Es ist ein heikles Thema.
Buchstäblich.
Papierverpackungen könnten das Aushängeschild für Recyclingfähigkeit sein. Wenn Sie jedoch ein Etikett darauf kleben, ein Plastiksiegel anbringen oder es mit Klebstoff beschmieren, ruinieren Sie die Charge.
Nicht recycelbare Klebstoffe – für Kenner „Stickies“ genannt – nerven nicht nur Recycler. Sie zerstören Maschinen. Sie verunreinigen Chargen. Laut Wissenschaftlern der NC State University führen sie dazu, dass ganze Mengen ansonsten guten Papiers aussortiert und deponiert werden.
Das ist tragisch für das europäische Papierrecycling, das bei satten 74 % liegt. Doch die Vorschriften verschärfen sich. Die neue EU-Verordnung über Verpackungen und Verpackungsabfälle (PPWR), die im August in Kraft tritt, schreibt eine Recyclingfähigkeit von 70 % bis 2030 vor. Deutschland drängt bereits mit strengeren Lizenzgebühren stärker darauf.
Daher sucht die Industrie nach einer Möglichkeit, Papier ohne „Stickies“ zu versiegeln.
Wie Laserversiegelung ohne Kleber funktioniert
Um dieses Problem zu lösen, haben sich drei deutsche Firmen zusammengetan: Fraunhofer, Hermann Ultrascholl und Henkel.
Warum Deutschland? Das „Packaging Valley“ ist ein globaler Hub für Innovationen. Da Unternehmen, die sich nicht an die Vorschriften halten, Geldstrafen drohen, setzen diese Unternehmen lieber auf Technologie als auf Klebstoffe.
Im Jahr 23023 startete Fraunhofer das Projekt PAPURE. Sie entwickelten ein laserbasiertes Erwärmungsverfahren. Es versiegelt Papier mit Hitze, nicht mit Klebstoff. Keine Fremdmaterialien erforderlich.
Das Projekt endet im September. Fabian Kayatz, Leiter einer Forschungsgruppe, sagt, die Reaktion der Industrie sei stark gewesen. Sie stellten die Technologie auf der Interpack-Messe in Düsseldorf aus.
„Wir halten es für wahrscheinlich, dass wir [dies] auf den Markt bringen können“, sagt Kayatz.
Wenn alles gut läuft, könnten innerhalb von zwei Jahren erste kommerzielle Lösungen verfügbar sein.
Ultraschallversiegelung: Schweißen von Papier
Hermann Ultraschall ging einen anderen Weg. Im Jahr 2023 kauften sie die Rechte an einer patentierten Ultraschall-Siegeltechnologie.
Stellen Sie sich das wie Schweißen vor. Hochfrequente Vibrationen verschmelzen die Papierschichten miteinander.
Michael Baumann, Leiter der Geschäftsentwicklung des Unternehmens, sagt, man befinde sich in Gesprächen mit wichtigen Marktteilnehmern, um die Produktion auf die Massenproduktion auszuweiten.
„Ein Kunde sagte mir, das sei eine Innovation, die er noch nie zuvor gesehen habe“, sagt Baumann.
Es klingt einfach. Doch die Technik ist komplex. Und es gibt Hürden.
Warum der Austausch von Kleber gegen Laser schwierig ist
Sie können die Klebepistole nicht einfach gegen eine Laserpistole austauschen.
Bestehende Verpackungslinien sind für den Klebstoffauftrag ausgelegt. Sie müssen neu gestaltet werden. Einige müssen möglicherweise vollständig ersetzt werden. Das ist teuer. Das braucht Zeit.
„Unsere größte Herausforderung sind die vorhandenen Maschinen“, gibt Baumann zu.
Volker Franke, ein weiterer Fraunhofer-Forscher, ist anderer Meinung. Seiner Meinung nach können bestehende Maschinen durch den Einbau des PAPURE-Lasermoduls nachgerüstet werden. Er argumentiert, dass der Flaschenhals nicht die Hardware, sondern die Geschwindigkeit sei.
