(Bild: Syntegon)
Erstverpackungen aus Papier kommen seit über hundert Jahren für verschiedene Anwendungen zum Einsatz. Für Produkte mit sehr geringen Barriereanforderungen, beispielsweise einfachem Lichtschutz, eignen sich Verpackungen aus reinem Papier. Dazu zählen sowohl geklebte Schlauchbeutel für Mehl und Zucker als auch Faltschachteln für Nudeln. Diese können problemlos über den Altpapierstrom recycelt werden.
Einen höheren Barriereschutz bietet Papier mit aufgetragener Funktionsschicht. Beispiele finden sich in Getränkebechern oder an der Frischetheke im Supermarkt für Fleisch, Käse und Aufschnitt. Die Laminatschicht besteht in der Regel aus Kunststoff. Hierfür gibt es bereits recyclingfähige und kompostierbare Laminate, beispielsweise aus Stärke. Ist die Laminatschicht dünn genug, wird das Packmittel als Monomaterial kategorisiert und kann auch über den Altpapierstrom recycelt werden.
Monomaterial ist nicht gleich Monomaterial
Diese Kategorisierung ist länderabhängig: In Deutschland gilt ein Packmittel, das zu mindestens 95 Prozent aus einem Hauptmaterial besteht, als Monomaterial. Das gilt auch für Papiere, die für das Recycling im Papierstrom zugelassen sind. In Schweden liegt der zugelassene Anteil an Fremdmaterial viel höher, nämlich bei 50 Prozent. In vielen europäischen Ländern liegt die Kategorisierung eines Monomaterials zwischen 50 und 85 Prozent; die USA orientiert sich an der 85-Prozent-Schwelle. Das heißt, Papierverbundstoffe müssen nur zu 50 bis 85 Prozent aus Papier bestehen, um als Monomaterial klassifiziert und über den Papierstrom verwertet zu werden. Beim Recycling wird das Fremdmaterial von dem Papier getrennt und separat entsorgt. Während diese Art des Recyclings zwar auch in Deutschland technisch möglich ist, gilt hier die engere Monomaterial-Definition der Verpackungsverordnung. Dennoch ist eine länderspezifische Betrachtung nötig, um eine optimale Packstoffauswahl – unter den Gesichtspunkten Nachhaltigkeit und Produktschutz – zu treffen.
Trennbare Erstverpackungen, wie der Drei-Komponenten-Becher für Joghurt, haben sich inzwischen auf dem Markt etabliert. Sie bestehen aus einem dünnen Kunststoffbecher, der mit dem Produkt befüllt wird und als Barriere dient, sowie einem aufreißbaren Kartonmantel, der Stabilität verleiht und die bedruckbare Außenhülle darstellt. Die dritte Komponente stellt die Platine dar, mit der der Becher fest verschlossen wird. Diese Verpackungsart reduziert den Einsatz von Kunststoff beträchtlich und ermöglicht ein einfaches Recycling der verschiedenen Komponenten: diese bestehen jeweils aus einem Monomaterial und sind einfach voneinander zu trennen, beziehungsweise gar nicht erst fest miteinander verbunden. Voraussetzung ist, dass der Endkonsument sie voneinander trennt und entsprechend entsorgt.
Papierverpackungen von morgen
Die Anwendungsmöglichkeiten für Papier in der Erstverpackung sind bei Weitem nicht ausgeschöpft. Syntegon Technology, ehemals Bosch Packaging Technology, hat es sich zum Ziel gesetzt, die gängigen Kunststoffverpackungslösungen auch mit Papier nutzbar zu machen. Der Maschinenhersteller arbeitet an mehreren Projekten: der Ausrichtung der Verpackungstechnik auf Schlauchbeutel aus Papier; dem Einsatz von Vollpapierlösungen für flüssige und viskose Produkte, beispielsweise Joghurt; und an diversen technischen Lösungen, die ein Neudenken der Papierverpackung anstoßen. Diese Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten sollen sicherstellen, dass Papierverpackungen in puncto Leistungsfähigkeit und Produktschutz Kunststoffverpackungen ersetzen können.
