Die Verordnung (EU) 2022/1616 ist ein bedeutender Schritt der Europäischen Union, um die Verwendung von recycelten Kunststoffen in Lebensmittelkontaktmaterialien zu regulieren. Für die flexible Verpackungsindustrie bringt diese Verordnung klare Vorgaben und Herausforderungen mit sich, die Hersteller, Recycler und Lebensmittelunternehmen beachten müssen.
Hintergrund der Verordnung
Die Verordnung wurde eingeführt, um sicherzustellen, dass recycelte Kunststoffe, die in direkten Kontakt mit Lebensmitteln kommen, sicher und konform sind. Sie ersetzt die frühere Verordnung (EG) Nr. 282/2008 und enthält aktualisierte Anforderungen, die sich auf Recyclingtechnologien, Dekontaminationsprozesse und die Rückverfolgbarkeit in der Lieferkette beziehen.
Wesentliche Anforderungen an Recyclingprozesse
Ein zentrales Element der Verordnung ist die Zulassung von Recyclingprozessen auf EU-Ebene. Das bedeutet, dass nur recycelte Kunststoffe für Food-Verpackungen verwendet werden dürfen, die aus von der EU genehmigten Verfahren stammen. Diese Verfahren müssen von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) bewertet und genehmigt werden, um sicherzustellen, dass sie die erforderlichen Dekontaminationsstandards erfüllen.
Anforderungen an die flexible Verpackungsindustrie
Für Hersteller von flexiblen Verpackungen bedeutet dies, dass sie recycelten Kunststoff nur von registrierten und konformen Recyclingquellen beziehen dürfen. Jeder Hersteller muss eine Konformitätserklärung (Declaration of Compliance) bereitstellen, die die Einhaltung der Verordnung bestätigt. Diese Erklärung muss entlang der gesamten Lieferkette weitergegeben werden, um Transparenz und Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten.
Dekontamination und Qualitätskontrolle
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Dekontamination. Recyclingprozesse müssen nachweisen, dass sie Kontaminanten auf ein sicheres Maß reduzieren. Dies erfordert dokumentierte Qualitätskontrollen, die sicherstellen, dass der recycelte Kunststoff den lebensmittelrechtlichen Vorgaben entspricht.
Fazit und Ausblick
Die Verordnung (EU) 2022/1616 stellt sicher, dass flexible Verpackungen, die recycelten Kunststoff enthalten, in der gesamten EU einheitliche Sicherheitsstandards erfüllen. Für die Industrie bedeutet dies einerseits mehr regulatorischen Aufwand, andererseits aber auch die Chance, nachhaltige und sichere Verpackungslösungen auf den Markt zu bringen, die den Anforderungen der Verbraucher und der Gesetzgebung gerecht werden.
Papierverpackungen gelten als nachhaltige Alternative zu Kunststoff – doch sobald eine Kunststoffbeschichtung ins Spiel kommt, wird die ökologische Bilanz komplex. Die ersten beiden Teile unserer Serie haben die Funktion von Kunststoffschichten in Papierverpackungen (Teil 1) sowie konkrete Kunststoffe und Alternativen (Teil 2) beleuchtet. Im dritten und letzten Teil unserer Serie geht es um die rechtlichen Rahmenbedingungen und Umweltaspekte, die für papierbasierte Verpackungen mit Kunststoffanteil entscheidend sind. Besonders im Fokus steht die EU-Einwegkunststoffrichtlinie (SUPD), die den Umgang mit Kunststoffanteilen in Papierprodukten wesentlich prägt. Ergänzend betrachten wir Fragen der Recyclingfähigkeit, Entsorgung und regulatorische Schnittstellen zur Lebensmittelkontakt- und Chemikaliengesetzgebung.
Die Einwegkunststoffrichtlinie (SUPD) – Bedeutung für beschichtete Papierprodukte
Definition und Zielsetzung
Mit der Richtlinie (EU) 2019/904, besser bekannt als Single-Use Plastics Directive (SUPD), verfolgt die Europäische Union das Ziel, die Auswirkungen bestimmter Kunststoffprodukte auf die Umwelt – insbesondere auf Meere und Strände – zu verringern. Dabei geht es nicht nur um „klassische“ Plastikartikel, sondern ausdrücklich auch um faserbasierte Produkte mit Kunststoffbeschichtung oder -auskleidung.
Das heißt: Ein Pappbecher mit PE- oder PLA-Beschichtung, ein beschichteter Pappteller oder ein To-Go-Becherdeckel aus Papier mit Kunststofffilm gilt gemäß SUPD rechtlich als Kunststoffprodukt. Die Richtlinie setzt damit einen klaren Rahmen: Schon geringe Kunststoffanteile können den Charakter eines Papierprodukts wesentlich verändern – sowohl in regulatorischer als auch in ökologischer Hinsicht.
Konsequenzen für Hersteller und Inverkehrbringer
Für Unternehmen bedeutet das erhebliche Pflichten:
Kennzeichnungspflicht: Seit 2021 müssen viele Papierprodukte mit Kunststoffanteil das Hinweiszeichen „enthält Kunststoff“ tragen (das sogenannte Schildkröten-Symbol). Dieses soll Verbraucher darauf aufmerksam machen, dass das Produkt Kunststoff enthält und nicht biologisch abbaubar ist.
