Das IKV Aachen informierte am 4. und 5. April 2017 über neue Trends und Innovationen im Bereich Rigid Packaging. (Bildquelle: Oliver Lange)

Das IKV Aachen informierte am 4. und 5. April 2017 über neue Trends und Innovationen im Bereich Rigid Packaging. (Bildquelle: Oliver Lange)

Verpackungen im Spannungsfeld zwischen Herstellung, Nutzphase und dessen End-of-life ist die Motivation für die Entwicklung neuer Verpackungen und sollte mehr als Chance, denn als eine Gefahr gesehen werden“, machte Dr. Dr. Martin Bussmann, BASF, in seinem Eröffnungsvortrag deutlich. Nicht nur die hohen Materialkosten – immerhin 75 Prozent der Produktionskosten – sollen die Hersteller von Rigid Packaging vor große Herausforderungen stellen, sondern auch das alles bestimmende Thema Nachhaltigkeit. Viele Markenhersteller haben daher die Strategie ausgearbeitet, dass die Verpackung recycelbar sein soll oder dass der verwendete Kunststoff zu den regionalen Abfall-Entsorgungssystemen passen muss.

Roland Schultz, Albis Plastic, führte dazu in seinem Vortrag aus: „Bei dem Thema Nachhaltigkeit fallen die Stichpunkte lightweight, recycling, smart packaging, bio based, bio compostable und refill. Aber keiner weiß im Augenblick, wo es in der Zukunft hingehen wird. Dass sich etwas ändern muss, steht aber schon fest. So hat Unilever festgelegt, dass 100 Prozent der Verpackungen des Konzerns bis 2025 recycelbar oder biologisch abbaubar sein sollen. Das ist natürlich größtenteils Marketing getrieben, aber es ist davon auszugehen, dass die anderen großen Hersteller wie Kraft-Heinz oder Nestlé ebenfalls nachziehen werden.“

Mittels Inmould-Labeling für Thermoformen (IML-T) können thermogeformte Becher unterschiedlicher Geometrie dekoriert werden. (Bildquelle: Illig)

Mittels Inmould-Labeling für Thermoformen (IML-T) können thermogeformte Becher unterschiedlicher Geometrie dekoriert werden. (Bildquelle: Illig)

Kunststoff nachhaltiger nutzen

Aktuell haben 40 Konzerne auf dem Weltwirtschaftsforum in Davos eine Erklärung unterzeichnet, dass sie künftig mehr Kunststoff recyceln wollen. Kunststoffprodukte sollen so gestaltet werden, dass sie erst gar nicht zu Abfall werden. Das meldet die Ellen MacArthur Stiftung, die mit ihrem Konzept einer sogenannten New Plastics Economy eine Strategie vorgelegt hat, Kunststoff nachhaltiger zu nutzen.

Ein gutes Beispiel dafür, was im Bereich Recycling möglich sei, habe der Grüne Punkt mit Systec Plastics bewiesen, erklärte Schultz. Das Unternehmen produziert hochreine Granulate, Compounds und andere Rezyklate, die unter dem Markennamen Systalen für erstklassige Qualität stehen. Gefertigt aus Post-Consumer- und Post-Industrial-Kunststoffabfällen sparen Hersteller gegenüber der Primärware fossile Ressourcen, Energie und Treibhausgase ein. Henkel stellt derzeit Flüssigwaschmittel-Behälter aus recyceltem HDPE her.

