Verpackungsfolien aus Monomaterial – komplett recyclingfähig und funktional

Die vielen Vorteile von Kunststoffverpackungen haben in den letzten Jahrzehnten dazu beigetragen, dass sie immer weiterverbreitet wurden und aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken sind. Gleichzeitig tragen Verpackungsabfälle aber auch erheblich zur Akkumulation von Kunststoffen in der Umwelt bei. Werden Abfälle nicht adäquat entsorgt, verbirgt sich durch die lange Persistenz die Gefahr einer Anreicherung der entsprechenden Materialien in der Umwelt mit negativen Auswirkungen auf die Tierwelt bis hin zum Menschen.

Monomaterialien ersetzen Multilayerfolien

Sortenreine Einwegartikel, können in den Recyclingkreisläufen gut getrennt und verwertet werden, sofern sie korrekt entsorgt werden. Problematischer sind sogenannte Multilayerfolien, die aus mehreren, praktisch untrennbar miteinander verbundenen Polymerlagen aufgebaut sind. Solche Verbundfolien werden aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften vor allem für die Verpackung im Lebensmittelbereich, z.B. fertig abgepackte Käse, Wurst oder Snacks verwendet. Für diese Materialien bleibt am Ende des Produktlebenszyklus praktisch nur die thermische Verwertung, welche jedoch ökologisch betrachtet keine anzustrebende Lösung ist – wenngleich sie der Entsorgung auf einfachen Deponien oder gar der Verschiffung ins Ausland vorzuziehen ist. Der Fokus aktueller Entwicklungen liegt daher auf Monomaterialien. Für den Ersatz der Multilayerfolien werden auf dem Markt bereits erste Ansätze für ausgewählte Anwendungen angeboten.

Monomaterialfolien mit maßgeschneiderten Produkteigenschaften

Das Recycling von Kunststoffverpackungen auch im Sinne der Kreislaufwirtschaft und einer damit einhergehenden gleichwertigen Nutzung wie das Ausgangsprodukt steht deshalb auch im Fokus eines derzeit laufenden Projekts der Fraunhofer-Gesellschaft. Das Konsortium besteht aus den Fraunhofer-Instituten für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP in Dresden, für Silicatforschung ISC in Würzburg, für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Freising und für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen. Die vier Fraunhofer-Institute forschen unter der Koordination des Fraunhofer IVV daran, eine komplett recyclingfähige Monomaterialfolie zu entwickeln, die alle Anforderungen der Verpackungsindustrie erfüllt. Dazu zählen neben mechanischen Eigenschaften z.B. zur Sicherstellung der Stabilität von Standbodenbeuteln auch Anforderungen an die Sperrwirkung bezüglich Gasen, Dämpfen und Aromastoffen. Zentrale Idee des Projektes ist die Trennung des Eigenschaftsprofils des zu extrudierenden Polymergranulats von den späteren Produkteigenschaften der Folie, indem das Folienmaterial nachträglich gezielt verändert wird. Gegenüber den bereits verfügbaren Lösungen besteht die Möglichkeit, die Steifigkeit nach Bedarf zu erhöhen und dadurch Material einzusparen. Hierzu kommen Technologien zur Anwendung, die in-line zur Folienextrusion eingesetzt werden kön-nen und deren Produktivität daher nicht reduzieren. So wird die Herstellung recyclingfähiger Folien unter Beibehaltung bisheriger Produktionskosten ermöglicht.