Produktschutz und Recyclingfähigkeit
Materialwahl für ökologische Verpackungen
Der Recyclingkreislauf von Papier und Pappe funktioniert: In Deutschland werden über 90 Prozent der gesammelten Abfälle wieder zu Papierprodukten verarbeitet.
Quelle: Gerhard Schubert GmbH
Beim Verpackungsmaterial die richtige Entscheidung zu treffen, ist für Hersteller eine Herausforderung. Faktoren wie Produktschutz, Maschinengängigkeit, Umweltfreundlichkeit, Wirtschaftlichkeit und Verbrauchererwartungen müssen unter einen Hut gebracht werden. Dabei ist ein scheinbar nachhaltiges Material nicht unbedingt auch die ökologischste Lösung. Der Verpackungsmaschinenhersteller Schubert baut deshalb seit einigen Jahren eine umfassende Expertise auf, die er in Zukunft seinen Kunden verstärkt zugutekommen lassen will.
Das Image von Verpackungen ist bei Verbrauchern in den letzten Jahren irgendwo zwischen mangelhaftem Recycling, vermüllten Meeren und Klimaerwärmung gestrandet. Besonders Kunststoff steht aufgrund des Mikroplastiks in der Umwelt hart in der Kritik. Das macht sich am Point of Sale bemerkbar und wirft bei Herstellern von Konsumgütern wie Lebensmitteln, Kosmetik oder Süßwaren viele Fragen auf. Doch so einfach wie die Vorstellung vom bösen Kunststoff und vom guten Papier ist die Gleichung eben doch nicht. Das dem Endkunden einerseits verständlich zu vermitteln und ihm trotzdem in seinen Wünschen entgegenzukommen ist schwer – aber noch schwerer ist es, diesen Wandel als Hersteller wirtschaftlich zu meistern.
Dabei zeigt eine aktuelle Studie* der Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung GVM, dass die Branche in den letzten drei Jahrzehnten bereits einen erheblichen Anteil des Materialaufkommens durch leichtere Verpackungen eingespart hat. Im Jahr 2020 waren das rund 1,6 Millionen Tonnen. Parallel dazu haben sich aber die Produktwelt und das Verbraucherverhalten so stark geändert, dass der Gesamtverbrauch an Verpackungen dennoch gestiegen ist. Mit dem Green Deal der Europäischen Union gesellt sich jetzt zum Wunsch nach weniger Verpackungen auch noch die Anforderung an die Recyclingfähigkeit, spätestens im Jahr 2035.
In Deutschland hat es der Karton in diesem Zusammenhang leicht, denn hier funktioniert der Recyclingkreislauf von Papier und Pappe sehr gut: Über 90 Prozent der gesammelten Abfälle werden wieder zu Papierprodukten verarbeitet. Innerhalb der EU sind es immerhin noch über 70 Prozent. Auch deshalb hat der Trend „Karton statt Kunststoff“ schon deutliche Spuren in der Produktwelt hinterlassen, beispielsweise bei Trays, Manschetten oder weiteren Sekundärverpackungen. Neuestes Ziel der umweltfreundlichen Verwandlungen sind unter anderem Blister-Verpackungen und Schachteln, die ganz ohne Leim halten. Auch papierbasierte Lösungen, zum Beispiel als Folie, zählen dazu, denn wenn der Fremdanteil im Material nicht zu hoch ist, darf die Verpackung in der Papiertonne landen und wird in das Recycling eingespeist.
Mehrere Trends bei Kunststoff
Bei den Kunststoffverpackungen zeichnen sich ebenfalls Markttrends in Richtung Nachhaltigkeit ab. Viele Hersteller arbeiten bei Trays, Flaschen und Folien mit dünneren Materialien, erhöhen den Recycling- oder Biomasseanteil in den Verpackungen oder versuchen, Nachfüllpackungen und Mehrwegsysteme zu etablieren. Das Problem und gleichzeitig die Ursache für das negative Image von Plastik sind allerdings die mangelhaften Wertstoffkreisläufe und die verwirrenden Kennzeichnungen, von biobasiert über bioabbaubar bis kompostierbar. Denn was auf den ersten Blick ökologisch wirkt, kann sich je nach Entsorgung und Recyclingprozess doch wieder als Müllproblem herausstellen. Selbst die gewissenhafte Mülltrennung in deutschen Haushalten garantiert also nicht, dass Kunststoffverpackungen wirklich recycelt werden – hier weist der angestrebte Kreislauf noch einiges an Lücken auf.
