Exceval ist ein PFAS-freies, wasserlösliches und feuchtigkeitsresistentes Polymer zum Auftrag von Barriereschichten für Lebensmittelverpackungen aus Papier oder Karton
(Quelle: Dalle 3/OpenAI)
Damit Papierverpackungen beispielsweise für Pommes, Sandwich und Pizza keine inakzeptablen Flecken und Verfärbungen aufweisen, müssen sie öl- und fettabweisend sein. Um dies zu erreichen, setzt die Industrie seit den 1950er Jahren synthetische Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) ein. Sie bestehen aus Kohlenstoff-Fluor-Bindungen, sind antihaftend, wasserresistent und fettabweisend. Mittlerweile sind PFAS allerdings umstritten und werden deshalb immer strenger reguliert. Denn so nützlich die Eigenschaften von PFAS sind, so gibt es Bedenken hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Umwelt. Denn diese Stoffgruppe, die etwa 10.000 einzelne Substanzen – Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe – umfasst, sind äußerst langlebig und ihre stabilen chemischen Bindungen sorgen dafür, dass sie sich unter natürlichen Bedingungen nur sehr langsam abbauen. Daher plant die Europäische Chemikalienagentur (Echa) alle PFAS zu verbieten – je nach Anwendungsfall entweder sofort oder schrittweise.
Alternativen für PFAS-freie Lebensmittelverpackungen
Papierbasierte Lebensmittelverpackungen benötigen aufgetragene Barriereschichten. 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. Die hierfür bislang eingesetzten PFAS lassen sich in den meisten Verpackungsanwendungen mit Lebensmittelkontakt jedoch durchaus ersetzen. Ein Beispiel hierfür ist Exceval, ein fluorfreies, inhärent biologisch abbaubares und repulpierbares Barrierepolymer, das als Beschichtung für Papier oder Karton geeignet ist des Unternehmens Kuraray Europe mit Sitz in Hattersheim.
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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, denn 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, wodurch die Produkte länger frisch bleiben. Selbst bei hoher Luftfeuchtigkeit gewährleistet dieser Polyvinylalkohol eine starke Sauerstoffbarriere von weniger als 1 cm³/m2 x d x bar. Diese 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.
Der Aufbau derartige Verpackungen
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.
