Die Recyclingfähigkeit von Papier, Pappe und faserbasierten Verpackungen
im Kontext der neuen EU-Verpackungsverordnung (PPWR)
Mit der europäischen Verpackungsverordnung (EU) 2025/40 („Packaging and Packaging Waste Regulation“, PPWR) hat die Europäische Union eine neue Gesetzgebung für eine kreislauforientierte Zukunft der Verpackung geschaffen. Die Verordnung enthält vielzählige Anforderungen und betrifft fast alle Verpackungen. Eine Recyclingfähigkeit von Verpackungen als ein zentraler Baustein für eine erfolgreiche Kreislaufwirtschaft, für eine Reduktion von Verpackungsmüll und für eine Minimierung von Umweltbelastungen durch Verpackungsabfälle wird durch die PPWR spezifisch gefordert.
Die Recyclingfähigkeit einer Verpackung wird bestimmt durch das Vorhandensein einer Recyclinginfrastruktur und das Verpackungsdesign. Letzteres entscheidet darüber, ob und wie gut eine Verpackung sortiert und rezykliert werden kann, also über die Ausbeute und die Qualität des Rezyklats. Zentrale Anforderungen der PPWR (Artikel 6) zielen daher auf das Verpackungsdesign: mit wenigen Ausnahmen wird ab 2030 ein recyclinggerechtes Design von Verpackungen gefordert.
Verpackungshersteller und -designer müssen somit künftig für nahezu alle Verpackungen sicherstellen, dass sie nicht nur funktionale und visuelle Anforderungen erfüllen, sondern auch diesen Anforderungen der PPWR entsprechen. Design für das Recycling bedeutet dabei Design für Sortierbarkeit und Design für technische Recyclingfähigkeit. Für faserbasierte Verpackungen auf Basis von Papier, Pappe und Karton, sowie Formfasern im Faserguss, welche einer weniger komplexen Sortierung unterworfen werden als Metall- und Kunststoffverpackungen, steht die technische Rezyklierbarkeit im Vordergrund.
Die Rezyklierbarkeit von Verpackungen aus Papier und Pappe
Verpackungen aus Papier, Pappe und Karton sind grundsätzlich gut für das Recycling geeignet, da sie sich unter Zuhilfenahme von Wasser und mechanischer Einwirkung wieder in ihr Ausgangsmaterial, d.h., Papierfasern, umwandeln lassen. Dies ist belegt durch die bereits heute sehr hohe Recyclingrate von nahezu 80% in Europa.
Die Qualität der Fasern spielt eine wesentliche Rolle, da sie die Anzahl der möglichen Recyclingzyklen und die möglichen Einsatzgebiete beeinflusst. Hochwertige, reine Fasern können mehrfach wiederverwendet werden, wohingegen starke Verunreinigungen den Einsatz in bestimmten Anwendungen und sogar auch ein weiteres Recycling erschweren können.
Kartonverpackungen, wie sie häufig im Versandhandel, Logistik oder der Industrie verwendet werden, lassen sich im Allgemeinen problemlos zu neuen faserbasierten Verpackungen verwerten. Sie enthalten neben den zur Papier- und Wellpappeherstellung nötigen Additiven, Beschichtungen und Klebstoffen meist nur wenige andere Materialien. Die eingesetzten Druckfarben, Hotmelt-Klebstoffe, Etiketten und Packbänder sind heutzutage bereits weitestgehend auf die Anforderungen der Papiermühlen, in denen das Recycling geschieht, abgestimmt.