Recycling – eine Wissenschaft für sich
Papierbasierte Verpackungen dürfen in die Papiertonne, wenn der Fremdanteil im Material nicht zu hoch ist.
Quelle: Gerhard Schubert GmbH
Eine der Ursachen ist die Art der Verwertung: Bisher arbeiten die Entsorgungsunternehmen mit rein mechanischen Recyclingprozessen. Werden also Abfälle aus verschiedenen Kunststoffen in denselben Prozess eingespeist, entsteht häufig ein geringerwertiges Material, das sich nicht wieder zu einer ähnlichen Verpackung verarbeiten lässt. Verbundlösungen wie Folien lassen sich außerdem nicht recyceln – hier bleibt nur die Verbrennung. Abhilfe schaffen Verpackungslösungen aus Monomaterialien, sodass die gesamte Verpackung gezielt in einen Recyclingprozess laufen kann, dessen Ergebnis ein sortenreines Kunststoffgranulat ist.
Auch das Papierrecycling macht dabei keine Ausnahme. Denn die neuen papierbasierten Materialien verhalten sich in den Recyclingprozessen sehr unterschiedlich. Um die für den Produktschutz notwendigen Barriere- oder Siegeleigenschaften zu generieren, wird das Papier entweder kaschiert oder beschichtet. Beim Aussieben der in Wasser gelösten Papierfasern bleibt bei kaschierten Papieren aber ein großer Teil der Fasern an der hauchdünnen Folie hängen. Das sorgt für hohe Materialverluste und drückt die Recyclingquote nach unten. Beschichtete oder wasserbeschichtete Papiere dagegen lassen sich deutlich besser vom Fremdanteil trennen.
Konsequenzen für Verpackungslösungen
Die komplexen Zusammenhänge zwischen den Materialeigenschaften, dem Sammeln der Abfälle und der Verwertung machen es Unternehmen schwer, eine fundierte und wirtschaftlich sinnvolle Entscheidung für oder gegen ein bestimmtes Verpackungsmaterial zu treffen – erst recht, da selbst in der EU bis dato große Unterschiede in der Abfallentsorgung zwischen den Ländern herrschen. Um eine gute Verpackungslösung zu finden, müssten sich die Hersteller im Grunde bei jedem einzelnen Produkt fragen, für welchen Markt es ist, wie die Verbraucher die Verpackungen entsorgen und was anschließend damit passiert. Dazu kommt die wichtige Frage, ob das angedachte Verpackungsmaterial und Verpackungsdesign auch für einen automatisierten Verpackungsprozess geeignet sind. Eine herausfordernde Aufgabe für ein produzierendes Unternehmen, die aber in enger Abstimmung mit dem Packmittelproduzenten und dem Automatisierungsexperten gelöst werden kann.
So baut beispielsweise der Verpackungsmaschinenhersteller Schubert deshalb seit einigen Jahren seine Expertise im Bereich Materialien konsequent aus. Laura Gascho, Kunststoffingenieurin in der Anwendungstechnik bei der Gerhard Schubert GmbH, erklärt dazu: „Wir möchten unsere Kunden bei der Materialwahl ebenso unterstützen wie bei der Konzeption einer Verpackungsmaschine.“ Dafür werden verschiedenste Verpackungsmaterialien bei Schubert gesammelt und im Schubert-Technikum auf ihre maschinentauglichen Eigenschaften geprüft. Bei Bedarf können die Materialien außerdem im hauseigenen Labor genauestens untersucht werden. „Zu unseren Laboruntersuchungen zählen physikalische und chemische Analysen, Reibwertmessungen, Zugversuche und einiges mehr. Den Aufbau eines Materials prüfen wir mit hauchfeinen Querschnitten unter einem digitalen Mikroskop“, berichtet Laura Gascho. „Als nächstes schaffen wir ein Analysegerät an, um die Art der Kunststoffe und deren Anteil in einem Material genau bestimmen zu können.“ So kann der Maschinenhersteller aus seinem Pool an marktgängigen Materialien den Kunden in Zukunft Muster zeigen und sie bei der Auswahl umfassend und unabhängig beraten. Dazu gehört auch die Entwicklung alternativer Verpackungen aus Karton. „Mit jedem realisierten Projekt vergrößert sich unsere Wissensbasis zum Vorteil unserer Kunden“, sagt Laura Gascho.
