BASF thematisiert zur K 2013 biologische Abbaubarkeit und Recycling
Verpackungsthemen ökologisiert
Quelle: BASF
Unter den ungezählten Produkten und Ideen, die die BASF SE in diesem Jahr anlässlich der K in Düsseldorf präsentieren wird, finden sich auch spezifische Lösungsideen für Verpackungen. Darauf legt verpacken-aktuell.de in der Vorschau selbstverständlich den Schwerpunkt.
Dr. Lars Börger, Leiter Global New Business Development Bioabbaubare Kunststoffe, BASF SE, beschäftigte sich anlässlich der Vorpressekonferenz des Unternehmen zur Kunststoff-Messe mit einem neuen Kaffeekapsel-System aus der Schweiz.
Der kompostierbare Kunststoff ecovio® der BASF hat seine erste Serienanwendung in einer Systemlösung für Verpackung gefunden. Dabei kommt erstmals die Spritzgieß-Variante ecovio IS1335 zum Einsatz. Kombiniert wird sie mit einem auf ecovio basierenden Mehrschichtverbundsystem, das über gezielte Barriere-Eigenschaften verfügt. Zusammen mit der Swiss Coffee Company ist es der BASF gelungen, ein System zu entwickeln, das aus einer Kaffeekapsel und einer aromafesten Umverpackung besteht. Es genügt nach Ausführungen von Dr. Börger den hohen Anforderungen, die an den Schutz des Produkts und das Brühen des Kaffees in Hochdruckkaffeemaschinen gestellt werden und lässt sich zudem kompostieren. Die Systemlösung basiert zum überwiegenden Teil auf nachwachsenden Rohstoffen.
Erweitertes ecovio-Portfolio
Nachdem die BASF 2007 den Kunststoff ecovio auf den Markt gebracht hat, der nach EN 13432 biologisch abbaubar und kompostierbar ist und zu einem hohen Anteil auf nachwachsenden Rohstoffen beruht, konnte das Material sich in verschiedenen Folienanwendungen beweisen. Das Hauptanwendungsfeld sind bisher Tüten zur Sammlung von Bioabfall und Mulchfolien, mit deren Hilfe Obst- und Gemüseanbau auf dem Acker erleichtert wird.
Mit der neuen Produktvariante ecovio IS1335, die speziell für den Spritzguss geeignet ist und neuartige, auf ecovio basierende Lösungen für Verbundfolien mit Barriere-Eigenschaften bietet, hat die BASF ihr Portfolio weiter ausgebaut. Diese Produktvarianten dienten dazu, gemeinsam mit dem jungen Schweizer Unternehmen Swiss Coffee Company ein Serienprodukt zu entwickeln, das in verschiedener Hinsicht zur Nachhaltigkeit beitragen kann und dabei gleichzeitig den neusten Trend beim Kaffeetrinken bedient.
Swiss Coffee Company und das Produkt beanarella
Quelle: BASF
Seit Ende 2012 bietet die Swiss Coffee Company in der Schweiz Kaffee in kompostierbaren Kunststoffkapseln mit aromadichter Barriereverpackung (die Sperrschicht basiert auf PLA, wie die BASF erklärt und bietet eine mehrmonatige Haltbarkeit) und die dazugehörigen Kaffeemaschinen unter dem Handelsnamen beanarella an. Die Produktidee der Unternehmensgründer entstand im Jahre 2011. Und nach einer Projektzeit von ca. dreizehn Monaten konnte ein Qualitätskaffee in spritzgegossenen bioabbaubaren Kunststoffkapseln fertig verpackt in den Markt eingeführt werden. Ziel des Unternehmens ist es, qualitativ hochwertigen Kaffee zu vertreiben, der gleichzeitig nach hohen Kriterien einer sozialen und umweltschonenden Produktionsweise hergestellt ist. Die Verpackung soll dabei ganz analoge Eigenschaften aufweisen.