Neuartige, innovative und flexible Verpackungen aus Papier, Karton und Formfasern weisen dahingegen, vor allem wenn sie als Primärverpackung eingesetzt werden und Kunststoff ersetzen sollen, oft eine deutlich unterschiedliche Zusammensetzung auf. Zum Einsatz kommen zum Bespiel Beschichtungen zum Schutz des Papiers gegen Feuchtigkeit und Fette, zur Formung und zum Verschluss der Verpackung (Heisssiegelbeschichtungen), sowie zum Schutz des Produkts selbst gegen Feuchtigkeit oder Sauerstoff (Barrierebeschichtungen). Auch sind Primärverpackungen typischerweise deutlich stärker und farbiger bedruckt und dekoriert als Sekundär- und Tertiärverpackungen. Ihre spezifische Formgebung und Funktionalität erfordert weiterhin oft den Einsatz anderer Klebstoffe als in Kartonverpackungen gebräuchlich.
Auch wenn bereits Leitlinien der Industrie für recyclinggerechtes Design existieren und die sekundären Rechtsakte der EU-Kommission im Rahmen der PPWR wahrscheinlich ebenfalls detaillierte Richtlinien enthalten werden, bleibt für neuartige Verpackungsdesigns eine praktische Prüfung der technischen Rezyklierbarkeit oft unverzichtbar. Dies gilt insbesondere für Verpackungsdesigns, welche Materialien oder Komponenten enthalten, welche noch nicht allumfassend bewertet und in der Folge in Leitlinien aufgenommen sind.
Prüfverfahren zur Bewertung der technischen Rezyklierbarkeit
Derzeit existieren etliche Prüfverfahren und Protokolle um die technische Rezyklierbarkeit von faserbasierten Verpackungen sowie von Papier im Allgemeinen zu bewerten. Zu diesen zählen:
- Cepi Harmonised European laboratory test method to generate parameters enabling the assessment of the recyclability
of paper and board products in recycling mills with conventional process (Part I), Version 3
- 4evergreen Paper and Board – Recyclability Laboratory Test Method – Part II: Recycling mill with flotation-deinking process
- 4evergreen Fibre-based Packaging Recyclability Evaluation Protocol
- PTS-Methode PTS-RH:021/97 (2012): Kennzeichnung der Rezyklierbarkeit von Packmitteln aus Papier,
Karton und Pappe sowie von grafischen Druckerzeugnissen
- EPRC Assessment of Printed Product Recyclability - Scorecard for the Removability of Adhesive Applications
- INGEDE-Methode 1: Herstellung von Probeblättern und Filtraten aus Deinkingstoff für die Bestimmung optischer Eigenschaften
- INGEDE-Methode 4: Bestimmung von Makrostickys in Deinkingstoffen
- INGEDE-Methode 12: Bewertung der Rezyklierbarkeit von Druckerzeugnissen — Prüfung des
Fragmentierverhaltens von Klebstoffapplikationen
Trotz der aktuellen Vielzahl an Methoden besteht die Prüfung grundsätzlich aus vergleichbaren Schritten und wird mit identischen Geräten durchgeführt. Die wesentlichen Betrachtungen umfassen:
- die Zerfaserbarkeit der Verpackung,
- die Menge an Ausschuss in der Faserseparation und seine Eigenschaften und
- die Eignung des erhaltenen Faserbreis zur Papierherstellung.
Für die Zukunft wird erwartet, dass eine Vereinheitlichung der Prüfung im Rahmen der PPWR erfolgen wird und die anzuwendenden Verfahren in den sekundären Rechtsakten der PPWR genau definiert werden. Eine grundsätzliche Änderung der Prüfverfahren oder der zu verwendenden Geräte ist dabei jedoch nicht zu erwarten. Eine Beschaffung der nötigen Equipments für künftige Prüfungen ist daher bereits problemlos möglich.
Fazit: Herausforderungen und Chancen
Für Verpackungs-, Papier- und Kartonhersteller bedeutet die neue EU-Verpackungsverordnung eine erhebliche Verantwortung. Unternehmen, die ihre Produkte in der EU vertreiben möchten, müssen sicherstellen, dass ihre Verpackungen den Vorgaben zu recyclinggerechtem Design entsprechen. Nur solche Verpackungen dürfen ab 2030 weiterhin auf den europäischen Markt gebracht werden. Die Fähigkeit, diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist jedoch nicht nur eine kommende regulatorische Verpflichtung, sondern auch eine Chance, umweltbewusste Kunden weltweit zu gewinnen und sich bereits langfristig wettbewerbsfähig aufzustellen.