Schlauchbeutel aus Papier
Die Herstellung von Schlauchbeuteln aus Papier birgt besondere Herausforderungen: Bei der Beutelformung entstehen große Abzugskräfte, die das Material beschädigen können. Es gilt, das Papier möglichst schonend zu führen. Auch in Bezug auf die Siegelfähigkeit ist ein Wechsel von Kunststoff- zu Papierfolien nicht unproblematisch. Das Packmittel muss sehr schnell dicht gesiegelt werden – vor allem auf vertikalen Maschinen, bei denen das Gewicht des abgefüllten Produktes auf der Siegelnaht lastet. Bei der Siegelung spielen die drei Parameter Zeit, Temperatur und Druck eine Rolle. Die Siegelzeit wird von der Produktionsgeschwindigkeit vorgegeben; die Temperatur von den Materialeigenschaften des Packmittels. Der Parameter Druck ermöglicht mehr Spielraum – es muss lediglich darauf geachtet werden, dass das Material nicht beschädigt wird und der Druck groß genug ist, um die Siegelung dicht zu machen.
Ohne Leistungseinbuße formen und siegeln
Die größte Herausforderung beim Einsatz von Papier stellt die gewünschte Produktionsleistung dar. Auf horizontalen Schlauchbeutelmaschinen beispielsweise laufen Kunststofffolien mit Kaltsiegelverschluss bei einer Geschwindigkeit bis 800 Stück pro Minute. Um vergleichbare Geschwindigkeiten mit Papier zu erreichen, sind Weiterentwicklungen insbesondere im Bereich der Papierformung und bei Heißsiegelmedien erforderlich. In ersten Versuchen auf Produktionsmaschinen ist dies Syntegon Technology gelungen: die Tests beweisen, dass die Herstellung von Schlauchbeuteln aus kaltsiegelfähigem Papier funktioniert – sogar ohne Geschwindigkeitseinbuße. Darüber hinaus erprobt Syntegon Technology in Zusammenarbeit mit Packmittelherstellern die Umsetzung weiterer Packformen aus Papier mit Barriere- und Siegelschicht, beispielsweise der Doy-Packung auf vertikalen Schlauchbeutelmaschinen. Ziel ist und bleibt es, mit Papierverpackungen dieselbe Vielfalt an Packstilen wie mit Kunststoff dazustellen.
Bereits auf dem Markt ist das in Zusammenarbeit mit dem Papierhersteller Billerud Korsnäs 2015 entwickelte System, um Lebensmittel auf vertikalen Schlauchbeutelmaschinen in Papier zu verpacken. Diese erste gesiegelte Papierverpackung eignet sich für trockene Nahrungsmittel wie Teigwaren, Getreide oder Zucker und muss bezüglich Produktschutz und Staubdichte keine Kompromisse eingehen. Das FSC- oder PEFC-zertifizierte Papier ermöglicht den nachhaltigen Charakter – vom Rohstoff bis zur Wiederverwertung.
Vollpapierlösung für Joghurtbecher
Der Papierbecher kommt seit über 25 Jahren in der Verpackung zum Einsatz – vor allem bei Produkten, die einen niedrigen Barriereanspruch haben. Flüssige und viskose Produkte mit hohen Barriereanforderungen, insbesondere Molkereiprodukte, werden herkömmlicherweise in Kunststoffbechern abgefüllt und mit einer Aluminium- oder Kunststoffplatine (Deckel) gesiegelt. Allerdings ist der Anspruch auch hierfür, eine nachhaltige Verpackung, beispielsweise Papierbecher, einzusetzen. Hierzu wird auf der Innenseite des papierbasierten Bechers eine dünne Kunststoffschicht aufgetragen. Diese schützt das Produkt vor äußeren Einflüssen, verhindert das Aufweichen des Bechers und kann leicht mit der Platine gesiegelt werden.