Derzeit sind Laser- und Ultraschallversiegelungen langsamer als Hochgeschwindigkeitsklebelinien. Franke besteht darauf, dass vollautomatische Produktionslinien auf Geschwindigkeit optimiert werden können. Sie sind einfach noch nicht da.
Dann ist da noch das Material selbst.
Nicht alle Papiere sind auf die gleiche Weise gebunden. Die Ultraschallversiegelung funktioniert nicht bei jedem Fasertyp.
„Es ist nicht möglich, jedes Papiermaterial zu verkleben“, bestätigt Baumann.
Die Lösung? Arbeiten Sie mit Papierherstellern zusammen, um Rohstoffe zu entwickeln, die speziell für eine einfache Verklebung entwickelt wurden.
Das Problem der Lebensmittelverpackung
Hier ist der Haken: Diese Technologien haben Probleme mit Verpackungen in Lebensmittelqualität.
Die meisten Lebensmittelverpackungen benötigen eine Barriereschicht. Es hält Sauerstoff draußen und Feuchtigkeit drinnen. Diese Beschichtung beeinträchtigt oft die Laser- oder Ultraschallversiegelung.
Henkel hat dies jedoch geknackt.
Im Februar brachten sie eine Kaltsiegellösung für barrierebeschichtetes Papier auf den Markt. Bei der Kaltversiegelung werden die Schichten durch Druck und nicht durch Hitze miteinander verbunden. Dies ist entscheidend für hitzeempfindliche Produkte wie Schokolade oder Eiscreme.
Die Versiegelung arbeitet direkt mit der Barrierebeschichtung zusammen. Das Ergebnis? Eine recycelbare Verpackung, die Ihr Dessert nicht zum Schmelzen bringt.
Jamie Stone, Verpackungsexperte bei PA Consulting, weist darauf hin, dass es schwierig ist, recycelbares Papier mit einem kompatiblen Dichtungsmittel zu verbinden.
Nehmen Sie einen Joghurtbecher. Sie haben Papierfasern. Sie haben einen Barriereliner. Sie benötigen einen sicheren Deckel.
„Wenn die Sperrschicht nicht gut genug haftet, besteht die Gefahr, dass die Auskleidung abreißt“, sagt Stone. „Man bekommt einen unordentlichen Topf. Das ist eine schlechte Verbrauchererfahrung.“
Ist Kleber überhaupt der Hauptfeind?
Vielleicht. Oder vielleicht auch nicht.
Ambarish Mitra, Mitbegründer des Abfallanalyseunternehmens Greyparrot, argumentiert, dass der Kleber nicht der größte Übeltäter ist.
Viele Papiere können nicht recycelt werden, weil sie verschmutzt sind. Oder mit anderem Müll vermischt. Dies geschieht, bevor es überhaupt die Recyclinganlage erreicht. Für die meisten Verluste seien schlechte Sammel- und Sortiermethoden verantwortlich, sagt Mitra.
Dennoch sagt Stone, dass diese neuen Dichtungstechnologien „ein kluger Ausgangspunkt“ seien.
Wir brauchen Lösungen, die Hochbarriereverpackungen bewältigen, ohne dass Plastikmüll entsteht. Und wir brauchen sie, um mit der Geschwindigkeit und den Kosten der aktuellen Kunststofflinien mithalten zu können.
Es wird nicht über Nacht passieren. Aber zum ersten Mal haben wir praktikable Möglichkeiten, Papier zu versiegeln, ohne seine Recyclingfähigkeit zu beeinträchtigen. Die Maschinerie wartet. Die Technik ist bereit. Jetzt kommt der schwierige Teil: die Branche dazu zu bringen, ihre Vorgehensweise tatsächlich zu ändern.
