(Bio)-Kunststoff
Kunststoffe oder besser Polymere sind die jüngsten Werkstoffe, die für Verpackungen eingesetzt werden. Aber es sind die, die am stärksten im Fokus stehen und maßgeblich an der Umweltbelastung beteiligt sind. Dabei wird deren größter Vorteil zum Nachteil, nämlich die lange Haltbarkeit und Stabilität, die flexible Formbarkeit, die große Bandbreite der Einsatzvielfalt und letztlich der sehr günstige Preis. In vielen industriellen Anwendungen, in nahezu allen Branchen, gibt es kaum mehr vergleichbare Alternativen zum Kunststoff.
Einfache Kunststoffe setzen sich aus nur drei Elementen zusammen: Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Durch Synthese, Polymerisation und Zugabe weiterer chemischer Elemente, entstehen unzählige Kombinationsmöglichkeiten mit entsprechend einstellbaren Eigenschaften und Funktionen.
Geschichte
Die Steigerung der industriellen Produktion ging in den 1950er und 1960er Jahren Hand in Hand mit dem Wachstum der Selbstbedienungsläden. Es war die Zeit, in der Lebensmittelproduzenten aufgefordert waren, so zu produzieren, dass die Ware günstig und selbstbedienungsgerecht, abgepackt werden kann. Der Einkauf wurde zur täglichen Notwendigkeit und sollte so schnell und rationell wie möglich erledigt sein. Daran hat sich bis heute nicht viel geändert, im Gegenteil. Fertiggerichte werden so hergestellt, dass eine Zubereitung in der Verpackung möglich wird. Die Kunststoffverpackungen ermöglichen andere Zubereitungsformen und Haltbarmachung der Produkte, bspw. durch Vakuum- oder Schutzgaspackungen sowie die Sterilisation oder Pasteurisation in der Packung. Aber auch ein Wiederverschluss erhöht die Haltbarkeit und trägt dazu bei, dass eine Versorgung mit Lebensmitteln permanent möglich ist.
Werkstoff / Verpackung
Für Lebensmittelverpackungen kommen hauptsächlich folgende Kunststoffe zum Einsatz: Polypropylen (PP) für Becher und Folien, Polystyrol (PS) für Becher und Trays, Polyethylen hoher Dichte (HDPE) für Flaschen und Behälter, Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) für Tüten, Folien und Beschichtungen sowie Polyethylenterephthalat (PET) für Flaschen, Folien, Becher und Trays.
Gut zu wissen…
Kunststoffe sind nicht nur als Monomaterial rezeptierbar, so dass bestimmte Eigenschaften erreicht werden, sondern auch untereinander unbegrenzt kombinierbar. In einem Verbund addieren sich die besten Eigenschaften. Eine PE Folie (50 µm) hat eine hohe Sauerstoffdurchlässigkeit und eine gute Barriere gegen Wasserdampf. Eine PET Folie (12 µm) sperrt gut gegen Sauerstoff, hat aber eine höhere Durchlässigkeit von Wasserdampf. Eine Verbundfolie aus PET/PE sperrt ausgezeichnet gegen Wasserdampf und Sauerstoff, dabei entspricht die Dicke (62 µm) dieses Materials dem eines menschlichen Haares.
Es gibt grenzenlose Möglichkeiten, verschiedene Kunststoffe auch mit anderen Materialien wie bspw. Aluminiumbedampfungen oder hauchdünnen Glasschichten (SiOx) zu ergänzen. Dadurch wird es möglich, dass Lebensmittel, aber auch Pharmaprodukte, wie Tabletten oder Flüssigkeiten hochsteril, lange haltbar, gut transportierbar und zu vertretbaren Kosten abgepackt werden können.
Nachhaltigkeit
Nicht immer ist es nötig, Verbunde derart hochleistungsstark aufzubauen und schon im Sinne der Nachhaltigkeit, ist eine regelmäßige Prüfung der Produktanforderungen an die Verpackung notwendig, um ein Überverpacken und die Verschwendung von Ressourcen zu vermeiden.
