„Faser ist Ergänzung, kein Ersatz“

Redaktion: Was war für Kiefel der strategische Auslöser, 2018 in den Bereich Verpackungsmaschinen für faserbasierte Lösungen einzusteigen – und wie haben sich der Markt und dieser Geschäftsbereich seitdem entwickelt?

Michael Seeböck: Bereits 2018 haben wir erkannt, dass Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung und der Wunsch nach alternativen Materialien die Verpackungsindustrie langfristig verändern werden. Naturfasern waren für uns dabei kein Ersatz, sondern eine sinnvolle Ergänzung bestehender Materiallösungen. Als Technologiepartner unserer Kunden haben wir deshalb früh in diesen Bereich investiert.

Bosch Rexroth engagiert sich bei „Next Level Mittelstand“

Als Gesellschafter will sich Bosch Rexroth für die digitale Transformation des Mittelstands einbringen. Die derzeit sechs Gesellschafter und 23 Mitglieder der Initiative, darunter Mittelständler, Startups, IT-Fachleute und Konsortien, wollen die Digitalisierung vorantreiben und praxisorientierte Anleitungen für deren Umsetzung bereitstellen.

Seitdem hat sich der Markt dynamisch entwickelt. Das Interesse an faserbasierten Verpackungen ist weltweit deutlich gestiegen, gleichzeitig sind die Anforderungen an Qualität, Funktionalität und Wirtschaftlichkeit gewachsen. Heute verfügt Kiefel über mehrere hundert installierte Fiber-Produktionsmaschinen weltweit sowie ein umfassendes Portfolio aus Wet-Fiber- und Dry-Fiber-Technologien einschließlich Labor- und Entwicklungsanlagen. Mit unserem „Perfect Match“-Ansatz kombinieren wir die Stärken beider Verfahren: Wet Fiber für komplexe, tiefgezogene und funktionale Verpackungen, Dry Fiber für wirtschaftliche, flachere Lösungen aus Papier von der Rolle.

Die Qualität und Leistungsfähigkeit von Faserverpackungen haben in den vergangenen Jahren große Fortschritte gemacht. Gleichzeitig bleibt die Wirtschaftlichkeit ein zentrales Thema. Deshalb arbeiten wir kontinuierlich daran, Prozesse effizienter zu gestalten und neue Anwendungen zu erschließen. Naturfasern können heute in vielen Bereichen eine attraktive Alternative oder Ergänzung zu Kunststoffen darstellen – ebenso wie recycelte oder biobasierte Polymere. Entscheidend ist dabei immer die jeweilige Anwendung und die technisch wie wirtschaftlich beste Lösung.

Redaktion: Welche Lebensmittelverpackungen eignen sich heute besonders gut für Wet Fiber und Dry Fiber, und bei welchen Anwendungen sehen Sie noch technische Grenzen?

Seeböck: Besonders geeignet sind heute Anwendungen für trockene Lebensmittel sowie Produkte mit kurzer bis mittlerer Haltbarkeit. Für höhere Barriereanforderungen stehen bereits verschiedene Funktionalisierungsansätze zur Verfügung – beispielsweise Additive im Rohstoff, Beschichtungsverfahren wie Spray Coating, innovative Lösungen wie unser Double-Dip-Prozess oder, je nach Anwendung, auch Laminierungen.

Technische Herausforderungen bestehen vor allem dort, wo sehr lange Haltbarkeiten oder besonders hohe Anforderungen an Sauerstoff-, Wasser- oder Fettbarrieren gefordert sind. Hier kommt es darauf an, die passende Kombination aus Material, Funktionalisierung und Herstellprozess zu wählen.

Redaktion: Wo liegen die wichtigsten Unterschiede zwischen Wet Fiber und Dry Fiber – technologisch, wirtschaftlich und anwendungsbezogen?

Seeböck: Wet Fiber und Dry Fiber verfolgen unterschiedliche technologische Ansätze und ergänzen sich deshalb ideal. Beim Wet-Fiber-Verfahren werden die Fasern zunächst in Wasser aufbereitet und anschließend neu geformt. Dadurch lassen sich auch komplexe, tiefgezogene Geometrien realisieren und unterschiedlichste Faserstoffe sowie Materialkombinationen verarbeiten. Die Technologie bietet eine hohe Gestaltungsfreiheit, erfordert aber aufgrund der Pulpeaufbereitung und des Nassprozesses entsprechendes Prozess-Know-how.

