„Durch die Zusammenarbeit mit verschiedenen Akteuren entlang der Wertschöpfungskette können wir Innovationen beschleunigen und die Markteinführungszeit verkürzen.“
Thierry Van Migem, Vertriebsleiter für die Region Europa bei Michelman, spricht über die entscheidende Bedeutung der Zusammenarbeit. Das wissen BOBST und Michelman aus eigener Erfahrung nur zu gut, da sie seit über einem Jahrzehnt eng zusammenarbeiten, um recycelbare Verpackungen mit hoher Barrierewirkung zu entwickeln, die herkömmliche mehrschichtige Kunststoffverpackungen ersetzen sollen.
Van Migem sprach auf der interpack 2026 in Düsseldorf gemeinsam mit Nick Copeland, Leiter Forschung und Entwicklung – Barrier Solutions bei BOBST.
Gemeinsam stellten sie die neuesten Entwicklungen im Bereich der recycelbaren Hochbarriere-Technologie vor und erläuterten, wie diese es Verarbeitern und Markeninhabern ermöglichen soll, die kommende Verpackungs- und Verpackungsabfallverordnung (PPWR) einzuhalten.
Die PPWR der EU zielt darauf ab, Verpackungsabfälle zu reduzieren und alle Verpackungen in der gesamten Europäischen Union in Richtung Recyclingfähigkeit und Kreislaufwirtschaft zu lenken. Sie führt strengere Anforderungen hinsichtlich Recyclingfähigkeit, Recyclinganteil, Wiederverwendung und Abfallreduzierung ein. Ab dem 1. Januar 2030 müssen alle Verpackungen, die auf den EU-Markt gebracht werden, Mindestanforderungen an die Recyclingfähigkeit erfüllen (zunächst Klasse C / ~70 % recycelbar).
Diese Frist ist nur noch drei Jahre entfernt, und für Verarbeiter entsteht durch die PPWR bereits jetzt Druck, da nachhaltige Verpackungen zu einer unmittelbaren betrieblichen Anforderung werden. Verarbeiter müssen bald handeln, um über die Technologie und die Prozesse zu verfügen, mit denen sich schwer recycelbare mehrschichtige Kunststoffstrukturen durch recycelbare Alternativen aus einem einzigen Material oder auf Faserbasis ersetzen lassen. Wie BOBST und Michelman nur zu gut wissen, erfordert die Entwicklung, Verfeinerung, Industrialisierung und Skalierung neuer alternativer Lösungen, die die PPWR-Anforderungen erfüllen, erheblichen Zeitaufwand.
Eine Partnerschaft, die bedeutende Fortschritte erzielt hat
Glücklicherweise haben BOBST und Michelman bereits vor vielen Jahren die Notwendigkeit erkannt, nachhaltige Substrate mit hoher Barrierewirkung zu entwickeln, und seit langem wird an entsprechenden Lösungen gearbeitet.
Nachhaltige Alternativen konzentrieren sich im Allgemeinen auf flexible Verpackungen aus einem einzigen Material, Verpackungen auf Faser- oder Papierbasis sowie kompostierbare und biobasierte Strukturen. BOBST und Michelman begannen ihre Partnerschaft mit der Entwicklung von Schutzbeschichtungen für anorganische transparente Barrieretechnologien wie AlOx und SiOx. Seitdem hat sich die Zusammenarbeit auf fortschrittliche Verpackungsstrukturen aus einem einzigen Material und auf Papierbasis ausgeweitet, die eine hohe Barrierewirkung bieten und gleichzeitig recycelbar bleiben.
Auf diesem Weg gab es erhebliche Herausforderungen – und genau hier kommt der Zusammenarbeit eine so große Bedeutung zu.
„Wir mussten die gleiche Barrierewirkung auf wesentlich anspruchsvolleren, leistungsschwächeren Substraten erzielen“, erklärt Nick Copeland. „Diese Leistung musste nicht nur erreicht, sondern auch bei jedem Verarbeitungsschritt aufrechterhalten werden.“
Die beiden Unternehmen kombinierten Michelmans Fachwissen im Bereich wasserbasierter Funktionsbeschichtungen mit den Vakuummetallisierungs-, Beschichtungs- und Verarbeitungstechnologien von BOBST, um skalierbare Lösungen zu entwickeln, die sowohl Nachhaltigkeits- als auch Leistungsanforderungen erfüllen.
Eine der Vorzeigeentwicklungen ist oneBARRIER PrimeCycle, eine recycelbare, aus einem einzigen Material bestehende Polyethylen-Lösung für flexible Verpackungsanwendungen mit hoher Barrierewirkung, die von BOBST, Michelman und mehreren anderen Industriepartnern entwickelt wurde.
Die Struktur kombiniert MDO-PE-Folie mit ultradünnen Michelman-Grundierungen und der Vakuummetallisierungstechnologie von BOBST. Das Ergebnis ist eine leistungsstarke Struktur auf PE-Basis, die Sauerstoff- und Wasserdurchlässigkeitswerte erreicht, die mit der extrem hohen Barrierewirkung von Aluminiumfolie vergleichbar sind – entscheidende Indikatoren für die Haltbarkeit und den Produktschutz. Wie Nick Copeland anmerkt: „Niemand wird eine Lösung mit minderwertiger Leistung akzeptieren.“
Was die Recyclingfähigkeit betrifft, so enthält die unbedruckte, AlOx-haltige Struktur bis zu 98 % Polyethylen und erreichte bei externen Tests mit cyclos-HTP einen Recyclingfähigkeitswert von 98 %. Die Struktur zeigt zudem, wie extrem dünne Funktionsschichten erhebliche Leistungsvorteile bieten können.
