Alternative Materialien und Methoden

Innovationen bei Verpackungsmaterialien und Methoden standen im Mittelpunkt des 21. Inno-Meetings, das von Innoform Coaching vom 21. bis 22. Februar 2024 in Osnabrück ausgetragen wurde. Den Teilnehmern bot die Fachtagung aktuelle Markttrends, Innovationen, Entwicklungen und Best Practices in der flexiblen Verpackungsbranche.

Unter dem Motto „Alternative Materialien und Methoden“ eröffnete Karsten Schröder vor etwa 160 Teilnehmern das 21. Inno-Meeting in Osnabrück. Er führte durch ein Programm mit aktuellen Schwerpunkten im Bereich der flexiblen Verpackung. Dazu gehörte „Design for Recycling“ (DfR), Foliensubstrate einschließlich Rezyklate, Bewertung und Vergleich nachhaltiger Verpackungen, Alternativen zu Einwegverpackungen, Recyclingfähigkeit und Entsorgungskosten sowie der Einsatz von KI in der Verpackungsgestaltung.

Kreislaufwirtschaft im Jahr 2045

Benedikt Kauertz vom ifeu Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH stellt eingangs die Kernthesen der gemeinsam mit der GVM-Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung erstellten Studie „Kreislaufwirtschaft im Jahr 2045“ vor. Der darin prognostizierte Verpackungsverbrauch soll im Vergleich zu 2021 bis zum Jahr 2045 um 27,2% sinken. Die Recyclingquote bei Kunststoff soll im selben Zeitraum von 63% auf 79% und der Rezyklat Einsatz von 15% auf 53% steigen.

Grundsätzlich bieten Verpackungen aus Kunststoff mehr Optimierungspotenziale als alle anderen Verpackungsarten. Jedoch kam die Studie auch zu dem Ergebnis, dass es auch im Jahre 2045 keinen geschlossenen Kreislauf bei Kunststoffverpackungen geben wird. Als eine sehr positive Entwicklung wird die Reduzierung von Treibhausgasen um 99% erwartet, begründet vor allem durch die Abkehr von fossilen Rohstoffen.

„Design for Recycling“

Mit „Design for Recycling an modernen flexiblen Verpackungen“ präsentierte Dirk Stolte von ppg > ein sehr aktuelles Thema im Zusammenhang mit der Nachhaltigkeitsproblematik. Die Darstellung ging von den Anforderungen der Verpackungsentwicklung für eine fiktive Marke aus, das in der praktischen Umsetzung den physikalischen Realitäten anpasst werden musste. Die Ausgangsprämisse „am liebsten Papier“ einschließlich recyclingfähiger Siegeleigenschaften, war der Auftakt zu einer teils ernüchternden Reise durch verschiedene Materialkombinationen und endete in einer Verpackungslösung aus einem Mono-PP-Verbund. Doch auch diese Lösung bedarf noch einer Verbesserung, da sie die EU-Vorgaben bis 2030 bezüglich des Rezyklat-Anteils nicht erfüllen wird. Das Fazit von Dirk Stolte lautete daher: Nur wenn die Politik die entsprechenden Vorgaben mit Sachverstand, Augenmaß und ideologiefrei angeht, werden sich nachhaltige und gleichzeitig funktionale Verpackungen entwickeln und in den Markt bringen lassen.

Ansgar Schonlau vom Verpackungshersteller Maag GmbH ging in seinem Vortrag „Umsetzung von Nachhaltigkeit und Recyclingfähigkeit für flexible Verpackungen“ darauf ein, wie das „Design for Recycling“ (D4R) von Verpackungen zu gestalten ist. Dafür wurde zusammen mit Industriepartnern wesentliche Voraussetzungen ermittelt, beispielsweise die Verwendung recycelbarer Druckfarben. Hinsichtlich der Verpackungsmaterialien ist für Maag Polypropylen die erste Wahl und zahlreiche Produkte wurden bereits darauf umgestellt. Zum Bereich D4R zählt für Maag jedoch auch die Vermeidung von Verschwendung von Material und Energie in der Produktion, was durch die Anwendung des Organisationsmodels „Lean Management“ zu erreichen ist. Darüber hinaus unterstützt das Unternehmen ein Zertifikate-System nach dem Modell der „Certified Recycled Content“ (CRC).

