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In Verpackungen wird Bioplastik bisher kaum eingesetzt. Der Grund: Es schützt die Ware nicht ausreichend vor Gerüchen, Sauerstoff und Wasserdampf. Um neue Einsatzmöglichkeiten für umweltfreundliche Verpackungen zu ermöglichen, entwickeln Fraunhofer-Forscher in einem EU-Projekt aktuell ein kompostierbares, bioabbaubares funktionelles Material zur Beschichtung von Biokunststoffen. Vom 16. bis 25. Januar präsentieren die Wissenschaftler ihre Forschungsergebnisse auf der Grünen Woche in Berlin. Dies teilte die Fraunhofer-Gesellschaft mit.

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Bioabbaubare Funktionsschichten in Lebensmittelverpackungen könnten künftig die Waren vor Gerüchen, Wasserdampf und Sauerstoff schützen. (Foto: Fraunhofer ISC)

Bioabbaubare Funktionsschichten in Lebensmittelverpackungen könnten künftig die Waren vor Gerüchen, Wasserdampf und Sauerstoff schützen. (Foto: Fraunhofer ISC)

An dem europäischen Projekt Dibbiopack (kurz für Development of injection and blow extrusion molded biodegradable and multifunctional packages by nanotechnology) ist das Würzburger Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC mitbeteiligt. Das Team um Sabine Amberg-Schwab, Leiterin des Fachbereichs Funktionelle Barriereschichten am ISC, hat eine hybride Kunststoffbeschichtung auf Basis von Biopolymeren entwickelt. Diese werden nach Angaben der Fraunhofer-Gesellschaft auf natürlichem Wege abgebaut und dürfen auf den Kompost wandern. Das neuartige bioabbaubare Beschichtungsmaterial eignet sich für Behälter sowie Verpackungen, beispielsweise Folien. Die Materialien können mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet werden und so auch antibakteriell wirken. Sie eignen sich laut ISC für die Verpackung von Lebensmitteln, Kosmetika und Pharmazeutika.

Kunststoff im natürlichen Kreislauf

Der Schlüssel sind am Fraunhofer ISC neu entwickelte bioabbaubare Funktionsschichten: Bioormocer. Diese können wie ein Lack auf biologisch abbaubare Folien aufgetragen werden und bilden so eine funktionelle Barriere. Diese soll Sauerstoff, Wasserdampf, Aromen oder chemische Substanzen vom Inhalt fern halten und sie umgekehrt nicht entweichen lassen. Bei verpacktemFilterkaffee dürfen beispielsweise weder Feuchtigkeit noch Luft an das Pulver gelangen. Das Aroma darf aber auch nicht nach außen entweichen. Sonst verliert der Kaffee an Geschmack. Bislang seien diese Anforderungen mit biologisch abbaubarem Material nicht zu erfüllen: „Wir hoffen, mit unserer Beschichtung kompostierbare Folien so veredeln zu können, dass nachhaltige Verpackungen genauso funktional wie herkömmliche sind und ein Erfolg am Markt werden“, sagt Amberg-Schwab.

Den Forschern vom ISC half ein Blick in die Natur, um diese Lösung zu entwickeln: „Wir verwenden in unterschiedlichen Rezepturen Naturstoffe, die biologisch abbaubar sind und von sich aus eine gute Barrierewirkung entfalten“, erklärt Amberg-Schwab. Für die neuartigen Bioormocere modifizierten die Forscher Biopolymere wie Cellulose und Chitosan chemisch so, das man sie verarbeiten kann. Gebunden werden diese Stoffe durch ein anorganisches Gerüst aus Siliciumdioxid, das wiederum selbst über gute Barriereeigenschaften verfügt. Dieses Gerüst zerfällt zwar nicht im natürlichen Abbauprozess wie alle anderen verwendeten Naturstoffe, doch bleiben beim Abbau nur kleine Reste von Siliciumdioxid, sprich Sand, übrig.

Erste Tests erfolgreich

Erste Versuche im Testkompost des Würzburger Instituts zeigten, dass die beschichteten Folien tatsächlich verrotten: Bereits nach sechs Wochen sei der Zerfall deutlich zu erkennen, so das ISC. Nun wird der Abbauprozess im Rahmen des bis März 2016 laufenden EU-Projektes nach internationalen Normen geprüft. Im nächsten Schritt wollen die Forscher den Lack aus Bioormocer im Pilotmaßstab per Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf bioabbaubare Folien aufbringen. Zudem müssen die neuen Biokunststoffe in Verpackungstests ihre Alltagstauglichkeit beweisen.

Einen Prototyp der mit Bioormocer beschichteten Folie präsentieren die Fraunhofer-Forscher vom 16. bis 25. Januar auf der Fachschau nature.tec der Grünen Woche in Berlin (Halle 5.2A).

(mns)