Wir stellen die nachhaltige Kunststoffalternative von Panasonic vor

Der Einsatz von aus Erdöl gewonnenem Kunststoff hat in den letzten Jahrzehnten exponentiell zugenommen und liegt bei etwa 300 Millionen Tonnen pro Jahr, was ihn zu einem der drängendsten Umweltprobleme macht. Trotz wachsendem Bewusstsein für die Gefahren, die von Kunststoff ausgehen, einschließlich Umweltverschmutzung und Kohlenstoffemissionen, beträgt die globale Recyclingquote dieses Materials lediglich 9 %.

Panasonic setzt sich dafür ein, zur Linderung dieser Probleme beizutragen. Im Jahr 2015 begann das Unternehmen mit der Suche nach Möglichkeiten zur Reduzierung des Einsatzes von aus Erdöl gewonnenen Kunststoffen. Im Mittelpunkt steht dabei die Entwicklung nachhaltiger Alternativen zu Kunststoff, die aus pflanzlichen Zellulosefasern hergestellt werden.

Ein Spitzenreiter unter diesen ist „Kinari“, ein vielseitiges Material mit dem Potenzial, die Fertigung zu revolutionieren und gleichzeitig zur Verwirklichung einer nachhaltigen „Kreislaufgesellschaft“ beizutragen. Kinari entstand, nachdem ein Team umweltbewusster Ingenieure auf die Idee kam, Biomasse zu verschmelzen. Kinari ist ein völlig neues, hochdichtes Material, das aus Zellulosefasern besteht, die aus einer Vielzahl von „Abfall“-Pflanzenmaterialien gewonnen und durch eine minimale Menge Harz auf Ölbasis miteinander verbunden werden.

„Umfangreiche Tests zeigen das
Kinari hat im Vergleich zu Kunststoffen keine Nachteile.“

Umfangreiche Tests zeigen, dass Kinari im Vergleich zu Kunststoffen keine Nachteile hat. Darüber hinaus verfügt es über eine bemerkenswerte Vielseitigkeit in Bezug auf die Formen, die es annehmen kann – es kann so formuliert werden, dass es gleichzeitig leichter und fester als Kunststoff ist, oder alternativ eine biegsame Qualität erhalten. Ein unglaublich breites Potenzial für Veredelung und Farbgebung könnte die Vorstellungen der Verbraucher darüber, wie nachhaltige Materialien aussehen und sich anfühlen können, in Frage stellen. Das Material wurde bereits zur Herstellung von Produkten verwendet, die von schlicht und modern bis hin zu von der Natur inspirierten Produkten reichen.

Es ist Kinaris einzigartiger Produktionsprozess, der ihm diese Flexibilität verleiht. „Bei anderen aus Zellulose gewonnenen Materialien erhalten weiße Faserbestandteile durch die Hochtemperaturerhitzung, die Teil des Formulierungsprozesses ist, einen bräunlichen Farbton, was den Spielraum für die Färbung einschränkt“, sagt Masashi Hamabe von der Abteilung für Fertigungsinnovationen Panasonic Holdings Corporation.

„Für Kinari verwenden wir jedoch niedrigere Temperaturen, die diesen Weißgrad bewahren und so dem Material helle und zarte Farbtöne verleihen. Darüber hinaus ist es durch sorgfältige Kontrolle der Temperatur während des Formprozesses möglich, dass Kinari die Farbe, Textur und den Geruch des für diese Charge verwendeten Abfallmaterials zum Vorschein bringt.“

Diese Qualität hat dazu geführt, dass einige Benutzer einen mit Kinari hergestellten Artikel mit echtem Holz verwechseln, während andere mit Kinari hergestellte Produkte an die Nase gehalten haben, um den berauschenden Duft einzuatmen – so Hamabes Kollege Satoshi Wada von Panasonic Production Engineering Co., Ltd., Mold & Die Business Center/Technology Department.

„Einige Benutzer irren sich
ein Artikel, der mit Kinari für echtes Holz hergestellt wurde“

Das Wort „Kinari“ ist ein japanischer Begriff und bedeutet „ungebleichter Stoff“ und als Markenname spiegelt es das Potenzial des Materials im leeren Leinwandstil wider, eine Vielzahl von Erscheinungsformen, Texturen und Farben anzunehmen. „Es erinnert auch an die üppige Forstwirtschaft, die für Japan charakteristisch ist“, sagt Hamabe.

