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Biobasierte Barrierebeschichtung für Papier entwickelt
Forschende von INNOVENT e.V. und dem Papierhersteller Reflex haben eine kompostierbare Wasserdampfbarriere auf Basis von Biopolymeren und Wachsen für Spezialpapier entwickelt. Die Übertragung in den industriellen Maßstab bleibt jedoch eine Herausforderung.
Der zunehmende Verzicht auf fossile Rohstoffe stellt die Verpackungsindustrie vor die Aufgabe, funktionale und gleichzeitig nachhaltige Materialien zu entwickeln. In einem vom Bund geförderten Forschungsprojekt haben Wissenschaftler von INNOVENT e.V. in Jena gemeinsam mit dem Spezialpapierhersteller Reflex aus Düren untersucht, ob sich ein Transparentpapier mit bereits sehr guter Sauerstoffbarriere zusätzlich mit einer kompostierbaren Wasserdampfbarriere ausstatten lässt.
Dazu entwickelte das Forschungsteam im Labormaßstab verschiedene Beschichtungsformulierungen auf Basis wässriger Biopolymerlösungen. Da diese allein nicht die gewünschten Barriereeigenschaften erreichten, wurden hydrophobe Komponenten wie Wachse und anorganische Partikel in die Formulierungen eingearbeitet.
Lesetipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen werden auf Oberflächen hauptsächlich zu dekorativen, funktionellen oder Schutzzwecken angewandt, doch in den meisten Fällen ist es eine Kombination aus all diesen. Das Buch „“Funktionelle Beschichtungen„“ gibt einen tiefen Einblick in neue Entwicklungen funktioneller Überzüge mit dem Fokus auf organisch-basierten Materialien. Auch hebt es die letzten Entwicklungen der verschiedenen Technologien und neuartigen Oberflächenfunktionen hervor, die Dekoration, Korrosionsschutz und Oberflächenschutz betreffen.
Verbesserte Barriere bei voller Kompostierbarkeit
Die Ergebnisse zeigten, dass die Kombination aus Biopolymeren und Wachsen die Wasserdampfbarriere des Papiers deutlich verbessert, ohne die bestehende Sauerstoffbarriere zu beeinträchtigen. Zudem erwiesen sich die beschichteten Papiere als vollständig biologisch abbaubar und recyclingfähig – ein nachhaltiges Materialkonzept für funktionale Papierverpackungen konnte damit grundsätzlich demonstriert werden.
Eine zentrale Herausforderung stellte sich allerdings beim Transfer in industrielle Produktionsprozesse heraus: Im Flexodruckverfahren ließen sich bislang keine ausreichend dicken Schichten auftragen, um die im Labor erreichten Barrierewerte auch im großtechnischen Maßstab zu erzielen. Möglichkeiten zur Erhöhung der Auftragsmenge werden derzeit weiter untersucht.
Potenzial für nachhaltige Lebensmittelverpackungen
Papierbasierte Verpackungen mit verbesserten Barriereeigenschaften könnten perspektivisch Kunststoffverpackungen in bestimmten Anwendungen ersetzen – etwa bei trockenen Lebensmitteln oder Snacks, bei denen sowohl Sauerstoff- als auch Wasserdampfbarrieren gefordert sind. Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse bilden eine Grundlage für die Weiterentwicklung hin zu industriell einsetzbaren, biobasierten Verpackungsmaterialien.
Quelle: INNOVENT e.V., Pressemitteilung, 07.04.2025
