Herkömmliche Gemüsebehälter sind aus Polypropylen gefertigt. Da Polypropylen erdölbasiert ist, ist es sinnvoll den Anteil des endlichen Rohstoffs durch einen möglichst hohen Anteil an nachwachsenden Rohstoffen zu ersetzen. Holz- aber auch Cellulosefasern erfüllen dieses Kriterium, sind regional gut verfügbar und relativ kostengünstig. Die Verwendung der Holzfasern macht den Behälter außerdem leichter. »Betrachtet man den gesamten Lebenszyklus des Gemüsebehälters, so entstehen die meisten Emissionen nicht bei der Produktion des Materials oder bei der Entsorgung, sondern während der Nutzungsphase, durch den mehrfachen Transport. Leichtere Gemüsebehälter zu transportieren wäre deswegen ein Vorteil, da weniger CO₂ entstehen würde«, erläutert Christoph Habermann vom Fraunhofer WKI.

Bei der Materialentwicklung achteten Habermann und sein Team jedoch nicht nur auf Umweltaspekte, sondern verbesserten auch Anwendungseigenschaften wie die Stapelfähigkeit und die Belastbarkeit. »Wir sind Experten für Materialforschung und innovative Spritzgussverfahren und können an beiden Stellschrauben drehen. Mithilfe von Computer-Simulationen, beispielsweise zur Festigkeitssimulation, können wir die Produktionszeit und Produktqualität optimieren«, sagt Projektmitarbeiter Carsten Aßhoff und ergänzt: »Die Gemüsebehälter sind ein gutes Beispiel: Durch die Holzfasern erhöht sich die Festigkeit und die Steifigkeit der Behälter. Daher könnten auch die Wandstärken reduziert und das Innenvolumen erhöht werden. Die Verwender könnten von geringeren Transportkosten profitieren.«

Die Analyse der Forschenden endet nicht mit der Produktion von neuen Prototypen, sie betrachten den gesamten Lebenszyklus der Produkte. » Wirkliche Nachhaltigkeit in der Verpackungsindustrie können wir nur erreichen, wenn wir bei der Materialzusammenstellung auch die weitere Verwendung und das Recycling berücksichtigen. Holzfasern eigen sich hierfür besser als beispielweise Glasfasern, die zum Teil auch mit Polypropylen kombiniert werden. Gemüsebehälter aus holzfaserverstärktem Kunststoff lassen sich einschmelzen, um daraus wieder neue Transportbehälter herzustellen«, so Habermann.

Die Vorteile der Materialeigenschaften sind nicht auf Gemüsebehälter begrenzt, es gibt vielseitige weitere Anwendungsmöglichkeiten, erläutert Aßhoff: »Unsere Versuche sind sehr erfolgreich gewesen und theoretisch lassen sich die gewonnenen Erkenntnisse auf alle Mehrwegbehälter und Transportkisten sowie sämtliche Spritzgussteile anwenden. Darüber hinaus wäre es auch denkbar, die Materialien für Einwegprodukte wie Shampoo-Flaschen anzuwenden. Dann könnten Kunden in Zukunft ihr Bio-Shampoo in einer Bio-Verpackung kaufen«.

Das Fraunhofer WKI zeigt seine Gemüsebehälter vom 16. bis 23. Oktober 2019 auf der Messe K in Düsseldorf am Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft (in Halle 7, Stand SC07).

Zum Hintergrund

Nachhaltigkeit durch Nutzung nachwachsender Rohstoffe steht seit über 70 Jahren im Fokus des Fraunhofer WKI. Das Institut mit Standorten in Braunschweig, Hannover und Wolfsburg ist spezialisiert auf Verfahrenstechnik, Naturfaser-Verbundkunststoffe, Holz- und Emissionsschutz, Qualitätssicherung von Holzprodukten, Werkstoff- und Produktprüfungen, Recyclingverfahren sowie den Einsatz von organischen Baustoffen und Holz im Bau. Nahezu alle Verfahren und Werkstoffe, die aus der Forschungstätigkeit hervorgehen, werden industriell genutzt.