Papier gilt bei vielen Anwendungen als nachhaltigere Verpackungsoption. Es lässt sich meist gut recyceln und verursacht oft weniger Emissionen als Kunststoff. Beim Verschließen bleibt bisher aber ein Problem bestehen, denn viele Papierverpackungen brauchen noch Klebstoffe oder Kunststoffschichten, damit die Naht dicht hält. Im Fraunhofer-Projekt PAPURE soll genau dieser Schritt nun ohne zusätzliche Fremdstoffe gelingen.

Material erzeugt seine eigene Haftschicht

Vier Fraunhofer-Institute arbeiten dafür zusammen. Das Fraunhofer IAP prüft rund drei Dutzend Papiersorten, darunter beschichtete und unbeschichtete Verpackungspapiere, Druckerpapiere und Pappe. Entscheidend ist, wie viel Cellulose, Hemicellulose und Lignin sie enthalten, also jene natürlichen Bestandteile, aus denen Pflanzenfasern aufgebaut sind. Laut Fraunhofer eignen sich vor allem dickere Standardpapiere, wie sie etwa für Becher oder Lebensmittelverpackungen genutzt werden. Anschließend verändert ein spezieller Laser die Papieroberfläche so, dass kurze, wieder aufschmelzbare Reaktionsprodukte entstehen. Die Forschenden beschreiben sie als zuckerartige Verbindungen. Unter Wärme und Druck können sie zwei Papierlagen verbinden. Das Papier erzeugt damit gewissermaßen selbst die Schicht, die später die Naht zusammenhält.

Auf dem Weg zur Anwendung

Damit aus dem Verfahren mehr als ein Laboreffekt wird, entwickelt das Fraunhofer IVV die passende Siegeltechnik. Die Nähte müssen nicht nur halten, sondern auch dicht sein, sich sauber herstellen lassen und optisch brauchbar bleiben. Am Fraunhofer IWU in Dresden entsteht parallel eine Demonstratoranlage im Labormaßstab, die einen typischen Verpackungsprozess nachbildet. Noch ist offen, für welche Papierarten und Anwendungen das Verfahren am Ende wirtschaftlich einsetzbar sein wird. Der Ansatz zeigt aber, wie sich die natürlichen Bestandteile eines faserbasierten Rohstoffs direkt für recyclingfreundlichere Verpackungen nutzen lassen.

ag