Recycling
Für das Recycling gilt die Faustformel: Je einfacher ein Material aufgebaut ist, desto einfacher kann es identifiziert und sortiert werden und anschließend einem werkstofflichen Recycling zugeführt werden. In den Sortieranlagen für Leichtverpackungen (aus dem gelben Sack) werden die verschiedenen Materialien durch verschiedene technische Anlagen aussortiert. Kunststoffe können durch ein Nahinfrarot sortenrein identifiziert werden. Allerdings nur, wenn die Regeln des Design4Recycling beachtet werden. Dazu zählt der Einsatz möglichst von Monomaterial, gerne transparent und wenig oder gar nicht bedruckt. Vollflächig schwarz bedruckt oder durchgefärbt ist zu dabei zu vermeiden. Darüber hinaus werden Etiketten gewünscht, die klein oder aus dem gleichen Material wie die restliche Verpackung sind.
Diese Vorgaben zahlen klar auf das Recycling, also den Kreislaufgedanken ein.
Auch für Kunststoffe ist ein geschlossener Kreislauf, wie er bei Glas oder Metall schon vorhanden ist, anzustreben. Ein gutes Beispiel dafür ist die PET Flasche für Wasser und Soft Drinks, die in Deutschland im Pfandsystem sortenrein gesammelt wird und durch Wasch- und Aufbereitungsprozesse als Rezyklat die Zulassung für den Wiedereinsatz für Lebensmitteldirektkontakt erhält und genauso wiedereingesetzt werden kann, als Flasche für Getränke. Damit ist der Kreislauf geschlossen. Der Kunststoff wird also nicht nur einmal genutzt und dann evtl. verbrannt, sondern er kann mehrfach für den gleichen Einsatzzweck verwendet werden. Das spart Ressourcen, Energie und am Ende auch CO2.
Biokunststoffe
Noch größer ist die Einsparung von CO2, wenn statt einer Erdölquelle, ein nachwachsender, also pflanzenbasierter Rohstoff für die Herstellung des Polymers genutzt wird.
Biokunststoffe unterliegen keiner Definition, Biokunststoffe können biobasiert, bioabbaubar oder beides gleichzeitig sein. Dabei hängt die biologische Abbaubarkeit nicht vom Rohstoff ab, sondern allein von der chemischen Struktur des Endprodukts.
Es gibt Kunststoffe, aus nachwachsenden Rohstoffen, also biobasiert, die sich chemisch identisch wie die aus Rohölquellen verhalten und auch genauso zu verarbeiten und zu recyceln sind, z.B. Bio-PE oder Bio-PET.
Als Beispiel geht der Smoothiehersteller Innocent voran. Die neuen „brighter bottles“ bestehen zu 50% aus recyceltem Plastik und zu 15% aus pflanzenbasiertem Plastik. Damit die Umwelt über die nachhaltigen Flaschen hinaus geschont werden kann, fordert das Unternehmen eine „recycling revolution“, ein Mehrwegsystem für Smoothies aller Art.
Kompostierbare Kunststoffe
Und es gibt Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen, also biobasiert, die auch bioabbaubar und nach definierten Bedingungen teilweise sogar auch kompostierbar (industriell oder Garten) sind, z.B. PLA (Polylactid) oder PHA (Polyhydroxyalkanoat). Wichtig ist es, dass die Bedingungen für eine Kompostierung geschaffen werden: höhere Temperaturen 60 -70°C, gleichzeitig gute Feuchtigkeit und verschiedene Mikroorganismen. Diese Voraussetzungen kommen so nicht in einer natürlichen Umgebung vor, daher verrotten auch die Biokunststoffe nicht einfach im Wald, sondern müssen den entsprechenden Entsorgungswegen zugeführt werden. Zur Verbesserung der Eigenschaften und Verarbeitung liegen sie meist nicht sortenrein vor, sondern es gibt sogenannte Blends, die mit Additiven und Kunststoffen auf Rohölbasis verschnitten werden.
Es gibt mehr und mehr Forschung und Entwicklungen, die aus Abfallstoffen bspw. der Lebensmittel- oder der Papierherstellung Polymere gewinnen. Auch das zahlt auf den Kreislaufgedanken ein und auch wenn diese Kunststoffe nicht wieder in die gleiche Anwendung gehen, so weisen sie doch durch den Weitergebrauch bzw. die biologische Quelle einen reduzierten CO2-Fußabdruck auf.