„Neben dem Recycling ist die Kompostierung biobasierter Verpackungen ein interessanter Weg“, so Bussmann. „In der industriellen Kompostierungsanlage können die anfallenden Biogase energetisch genutzt werden. Der fertige Kompost kann dann wieder auf die Felder ausgebracht werden, auf dem die Pflanzen für den Rohstoff wachsen. Ob das Sinn macht, muss man sich immer für jeden einzelnen Fall anschauen.“

Das IML-Verfahren eignet sich für schnelllaufende Verpackungsanwendungen. (Bildquelle: Arburg)

Das IML-Verfahren eignet sich für schnelllaufende Verpackungsanwendungen. (Bildquelle: Arburg)

Verpackungen für den Unterwegsverzehr

Neben der Nachhaltigkeit bestimmt das Thema Convenience den Entwicklungsalltag der Verpackungshersteller. Dazu Schultz: „Unter Convenience-Gesichtspunkten muss eine Verpackung leicht zu öffnen und bei Bedarf wieder gut zu verschließen sein, am besten in Portionsgröße, damit der Verbraucher sie direkt in die Mikrowelle stellen kann.“ Es gäbe gute und praktische Lösungen für den Unterwegsverzehr von Lebensmitteln, führte Schultz weiter aus, aber der Trend bringe auch zumindest diskussionswürdige Lösungen hervor. Als Beispiel zeigte Schultz eine Verpackung mit der ein Ei zubereitet werden kann. Die Verpackung bietet Platz für ein vorgekochtes Ei, Brotstreifen, einen Löffel und eine Würzmischung. Der Verbraucher muss lediglich den Deckel und die Bestandteile bis auf das Ei entfernen und dann den Behälter mit kochendem Wasser füllen. „Aber letztendlich entscheidet der Endverbraucher welche Convenience-Lösung er braucht“, meinte Schultz.

Der Anteil an dekorierten, sogenannten Premium-Produkten wird im Lebensmittelbereich weiter zunehmen. „Dadurch verfügen die Lebensmittelhersteller über eine wirtschaftliche Möglichkeit, Verpackungen mit besonders hoher Wirkung am Point of Sale herzustellen – was sowohl der Markendarstellung als auch der Abgrenzung gegenüber dem Wettbewerb in hart umkämpften Märkten zugutekommt“, verdeutlichte Jürgen Merbach, RPC Bebo Plastik.

Convenience auf die Spitze getrieben: Ein Ei für die Unterwegszubereitung. (Bildquelle: RPC)

Convenience auf die Spitze getrieben: Ein Ei für die Unterwegszubereitung. (Bildquelle: RPC)

Dekorierte und kostengünstige Verpackungen

Durchgesetzt hat sich in diesem Segment das In-Mould-Labeling (IML). Im Spritzguss ein längst etablierter Prozess, haben die Thermoformmaschinen-Hersteller in letzter Zeit nachgezogen und bieten mit dem IML-T-Verfahren ebenfalls die Möglichkeit hochdekorierte Verpackungen kostengünstig zu produzieren. Merbach erklärte: „Das sogenannte In-Mould-Label-Thermoforming (IML-T) besteht darin, vorbedruckte Etiketten auf die Verpackung während des Thermoformens aufzubringen. Dadurch entfallen Nachbearbeitungen des Bechers wie das Drucken oder das Aufkleben eines Etiketts. Beim IML-T sind alle Etikettenvarianten denkbar. Angefangen vom Zwei-Seiten-Etikett bis zur fünfseitigen Volldekoration.“

Sind die Etiketten in das Werkzeug eingelegt, wird der Becher, wie beim Thermoformen üblich, in die Kavität hineingeformt. Das heißt, das Formen und das Dekorieren erfolgt in einem Arbeitsschritt. „Das Dekor besticht durch hervorragende Qualität und hohe Brillanz, die sich sowohl mit Offsetdruck als auch mit Tiefdruck erzielen lässt“, so Merbach weiter. „Es können nicht nur die Außenflächen sondern auch der Boden dekoriert werden. Das Etikett verbessert die Steifigkeit des Bechers, sodass die Ausgangsfolienstärken für den Becher reduziert werden kann.“

Zu den typischen Anwendungsbereichen für IML-T-Verpackungen gehören Aufstriche, Salate und Snacks. Gleichzeitig wird nicht selten von Blechdosen oder Gläsern auf Kunststoff umgestellt. Beim IML-T-Verfahren werden ähnliche Etiketten verwendet wie beim IML mittels Spritzgießen. Der Unterschied liegt in der Innenseite des Etiketts. Da das Thermoformen mit geringeren Temperaturen arbeitet als das Spritzgießen, kommt ein anderes Haftmaterial zum Einsatz.