Die Verarbeitung von Papierbechern ist jedoch nicht unproblematisch: Papier verhält sich anders als Kunststoff, und das kann leichter zu Störungen führen. Auch hier ist der Maschinenbauer gefragt: Syntegon Technology optimiert seine Maschinen für die Verarbeitung von papierbasierten Bechern. Darüber hinaus erprobt das Unternehmen gemeinsam mit Packmittelherstellern und Molkereien den Einsatz von Papierplatinen, um so dem Markt eine Vollpapierlösung liefern zu können.
Papierverpackungen neu denken
Es geht jedoch nicht allein darum, bestehende Verpackungsformate aus Kunststoff in Papier darzustellen. Vielmehr lässt sich der potenzielle Anwendungsbereich von Papierverpackungen weiter ausschöpfen, wenn neue Denkweisen und technologische Innovationen hinzukommen.
Ein Beispiel findet sich in der Zusammenarbeit zwischen Syntegon Technology und Billerud Korsnäs im Rahmen der Paper Form Technologie. Das neue Verpackungskonzept Shaped Paper Pods demonstriert die Möglichkeiten, mit einer wertigen und attraktiven Portionsverpackung Nachhaltigkeit und Innovation auszustrahlen. Die Einsatzmöglichkeiten reichen von stückigen bis hin zu viskosen Produkten; in puncto Form und Design sind – im Rahmen der Physik – der Fantasie fast keine Grenzen gesetzt. Mit „Pearl“ – einem muschelförmigen, fein geprägten Packbeispiel – demonstrierten Bosch Packaging Technology, seit Januar 2020 Syntegon Technology, und Billerud Korsnäs bereits 2019, wie sich solch eine Packung präsentieren kann. Sie besteht aus dem 3-D-formbaren, papierbasierten Material Fibre Form, das auf den Maschinen von Syntegon Technology zu einer Portionspackung verarbeitet wird – mit oder ohne Barriere- und Siegelschicht. Damit wird der Kunststoffanteil weiter reduziert.
Neue Lösungen für gleiche Aufgabenstellungen
Für bahnbrechende Verpackungsinnovationen müssen klassische Verpackungsformate grundsätzlich hinterfragt werden: Warum muss ein Joghurtbecher so aussehen, wie Verbraucher es seit jeher gewohnt sind? Was wäre, wenn wir alle Nahrungsmittel nur noch in Papier verpacken? Mit diesem Mindset lautet die Aufgabe nicht mehr, einen Becher aus Papier herzustellen, der den Inhalt schützt. Stattdessen stellt sich die Frage: Wie kann man ein viskoses Produkt so in einen Behälter verpacken, dass Endkonsumenten daraus essen können? Plötzlich kommen ganz andere Verpackungsarten in Betracht, beispielsweise flachere Schalen. Ebenfalls zu hinterfragen sind Mehrfachverpackungen, wie etwa die gängigen Bag-in-Box-Lösungen für Müsli und Frühstückscerealien. Hier lässt sich auf eine der beiden Verpackungen verzichten, wenn man die Produkte entweder in Faltschachteln mit dünn aufgetragener Barriereschicht oder nur in den Schlauchbeutel füllt – am besten aus Papier. Solche Lösungen können entstehen, wenn sich die Visionen von Markeneignern und Maschinenherstellern treffen.
Papier im Rampenlicht
Der Verpackungsmarkt stellt sich aktuell auf die erhöhten Nachhaltigkeitsanforderungen ein. Die Maschinengängigkeit nachhaltiger, alternativer Packmittel wird aktuell getestet und neue Verpackungskonzepte werden erprobt. Verpackungen aus Papier punkten in Bezug auf Nachhaltigkeit, insbesondere wenn es darum geht, neben Recyclingfähigkeit und Kompostierbarkeit auch die CO2-Bilanz von nachwachsenden Rohstoffen zu betrachten.