Erweiterte Herstellerverantwortung: Produzenten müssen künftig anteilig für die Reinigungskosten öffentlicher Flächen und für die Abfallbewirtschaftung ihrer Produkte aufkommen.
Verwendungsbeschränkungen und Alternativpflichten: Für einige Produktkategorien (z. B. Einwegverpackungen im Take-away-Bereich) sind Kunststoffanteile künftig nur noch begrenzt zulässig – alternative Materialien oder Mehrwegoptionen werden politisch gefördert.
Damit hat die SUPD die Marktdynamik bei papierbasierten Verpackungen stark beeinflusst: Der Trend geht zu beschichtungsfreien oder polymerarmen Papieren, wasserbasierten Dispersionsbeschichtungen oder biobasierten, leichter abbaubaren Systemen.
Abgrenzung: Wann gilt ein Produkt als „Kunststoff“?
Die SUPD definiert Kunststoff als „Material, das aus einem Polymer besteht, dem Additive oder andere Substanzen zugesetzt wurden, und das als Hauptstrukturkomponente dient“. Für papierbasierte Verpackungen bedeutet das: Wenn die Kunststoffschicht funktional und nicht rein optisch ist – also z. B. als Barriere wirkt, fällt die gesamte Verpackung unter die Richtlinie. Diese Definition betrifft vor allem:
PE-, PP-, PET- und EVOH-Beschichtungen,
biobasierte Kunststoffe wie PLA oder PBS.
Hiermit wird ein wichtiger Anreiz für Innovation in polymerfreien Beschichtungssystemen geschaffen.
Weitere regulatorische Bezüge
Auch wenn die SUPD im Vordergrund steht, sind weitere Rechtsrahmen für beschichtete Papierprodukte gegebenenfalls relevant:
Verordnung (EU) Nr. 10/2011 – regelt die Verwendung von Kunststoffen im Lebensmittelkontakt. Kunststoffbeschichtungen auf der Lebensmittelkontaktseite müssen migrationsgeprüft sein und dürfen nur zugelassene Stoffe enthalten. Dies kann ich bestimmten Fällen auch auf Papier/Kunststoffverbunde angewendet werden.
REACH-Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 – betrifft Chemikalien und Additive in Kunststoffschichten (z. B. Weichmacher, PFAS, Haftvermittler). Besonders besorgniserregende Stoffe können eingeschränkt oder verboten werden.
Abfallrahmenrichtlinie (2008/98/EG) – fordert, dass Verpackungen recyclingfähig gestaltet werden („Design for Recycling“) und die Abfallhierarchie (Vermeidung > Wiederverwendung > Recycling > Verwertung) beachtet wird.
In der Praxis überschneiden sich diese Regelungen. Die SUPD definiert die Produktkategorie, während EU 10/2011 und REACH die Materialkonformität sicherstellen.
Umweltaspekte: Kunststoffbeschichtungen zwischen Funktion und Problem
Recyclingfähigkeit und Materialtrennung
Kunststoffbeschichtungen sind für viele Anwendungen technisch unverzichtbar – sie schützen vor Feuchtigkeit, Fett und Aromen und sichern die Siegelfähigkeit. Doch genau diese Funktionalität führt zu Problemen im Recyclingprozess. Papierfabriken können den Faseranteil beschichteter Papiere nur dann effizient verwerten, wenn der Kunststoffanteil dünn, homogen und leicht ablösbar ist. Dicke oder komplexe Verbundstrukturen (z. B. PE-laminierte Papiere oder mehrlagige Barriereverbunde) führen zu hohen Reststoffanteilen, die energetisch verwertet werden müssen.
In Deutschland wird häufig die sogenannte 5-Prozent-Regel angewandt: Liegt der Kunststoffanteil über 5 % des Gesamtgewichts, darf das Produkt nicht über das Altpapierrecycling entsorgt werden, sondern gehört in den Verpackungsverbundstrom („Gelber Sack“).
Mikroplastik und Abbauverhalten
Gelangen beschichtete Papiere in die Umwelt, baut sich der Papieranteil relativ schnell ab – die Kunststoffbeschichtung jedoch bleibt zurück. Es entstehen Mikroplastikpartikel, die schwer oder gar nicht abgebaut werden. Selbst kompostierbare Beschichtungen (z. B. PLA oder PHB) benötigen industrielle Bedingungen mit hohen Temperaturen, um sich vollständig zu zersetzen. In Heimkompost oder natürlichen Umweltbedingungen zersetzen sie sich meist nur unvollständig.
Energieverwertung und Lebenszyklus
Wenn Recycling technisch oder wirtschaftlich nicht möglich ist, werden Kunststoffanteile aus Papierverbunden meist thermisch verwertet. Dabei wird zwar Energie gewonnen, aber auch CO₂ freigesetzt, und der Materialkreislauf bleibt unvollständig. Aus ökologischer Sicht schneiden Materialien am besten ab, wenn sie stofflich verwertet werden können – also in den Recyclingprozess zurückkehren. Hierfür sind vor allem dünne, sortenreine oder wasserlösliche Beschichtungssysteme vielversprechend.
