Warum neue Materialien die Produktion herausfordern

Die Konsequenz: Immer mehr Unternehmen setzen auf Monomaterialien, papierbasierte Verpackungen oder biobasierte Kunststoffe. Doch in der praktischen Verarbeitung stoßen viele dieser Materialien an ihre Grenzen.

Materialinnovation trifft Produktionsrealität

Neue Verpackungsmaterialien bringen eine zentrale Herausforderung mit sich: Sie verändern die Produktionsprozesse. Monomaterialien etwa sind zwar gut recycelbar, reagieren jedoch deutlich sensibler auf thermische Belastungen. Papierbasierte Verpackungen enthalten nur noch minimale Kunststoffanteile und verlieren damit wichtige Verarbeitungseigenschaften. Gleichzeitig fallen etablierte Lösungen wie Aluminiumbarrieren zunehmend weg.

Das Ergebnis:

• engere Prozessfenster
• höhere Materialempfindlichkeit
• steigende Anforderungen an die Siegelqualität

Viele dieser Materialien stoßen bei klassischen Verfahren wie dem Heißsiegeln an ihre Grenzen. Die notwendige externe Hitze kann zu Verformungen, optischen Mängeln oder undichten Nähten führen.

Damit wird deutlich: Die Herausforderung liegt nicht mehr primär im Material selbst – sondern in seiner Verarbeitbarkeit.

Ausschuss, Qualität und Kosten: Die unterschätzten Folgen

Die Auswirkungen zeigen sich direkt in der Produktion: Undichte Verpackungen gehören zu den häufigsten Ursachen für Ausschuss. Untersuchungen der IVLV (Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung) zeigen, dass Verunreinigungen im Siegelbereich die Nahtfestigkeit erheblich reduzieren können – in Einzelfällen um bis zu rund 80 %. 

Die Folgen können gravierend sein:

• erhöhte Ausschussraten
• Lebensmittelverluste
• steigende Kosten
• schlechtere Nachhaltigkeitsbilanz

In vielen Fällen werden Fehler erst spät erkannt – etwa beim Transport oder im Handel. Ganze Chargen müssen dann entsorgt werden, obwohl ein Großteil der Produkte eigentlich einwandfrei ist.

Nachhaltigkeit scheitert in solchen Fällen nicht an der Idee, sondern an der Umsetzung.

Energie und Effizienz: Ein oft unterschätzter Hebel

Neben Material und Qualität spielt auch der Energieverbrauch eine zentrale Rolle. Konventionelle Siegelverfahren beispielsweise arbeiten mit dauerhaft erhitzten Werkzeugen. Das führt nicht nur zu einem hohen Energiebedarf, sondern auch zu Verlusten durch Abwärme.

Vergleichsrechnungen zeigen, dass beim Einsatz präziser Fügetechnologien erhebliche Energieeinsparungen möglich sind – in konkreten Anwendungen wurden Einsparpotenziale von bis zu 80 % gegenüber konventionellen Verfahren ermittelt.

Für Unternehmen bedeutet das:

• geringere Betriebskosten
• stabilere Prozesse
• bessere Umweltbilanz

Nachhaltigkeit wird damit nicht nur zur ökologischen, sondern auch zur wirtschaftlichen Frage.

Neue Anforderungen an Technologie und Prozesse

Die Entwicklung zeigt klar: Mit neuen Materialien steigen die Anforderungen an die Produktion.

Gefragt sind Lösungen, die

• empfindliche Materialien schonend verarbeiten,
• stabile und dichte Verbindungen ermöglichen,
• Prozessschwankungen ausgleichen,
• Energie effizient einsetzen.

Gleichzeitig wird deutlich, dass Standardlösungen oft nicht mehr ausreichen.

Die Verarbeitung nachhaltiger Materialien erfordert zunehmend eine anwendungsspezifische Anpassung von Prozessen und Parametern.

In der Praxis bedeutet das:

• umfangreiche Materialtests
• präzise Prozessdefinition
• kontinuierliche Überwachung der Produktion

Technologie wird damit stärker zum Enabler für Nachhaltigkeit.

Welche Technologien funktionieren?

Vor diesem Hintergrund rücken Fügetechnologien in den Fokus, die ohne externe, großflächige Wärmeeinbringung arbeiten und den Energieeintrag präzise steuern können.

Ein Ansatz, der sich in der Praxis bewährt, ist das Ultraschallsiegeln.

Im Unterschied zu thermischen Verfahren entsteht die notwendige Wärme hierbei nicht von außen, sondern direkt im Inneren der Materialschichten – durch mechanische Schwingungen. Dadurch lassen sich auch empfindliche Materialien wie Monofolien, papierbasierte Verbunde oder biobasierte Kunststoffe schonend und reproduzierbar verbinden.

Das bringt mehrere Vorteile in der Verarbeitung:

• geringere thermische Belastung der Materialien
• stabile und dichte Nähte auch bei sensiblen Strukturen
• größere Prozessfenster trotz anspruchsvoller Materialeigenschaften
• reduzierte Ausschussraten, insbesondere bei Produktresten im Siegelbereich
• präziser Energieeinsatz durch kurze, gezielte Aktivierung

Gerade bei neuen Materialgenerationen zeigt sich, dass solche Verfahren weniger anfällig für typische Probleme wie Verzug, Schrumpfung oder optische Beeinträchtigungen sind.

Gleichzeitig ermöglichen sie eine stabilere Prozessführung – ein entscheidender Faktor, wenn Produktionslinien mit hohen Taktraten und geringen Toleranzen arbeiten.

Damit wird deutlich: Nicht jede Technologie ist gleichermaßen geeignet, die Anforderungen nachhaltiger Verpackungslösungen zu erfüllen. Entscheidend ist die Fähigkeit, Materialeigenschaften und Prozessanforderungen in Einklang zu bringen.

Wie lassen sich alternative Materialien effizient verarbeiten?

Maschinengängigkeit statt nur CO₂-Fußabdruck: Prof. Marek Hauptmann zeigte auf der Packaging Machinery Conference 2025, welche Herausforderungen und Lösungsansätze beim Einsatz alternativer nachhaltiger Verpackungsmaterialien bestehen – und warum Daten der Schlüssel sind.

Fazit: Nachhaltigkeit entscheidet sich in der Produktion

Der Wandel hin zu nachhaltigen Verpackungen ist unumkehrbar. Doch er stellt Unternehmen vor eine zentrale Herausforderung: Nachhaltigkeit muss sich auch produzieren lassen.

Neue Materialien allein reichen nicht aus. Erst wenn sie sich stabil, effizient und wirtschaftlich verarbeiten lassen, entsteht echter Mehrwert. Für die Branche bedeutet das einen Perspektivwechsel: Nicht nur das „Was“ (Material), sondern vor allem das „Wie“ (Prozess) entscheidet über den Erfolg.

Oder anders gesagt: Die Zukunft der Verpackung wird nicht nur durch Materialien bestimmt – sondern durch die Fähigkeit, sie zuverlässig zu verbinden. Und genau hier entscheidet sich, welche Technologien sich langfristig durchsetzen.