Mithilfe einer neuartigen biobasierten Beschichtung haben Forschende PLA-Folien für Lebensmittelverpackungen nachgerüstet und damit sowohl die Barriereleistung als auch das Recycling verbessert.
Ob Wurst und Käse oder Obst und Gemüse: Lebensmittel müssen oft vor Feuchtigkeit, Sauerstoff und mechanischer Beanspruchung geschützt werden, damit sie lange genießbar bleiben. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an Lebensmittelverpackungen und -folien. Partner aus Forschung und Industrie haben nun eine biobasierte Kunststofffolie für Lebensmittelverpackungen entwickelt, die deutlich bessere Barriereeigenschaften gegenüber Luft und Wasser aufweist als vergleichbare erdölbasierte Lebensmittelfolien.
PLA-Folie mit bioORMOCER-Beschichtung aufgerüstet
Sogenannte Mehrschichtfolien bestehen in der Regel aus mehreren Schichten verschiedener Kunststoffe, um unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen. Herkömmliche Folien lassen sich daher nur schwer recyceln. Im Verbundprojekt BioBaFol hat ein Team nun eine biobasierte Folie auf Basis von Polymilchsäure (PLA) mit einem anorganisch-bioorganischen Hybridpolymer beschichtet und damit sowohl die Barriereeigenschaften als auch die Recyclingfähigkeit der Verpackung deutlich verbessert.
Biobasierter Anteil bei 80%
Ziel des Projektes war: Der biobasierte Anteil der Hochleistungsbarrierefolie sollte mindestens 80 % betragen. Dazu sollte ausschließlich ein biobasiertes Folienmaterial, in diesem Fall PLA, als Basisfolie eingesetzt und diese mit einer speziellen Funktionsschicht versehen werden. Bei der Beschichtung handelt es sich um eine vom Fraunhofer ISC neu entwickelte Materialklasse namens bioORMOCER, mit deren Hilfe die Barriereleistung herkömmlicher Bio-Verpackungen verbessert werden kann.
Barrierewirkung und Recycling verbessert
Im Rahmen des dreijährigen Forschungsprojektes BioBaFol, das vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft gefördert wurde, entstand ein Prototyp dieser neuartigen, biobasierten PLA-Folie mit bioORMOCER-Beschichtung. Nach Angaben der Forscherinnen und Forscher ist nicht nur die Barrierewirkung gegenüber Sauerstoff und Wasserdampf insgesamt höher als bei der unbeschichteten Ausgangsfolie. Auch die Steifigkeit der Folie sei besser als bei erdölbasierten Mehrschichtfolien mit ähnlicher Foliendicke und sie lasse sich gut recyceln.
Skalierung vom Labor- in den industriellen Maßstab erfolgreich
Auch in puncto Nachhaltigkeit überzeuge das Material, da durch die bioORMOCER-Schicht eine geringere Foliendichte ausreiche und Material eingespart werden könne. Zudem kann durch die Rückführung von Produktionsabfällen in den Herstellungsprozess Material eingespart werden, was bei erdölbasierten Mehrschichtfolien nicht möglich ist. Doch damit nicht genug: Schließlich gelang es dem Forscherteam, die Verarbeitung des PLA-Compounds und die bioORMOCER-Synthese vom Labor- in den industriellen Maßstab hochzuskalieren.
Am Forschungsverbund beteiligt waren neben dem Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) die Firmen Tecnaro GmbH, Südpack Verpackungen GmbH & Co. KG, JenCAPS Technology GmbH und SKZ – KFE gGmbH.