Faserbasierte Verpackungslösungen

„Unser Ansatz ist auf industrielle Skalierung und Wirtschaftlichkeit ausgelegt“

Ende 2024 präsentierte Illig Packaging Solutions erstmals nachhaltige Verpackungslösungen aus trockenen Naturfasern. Der Maschinenbauer erweiterte sein Produktportfolio an Thermoform- und Verpackungssystemen um ein neues Produktsegment, das jetzt startklar ist. Interview mit Frédéric Engel, Director Product Management, und Dr. Tobias Beiß, Development Process & Packaging.

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Schalen und Becher aus Dry Fiber

Redaktion: Der Markt für faserbasierte Verpackungen wird derzeit von Technologien wie Molded Pulp oder papierbasiertem Tiefziehen geprägt. Mit Dry Fiber geht Illig einen anderen Weg. Warum?

Frédéric Engel: Wir wollten keine Optimierung bestehender Verfahren – wir wollten eine industrielle Ergänzung zu unseren Kunststoff-Lösungen schaffen. Wet Pulp ist ökologisch gut gemeint, aber energie- und wasserintensiv. Papier-Tiefziehen ist geometrisch begrenzt. Beide Technologien stoßen dort an ihre Grenzen, wo Kunststoff heute dominiert: bei tiefen, formstabilen, funktionalen Verpackungen.

Für unsere Dry-Fiber-Systems nutzen wir bewährte Lösungen aus unseren Thermoform-Systemen, um Verpackungen aus trockenem Naturfaser-Halbzeug herzustellen. Das Ergebnis ist kein Kompromiss, sondern eine neue Leistungsklasse faserbasierter Verpackungen – industriell skalierbar, tiefziehfähig – wir erreichen derzeit bis zu 120 mm Ziehtiefe – und wirtschaftlich.

Frédéric Engel

Redaktion: Worin unterscheidet sich Ihr Dry-Fiber-Ansatz technologisch und prozesstechnisch von anderen Verfahren?

Dr. Tobias Beiß: Der zentrale Unterschied zum Wet-Pulp-Verfahren ist: Wir formen trockene Naturfaser-Halbzeuge – nicht Fasersuspensionen. Das bedeutet konkret gleichermaßen schnelle Prozess- und Zykluszeiten, keine energieintensive Trocknung und kein wasserführendes Produktionsumfeld. Dafür haben wir ein zum Patent angemeldetes Formverfahren entwickelt, das ein Ziehverhältnis von bis zu 1,5 ermöglicht. Marktübliche Dry-Molded-Fiber-Verfahren liegen bei etwa 0,3. Das ist kein inkrementeller Fortschritt – das ist ein Technologiesprung.

Dr. Tobias Beiß

Redaktion: Ihr Verfahren ermöglicht größere Tiefziehverhältnisse und komplexere Geometrien. Welche Verpackungsdesigns werden dadurch erstmals realistisch?

Frédéric Engel: Zum ersten Mal sind faserbasierte Molkerei-Becher in marktüblicher Tiefe, tiefe Obst- und Fleischschalen sowie funktionale Food- und Non-Food-Verpackungen mit anspruchsvoller Geometrie realistisch und industriell produzierbar. Das ist genau das Segment, das bislang fest in Kunststoffhand war – und zugleich ein Umfeld, in dem Illig seit 80 Jahren aktiv ist und die technologischen Anforderungen sowie die Erwartungen der Kunden bis ins Detail kennt.

 

Redaktion: Welche Rolle spielt dabei das Ausgangsmaterial – Airlaid-Faservlies gegenüber Papier, Karton oder Zellstoff?

Dr. Tobias Beiß: Das Airlaid-Faservlies birgt großes Potential. Im Gegensatz zu Papier oder Karton verfügen wir über höhere Umformfähigkeit, bessere dreidimensionale Dehnfähigkeit und mehr Freiheit in Wandstärken und Geometrie. Zudem sind wir rohstoffseitig flexibel – sowohl bei den Halbzeugen wie auch bei den Naturfasern. Hier sind neben Holzfasern auch andere Naturfasern denkbar. Das erhöht Versorgungssicherheit und Nachhaltigkeit.

Redaktion: Welche Rolle spielen Rohstoffpreise für Airlaid-Materialien im Vergleich zu klassischen Kunststoffgranulaten?

Dr. Tobias Beiß: Zellulosefasern sind nachwachsend und weltweit verfügbar. Wir reduzieren damit die Abhängigkeit von fossilen, stark volatilen Rohstoffen und schaffen langfristige Planbarkeit.

Redaktion: Wie bewegt sich die Investitionssumme für eine Dry-Fiber-Anlage im Vergleich zu einer Thermoformanlage für Kunststoff mit ähnlicher Leistungsklasse?

