Erich Steiner ist Vorstandsvorsitzender Duo Plast. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Erich Steiner ist Vorstandsvorsitzender Duo Plast. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Mit Wirkung zum 1. Januar 2019 trat das neue Verpackungsgesetz in Kraft, das die europäische Verpackungsrichtlinie 94/62/EG in deutsches Recht umsetzt. Es regelt einerseits das Inverkehrbringen von Verpackungen sowie deren Rücknahme und hochwertige Verwertung von Verpackungsabfällen. Andererseits adressiert das Gesetz an das ökologische Design von Verpackungen, das sich an den neuen Leitlinien für die Rezyklierbarkeit orientiert. Das war notwendig, denn in den letzten Jahren ist der Werkstoff Kunststoff aufgrund von Littering und Marine Littering in die öffentliche Kritik und die Branche unter Druck geraten. Per se wird der Werkstoff Kunststoff inzwischen von vielen Teilen der Bevölkerung als schlecht angesehen, weil der Verbraucher beispielsweise mit Kunststoff den Verpackungsabfall im Magen von verendeten Walen verbindet. „Die Kunststoffindustrie hat hier ihre Hausaufgaben nicht gemacht“, sagt Erich Steiner, Vorstandsvorsitzender Duo Plast. „Durch die paneuropäische Verpackungsrichtlinie wurde dies neu gestaltet. Denn nun sitzen alle im gleichen Boot – die Rohstoffhersteller, die Verarbeiter und die multinationalen Konzerne, die die Verpackungen entsprechend in Umlauf bringen. Es gilt nun, gemeinsam den Wertstoffkreislauf zu schließen.“

„Nun sitzen alle im gleichen Boot – die Rohstoffhersteller, die Verarbeiter und die multinationalen Konzerne, die die Verpackungen entsprechend in Umlauf bringen.“

Die Wandstärke der Folienblase wird kontinuierlich ermittelt und das Ergebnis an die Steuerung der Extruder weitergegeben. (Bildquelle: Duo Plast)

Die Wandstärke der Folienblase wird kontinuierlich ermittelt und das Ergebnis an die Steuerung der Extruder weitergegeben. (Bildquelle: Duo Plast)

Die Kunststoffindustrie nimmt in Europa eine wichtige Rolle ein. Mit insgesamt 1,6 Mio. Beschäftigten in rund 60.000 meist kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) erwirtschaftete sie einen Umsatz von rund 360 Mrd. EUR im Jahr 2018. Verarbeitet wurden rund 51,2 Mio. t Kunststoffe, davon etwa 40 % zu Verpackungen, 20 % für den Bausektor und 3,4 % für die Landwirtschaft. Von der verarbeiteten Gesamtmenge entfallen 49 % auf die Polyolefine Polypropylen (19,3 %) und Polyethylen (17,5% PE-LD/PE-LLD und 12,2 % PE-HD/PE-MD). [1] Aus PE-LD und PE-LLD werden beispielsweise Lebensmittelverpackungen, Folien für die Landwirtschaft und Stretchfolien zur Ladungssicherung hergestellt.

Kreislauf schließen

Die Stretchfolie Duo Earth 4 erfüllt mit einem Anteil von 25 % PCR die neue Verpackungsverordnung. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Die Stretchfolie Duo Earth 4 erfüllt mit einem Anteil von 25 % PCR die neue Verpackungsverordnung. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Diese PE-Folienfraktionen werden derzeit dem Post-Consumer-Recycling (PCR) zugeführt oder als Industrieabfall verwertet. Sie landen im großen Strom der Kunststoffabfälle und sind somit für das Herstellen von Stretchfolien mit PCR-Anteil verloren. Denn hierfür werden sortenreine LLDPE-Rezyklate benötigt, da nur sie aufgrund ihres Molekülgefüges die Eigenschaften für eine dünne, dehnbare Stretchfolie mitbringen.