Die genauen Anforderungen an das Design und Verfahrung für die Prüfung eines recyclinggerechten Designs wird die EU-Kommission bis spätestens zum 1.1.2028 vorlegen. Anhand etablierter Prüfverfahren können Unternehmen jedoch bereits heute grundsätzlich bewerten, ob ihre Verpackungen ein solches Design aufweisen bzw. technisch recyclingfähig sind. Der Einsatz moderner Prüf- und Messgeräte ist hierbei unerlässlich.
FRANK-PTI, als führender Hersteller von Messgeräten für die Papier- und Verpackungsindustrie, ist der ideale Partner für Unternehmen, die den Herausforderungen der neuen EU-Verpackungsverordnung begegnen möchten. Mit modernsten Testgeräten und einer langjährigen Expertise bietet FRANK-PTI maßgeschneiderte Lösungen zur präzisen Bewertung der technischen Rezyklierbarkeit von Verpackungen. Die innovativen Geräte ermöglichen es, alle relevanten Aspekte der technischen Rezyklierbarkeit – von der Faseranalyse bis hin zu Klebstoffprüfungen – zuverlässig zu testen. Verpackungs-, Papier- und Kartonhersteller können durch die Partnerschaft mit FRANK-PTI ihre Produkte optimieren und sich als umweltbewusste, zukunftsorientierte Unternehmen positionieren. Mit FRANK-PTI an ihrer Seite sind Hersteller bestens gerüstet, die hohen Standards der Kreislaufwirtschaft zu erfüllen und ihre Produkte erfolgreich auf dem europäischen Markt zu vertreiben.
Die passenden Geräte zur Prüfung der technischen Rezyklierbarkeit finden Sie hier.
Prüfung der technischen Rezyklierbarkeit: erforderliche Geräte
Unabhängig nach welchem der genannten Prüfverfahren gemessen werden soll, bleibt die Grundausstattung an erforderlichen Geräten ähnlich, denn alle Prüfverfahren enthalten vergleichbare Schritte.
Die grundlegenden Schritte und Bewertungen in den Prüfverfahren sind in der Abbildung gezeigt. Im Einzelfall werden bestimmte Schritte nicht in jedem Verfahren angewandt bzw. gefordert oder dieselben Geräte werden mit unterschiedlichen Parametern bzw. Einsätzen betrieben.
Die einzelnen Schritte und die zugehörigen Geräte sind im Folgenden beschrieben.
1. Probenvorbereitung
In diesem Schritt werden Proben der zu prüfenden Verpackung genommen. Diese sollten repräsentativ für das gesamte Produkt sein, d.h., alle Elemente umfassen, welche in der Verpackung vorliegen wie z.B. Etiketten, Verschlüsse, Druckfarben, Beschichtungen und Klebstoffe. In der Regel handelt es sich um Abschnitte oder Ausschnitte.
Die Proben werden mit einem Probenscheider oder mit einer Probenstanze in kleine Stücke geschnitten, um sie für die eigentliche Prüfung handhabbar zu machen.
2. Zerfaserung
In diesem Schritt werden die Proben in einem Aufschläger (oder auch Disintegrator oder Pulper), also Geräten, die das industrielle Recyclingverfahren simulieren, in Wasser zu einer Suspension geformt. Dabei wird die Fähigkeit des Materials getestet, sich in seine Fasern zu zersetzen, ohne dass größere unzersetzte Reste zurückbleiben. Es entsteht eine Zellstoffprobe die noch Anteile von Ausschuss beinhalten kann. Die Zellstoffprobe wird in einem Verteiler unter Zugabe von Wasser auf die für die weiteren Schritte gewünschte (Faser-)Konzentration gebracht.