Syntegon Technology optimiert seine Maschinentechnologie kontinuierlich, um die Verpackung in Papier praktikabel sicherzustellen und liefert bereits heute konkrete technische Lösungen für die Verpackungstechnik von morgen. Hierzu gehört sowohl die Ausrichtung der Verpackungstechnik auf Schlauchbeutel aus Papier als auch der Einsatz von Vollpapier- und Monomateriallösungen für Becher. Diese Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten ermöglichen, dass künftig Verpackungen aus Papier mit der Leistungsfähigkeit von Kunststoffverpackungen mithalten können und neue Verpackungskonzepte auf den Markt kommen, die für eine bessere ökologische Bilanz sorgen.
In unserer Bildergalerie finden Sie weitere Beispiele für faserbasierte Verpackungslösungen.
Nestlé setzt weltweit auf eine recycelbare Papierverpackung bei der beliebten Süßwarenmarke Smarties. Für die Marke ist es ein großer Schritt: Bisher waren 10 % der Produkte in recycelbarem Papier verpackt. Die Umstellung betrifft jetzt das gesamte Sortiment. Smarties ist die erste globale Süßwarenmarke, die auf recycelbare Papierverpackung umstellt. Somit spart das Unternehmen ca. 250 Millionen Kunststoffverpackungen im Jahr ein. Den Anfang mit Papier haben im vergangenen Jahr die Smarties-Schokoladentafel in Großbritannien gemacht. (Bild: Nestlé)
Der Elektronikhersteller Wago gestaltet seine Versandverpackungen nachhaltiger und stellt das Füllmaterial in den Versandpaketen von Kunststoff auf 100 % biologisch abbaubare Papierluftpolster um. Die aus 100 % Recyclingpapier hergestellten Luftkissen enthalten eine dünne, kompostierbare Siegelschicht, die das Recycling nicht negativ beeinflusst. Damit lässt sich das ‚Airwave-Paperwave‘-Bio-Papierluftpolster zu im Altpapier recyceln oder mit kompostierbaren Materialien entsorgen. Das Material löst sich im Wasser, sollte das Produkt ungeplant im Ozean landen. Dadurch spart Wago laut eigenen Angaben rund 9 t Wegwerfmaterial aus Kunststoff pro Jahr. (Bild: Wago)
Unilever hat zusammen mit Mondi ein hochbarrierefähiges Verpackungsmaterial auf Papierbasis für das Colman's Dry Meal Maker and Sauces-Sortiment von Unilever entwickelt. Dabei wurde der Kunststoffanteil reduziert, der Papieranteil erhöht und somit die Wiederverwertbarkeit im bestehenden britischen Papierabfallstrom sichergestellt. Indem Mondi den bisherigen, nicht recycelbaren Mehrstoffverbund durch eine recycelbare Papierverpackung ersetzt, unterstützt das Unternehmen Unilever bei seinen Nachhaltigkeitszielen. Sowohl das Aluminium als auch alle unnötigen Kunststoffschichten des bisherigen Materials wurden eliminiert. Die Lösung war eine neue Verpackung mit einem Papieranteil von 85 % und einer ultradünnen funktionellen Kunststoffschicht, welche die Verpackung versiegelt und eine Schutzbarriere für die Lebensmittel bietet. Die F&E-Teams von Mondi und Unilever identifizierten diese Schicht als das Minimum an akzeptablem Schutz, das erforderlich ist, um eine lange Haltbarkeit zu gewährleisten und gleichzeitig eine hohe Qualität zu erhalten sowie Lebensmittelabfälle zu reduzieren. (Bild: Unilever)
