Nachhaltige Verpackungslösungen Bio-Netz vereint Kompostierbarkeit und Hochleistung

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Ein neu entwickeltes Bio-Netz kombiniert erstmals die mechanische Leistungsfähigkeit konventioneller Kunststoffnetze mit zertifizierter Kompostierbarkeit. Die Materialinnovation auf Basis thermoplastischer Stärke lässt sich auf bestehenden Produktionsanlagen verarbeiten und eröffnet neue Möglichkeiten für nachhaltige Verpackungs- und Agraranwendungen.

Gestrickte Kunststoffnetze sind aus Verpackungs- und Agraranwendungen nicht wegzudenken. Ob im Einzelhandel für Obst und Gemüse oder in der Landwirtschaft für Transport- und Abdecklösungen – sie überzeugen durch geringe Materialeinsätze bei gleichzeitig hoher Funktionalität. Gleichzeitig stehen konventionelle Netze zunehmend im Fokus von Nachhaltigkeitsdiskussionen. Ein neu entwickeltes Bio-Netz kombiniert nun erstmals hohe mechanische Leistungsfähigkeit mit biologischer Abbaubarkeit und eröffnet damit neue Perspektiven für diese etablierte Produktgruppe.

Etablierte Materialien mit bekannten Grenzen

Moderne gestrickte Netze bestehen heute überwiegend aus Polyethylen (HDPE) oder Polypropylen (PP), teilweise auch aus recyceltem HDPE. Diese Materialien bieten eine hohe Festigkeit, sind kosteneffizient und lassen sich auf etablierten Anlagen zuverlässig verarbeiten. Entsprechend weitverbreitet sind sie in Anwendungen wie Lebensmittelverpackungen, Transportnetzen oder Abdecksystemen.

Gleichzeitig zeigen sich jedoch deutliche Herausforderungen am Ende des Lebenszyklus. Die Netze werden in der Praxis häufig nur kurzzeitig genutzt und anschließend thermisch verwertet oder deponiert. Ein mechanisches Recycling ist zwar prinzipiell möglich, scheitert jedoch häufig an der typischen Netzgeometrie, an Verschmutzungen – etwa durch organische Rückstände im Lebensmittelbereich – sowie an prozesstechnischen Risiken in Sortieranlagen, wo sich Netze in beweglichen Komponenten verfangen können.

Biobasierte Alternativen – technisch limitiert

Cellulosenetze stellen eine bekannte biobasierte Alternative dar. Sie werden aus Cellulosefasern, teilweise aus Restholz, hergestellt und sind grundsätzlich biologisch abbaubar. Gleichzeitig erreichen sie in der Regel nicht die mechanischen Eigenschaften konventioneller Kunststoffnetze. Dies schränkt ihren Einsatz insbesondere in anspruchsvolleren Anwendungen deutlich ein.

Unabhängig vom eingesetzten Material weisen gestrickte Netze zudem eine strukturelle Besonderheit auf: Beim Schneiden werden Maschen geöffnet, wodurch kleine Fragmente entstehen. Während diese bei Cellulose unkritisch sind, können Netze aus Polyolefinen zur Freisetzung persistenter Mikroplastikpartikel beitragen.

Bio-Netz als neuer Lösungsansatz

Das neu entwickelte Bio-Netz adressiert diese Herausforderungen gezielt. Es kombiniert eine mechanische Leistungsfähigkeit, die mit konventionellen Kunststoffnetzen vergleichbar ist, mit der Verwendung vollständig zertifizierter kompostierbarer Rohstoffe.

So konnten Filamente mit einem Durchmesser von lediglich 4 µm realisiert werden, die Belastungen von bis zu 70 kg standhalten. Gleichzeitig liegt die Preisstruktur im Bereich etablierter Alternativlösungen, was eine wirtschaftliche Umsetzbarkeit ermöglicht.

Kooperation entlang der Wertschöpfungskette

Das Bio-Netz ist das Ergebnis einer internationalen Zusammenarbeit: Die Meshpack GmbH (Deutschland) bringt ihre Expertise in der Netzproduktion ein, während die BiologiQ Inc. (USA) die Materialtechnologie liefert. Die Plastrans GmbH (Österreich) verantwortet insbesondere die Koordination und den Aufbau der Wertschöpfungskette. Im Zentrum steht ein Compound auf Basis thermoplastischer Stärke (TPS), vermarktet unter dem Namen NuPlastiQ.

Thermoplastische Stärke als funktionale Matrixkomponente

Thermoplastische Stärke ist kein klassischer Thermoplast, sondern plastifizierte Stärke, bei der die ursprünglich kristallinen Strukturen in einen amorphen Zustand überführt werden. Dadurch wird das Material grundsätzlich verarbeitbar, erfüllt jedoch die Anforderungen vieler technischer Anwendungen nicht in reiner Form.

Angesichts dessen wird TPS typischerweise in Kombination mit einem Trägerpolymer eingesetzt, in dem die Stärke als disperse Phase vorliegt. Die Qualität der Dispersion ist dabei entscheidend für die Materialperformance.

Entscheidend: Feinste Dispersion für ultradünne Strukturen

Gerade bei Anwendungen mit extrem dünnen Filamenten – wie im vorliegenden Fall mit Durchmessern im Mikrometerbereich – spielt die Partikelgröße eine zentrale Rolle. Sind die TPS-Partikel nicht deutlich kleiner als die Filamentdimension, entstehen Inhomogenitäten, die zu mechanischen Schwachstellen führen können.

Die Materialtechnologie von BiologiQ ermöglicht eine entsprechend feine und stabile Dispersion, die Voraussetzung für die erfolgreiche Verarbeitung und die erforderliche mechanische Performance ist.

Verarbeitung auf bestehenden Anlagen

Das Compound wird bei Meshpack zunächst zu Folien verarbeitet, die anschließend in tausende Einzelfilamente aufgeschnitten und im nächsten Schritt verstreckt werden. Durch gezielte Anpassung von Prozessparametern – insbesondere hinsichtlich Vorspannung und Temperaturführung – konnte das Material erfolgreich auf bestehenden Anlagen verarbeitet werden, die ursprünglich für Polyolefine ausgelegt sind.

Eine besondere Herausforderung liegt dabei in der Prozessstabilität: Reißt ein einzelnes Filament, muss der gesamte Prozess gestoppt und das Filament händisch neu eingefädelt werden. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an Materialkonsistenz und Verarbeitungsqualität.

Potenzial für nachhaltigere Netzanwendungen

Das Bio-Netz vereint damit zentrale Eigenschaften konventioneller Kunststoffnetze – insbesondere mechanische Leistungsfähigkeit und effiziente Materialnutzung – mit den Vorteilen biologischer Abbaubarkeit und Kompostierbarkeit.

Damit eröffnet es neue Möglichkeiten für Anwendungen, in denen bislang fossile Materialien dominieren, und stellt eine praxisnahe Option dar, um Nachhaltigkeitsanforderungen mit technischen und wirtschaftlichen Anforderungen in Einklang zu bringen.

Das Bio-Netz wurde während des Internationalen Biopolymer Kongresses mit dem dritten Platz des Biopolymer Innovation Awards ausgezeichnet.