Für Erntekunststoffe haben Mitglieder der Industrievereinigung Kunststoffverpackungen (IK), Bad Homburg, im Juli 2013 die Initiative ERDE (Erntekunststoffe Recycling Deutschland) gegründet. Die Gruppe von zwischenzeitlich 18 in Europa ansässigen Herstellern oder Erstvertreibern der Produkte entwickelte und finanziert das Konzept, das es den Landwirten und Lohnunternehmern ermöglicht, Silagefolien, Rundballennetze, Flachsilofolien und Unterziehfolien kostenfrei, grob gereinigt und nach Fraktionen getrennt bei speziell eingerichteten Sammelstellen abzugeben. Deutschlandweit gibt es über 450 dieser Stellen. Von dort werden die zurückgenommenen Mengen über RIGK dem mechanischen Recycling zugeführt und daraus sortenreines Regranulat hergestellt. Die rückgeführte Menge steigt von Jahr zu Jahr und betrug im Jahr 2019 über 20.500 t. Dies entspricht einem CO2-Äquivalent von 28.216 t CO2 [2].

Auf drei Extruderlinien werden am Produktionsstandort Lauterbach Stretchfolien hergestellt. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Auf drei Extruderlinien werden am Produktionsstandort Lauterbach Stretchfolien hergestellt. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Der mittelständische Stretchfolienhersteller Duo Plast mit Sitz im hessischen Lauterbach ist Gründungsmitglied der Initiative. „Der Kreislauf für die Agrarfolien hat sich geschlossen. Jedoch stehen wir noch ganz am Anfang, denn von den in Deutschland hergestellten Folien werden derzeit lediglich rund ein Prozent über ERDE rückgeführt. Das Rezyklat ist qualitativ hochwertig, sodass wir Stretchfolien mit PCR-Anteil produzieren können“, berichtet Erich Steiner weiter. „In einem Jahr Entwicklungsarbeit ist es uns gelungen, eine 8 µm dicke Stretchfolie mit 25 % PCR herzustellen. Die Duo Earth 4 enthält bereits den Mindestanteil von PCR, den das neue Verpackungsgesetz fordert.“

Die Entwicklungsleistung der Duo Earth 4 wurde im Mai dieses Jahres von IK und Elipso, Paris, Frankreich, mit dem Pack The Future Award 2020 ausgezeichnet. Aufgrund der Corona-Pandemie findet die Preisverleihung jedoch erst während der Verpackungsmesse All4Pack im November in Paris statt. „Als Preisträger des Pack The Future Award 2020 sind wir berechtigt, an den World Star Packaging Awards der World Packaging Organisation (WPO) teilzunehmen“, erläutert Steiner sichtlich stolz.

Abfall = Wertstoff

Anfahrrollen werden beim Hersteller als Wertstoff gesehen und intern rezykliert. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Anfahrrollen werden beim Hersteller als Wertstoff gesehen und intern rezykliert. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Die PIR-Abfälle werden intern aufbereitet und das Rezyklat in der Duo Earth 2 weiterverarbeitet. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Die PIR-Abfälle werden intern aufbereitet und das Rezyklat in der Duo Earth 2 weiterverarbeitet. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Beim Stretchfolienhersteller gibt es aus der Folienproduktion keinen Abfall, denn das Unternehmen führt Anfahrrollen, Randbeschnitt und Restrollen vollständig zurück. Am Standort Lauterbach produzieren drei Blasformmaschinen mit jeweils drei Extrudern Blasfolien, im Werk in Sünna sind es sechs Anlagen, darunter eine 7-Schicht- und eine 9-Schicht-Anlage. Die Abfälle werden im klassischen Post-Industrial-Recycling (PIR) an beiden Standorten verarbeitet. Die Randbeschnittstreifen werden direkt von den Extruderlinien mit Unterdruck und Rollenware nach dem Abwickeln dem Schredder zugeführt. „Verpackungen sind systemrelevant. Über Ressourcenschonung und den Einsatz von Rezyklaten kann deren CO2-Bilanz verbessert werden“, führt Steiner aus. „Der Kunststoffabfall, unabhängig, ob PCR oder PIR, ist zu wertvoll, um thermisch verwertet zu werden.“

