14. April 2021

Nachhaltigkeit ist machbar

Das zum Jahresbeginn 2019 in Kraft getretene Verpackungsgesetz und nicht zuletzt der chinesische Importstopp fĂŒr KunststoffabfĂ€lle haben den Verpackungsmarkt in Bewegung versetzt und neue Anreize fĂŒr einen klugen, nachhaltigen Umgang mit Kunststoffen geliefert. Auf der diesjĂ€hrigen K-Messe in DĂŒsseldorf konnte man beobachten, wie viele Facetten und LösungsansĂ€tze zu diesem Thema existieren.

GrundsĂ€tzlich teilen sich die Entwicklungen dabei in zwei Lager: Die einen versuchen, Verpackungen mit weniger Rohstoffeinsatz und besserer RecyclingfĂ€higkeit zu produzieren, ohne die vorteilhaften Eigenschaften von herkömmlichem Kunststoff zu verlieren oder einzuschrĂ€nken. Die anderen wollen verhindern, dass Kunststoff, der in die Umwelt gelangt, dort Ökosysteme und Nahrungsketten bedroht bzw. belastet, und setzen auf biologisch schnell abbaubare Materialien. Dies muss nicht zwingend in ein Gegeneinander mĂŒnden, aber der Wettbewerb beider Ideen war auf der K-Messe deutlich spĂŒrbar. Gemeinsam ist beiden jedoch, dass hier neue technische Lösungen bei der Produktion und Verarbeitung gefragt sind, und dies bedeutet in aller Regel die Einbindung von Know-how verschiedener Partner. Geradezu exemplarisch zeigt dies der polnische Hersteller Zeroplast mit seinem gleichnamigen Werkstoff, der aus nachwachsenden und mineralischen Rohstoffen besteht. An der Entwicklung waren nicht nur diverse Forschungseinrichtungen und UniversitĂ€ten unter FederfĂŒhrung der Fraunhofer Institute ISC und IWKS beteiligt, sondern auch der Maschinenbauer Wittmann Battenfeld, der die passende Spritzgusstechnik bereitgestellt hat, sowie die Verfahrenstechniker von Buzek Plastik. Auf der K-Messe zeigte Zeroplast gemeinsam mit Wittmann Battenfeld eine fast marktreife Lösung zunĂ€chst am Beispiel von BehĂ€ltern fĂŒr Kosmetika. Eine ebenfalls bio-basierte Barriereschicht macht das Material aber auch fĂŒr Lebensmittel geeignet. Zeroplast ist laut Hersteller recycelbar und zersetzt sich auch in der Landschaft nach relativ kurzer Zeit ohne schĂ€dliche RĂŒckstĂ€nde oder Mikroplastik. Auch enthĂ€lt es weder chemische Additive noch Produkte von gentechnisch verĂ€nderten Organismen. Wichtig war den Beteiligten, ein fĂŒr die industrielle Serienproduktion taugliches, wettbewerbsfĂ€higes Material zu entwickeln.

Spezielle Verarbeitung

Die Verwendung von Naturstoffen wie bei Zeroplast oder biobasierten Polymeren macht hĂ€ufig unter anderem Neuentwicklungen in der Programm- und Prozesstechnik bei der Produktion von Endprodukten wie z.B. Verpackungen notwendig. Die Firma NETSTAL zum Beispiel, die seit Juli dieses Jahres zur KrausMaffei-Gruppe gehört, prĂ€sentierte Spritzgussmaschinen nicht nur fĂŒr sehr dĂŒnnwandige und dennoch stabile Verpackungen aus herkömmlichen Kunststoffen, sondern auch speziell ausgelegte Maschinen fĂŒr DĂŒnnwandverpackungen aus zertifiziertem, erneuerbaren Polypropylen. Als Beispiele wurden transparente Becher fĂŒr Smoothies und Milchprodukte gezeigt. Messebesucher konnten die Produktion live auf dem Schweiz-Pavillon verfolgen, auf dem sich auch andere an dem Projekt beteiligte Partner prĂ€sentierten, darunter Glaroform (Werkzeugbau), Beck Automation (Handling) und BFA Solutions (IT). Zusammen mit einem Deckel beispielsweise aus BOPP-Folie ergibt sich daraus eine sortenrein vollstĂ€ndig recycelbare, da aus Monomaterial bestehende Verpackung. Aber auch die Produktion der Rohstoffe, also biobasierter Polymere, im großen Maßstab und fĂŒr die Weiterverarbeitung kompatiblen QualitĂ€ten erfordert besondere Lösungen. Darauf wies der deutsche Prozess-Spezialist AZO auf seinem Messestand hin. Das Unternehmen entwickelte eine Produktionslösung fĂŒr den US-amerikanischen Hersteller BioLogiQ und dessen „NuPlastiQ“, einem thermoplastischer Bio-Kunststoff aus PflanzenstĂ€rke, die aus Kartoffeln oder Mais gewonnen wird. Ziel war es, eine effiziente und zuverlĂ€ssige Anlage zu schaffen, mit der die teils klebrigen, teils staubigen, festen und flĂŒssigen Ausgangsstoffe, die zudem schwankende Eigenschaften aufweisen, zu niedrigen Kosten und in industriellem Maßstab verarbeitet werden können. Am Ende stand tatsĂ€chlich der komplette Neubau einer ProduktionsstĂ€tte in Blackfoot, Idaho, in der Bio-Compounds von hoher QualitĂ€t erzeugt werden. NuPlastiQ wird dabei mit recyceltem, herkömmlichen Kunststoff gemischt, um spezielle Eigenschaften zu erzielen. Die Sorte BioBlend XP fĂŒr Verpackungen wird etwa mit Polyethylenen wie LDPE, LLDPE und HDPE oder Polypropylen (PP) und Polystyrol (PS) kombiniert. Anwendungen sind beispielsweise Becher, Standbodenbeutel und Folien. Ebenfalls fĂŒr Verpackungen entwickelt wurde die biologisch abbaubare und kompostierbare Sorte BioBlend BC. Hier werden Polyactide und Biopolyester (PLA, PHA, PBAT) in den Compounds verarbeitet. Sie eignen sich fĂŒr die Herstellung von Lebensmittelverpackungen (Trays) und Einweggeschirr, aber auch fĂŒr Beutel und Agrarfolien.