Traditionelle Röstung, Fairtrade und kompostierbare Verpackung
Der Kaffee wird von der ältesten Schweizer Rösterei durch traditionelle Trommelröstung hergestellt und ist daher besonders säurearm und magenschonend. Die Kaffeebohnen stammen aus zertifiziertem Bioanbau und unterliegen den Regeln des fairen Handels (Fairtrade). Entsprechend hoch sind die Anforderungen, die Herr Schaude, Gründer der Swiss Coffee Company, an die Verpackung stellt. Daher bestehen die Kaffeekapseln im Gegensatz zu den meisten marktgängigen Kapseln nicht aus Aluminium. Besonders wichtig war, dass diese Verpackung es erlaubt, die gesamten Reste nach dem Kaffeetrinken klug zu entsorgen. Im Fall von Lebensmittelverpackungen, die einen hohen Anteil an organischen Resten enthalten, bieten sich kompostierbare Kunststoffe wie das ecovio der BASF an. So wird nicht nur bei der Kaffee-Erzeugung, sondern auch bei der Verpackung und Entsorgung Konzepten der Nachhaltigkeit Rechnung getragen.
Zielgruppe und Lieferkonzept
Mit diesem Produktkonzept wendet sich die Swiss Coffee Company an Konsumenten, die hohe Ansprüche an Genuss und Lebensqualität mit einem möglichst gesunden und nachhaltigen Lebensstil verknüpfen wollen. In westlichen Gesellschaften macht diese spezielle Zielgruppe 10 Prozent der Bevölkerung aus. Allein in Deutschland gehen Studien von einem Potenzial von fünf Millionen Haushalten aus.
Der Kaffeeanbieter vertreibt den Kaffee zunächst in der Schweiz und dort über zwei Kanäle: Die Firma Leomat AG, größter Büroausstatter der Ostschweiz, liefert ihren Kunden das System beanarella komplett und transportiert gleichzeitig die Abfälle ab. In Kürze können aber auch Privatkunden über das Internet und den Versandhandel bestellen (www.beanarella.ch). Für diesen Fall wird die Swiss Coffee Company zusammen mit dem jeweiligen Dienstleister ebenfalls dafür sorgen, dass die gebrauchten Kapseln und Verpackungen zurückgenommen werden.
Optimiert für Kompostierung - die Verpackung als Entsorgungshilfsmittel
Quelle: BASF
Nicht nur der Kunststoff ecovio IS1335 ist nach der Norm EN 13432 für bioabbaubare, kompostierbare Verpackungen zertifiziert, sondern auch die ecovio-Kaffeekapseln selbst. Und ebenso besteht die Barriereverpackung aus biologisch abbaubaren Komponenten. Sie setzt sich aus drei funktionalen Schichten zusammen: Der äußeren Trägerschicht auf Basis Papier folgt eine dünne Barrierefolie als Mittelschicht und eine innere Siegelschicht aus ecovio. Alle drei einzelnen Schichten sind nach EN 13432 zertifiziert. Sie sind mittels des kompostierbaren Kaschierklebers Epotal® Eco der BASF verbunden. Die Verpackung ist dabei so konzipiert, dass sie die hohen Barriere-Anforderungen für Kaffeeverpackungen hinsichtlich Feuchtigkeit, Sauerstoff und Aroma erfüllt.
In BASF-internen Untersuchungen konnte auch im realen Kompost der Abbau der Kaffeekapseln nach Gebrauch gezeigt werden. Während der Pilotphase sorgt die Swiss Coffee Company in der Schweiz selbst für eine Kompostierung unter industriellen Bedingungen: Leomat wird die zu entsorgenden Kaffeekapseln samt Barriere-Umverpackungen dieser Kompostierung zuführen.
Kompost als Wertstoff
Gerade bei kleinen Portionspackungen wie Kaffeekapseln, die den kompletten Anteil an organischem Abfall enthalten und bei denen der organische Abfall nicht getrennt vom Verpackungsmaterial gesammelt werden kann, ist die Kompostierung gegenüber der Verbrennung und dem Recycling der richtige Entsorgungsweg. Darüber hinaus ist Kaffee bei Komposteuren beliebt, da er ein gutes Strukturmaterial zur Auflockerung des Komposts darstellt.
