Die Nachhaltigkeit von Verpackungen ist für Markenartikler schon seit Jahren ein wichtiges Thema. Allerdings hat die Notwendigkeit, wirksame Lösungen im Markt zu etablieren, in den vergangenen ein, zwei Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen. Die Verbraucher werden umweltbewusster, und die Recycelbarkeit von Verpackungen ist für sie beim Einkauf ein Entscheidungsfaktor geworden. Tatsächlich sagen 48 % der Verbraucher in den USA, sie würden ihre Konsumgewohnheiten definitiv oder wahrscheinlich verändern, um sich umweltverträglicher zu verhalten. Bei den nach der Jahrtausendwende geborenen Verbrauchern beträgt dieser Wert sogar 75 %.1
Als Konsequenz haben viele Unternehmen öffentlich sehr ehrgeizige ökologische Ziele formuliert und angekündigt, in ihrer Produktion künftig vollständig recycelbare Materialien als Alternative zu Kunststoffen einzusetzen.
“Was wir in den vergangenen 18 Monaten gesehen haben, ist gegenüber früher eine enorme Veränderung,” erklärt Eric Pavone, Business Development Director im Geschäftsbereich Web-fed von BOBST. “In der Vergangenheit wurde Nachhaltigkeit meist eher als Marketing-Thema gesehen. Doch in Wahrheit gab es hier kaum Fortschritte. Ungefähr in den vergangenen 18 Monaten ist der Druck so groß geworden, dass die Industrie tatsächlich umgeschwenkt ist und Unternehmen jetzt stattliche Summen in die Forschung und Entwicklung investieren, um nachhaltige, biologisch abbaubare und recycelbare Verpackungen zu bekommen. Zwar sind einige der von Unternehmen selbst auferlegten Zeitziele sehr ehrgeizig. Aber der jetzt auf diesen Themenbereich vorhandene Fokus macht sie tatsächlich erreichbarer.”
Im Ergebnis treibt die Nachhaltigkeitsdebatte nun wichtige Innovationen voran, die potenziell sehr vielversprechend sind. Neue Vertriebsmodelle und veränderte Gebrauchsmuster werden in der Kunststoffindustrie mit einem Wert von etwa neun Milliarden US-Dollar beziffert.2
“Wir müssen 20 Jahre Entwicklungsarbeit retten”
Die größte Herausforderung für Markenartikelhersteller – insbesondere in der Lebensmittelindustrie – ist die Herstellung neuer Verpackungsmaterialien, ohne Kompromisse hinsichtlich der Sicherheit, der Frische, des Erscheinungsbildes und der Sichtbarkeit der Produkte in den Verpackungen schließen zu müssen.
Die meisten flexiblen Verpackungen bestehen aus Kombinationen mehrerer Materialien oder Polymere (zum Beispiel Polyester, Polypropylen, Polyethylen). Bei Multipolymermaterialien, wie sie für flexible Verpackungen verwendet werden, handelt es sich um anspruchsvolle Formulierungen, die angepasst wurden, um Lebensmittel (zum Beispiel) gegen unter anderem Sauerstoff und Wasser zu schützen. Allerdings erschwert das Mischen von Polymeren das Recycling erheblich. Und – vorausgesetzt, es gibt keine Standard-Zusammensetzung bei Verpackungen aus mehreren Polymeren – verfügen wir über kein Standardverfahren, mit dem wir diese aus dem Müll herauspicken und die Materialien zurückgewinnen können.
“Recycling-Fähigkeit heißt wirklich Monopolymer-Materialien,” so Eric Pavone. “Sobald Polymere gemischt werden, gibt es Probleme. Traditionell bieten Monopolymere allerdings nicht die Leistungsfähigkeit der Multipolymermaterialien. Wir stehen vor der großen Herausforderung, dass die heutigen flexiblen Verpackungen hochgradig anspruchsvolle Produkte und das Ergebnis von zwei Jahrzehnten Innovation und Entwicklung sind. Wir müssen so schnell wie möglich 20 Jahre Entwicklungsarbeit retten, indem wir Monopolymer-Materialien finden, die mit der gleichen Leistungsfähigkeit wie die heutigen Verpackungen aufwarten und gleichzeitig die gleiche Maschineneffizienz in der gesamten Wertschöpfungskette der Verpackungsherstellung ermöglichen. Das ist eine große Herausforderung. Aber wir machen gute Fortschritte.”
Partnerschaften ermöglichen Fortschritte
BOBST hat sich mit mehreren Partnerunternehmen mit dem Ziel zusammengetan, neue Monomaterialien mit hoher Barrierewirkung herzustellen, die recycelbar sind. Im Rahmen des Projekts wurden verschiedene Monomaterial-Strukturen mit hoher Barrierewirkung jeweils sehr sorgfältig getestet, um sicherzustellen, dass sie alle Anforderungen der Industrie an ihre Verarbeitbarkeit, ihre Barrierewirkung, ihre Sicherheit und ihre optische Qualität bieten. Auf der Kunststoffmesse K 2019 in Düsseldorf wurden erstmals verschiedene Arten von Standbodenbeuteln aus Monomaterialien (MDO PE, BOPE, BOPP und CPP) präsentiert. Sie sind das Ergebnis hoher Investitionen und intensiver Forschung der beteiligten Partnerunternehmen.