3. Faserseparation
In diesem Schritt wird die Trennung der Papierfasern von unerwünschten anderen Materialien wie z.B. Kunststoffen, Klebstoffen, Beschichtungen und Druckfarben simuliert. Dabei wir die Probe in einem steten Wasserdurchfluss durch ein Sieb geführt. Auf dem Sieb, mit je nach Methode unterschiedlich großen Schlitzen oder Löchern, setzen sich größere Teile oder Partikel ab und können so als „Ausschuss“ vom „Gutstoff“ separiert werden, welcher durch das Sieb fließt. Je nach Prüfverfahren können mehrere sequentielle Faserseparationsschritte mit unterschiedlichen Dimensionen definiert sein.
Diese Faserseparationsprüfung wird, je nach geforderter Siebgröße, mithilfe eines Splittergehaltsanalysators nach Somerville oder eines sogenannten Fraktionators nach Haindl oder Brecht-Holl-Prinzip durchgeführt.
4. Blattbildung
Aus dem Gutstoff nach jedem Faserseparationsschritt, sowie auch direkt aus einer Zellstoffprobe, können Laborblätter gebildet werden, um zu prüfen, wie gut das Muster zur Papierherstellung geeignet ist.
Hierzu kommt ein Laborblattbildner, zum Beispiel nach Rapid Köthen, zum Einsatz. Dieses Verfahren hat sich in der Praxis vor allem in Europa durchgesetzt. In diesem Gerät wird die Probe in einer Wassersäule erneut unter Zugabe von Wasser verwirbelt, um den Zellstoff gleichmäßig zu verteilen. Das Wasser wird nun abgelassen, so dass sich die Fasern als Vlies auf einem Sieb unter der Säule absetzten können. Das nasse Vlies kann im Nachgang entnommen auf ein Trägermaterial übertragen und getrocknet werden. So entsteht erneut ein Blatt Papier, das zur weiteren Untersuchung konditioniert wird.
Schon das Ablösen vom Trägermaterial kann Aufschluss darüber geben, ob Reste von Klebstoffen oder anderen Chemikalien im Gutstoff zu Problemen in der Papierherstellung führen könnten. Die gewonnenen Laborblätter werden optisch auf Verfärbung und Schäden überprüft. Verfärbungen und Brüchigkeit können auf den Verbleib von Klebstoffen oder Beschichtungen im Gutstoff hinweisen. Anhand von Bewertungsskalen kann das entstandene Laborblatt und somit die Probe eingeordnet und für den Messbericht festgehalten werden und lässt so eine Aussage über die generelle technische Rezyklierbarkeit zu.
Bewertung des Verhaltens in Deinking-Verfahren
Besonders bei Druckprodukten spielt das Deinking (Entfernung der Druckfarbe) eine große Rolle. Das Verfahren INGEDE 11 misst, wie gut sich Druckfarben von den Papierfasern ablösen lassen. In einem Deinking-Flotationsgerät wird die Papiermasse aufgeschäumt, und Farbpigmente werden von den Fasern getrennt. Dieser Schritt ist entscheidend für die Wiederverwertung von bedrucktem Papier. Hierzu wird eine Flotationszelle verwendet. Die optische Bewertung der Deinking Ware erfolgt nach INGEDE 2. Die Bewertung von Makro Stickies nach INGEDE 4 und 12.
Weitere Laborgeräte
Frank-PTI bietet eine ganze Reihe weiterer Laborgeräte an, welche im Rahmen der Prüfung der technischen Recyclingfähigkeit benötigt werden oder solche Bewertungen unterstützen und erweitern können.
- Faseranalysegeräte: Zur Bewertung der Faserqualität und -länge. (Bauer McNett)
- Mikroskope: Zur Untersuchung der Fasereigenschaften.
- Rührgeräte zur weiteren mechanischen Aufbereitung der Probe (Deinking)
- Trockengeräte: Zum Trocknen und Rückführen der Papiermasse in ihre feste Form.
- Trockenschränke und Öfen
- Waagen: z.B. zum Vermessen der Anteile an Ausschuss
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