Biobasierte Materialien für Papier- und Folienanwendungen

Becher mit Deckel aus faserbasiertem Material zur Verpackung von flüssigen Lebensmittel
© Svetlana-Cherruty/iStock.com

Innovative Verpackungsentwicklung mit nachhaltigen Ressourcen

Wir forschen in den Bereichen faserbasierte Materialien, thermoplastische Biopolymere und biobasierte funktionelle Beschichtungen für Verpackungsanwendungen. Mit fundierten wissenschaftlichen Kenntnissen der Struktur-Wechselwirkungsbeziehungen von biobasierten Materialien können wir gezielt Eigenschafts- und Verarbeitungsprofile erstellen und für die Zielanwendung anpassen. Diese Materialien nutzen wir sowohl alleinstehend als auch in Kombination mit verschiedenen Substraten.

Die dafür notwendigen verfahrenstechnischen Schritte wie Extrusion, Lackierung und Kaschierung können wir vom Labor- bis zum Technikumsmaßstab durchführen. Zudem wenden wir industrieübliche Funktionalisierungsmethoden wie z. B. die nanoskalige Oberflächenfunktionalisierung durch PVD (Physical Vapor Deposition) an, um materialeffiziente Verpackungslösungen zu realisieren. Hierdurch entstehen innovative Verpackungskonzepte, die ideal auf die Anforderungen des Packgutes abgestimmt sind und gleichzeitig die Nutzung nachhaltiger Ressourcen voranbringt. Im Fokus stehen die Optimierung der technofunktionellen Eigenschaften von Biopolymeren für Papier- und Folienanwendungen und die Verbesserung der Rezyklierbarkeit von Verbundmaterialien.

 

Faserbasierte
Materialien

Wir entwickeln faserbasierte funktionelle Verpackungslösungen mit dem Fokus auf eine hohe Rezyklierbarkeit.

Thermoplastische
Biopolymere

Wir optimieren und funktionalisieren biobasierte Verpackungslösungen und überprüfen sie hinsichtlich ihrer Modifizierbarkeit.

Biobasierte funktionelle Beschichtungen

Wir unterstützen Sie bei der Entwicklung von nachhaltigen und recyclingfähigen funktionellen Beschichtungen.

Faserbasierte Materialien

Faserbasierte Materialien können in vielen Verpackungslösungen zum Einsatz kommen. Sie zeichnen sich vor allem durch ihr gutes Image auf Basis eines nachwachsenden Rohstoffes aus. Zum Schutz des verpackten Guts benötigen sie jedoch geeignete Barriere- und Schutzschichten.  

Ziel unserer Entwicklung ist der minimale Einsatz von nicht-faserbasierten Materialien, um die Schutzeigenschaften der faserbasierten Verpackungen zu gewährleisten. Dabei stellen wir die geforderte Funktionalisierung von Papier in den Vordergrund, während wir den Anteil an Stoffen, welche das Papierrecycling später negativ beeinflussen könnten, möglichst gering halten.

In unseren Forschungsprojekten analysieren wir mögliche Beschichtungsmaterialien hinsichtlich ihrer Verarbeitung, Rezyklierbarkeit und Eignung als Schutzschicht. Unser Netzwerk ermöglicht es uns zudem, die Recyclingfähigkeit noch einmal gezielt auf Störpotenziale zu überprüfen.

Thermoplastische Biopolymere

In Anlehnung an die aktuelle Gesetzgebung ist die Einsparung fossiler Ressourcen ein weiterer Schwerpunkt der Verpackungsbranche. Der gezielte Einsatz von biobasierten und / oder bioabbaubaren Polymeren kann in der Verpackungsindustrie Vorteile mit sich bringen, die wir im Zuge der Entwicklung auf die Anwendungen analysieren.

Die Entwicklung, Funktionalisierung und Optimierung im Hinblick auf Anwendung und Verarbeitungsprozess können wir durch systematische Additivierung, Modifizierung und Verstärkung realisieren. Dabei überprüfen wir verschiedene Biopolymere hinsichtlich ihrer Verarbeitbarkeit und ihrer Eignung zur thermoplastischen Verformung. Für den Schutz von verpackten Lebensmitteln untersuchen wir den Einsatz von möglichen zusätzlichen Schutzschichten und evaluieren die entwickelten Verpackungsmaterialien aus Biopolymeren bezüglich der EU-Verordnung für Materialien mit Lebensmittelkontakt. Zudem analysieren wir die entwickelten Verpackungslösungen auch auf ihre mechanische und lösemittelbasierte Recyclingfähigkeit.

Biobasierte funktionelle Beschichtungen

Bei der Auswahl biobasierter Beschichtungsmaterialien sind Reststoffe oder bisher nicht erschlossene schnell nachwachsende Biomasse-Rohstoffe, die nicht in Konkurrenz zu Lebens- oder Futtermitteln stehen, im Fokus. Je nach Zielanwendung können die Barriere & Oberflächenbeschaffenheit von faser- oder kunststoffbasierten Substraten mit Hilfe von Beschichtungen modifiziert und optimiert werden.

Dazu stehen uns verschiedene Auftragssysteme zur Verfügung. So können beispielsweise die Permeationseigenschaften gegenüber Gasen, Mineralöl oder die Siegeleigenschaften passgenau eingestellt werden. Neben der technofunktionellen Charakterisierung der Beschichtungsmaterialien überprüfen wir diese auch hinsichtlich ihrer humantoxikologischen Sicherheit sowie ihres Lebenszyklus. In unserem Technikum können wir die entwickelten Verpackungslösungen hochskalieren und in Anwendungstests bis zur unmittelbaren Marktreife bringen.