Johannes von Horrick ist Vertriebsleiter bei Duo Plast. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Johannes von Horrick ist Vertriebsleiter bei Duo Plast. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

„Das sehen die großen Brandowner zwischenzeitlich auch so, da sie das neue Verpackungsgesetz erfüllen wollen“, sagt Vertriebsleiter Johannes van Horrick. „Es gibt jetzt erste Projekte, dass Industriestretchfolien recycelt werden sollen. Bisher wurden diese dem Industriemüll zugeführt.“ Für das Sammeln und Wiederverwerten müssen im Einzel- und Großhandel sowie bei Kommissionierstellen zunächst die entsprechenden Strukturen geschaffen werden. Denn die Sortenreinheit LLDPE ist entscheidend, um es wieder für Stretchfolien einsetzen zu können. Außerdem muss das hergestellte PCR-Rezyklat die Kriterien nach DIN EN ISO 14021 Umweltkennzeichnungen und -deklarationen – Umweltbezogene Anbietererklärungen (Umweltkennzeichnung Typ II) erfüllen.

„Es gibt jetzt erste Projekte, dass Industriestretchfolien recycelt werden sollen. Bisher wurden diese dem Industriemüll zugeführt.“

Durch den PCR-Rezyklatanteil verliert die Stretchfolie die Transparenz und ist dadurch eindeutig als nachhaltige Folie an der eingestretchten Palette zu erkennen. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Durch den PCR-Rezyklatanteil verliert die Stretchfolie die Transparenz und ist dadurch eindeutig als nachhaltige Folie an der eingestretchten Palette zu erkennen. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

„Agrarfolien sind in der Regel eingefärbt, sodass die Duo Earth 4 mit dem in die Mittelschicht eingearbeiteten PCR-Anteil milchig erscheint“, führt Luisa Rest, Assistentin des Vorstands, aus. „Dadurch wird dem Anwender auf den ersten Blick klar, dass es sich um eine nachhaltige Folie handelt.“ Jedoch ist derzeit in den Köpfen der Verbraucher verankert, dass eine Stretchfolie hochtransparent und nicht milchig ist. Nachhaltig und transparent lässt sich beim Einsatz von PCR Stand heute nicht vereinbaren. Das liegt am Gesamtsystem. Denn es gibt noch keine Sammelstellen für transparente, sauber getrennte Stretchfolien, mit denen diese Anforderung erfüllt werden könnte. „Ein Sammelsystem wie bei Altpapier wäre gut. Gerade bei Stellen, wie Kommissionierlager, bei denen viel Folie anfällt“, so Christof Schenkel, Leiter Vertrieb Deutschland.

Bei Folien mit PIR-Anteil ist diese Eigenschaft möglich, denn hier steuert der Hersteller die Warenzufuhr für die Regranulierung selbst. Die Duo Earth 2, die in der Mittelschicht 45, 65 und 80 % PIR enthalten kann, kann transluzent, transparent oder farbig gefertigt werden.

Drei Schichten

Die Stretchfolien, die in erster Linie zur Ladeeinheitensicherung eingesetzt werden, sind dreischichtig aufgebaut. Außen zwei sehr dünne Funktionsschichten und die tragende Mittelschicht. Die dem Packgut zugewandte Seite ist haftend ausgeführt, die nach außen gewandte ist glatt, sodass sich die fertig gepackten Paletten gut platzieren lassen. Doch entscheidend für die mechanischen Eigenschaften der Folie ist die Mittelschicht, die rund 80 % der Folienstärke ausmacht. Wird die palettierte Ware von automatisierten Wickelmaschinen umstretcht, so wird die Folie bei diesem Vorgang gedehnt. „Dehnungen von mehr als 300 Prozent sind bei Neuware möglich und die Ladeeinheitensicherung ist gegeben. Für die Duo Earth Folien mit Rezyklatanteil, mussten wir die maximalen Dehnungen erst ermitteln. Ebenso deren erzielbare Haltekraft, die für uns wichtigste Folieneigenschaft“, sagt Johannes van Horrick. Diese Tests kann das Unternehmen selbst im Duo Lab am Standort in Sünna durchführen.