Geschlossene KreislÀufe

Die Anforderungen des Gesetzgebers nach mehr Ressourceneffizienz und höheren Recyclingquoten lassen sich auch, das wurde oben bereits angedeutet, auch durch geringeren Materialverbrauch und eine bessere RecyclingfĂ€higkeit erfĂŒllen. Verpackungen aus verschiedenen Sorten von Kunststoffen oder anderen Materialien, die aus rein funktionalen ErwĂ€gungen kombiniert werden und darum meist nur thermisch verwertet werden können, sind unter solchen Vorzeichen nicht mehr gefragt und dĂŒrften aufgrund steigender LizenzgebĂŒhren in den Entsorgungssystemen kĂŒnftig deutlich teurer werden. Sortenreinheit und die Nutzung etablierter Recyclingwege sind fĂŒr viele Fachleute daher eine vernĂŒnftige Lösung. Krones, bekannter Spezialist fĂŒr Komponenten, Anlagen und ganzen Fabriken fĂŒr GetrĂ€nke und flĂŒssige Lebensmittel, widmete einen ganzen Pavillon den verschiedenen Möglichkeiten in diesem Bereich. Hier wurden Lösungen fĂŒr einen geschlossenen Kunststoff-Kreislauf prĂ€sentiert, beispielhaft aufgeschlĂŒsselt fĂŒr BehĂ€lter und Flaschen aus PET. Die Spannbreite reichte von Streckblasmaschinen fĂŒr PET mit bis zu 100 Prozent Recyclat-Anteil ĂŒber Direktdruckmaschinen bis hin zu kompletten Recyclinganlagen zur Wiederaufbereitung von gebrauchtem PET. Das kann auch aus anderen Quellen stammen, wie etwa von geschĂ€umten Lebensmittelverpackungen. Sie sind eine Alternative zu Produkten aus Folien. Auch andere Kunststoffe lassen sich aufschĂ€umen und zu materialsparenden, leichten und formstabilen Verpackungen verarbeiten. Zu den fĂŒhrenden Technologieranbietern zur Herstellung von Kunststoff-SchĂ€umen gehört das Schweizer Unternehmen Promix Solutions. Seine SpezialitĂ€t: Das sogenannte „physikalische SchĂ€umen“ mittels CO2 oder Stickstoff. Auf der K-Messe zeigte Promix Lösungen zur Erzeugung sehr gleichmĂ€ssiger mikrozellulĂ€rer Schaumstrukturen, die eine Dichtereduktion von bis zu 60 Prozent ermöglichen. Anwendungsbeispiele sind Verpackungsfolien und Tiefzieherzeugnisse. Das Unternehmen verzeichnet jedoch ein stark wachsendes Interesse im Bereich der Extrusionsblasformen. Auf der K-Messe zeigte beispielsweise die Firma Kautex Maschinenbau eine Anlage mit Promix Schaumtechnologie, auf der vor Ort eine geschĂ€umte Trinkflasche produziert wurde. Ein weiteres Beispiel ist ein geschĂ€umter PET-Becher, den der Aussteller SML zusammen mit Kiefel Bosch Sprang entwickelt hat. Er eignet sich auch fĂŒr HeißgetrĂ€nke. Die dabei verwendete Schaumtechnologie stammt ebenfalls aus dem Hause Promix Solutions.

