26. April 2022
Die vielen Vorteile von Kunststoffverpackungen haben in den letzten Jahrzehnten dazu beigetragen, dass sie immer weiterverbreitet wurden und aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken sind. Gleichzeitig tragen Verpackungsabfälle aber auch erheblich zur Akkumulation von Kunststoffen in der Umwelt bei. Werden Abfälle nicht adäquat entsorgt, verbirgt sich durch die lange Persistenz die Gefahr einer Anreicherung der entsprechenden Materialien in der Umwelt mit negativen Auswirkungen auf die Tierwelt bis hin zum Menschen.
Monomaterialien ersetzen Multilayerfolien
Sortenreine Einwegartikel, können in den Recyclingkreisläufen gut getrennt und verwertet werden, sofern sie korrekt entsorgt werden. Problematischer sind sogenannte Multilayerfolien, die aus mehreren, praktisch untrennbar miteinander verbundenen Polymerlagen aufgebaut sind. Solche Verbundfolien werden aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften vor allem für die Verpackung im Lebensmittelbereich, z.B. fertig abgepackte Käse, Wurst oder Snacks verwendet. Für diese Materialien bleibt am Ende des Produktlebenszyklus praktisch nur die thermische Verwertung, welche jedoch ökologisch betrachtet keine anzustrebende Lösung ist – wenngleich sie der Entsorgung auf einfachen Deponien oder gar der Verschiffung ins Ausland vorzuziehen ist. Der Fokus aktueller Entwicklungen liegt daher auf Monomaterialien. Für den Ersatz der Multilayerfolien werden auf dem Markt bereits erste Ansätze für ausgewählte Anwendungen angeboten.
Monomaterialfolien mit maßgeschneiderten Produkteigenschaften
Das Recycling von Kunststoffverpackungen auch im Sinne der Kreislaufwirtschaft und einer damit einhergehenden gleichwertigen Nutzung wie das Ausgangsprodukt steht deshalb auch im Fokus eines derzeit laufenden Projekts der Fraunhofer-Gesellschaft. Das Konsortium besteht aus den Fraunhofer-Instituten für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP in Dresden, für Silicatforschung ISC in Würzburg, für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Freising und für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen. Die vier Fraunhofer-Institute forschen unter der Koordination des Fraunhofer IVV daran, eine komplett recyclingfähige Monomaterialfolie zu entwickeln, die alle Anforderungen der Verpackungsindustrie erfüllt. Dazu zählen neben mechanischen Eigenschaften z.B. zur Sicherstellung der Stabilität von Standbodenbeuteln auch Anforderungen an die Sperrwirkung bezüglich Gasen, Dämpfen und Aromastoffen. Zentrale Idee des Projektes ist die Trennung des Eigenschaftsprofils des zu extrudierenden Polymergranulats von den späteren Produkteigenschaften der Folie, indem das Folienmaterial nachträglich gezielt verändert wird. Gegenüber den bereits verfügbaren Lösungen besteht die Möglichkeit, die Steifigkeit nach Bedarf zu erhöhen und dadurch Material einzusparen. Hierzu kommen Technologien zur Anwendung, die in-line zur Folienextrusion eingesetzt werden können und deren Produktivität daher nicht reduzieren. So wird die Herstellung recyclingfähiger Folien unter Beibehaltung bisheriger Produktionskosten ermöglicht.
Verpackungsfolien aus Monomaterial: Komplett recyclingfähig und funktional
Kunststoffe sind Materialien mit vielen positiven Eigenschaften, die zum Beispiel für Verpackungen zum Einsatz kommen. Diese überzeugen durch ihre einfache Herstellung und ihr geringes Gewicht. Dabei erfüllen sie ihre Hauptaufgabe – die Schutzwirkung gegenüber dem Verpackungsgut – exzellent: Sie bewahren Lebensmittel vor Verunreinigungen, vereinfachen deren Transport, sind schwer zerbrechlich, lassen in vielen Fällen einen Blick auf das Produkt zu und verlängern dessen Haltbarkeit deutlich. Gute Verpackungen können daher einen großen Beitrag zur Einsparung von Ressourcen und zur Verringerung der Lebensmittelverschwendung leisten. Damit die Recyclingfähigkeit von Verpackungen weiter erhöht werden kann, arbeiten vier Fraunhofer-Institute in einem laufenden Projekt daran, eine Monomaterialfolie mit allen für den Produktschutz notwendigen Eigenschaften zu entwickeln.
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Monomaterialien ersetzen Multilayerfolien
Sortenreine Einwegartikel, können in den Recyclingkreisläufen gut getrennt und verwertet werden, sofern sie korrekt entsorgt werden. Problematischer sind sogenannte Multilayerfolien, die aus mehreren, praktisch untrennbar miteinander verbundenen Polymerlagen aufgebaut sind. Solche Verbundfolien werden aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften vor allem für die Verpackung im Lebensmittelbereich, z.B. fertig abgepackte Käse, Wurst oder Snacks verwendet. Für diese Materialien bleibt am Ende des Produktlebenszyklus praktisch nur die thermische Verwertung, welche jedoch ökologisch betrachtet keine anzustrebende Lösung ist – wenngleich sie der Entsorgung auf einfachen Deponien oder gar der Verschiffung ins Ausland vorzuziehen ist. Der Fokus aktueller Entwicklungen liegt daher auf Monomaterialien. Für den Ersatz der Multilayerfolien werden auf dem Markt bereits erste Ansätze für ausgewählte Anwendungen angeboten.
Monomaterialfolien mit maßgeschneiderten Produkteigenschaften
Das Recycling von Kunststoffverpackungen auch im Sinne der Kreislaufwirtschaft und einer damit einhergehenden gleichwertigen Nutzung wie das Ausgangsprodukt steht deshalb auch im Fokus eines derzeit laufenden Projekts der Fraunhofer-Gesellschaft. Das Konsortium besteht aus den Fraunhofer-Instituten für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP in Dresden, für Silicatforschung ISC in Würzburg, für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Freising und für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen. Die vier Fraunhofer-Institute forschen unter der Koordination des Fraunhofer IVV daran, eine komplett recyclingfähige Monomaterialfolie zu entwickeln, die alle Anforderungen der Verpackungsindustrie erfüllt. Dazu zählen neben mechanischen Eigenschaften z.B. zur Sicherstellung der Stabilität von Standbodenbeuteln auch Anforderungen an die Sperrwirkung bezüglich Gasen, Dämpfen und Aromastoffen. Zentrale Idee des Projektes ist die Trennung des Eigenschaftsprofils des zu extrudierenden Polymergranulats von den späteren Produkteigenschaften der Folie, indem das Folienmaterial nachträglich gezielt verändert wird. Gegenüber den bereits verfügbaren Lösungen besteht die Möglichkeit, die Steifigkeit nach Bedarf zu erhöhen und dadurch Material einzusparen. Hierzu kommen Technologien zur Anwendung, die in-line zur Folienextrusion eingesetzt werden können und deren Produktivität daher nicht reduzieren. So wird die Herstellung recyclingfähiger Folien unter Beibehaltung bisheriger Produktionskosten ermöglicht.
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