In einem Live-Podcast wurden Ansgar Schonlau, Benedikt Kauert (IFEU gGmbH) und Johann Löning (Löning + Partner) von Karsten Schröder (Innoform Coaching) nach der Wettbewerbsfähigkeit von PP-Rezyklaten befragt. Dabei wurden als diesbezügliche Kernelemente das konsequente Verfolgen von Kreislauflösungen und eine gute Kommunikation unter den beteiligten Partnern genannt. Johann Löning stellte dazu eine neue pfandpflichtige Mehrweglösung mit zwei recyclebaren Schichten vor. Er nannte dies als eines von vielen Beispielen, um die notwendige Weiterentwicklung von Kunststoff-Kreisläufen voranzutreiben.

Kreislaufwirtschaft und Handelsstrategien

Der Vortrag von Alexander Reiz (PreZero) mit dem Titel „Kreislaufwirtschaft mit Flexpack: Komplexität gemeinsam bewältigen“ behandelte die Umsetzung der Anforderungen an Verpackungen im Spannungsfeld von Nachhaltigkeit, Machbarkeit, Marketing und Wirtschaftlichkeit. Für PreZero als Teil der Schwarz Gruppe gab er Einblicke in aktuelle Handelsstrategien und wie sie sich langfristig weiterentwickeln müssen. Wie es heute schon gelingt, nachhaltige Verpackungen ins Verkaufsregal zu bringen, zeigte er am Beispiel eines rPET-Trays sowie einer hochgradig sortier- und recyclingfähigen Kombinationsverpackung aus Wellpappe und PET. Um solche anspruchsvollen zukunftsfähigen Lösungen zu bewältigen, bedarf es nach Einschätzung von Alexander Reiz vor allem einer hohen Kooperation in der Wertschöpfungskette und mehr Digitalisierung.

Dr. Matthias Wilhelm von der Lober GmbH & Co. Abfallentsorgungs KG präsentierte in seinem Vortrag „Alternative Wastestreams“ eine neue Technologie für das Recycling von Multilayer-Folien und stark verunreinigten Kunststoffabfällen aus dem gelben Sack. Das Verfahren nutzt lösemittelbasierte Großanlagen zur Trennung, Reinigung und Regranulierung von Polyolefinen durch deren Trennung von organischen Verunreinigungen, Etiketten und anderen Kunststoffen. Nach Angaben von Dr. Matthias Wilhelm liegen die mit diesem lösemittelbasierten Verfahren erreichbaren Recyclingquoten bei bis zu 80%. Darüber hinaus ergänzt es andere, bereits etablierte Recyclingverfahren.

Entsorgungsgebühren und Verpackungsoptimierung

In ihrem Vortrag „Europaweit Entsorgungsgebühren rechnen und Verpackungen optimieren“ thematisierte Vivian Loftin, Recyda GmbH, die komplexe Berechnung der Extended-Producer-Responsibility-Gebühren (ERP) für Verpackungen in Europa. Eine lizenzbasierte Softwarelösung schafft für Inverkehrbringer von Verpackungen die notwenige Transparenz über länderspezifische Recyclingfähigkeit und Gebührenstrukturen. Sie zeigte Potenziale auf, um Verpackungen im Sinne der Recyclingfähigkeit zu optimieren und dadurch Kosten zu sparen. Öko-Modulationen wie das Beispiel einer Shampoo-Flasche und ihr Ersatz durch einen Nachfüllbeutel werden zukünftig auch im Rahmen der Packaging & Packaging Waste Regulation (PPWR) zunehmend relevant.

