Home Themen Verpackungsmaschinen und -geräte Papier statt Kunststoff für Verpackungen

Bis zur Verbreitung des Kunststoffs in den 1950er-Jahren wurde ein großer Teil der Lebensmittel in Papier verpackt. Verbunden wurde Kunststoff als Packmittel kontinuierlich weiterentwickelt; nun gerät er als Plastikmüll in die Kritik. Der Markt verlangt nachhaltige Alternativen – beispielsweise aus Papier. Können Verpackungen aus Papier jedoch gleichzeitig hohen Ansprüche gerecht werden, wie Kunststoffverpackungen es tun?

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. Dies kann problemlos über den Altpapierstrom reccelt 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. 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.

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 & 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 getrennt entsorgt. Während this 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 und die bedruckbare Außenhülle darstellt. Die dritte Komponente stellt die Platine dar, mit der Becher fest verschlossen WIRD. This Verpackungsart reduziert den Einsatz von Kunststoff deutlich und ermöglicht ein einfaches Recycling der verschiedenen Komponenten: Voraussetzung ist, dass der Endkonsument sie voneinander getrennt und entsprechend entsorgt wird.

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.

Die Herstellung von Schlauchbeuteln aus Papier birgt besondere Herausforderungen: Bei der Beutelformung entstehen große Abzugskräfte, sterben das Material schädigen kann. 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 hingewiesen werden, dass das Material nicht beschädigt WIRD und der Druck groß genug ist, um die Siegelung zu machen.

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 den ersten Versuchen auf Produktionsmaschinen ist dies Syntegon Technology gelungen: sterben Tests beweisen, dass. sterben Herstellung von Schlauchbeuteln aus kaltsiegelfähigem Papier funktioniert – sogar ohne Geschwindigkeitseinbuße. Darüber hinaus erprobte Syntegon Technology in Zusammenarbeit mit Packmittelherstellern sterben weiterer Umsetzung Packformen aus Papier mit Barriere- und Siegelschicht, beispielsweise der Doy-Packung auf vertikalen Schlauchmaschinen. 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 entwickeltes System, um Lebensmittel auf vertikale Schlauchbeutelmaschinen in Papier zu verpacken. This 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.

Der Papierbecher kommt seit über 25 Jahren in der Verpackung zum Einsatz. Flüssige und viskose Produkte mit hohen Barriereanforderungen, insbesondere Molkereiprodukte, werden üblicherweise in Kunststoffbechern abgefüllt und mit einer Aluminium- oder Kunststoffplatine (Deckel) gesiegelt. Allerdings ist der Anspruch auch für eine nachhaltige Verpackung, z. B. Papierbecher, einzusetzen. Hierzu wird auf der Innenseite des papierbasierten Bechers eine dünne Kunststoffschicht aufgetragen. Dies schützt das Produkt vor äußeren Einflüssen, verhindert das Aufweichen des Bechers und kann leicht mit der Platine verlängert werden.

Die Verarbeitung von Papierbechern ist jedoch nicht unproblematisch: Papier verhält sich anders als Kunststoff, und das kann 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 dem Markt eine Vollpapierlösung zu liefern zu können.

Es geht jedoch nicht allein darum, bestehende Verpackungsformate aus Kunststoff in Papier darzustellen. Was 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 eine Packung präsentieren kann. Sie besteht aus dem 3-D-formbaren, papierbasierten Material Fiber Form, das auf den Maschinen von Syntegon Technology zu Einer Portionspackung verarbeitet WIRD – with or without barriere- and Siegelschicht. Damit wird der Kunststoffanteil weiter reduziert.

Für bahnbrechende Verpackungsinnovationen & 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 dieser Denkweise lautet die Aufgabe nicht mehr, einen Becher aus Papier herstellen, der den Inhalt schützt. Stattdessen stellt sich die Frage: Wie kann man ein viskoses Produkt so in einen Behälter verpacken, dass Endkonsumen daraus essen kann? Plötzlich kommen ganz andere Verpackungsarten in Betracht, beispielsweise flachere Schalen. Außerdem zu hinterfragen sind Mehrfachverpackungen, wie etwa die üblichen 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 saugt – am besten aus Papierbeutel. Solche Lösungen können entstehen, wenn sich sterben Visionen von Markeneignern und Maschinenherstellern treffen.

Der Verpackungsmarkt stellt sich aktuell auf die erhöhten Nachhaltigkeitsanforderungen ein. Die Maschinen nachhaltiger, alternative Packmittel werden aktuell getestet und neue Verpackungskonzepte erprobt. Verpackungen aus Papier punkte 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 Papierpraktikabel 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. This Forschungs-Entwicklungstätigkeiten ermöglichen, dass und künftig Verpackungen aus Papier mit der besseren Leistungsfähigkeit von Kunststoff mithalten can und neue Verpackungskonzepte auf den Markt kommen, sterben für eine ökologische Bilanz sorgen.

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