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16.08.2022
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Fallstricke auf dem Weg zur Monomaterial-Verpackung

Circular Economy
Monomaterial-Verbunde gelten als einer der Schlüssel zur besseren Recyclingfähigkeit von Kunststoff-Verpackungen. Aber sie können herkömmliche Multimaterial-Verbunde nicht ohne weiteres ersetzen. Worauf Produzenten achten sollten.

Je sortenreiner ein Recyclingmaterial ist, desto leichter kann es wiederverwertet werden. Das beste Beispiel dafür sind PET-Flaschen, für die es seit vielen Jahren einen etablierten Recyclingstrom gibt. Verpackungen bestehen aber häufig aus mehreren Rohstoffen, ob aus unterschiedlichen Kunststoffen oder gar aus Papier, Aluminium und Kunststoffen. Dieser Materialmix ist beim Recycling nicht oder nur sehr aufwändig voneinander zu trennen – oft bleibt dann nur Downcycling, also die Wiederaufbereitung zu einem Produkt geringerer Qualität. Leichter im Kreislauf halten lassen sich Monomaterial-Verpackungen. Diese sind beispielsweise aus mehreren Folien aufgebaut, deren Rohstoffe aber aus einer Materialklasse stammen. Beim Wechsel auf solche Monomaterial-Folienverbunde gibt es allerdings einige Anforderungen, die Hersteller kennen sollten:

Definition Monomaterial-Verpackung

Eine Verpackung gilt als Monomaterial, wenn sie lediglich aus einem Grundrohstoff besteht, beispielsweise entweder aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP). Sie kann sich allerdings aus verschiedenen Schichten des Grundmaterials zusammensetzen, die jeweils unterschiedliche Verpackungsfunktionen übernehmen, etwa Festigkeit. Auch ein geringer Anteil an Fremdstoffen ist möglich, solange er das Recycling nicht behindert.

Verpackungs-Eigenschaften sicherstellen


Es reicht nicht, dass Monomaterial-Folienverbunde recycelbar sind, vor allem müssen sie auch die technischen Ansprüche der Verpackungsindustrie erfüllen. Dafür gewährleisten Folien und Schichten aus unterschiedlichen Rohstoffen die mechanischen und optischen Materialeigenschaften – beispielsweise die Steifigkeit der Folie für die nötige Stabilität von Standbodenbeuteln oder den Glanz.


Barriereschutz bieten


Außerdem müssen Monostrukturen in der Lage sein, zuverlässig Barrierefunktionen zu gewährleisten, etwa die Sperrwirkung gegenüber Sauerstoff, Dämpfen und Aromastoffen. Der veränderte Ressourceneinsatz darf zum Beispiel nicht zu Lasten der Haltbarkeit von Lebensmitteln gehen.


Weiterverarbeitung ermöglichen


Auch muss sich der Monomaterial-Verbund in einem stabilen Prozess ohne Produktivitäts-Einbußen herstellen und schlussendlich gut zu einer Verpackung weiterverarbeiten lassen. Dazu zählt, dass Verarbeiter die Folien bedrucken oder laminieren können – ohne dass sie dafür ihren Produktionsprozess umstellen müssen.

Monomaterial Design: Anforderungen der Folie sind entscheidend

„Es gibt zahlreiche Fragen, die bei einer Umstellung von Mehrmaterial- auf Monomaterial-Verbunde zu bedenken sind“, sagt Dr. Christoph Lettowsky, Senior Application Manager bei Reifenhäuser Blown Film. „Die Antworten hängen von den späteren Anforderungen an die Folie ab."  Für flexible Verpackungen wie Standbodenbeutel sind PE-Monomaterial-Verbunde (All-PE-Folie) zum Beispiel eine vielversprechende Alternative zu Folienverbunden aus mehreren Rohstoffen. Verschiedene PE-Schichten übernehmen hier die unterschiedlichen Funktionen, die für die Weiterverarbeitung und die spätere Verpackung wichtig sind.

Herstellen lassen sich solche Folienverbunde mithilfe der Verstrecktechnologie EVO Ultra Stretch für Blasfolienanlagen von Reifenhäuser. Dabei wird die sonst für die Stabilität benötigte PET-Folie durch eine verstreckte PE-Folie ersetzt. Möglich macht das eine fünf- bis sechsfache Stretckrate, die PE-Folien völlig neue mechanische Eigenschaften verleiht. Eine Anpassung der weiteren Verarbeitungsprozesse, wie Bedrucken, Laminieren und Konfektionieren ist nicht notwendig. Auch lassen sich der verstreckten Folie Barrierestoffe beimischen, sofern sie sich mit dem Recyclingprozess vertragen.

Herkömmliche Standbodenbeutel bestehen aus Folien unterschiedlicher Rohstoffe.

Verstreckte PE-Folie kann die optischen und mechanischen Eigenschaften von PET-Folie ersetzen.

Monomaterial Pouch: Reckeinheit als Schlüssel zum Erfolg

Auch andere Rohstoffe lassen sich mit der EVO Ultra Stretch Reckeinheit verstrecken – stabiler und effizienter als mit alternativen Verfahren. Grund dafür ist die patentierte Position der EVO Ultra Stretch Reckeinheit direkt im Abzug der Blasfolienanlage: Die noch extrusionswarme Folie wird direkt nach der Flachlegung gestreckt. Gleichzeitig verlängert sich die Abkühlphase bis zum Wickeln, was der Folie die nötige Zeit gibt, ihre neuen Eigenschaften anzunehmen.

“Das Verstrecken ist aber nicht trivial“, erläutert Dr. Lettowsky. „Es gibt eine Reihe von Maschinenparametern, die korrekt einzustellen sind, zudem braucht es ein gewisses Rezeptur-Know-how, da man nicht jeden Werkstoff gleich gut verstrecken kann.“ Reifenhäuser hat diesbezüglich in den vergangenen Jahren viele Erfahrungen im unternehmenseigenen Technikum und in Kooperation mit Kunden gesammelt und berät und begleitet Kunden auf diesem Weg.

Vorteile der Verstreckung

Durchstoßfestigkeit
Steifigkeit
Weiterreißfestigkeit
Barriereeigenschaften
Atmungsaktivität
Materialeinsparung
Glanz
Transparenz
Planlage