Im Duo Lab werden unteranderem die horizontal auf die Ladungseinheit wirkenden Kräfte ermittelt. (Bildquelle: Duo Plast)

Im Duo Lab werden unteranderem die horizontal auf die Ladungseinheit wirkenden Kräfte ermittelt. (Bildquelle: Duo Plast)

Beim Duo Lab handelt es sich um das deutsche Technologiezentrum für Ladungs- und Transportgutsicherung. Dort wird mit modernster Technik die Stabilität von Ladeeinheiten optimiert, indem Schock- und Beschleunigungsbelastungen in horizontaler sowie Stöße und Erschütterungen in vertikaler Richtung simuliert werden. Das Pitch-and-Roll-Modul ermöglicht zum Beispiel das Nachstellen von Kurvenfahrten oder den Seegang beim Schiffstransport und die Klimakammer zeigt die äußeren Einflüsse auf Packgut und Ladeeinheit auf. Die vertikalen Prüfungen können auch in der Klimakammer durchgeführt werden. Dies ermöglicht eine Field-to-Lab-Simulation. Das Technologiezentrum ist von der deutschen Akkreditierungsstelle DAkkS für Verpackungsprüfungen zugelassen und gewährleistet maximale Transportsicherheit.

Nachhaltig und sicher

Christof Schenkel leitet den Vertrieb von Duo Plast in Deutschland. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Christof Schenkel leitet den Vertrieb von Duo Plast in Deutschland. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

„Das Technologiezentrum ermöglicht uns aber auch bei Neuentwicklungen vergleichend zu prüfen, was mit der Ladeeinheit passiert, wenn der Rezyklatanteil in der Folie verändert wurde.“

Durch die Tests im Duo Lab wird dem Nachhaltigkeitsgedanken Rechnung getragen. Denn es werden unter anderem die optimale Anzahl der Wicklungen, die Foliendicke und die erforderliche Vordehnung der Folie für eine Ladeeinheit ermittelt. Das Ergebnis einer solchen Prüfung liegt im Schnitt bei einer Materialeinsparung von 30 %, das heißt, Abfallvermeidung durch weniger Material bei gleicher Sicherheit der Ladung. „Das Technologiezentrum ermöglicht uns aber auch bei Neuentwicklungen vergleichend zu prüfen, was mit der Ladeeinheit passiert, wenn der Rezyklatanteil in der Folie verändert wurde“, beschreibt Christof Schenkel. „Denn es ist ein erheblicher Unterschied, ob auf der Palette Toilettenpapier oder Getränke gestapelt sind.“

Duo Earth 4: Die 8 µm starke Stretchfolie ist für das manuelle und das maschinelle Umwickeln der Paletten geeignet. (Bildquelle: Duo Plast)

Duo Earth 4: Die 8 µm starke Stretchfolie ist für das manuelle und das maschinelle Umwickeln der Paletten geeignet. (Bildquelle: Duo Plast)

Durch das Vordehnen der Folie um bis zu 300 Prozent werden die Molekülketten nochmals in Verarbeitungsrichtung gestreckt, sodass die Festigkeit der Folie trotz ihrer geringen Dicke hoch ist. Gleichzeitig wird die Dicke der Folie deutlich verringert „Auf diese Weise ist es je nach Anwendung bei Neuware möglich, die benötigte Menge Stretchfolie pro Palette von 500 auf 200 g zu reduzieren“, so Schenkel weiter. „Unsere Aufgabe war und ist zu ermitteln, welche Dehnung die Folie mit unterschiedlichen PCR-Anteilen erlaubt und wie sich die mechanischen Eigenschaften wie Durchstoß- und Reißfestigkeit verhalten, wie gewickelt werden muss und ob wir die Spezifikationen noch erfüllen.“