Auch trägt das Konzept zur Erhöhung der Kompostmenge und damit zu den Abfallzielen der EU bei: Verschiedene wissenschaftliche Studien schätzen, dass in Europa heute nur 30 Prozent aller Bioabfälle getrennt entsorgt werden. Viele Länder deponieren noch einen großen Anteil gemeinsam mit dem Restmüll. Bei der Entsorgung auf Mülldeponien entsteht Methan, das im Vergleich zu CO2 ein rund zwanzigfach höheres Treibhausgaspotenzial hat. Würde der Bioabfall in ganz Europa separat gesammelt und kompostiert, so könnten die Treibhausgasemissionen aus der Abfallentsorgung um 30 Prozent gesenkt werden. Außerdem enthält der Kompost als natürlicher Dünger wertvolle Nährstoffe, wie zum Beispiel Phosphor, der für das Pflanzenwachstum und damit für die landwirtschaftliche Lebensmittelproduktion wichtig ist. Phosphor kann nicht synthetisch hergestellt werden, er muss aus Lagerstätten - größtenteils in Übersee - gefördert werden. Und schließlich haben feuchte Küchenabfälle in der thermischen Verwertung einer Müllverbrennung einen so geringen Brennwert, dass sie dort keinen nutzbringenden Einsatzstoff darstellen. Sie erzeugen für die Gemeinden und Bürger jedoch trotzdem die bei der Restabfallentsorgung anfallenden Kosten. Die Kompostierung von Bioabfall ist also eine Verwertungsart, die nicht nur den Wertstoff Kompost erzeugt, sondern dabei auch eine kostengünstige Entsorgungsform für die Kommunen darstellt.
Erste Auszeichnung und Markteinführung in anderen Ländern
Mitte Mai 2013 hat die Swiss Coffee Company für dieses Produktkonzept in Zürich den Innovationspreis IDEE-SUISSE "Golden Idea Award 2013" für einen "innovativen Beitrag zur nachhaltigen Stärkung der schweizerischen Wirtschaft" erhalten.
Als nächstes will das Unternehmen sein Produkt und Konzept in Deutschland, Österreich und den USA einführen. Im Mittelpunkt jeder Markteinführung steht ein tragfähiges Entsorgungskonzept, um das mit der biologischen Abbaubarkeit einhergehende Wertversprechen einzulösen. Die BASF wird dabei behilflich sein. Zurzeit ist es in Deutschland noch nicht flächendeckend gestattet, Lebensmittelverpackungen aus zertifiziert kompostierbarem Kunststoff in der Bioabfalltonne zu entsorgen.
Die beanarella-Kaffeekapsel
Quelle: BASF
Kaffeekapsel-Systeme sind beliebter denn je. Doch bei den meisten Systemen entstehen leider Unmengen an Müll. Kaffeekapseln werden in der Regel aus endlichen Rohstoffen wie Aluminium oder Kunststoffen wie z.B. Polypropylen hergestellt und sind dadurch nicht biologisch abbaubar.
Mit der Entwicklung der beanarella-Kaffeekapseln ist der Swiss Coffee Company und ihren Partnern eine Innovation gelungen. Es sind die ersten Kaffeekapseln der Welt, die das Keimlingsiegel tragen. Diese Zertifizierung steht für eine nachweisliche Kompostierbarkeit.
Die Kapseln sind demnach in einer Kompostieranlage innerhalb von 12 Wochen abgebaut. Bei einem Test in einer Kompostieranlage unter realen Bedingungen waren sie bereits nach 4 Wochen komplett abgebaut. Aus den Kaffeekapseln wird so hochwertiger Kompost gewonnen, der dann wieder der Erde zur Befruchtung der Böden zugeführt wird.
Die beanarella-Verpackung (10 Kapseln á 7 Gramm gemahlener Kaffee für 5,70 CHF) ist derzeit nur in der Schweiz erhältlich.
Kaffee enthält circa 800 verschiedene Aromen. Um diese zu bewahren ist der Schutz vor Sauerstoff bei der Lagerung unabdingbar. Nach der Entwicklung einer kompostierbaren Kaffeekapsel ist mit der kompostierbaren Verpackung der nächste Meilenstein gelungen. Es ist die erste Hochbarriere-Verpackung, die ebenfalls das Keimlingsiegel trägt.
Neben der Kompostierung führt die Swiss Coffee Company mit Partnern die Kaffeeverpackungen auch Biogasanlagen zu. In diesen findet dann ein Vergärungsprozess statt und Gase entstehen, die zu Ökostrom umgewandelt werden. Die sogenannten Gärreste, die bei diesem Prozess übrig bleiben, eignen sich wiederum zur Kompostierung und als Dünger, denn sie enthalten große Mengen an Nährstoffen.
Vervollständigt wird das beanarella-System durch eine Kaffeemaschine für die Kapseln. Sie erlaubt die Zubereitung von Espresso oder Kaffee. Model No.1 verfügt über eine 20 bar Pumpe.
