Nachhaltige Verpackung aus Kiefernspiegelrinde

Vom Nebenprodukt zum Werkstoff

Verpackungen bestehen in Europa noch immer zu einem erheblichen Anteil aus neu eingesetzten, nicht recycelten Materialien und tragen wesentlich zum kommunalen Abfallaufkommen bei. Zugleich wächst das Bewusstsein für nachhaltige Alternativen. Paula Röser untersuchte deshalb in ihrer Bachelorarbeit an der TUM School of Life Sciences ein Material, das in der Holzverarbeitung ohnehin anfällt: die Spiegelrinde der Waldkiefer.

Rinde macht rund 10 bis 20 Prozent der Baumbiomasse aus, wird bislang aber überwiegend energetisch verwertet, etwa durch Verbrennung in Sägewerken. Bei industriellen Entrindungsprozessen fällt sie meist in kleinen Stücken an. Für größere Materialanwendungen braucht es daher geeignete Bindungsstrategien. Genau hier setzt Rösers Arbeit an: Sie erforschte, ob sich dünne Stücke Kiefernspiegelrinde allein durch Wasser, Druck und Wärme miteinander verbinden lassen.

Bindung ohne zusätzlichen Klebstoff und hohe Temperaturen

Für ihre Versuche weichte Röser Rindenstreifen zunächst in destilliertem Wasser ein, verpresste sie anschließend unter moderatem Druck und erwärmte sie bei 60, 90 oder 120 Grad Celsius. Besonders vielversprechend: Bereits bei 60 Grad Celsius bildeten alle untersuchten Proben eine Verbindung. Entscheidend war außerdem, welche Rindenseiten aufeinanderlagen. Proben, bei denen die Innenseiten einander zugewandt waren, verbanden sich deutlich erfolgreicher als Proben mit außenliegenden Rindenflächen.

Vielversprechender Ansatz für nachhaltige Verpackungen

Die mechanischen Prüfungen zeigten zwar deutliche Streuungen, wie sie für heterogene Naturmaterialien typisch sind. In mehreren Fällen näherte sich die Festigkeit der Verbindung jedoch der Eigenfestigkeit der Rinde. Bis zu einer praktischen Anwendung sind weitere Untersuchungen nötig, etwa zu Pressdauer, Druck, Wasserbeständigkeit und Materialvariabilität. Dass eine Bindung bereits bei vergleichsweise niedriger Temperatur und geringem Druck möglich ist, deutet jedoch auf ein Herstellungsverfahren mit geringem Energieeinsatz hin.

Betreut wurde Paula Röser von Prof. Dr. Michaela Eder, Professorin für Wood Science and Functionalization an der TUM School of Life Sciences in Freising, und Prof. Dr. Cordt Zollfrank von der Professur für Biogene Polymere am TUM Campus Straubing. Ihre Forschung zeigt, welches Potenzial Kiefernspiegelrinde als Ausgangsmaterial für nachhaltige, klebstofffreie Verpackungslösungen besitzt.

Auszeichnung durch die Sattelmühle-Stiftung

Ausgezeichnet wurde die Bachelorarbeit von der Sattelmühle-Stiftung, die Wissenschaft, Forschung und Bildung fördert. Schwerpunkte sind Umwelt-, Natur- und Klimaschutz, Landschaftspflege sowie Forst- und Umweltwissenschaften. Die Preisverleihung fand am Freitag, den 26. September, auf dem stiftungseigenen Forstgut Sattelmühle im Pfälzerwald statt. Mit ihren Förderpreisen würdigt die Stiftung herausragende Bachelor- und Masterarbeiten sowie Dissertationen.