Fazit
Die Einwegkunststoffrichtlinie hat die Verpackungsbranche nachhaltig verändert. Sie hat klargestellt: Papierprodukte mit Kunststoffanteil sind keine reinen Papierprodukte. Kunststoffbeschichtungen erfüllen zwar wichtige technische Aufgaben, erschweren aber das Recycling, beeinflussen die Entsorgung und bringen Hersteller in den Anwendungsbereich der Kunststoffregulierung. Die Herausforderung liegt nun darin, funktionale Beschichtungen zu erhalten, ohne die Umweltbelastung zu erhöhen. Der Weg dorthin führt über Materialinnovation, Recyclingdesign und eine frühzeitige Auseinandersetzung mit den Anforderungen der SUPD – denn nur so kann papierbasiertes Verpackungsdesign langfristig regulatorisch konform, technisch sinnvoll und ökologisch tragfähig bleiben.
Hinter der Abkürzung „PFAS“ verstecken sich sogenannte per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (per- and polyfluoroalkyl substances). Dies ist eine große Gruppe von mehreren tausend Chemikalien (ca. 5 Tsd. – 15 Tsd. je nach Quelle der Informationen), die seit Jahrzehnten aufgrund ihrer wasser-, fett- und schmutzabweisenden Eigenschaften in zahlreichen industriellen und verbrauchernahen Anwendungen eingesetzt werden. Besonders häufig finden sie sich in papierbasierten Lebensmittelverpackungen – etwa in Fast-Food-Verpackungen, Pizzakartons oder Mikrowellenpopcorntüten. Bei Lebensmittelkontaktmaterialien ist der wohl bekannteste Vertreter dieser Gruppe das Polytetrafluorethylen, welches unter dem Handelsnamen „Teflon®“ für Antihaftbeschichtungen von z.B. Kochutensilien (Töpfe, Pfannen) zum Einsatz kommt.
Spätestens seit Inkrafttreten der „PPWR“ (Packaging and Packaging Waste Regulation – Verordnung (EU) 2025/40) ist das Thema PFAS in aller Munde und führt bei vielen zu Unsicherheiten, wie mit diesen Stoffen umgegangen werden soll.
Dieser Artikel gibt Ihnen einen kurzen Überblick über die wichtigsten Informationen zum Thema PFAS und beantwortet die Frage, ob und wie sie als Hersteller/Verwender von Lebensmittelverpackungen tätigen werden sollten.
Migration aus Verpackungen in Lebensmittel
PFAS sind besonders problematisch, da sie chemisch extrem stabil sind, d.h. sie widerstehen biologischem Abbau, Hitze, Licht und Chemikalien. Sie werden häufig in papierbasierten Lebensmittelverpackungen verwendet, um Feuchtigkeits- und Fettbeständigkeit zu gewährleisten, aber auch in flexiblen Folienverpackungen kommen sie als Extrusions-Hilfsmittel bzw. Prozessadditive zum Einsatz. Diese „forever chemicals“ können dann aus (beschichteten) Verpackungen in Lebensmittel migrieren, vor allem bei Kontakt mit heißen, fettigen oder flüssigen Speisen. Studien zeigen, dass Lebensmittel aus PFAS-beschichteten Verpackungen signifikante Mengen dieser Substanzen bzw. deren Reaktionsprodukte aufnehmen können.
Ein wichtiger Aspekt: Auch als „kompostierbar“ oder „nachhaltig“ deklarierte Verpackungen, beispielsweise aus geformtem Zellstoff, enthalten oft PFAS, um die notwendigen Barriereeigenschaften gegen Fett und Feuchtigkeit zu erzielen. Solche Materialien können bei der Kompostierung PFAS freisetzen, die dann erneut in die Umwelt und somit potenziell zurück in die Nahrungskette über Böden, Pflanzen oder Tierfutter gelangen.
Gesundheitliche Risiken und Alternativen
PFAS sind extrem persistent und bioakkumulativ, sie reichern sich vor allem in Blut, Leber und Lunge an. Der Großteil der menschlichen Exposition erfolgt über die Ernährung, laut Schätzungen rund zwei Drittel, sowie über Trinkwasser und Hausstaub. Die chronische Aufnahme von PFAS über kontaminierte Lebensmittel stellt ein immer größer werdendes Risiko dar. Die gesundheitlichen Risiken sind mittlerweile gut dokumentiert, insbesondere langkettige PFAS (z.B. PFOA, PFOS) sind mit gesundheitlichen Problemen wie Fortpflanzungsstörungen, Immunsuppression und Tumorbildung verbunden. Aber auch neuere, kurzkettige Alternativen wie GenX (benannt nach dem Herstellungsprozess) oder PFBS weisen toxikologische Effekte auf und werden aufgrund ihrer hohen Mobilität und Umweltpersistenz kritisch bewertet. (G. Glenn et al. Per‑ and polyfluoroalkyl substances and their alternatives in paper food packaging. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 2021)
Angesichts der bekannten Risiken besteht ein wachsender Bedarf an PFAS-freien, funktional gleichwertigen aber gleichzeitig auch biologisch abbaubaren Verpackungslösungen. Derzeit getestete Alternativen, etwa auf Basis von Polysacchariden (z. B. Stärke, Chitosan), Proteinen oder Polymilchsäure (PLA), erreichen bisher nur begrenzt die gewünschten Fett- und Feuchtigkeitsbarriere-Eigenschaften.