Das Ziel der Alfred Ritter GmbH & Co. KG sind Verpackungen aus nachwachsenden Rohstoffen, die in Kreisläufen wiederverwertbar sind. Darum setzt das Unternehmen auf erste Sekundärverpackungen aus Papier. Für das gesamte Produktsortiment bezieht das Familienunternehmen Ritter ausschließlich zertifiziert nachhaltigen Kakao. Weit verbreitet ist im FMCG-Bereich der Einsatz von Kunststoff bei Produktverpackungen. Um dem Konsumenten ein ganzheitlich nachhaltiges Produkt anbieten zu können, startete Ritter bereits 2018 mit Anbahnungen, die Verpackung mit Kunststoff zu hinterfragen. Der Vorteil von Alternativen wie Papier wurde positiv bewertet. (Bild: Ritter)
Der Papiertrinkhalm in U-Form von SIG feierte Marktpremiere in Österreich: Berglandmilch E-Gen ist das erste österreichische Unternehmen, das diese Entwicklung für ihre Kultprodukte „Lattella Mini“ und die „Schärdinger Schokomilch“ auf den Markt bringt. Die Umstellung auf Papiertrinkhalme im Berglandmilch-Werk Aschbach in Österreich, das den österreichischen Markt mit mehreren Millionen Trinkpäckchen versorgt, erfolgte bereits im Mai. Damit erfüllt Berglandmilch die Forderungen der EU-Kommission, wonach Einweg-Plastikutensilien wie Trinkhalme, Besteck oder Kaffeebecher ab Juli nicht mehr in den Verkehr gebracht werden dürfen. (Bild: SIG)
Im Rahmen eines umfangreichen Nachhaltigkeitsprojektes sollen bei Südzucker in den kommenden Jahren alle eingesetzten Verpackungen auf Lösungen umgestellt werden, die zu 100 % recyclebar sind. In diesem Kontext hat das Unternehmen beim Verpackungsmaterial seiner Zuckersticks auf Papier mit Barrierebeschichtung umgestellt. (Bild: Koehler)
Seit Mitte Juni finden in den Penny-Märkten zwei neue Snacks Einzug: Die Snack Balls von Nature Bites und die Nussmischungen Nono’s Snack. Win Creating Images verpasste beiden ihr Naming, Branding sowie die gesamten Verpackungsdesign-Konzepte. Die Haupt-Zutaten finden sich – mit floraler Anmutung – auch auf der Verpackung wieder und das Naturpapier unterstreicht den natürlichen Charakter der Kugeln. (Bild: Win)
Coca-Cola testet in Europa erstmals den Prototyp einer Papierflasche. Damit geht das Unternehmen einen weiteren Schritt in Richtung seiner globalen Vision, eine "Welt ohne Müll" zu erreichen. So hat sich Coca-Cola zum Ziel gesetzt, bis 2030 sicherzustellen, dass alle seine Verpackungen gesammelt, recycelt oder wiederbefüllt werden. Der Prototyp der Papierflasche wurde im Rahmen einer Partnerschaft zwischen Wissenschaftlern des Coca-Cola Forschungs- und Entwicklungslabors in Brüssel und der The Paper Bottle Company (Paboco) entwickelt. Die von Paboco entwickelte Technologie zielt darauf ab, 100 % recycelbare Flaschen aus nachhaltig gewonnenem Holz mit einer Beschichtungaus biobasiertem Material herzustellen, die gegenüber Flüssigkeiten beständig sind, sowie CO2-und Sauerstoff zurückhalten und somit für Flüssigkeiten wie kohlensäurehaltige und stille Getränke, Kosmetikprodukte und mehr geeignet sind. Der aktuelle Prototyp besteht aus einer Papierhülle mit einer recycelbaren Kunststoffauskleidung und -kappe aus PET. Das angestrebte Ziel ist es eine Flasche zu entwickeln, die wie Papier recycelt werden kann. (Bild: Coca-Cola)
Der Wave Grip Cardboard Carrier von Berry Global wurde von der in Oslo ansässigen Amundsen Brauerei, der zweitgrößten Craft-Brauerei Norwegens und einer der am schnellsten wachsenden Brauereien des Landes, ausgewählt, um eine Ring-Carrier-Lösung für ihr Sortiment an Bierdosen bereitzustellen. Der WaveGrip-Träger wurde im Einklang mit der Nachhaltigkeitsstrategie Impact 2025 von Berry Global entwickelt, die darauf abzielt, mit den Kunden zusammenzuarbeiten, um ihnen zu helfen, ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen und zu übertreffen. Jeder Träger wiegt nur 7,95 g für ein Standard-Six-Pack und kann in den meisten Papier- und Kartonagen-Sammelströmen recycelt werden. (Bild: Berry)
