Aus nordischem Weichholz-Kraftzellstoff hat das Team des VTT Technical Research Center of Finland an der Universität LUT mit einem MiniMould-Werkzeug nach dem Sliding Blank-Verfahren thermogeformt. Sie hat eine Ziehtiefe von 35 mm.
Bild: Juha Hakulinen, VTT Technical Research Center of Finland

VTT prüft Cellulose als Alternative zu starren Verpackungen aus Polypropylen

Finnische Forscher haben hochgradig dehnbare, verformbare Faserstoffe auf Cellulose-Basis entwickelt, die ihren Angaben zufolge eine nachhaltige Alternative zu Kunststoffen bieten, die in der Herstellung starrer Verpackungen zum Einsatz kommen.

Jarmo Kouko, Leiter des Forschungsteams von VTT
Bild: Juha Hakulinen, courtesy of VTT Technical Research Center of Finland

"Polypropylen-Folien sind das weltweit am häufigsten genutzte Polymer. ... Unsere Innovation bietet dem Markt nun eine praktikable, nachhaltige Alternative“, erklärt Jarmo Kouko, Leiter des Forschungsteams am VTT Technical Research Centre of Finland (Technisches Forschungszentrum Finnland VTT).

Das gemeinnützige VTT übernahm diese Entwicklung im Rahmen eines Forschungsprogramms, bei dem es mit 54 Unternehmen und dem Regional Council of Central Finland (Regionalrat Mittelfinnland) zusammenarbeitete. Das Ziel lautete, vielversprechende, im großen Stil skalierbare Alternativen zu Kunststoffprodukten zu entwickeln. Ihre Pilotversuche ergaben bei den hochgradig dehnbaren, formbaren Faserstoffen auf Cellulose-Basis beispiellose Maximalwerte.

Handelsübliche Kartonmaterialien weisen eine Dehnbarkeit von 3 - 6 % auf (gemessen am geometrischen Mittelwert), wobei die Dehnbarkeit bei den hochwertigsten Kartonmaterialien 10 - 18 % beträgt. Laut VTT konnte mit Hilfe einer Schaumformungs-Technologie (Foam Forming Technology) nun eine Dehnbarkeit bis 30 % erreicht werden. Das eröffnet Markenartikelunternehmen die Möglichkeit, bei ihren Verpackungen starre, kartonähnliche Materialien zu verwenden, die Kundinnen und Kunden gerecht werden, die nachhaltigere Produkte kaufen wollen.

Laut VTT könnten zum Beispiel Lebensmittelhersteller künftig für Aufschnitt größere kartonähnliche Verpackungen für Inhaltsgewichte von 200 - 250 Gramm statt bislang für 75 Gramm produzieren lassen. Die Prozesse in der Formung der Schalen und ihrer Abmessungen könnten angepasst werden, so dass sich sogar noch größere kartonähnliche Verpackungen herstellen ließen.

Laut Kouko ist sein Team auch hinsichtlich der wirtschaftlichen Potenziale seiner starren, auf Cellulose basierenden Verpackungen begeistert. „Für Branchen, die große Mengen Kunststoff benötigen, wie das beispielsweise bei der Lebensmittelindustrie der Fall ist, eröffnen sich viele Möglichkeiten, den Einsatz von Materialien zu reduzieren, die auf fossilen Brennstoffen basieren. Sie lassen sich gegen nachhaltige Materialien ersetzen, die uns einer CO₂-neutralen Zukunft näherbringen und uns einen sparsameren Umgang mit natürlichen Ressourcen ermöglichen“, so Kouko.

Aus seiner Sicht ist das Cellulose-basierte Material von VTT eine nachhaltige und erschwingliche Alternative zu Einwegkunststoff. Dies sei vor dem Hintergrund der aktuellen Bemühungen der Gesetzgeber, den Einsatz bestimmter Polymere einzuschränken, besonders wichtig.

Die Ober- und Unterseite einer weiteren zellulosebasierten Probenschale, die an der Universität LUT mit einem M6-Werkzeug im Gleitblechverfahren thermogeformt wurde.
Bild: Juha Hakulinen, VTT Technical Research Center of Finland

Kristian Salminen, bei VTT zuständig für biobasierte Produkte
Bild: Juha Hakulinen, VTT Technical Research Center of Finland

Als Beispiel nannte er die Richtlinie der Europäischen Kommission zu Einwegkunststoffen (Single-use Plastics Directive) und ihren Entwurf der Verordnung über Verpackungen und Verpackungsabfälle (Packaging and Packaging Waste Regulation), mit denen die EU die Verwendung von Behältnissen und Bechern aus expandiertem Polystyrol (EPS) für Lebensmittel verboten hat. Als Folge dieser Gesetze wird von den Herstellern der Einweg-Kunststoffprodukte erwartet, dass sie die Kosten für die Entsorgung dieser Produkte übernehmen.

Laut Kristian Salminen, bei VTT für biobasierte Produkte verantwortlich, konnte sein Team gemeinsam mit der gruppo x di x gruppo srl mit Sitz in Venedig und der finnischen Lappeenranta-Lahti University of Technology (LUT) das neu entwickelte Produkt in vorhandene Verpackungslinien einsetzen, ohne den Prozess verändern zu müssen. Damit werde dieser Prozess „für Markenartikelunternehmen bezahlbar. Und es macht es für sie leichter, dieses Produkt als nachhaltige Alternative zu Kunststoffverpackungen zu verwenden.“ Es könnte sich als ein echter Meilenstein erweisen.