Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
Nachhaltige Verpackungen
Umweltfreundliche und recyclingfähige Verpackungslösungen im Sinne der Circular Economy
Nachhaltige Verpackungsalternativen
Nachhaltigkeit ist einer der größten Trends der heutigen Zeit und reicht in alle Lebensbereiche. Konsumenten werden immer sensibler gegenüber den eingesetzten Verpackungen und begründen darauf oft ihre Kaufentscheidung. Aber auch für Unternehmen spielt das Thema Nachhaltigkeit in Sachen Wirtschaftlichkeit, sowie sozialer und ökologischer Verantwortung eine große Rolle. Zudem wird das Thema stark durch Politik und Handel vorangetrieben. Dabei gilt es aber auch, neben der Nachhaltigkeit der Verpackung auch ein hohes Maß an Produktschutz und Verbrauchersicherheit zu gewährleisten.
Vor diesem Hintergrund wächst die Nachfrage nach maßgeschneiderten nachhaltigen Verpackungen kontinuierlich und stellt neue Anforderungen an die Verpackungsentwicklung. Am Fraunhofer IVV stellen wir uns diesen Herausforderungen und entwickeln sichere Verpackungskonzepte im Sinne der Circular Economy. In unserer Forschung fokussieren wir uns darauf, Kunststoffe in Verpackungen zu reduzieren und recyclingfähig zu gestalten, sowie Verpackungen aus Rezyklaten oder biobasierten Rohstoffen wie Papier und Biopolymeren zu konzipieren.
Papierbasierte Verpackungen mit Barrieren
In Anlehnung an die aktuelle Gesetzgebung ist die Einsparung fossiler Ressourcen einer der Schwerpunkte der Verpackungsbranche. Papier als Verpackungsmaterial stellt als natürlicher, nachwachsender Rohstoff eine beliebte Alternative zu bisherigen Kunststoffverpackungen dar. Ziel unserer Entwicklungen ist die Anpassung von Eigenschafts- und Verarbeitungsprofilen an die Zielanwendungen. Die Gewinnung von Barriere- und Siegeleigenschaften (Funktionalisierung) bei einem minimalen Einsatz von nicht-faserbasierten Materialien spielt hier häufig die entscheidende Rolle. In diesem Bereich haben wir durch diverse Forschungs- sowie Industrieprojekte bereits ein breites Know-How aufgebaut.
Unser Netzwerk ermöglicht uns außerdem, nachgelagert die Recyclingfähigkeit noch einmal gezielt zu überprüfen.
Verpackungen und Beschichtungen aus biobasierten Rohstoffen
Reduce, Reuse, Recycle – dies sind richtungsweisende Säulen für eine nachhaltige Verpackungsentwicklung. Eine Lösung dafür ist die Substitution von Kunststoffen durch biobasierte Materialien und somit eine Reduktion der Nutzung fossiler Ressourcen. Weitere Vorteile von biobasierten Materialien sind die oft mögliche Bioabbaubarkeit sowie das klimaschonende Image.
Basis unserer Forschung ist die Herausforderung von Verfügbarkeit, Kosten und Materialanforderungen wie spezifische Barrieren. Wir arbeiten an der Erschließung von alternativen Rohstoffquellen wie Reststoffe und schnell nachwachsende Biomasse-Rohstoffe, die nicht in Konkurrenz zu Lebens- oder Futtermitteln stehen. So ist beispielsweise die Nutzung von Algen oder Pilzen Gegenstand unserer Projekte. Neue Rohstoffe untersuchen wir auf Ihre Anwendbarkeit für Biopolymere und biobasierte Beschichtungen und modifizieren bzw. optimieren diese im Zuge der Entwicklung auf die spezifische Anwendung.
Recyclingfähige Mono-Kunststoffverpackungen ohne Barriereverlust
Der Europäischen Green Deal, das deutsche Verpackungsgesetz, aber auch Forderungen des Handels oder die eigenen Nachhaltigkeitsziele - Recyclingfähigkeit ist eine wesentliche Nachhaltigkeitsroute in der Verpackungsentwicklung. Dabei spielen Verpackungen aus Monomaterialien eine wichtige Rolle, sie bringen allerdings auch einige Herausforderungen mit sich. Niedrigere Barrierewerte sorgen für geringere Produkthaltbarkeiten. Optimierte Maschinenkonzepte müssen überarbeitet und etablierte Materialeigenschaften neu definiert werden.
Wir entwickeln für Sie leistungsfähige recyclingfähige Monomaterialien mit neuartigen Beschichtungen für eine lange Produkthaltbarkeit trotz Monomaterialien. Außerdem unterstützen wir Sie dabei, Ihre Verpackungseigenschaften durch mechanische Messungen und Permeationsprüfungen zu validieren, um eine Vergleichbarkeit zu Ihrem aktuellen Packstoff herzustellen. Wir evaluieren außerdem die spezifischen Anforderungen Ihres Packgutes, ggf. auch unterstützend mit entsprechenden Rechenmodellen. Ein Over-Packing auf Basis veralteter Anforderungsprofile kann somit verhindert und Verpackungskonzepte weiter optimiert werden. Auch bei der Implementierung von neuen Materialien helfen wir Ihnen, indem wir erste Maschinengängigkeitsprüfungen auf unseren Testanlagen durchführen und die Adaption auf Ihre Anlagen begleiten.
Rezyklateinsatz als Follow-Up der Recyclingfähigkeit
Für eine holistische Circular Economy ist auch der Wiedereinsatz von Rezyklaten in Verpackungen von großer Bedeutung. Die rechtlichen Rahmenbedingungen für den Einsatz von Rezyklaten – auch im Lebensmittelkontakt - sowie veränderte Eigenschaften des recycelten Materials, wie Geruch, Farbe oder Reinheit sind für uns Themen, denen wir uns in Projekten und in der wissenschaftlichen Betrachtung annehmen.
Wir charakterisieren für Sie Rezyklate und überprüfen ihre Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit in verschiedenen Folienaufbauten. Außerdem helfen wir Ihnen Konzepte zu entwickeln, die den Rezyklateinsatz in Ihrer Verpackung ermöglichen können. Durch die Entwicklung von funktionellen Barrieren in neuen Materialaufbauten, helfen wir Ihnen, den Produktschutz beim Wiedereinsatz von Rezyklaten zu gewährleisten. Für den Einsatz von recycelten Materialien in Lebensmittelverpackungen sind neue Konformitäts- und Sicherheitsüberprüfungen notwendig, bei denen wir Sie unterstützen.