Beispielsweise haben die Tests zur Ladeeinheitensicherung für einen Toilettenpapierhersteller ergeben, dass er von der vorgedehnten, 8 µm dicken Duo Earth 4 Folie rund 10 % mehr zur Ladungssicherung benötigt als mit seiner bisherigen Folie aus Neuware. „Die Entscheidung muss der Verbraucher dann selbst treffen, ob er bereit ist, für das nachhaltige Produkt etwas mehr auszugeben“, erklärt van Horrick. Der Folienhersteller hat sich dazu entschieden, zunächst die Folie in 20 µm mit einem Rezyklatanteil von 25 % herzustellen und auf 8 µm vorzudehnen, wodurch die Vorgaben des Verpackungsgesetzes erfüllt werden. Die PCR-Variante wird auch als nichtvorgedehnte Maschinenrolle ab 17 µm gefertigt.

Biobasiert und mit recycelbarer Barriere

Nach rund 12 m Höhe ist die Folienblase abgekühlt und wird als doppellagige Flachfolie zum Schneiden wieder nach unten geführt. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Nach rund 12 m Höhe ist die Folienblase abgekühlt und wird als doppellagige Flachfolie zum Schneiden wieder nach unten geführt. (Bildquelle: Simone Fischer/Redaktion Plastverarbeiter)

Der Kunststoffverarbeiter hat Anfang 2019 eine biobasierte Stretchfolie, die Duo Earth 1, auf den Markt gebracht. Das Produkt wird auf den Standardanlagen hergestellt, erfüllt alle Spezifikationen und kann sowohl manuell als auch mit einem Vollautomaten verarbeitet werden. Jedoch nimmt der Markt das Produkt, obwohl es 1:1 gegen die Standardfolie ausgetauscht werden könnte, sehr verhalten an, da es etwas teurer ist, als konventionelle Folie. „Am meisten wird das Produkt in England nachgefragt, da es dort für den Einsatz von biobasierter Stretchfolie steuerliche Vergünstigungen gibt“, so der Vertriebsleiter.

Bei der Duo Earth 3 handelt es sich um eine recycelbare Barrierefolie für den Lebensmittelbereich, die im Werk in Thüringen hergestellt wird. Als recyclingfähig wird die Folie deshalb eingestuft, da der enthaltene EVOH-Anteil unter 5 % liegt und das Material als Monofolie anzusehen ist. Ein neues Forschungsprojekt im Lebensmittelbereich zielt auf das chemische Recycling von Barrierefolien ab. Hier ist der EVOH-Anteil mit einem Retain-Additiv versetzt, das beim chemischen Recycling der Folie dafür sorgt, dass sich die PE- und die EVOH-Schichten trennen lassen.

„Die Nachfrage nach Stretchfolie aus bioabbaubaren Polymeren ist vorhanden, bleibt aber ein Traum“, ist Schenkel überzeugt. „Denn die daraus hergestellten Folien würden die mechanischen Anforderung nicht annähernd erfüllen.“

Am Anfang des Weges

Der Folienhersteller sieht in der PCR-Folie die Zukunft, weil hier der Verbraucher mit gutem Gewissen sagen kann, dass das Produkt einem geschlossenen Materialkreislauf entstammt. Voraussetzung für die Produktion in großen Mengen bleibt jedoch, dass das LLDPE verstärkt sortenrein gesammelt und zu Rezyklat mit definierten Materialeigenschaften aufbereitet wird. Der Wertstoff ist verfügbar, jetzt kommt es darauf an, dass er von allen Akteuren der Wertschöpfungskette als solcher gesehen und im Kreislauf belassen wird. Denn nur dann sind die Mengen verfügbar, um die Vorgaben des neuen Verpackungsgesetzes zu erfüllen.

 

Literatur

[1] Plastics – The facts 2019, Plastics Europe, 2019, S. 8 – 9

[2] Homepage Initiative ERDE, www.erde-recycling.de, abgerufen 17.06.2020

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Über den Autor

Simone Fischer

ist Redakteurin Plastverarbeiter.

simone.fischer@huethig.de