Besser als neu: Additive für werkstoffliches Kunststoff-Recycling
Quelle: BASF
In den Ausführungen von Dr. Christian Lach zu den BASF-Themen der diesjährigen Kunststoff-Messe standen Additive im Mittelpunkt, die zu qualitätsoptimierten Rezyklaten führen sollen.
Die BASF spürt die wachsende Bedeutung des Recycling-Sektors für die Gesellschaft über das steigende Interesse an Spezial-Additiven für die Kunststoff-Wiederverwertung. BASF-Additive erleichtern nicht nur das Recycling, sondern verhelfen manchen Rezyklaten sogar zu besonderen Eigenschaften, die über diejenigen von Neuware hinausgehen: Das Stichwort ist: Up- statt Downcycling - qualitative Auf- statt Abwertung. Damit will die BASF einen Beitrag leisten zu höheren Recyclingquoten.
Additive zur Stabilisierung von Rezyklaten
Hinter werkstofflichem Recycling steckt mehr als bloßes Sammeln und Aufschmelzen. Neuware und rezykliertes Material unterscheiden sich in aller Regel erheblich. Einer von vielen Gründen: Kunststoffe werden im Zuge der Aufbereitung erhitzt und getrocknet, wobei ursprünglich enthaltene Hitzestabilisatoren verbraucht werden. Unbehandelte Rezyklate sind daher meist weniger stabil gegenüber den thermischen Belastungen der Weiterverarbeitung im Vergleich zu Neuware.
Dieses Problem kann durch Zugabe neuer Stabilisatoren gelöst werden. Jede Altkunststoff-Charge hat ihre eigene Vorgeschichte. Doch die BASF verfügt über umfassendes Know-how, um rezyklierte Kunststoffe analysieren und daraufhin optimale, komplementäre Additivpakete entwickeln zu können. Falls ein Einsatz in sensiblen Anwendungsfeldern beabsichtigt ist, können sogar Aussagen über die Einhaltung der Lebensmittelkontaktrichtlinien des neu stabilisierten Materials getroffen werden.
Downcycling durch Verarbeitung und Aufarbeitung
Die Polymerketten des rezyklierten Kunststoffs werden nicht nur bei der Aufarbeitung sondern bereits durch Compoundierung und Verarbeitung hohen Beanspruchungen ausgesetzt, die zu einem Abbau des mittleren Molekulargewichts führen können. Während ihres "aktiven" Lebens kommen weitere Belastungen hinzu, unter anderem durch Alterungsreaktionen, durch Hydrolyse und durch Kontakt mit Säuren, Waschmitteln oder anderen aggressiven Medien.
Auch frische Rezyklate und selbst Abfälle und Fehlchargen aus dem Produktionsprozess konnten daher in der Regel kaum mit den Materialeigenschaften von Neuware mithalten.
Hochwertiges PET mit Joncryl ADR
Ein interessanter Fall ist der Kunststoff PET, den die BASF selbst nicht herstellt. PET kann gerade durch seine Rezyklierbarkeit deutliche Wettbewerbsvorteile gegenüber anderen transparenten Kunststoffen generieren: PET-Flaschen werden bekanntlich weltweit in großer Anzahl gesammelt, zerkleinert, gewaschen und granuliert. Dabei entstehen außer- ordentlich sortenreine Granulate. Daher ist das werkstoffliche PET-Recycling sehr sinnvoll im Vergleich zum Recycling einiger anderer Kunststoffe, die nur mit bedeutend höherem Aufwand in dieser Qualität zu erhalten wären.
Dennoch war auch der Einsatz dieses rezyklierten Polyesters lange Zeit auf einfache Anwendungen wie zum Beispiel die Faserherstellung beschränkt - für die Produktion hochwertiger Verpackungen reichte die Schmelzefestigkeit auf Grund der verringerten Molekül-Kettenlängen nicht mehr aus. Die Folge: Downcycling - also weitere Nutzung nur in Anwendungen von minderer Qualität.
Das Problem zu geringer Schmelzefestigkeiten von PET-Rezyklaten lässt sich mit Hilfe funktioneller Additive der BASF wie Joncryl® ADR lösen. Dabei handelt es sich um sogenannte Ketten-Verlängerer (chain extender), also Moleküle, die sich mit den Enden der gebrochenen Polymerketten verbinden. Sie funktionieren wie ein Klebstoff, der aufgespaltene Polymerketten wieder zusammenfügt und damit auf molekularer Ebene "repariert".