Michel Vanhems, Sun Chemical Group GmbH, thematisierte in seinem Vortrag „Siegeln und Schützen von Papier – Zukunftssichere Lösungen“ das Einsatzspektrum von Barrierepapieren, die Vielzahl geeigneter Übertragungsprozesse von Barrierelacken sowie die Wiederverwertbarkeit, Kompostierbarkeit und Konformität von Verpackungen. Papiere und Karton können heute mit zahlreichen Barrieren aber auch mit Siegeleigenschaften ausgestattet werden, um sie auf Beutelmaschinen zu verarbeiten. Damit eröffnet sie ein breites Anwendungsspektrum, was der Referent anhand aktueller Beispiele aufzeigte.

Franziska Kirpal, tesa SE, stellte das Nachhaltigkeitskonzept des Unternehmens in ihrem Referat „Papierbasierter Prozessbänder für sortenreine Monomaterialverpackungen“ vor. Die Produkte, unter anderem ein papierbasierter Aufreißstreifen für Versandtaschen und Kartons, sind für unterschiedliche Anwendungen und Größen in entsprechend verschiedenen Breiten verfügbar.

Beim zweiten vorgestellten Produkt handelt es sich um ein papierbasiertes Klebeband. Es wird zur Verstärkung faserbasierter Verpackungen oder Kartons an sensiblen Stellen wie Seitenloch-, Klappen- oder Tragegriffen eingesetzt. Sowohl Aufreißstreifen als auch Verstärkungsklebeband lassen sich zusammen mit faserbasierten Verpackungen materialrein recyceln.

Verpackungsgestaltung mit KI

Peter Désilets von pacoon Sustainability Concepts GmbH skizzierte in seinem Vortrag „KI im Packaging: Vom Design bis End of Life“ die Zukunft der Verpackungsgestaltung unter dem Einfluss künstlicher Intelligenz. Nach ihrer Einschätzung bietet KI zwar inspirierende Impulse im Verpackungsdesign, doch bei manchen derartig erreichter Ergebnisse zeigt sich doch auch, dass Intuition und das Gespür für Details der KI noch weiter verbesserungsbedürftig sind.

Der KI-Optimierung fester Verpackungen muss beispielsweise die präzise Eingabe und Analyse von Verpackungsparametern vorausgehen, beispielsweise für die Priorisierung der Nachhaltigkeit einer Verpackung. Beim Einsatz von Rezyklaten kann KI die Qualität durch datengestützte vorhersagbare Materialeigenschaften verbessern. Diese Anwendung ist aktuelle Teil eines entsprechenden Förderprojekts (KIOptiPack).

Das chemische Recycling

Valeska Haux von der Südpack Holding GmbH betonte die Notwendigkeit des chemischen Recyclings für Lebensmittelverpackungen. Sie begründete dies damit, dass aus Recyclaten des mechanischen Recyclings keine neuen Verpackungen für kontaktsensitive Anwendungen hergestellt werden könnten. Darüber hinaus ergänzt das chemische Recycling die mechanische Variante, insbesondere wenn der Aufwand für das Sortieren und das Reinigen der gesammelten Kunststoffe dort zu groß ist.

Bei Südpack findet der Carboliq-Prozess Anwendung. Er zeichnet sich durch eine hohe Prozesseffizienz aus und wird für Mischkunststoffe und Kunststoffe mit hohem Verschmutzungsgrad eingesetzt. Die daraus hergestellten Recyclate werden bereits für Folien mit Recyclatanteil für Standbodenbeutel s eingesetzt, wodurch sich der Lebenszyklus des eingesetzten Kohlenstoffes entsprechend verlängert.

