Bobst und Michelman treiben Hochbarrierelösungen voran

Bobst und Michelman verfügen über mehr als zehn Jahre Erfahrung in der gemeinsamen Entwicklung recycelbarer Verpackungslösungen mit hoher Barrierewirkung. Ziel der Zusammenarbeit ist es, Alternativen zu konventionellen mehrschichtigen Kunststoffverpackungen zu schaffen und damit die Kreislauffähigkeit von Verpackungen zu verbessern.

Auf der diesjährigen interpack erläuterten Thierry Van Migem, Sales Director Europe bei Michelman, und Nick Copeland, Head of R&D Barrier Solutions bei Bobst, in einer gemeinsamen Präsentation, wie Verpackungshersteller und Markenartikler den Anforderungen der neuen EU-Verordnung über Verpackungen und Verpackungsabfälle (Packaging and Packaging Waste Regulation, PPWR) begegnen können. Im Mittelpunkt standen aktuelle Entwicklungen beider Unternehmen im Bereich recycelbarer Hochbarrierelösungen.

„Durch die Zusammenarbeit mit Partnern entlang der gesamten Wertschöpfungskette können Innovationen schneller entwickelt und marktreif gemacht werden“, betonte Van Migem die Bedeutung industrieübergreifender Kooperationen.

Mit Blick auf die bevorstehende Umsetzung der PPWR steigt der Handlungsdruck für die Verpackungsindustrie. Unternehmen müssen bereits heute die Voraussetzungen schaffen, um schwer recycelbare Verbundmaterialien durch recyclingfähige Monomaterial- oder faserbasierte Lösungen zu ersetzen. Ab dem 1. Januar 2030 müssen alle in der EU in Verkehr gebrachten Verpackungen definierte Mindestanforderungen an ihre Recyclingfähigkeit erfüllen; zunächst entspricht dies der Leistungsstufe C mit einer Wiederverwertbarkeit von rund 70 Prozent. Die Entwicklung, Industrialisierung und Skalierung entsprechender Technologien erfordert erhebliche Vorlaufzeiten – eine Herausforderung, mit der sich Bobst und Michelman seit vielen Jahren beschäftigen.

Fortschritte bei recycelbaren Hochbarrierelösungen

Beide Unternehmen erkannten früh die Notwendigkeit, nachhaltige Verpackungslösungen mit hoher Barriereleistung zu entwickeln, und arbeiten seit Jahren an entsprechenden Technologien.

Der Fokus liegt dabei auf flexiblen Monomaterial-Verpackungen, papier- und faserbasierten Strukturen sowie kompostierbaren und biobasierten Materialien. Zu Beginn ihrer Partnerschaft entwickelten Bobst und Michelman Schutzbeschichtungen für transparente anorganische Barrieretechnologien wie AlOx und SiOx. Inzwischen wurde die Zusammenarbeit auf Monomaterial- und Papierlösungen ausgeweitet, die hohe Barriereeigenschaften mit Recyclingfähigkeit verbinden.

Die Entwicklung solcher Strukturen stellte beide Unternehmen vor erhebliche technische Herausforderungen. „Wir mussten mit deutlich anspruchsvolleren Materialien arbeiten und gleichzeitig dieselbe Barriereleistung erzielen und über sämtliche Verarbeitungsschritte hinweg erhalten“, erläuterte Copeland.

Grundlage der Fortschritte ist die Kombination des Michelman-Know-hows im Bereich wasserbasierter Funktionsbeschichtungen mit den Technologien von Bobst für Vakuummetallisierung, Beschichtung und Weiterverarbeitung. Daraus entstanden skalierbare Lösungen, die sowohl Nachhaltigkeits- als auch Leistungsanforderungen erfüllen.

Ein Beispiel hierfür ist die gemeinsam mit weiteren Industriepartnern entwickelte Lösung oneBARRIER PrimeCycle. Die recyclingfähige Monomaterialstruktur auf Polyethylenbasis wurde für flexible Verpackungsanwendungen konzipiert und kombiniert eine MDO-PE-Folie mit ultradünnen Primerschichten von Michelman sowie der Vakuummetallisierungstechnologie von Bobst.

Das Ergebnis ist eine leistungsfähige PE-basierte Struktur mit Sauerstoff- und Wasserdampfbarrierewerten, die laut Unternehmen mit der Barriereleistung von Aluminiumfolien vergleichbar sind. „Leistungsfähigkeit bleibt ein zentrales Kriterium für den Markterfolg nachhaltiger Verpackungslösungen“, sagte Copeland.