Maschinengängigkeit ist unabdingbar
Unerlässlich für den Aufbau des Materialpools sind kompetente Partner aus dem Bereich Verpackungsmaterialien und Verpackungsdruck. Schubert arbeitet schon seit längerem mit vielen Materialherstellern und Packmittelproduzenten zusammen und will die Partnerschaften weiter ausbauen. Die Testmöglichkeiten im Schubert-Technikum direkt an einer Verpackungsmaschine sind nicht nur für Kunden, sondern auch für die Materialentwickler bereichernd. „Hier können wir ganz neue Lösungen wie zum Beispiel den Papierpulp ausprobieren und ausführlich prüfen“, erzählt Laura Gascho. „Die Partnerschaften sind für uns sehr wichtig, im intensiven Austausch lernen wir viel voneinander.“
Priorität hat bei Schubert die Maschinengängigkeit, denn die Recyclingfähigkeit des Materials ist bereits vom jeweiligen Hersteller vorgegeben. Bei Schlauchbeutelverpackungen testen die Schubert-Experten unter anderem die Siegelfähigkeit, die Reißfestigkeit und die Veränderung der Verpackungsgrößen. Zunächst wird das mit den bereits verfügbaren Schubert-Technologien durchgeführt, bei Bedarf werden aber auch neue Komponenten wie zum Beispiel Roboterwerkzeuge oder eine Formschulter für die Erzeugung eines Schlauchbeutels extra entwickelt. „Gerade die Siegelung von Monomaterialien oder papierbasierten Folien ist nicht leicht. Hier ist sehr viel zu beachten“, betont Laura Gascho. „Dazu gehören die Papierdicke, der Strich und die Bedruckung, aber vor allem auch die Siegelzeit. Papier braucht entweder viel Zeit oder viel Hitze beim Siegelvorgang. Monomaterial ist noch empfindlicher, es verbrennt sehr leicht.“
Monomaterialien für vollständige Recyclingkreisläufe
Monomaterialien wie in diesem Beispiel eignen sich durch das sortenreine Recycling am besten, um einen vollständigen Wertstoffkreislauf zu erreichen.
Quelle: Gerhard Schubert GmbH
Eins gibt die Verpackungsexpertin Laura Gascho aber bei aller Nachhaltigkeitsdiskussion zu bedenken: „Auf Kosten der Haltbarkeit den Kunststoff zu eliminieren sehen wir bei Schubert kritisch. Denn der CO2 Ausstoß von Produkten entsteht vor allem bei der Herstellung und Verarbeitung der Rohmaterialien. Die Verpackung macht nur einen Bruchteil davon aus. Und sie sorgt dafür, dass empfindliche Lebensmittel den Transport unbeschadet überstehen und auch beim Verbraucher zuhause länger frisch bleiben. Hätten wir keine Verpackungen, wäre der ökologische Schaden ungleich größer.“ Deshalb ist es Schubert umso wichtiger, seinen Kunden wirklich nachhaltige Lösungen im Sinne eines Wertstoffkreislaufs anbieten zu können. „Monomaterialien sind für uns der wichtigste Trend. Damit lassen sich vollständige Recyclingkreisläufe aufbauen, sowohl bei Papier als auch bei Kunststoff“, ist Laura Gascho überzeugt. Würden Kunststoffe sortenrein getrennt und vollständig recycelt, müssten kaum neue Kunststoffe aus fossilen Rohstoffen hergestellt werden. Gleichzeitig könnten die wichtigen Barrierefunktionen für die Haltbarkeit von Lebensmitteln unbedenklich weiter genutzt werden. Ein Ziel, dem das Familienunternehmen Schubert im Sinne seiner Nachhaltigkeitsstrategie Mission Blue nachzukommen gedenkt.
[*] „Entwicklung von Konsumverhalten, Aufkommen und Materialeffizienz von Verpackungen“, Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung GVM, Mai 2022
Die Gerhard Schubert GmbH ist weltweit anerkannter Marktführer für Top-Loading-Verpackungsmaschinen (TLM). Das Familienunternehmen aus Crailsheim (Baden-Württemberg, Deutschland) setzt bei seinen digitalen, roboterbasierten Verpackungsmaschinen auf ein Zusammenspiel von einfacher Mechanik, intelligenter Steuerungstechnik und hoher Modularität. Mit dieser Philosophie und einer eigenen Innovationskultur beschreitet das Unternehmen seit über 50 Jahren völlig eigenständige technologische Wege. Gegründet im Jahr 1966 beschäftigt die heute in zweiter Generation geführte Unternehmensgruppe 1.500 Mitarbeiter.
(kb)