Damit werden nicht nur die ursprünglichen Kettenlängen und damit Schmelzefestigkeiten wieder hergestellt: Je nach Dosierung des Additivs können dabei sogar längere Ketten entstehen als im Ausgangsmaterial vorhanden waren. So lassen sich aus dem wieder aufgebauten Material nicht nur erneut Flaschen sondern sogar Platten herstellen, aus denen man per Tiefziehverfahren Verpackungen produzieren kann - etwa Becher für die Lebensmittelindustrie.
Darüber hinaus kann das Additiv Joncryl ADR dem Recycling-Polyester auch ganz neue Eigenschaften mit auf den Weg geben. Ketten-Extender mit vielen reaktiven Stellen können Polyester-Bruchstücke zu hochverzweigten Polymeren mit hohen Molekular- gewichten verknüpfen, die sich über klassische Polykondensations-Reaktionen gar nicht erst herstellen lassen; sie warten denn auch mit interessanten mechanischen Eigenschaften auf. Joncryl ADR 4300 stattet rezykliertes PET zum Beispiel mit gesteigerten Zugfestigkeiten aus, die sich in Verpackungsbändern oder reißfesten Fasern bewähren.
Erhöhte Alterungs- und Witterungsbeständigkeit
Joncryl ADR ist nur eines von vielen Additiven der BASF, die das Recycling von Kunststoffen erleichtern: Die Mitglieder der Recyclostab®-Produktfamilie erhöhen die Prozess-Stabilität und Alterungsbeständigkeit von Polyolefinen und erlauben so das Recycling von LDPE-Folien und Autobatterie-Gehäusen. Recycloblend®-Produkte werden zum Beispiel zur Rezyklierung von PP/EPDM-Stoßfängern und Stoßstangen eingesetzt, die auf Grund ihrer Größe und leichten Demontierbarkeit eine weitere gute Quelle für das werkstoffliche Recycling sind. Recyclossorb® kommt unter anderem in der Wiederverwertung von HDPE aus Getränkekisten zum Einsatz. Dieses Produkt steigert die Witterungsbeständigkeit von Polyolefinen und ermöglicht so den Außeneinsatz von Rezyklaten.
Basierend auf ihrem Formulierungs- und Formgebungs-Know-how bietet die BASF neben den Standardprodukten auch kunden- spezifische Formulierungen an, die auf die speziellen Anforderungen der jeweils vorgesehenen Verwendung der Rezyklate abgestimmt sind.
Alle diese Produkte für das Recycling zeichnen sich außerdem durch eine ausgesprochen hohe Anwenderfreundlichkeit aus - was in der Recyclingbranche mit ihren vielen kleineren Unternehmen ein wichtiges Kriterium ist.
Prozess-Additiv Irgatec
Seit kurzem erkundet die BASF darüber hinaus Technologien zur Steuerung der Viskosität von Polyolefin-Additives mit Hilfe des Prozess-Additives Irgatec®. Die Viskosität von Polypropylen-Rezyklaten kann - unter anderem auf Grund der Beimischung von Fremdpolymeren - sehr unterschiedlich ausfallen. Klassischerweise setzt man zur Einstellung der Fließfähigkeit in der reaktiven Extrusion bislang Peroxide zu, die aber schwierig zu handhaben sind. Die Irgatec-Technologie ist deutlich sicherer und einfacher zu nutzen, da sie auf einer anderen Chemie basiert.
Mehr Kunststoff-Verwertung in Europa
Auch in Zukunft wird sich die BASF weiter mit konkreten Angeboten für die Recycling-Branche im Markt positionieren. 2011 wurden laut PlasticsEurope 2,4 Prozent mehr Kunststoffe in den Müll gegeben als im Jahr davor, in Europa insgesamt gut 25 Millionen Tonnen. Knapp 60 Prozent davon wurden bereits wiederverwertet. Die restlichen 40 Prozent, immerhin 10 Millionen Tonnen, wurden bislang auf Deponien verbracht. Dieser Schatz soll allerdings bald gehoben werden: Erst Anfang 2013 hat die Europäische Kommission beschlossen, dass bis zum Jahr 2020 keine Kunststoffe mehr auf Deponien abgelagert werden sollen.
(st)
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