Ausweg aus dem Plastikmüll: DHBW Karlsruhe startet Projekt „Bio-Lam“

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Nach der erfolgreichen Entwicklung eines biobasierten Kunststoffersatzes
und dem Bau einer Pilotanlage geht die Forschung an nachhaltigen
Materialalternativen in die nächste Phase.

Papier, das so stabil und belastbar ist, dass daraus Produkte entstehen
können, die bislang aus Kunststoff oder Holz gefertigt werden: Die Lösung
heißt PLAFCO (Plastic Free Paper Composite) – ein neuartiger
Faserverbundwerkstoff, dessen Entwicklungsgeschichte an der Dualen
Hochschule Baden-Württemberg (DHBW) Karlsruhe vor mehr als zehn Jahren
begann.

Dahinter steht eine zentrale Herausforderung: Kunststoff ist für viele
Anwendungen unverzichtbar, bringt durch fossile Rohstoffe und langlebige
Abfälle jedoch erhebliche ökologische Probleme mit sich. Gesucht werden
deshalb Werkstoffe, die funktionale Stabilität mit echter
Umweltverträglichkeit vereinen.
Genau hier setzte PLAFCO an. Nach Forschungsarbeiten und einem Patent,
einer Auszeichnung mit dem Innovationspreis NEO2020 und der Entwicklung
einer Pilotanlage geht die Forschung nun in die nächste Phase: Im Projekt
Bio-Lam sollen ab 2026 nachhaltige, biobasierte Laminate auf Basis von
PLAFCO entwickelt werden.

Wie aus Papier ein neuer Werkstoff wurde

Die Entwicklung von PLAFCO begann 2013 im EU-Forschungsprojekt COMPAC. Bis
2016 wurden die Grundlagen für den neuartigen Werkstoff gelegt und ein
Patent entwickelt. Ziel war es, Papier so zu verändern, dass daraus ein
stabiles und belastbares Verbundmaterial entsteht.
Die Lösung basiert vollständig auf Zellulose. Bei der Herstellung wird
Papier chemisch so behandelt, dass ein Teil der Zellulose an der
Oberfläche der Fasern angelöst wird. Dadurch können sich die Fasern
anschließend anders miteinander verbinden. Das Material erhält dadurch
eine deutlich höhere Festigkeit, bleibt aber seinem Ausgangsmaterial
Papier sehr ähnlich.
„Wir wollten ein Faserverbundmaterial entwickeln, das vollständig aus
pflanzlichem Material besteht und biologisch abbaubar ist“, erläutert
Prof. Dr. Jukka Valkama, Studiengangsleiter Sustainable Science and
Technology – Papiertechnologie / Verpackungstechnologie an der DHBW
Karlsruhe. „Und das ist uns gelungen.“  Die Forschungsergebnisse
eröffneten eine Vielzahl möglicher Anwendungen. Entwickelt wurde unter
anderem eine Verpackung für Taschentücher, Trinkkartons, Strohhalme,
Besteck und weitere Einwegprodukte.

Vom Forschungserfolg zur Pilotanlage

Ein wichtiger Meilenstein war die Auszeichnung mit dem Innovationspreis
NEO2020 der TechnologieRegion Karlsruhe. Das von Valkama, Mitarbeitenden
und Studierenden der DHBW Karlsruhe entwickelte Material setzte sich zum
Thema Bioökonomie durch. Die Jury würdigte insbesondere das Potenzial von
PLAFCO als Ersatz für plastikbasierte Verpackungen und Einwegprodukte.
Der nächste große Schritt folgte 2024: Das Forschungsprojekt „Pilotanlage
für PLAFCO“ der DHBW Karlsruhe wurde im Rahmen der DATIpilot-Roadshow
„Innovation on Stage“ für eine Förderung ausgewählt. Gemeinsam mit dem
Startup Junitec GmbH, die Konstruktion und Bau übernahm, wurde eine
Pilotanlage errichtet und getestet. Innerhalb von rund elf Monaten
entstand damit ein „Proof of Product“: PLAFCO konnte nicht mehr nur im
Labor, sondern auch in einer technischen Anlage hergestellt werden.

Mit Bio-Lam in die nächste Entwicklungsstufe

Mit dem Abschluss des PLAFCO-Projekts im Januar 2026 ist die Entwicklung
nicht beendet. Im Invest-BW-Projekt Bio-Lam, das von 2026 bis 2028 läuft,
wird der Werkstoff für neue Anwendungen weiterentwickelt. Ziel ist die
Herstellung nachhaltiger, biobasierter massiver und stabiler Laminate mit
Flächengewichten von 1000 bis 3000 Gramm pro Quadratmeter auf Basis von
PLAFCO und umweltverträglichen Bindemitteln. Diese sollen festere
Kunststoff- oder Holzprodukte wie etwa Eisstiele, Kaffeerührstäbchen oder
dünne Holzplatten in Möbeln ersetzen.
Eine zentrale Forschungsfrage ist dabei das verwendete Bindemittel. Es
soll einerseits biologisch abbaubar sein, andererseits aber genügend
Festigkeit gewährleisten, damit das fertige Laminat den jeweiligen
Anforderungen standhält. „Die nächste Herausforderung besteht darin,
Nachhaltigkeit und Funktionalität gleichzeitig zu erreichen“, erklärt
Valkama. „Ein Material kann biologisch abbaubar und dabei zu instabil für
eine konkrete Anwendung sein. Oder es ist sehr stabil, erreicht diese
Stabilität aber durch Komponenten, die einer nachhaltigen
Kreislaufwirtschaft entgegenstehen. Bei Bio-Lam suchen wir nach einer
Lösung, die beides zusammenbringt: ein biobasiertes, leistungsfähiges
Material und ein Bindemittel, das ebenfalls zu unseren
Nachhaltigkeitszielen passt.“

Die Entwicklung von PLAFCO zeigt, wie aus einer Forschungsidee über
mehrere Entwicklungsstufen eine konkrete Materialinnovation entstehen
kann. Nach Grundlagenforschung, Patent, Auszeichnungen und dem Aufbau
einer Pilotanlage steht nun die nächste Herausforderung an: die weitere
Skalierung und die Entwicklung neuer Anwendungen. Mit Bio-Lam setzt die
DHBW Karlsruhe diesen Weg fort und untersucht, wie sich aus dem
zellulosebasierten PLAFCO-Material leistungsfähige und zugleich
nachhaltige Laminate herstellen lassen.