Frédéric Engel: Unser Ansatz ist klar auf industrielle Skalierung und Wirtschaftlichkeit ausgelegt. Durch den modularen Anlagenaufbau können Investitionen bedarfsgerecht angepasst werden. Das System ist nicht als Nischenlösung konzipiert, sondern als leistungsfähige Produktionsplattform im industriellen Maßstab. Durch unseren modularen Systemansatz können sich unsere Kunden zunächst auf den Produktionsprozess fokussieren. Wie bei der Extrusion im Thermoformen kann auch bei Illig Dry Fiber das Rollenmaterial im Haus produziert oder zugekauft werden. Die Investitionskosten sind vergleichbar mit Thermoform-Systemen.

Das Airlaid-Faservlies verfügt über vergleichsweise hohe Umformbarkeit.

Redaktion: Wie unterscheiden sich die Stückkosten einer faserbasierten Verpackung aus Ihrem Prozess heute im Vergleich zu einer vergleichbaren Kunststoffverpackung?

Frédéric Engel: Unser Anspruch war: keine grüne Nischenlösung, sondern wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit. Durch hohe Ausstoßleistung, kurze Taktzeiten, energiearmen Prozess und vergleichbares Verpackungsgewicht kann Dry Fiber in definierten Anwendungen bereits heute mit Kunststofflösungen mithalten. Der wirtschaftliche Vorteil steigt überall dort, wo regulatorischer Druck auf Kunststoff zunimmt.

Redaktion: Welche Produktionsvolumina sind notwendig, damit sich eine Dry-Fiber-Linie wirtschaftlich rechnet?

Frédéric Engel: Die Technologie ist auf industrielle Stückzahlen von 20 bis 120 Mio. Einheiten pro Jahr ausgelegt.

Redaktion: Und wie stark beeinflussen Taktzahlen und Kavitätenanzahl die Wettbewerbsfähigkeit gegenüber Kunststoff-Thermoformen?

Frédéric Engel:  Durch die trockene Verarbeitung können wir die Taktzahl deutlich steigern und rücken in der Produktivität an Kunststoffformmaschinen heran. Mehrkavitätenproduktion ist mit unserem Konzept ebenfalls machbar und erhöht den Output. Wir vergleichen uns daher bei der Kostenberechnung mehr mit dem Kunststoff als mit Wet Fiber. Dort ist eine entsprechende Produktivität nur mit großen Formflächen und Mehrfach-Anlagenlayouts zu erzielen, was einen hohen Invest in Maschinen und Produktionsfläche bedeutet.

Redaktion: Für welche Anwendungen sehen Sie aktuell das größte Substitutionspotenzial?

Die Dry-Fiber-Laboranlage

Dr. Tobias Beiß: Überall dort, wo Kunststoff bisher wegen der Geometrieanforderungen alternativlos war. Vor allem bei Joghurt- und Molkereibechern, Obst- und Fleischschalen sowie Deckel- und Systemlösungen. Wir können hier nahezu alle Formate und Formvarianten abdecken. Das macht die Vergleichbarkeit zur Kunststoffproduktion deutlich einfacher. Wenn das Format übereinstimmt, ist nur noch die Produktivität entscheidend und da haben wir eine gute Position.

Redaktion: Wo stößt die Technologie heute noch an Grenzen, etwa bei Barriereanforderungen oder Produktstabilität?

Dr. Tobias Beiß: Die größte technische Herausforderung bleibt die Barriere. Heute arbeiten wir mit Inline-Laminierung oder dünnen Barriereschichten. Diese Lösung ist bereits funktionsfähig und kann sofort eingesetzt werden. Kunden, die Pioniere im Bereich der faserbasierten Molkereiverpackungen werden möchten, können wir diese Option anbieten. Parallel entwickeln wir verschiedene Barriereoptionen weiter, um die Materialreinheit und Kreislauffähigkeit zu verbessern.

Redaktion: Welche Entwicklungsschritte planen Sie, um die Technologie weiter zu industrialisieren und die Kosten weiter zu senken?

Frédéric Engel: Unsere Roadmap umfasst mehrere Punkte. Einer ist die Weiterentwicklung optimierter Barrieresysteme. Darüber hinaus wollen wir Taktzeiten und Werkzeugkonzepte optimieren und planen den Markteinstieg mit unserem modularen Produktionssystem in verschiedenen Marktsegmenten von FMCG, über Take-away Food bis hin zu Molkereiprodukten. Nicht zuletzt streben wir eine Erweiterung des Anwendungsspektrums an. Unser Ziel ist klar: Dry Fiber soll nicht nur nachhaltiger sein, sondern technisch und wirtschaftlich – im Einklang mit Marktanforderungen und regulatorischen Rahmenbedingungen – eine Alternative zu unseren Kunststoff-Lösungen darstellen.