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Entwicklung eines Werkstoffsystems

Forschungstitel:
Entwicklung eines auf nachwachsenden Rohstoffen basierenden Werkstoffsystems sowie dessen verfahrenstechnische Applikation für die Beschichtung von Papier, Pappe und Karton (PPK) zur Anwendung in Verpackungen von festen und flüssigen Lebensmitteln

Arbeitsgruppe: Erhalt der Lebensmittelqualität

Forschungsstelle und wissenschaftliche Betreuung:

  1. Fraunhofer-Institut für Umweltsicherheit-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT), Dr. R Kopitzky
  2. Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV), Hr. M Schmid

IGF-Vorhaben: 16115 N
Finanzierung: BMWi
Laufzeit: 2009 – 2011

Weltweit werden zurzeit ca. 7.000.000 Tonnen an beschichteten Papieren, Pappen und Kartonagen hergestellt. Alleine im Bereich der Getränkeverpackungen lässt sich für Deutschland ein Potential von mehreren 10.000 Tonnen Beschichtungsmaterial aus den Zahlen des Fachverbandes Kartonverpackungen für flüssige Nahrungsmittel e.V. (FKN) ermitteln. Gängiges Beschichtungsmaterial ist heute Polyethylen, welches in der Größenordnung von 20 Massenprozent in den Verpackungen verarbeitet wird.

Im Rahmen des Projektes werden in einer kombinierten Werkstoff- und Verfahrensentwicklung ein Biokunststoffcompound und dessen verfahrenstechnische Verarbeitung zur Erzeugung von Beschichtungen auf Papier, Pappe und Kartonagen erarbeitet. Diese Verbundwerkstoffe sollen als Verpackungsmaterial für flüssige und feste Lebensmittel eingesetzt werden und die zum jetzigen Zeitpunkt dominierenden fossil basierten Kunststoffe, vor allem Polyethylen, in den Verbundverpackungen ersetzen.

In der ersten Entwicklungsstufe werden hierbei die Grundrezepturen für eine Beschichtung unter Berücksichtigung von industrieüblichen Eigenschaften (wie z.B. Sterilisierbarkeit, Barriereeigenschaften, Siegelbarkeit) erarbeitet. Als Grundlage des Werkstoffsystems sollen kompatibilisierte Blends aus Polymilchsäure und Polyhydroxy-Alkanoaten, welche die jeweiligen Vorteile der Einzelkomponenten vereinen, hergestellt werden. In der zweiten Entwicklungsstufe werden die Formulierungen auf die Anwendung unter industrienahen Beschichtungsgeschwindigkeiten hin optimiert. Hierbei sollen dann gegebenenfalls auch weitere Funktionalitäten, wie z. B. eine zusätzliche Coextrusionsschicht, dem Werkstoffsystem hinzugefügt werden.

Die Werkstoffentwicklung wird federführend vom Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen durchgeführt. Das Fraunhofer Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Freising entwickelt das Verfahren zur Beschichtung.

Projektberichte

Das hier vorgestellte IGF-Vorhaben der Forschungsvereinigung Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e.V. (IVLV e.V.) wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.