Der Kinari-Produktionsprozess ist entsprechend umweltfreundlich. Bisher war es bei der Herstellung von Material aus Zellulosefasern erforderlich, die Ausgangszutaten in Wasser einzuweichen, um Fasern herzustellen. Diese Technik stößt enorme Mengen an CO ₂ aus und verbraucht viel Energie, wenn die Fasern getrocknet und mit Harz kombiniert werden, um sie zusammenzuhalten. Das Kinari-Team hat jedoch eine Methode entwickelt, bei der Ausgangsmaterialien in geschmolzenem Harz in Fasern gebrochen werden, ohne dass Wasser erforderlich ist. Dieses innovative Verfahren reduziert den CO ₂-Ausstoß um 1,8 kg pro Kilogramm im Vergleich zu mit Wasser hergestellten Zellulosefasermaterialien.

Ein weiterer wichtiger Vorteil von Kinari gegenüber anderen pflanzlichen Kunststoffersatzstoffen besteht darin, dass solche Materialien typischerweise aus den gleichen Pflanzen hergestellt werden, die auch für Lebensmittel verwendet werden. Dies war ein Faktor für den weltweiten Anstieg der Lebensmittelpreise in den letzten Jahren, was mittlerweile selbst in wohlhabenderen Ländern ein großes Problem darstellt. Anstatt zum Druck auf die Lebensmittelversorgungskette beizutragen, wird Kinaris Kernelement, die Zellulosefaser, aus einer Vielzahl von Abfallstoffen gewonnen, darunter gebrauchter Kaffeesatz, überschüssige Bäume, die aus Wäldern gerodet wurden, und Rückstände aus der Sake-Brauerei.

Diese Zellulosefaser macht den Großteil der Formulierungen von Kinari aus, wobei die Ingenieure des Projekts stetige Fortschritte beim Verhältnis von Biomasse zu aus Öl gewonnenem Harz des Materials machen. Im Jahr 2019 bestand Kinari zu 55 % aus Zellulosefasern. Im Jahr 2021 wurde ein Biomassegehalt von 70 % erreicht, im darauffolgenden Jahr lag dieser Wert bei 90 %.

Letztendlich strebt das Kinari-Team eine 100 % Biomasse-Formulierung an, die den Bedarf an erdölbasiertem Harz vollständig eliminiert – stattdessen verbindet sich die Zellulosefaser-Biomasse. Dies erweist sich möglicherweise als die größte Herausforderung in der Entwicklung von Kinari.

Das Kinari-Team verfolgt einen zweigleisigen Ansatz, um Kreislaufwirtschaft bei Produktion, Nutzung und Recycling zu erreichen. Wenn ein aus Kinari hergestelltes Produkt das Ende seiner Lebensdauer erreicht, soll es entweder durch natürlichen biologischen Abbau oder alternativ durch ein proprietäres High-Tech-Verfahren recycelt werden können, um weitere Kinari-Vorräte zu bilden.

Die erste Methode, das biologische Recycling, ist – wie von einer Drittorganisation bestätigt – bereits möglich, wenn Kinari mit industriellem Kompost vermischt und innerhalb von neun Monaten wieder in die Erde eingearbeitet wird. Von dort aus kann es als Pflanzenressource wiederverwendet werden.

An der zweiten Technik, dem Materialrecycling, arbeitet das Kinari-Team derzeit intensiv. „Mit Kinari wollen wir eine vollständig geschlossene Gesellschaft erreichen“, sagt Hamabe. Materialrecycling und die vollständige Eliminierung von ölbasiertem Harz aus der Zusammensetzung von Kinari sollten das Team diesem Ziel näher bringen.

Für Unternehmen bietet Kinari eine Plug-and-Play-Alternative zu Kunststoff, die leicht übernommen werden kann. „Hersteller können auf Kinari umsteigen, ohne in neue Ausrüstung investieren zu müssen“, sagt Wada. „Durch umfangreiche Experimente haben wir ein Material entwickelt, mit dem sich Gegenstände auf die gleiche Weise wie Kunststoff herstellen lassen.“

Nur wenige Jahre nach seiner Entwicklung fesselt Kinari bereits die Fantasie sowohl japanischer inländischer als auch internationaler Marken aus einem breiten Spektrum von Branchen. Einige haben bereits mit Panasonic zusammengearbeitet, um Produkte aus Kinari zu entwickeln, und berichten, dass ihre Kunden die naturähnlichen Eigenschaften dieser Artikel gelobt haben.

