Nachhaltigkeit trifft Funktionalität

Ohne Verpackung geht’s nicht: Die wenigsten Lebensmittel bieten von sich aus ausreichend Schutz vor Hitze, Kälte, UV-Strahlung oder Feuchtigkeit. Das macht sie anfälliger für Kontaminationen, die zum Verderb und damit zu potenziell erheblichen gesundheitlichen Folgen für Verbraucher führen können. Darüber hinaus kann ein Mangel an ausreichendem Schutz Produktverluste begünstigen, die Unternehmen aus ökonomischen wie sozialen Gründen vermeiden sollten.

Regelwerke wie das deutsche Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch (LFGB) definieren deshalb beispielsweise, welche Materialien mit Lebensmitteln in Kontakt kommen dürfen und welche Verpackungslösungen als umweltfreundlich gelten. Herstellern stehen damit zahlreiche Materialoptionen offen, die sich für Primärverpackungen wie Schlauchbeutel, aber auch für Schachteln oder Trays zur Zweitverpackung nutzen lassen. Immer mit dabei: Kunststoff, ob als Hauptbestandteil, Dispersion oder kaschierte Folie. Doch auch Papier setzt sich zunehmend durch, während andere faserbasierte Lösungen Nischen bedienen.

Multifunktional: Verbundfolien

Beim Griff in die Kühltheke sind sie nahezu unausweichlich: Verbundfolien bilden die Grundlage für Blisterverpackungen, die beispielsweise Käse oder Wurstwaren enthalten. Auch Beutel für Kaffee bestehen aus den Mehrstofffolien. Bei den zunächst simpel anmutenden Verpackungen handelt es sich um aufwändig hergestellte Produkte, deren Grundlage Folien aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyamid (PA) und Polyethylenterephtalat (PET) im Verbund bilden – daher ihr Name. Der Zusammenschluss mehrerer Kunststoffarten ist von den Folienherstellern beabsichtigt, erfüllen die Polymere doch unterschiedliche Funktionen hinsichtlich Produktschutz und Verarbeitung.

PA etwa hat hohe Barriereeigenschaften, die gerade bei empfindlichen, frischen Produkten eine große Rolle spielen. Barrierefolien weisen UV-Strahlen oder Feuchtigkeit ab und erhalten Aromen, beispielsweise beim Kaffee. PP wiederum sorgt für Steifigkeit und kommt deshalb neben dem hochtransparenten PET bevorzugt als Trägerfolie zum Einsatz. PE hingegen weist einen niedrigen Schmelzpunkt auf und eignet sich deshalb ideal als Siegelschicht beim Heißsiegeln – ein Verfahren, das bei Verbundfolien häufig zum Einsatz kommt.

Mit speziellen Siegelwerkzeugen verbinden entsprechende Verpackungsmaschinen dabei Folienteile durch Hitze. Bei Verbundfolien kommt erst die äußere PET-Schicht mit den Siegelbacken in Kontakt; die Hitze dringt anschließend allmählich bis zur tieferliegenden PE-Schicht durch. Wegen ihres höheren Schmelzpunktes verbrennt die PET-Schicht währenddessen nicht, sodass Verbundfolien sich allgemein effizient verarbeiten lassen.

Anders sieht es bei der Wiederverwertung aus: Einmal entsorgt, werden Verbundfolien zurzeit verbrannt. Mechanisches Recycling kommt nicht infrage, da die Polymere sehr unterschiedlichen Materialfraktionen angehören. Einen Ausweg böte langfristig das aktuell noch teure und nicht etablierte chemische Recyceln. Die lineare Nutzung der Verbundfolien steht im Gegensatz zu einer auf Wiederverwertung ausgerichteten Kreislaufwirtschaft – und damit den Zielen der PPWR.

Licht und Schatten: Einstofffolien

Dem Kreislaufprinzip werden Folien gerecht, die zwar – wie die Verbundfolien – aus mehreren Schichten bestehen, jedoch nur ein Material verwenden. Einstoff- oder Monofolien bestehen überwiegend aus dem gut erhitzbaren wie günstigen PP – mit einem geringem Fremdstoffanteil wie Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH). Der transparente, in flüssiger Form aufgetragene Kunststoff bildet eine hohe Sauerstoffbarriere. Beträgt der Anteil von EVOH oder anderer Fremdstoffe bis zu fünf Prozent der Gesamtlösung, darf diese nach wie vor als Monofolie auf den Markt gebracht werden.

