff entsteht. Tausendmal Versuch und Irrtum. Das Rohmaterial alleine genügt nicht für die Herstellung eines Kunststoffs, die Mischung verschiedener Komponenten und Zusatzstoffe macht den Erfolg erst aus.

Für den komplexen Mischvorgang genügt eine Küchenmaschine nicht, wie Beat Karrer am Anfang seiner Pröbeleien gedacht hatte. An der Hochschule für Technik in Rapperswil entwickelten Kunststofffachleute eigens für Fluid-Solids den einzigartigen Aufbau einer speziellen Mischmaschine. Ein Kredit der Förderagentur des Bundes für wissenschaftsbasierte Innovationen (früher KTI, heute Innosuisse) half dabei.

Grundsätzlich ist Biokunststoff keine neue Erfindung. Die ersten Materialien aus Polymeren stammten von natür­lichen Stoffen. Linoleum zum Beispiel aus dem Öl der Samen der Kulturpflanze Lein. Zellophan entstand aus Holz-Zellulose oder Schellack aus den Ausscheidungen der Lackschildlaus. Ab Mitte des 20. Jahrhunderts wurden die meisten biobasierten Kunststoffe durch Erdölprodukte ersetzt. Seit rund 30 Jahren werden nun wieder neue Typen von Bioplastik entwickelt.

Im alten Industriegebäude der SBB, wo sich Fluid-Solids als einer der ersten Mieter eingerichtet hat, steht heute eine kleine Produktionsanlage. Der hergestellte Biokunststoff kann hier gleich versuchsweise zu allerlei Objekten verarbeitet werden. Eine Fabrik will Karrer aber keine bauen, es geht nur um Tests, Musterherstellung und Technologie­entwicklung. «Bei den riesigen Produktionsmengen und dem harten Preiskampf auf dem Kunststoffmarkt könnten Hersteller in der Schweiz schwer mithalten», weiss Beat Karrer.

So werden die Ergebnisse der Forschung in Zürich dereinst wohl im Ausland industriell angewandt werden. Die Firma Fluid-Solids soll ein Entwicklungslabor bleiben und Lizenzen vergeben. «Wir lösen Abfallprobleme, indem wir helfen, daraus ein sinnvolles Produkt herzustellen», umschreibt Beat Karrer das Ziel. Wobei auch die Rand­bedingungen stimmen müssen. Werden etwa unverhältnismässig aufwendige Transporte nötig, hat ein solches Recycling keinen Sinn.

Die Kleiderbügel aus Biokunststoff machten vor einigen Jahren grosse Schlagzeilen. Aber sind sie wirklich auch kompostierbar, wie man geneigt ist, anzunehmen? «Das ist eine schwierige Frage», räumt Beat Karrer ein. Er und sein Team seien sicher, dass ihr Kunststoff sich wie auf einem Komposthaufen problemlos abbauen lasse.

Biologisch abbaubar?

Nur: Dass ein Material biologisch abbaubar ist, darf ein Hersteller nicht einfach behaupten, es müssen Normen erfüllt und Beweise vorgelegt werden. Das Normenwerk mit den Bedingungen für die Bezeichnung «biologisch abbaubar» ist umfassend. Für ein KMU vom Format einer Fluid-Solids sind das nur schwer überwindbare Hindernisse, entsprechende Zertifizierungen werden anwendungsspezifisch in Zusammenarbeit mit den Kunden sichergestellt.

Biomaterialien sind heute schon gefragt. Es geht dabei nicht mehr bloss um abbaubare Plastiksäcke oder Trinkbecher. Vor allem die Autoindustrie baut immer mehr Elemente ein, die aus Biokunststoff bestehen. Die kleine Zürcher Firma Fluid-Solids bewegt sich da in einer sehr dynamischen Industriewelt. Das braucht ein bisschen Balancierkunst, wie Beat Karrer es nennt: «Auf der einen Seite muss man Selbst­bewusstsein zeigen, auf der anderen Seite darf man sich nicht die Finger verbrennen an Projekten, die man nicht schaffen kann.»

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