Analytische Herausforderungen
Die Herausforderung bei der PFAS-Analyse liegt in ihrer strukturellen Vielfalt und der niedrigen Konzentration, in der sie vorkommen. Moderne Analysenmethoden wie Flüssigchromatographie gekoppelt mit hochauflösender Massenspektrometrie (LC-QTOF, LC-MS/MS) ermöglichen den Nachweis selbst kleinster Mengen in verschiedenen Matrices, einschließlich Lebensmitteln und Umweltproben. Diese Systeme erlauben auch die Identifikation bisher unbekannter PFAS oder Abbauprodukte – eine wichtige Voraussetzung für Regulierungen und Risikoabschätzungen. Mit diesen Methoden kann allerdings nicht sichergestellt werden, dass alle PFAS detektiert und quantifiziert werden, so dass häufig der Gesamtfluorgehalt mittels Veraschung in der Sauerstoffbombe und Ionenchromatografie bestimmt wird. Allerdings lassen sich damit anorganische und organische Fluoride nicht trennen, so dass Fehlinterpretationen möglich sind.
PPWR: Ein regulatorischer Wendepunkt
Die Verordnung (EU) 2025/40, eine zentrale Initiative der EU zur Kreislaufwirtschaft, sieht umfassende Regelungen für Verpackungen vor, mit dem Ziel, Verpackungsmüll bis 2040 deutlich zu reduzieren und Materialien sicher und recyclingfähig zu gestalten. Besonders relevant: Die PPWR enthält klare Anforderungen an die Sicherheit von Materialien mit Lebensmittelkontakt.
Im aktuellen Verordnungstext wird explizit auf die Reduktion „besorgniserregender Stoffe“ in Verpackungen abgezielt – PFAS stehen dabei im Fokus. Hersteller müssen künftig nachweisen, dass ihre Verpackungen frei von persistenten, bioakkumulierbaren und toxischen Stoffen wie PFAS sind. So dürfen nach Ablauf der Übergangsfrist am 12.08.2026 Lebensmittelverpackungen nicht mehr in Verkehr gebracht werden, wenn sie PFAS in folgenden Konzentrationen enthalten:
25 ppb für jedes gezielt analysierte PFAS (ohne polymere PFAS)
250 ppb für die Summe der PFAS, gemessen als Summe aus gezielter Analyse und ggf. Abbau von Vorläuferverbindungen (ohne polymere PFAS)
50 ppm für PFAS (einschließlich polymere PFAS); bei einem Gesamtfluorgehalt über 50 mg/kg muss der Erzeuger oder Importeur auf Verlangen Nachweise über die Menge des gemessenen Fluors vorlegen.
Diese Regelungen sind besonders relevant für Hersteller von Lebensmittelverpackungen, die mit der Messung des Gesamtfluorgehaltes schon jetzt prüfen können, ob Handlungsbedarf besteht.
Bei Fragen wenden Sie sich bitte an fcm@innoform.de. Wir erstellen Ihnen gerne ein Angebot für die Bestimmung des Gesamtfluorgehaltes.
Die Materialcharakterisierung von Folien spielt eine entscheidende Rolle in der Forschung und Industrie, insbesondere bei der Entwicklung und Qualitätssicherung von Verpackungsmaterialien, technischen Folien und Verbundwerkstoffen. Um die Struktur, Zusammensetzung und thermischen Eigenschaften dieser Materialien genau zu analysieren, kommen verschiedene bewährte Verfahren zum Einsatz.
Die genaue Analyse von Verbundfolien ist essenziell, um deren Struktur und Eigenschaften zu verstehen. Man nutzt sie häufig, um folgende Fragestellungen zu klären:
Materialinformation: Wie ist die Folie aufgebaut? Diese Frage ist besonders relevant, wenn das Material unbekannt ist – beispielsweise zur Beurteilung der Recyclingfähigkeit.
Verwechslung vermeiden: Entspricht die gelieferte Folie tatsächlich der bestellten Spezifikation?
Fehlersuche in der Rezeptur: Liegt eine Abweichung oder Verwechslung in der Zusammensetzung vor?
Wettbewerbsanalyse: Welche Folienvarianten existieren am Markt – auch von Mitbewerbern – für spezifische Anwendungen?
Der Innoform Testservice in Oldenburg bietet ein umfassendes Analysenpaket zur präzisen Bestimmung des Folienaufbaus und der Materialzusammensetzung. Dieses umfasst Mikrotomquerschnitte, DSC (Differential Scanning Calorimetry), Polarisationsthermomikroskopie und Infrarot-(IR)-Spektroskopie. Mit diesen Methoden lassen sich fundierte Erkenntnisse gewinnen, die für Qualitätssicherung, Produktentwicklung und Marktanalysen unverzichtbar sind.