Recyclingfähige Monomaterialien für Thermoform-Anlagen

Andreas Dietrich, Folien- und Anwendungsberatung Thermoformer bei Weber Food Technology GmbH, ging in seiner Präsentation „Recyclingfähige Monomaterialien auf Thermoform-Anlagen verarbeiten“ auf die Herausforderungen ein, die der Umstieg auf Mono-PP-Folien beim Verpacken auf Thermoform-Anlagen mit sich bringt. Mono-PP-Folien gelten in der Herstellung von Konsumentenverpackungen als recyclingfreundliche Alternative zu klassischen Verbundfolien aus APET/PE und boPET/PE. In seinem Referat zeigte er Lösungen auf, wie die Verarbeitungsschritte auf den geänderten Werkstoff Mono-PP anzupassen sind. Dies erfolgt einerseits durch Anpassung der Heiz-, Form- und Siegelzeiten als auch der Verbesserung des Wartungszustandes der Anlagen. In diesem Zusammenspiel lassen sich Mono-PP-Folien mit guten Ergebnissen auf Thermoformern verarbeiten.

Dr. Christian Beinert vom Fraunhofer LBF präsentierte mit „IQpak – die recyclingfähige Mehrwegverpackungslösung“, eine innovative hybride Verpackung mit eingebautem NFC-Chip für die Kreislaufwirtschaft. Entwickelt in Zusammenarbeit mit Löning + Partner, besteht IQpak aus drei Elementen: einem starren Verpackungskörper (System-Layer), einem dekorierten Foliensleeve (Handlings-Layer) und einem Folieninliner (Content-Layer). Der NFC-Chip ermöglicht eine eindeutige Identifizierung für Pfand, Rückverfolgbarkeit und Recycling. Zu den relevanten Zielmärkten gehören Heiß- und Kaltgetränke, Milchprodukte, Säfte, Lebensmittel und Non-Food.

„Virtual Reality“

In ihrer Präsentation „Virtual Reality“ (VR) zeigten Matthias Wolk und Tim Frank von der VRtual X GmbH, wo dies heute bereits konkret Anwendung findet. Ihre Beispiele im Recruiting, Onboarding und Vertrieb verdeutlichten den Mehrwert, den VR heute bietet.

Die Teammitglieder können sich dazu über einen internetbasierten Multiplayer von überall in die virtuelle Welt zuschalten. Die Kommunikation erfolgt mit Avataren und die Bewegungsumgebung wurde als virtueller Zwilling realisiert. Für das Recruiting genutzt, lassen sich Informationen über die Unternehmen und ihre Ausbildungsangebote plastisch vermitteln. Im Onboarding wird Auszubildenden oder neuen Mitarbeitern gezeigt, welche Produktionsmaschinen verfügbar sind und wie sie bedient werden. Auf Vertriebsebene geht die VR-Software noch eine Stufe tiefer und zeigt Kunden die Produktionsschritte eines Produktes in einer 360° Ansicht.

Zusammenfassung

Karsten Schröder schloss das Inno-Meeting „Alternative Materialien und Methoden“ mit einer prägnanten Zusammenfassung aller Vorträge. Nach seiner Einschätzung verdeutlichten sie in ihrer Kompaktheit die vielfältigen Entwicklungen im Bereich der flexiblen Verpackungen. Dies reicht von der Entwicklung neuer, kreislauffähiger Materialien unter Einsatz von Rezyklaten, dem „Design for Recycling“, wo der Aspekt der Kreislaufwirtschaft schon im Design der jeweiligen Verpackung berücksichtigt wird, über KI gestütztes Design für Recycling bis zu geschlossenen Kreisläufen in der Wiederverwertung und dem erneuten Einsatz als Verpackungsrohstoff. Die Veranstaltung war auch ein Beleg für das vielfältige und durchaus erfolgreiche Engagement der Verpackungswirtschaft auf allen Ebenen, die funktionale Leistungsfähigkeit der flexiblen Verpackung im Produktschutz mit maximaler Nachhaltigkeit zu verbinden, um somit die Zukunft dieser nach wie vor unverzichtbaren Verpackungsart zu sichern.