Verpackungsindustrie 01.10.2024, 13:41 Uhr

Kann mit Olivenöl beschichtetes Papier Plastikmüll vermeiden?

Papier mit Olivenöl-Beschichtung als Kunststoffersatz: Forschende entwickeln eine nachhaltige, wasserabweisende Alternative zu Plastikverpackungen.

Olivenöl

Olivenöl sei Dank: Plasmabeschichtetes Papier ersetzt Kunststoff.

Foto: PantherMedia / VikaKhalabuzar

Die zunehmende Umweltbelastung durch Kunststoffabfälle erfordert innovative Lösungen. Besonders problematisch sind Verpackungen aus Kunststoff. Ein spannender Ansatz, sie zu ersetzen, kommt aus der Forschung: Mit Pflanzenölen wie Olivenöl beschichtetes Papier könnte Plastik überflüssig machen. Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST arbeiten daran, Papier durch Plasmapolymerisation wasserabweisend zu machen und so seine Einsatzmöglichkeiten deutlich zu erweitern.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Projektingenieur (w/m/d) Telematik-Infrastruktur Die Autobahn GmbH des Bundes
Frankfurt am Main Zum Job 
KLINGEL medical metal GmbH-Firmenlogo
Project Engineer New Product Introduction (m/w/d) KLINGEL medical metal GmbH
Pforzheim Zum Job 
Rheinmetall AG-Firmenlogo
Prozessingenieur F-35 (m/w/d) Rheinmetall AG
Düsseldorf, Weeze Zum Job 
G+D Currency Technology GmbH-Firmenlogo
ESG Analyst (m/w/d) G+D Currency Technology GmbH
Leipzig Zum Job 
Celonic Deutschland GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Technical Team Manager (w/m/d) Qualification & Asset Change Control Celonic Deutschland GmbH & Co. KG
Heidelberg Zum Job 
Stadtwerke Südholstein GmbH-Firmenlogo
Betriebsingenieur für die Anlageneinsatzplanung Fernwärme (m/w/d) Stadtwerke Südholstein GmbH
Pinneberg Zum Job 
Jungheinrich AG-Firmenlogo
Projektmanager Technical Sales (m/w/d) Region Hamburg, Niedersachsen, Bremen Jungheinrich AG
Region Hamburg, Niedersachsen, Bremen Zum Job 
Rheinmetall AG-Firmenlogo
Systemingenieur Signalverarbeitung & Kameratechnik (m/w/d) Rheinmetall AG
Rheinmetall AG-Firmenlogo
Projektleiter Systementwicklung mittelschwere Radfahrzeuge (m/w/d) Rheinmetall AG
Jungheinrich Norderstedt AG & Co. KG-Firmenlogo
Projektleiter Entwicklung Embedded Software (m/w/d) Batterien und Ladegeräte Jungheinrich Norderstedt AG & Co. KG
Norderstedt Zum Job 
ELE Verteilnetz GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Elektrotechnik als Teamleiter Schaltanlagen Planung und Bau (m/w/d) ELE Verteilnetz GmbH
Gladbeck Zum Job 
Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)-Firmenlogo
Projektingenieurin / Projektingenieur (w/m/d) Elektrotechnik Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)
LEONHARD WEISS GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Bauleiter (m/w/d) mit Polnischkenntnissen LEONHARD WEISS GmbH & Co. KG
bundesweit Zum Job 
Lapp Group-Firmenlogo
Consultant (m/w/d) Product Compliance Lapp Group
Stuttgart Zum Job 
Stuttgarter Wohnungs- und Städtebaugesellschaft mbH-Firmenlogo
Projektleitung (m/w/d) Wohnungsbau / Modernisierung Stuttgarter Wohnungs- und Städtebaugesellschaft mbH
Stuttgart Zum Job 
LEONHARD WEISS GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Projektmanager Immobilienprojekte (m/w/d) LEONHARD WEISS GmbH & Co. KG
Göppingen, Satteldorf Zum Job 
Hochschule Kaiserslautern-Firmenlogo
W2-Professur für Werkstoff- und Fertigungstechnik Hochschule Kaiserslautern
Kaiserslautern Zum Job 
Wasserverband Garbsen-Neustadt a. Rbge.-Firmenlogo
Ingenieur / Techniker (w/m/d) als Leitung der Abteilung Netzbau und -betrieb Wasserverband Garbsen-Neustadt a. Rbge.
Garbsen Zum Job 
VGH Versicherungen-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) der Versorgungstechnik VGH Versicherungen
Hannover Zum Job 
NEOPERL GmbH-Firmenlogo
Versuchsingenieur (m/w/d) NEOPERL GmbH
Müllheim Zum Job 

Kunststoffabfälle als Umweltproblem

In Deutschland hat sich das Problem der Kunststoffabfälle in den letzten Jahren verschärft. Ein großer Teil davon entsteht durch Verpackungen, die oft aus erdölbasierten Materialien bestehen und nur schwer zu recyceln sind. Plastik bleibt viele Jahre in der Umwelt und stellt eine zunehmende Belastung dar. Papier hingegen ist biologisch abbaubar und kann bei richtiger Verwendung eine nachhaltige Alternative darstellen.

