Der Verzicht auf fossile Rohstoffe zwingt die Verpackungsbranche zu neuen Materialkonzepten. Im Zentrum aktueller Forschung stehen papierbasierte Verpackungen, die nicht nur recycelbar und biologisch abbaubar sind, sondern zugleich funktionale Barrieren gegen Sauerstoff und Wasserdampf bieten. Genau hier setzt ein Projekt von INNOVENT e.V. in Jena gemeinsam mit dem Papierhersteller Reflex aus Düren an. Ziel ist es, ein bereits sauerstoffdichtes Spezialpapier zusätzlich mit einer effektiven Wasserdampfbarriere auszustatten, ohne seine Vorteile zu verlieren.

Forschung und Materialentwicklung

Im Labormaßstab entwickelten die Forschenden zunächst Beschichtungen auf Basis wässriger Biopolymere. Diese allein reichten jedoch nicht aus, um die gewünschten Barrierewerte zu erreichen. Erst durch die Kombination mit hydrophoben Wachsen und anorganischen Partikeln verbesserten sich die Eigenschaften deutlich. Die Beschichtungen konnten zwar im Flexodruck aufgetragen werden, allerdings nur in zu geringer Schichtdicke für industrielle Anforderungen. Positiv fiel jedoch auf, dass die Sauerstoffbarriere des Ausgangspapiers vollständig erhalten blieb. Gleichzeitig blieben die beschichteten Materialien kompostierbar und recyclingfähig.

Transfer in die Industrie und mögliche Anwendungen

Die Übertragung in industrielle Prozesse stellt nun die zentrale Herausforderung dar. Im Flexodruck lassen sich die entwickelten Formulierungen bislang nicht ausreichend dick auftragen, um eine dauerhaft wirksame Wasserdampfbarriere zu erzeugen. Daher wird weiter an der Optimierung der Auftragsmenge und der Prozessparameter gearbeitet. Gelingt dieser Schritt, könnten papierbasierte Verpackungen in neue Anwendungsfelder vorstoßen: etwa bei trockenen Lebensmitteln, Snacks oder sensiblen Konsumgütern, bei denen sowohl Feuchte- als auch Sauerstoffschutz entscheidend sind.

Die Ergebnisse zeigen dennoch bereits jetzt das Potenzial biobasierter Beschichtungen für die Verpackungsindustrie. Sie verbinden Funktionalität mit Kreislauffähigkeit und könnten langfristig dazu beitragen, Kunststoffverpackungen in Teilbereichen zu ersetzen und den Einsatz fossiler Rohstoffe deutlich zu reduzieren.

hb