Der japanische Getränkeriese Asahi beispielsweise arbeitete mit dem Kinari-Team zusammen, um einen unverwechselbaren „Forest Tumbler“ zu kreieren, dessen „holziger“ Charakter die Schaumigkeit des meistverkauften Bieres des Unternehmens ergänzt. Der Becher wurde als Ersatz für Einweg-Plastikbecher bei von Asahi gesponserten Veranstaltungen entwickelt und wurde auch für den heimischen Verbrauchermarkt eingeführt. Ein Seifenspender und eine Seifenschale, die mit K-WORLD-Ismus aus Osaka hergestellt wurden, bieten ähnlich holzähnliche Texturen.

„Kinari fängt die Fantasie ein
sowohl japanische inländische als auch internationale Marken“

Das pflanzliche Kinari nimmt in den Produkten der in Madrid geborenen, umweltbewussten Modemarke ECOALF eine elegante, moderne Form an, deren Slogan „Because There Is No Planet B“ das Engagement des Kinari-Teams für Nachhaltigkeit widerspiegelt. ECOALF hat Kinari für Verschlüsse, Knöpfe und andere Teile in der Act-Kollektion des Labels verwendet, die exklusiv in Japan erhältlich ist und 2022 auf den Markt kommt. Die japanischen Geschäfte von ECOALF haben Kleiderbügel aus Kinari verwendet.

„Das Interesse ausländischer Unternehmen an Kinari kommt vor allem aus fortgeschrittenen Volkswirtschaften in Europa und Asien, wo die bisher weit verbreitete Verwendung von Kunststoff durch neue Gesetze und Vorschriften eingeschränkt wird“, sagt Wada.

Eine Zusammenarbeit mit der Stadt Fukuchiyama in der Präfektur Kyoto unterstreicht unterdessen, wie wichtig es ist, die nächsten Generationen über Nachhaltigkeit und die SDGs aufzuklären. An der Grund- und Mittelschule der Stadt Fukuchiyama wird Kinari ab Herbst 2023 sowohl für Bento-Boxen und anderes Mittagsgeschirr der Schüler als auch als Lehrmaterial zum Lernen über die Umwelt verwendet.

Der Zellulosefasergehalt des von der Schule zu übernehmenden Kinari stammt von Bäumen, die in örtlichen Wäldern gefällt wurden. Dies verdeutlicht das Potenzial von Kinari als nachhaltigem Material, dessen flexible Auswahl an „Zutaten“ aus einer bestimmten Region bezogen werden kann und das resultierende Kinari dann zur Herstellung von Produkten am selben Ort verwendet werden kann.

Neben diesen neuen, aber bereits gut angenommenen Konsumgütern bietet Kinari auch Potenzial für industrielle und architektonische Zwecke. Ami Okabe von Panasonic Holdings Corporation, Manufacturing Innovation Division, ist begeistert von den Einsatzmöglichkeiten des Materials für Außenanwendungen. „Bei der Verwendung in der Landwirtschaft oder Fischerei birgt Kunststoff das Risiko, dass Mikroplastik in die Umwelt gelangt“, erklärt sie. „Ein biologisch abbaubares Material kann jedoch die Ansammlung von Plastik in der Natur verhindern.“

„Ein biologisch abbaubares Material kann
Vermeiden Sie die Ansammlung von Plastik in der Natur.“

Im Rahmen seiner neuen Umweltpolitik mit dem Namen Panasonic GREEN IMPACT (PGI) möchte das Unternehmen die Zahl seiner Unternehmen mit Bezug zur Kreislaufwirtschaft erhöhen. Im Jahr 2021 hatte Panasonic zunächst sechs Unternehmen mit Bezug zur Kreislaufwirtschaft; Allerdings ist die Zahl im Laufe der Jahre stetig gestiegen, bis zum endgültigen Ziel von 13 Unternehmen bis 2024. Ryuji Shimono, General Manager, Quality & Environment Division, Panasonic Operational Excellence Co., Ltd., fasst die Bedeutung der Bemühungen des Unternehmens zusammen, zellulosebasierte Alternativen zu Kunststoff zu entwickeln. „Unsere auf Zellulosefasern basierenden Materialien sind unserer Meinung nach eine Verwirklichung des integrierten Ansatzes der Dekarbonisierung, der Kreislaufwirtschaft und einer naturpositiven Weltanschauung, die erforderlich ist, um eine nachhaltige, CO2-neutrale Gesellschaft zu erreichen“, sagt er.

„Durch unsere Entwicklung vollständig biologisch abbaubarer Materialien, die Pflanzenfasern nutzen, um die Abkehr von Kunststoffen und fossilen Extrakten voranzutreiben“, fügt Shimono hinzu, „tragen wir zur Mission von Panasonic GREEN IMPACT bei, sowohl eine nachhaltige globale Umwelt als auch ein besseres Leben für alle zu verwirklichen.“