Der erste Schritt zur Analyse
Wir erstellen bei Eingang der Kundenprobe zunächst einen schnellen Mikrotomquerschnitt. Dieser gibt eine erste Übersicht über die Komplexität der Probe und dient als Grundlage für die Planung weiterer Untersuchungen. Nachdem wir den erforderlichen Analyseaufwand ermittelt haben, fertigen wir einen detaillierten Mikrotomquerschnitt an und betrachten ihn meist unter hoher Vergrößerung im Durchlicht. Diese Methode erlaubt es, die Anzahl der Schichten, deren Dicken und grundlegenden Aufbau exakt zu bestimmen.
Der Mikrotomquerschnitt einer Folie
Die erstellten Bilder dienen nicht nur als Orientierung für weiterführende Analysen, sondern auch zur anschaulichen Visualisierung für den Auftraggeber. Moderne Mikroskope liefern dabei exzellente Ergebnisse und sind eine wesentliche Voraussetzung für die nachfolgende Materialcharakterisierung. Der Mikrotomquerschnitt bildet somit einen zentralen Bestandteil der Analyse und stellt zusammen mit der tabellarischen Ergebniszusammenfassung das Herzstück unserer Berichte dar.
Thermische Analyse
Der zweite Schritt ist die Differential Scanning Calorimetry (DSC), eine präzise Methode zur thermischen Analyse der Probe. Vor Beginn dieser Untersuchung müssen jedoch Halogene ausgeschlossen werden. Dies erfolgt mithilfe der Beilsteinprobe, einer einfachen chemischen Nachweismethode für Halogene wie PVC oder PVDC. Wir nutzen die Eigenschaft, dass Halogene in Gegenwart von Kupfer charakteristische grüne Flammenfärbungen erzeugen. Enthält die Folie Halogene, verzichten wir anschließend auf die DSC-Analyse, um den Sensor vor den entstehenden Gasen zu schützen.
Fällt die Beilsteinprobe negativ aus, wird ein Thermogramm der Probe erstellt. Dieses liefert wichtige thermische Parameter wie Schmelztemperaturen, Schmelzenthalpien (Energieaufnahme oder -abgabe) sowie Kristallinitäts- und Glasübergangstemperaturen. Obwohl die DSC keine schichtspezifischen Ergebnisse liefert, bietet sie einen umfassenden Überblick über die thermischen Eigenschaften der gesamten Probe. Besonders in Kombination mit der Heiztischmikroskopie lassen sich typische Werkstoffe wie Polyethylen (PE) präzise identifizieren.
Analyse des Schmelzverhaltens einzelner Schichten
Ein weiterer wichtiger Schritt der Materialcharakterisierung ist die Heiztischmikroskopie. Diese ermöglicht die detaillierte Untersuchung des Schmelzverhaltens einzelner Schichten von Verbundfolien. Nach der Anfertigung eines Mikrotomquerschnitts wird die Probe ohne Medium auf einem Glasträger im Durchlichtmikroskop positioniert. Dort wird sie schrittweise in einer Art „Miniofen“ erhitzt und kontinuierlich beobachtet.
Durch spezielle Polarisationsfilter entsteht ein Dunkelfeld, in dem teilkristalline Schichten als helle Bereiche sichtbar werden. Durch eine kontrollierte Temperaturerhöhung lassen sich die Schmelzbereiche exakt bestimmen. Beim Erreichen des Schmelzpunkts verschwindet die Doppelbrechung, wodurch die zuvor hellen Schichten dunkel erscheinen. Dieses Verfahren erlaubt es, die thermischen Eigenschaften einzelner Schichten genau zu bestimmen – auch bei eingefärbten Schichten, beispielsweise mit TiO₂, die eine besondere Herausforderung darstellen.
Chemische Analyse der Zusammensetzung
Zur Ergänzung der thermischen Analysen kommt die Infrarot-(IR)-Spektroskopie zum Einsatz. Diese Methode liefert detaillierte chemische Informationen über die Zusammensetzung der einzelnen Schichten. Zunächst werden die Außenschichten der Probe mittels ATR (abgeschwächte Totalreflexion)-Spektroskopie untersucht. Anschließend fertigen wir einen Mikrotomquerschnitt an und setzen ihn in einem eigens entwickelten Edelstahlhalter für die Durchlichtmessung ein.
Mithilfe eines Infrarot-Spektrometers können Spektren der einzelnen Schichten aufgenommen und mit Referenzspektren verglichen werden. Diese Untersuchung ergänzt die thermischen Analysen und dient als zweite Verifizierung der Ergebnisse.
Auch die Zwischenschichten einer Probe können mithilfe des IR-Mikroskops können analysiert werden, so dass sich ein vollständiger und detaillierter Aufbau der Verbundfolie ergibt.
Zusammenfassung der Untersuchungsergebnisse einer Folie
Fazit: Umfassende Charakterisierung durch kombinierte Analysen
Durch die Kombination mechanischer, thermischer und chemischer Analysen bietet das Analysenpaket von Innoform Testservice eine Möglichkeit, Folien detailliert zu charakterisieren. Vom ersten Mikrotomquerschnitt bis hin zur abschließenden IR-Spektroskopie entsteht ein umfassendes Bild der Materialstruktur und Zusammensetzung. Diese präzise Vorgehensweise liefert nicht nur wertvolle Erkenntnisse für technische und industrielle Anwendungen, sondern setzt auch einen hohen Standard in der modernen Foliencharakterisierung.