Papier hat aber auch Schwächen. Ohne Schutzschicht ist es anfällig für Feuchtigkeit, Bakterien und andere Einflüsse. Es muss daher weiterentwickelt werden, um seine Qualität, Haltbarkeit und Lebensdauer zu erhöhen.

Plasmapolymerisation als Lösung

Forschende des Fraunhofer IST arbeiten im Rahmen des Projekts „BioPlas4Paper“ an einer Methode, Papier wasserabweisend zu machen. Dazu nutzen sie die sogenannte Plasmapolymerisation. Dieses Verfahren ermöglicht es, Pflanzenstoffe wie Olivenöl oder Chiaöl in eine Beschichtung umzuwandeln, die Papier vor Feuchtigkeit schützt. Die Beschichtung erfolgt mit Hilfe von Hochspannung und einem Plasma, das die Pflanzenstoffe in ein Polymernetzwerk umwandelt.

Dr. Martin Bellmann, Wissenschaftler am Fraunhofer IST, erklärt: „Wir verwenden bislang ungenutzte Pflanzenstoffe mit einem hohen Anteil an ungesättigten Fettsäuren, um Papier hydrophob, also wasserabweisend, zu gestalten. Hierfür setzen wir Atmosphärendruck-Plasmatechnologie ein.“

Plasmabeschichtung von Papier

Die Plasmaquelle wird nah an die Papieroberfläche herangeführt. Zu sehen ist die direkte Interaktion des Plasmas mit dem Papier.

Foto: Fraunhofer IST

Die Rolle von Olivenöl

Eines der vielversprechendsten pflanzlichen Öle ist Olivenöl. In zahlreichen Tests hat es hervorragende Ergebnisse bei der Herstellung von wasserabweisenden Schichten gezeigt. Mit Hilfe der Plasmatechnologie vernetzen sich die pflanzlichen Moleküle tief mit der Papieroberfläche und machen das Papier widerstandsfähig gegen Feuchtigkeit. Dies könnte vor allem in der Verpackungsindustrie von großem Nutzen sein.

„Unser Anliegen ist es, die Abhängigkeit von fossilen Ressourcen zu reduzieren und den Übergang zu einer ressourceneffizienten Wirtschaft zu unterstützen“, sagt Bellmann.

Innovatives Konzept der Plasmaquelle

Um die Beschichtung effizient und gleichmäßig aufzutragen, haben die Forscherinnen und Forscher ein innovatives Plasmaquellenkonzept entwickelt. Ziel ist es, eine homogene, wasserabweisende Schicht auf das Papier aufzubringen, ohne dass die Qualität der Beschichtung durch Umwelteinflüsse wie Luftverwirbelungen beeinträchtigt wird.

Mit dem neuartigen Verfahren können die Forschenden die Beschichtungen exakt auf das Papier abstimmen. So wird das Papier nicht nur wasserabweisend, sondern bleibt auch in seiner Struktur intakt. Dies ist besonders wichtig für Anwendungen, bei denen das Papier stark beansprucht wird, wie zum Beispiel bei Umzugskartons oder anderen Verpackungsmaterialien.

Wassertropfen auf dem beschichteten Papier mit hydrophoben Eigenschaften

Wassertropfen auf dem beschichteten Papier mit hydrophoben Eigenschaften.

Foto: Fraunhofer IST

Zukünftige Anwendungen

Das Forschungsteam ist zuversichtlich, dass ihre Entwicklung in naher Zukunft breite Anwendung finden wird. Das Papier, das dank Olivenöl und Plasma widerstandsfähig und langlebig ist, könnte herkömmliche Kunststoffverpackungen ersetzen. Gerade in der Verpackungsindustrie, die zu den größten Verursachern von Kunststoffabfällen zählt, wäre dies ein wichtiger Schritt.

Ziel des Projekts ist es, nicht nur Papier zu verbessern, sondern auch einen Beitrag zur Verringerung der Abhängigkeit von erdölbasierten Kunststoffen zu leisten. Langfristig könnte dies ein wichtiger Beitrag zu einer nachhaltigeren Wirtschaft sein.

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.