Die Umstellung von Verpackungen auf Recyclingfähigkeit, biogene Rohstoffe oder Kompostierbarkeit stellt die Industrie vor große Herausforderungen. Das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC unterstützt die Verpackungshersteller bei diesem Wandel mit nachhaltigen multifunktionellen Barrierelacken für leicht recycelbare, biobasierte bzw. kompostierbare Verpackungen. Für diese Entwicklung wurde Dr. Sabine Amberg-Schwab am 24. September 2020 mit dem Deutschen Verpackungspreis in Gold in der Kategorie »Nachhaltigkeit« geehrt.

Nicht nur die öffentliche Debatte und die Bilder über die weltweite Verschmutzung der Umwelt durch Verpackungsmüll tragen dazu bei, bisherige Verpackungsmaterialien und den Umgang damit in Frage zu stellen. Auch knapper werdende fossile Ressourcen schaffen mittelfristig die Notwendigkeit, neue Verpackungsstrategien zu entwickeln. Die nationale Umsetzung der Europäischen Verpackungsrichtlinie, das Deutsche Verpackungsgesetz (VerpackG), trat am 1. Januar 2019 in Kraft. Das Fraunhofer ISC stellt für die Erfüllung der neuen Vorgaben nachhaltige Materiallösungen zur Verfügung. 

Das Fraunhofer ISC in Würzburg hat bereits mehr als 30 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Barrierelacken für unterschiedliche Anwendungen. Mit der hier konzipierten Materialklasse der ORMOCER^®e – anorganisch-organische Hybridpolymere – lassen sich multifunktionelle Beschichtungen z. B. für Kunststofffolien herstellen. Sie schützen gegen den Durchtritt von Sauerstoff, Wasserdampf und Aromastoffen sowie gegen mechanischen Abrieb. Für die Wirksamkeit sind schon extrem dünne Schichten ausreichend, sodass die beschichteten Verpackungen aus Monomaterialien leicht recycelbar sind. Dies eröffnet im Verpackungsbereich die Möglichkeit, die aktuellen nicht recycelfähigen Mehrschichtverbundfolien durch Monomaterialien zu ersetzen. ORMOCER^®-Barrierelacke werden bereits kommerziell für unterschiedliche Verpackungsaufgaben eingesetzt.

Für noch nachhaltigere Materiallösungen im Verpackungsbereich und für eine weitgehende Unabhängigkeit von fossilen Ressourcen hat Dr. Sabine Amberg-Schwab mit ihrem Team die Beschichtungslacke weiterentwickelt: Es gibt sie jetzt auch als biobasierte und kompostierbare Variante. Für diese neue Materialklasse, bioORMOCER^®, werden organisch-fossile Bestandteile der ORMOCER^®e durch bio-organische Bausteine aus Reststoffen der Lebensmittelherstellung bzw. aus biologischen Abfallstömen ersetzt. Durch dieses »Upgrading von Bioabfällen« besteht keine Konkurrenz zu Lebensmittelanbauflächen. Aus den Reststoffen werden neue hochwertige Rohstoffe für die Synthese der bioORMOCER^®e. Diese Biolacke haben vergleichbare Eigenschaften wie die ORMOCER^®e und übernehmen die gleichen Funktionen: sehr gute Barriereeigenschaften, abriebfeste Oberflächen, bedruck- und beschichtbar sowie verklebbar. Sie können für Lebensmittelverpackungen ebenso eingesetzt werden wie für Kosmetik und Pharmazeutika. Die bioORMOCER^®e sind sowohl geeignet für die Veredelung von Biopolymeren wie auch für konventionelle Kunststoffe oder auch für Verpackungen aus Papier. Sie können in schnellen Rolle-zu-Rolle-Prozessen auf ebenen Substraten aufgebracht werden, aber auch komplexe Geometrien wie Schalen oder Tiegel lassen sich beschichten.

Mit dieser Innovation kann der Weg zu nachhaltigen recyclingfähigen oder kompostierbaren Verpackungsmaterialien jetzt ohne Kompromisse beschrittenen werden. Für dieses Materialkonzept wurden Dr. Sabine Amberg-Schwab und Ihr Team bereits mehrfach ausgezeichnet, aktuell mit dem Deutschen Verpackungspreis 2020 in der Kategorie »Nachhaltigkeit«, der unter der Schirmherrschaft des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie verliehen wird.