Auch Capri-Sun führt nach umfangreicher Entwicklungsarbeit eine umweltfreundlichere Alternative für seine Trinkhalme aus Papier ein. Die Umstellung ist Teil der Maßnahmen, eine vollständig recycelbare Verpackung anzubieten und die nachhaltigste Kindergetränkemarke der Welt zu werden. Der neue Papierhalm von Capri-Sun ist weiß – kommt also ohne den Einsatz von Farbstoffen aus – und ist aus FSC-zertifizierter Rohware. (Bild: Capri-Sun)
Um Verpackungsmüll zu reduzieren, testet McDonald’s fortlaufend innovative Alternativen. Nun verkauft das Unternehmen erstmals einen Burger in Graspapier und spart allein mit dieser Umstellung knapp 70 % Verpackungsmaterial. Die Umstellung der Verpackungen ist ein weiterer Schritt im Rahmen der Roadmap zur Reduzierung von Plastik- und Verpackungsmüll. Bis 2025 sollen alle Verkaufsverpackungen zu 100 % aus erneuerbaren, recycelten oder zertifizierten Materialien bestehen. „Als Marktführer in der Systemgastronomie wollen wir den Weg hin zur Reduzierung von Plastik- und Verpackungsmüll aktiv mitgestalten. So werden wir zukünftig weniger Verpackungsmaterial einsetzen und immer mehr Burger in alternativen Verpackungen, wie beispielsweise innovativem Wrap-Papier, ausgeben“, so Holger Beeck, Vorstandsvorsitzender, McDonald’s Deutschland LLC. (Bild: McDonald’s)
Mondi hat sich mit Silbo zusammengetan, um eine hochfeste Verpackung auf Papierbasis für das irische Kartoffelunternehmen Meade Farm Group zu entwickeln. Die Beutel ersetzen schwer zu recycelnden Kunststoff durch Papier, eine erneuerbare Ressource, die mit einer biobasierten Beschichtung veredelt und als kompostierbar zertifiziert ist. Silbo, Meade und Mondi arbeiteten zwei Jahre lang eng zusammen und entwickelten den FSC-zertifizierten Beutel unter Verwendung von speziellem Kraftpapier, um die Festigkeit bei der Handhabung zu gewährleisten und gleichzeitig Barriereeigenschaften zu bieten, damit die Produkte frisch bleiben. Der Beutel verfügt über mehrere Nachhaltigkeitsmerkmale: ein auf Maisstärke basierendes Netz für ein kleines Sichtfenster, Tinte auf Wasserbasis und die biologisch abbaubare Sustainex-Beschichtung von Mondi, die für Heißsiegelung und Feuchtigkeitsbarriere sorgt. (Bild: Mondi)
Mondi hat mit dem schwedischen Lebensmittel-Hersteller HK Scan eine Verpackung aus Papier und biobasiertem Kunststoff entworfen. Diese können schwedische Verbraucher nachdem Verzehr der darin verpackten Wurst im Papiermüll entsorgen. Bisher hat HK Scan seine Falukorv-Wurst in einer Verpackung aus nicht recycelbarem Kunststoff-Mehrschicht-Material verkauft. Die papierbasierte Verpackung, die das Unternehmen gemeinsam mit Verpackungshersteller Mondi entwickelt hat, hat einen um 70 % geringeren CO2-Fußabdruck, als die vorherige Lösung. Die Partner haben für die Wurstverpackung nach einer Lösung gesucht, die es ermöglicht, ohne Änderungen in der bestehenden Produktionslinie von HK Scan ein passendes Barrierepapier zu produzieren. Das Papier für die Verpackung bezieht der Lebensmittel-Hersteller aus Schweden und lässt es dort auch beschichten sowie bedrucken. Dadurch hält das Unternehmen den Transport bei der Herstellung gering. (Bild: Mondi)
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