In unserer Reihe #Folienwissen für alle geht es heute um die Einstufung von Barrierefolien. Wann fängt Barriere an und was ist eine Hochbarriere überhaupt? Wenn wir diesen Begriff der Barriere verwenden, muss erst einmal klar werden, um welche Barriere es sich handelt. Meistens betrachtet man theoretisch die beiden “gegenläufigen” Barrieren Sauerstoff- und Wasserdampfbarriere, die für Lebensmittelverpackungen von besonderer Bedeutung sind.
Wasserdampfbarriere beschreibt dabei die Neigung, das Austrocknen zu verhindern und die Sauerstoffbarriere gibt Anhaltspunkte dafür, wie lange ein Sauerstoff empfindliches Lebensmittel haltbar gemacht werden kann. Die Kehrwerte/Gegenteile nennt man anstatt Barriere Durchlässigkeit.
Hier haben wir einmal eine grobe Übersicht erstellt, wie man diese abstrakten Eigenschaften flexibler Verpackungen einstufen kann. Bevor wir da aber einsteigen, vorab kurz zu den Einheiten und Rahmenbedingungen:
Permeation, also Barriere, ist temperaturabhängig
Organische Barriere zeigt zudem noch eine Abhängigkeit zum Feuchtegehalt in der Barriereschicht bzw. der Umgebung
Sauerstoffbarriere wird in cm³/m²xdxbar angegeben (d=day=Tag, und bar steht für die Druckdifferenz zwischen innen und außen
Wasserdampfdurchlässigkeit gibt man hingegen in g/m²xdxbar
Um sich etwas vorstellen zu können, erklären wir die Messgröße immer so: Die Sauerstoffdurchlässigkeit gibt die Menge an Sauerstoff in cm³ an, die pro Tag und pro Quadratmeter Folie hindurch permeiert sprich durchdringt. Dabei entspricht ein Kubikzentimeter (cm³) etwa einem Stück Würfelzucker.
Zu diesem Thema gibt es übrigens auch ein kurzes rund 6-minütiges Video, in dem ich intensiver bespreche. Klicken Sie doch einfach mal auf die Tabelle.
Wenn Sie einmal selbst überschlagen wollen, welche Barriere ein bestimmter Folientyp hat, dann nutzen Sie gerne unseren kostenlosen Permeationsrechner des Innoform Testservice. Dort machen wir reichlich Permeationsmessungen mit allen gängigen Versuchsaufbauten und Gasen, die für die Praxis relevant sind.
Fragen, Kommentare oder Ergänzungen und Korrekturen gerne an ks@innoform.de
Wussten Sie, dass Verpackungsfolien immer sogenannte Additive enthalten? Aber warum ist das so, welche sind das und warum gibt man Additive zu Folien dazu?
Das sind Fragen, die wir immer wieder in unseren Seminaren und Webseminaren hören. In diesem kurzen Abriss stellen wir wichtige Additive vor, erläutern die beiden Gruppen der migrierenden und nicht migrierenden Additive und erklären, warum man das als Folienhersteller, aber auch als Verpacker und Händler wissen sollte.
Um es nicht zu kompliziert zu machen, teilen wir grob in zwei Klassen ein, die für die Praktiker wichtig sind. Wir kennen migrierende und nicht migrierende Additive.
Das typischste Beispiel für die migrierenden Additive ist das Gleitmittel, das fast immer in Verpackungsfolien vorkommt. Wie der Name schon sagt, sorgt es für ein optimiertes Gleitverhalten der Folie z.B. beim Abpackprozess. In der Regel versucht man einen konstant niedrigen Gleitreibwert zu erhalten. Besonders häufig setzt man es bei den “eher stumpfen” Polyolefinen” wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) ein. Diese Folien lassen sich ohne Gleitmittel oft gar nicht oder nur sehr umständlich über z.B. Stahlflächen, Formschultern in Abpackmaschinen oder Leitblechen ziehen. Mit der Zugabe von Gleitmittel – heute meistens Erucasäureamid (ESA) – verringert sich die Haft- und Gleitreibung zu niedrigeren werden. Das heißt die Folie gleitet leichter über Stahl, Holz und sich selbst.
Dieser Effekt tritt aber erst dann ein, wenn sich das Gleitmittel (ESA) aus der Folie an den Oberflächen zu einer durchgängigen Schicht ausgebildet hat. Dieses kann je nach Folienrezeptur, Wickeldruck und Mengenzugabe zwischen einigen Stunden bis hin zu einigen Wochen dauern. Wichtig für den Verarbeiter dabei ist eben, dass vor dem Abpacken das Gleitmittel auch wirklich auf der Folienoberfläche liegt und nicht mehr in der Folie selber gelöst ist.