Dry Fiber hingegen verarbeitet Papier- und Faserstoffe direkt von der Rolle und kommt ohne große Wassermengen im Formprozess aus. Das Verfahren eignet sich besonders für flachere, formstabile Verpackungen und zeichnet sich durch eine hohe Oberflächenqualität, sehr hohe Ausstoßleistungen und einen vergleichsweise geringen Prozessaufwand aus.

Für uns ist deshalb nicht die Frage „Wet oder Dry Fiber“, sondern welche Technologie für die jeweilige Anwendung den größten Nutzen bietet. Genau diesen Ansatz verfolgen wir mit unserem „Perfect Match“-Konzept: Für jede Anwendung die optimale Kombination aus Material, Funktion und wirtschaftlichem Herstellprozess.

Redaktion: Welche Anforderungen stellen Lebensmittelhersteller und Converter aktuell an faserbasierte Verpackungslösungen?

Seeböck: Grundsätzlich unterscheiden sich die Anforderungen an faserbasierte Verpackungen zunächst nicht von denen anderer Verpackungslösungen. Im Vordergrund stehen Produktschutz, Transportfähigkeit, Funktionalität und Wirtschaftlichkeit. Hinzu kommen Anforderungen wie Siegel- und Peelfähigkeit, beispielsweise beim Verschließen eines Fasertrays mit einer Folie, sowie eine zuverlässige Verarbeitung auf bestehenden Verpackungslinien.

Darüber hinaus spielen regulatorische Anforderungen und die Lebensmittelkontaktfähigkeit der eingesetzten Materialien eine zentrale Rolle. Für viele Hersteller ist die Einhaltung einschlägiger Vorschriften und Empfehlungen – beispielsweise der FDA in den USA oder der BfR-Empfehlungen in Deutschland – eine Grundvoraussetzung. Welche weiteren Anforderungen im Detail relevant sind, hängt stark von der jeweiligen Anwendung, dem Zielmarkt und den produktspezifischen Anforderungen an Haltbarkeit, Barriereeigenschaften und Convenience ab.

Redaktion: Wo liegen die technischen Grenzen von Wet Fiber und Dry Fiber bei Geometrie, Ziehtiefe, Wandstärkenverteilung und Maßhaltigkeit? 

Seeböck: Pauschal lässt sich das nicht beantworten, da die technischen Möglichkeiten immer von der konkreten Anwendung, dem eingesetzten Material sowie der Werkzeug- und Prozessauslegung abhängen. In unseren Customer Innovation Centern entwickeln wir gemeinsam mit Kunden regelmäßig Lösungen für Anwendungen, die zunächst als technisch anspruchsvoll oder sogar nicht realisierbar galten.

Grundsätzlich bietet Wet Fiber eine sehr hohe Formfreiheit und eignet sich besonders für komplexe, tiefgezogene Geometrien wie Schalen oder Becher. Dry Fiber spielt seine Stärken vor allem bei flacheren, formstabilen Anwendungen wie Deckeln, Trays oder technischen Verpackungen aus und ermöglicht dabei eine sehr hohe Oberflächenqualität sowie hohe Ausstoßleistungen. Bei stark ausgeprägten dreidimensionalen Geometrien stößt Dry Fiber jedoch naturgemäß früher an Grenzen als Wet Fiber.

Ein gutes Beispiel ist die Kombination aus einer Margarineschale im Wet-Fiber-Verfahren und einem passenden Dry-Fiber-Deckel. Beide Technologien haben unterschiedliche Stärken und können je nach Anforderung optimal eingesetzt oder miteinander kombiniert werden. Deshalb betrachten wir weniger die Grenzen einzelner Technologien, sondern vielmehr die Frage, welche Lösung für die jeweilige Anwendung technisch und wirtschaftlich am besten geeignet ist.

Redaktion: Wie lässt sich Barriereleistung gegen Fett, Öl, Feuchtigkeit und Sauerstoff ohne klassische Kunststoffbeschichtung erreichen?

