Fettabweisend ohne PFAS

Damit Papierverpackungen beispielsweise für Pommes, Sandwich und Pizza makellos aussehen – ohne unschöne Flecken und Verfärbungen – müssen sie öl- und fettabweisend sein. Seit den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts setzt die Industrie deshalb auf synthetische Fluorchemikalien. Sie bestehen aus Kohlenstoff-Fluor-Bindungen, sind antihaftend, wasserresistent und fettabweisend. Mittlerweile sind PFAS allerdings umstritten. Sie werden immer strenger reguliert und stoßen auf Ablehnung bei Verbrauchern.

Denn so nützlich die Eigenschaften von PFAS sind, so gibt es Bedenken hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Umwelt. Diese Chemikalien, oft als Ewigkeitschemikalien bezeichnet, sind langlebig. Ihre stabilen chemischen Bindungen sorgen dafür, dass sie sich unter natürlichen Bedingungen nur sehr langsam abbauen.

Regierungen, Behörden und NGOs weltweit erkennen die Dringlichkeit des Problems. „PFAS stehen in Europa und den USA zunehmend unter Beobachtung und Markeninhaber suchen nach neuen nachhaltigen Lösungen“, sagt Heiko Mack, Direktor der Poval-Sparte von Kuraray. Die Europäische Chemikalienagentur (Echa) plant, alle PFAS zu verbieten – je nach Anwendungsfall entweder sofort oder schrittweise. Auch andere Akteure ziehen nach: Die NGO Chemsec hat 370 PFAS zu ihrer SIN-Liste hinzugefügt und in den USA wollen mindestens 28 Bundesstaaten Maßnahmen gegen PFAS ergreifen. Einige denken sogar über ein komplettes Verbot der Chemikalienklasse nach.

Die gute Nachricht: PFAS lassen sich in den meisten Lebensmittelkontakt- und Verpackungsanwendungen leicht ersetzen. Beispielsweise mit Exceval, einem fluorfreien, inhärent biologisch abbaubaren und repulpierbaren Barrierepolymer, das als Beschichtung für Papier oder Karton dient.

Barriereschichten werden auf papierbasierte Verpackungen aufgetragen. Sie schützen die Fasern, sorgen dafür, dass die Struktur erhalten bleibt und beugen Flecken vor. Sie bewahren den Inhalt vor äußeren Einflüssen und verhindern gleichzeitig, dass Öl, Fett und Flüssigkeiten aus Lebensmitteln in die Verpackung eindringen.

Exceval, ein modifizierter Polyvinylalkohol (PVOH), ist ein nicht-ionisches, wasserlösliches Polymer, das feuchtigkeitsresistenter ist als andere Polyvinylalkohole. Es eignet sich ideal als Barriereschicht für Verpackungen: Seine lineare, kristalline Struktur in Kombination mit hydrophilen Eigenschaften schützt den Inhalt zuverlässig vor Fett, Öl und Mineralölen. Auch vor Sauerstoff und Gasen wie Kohlendioxid bieten derart beschichtete Verpackungen einen effektiven Schutz. Das Ergebnis: Produkte bleiben länger frisch. Selbst bei hoher Luftfeuchtigkeit gewährleistet dieser Polyvinylalkohol eine starke Sauerstoffbarriere von weniger als 1 cm³/m2 x d x bar.

Die lösungsmittel- und chlorfreie Beschichtung ist umweltfreundlich und eignet sich für verschiedene Materialien. Sicherheitstechnisch erfüllt sie die Standards von BFR 36, FDA (FCN 1179) und China GB und ist für Lebensmittelverpackungen geeignet.

Die Struktur einer typischen Verpackung, wie beispielsweise eine Papiertüte, kann so aufgebaut sein: Papier, gefolgt von einer Schutzschicht gegen Feuchtigkeit, einer Exceval-Beschichtung und abschließend einer Hitzeversiegelungsschicht.

Im Lebensmittelsektor sind solche Verpackungslösungen bereits im Einsatz. Eine dünne Schicht des wasserlöslichen Produkts fungiert dabei als Aroma- und Sauerstoffbarriere. Auftragen lässt es sich mit gängigen Techniken wie Rotationstiefdruck oder Stäbchenbeschichtung. Für die innere Schicht, die vor Hitze schützt, kommen Dispersionen wie Polyolefin oder andere Polymere zum Einsatz. Im Sinne der Nachhaltigkeit können diese Verpackungen in Papierfabriken recycelt werden.

Quelle: Kuraray