BioMS: Leichte Transportboxen aus Biokunststoff

Ein deutsch-kolumbianisches Forscherteam hat in einem gemeinsamen Projekt unter der Leitung von Fraunhofer UMSICHT Hohlkammerstegplatten aus einem industriell kompostierbaren Biokunststoff entwickelt. Diese können ähnlich wie Wellpappe zu Transportboxen gefaltet werden. Neben den hohen technischen Anforderungen stand bei Materialentwicklung, die maßgeblich durch das Fraunhofer UMSICHT durchgeführt wurde, auch die Wirtschaftlichkeit des neuen Materials im Fokus. Ziel war daher, kommerziell verfügbare Biokunststoffe und Additive einzusetzen.

Für das vielfältige Angebot in Supermärkten müssen frische Lebensmittel über weite Strecken sicher transportiert werden. Besondere gut geeignet dafür sind Transportboxen aus Hohlkammerstegplatten, die Wellpappkartons ähnlich sind. Wie diese haben sie ein geringes Gewicht und sind dennoch stark belastbar. Im Gegensatz zu Pappkartons sind sie wasserdicht, wasserfest und leicht zu reinigen.

Derzeit werden Hohlkammerstegplatten aus fossil basiertem Kunststoff, meist Polypropylen (PP), gefertigt. Marktverfügbare Biokunststoff-Blends waren bislang für die anspruchsvolle Profilplattenextrusion nicht geeignet. Eine Alternative auf Basis von Biokunststoff kommt vom Fraunhofer UMSICHT. Die Forschenden haben ein maßgeschneidertes Blendsystem aus Biokunststoffen mit ähnlichen Eigenschaften wie das zu ersetzende PP-Blend entwickelt.

Herausforderung Profilextrusion

Basis für die Materialentwicklung war Polymilchsäure (PLA), ein vergleichsweise kostengünstiger, kommerziell erhältlicher Biokunststoff, der unter Bedingungen der industriellen Kompostierung bioabbaubar ist. Die Eigenschaften von reinem PLA oder marktverfügbarer PLA-Blends waren aber für die industrielle Profilplattenextrusion nicht ausreichend. Hier mussten durch weitere Blendpartner und Additive Verbesserungen, insbesondere hinsichtlich der rheologischen Parameter der Schmelze und der Morphologie der endgültigen Mischung, vorgenommen werden.

Wissenschaftlich fundiert wurde die Materialentwicklung durch systematische Untersuchungen der Zusammenhänge zwischen Zusammensetzung, Schmelzeeigenschaften und Verarbeitung des Gemisches. Die Materialentwicklung erfolgte im Kunststofftechnikum von Fraunhofer UMSICHT am Standort Willich, welches auf solche Projekte mit Biokunststoffen spezialisiert ist. Für eine Prüfung der Verarbeitungseigenschaften wurden Versuche bei einem weltweit tätigen Hersteller von Hohlkammerprofil-Werkzeugen durchgeführt. Die Bioabbaubarkeit des Werkstoffs bei industriellen Kompostierungsbedingungen nach DIN EN ISO 14885-1 wurde im eigenen Bioabbaulabor nachgewiesen.

Das Projekt schloss mit einem erfolgreichen industriellen Pilotversuch zur Herstellung von Hohlkammerstegplatten bei einem kolumbianischen Industriepartner ab. Die Platten wurden anschließend zu Transportboxen für verderbliche Waren gefaltet.

Zukünftig soll das entwickelte Material für weitere Anwendungen, beispielsweise im Blumenzucht- und Gartenbaubereich weiterentwickelt werden.

• Instituto de Capacitación e Investigación del Plástico y del Caucho (ICIPC), Medellín, Kolumbien
• FKuR Kunststoff GmbH, Willich
• Compañía de Empaques S.A., Medellín, Kolumbien