Mit durchschnittlich 30 µm sind Einstofffolien deutlich dünner als die im Schnitt 60 µm starken Verbundfolien. Damit steigt das Risiko für Abriss beim Verarbeiten, lässt sich durch Anpassungen im Prozess jedoch minimieren, etwa durch einen zusätzlichen Antrieb der Folienrollen, um den Zug am Material zu reduzieren.

Besonders sorgfältig müssen Lebensmittelhersteller beim Siegeln vorgehen: Weil Monofolien aus einem Material mit gleicher Schmelztemperatur bestehen, ist das Heißsiegeln oft eine Herausforderung, besonders bei hohen Geschwindigkeiten. Die Siegelschichten müssen sich verbinden, ohne dass die Außenschicht verbrannt wird. Abhilfe verschafft das Ultraschallsiegeln, bei dem Vibrationen Reibung erzeugen, die die Folien schonend erhitzt.

Neu sind Monofolien mitnichten: Hersteller von Süßwaren setzen seit Jahrzehnten auf Monofolien, etwa zum Verpacken von Schokoriegeln in Schlauchbeutel. Lediglich das Einsatzgebiet der Einstoffvariante dürfte sich durch die PPWR erweitern; zudem könnten Monofolien sie noch dünner werden – wichtige Schritte hin zu einer zirkulären Nutzung von Verpackungsmaterialien.

Vor diesem Hintergrund führt an einer stärkeren Rezyklatnutzung langfristig kein Weg vorbei: Die PPWR fordert bis 2030 Mindestmengen an wiederverwertetem Kunststoff in Plastikverpackungen. Sogenanntes Post-Consumer-Rezyklat (PCR) – wiederaufbereiteter Kunststoff aus bereits genutzten Lebensmittelverpackungen – könnte dabei helfen, dieses Ziel zu erreichen, wenngleich mit Anpassungen bei produktberührenden Teilen. So dürfen Lebensmittel beispielsweise keinen direkten Kontakt mit PCR PP oder PCR PE haben, da das Material minimale Verunreinigungen aufweisen kann, die selbst ein umfassendes Recycling nicht beseitigt. Zusätzliche Schichten aus Neuplastik in PCR-Verpackungen wären eine gangbare Lösung, um dieses Defizit auszugleichen.

Eine Frage des Anspruchs: Papier

Inmitten des überwiegend transparenten Materialmixes stechen opake, aber nicht weniger ansprechende Folien hervor, die seit geraumer Zeit immer als Primär- oder Sekundärverpackung dienen. Die Rede ist von Laminaten aus Frischfaserpapier und Kunststoff, der wahlweise als wasserlösliche Dispersion oder als Kaschierfolie auf das Papier kommt – und so dessen Siegel- und Barrierefähigkeit fördert. Recycelbar sind beide Varianten, die aus ökologischer Perspektive eine Alternative zu Verbundfolien darstellen – ganz wie die Monofolien. Je höher die Barriereanforderungen eines Produktes jedoch sind, desto weniger machen papierbasierte Folie Sinn.

Mit Einstofffolien teilen Papierfolien wesentliche Eigenschaften: Bei bis zu fünf Prozent Fremdanteil gelten papierbasierte Folien nach wie vor als Papier und dürfen in die Papier- oder Recyclingtonne. Und sie erfordern ein ebenso sorgsames Verarbeiten: Papier reißt schneller als andere Folien, und auch das Falten kann zur Herausforderung werden. Mit entsprechenden Formschultern können Hersteller gegensteuern. Wo Papier zum Einsatz kommt, nutzen Werkzeuge zudem schneller ab: Das hochabrasive Material setzt deshalb eine spezielle Beschichtung der Formschulter voraus, damit aus dem ökologischen Vorhaben kein technischer Störfall wird.

Gras, Silphie und Algen

Packmittelhersteller entwickeln laufend weitere Optionen, damit die Vision einer ökologischen Verpackung Wirklichkeit wird – auch bei Schachteln und Trays. Gras, aber auch die Silphie, eine einfach zu kultivierende Pflanzenart aus der Familie der Korbblütler, kommen als Rohstoff infrage. Bei Gras stehen jedoch die Stabilität und Sensorik einer breiten Anwendung im Weg, sodass es sich nicht für den direkten Kontakt mit Lebensmitteln, sondern eher für Umverpackungen eignet. Die Silphie wird mit Kartonrecycling- oder Frischfasern gemischt und ist bereits im Lebensmittelhandel im Einsatz. Bei Kunststoffen gibt es Versuche mit Algen und Calciumcarbonat, die sich ebenfalls für Lebensmittelverpackungen eignen. Wie maschinengängig diese Materialien sind, werden Tests zeigen müssen.