Zu den Partnern zählen Dow, ein Lieferant von Harzen für den ersten Schritt der Produktionskette, Brückner Maschinenbau für die Herstellung biaxial verstreckter polypropylen- und polyolefin-basierter Folien, Hosokawa Alpine für die Herstellung von MDO LDPE, Elba für die Weiterverarbeitung der fertigen Rollen zu Beuteln und Constantia Flexibles für die Herstellung metallisierter Standbodenbeutel aus LDPE mit hoher Barrierewirkung.
Das Projektteam nutzt die Kompetenzzentren von BOBST, die auf die Herstellung hochwirksamer Barrieren, den Druck und die Kaschierung spezialisiert sind, um die Praxistauglichkeit der innovativen Materialien zu testen. Dabei durchleuchtete das Team mit Hilfe der einzigartigen Techniken von BOBST den Produktionsprozess und testete die Materialien in den Laboren von BOBST mit Weltklasse-Messtechnik auf ihre Barrierewirkung und die Haftung der Klebstoffe hin.
“Es handelt sich hierbei um die ersten Monomaterial-Laminate einer neuen Generation,” so Eric Pavone. “Wir haben uns mit unseren Partnern zusammengetan, da wir unser Entwicklungs-Know-how zusammenbringen und kooperieren müssen, um diese dringliche Herausforderung meistern zu können. Würde jeder von uns alleine agieren, kämen wir nicht weit. Weltweit sind bereits einige industrielle Hochbarriere-Lösungen verfügbar. Aber der Markt braucht weitere Angebote und frühe Nutzer, die uns zu mehr Angeboten für industrielle Einsätze führen.”
Effektive Nachhaltigkeit und hohe Qualität in Einklang bringen
Nachdem sie verschiedene Monopolymermaterialien entwickelt haben, legen BOBST und seine Partner ihren Fokus derzeit verstärkt auf die Optimierung der Einsetzbarkeit dieser Materialien im Prozess der Verpackungsherstellung um sicherzustellen, dass sie die Qualität der heutigen Multipolymermaterialien erreichen.
“Diese Materialien verhalten sich unterschiedlich und auch ihre Parameter unterscheiden sich. Deshalb müssen wir weiter daran arbeiten, dass diese Materialien in jeder Hinsicht das gleiche leisten wie die Materialien, die wir heute einsetzen,” erklärt Eric Pavone. “Natürlich hat Nachhaltigkeit für die Markenartikelhersteller derzeit höchste Priorität. Aber sie wollen diese nicht auf Kosten des optischen Erscheinungsbildes ihrer Produktverpackungen erreichen. Entsprechend lautet die Herausforderung für uns, eine 100%ige Recyclingfähigkeit zu erreichen, ohne Kompromisse hinsichtlich ihrer optischen Wirkung schließen zu müssen. Zum Beispiel brauchen wir kratzfeste Materialien, deren Herstellung aus Monomaterialien eine echte Herausforderung ist.”
Innovationen im Schnellgang
Was also kommt als nächstes?
“Die Entwicklung biologisch abbaubarer Kunststoffe, die nachhaltig sind und sich in Verpackungsprozessen flexibel einsetzen lassen, ist für die gesamte Branche eine große Herausforderung,” sagt Eric Pavone. “Wir bei BOBST verfügen über alle relevanten Techniken, die für das Testen der Tauglichkeit neuer Materialien für industrielle Einsätze erforderlich sind – angefangen bei neuen Rohmaterialien über bedruckte und weiterverarbeitete Verpackungen und Etiketten. So können wir in diesem Bereich echten Mehrwert generieren.”
Darüber hinaus hebt er die Potenziale von Papier hervor, das seinen Worten zufolge in der Branche auf großes Interesse stößt. Bei Konsumenten ist Papier als natürlicher Faserstoff beliebt, der biologisch abbaubar und recycelbar ist. Allerdings bietet Papier nicht die benötigte hohe Barrierewirkung, mit der Kunststoffe und vergleichbare Materialien aufwarten. So liegt ein starker Fokus der aktuellen Forschung und Entwicklung darauf, bei Papier eine hohe Barrierewirkung zu ermöglichen.
Letztlich müssen Verpackungen ihren vorrangigen Zweck erfüllen: die Produkte in ihrem Inneren zu schützen. Angesichts des zunehmenden Drucks, ihre Umweltverträglichkeit zu erhöhen, gewinnt die vollständige Nachhaltigkeit und Recycelbarkeit von Verpackungen eine gleichgewichtige Priorität. Bei dem derzeit hohen Innovationstempo könnte es nicht mehr allzu lange dauern, bis wir dieses Ziel erreichen.