Seeböck: Für faserbasierte Verpackungen gibt es verschiedene Möglichkeiten, Barriereeigenschaften zu erzielen – beispielsweise durch Additive im Fasermaterial oder durch Beschichtungsverfahren im Formprozess oder nachgelagert. Die Sauerstoffbarriere bleibt jedoch weiterhin eine der größten technologischen Herausforderungen für rein faserbasierte Verpackungslösungen.

Mit unserem Double-Dip-Prozess gehen wir noch einen Schritt weiter: Durch eine zusätzliche mikrofibrillierte Zelluloseschicht (MFC) lassen sich Fett- und Ölbarrieren vollständig aus Naturfasern beziehungsweise 100 % Zellulose realisieren – ganz ohne Kunststoffbeschichtung. Damit können bereits sehr gute Barriereeigenschaften für zahlreiche Lebensmittelanwendungen mit längeren Haltbarkeitsanforderungen erreicht werden.

Redaktion: Wie stark beeinflusst die Faserwahl – etwa Frischfasern, Recyclingfasern oder alternative Pflanzenfasern – die mechanische Performance und Prozessstabilität?

Seeböck: Die Faserwahl hat einen sehr großen Einfluss auf die Eigenschaften des Endprodukts sowie auf die Prozessführung. Unterschiedliche Faserstoffe unterscheiden sich beispielsweise hinsichtlich Festigkeit, Formbarkeit, Oberflächenqualität und Barriereeigenschaften. Deshalb gibt es keine Universallösung für alle Anwendungen.

Kiefel beschäftigt sich seit vielen Jahren intensiv mit der Verarbeitung unterschiedlichster Faserstoffe. In unseren Customer Innovation Centern und im Material R&D Center entwickeln wir gemeinsam mit Kunden die jeweils optimale Lösung für die Anforderungen ihrer Anwendung. Dafür greifen wir auf umfangreiche Materialdatenbanken, zahlreiche Proof-of-Concept-Projekte sowie ein breites Netzwerk von Faser- und Materiallieferanten zurück. So können wir bereits in frühen Entwicklungsphasen fundierte Empfehlungen zur Materialauswahl geben.

Redaktion: Wo sehen Sie die größten Grenzen faserbasierter Verpackungen gegenüber Kunststoff?

Seeböck: Kunststoffe bieten in einigen Anwendungen nach wie vor Vorteile, insbesondere wenn sehr hohe Barriereanforderungen, lange Haltbarkeiten oder ein möglichst geringes Verpackungsgewicht gefordert sind. Auch bei Materialeinsatz und Produktionsgeschwindigkeit bieten Kunststofflösungen in vielen Anwendungen weiterhin Vorteile.

Gleichzeitig entwickeln sich faserbasierte Verpackungen technologisch sehr dynamisch weiter. Neue Verfahren zur Funktionalisierung und Barriereerzeugung erweitern kontinuierlich das Anwendungsspektrum. Aus unserer Sicht geht es deshalb nicht um ein Entweder-oder, sondern darum, für jede Anwendung die technisch, wirtschaftlich und nachhaltig sinnvollste Lösung zu finden. Dabei beeinflussen auch regulatorische Rahmenbedingungen, Marktanforderungen und die Verfügbarkeit von Rohstoffen die Materialentscheidung zunehmend.

Redaktion: Wie weit ist die industrielle Skalierung heute, welche Stückzahlen sind realistisch, und welche Anwendung könnte den nächsten Entwicklungsschritt für faserbasierte Lebensmittelverpackungen markieren?

Seeböck: Die industrielle Skalierung ist heute bereits weit fortgeschritten. Je nach Anwendung und Technologie sind Produktionsvolumina von vielen Millionen bis hin zu über 70 Mio. Verpackungen pro Jahr und System realisierbar. Faserbasierte Verpackungen sind damit längst keine Nischenanwendung mehr, sondern werden zunehmend industriell produziert.

Wir sehen aktuell insbesondere bei der Integration von Barriereeigenschaften sowie hochwertigen Dekor- und Oberflächenlösungen spannende Fortschritte. Dadurch erweitern sich die Einsatzmöglichkeiten kontinuierlich und es werden weitere Anwendungen für faserbasierte Lebensmittelverpackungen wirtschaftlich und technisch realisierbar.