BioproPack - Entwicklung neuartiger Beschichtungen

PPK - das klassische Verpackungsmaterial

Papier, Pappe und Kartonagen (PPK) sind klassische Verpackungswerkstoffe. Durch die Funktionalisierung der Oberfläche soll die Möglichkeit geschaffen werden, weitere Einsatzfelder, insbesondere Lebensmittelverpackungen, zu bedienen. Die Funktionalisierung erfolgt durch den Einsatz von biogenen Rohstoffen, um eine ressourceneffiziente Entwicklung im Bereich Verpackung weiter zu stärken.

Ziel des Vorhabens ist es, mit den entwickelten PPK-basierten Verbunden eine mit konventionellen Kunststoffverbunden vergleichbare Wasserdampf- und Sauerstoffbarriere zu erreichen. Außerdem muss die Beschichtung aus nachwachsenden Rohstoffen eine ausreichende Wasserbeständigkeit für die Aufrechterhaltung der mechanischen und der Barriereeigenschaften aufweisen.

Ökobilanz für Multilayerverbund

Aufgabe des bifa war es, die entwickelten Multilayerverbunde im Rahmen einer ökobilanziellen Betrachtung in Vergleich zu einen in der Lebensmittelindustrie eingesetztem Referenzprodukt zu stellen. Der Vergleich orientierte sich dabei methodisch an den ISO-Normen zur Ökobilanzierung.

Zu Beginn des Vorhabens wurde ein Konzept für Ablauf und Durchführung der ökobilanziellen Betrachtung ausgearbeitet und mit den beteiligten Partnern abgestimmt. Nach der Festlegung der zu bilanzierenden Prozesse wurde die Modellstruktur konkretisiert, Sachbilanzdaten gesammelt und mit der Bilanzierungssoftware Umberto® Stoffstrommodelle erstellt, welche die Grundlage für die ökologische Bewertung darstellen.

Der ökobilanzielle Vergleich zeigt, dass die in diesem Vorhaben neu entwickelten Multilayerverbunde mit kohlenhydrat-, protein- und lösemittelhaltigen Lackschichten niedrigere umweltbezogene Gesamtergebnisse aufweisen als das zum Vergleich herangezogene Referenzprodukt mit einer PVdC-Beschichtung.

Aggregiert über die betrachteten Wirkungskategorien Treibhauseffekt, fotochemische Oxidantienbildung, Versauerung, kumulierter Energieaufwand, terrestrische und aquatische Eutrophierung sowie relevante Einzelparameter hinsichtlich Human- und Ökotoxizität ist der Ökologie-Index der neu entwickelten Multilayerverbunde zwischen 24 und 33 % niedriger als der Ökologie-Index des Referenzprodukts.

Ein Vergleich der neu entwickelten Multilayerverbunde untereinander führte zu folgender Rangbildung:

• Substrat mit Proteinschicht (Additiv: Glycerin) und lösemittelhaltiger Lackschicht
• Substrat mit Kohlenhydratschicht (Additiv: Sorbitol) und lösemittelhaltiger Lackschicht
• Substrat mit Kohlenhydratschicht (Additiv: Glycerin) und lösemittelhaltiger Lackschicht
• Substrat mit Kohlenhydratschicht (Additiv: Sorbitol), Protein-Schicht (Additiv: Glycerin) und lösemittelhaltiger Lackschicht