„Debonding on Demand“: die Lösung für den Recyclingknoten?

Um den Kunststoffanteil in Verpackungen zu reduzieren, setzen Unternehmen verstärkt auf Hybridverpackungen aus miteinander verklebten Kunst- und Kartonwerkstoffen. Dieser Materialverbund beeinträchtigt aber oft die Recyclingfähigkeit. Ein Forschungsprojekt von verschiedenen Fraunhofer-Instituten will mit einem neuen Ansatz die stoffliche Verwertung von Hybridverpackungen erstmals praktikabel machen.

Dr. Christiane Otto, Materialprüfung und Überwachungstechnik, Fraunhofer IVV, ergänzt: „Hinzu kommt zum einen, dass die Recycling- und Sortierprozesse für Kunststoff, Papier und Metall sehr unterschiedlich sind. Zum anderen wird die Trennung hybrider Verpackungen oft als nicht ökonomisch angesehen – auch in Fällen, in denen sie technisch möglich ist.“ Ein aktueller Lösungsansatz ist es, die Verbraucher zur manuellen Trennung aufzufordern. Der Joghurtbecher aus Kunststoff und der Aluminiumdeckel sollen dann im Gelben Sack landen, die Kartonbanderole mit dem Packungsdesign im Altpapier. Aber das funktioniert aktuell in nur rund 20 Prozent aller Fälle. Die Folge: Fehlwürfe und Verunreinigungen, die sich auf die Qualität der Rezyklate auswirken. Die Nachfrage nach zukunftsfähigen Verpackungslösungen, die auch mit der heutigen Sortier- und Recyclingtechnik stofflich verwertet werden können, ist entsprechend hoch. Das Fraunhofer-Projekt DEBO-Pack will eine Lösung liefern.

Das Projekt DEBO-Pack setzt auf das Prinzip „Debonding on Demand“, also eine gezielt lösbare Klebverbindung. Auslöser dafür ist ein äußerer Trigger – zum Beispiel Feuchtigkeit, Temperatur oder mechanische Einwirkung –, der nach Gebrauch aktiviert wird. „Die Verpackung müsste dann nicht mehr von den Verbrauchern oder mittels aufwendiger Technik getrennt werden, sondern sie trennt sich im besten Fall autonom“, erklärt Nicole Ludat. So wären die Materialien bereits vor der Sortierung zuverlässig getrennt und können direkt in die bestehenden Recyclingprozesse überführt werden.

Die Entwicklung passender Klebstoffe spielt beim „Debonding on Demand“ eine Schlüsselrolle. Denn der Klebstoff muss während der Lebensdauer des Produkts stabil bleiben und sich unter definierten Bedingungen gezielt auflösen. „Ein Beispiel für einen solchen Trigger ist die Erhöhung der Temperatur in Verbindung mit Feuchtigkeit. Das würde sich etwa für gekühlte Lebensmittel anbieten, zeigt aber auch, dass wir anwendungsspezifische Lösungen brauchen“, sagt Christiane Otto. Eine komplexe Herausforderung also.

Das auf drei Jahre angelegte Projekt läuft bis April 2027, Partner sind Fraunhofer IFAM, Fraunhofer IBP und Fraunhofer UMSICHT. Unterstützt von Beratern aus der Praxis, etwa aus dem Maschinenbau, entwickelt das Team eine Demonstratorlösung. Für sie gibt es ein erstes Fertigungskonzept im Technikumsmaßstab (größer als ein Laborexperiment, kleiner als eine industrielle Produktion), das später skaliert werden soll. Der Fokus des Projekts liegt auf becher-/trayähnlichen Verpackungen für gekühlte Lebensmittel.

Die ersten DEBO-Pack-Verpackungsdemonstratoren werden in unterschiedlichen Ausführungsvarianten auf der interpack 2026 zu sehen sein. Bei einem Workshop mit Industriepartnern wurden sie bereits unter verschiedenen Blickwinkeln wie der Herstellbarkeit und der Sortier- und Recyclingfähigkeit bewertet, wobei erste Optimierungsmöglichkeiten gefunden wurden.

„Debonding on Demand“ könnte die Recyclingquote hybrider Verpackungen in Zukunft deutlich steigern, wenn die industrielle Skalierung gelingt. Das Projektteam ist zuversichtlich: „Wir schätzen die DEBO-Pack-Verpackung als erfolgsversprechend ein, die Projektergebnisse können aus unserer Sicht gut auf weitere Anwendungen übertragen werden“, erklärt Nicole Ludat.