„Wir sprechen hier von vakuummetallisierten Schichten, die etwa 1.000-mal dünner sind als ein menschliches Haar“, sagt Copeland.
oneBARRIER FibreCycle: Fortschritte bei Verpackungen auf Papierbasis
BOBST und Michelman stellten zudem die neuesten Entwicklungen im Rahmen von oneBARRIER FibreCycle vor, ihrer hochbarrierefähigen Lösung auf Papierbasis. Im Gegensatz zu Polymerfolien bieten Papiersubstrate von Natur aus praktisch keine Barriereeigenschaften, weshalb funktionelle Beschichtungen und Metallisierung unerlässlich sind.
„Eine der Herausforderungen bei Papier besteht darin, dass wir von einem Substrat ausgehen, das absolut keine funktionelle Barriere aufweist“, sagte Copeland.
Die oneBARRIER FibreCycle-Struktur umfasst zwei Phasen der Nassbeschichtung: eine Grundierung vor der Metallisierung und eine heißsiegelbare Deckschicht danach. Unter Verwendung von sorgfältig ausgewähltem Papier unseres dritten Projektpartners, UPM Specialty Materials, in Kombination mit Sauerstoffbarriere-Grundierungen, Vakuummetallisierung und Heißsiegelbeschichtungen demonstrierten die Partner Papierstrukturen, die eine extrem hohe Barrierewirkung erreichen können und gleichzeitig recycelbar bleiben.
Die Unternehmen betonten die Bedeutung der Substratauswahl, der Qualität der Beschichtungsauftragung und der Prozessoptimierung für das Erreichen konsistenter Barriereergebnisse. Die fertigen Strukturen erreichten Sauerstoffdurchlässigkeitsraten von nur 0,02–0,1 und behielten dabei selbst unter tropischen Bedingungen eine starke Feuchtigkeitsbarriere bei. Gleichzeitig zeigten Recyclingfähigkeitstests – durchgeführt nach führenden internationalen Protokollen wie den harmonisierten CEPI-Standards und denen der WMU (Western Michigan University) – eine hervorragende Recyclingfähigkeit der Struktur.
Biobasierte und andere Lösungen der Zukunft
In der Präsentation wurden zudem nachhaltige Verpackungsmaterialien der nächsten Generation beleuchtet, darunter biobasierte, kunststofffreie Beschichtungssysteme. Ziel ist es, Verpackungsstrukturen zu entwickeln, die sowohl recycelbar als auch kompostierbar sind und gleichzeitig die EU-Richtlinie über Einwegkunststoffe (SUPD) erfüllen, die darauf abzielt, die Umweltauswirkungen von Einwegkunststoffprodukten, insbesondere von Verpackungen und Artikeln für den Gastronomiebereich, zu verringern.
Wichtig ist, dass Nachhaltigkeit nicht auf Kosten der Verpackungsfunktionalität oder der Verarbeitbarkeit gehen darf.
„Wir dürfen bei der Leistung keine Abstriche machen“, sagt Van Migem. „Die Menschen wollen, dass ihre Produkte die gleiche Haltbarkeit behalten.“
Die Teams demonstrierten eine Proof-of-Concept-Verpackung, die erfolgreich auf industriellen Verpackungsanlagen mit Geschwindigkeiten von bis zu 350 Umschlägen pro Minute und einer 100-prozentigen Siegelleistung lief.
Eine weitere wichtige Entwicklung, die auf der interpack vorgestellt wurde, war der Einsatz ultradünner Folienlaminierungsverfahren für Papierverpackungen mit hoher Barrierewirkung. Die Technologie kombiniert extrem dünne metallisierte BOPP-Folien mit Papiersubstraten, um Strukturen zu schaffen, deren Barrierewirkung fast an die von Aluminiumfolie heranreicht.
Wenn es um die Bestimmung der Barriereeigenschaften geht, „ist die Oberflächenchemie wichtiger als die Dicke“, erklärt Copeland. Durch die Kombination der Dünnfilmtechnologie mit den sauerstofffördernden Grundierungen von Michelman nähern sich die Unternehmen nun einer extrem hohen Barrierewirkung, die selbst für anspruchsvollere Verpackungsanwendungen geeignet ist.
Unterstützung für die Nachhaltigkeitsziele der Kunden
Letztendlich sollen diese Innovationen es Verarbeitern ermöglichen, die Anforderungen der PPWR zu erfüllen, sich einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen und die Nachhaltigkeitsziele ihrer Kunden zu erreichen.
Um sicherzustellen, dass die Innovationen in der Praxis anwendbar sind, können Kunden von BOBST und Michelman die globalen Kompetenzzentren von BOBST und die globalen Technologiezentren von Michelman nutzen, um die Entwicklung und Industrialisierung zu testen und zu beschleunigen. Diese ermöglichen es Kunden und Partnern, Versuche im industriellen Maßstab über Beschichtungs-, Metallisierungs-, Druck- und Laminierungsprozesse hinweg durchzuführen.
In der Zwischenzeit erweitern BOBST und Michelman durch die Bündelung ihres Fachwissens in den Bereichen Materialwissenschaft, Beschichtungschimie, Metallisierung und Verarbeitungstechnologien weiterhin die Grenzen recycelbarer Hochbarriereverpackungen. Angesichts der bevorstehenden Umsetzung der PPWR-Vorschriften werden Partnerschaften wie diese entscheidend sein, um die Branche beim Übergang zu skalierbaren, wirtschaftlich tragfähigen und nachhaltigen Verpackungslösungen zu unterstützen.
„Wir sind hier, um Ihre Entwicklungen zu beschleunigen“, fasst Thierry Van Migem zusammen. „Wir sind hier, um Sie auf Ihrem Weg zur Nachhaltigkeit zu unterstützen.“