In diesem Schaubild von Borealis wird schematisch dargestellt, wie nach der Folienherstellung (Extrusion) das Gleitmittel nach und nach an die Oberfläche wandert (migriert), bis sich ein gleichmäßiger Film von Erucasäureamid an der Oberfläche gebildet hat. Jedes Additiv hat auch Nebenwirkungen. Die Gleitmittel haben gleich eine ganze Menge davon:
Sie erschweren das Kaschieren und Bedrucken
Sie können zu Ablagerungen an Walzen und Blechen führen
Sie führen manchmal zum Kleben, warum man auch Antiblockmittel in Kombination verabreicht.
Und damit kommen wir zum Beispiel der nicht migrierenden Additive, dem Antiblockmittel. Das Antiblockmittel soll das aneinander haften der Folien beim Abwickeln oder später beim Öffnen der Beutel verbessern. Stark vereinfacht zeichnen sich alle nicht migrierenden Additive dadurch aus, dass sie gleichmäßig in der gesamten Folienmatrix verteilt sind. Man kann also sofort nach der Extrusion mit den Eigenschaften rechnen. Das bedeutet aber auch, dass man die gesamte Folie mit dem Additiv “füllen” muss, was insbesondere bei Antiblockmitteln zu Trübungen führen kann. Antiblockmittel können wir uns hier als fein gemahlenen Sand vorstellen. Dieser feine Sand bewirkt, dass zwischen den Folienlagen immer etwas Raum bleibt – beim Wickeln und auch nachher bei den Beutelinnenseiten.
Das verbessert nicht nur das Auf- und Abwickelverhalten, sondern führt auch dazu, dass Gleitmittel schneller und konstanter ihre Wicklung entfalten können. Daher werden Antiblockmittel (nicht migrierend) und Gleitmittel (migrierend) oft gemeinsam verabreicht – man könnte also von einem Kombipräparat sprechen. Fast alle Additive lassen sich in diese 2 Gruppen unterteilen und folgen den gleichen Gesetzmäßigkeiten. Eine gute Idee ist es daher, bei jedem Additiv zu überlegen, wie es sich wohl verhalten wird.
In unserer Reihe #folienwissen, geht es heute wieder um Begriffe, die viele benutzen und einige nicht richtig einordnen können. Wir nähern uns heute einmal den Begriffen der kleinsten Teilchen der Kunststoffe. Dabei beginne ich hier mit dem Molekül des Polypropylens. Es unterscheidet sich ja nur in einem Detail vom Polyethylen – der zusätzlichen CH3- oder auch Methylgruppe genannt. Und weil sich die beiden PE und PP so ähnlich sind, gehören diese auch zu einer Obergruppe, den Polyolefinen. Sie ähneln sich in der Verarbeitung, den Eigenschaften, der Polymerstruktur und auch der Recyclingfähigkeit. Nimmt man z.B. PE/PP Verbundfolien und untersucht sie auf Recyclingfähigkeit in mechanischen Verfahren, so lassen sich diese gut zusammen wiederverwerten.
Hier links im Bild ist die Strukturformel einmal dargestellt. Drei Kohlenstofffatome in der Monomereinheit, der kleinsten Einheit in dieser Betrachtung, und 6 Wasserstoffatome – und fertig ist das Polypropylen.
Im mittleren Bild sehen wir die längliche Form des Polypropylens mit weniger Vergrößerung. “Poly”, aus dem griechischen für viel, zeigt schon an, dass es ziemlich viele Polymere sind, die man da zu Molekülketten zusammen polymerisiert. Und da kommen wir schon zum nächsten Detail, dem Herstellungsprozess der Polymerisation. Diese langen, Spaghetti ähnlichen Moleküle bestehen oft aus mehr als 100.000 Monomeren, den Propylenen, und werden so zum Polypropylen.
Zoomt man nun noch etwas weiter raus und verringert dadurch die Vergrößerung, so findet man das s.g. Polymer-Gefüge, auch Kunststoffgefüge genannt. Man sieht dann übergeordnete Strukturen, die sich in amorphe und kristalline Bereiche unterteilen lassen.
Die amorphen Bereiche zeichnen sich durch ein wildes Durcheinander aus. Man kann sich das wie ein Wollknäuel vorstellen.
Die kristallinen Bereiche hingegen sind schön geordnet nebeneinander und haben dadurch einen energetisch niedrigeres Niveau erreicht.
Zieht man nun an dem gesamten Gefüge, dehnen sich die amorphen Bereiche mehr als die kristallinen und sortieren sich dabei um. Man spricht von s.g. Verfestigungsmechanismen, Kaltverfestigung und Orientierung der Polymere oder in unserem Anwendungsfall eben der Folien.