Weitere Vorteile des IML-T-Verfahrens benannte Merbach: „Beim Thermoformen können Folien mit den gewünschten Barriereeigenschaften verarbeitet werden. Über die Foliendicke kann das Artikelgewicht leicht geändert werden, ohne dass das Werkzeug geändert werden muss. Fehler wie beim IML, wobei ein Etikett versehentlich hinterspritzt werden kann, sind beim Thermoformen ausgeschlossen. Also ist keine Inline-Kontrolle der Artikel notwendig. IML-T-Becher lassen sich auf Werkzeugen bis zu 18 Kavitäten verarbeiten. Bei einer Leistung von 20 Takten pro Minute sind so 360 Becher pro Minute möglich. Beim Thermoformen hat der Anwender außerdem bezogen auf die Kapazität geringere Investitionskosten für Maschine und Werkzeug.“

Während beim Tiefziehen die Barriereschichten schon in der Tiefziehfolie voreingestellt sind, hat es der Spritzgießer nicht so einfach. Bertram Stern, Arburg, zählte drei Möglichkeiten auf, eine Spritzguss-Verpackung mit einer Barriere zu versehen: In-Mould-Labeling mit Full-Cover-Barriere-Etiketten, mit dem 2K-Spritzgießen mit PP und EVOH-Barriere sowie dem 3D-Barriere-Beschichten. „Bei der Barriere geht es darum die Sauerstoff-, Wasserdampf- und Lichtdurchlässigkeit zu verringern, je nach Anwendung in unterschiedlichen Gewichtungen“, erläuterte Stern. „Der IML-Prozess ist bewährte industrielle Praxis. Das Barriere-Etikett besteht aus einer hauchdünnen Mehrschichtstruktur mit EVOH. Hierbei muss man darauf achten, dass das Label den Becher auch vollständig umschließt, damit die Barriere sichergestellt ist. Dekoration und Funktionalität hat man so in einem Arbeitsschritt erzeugt.“

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Barriereschichten ist der 2K-Spritzgießprozess mit einer hauchdünnen Dreischichtstruktur (PP–EVOH–PP). „Wir von Arburg, als Spritzgießmaschinenhersteller, haben den 2K-Spritzguss als über Jahrzehnte etablierten Prozess im Griff“, trug Stern vor. „Probleme bereiten zurzeit noch Werkzeuge mit hohen Kavitätenzahlen. Da ist es den Werkzeugbauern noch nicht gelungen, prozesssicher in allen Formnestern eine gleichmäßige Dreischichtstruktur der Verpackung auszubilden.“

Beim 3D-Barriere-Coating werden im Spritzguss hergestellte Verpackungen in einem Inline-Prozess direkt im Anschluss an die Spritzgießmaschine im Vakuum mit einer Barriereschicht beaufschlagt. Die hauchdünne Schicht verbindet sich chemisch mit dem Kunststoff und bietet ähnliche Barriereeigenschaften wie Glas.

Der Schutz und die längere Haltbarkeit von Lebensmitteln steht bei den Barriereeigenschaften von Verpackungen an erster Stelle. Laut Schultz findet aber eine Technologie noch zu wenig Beachtung: „Es gibt die Möglichkeit für Lebensmittelverpackungen, die Nachteile im Barrierebereich mit einer Sauerstoff absorbierenden Siegelfolie auszugleichen. Je nach zu verpackendem Gut kann damit auch ganz auf eine Barriere verzichtet werden.“

Über den Autor

Oliver Lange

ist freier Redakteur des Plastverarbeiter.