Alternativen sind möglich

Um Sortenreinheit und damit RecyclingfĂ€higkeit geht es auch dem Hersteller Profol, der sich allerdings auf die Gießfolien-Extrusion von Polyolefinen wie Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) spezialisiert hat und sich selbst als MarktfĂŒhrer in diesem Bereich bezeichnet. Auf der K-Messe zeigte das Unternehmen einige Beispiele fĂŒr Lebensmittelverpackungen, die mit Produkten aus dem Hause Profol als Monomaterial ausgefĂŒhrt werden können. Da wĂ€ren zunĂ€chst BehĂ€lterdeckel aus PP als Alternative zum klassischen Aluminiumdeckel, metallisiertem PET oder Papier/PE-Verbunden. Die unter dem Markennamen CPPeel erhĂ€ltlichen Folien lassen sich im Unterschied zu Aluminium rĂŒckstandsfrei ablösen und sind damit besonders geeignet fĂŒr abziehbare Siegeldeckelanwendungen, beispielsweise fĂŒr verschiedene Molkereiprodukte, Instantsuppen, Desserts oder Salate. Das Material reagiert nicht mit MilchsĂ€ure, ist frei von Lösungsmitteln und neutral gegenĂŒber Lebensmitteln. Eine andere interessante Anwendung sind Standbodenbeutel, die als Alternative zu den kaum recycelbaren GetrĂ€nkekartons gelten und in vielen LĂ€ndern bereits auf dem Vormarsch sind. Unter dem Markennamen CPPouch hat Profol zwei 100 Prozent recyclingfĂ€hige Varianten von PP-Folien fĂŒr flexible Beutelverpackungen im Programm, die ohne die Verwendung von Metallfolie, Klebstoffen und Lösungsmitteln auskommen. Die coextrudierte Variante besteht aus nur einem einzigen Material (Einstoff-Folie) und besticht durch eine der niedrigsten Kohlenstoffbilanzen unter den Verpackungsfolien. FĂŒr Anwendungen  mit höheren Barriereanforderungen hat Profol eine laminierte Variante im Angebot, bei der eine 100 Mikrometer starke PP-Schicht mit einer 20 Mikrometer starken BOPP-Schicht kombiniert wird. Daraus hergestellte Standbodenbeutel sollen ebenso widerstandsfĂ€hig wie undurchlĂ€ssig gegenĂŒber Wasserdampf und Sauerstoff sein. Die entsprechenden DurchlĂ€ssigkeitsraten gibt Profol mit 5,1 cmÂł/(mÂČ d bar) fĂŒr Sauerstoff und 0,55 g/(mÂČ d) fĂŒr Wasserdampf an. Durch die Verwendung von Ausgießern und Verschlusskappen aus PP bestehen auch diese Verpackungslösungen aus wiederverwendbarem Monomaterial. FĂŒr seinen Einstoff-Beutel aus coextrudiertem PP wurde Profol mit dem Deutschen Verpackungspreis 2018 in der Kategorie Nachhaltigkeit ausgezeichnet.

Die Kunststoffbranche, das wurde bei dem Rundgang deutlich, ist sich der Herausforderungen in Bezug auf MĂŒllreduzierung und Nachhaltigkeit bewusst und reagiert. Die Strategien sind vielfĂ€ltig und mehr oder weniger vielversprechend, die vorgestellten Lösungen aber vielfach bereits erstaunlich massen- und praxistauglich. FĂŒr ein „weiter so wie bisher“ dĂŒrften den Anwendern von Verpackungen insbesondere im Bereich der Lebensmittelindustrie allmĂ€hlich die Argumente ausgehen. Der Druck seitens des Gesetzgebers, aber auch seitens der Recyclingwirtschaft und der Verbraucher wird eher zu als abnehmen.

 

Die K 2019 fand vom 19. bis 26. Oktober in DĂŒsseldorf statt. 3.333 internationale Aussteller zeigten neuste Entwicklungen und Innovationen in der Kunststoff- und Kautschukindustrie. Laut Veranstalter nutzten 224.116 Besucher aus 168 LĂ€ndern dieses Angebot, wobei ein hohes Interesse insbesondere an Recyclingsystemen, nachhaltigen Rohstoffen und ressourcenschonenden Verfahren bestanden habe.

Andreas Tietz

Andreas Tietz ist Diplom-Journalist mit Spezialisierung auf technisch-wissenschaftliche Themen. Nach mehreren Jahren in der IT-Branche berichtet er seit 2006 in verschiedenen Fachmedien ĂŒber Neuigkeiten aus der Druck- und Papierindustrie sowie der Verpackungsindustrie.

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