Heute sprechen alle über voll recycelfähig, 100% rezyklierbar und 100% nachhaltige Folien. Aber was heißt das eigentlich für die Praxis? Generell kann man sagen, dass diese Begriffe überhaupt nicht geschützt oder ausreichend definiert sind. Das ist auch nur schwer möglich, denn je nach Materialgruppe, Recyclingverfahren und Kunststoffmix, kann das ganz anders interpretiert werden. Daher sagen wir auch bei Marketing-Claims: Achtung Green-Washing. Wenn uns nämlich jemand nachweisen kann, dass wir zwar 100% recyclingfähig sagen, aber gar keine genaue Vorstellung davon haben, was das heißen soll oder gar keine Untersuchung gemacht haben, kann es teuer werden. Es würde hier zu weit führen dieses Thema gleichzeitig zu behandeln. Mehr Informationen dazu liefert unser Webseminar:
Aber es gibt praxisnahe Lösungsvorschläge von den Recyclern. Monomaterialfolien oder insgesamt Monomaterial-Verpackungen gelten als gut wiederverwertbar und recyclingfähig. Und das gilt erst einmal für alle Recyclingverfahren, ob mechanisches Recycling oder chemisches Recycling, Einstoff-Fraktionen sind immer hilfreich und erhöhen die Qualität des Regenerates. Das Regenerat oder Regranulat ist der Stoff, der durch das Recycling gewonnen wird und wieder als Granulat oder Flakes in den Kunststoffkreislauf – alternativ und als Zusatz zur Neuware – eingesetzt wird.
Nun gibt es aber ja auch noch den Begriff der Monofolie. Diese Wortschöpfung hingegen bezeichnet nur die Folien, die aus einer Schicht bestehen. Diese sind oft auch nur aus einem Material hergestellt. Normalerweise werden tatsächlich auch nur Materialien in dieser einen Schicht gemischt, die gut miteinander mischbar (kompatibel) sind und daher meistens aus einer Materialgruppe stammen.
Monofolie aus einer Schicht und meistens auch aus Monomaterial aber als Mischung z.B. PE-LD, PE-LLD
Diese werden unterschieden von den Verbundfolien, die sich wiederum in 2 Gruppen unterteilt:
Coextrudierte Verbundfolien
Kaschierte Verbundfolie (mittels Klebstoff- oder Extrusionskaschierung)
Coextrudierte Verbundfolie sowohl Monomaterial, meistens aber noch Multimaterial z.B. PA-PE-EVOH-PE
Kaschierte Verbundfolie, meistens Multimaterial, aber auch Monomaterial möglich, hier PET-BO/AL/PA-BO/PP
Wir tun also alle gut daran, die Begriffe Monomaterial und Monofolie auseinander zu halten und den Unterschied zu kennen und zu berücksichtigen, wenn wir kompetent über Folien und Folienverpackungen diskutieren und diese immer nachhaltiger machen. Und diese Nachhaltigkeit erzeugen wir auch dadurch, dass wir mehrschichtige Verbundfolien entwickeln, die aber aus Monomaterialien bestehen, um die vielfältigen Eigenschaften, die an eine Verpackungsfolie gestellt werden, zu erfüllen.
Beispiele für Monomaterialverpackungen in diesem Sinne der Recyclingfähigkeit sind die beiden ersten Beispiele. Die kaschierte Verbundfolie mit Aluminium hingegen ist schwer stofflich zu verwerten, also zu recyceln, da das Aluminium nicht gut mit dem Kunststoff zusammen recycelt werden kann. Es müsste getrennt werden, was aber meistens zu aufwendig wird. Es bleibt also meistens nur die Verbrennung oder Deponielagerung, was wir strikt vermeiden wollen und sollen.
Verbundfolien aus PP-BO kaschiert zu PE-LLD gelten aber als Monomaterialien, da sie aus einer Stoffgruppe der Polyolefine stammen und gut miteinander recycelt werden können. Besser wäre natürlich reines PE oder reines PP, aber das funktioniert praktisch oft noch nicht gut genug. Man will ja gerade die unterschiedlichen Eigenschaften der Rohstoffe PE und PP kombinieren für die Verwendung.
Ab sofort sind vier Staffeln mit jeweils bis zu 14 Videos von Jan Switten in englischer Sprache verfügbar.
Aktueller als jedes Fachbuch auf dem Markt und bequem zu studieren – das war die Maßgabe für dieses Projekt.
Die vier aufeinander aufbauenden, aber auch einzeln verfügbaren Staffeln sind ideal für Ein- und Aufsteiger in dieser komplexen Verpackungswelt gestaltet.
In verständlicher Sprache und mit technischen Beispielen aus der Praxis für die Praxis, hat Jan Switten seine über 40 Jahre Berufserfahrung eingebracht.
Hier finden Sie einen kleinen Trailer, was sie erwartet:
Trailer mit Jan Switten
Nutzen Sie jetzt die Gelegenheit ohne Risiko Ihr Wissen zu vertiefen. Auch bei diesem Angebot können Sie sich auf unsere 100% Geld-Zurück-Garantie verlassen.
Das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit hat die Daten zur Lebensmittelüberwachung 2018 veröffentlicht.
Insgesamt haben die Lebensmittelkontrolleure 504.730 Betriebe unangekündigt überprüft. Es wurden 366.986 Proben untersucht.
8.647 Proben entfielen auf Bedarfsgegenstände mit Lebensmittelkontakt. Dazu gehören unter anderem Küchenutensilien, Geschirr, Besteck und Lebensmittelverpackungen. 1.152 dieser Proben wurden beanstandet. Die Quote der Beanstandungen bei Gegenständen und Materialien mit Lebensmittelkontakt sank im Vergleich zum Vorjahr von 15,4 auf 13,3 %. Hauptursachen für Beanstandungen waren Verstöße bei der Kennzeichnung/Aufmachung mit 50,8 % (2017: 53,7 %).