Die unbedruckte AlOx-Struktur erreicht einen Polyethylenanteil von bis zu 98 Prozent. In externen Untersuchungen des Instituts cyclos-HTP wurde eine Recyclingfähigkeit von 98 Prozent ermittelt. Gleichzeitig verdeutlicht die Lösung das Potenzial ultradünner Funktionsschichten: „Die aufgebrachten Metallschichten sind etwa tausendmal dünner als ein menschliches Haar“, so Copeland.

Biobasierte und kunststofffreie Beschichtungssysteme als nächste Entwicklungsstufe

Neben aktuellen Entwicklungen im Bereich recyclingfähiger Hochbarrierestrukturen stellten Bobst und Michelman auf der interpack auch Konzepte für die nächste Generation nachhaltiger Verpackungsmaterialien vor. Dazu zählen biobasierte sowie kunststofffreie Beschichtungssysteme. Ziel ist die Entwicklung von Verpackungslösungen, die sowohl recyclingfähig als auch kompostierbar sind und gleichzeitig die Anforderungen der europäischen Einwegkunststoffrichtlinie (Single-Use Plastics Directive, SUPD) erfüllen.

Beide Unternehmen betonten, dass Nachhaltigkeitsziele nicht zulasten von Funktionalität und Verarbeitbarkeit gehen dürfen. „Wir können bei der Leistungsfähigkeit keine Abstriche in Kauf nehmen. Konsumentinnen und Konsumenten erwarten, dass die Haltbarkeit ihrer Produkte unverändert bleibt“, sagte Van Migem.

Die industrielle Umsetzbarkeit entsprechender Lösungen demonstrierten die Partner anhand einer Verpackungsanwendung, die auf Produktionsanlagen mit Geschwindigkeiten von bis zu 350 Verpackungen pro Minute bei vollständiger Siegelleistung verarbeitet werden konnte.

Darüber hinaus präsentierten die Unternehmen ein Verfahren zur Kaschierung von Papierverpackungen mit ultradünnen Hochbarrierefolien. Die Technologie kombiniert metallisierte BOPP-Folien mit Papiersubstraten und ermöglicht dadurch Barriereeigenschaften, die nach Unternehmensangaben nahezu an die Leistung von Aluminiumfolie heranreichen.

Entscheidend für die Barrierewirkung sei dabei nicht allein die Materialstärke, sondern insbesondere die Oberflächenchemie, erläuterte Copeland. Durch die Kombination von Dünnschichttechnologie und sauerstoffbarrierenden Primern entstehen Strukturen mit hoher Barriereleistung, die auch für anspruchsvolle Verpackungsanwendungen geeignet sind.

Kooperationen als Schlüssel für die Verpackungswende

Die vorgestellten Technologien sollen Verpackungsherstellern dabei unterstützen, die Anforderungen der PPWR zu erfüllen und gleichzeitig den steigenden Nachhaltigkeitsanforderungen von Markenartiklern und Handel gerecht zu werden.

Für die Entwicklung und Validierung neuer Verpackungslösungen stehen Kunden die internationalen Competence Center von Bobst sowie die Global Technology Center von Michelman zur Verfügung. Dort können Materialien, Prozesse und Anwendungen unter industrienahen Bedingungen getestet und weiterentwickelt werden. Die Einrichtungen decken unter anderem die Bereiche Beschichten, Metallisieren, Drucken und Kaschieren ab.

Nach Angaben beider Unternehmen ist die enge Zusammenarbeit entlang der Wertschöpfungskette ein wesentlicher Erfolgsfaktor bei der Entwicklung nachhaltiger Verpackungslösungen. Durch die Bündelung von Kompetenzen in den Bereichen Materialwissenschaft, Beschichtungschemie, Metallisierung und Weiterverarbeitung sollen recycelbare Hochbarrierestrukturen weiter optimiert und für den industriellen Einsatz skaliert werden.

Mit Blick auf die bevorstehende Umsetzung der PPWR gewinnen solche Kooperationen nach Einschätzung der Unternehmen weiter an Bedeutung. Sie sollen die Branche dabei unterstützen, wirtschaftlich tragfähige und zugleich nachhaltige Verpackungslösungen schneller zur Marktreife zu bringen.

„Wir helfen Verpackungsherstellern, ihre Nachhaltigkeitsziele schneller zu erreichen und begleiten sie bei der Umsetzung neuer Verpackungskonzepte“, sagte Van Migem.