- 07.07.2026
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Verpackungsfolien: Deinking als Schlüssel für hochwertiges Rezyklat
Druckfarben entscheiden mit darüber, ob aus gebrauchten Verpackungsfolien hochwertige Rezyklate entstehen können. Das Forschungsprojekt LoopCycling untersucht, wie Deinking, angepasste Rezepturen und recyclinggerechtes Foliendesign dazu beitragen können, die PCR-Vorgaben der EU-Verpackungsverordnung auch für kontaktsensitive Verpackungen erreichbar zu machen.
Geschrieben von Alexander Stark
Die EU-Verpackungsverordnung (PPWR) legt Mindestquoten für Post-Consumer-Rezyklate (PCR) in Kunststoffverpackungen fest. Für kontaktsensitive Verpackungen wie Kosmetik- und Lebensmittelverpackungen sind ab 2030 10 % und ab 2040 25 % PCR vorgeschrieben. Diese Vorgaben stellen industrielle Recyclingtechnologien vor neue Herausforderungen, denn hochwertige Rezyklate liegen zum aktuellen Zeitpunkt nur in geringen Mengen vor und stammen meist aus separaten Stoffströmen. „Damit die PCR-Quoten erreicht werden können, ist es unabdingbar, hochwertige Rezyklatqualitäten durch das Recycling von Abfällen aus der haushaltsnahen Sammlung (Gelber Sack) produzieren zu können. Aktuell ist das mit mechanischen Recyclingmethoden für flexible Verpackungen aus Polyolefinen nicht möglich“, betont Steven Zimmer, M. Sc., wissenschaftlicher Mitarbeiter für nachhaltige Werkstoffe aus Recyclingprozessen am Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen.
Geballtes Recyclingwissen
Im Gemeinschaftsforschungsprojekt „LoopCycling“ schöpft ein Konsortium aus 21 Unternehmen und dem Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) an der RWTH Aachen die Potenziale des mechanischen Recyclings mit dem Ziel der maximalen Dekontamination aus. Auf diese Weise soll der Einsatz von Rezyklaten aus haushaltsnahen Verpackungsabfällen in kontaktsensitiven Verpackungen ermöglicht werden. Zum Konsortium gehören Sortieranlagenhersteller, Experten für Waschtechnologien, Hersteller von Recyclinganlagen, Anbieter von Rohstoffen und Additiven, Spezialisten für Dekontaminationstechnologien sowie Verarbeiter, Recycler und renommierte Markeninhaber. „Von der Sortierung bis hin zur Blasfolienherstellung werden in allen Schritten die besten, industriell etablierten Technologien eingesetzt“, erklärt Steven Zimmer. Besonders das Deinking, also die verfahrenstechnische Entfernung von Druckfarben, steht im Fokus des Projekts.
Welche Deinking-Rezeptur funktioniert?
Druckfarben werden insbesondere im Bereich der flexiblen Verpackungen eingesetzt, um die erforderlichen Kundeninformationen zu vermitteln und das verpackte Produkt möglichst attraktiv darzustellen. „Neben den enthaltenen Pigmenten sorgen vor allem die Bindemittel der Druckfarben für eine erhebliche Kontamination der Rezyklate“, erläutert Zimmer. Die aktuell eingesetzten Bindemittel enthalten meist Nitrocellulose (NC), die bei Temperaturen über 160 °C degradiert. „Hierbei entstehen flüchtige Verbindungen, die teilweise übelriechend und sogar gesundheitsschädlich sind“, sagt Prof. Dr.-Ing. Achim Grefenstein, wissenschaftlicher Direktor Kreislaufwirtschaft am Institut für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen und Senior Vice President Group R&D bei Constantia Flexibles Holding. Außerdem verblieben im letzten Schritt der Degradation Reststoffe, die das Rezyklat dunkel verfärben und in Rezyklatfolien als Stippen auftreten.
„Da das Recycling von Verpackungsabfällen zwangsläufig bei erhöhten Temperaturen stattfindet, ist für die Produktion hochwertiger Rezyklate ein vorgeschaltetes Deinking unabdingbar“, so Grefenstein.
Das Deinking ist ein zusätzlicher Aufbereitungsschritt, der im mechanischen Recycling hinter der Kaltwäsche angesiedelt ist. Nach der Entfernung grober Störstoffe wie Lebensmittelresten oder Etiketten werden die Flakes unter Einbringung hoher Friktion mit einer alkalischen Tensidlösung bei erhöhten Temperaturen gewaschen. Für das Deinking wird zunächst Lauge eingesetzt, die in das Bindemittel eindringt und für ein Aufquellen der Druckfarbenschicht sorgt. Unterstützt durch das Tensid wird die gequollene Druckfarbe unter Friktion von der Folienoberfläche entfernt und in sogenannten Mizellen stabilisiert. Durch die Stabilisierung der Druckfarben in der Waschlösung wird eine Rückfärbung der Flakes verhindert.
„Aktuelle Untersuchungen an Polyethylen-Folienabfällen im Labormaßstab haben gezeigt, dass eine erhöhte Temperatur und eine längere Waschzeit das Deinking-Ergebnis signifikant verbessern können“, erklärt Dr.-Ing. Lukas Seifert, Leiter der Abteilung für Extrusion und Kautschuktechnologie am Institut für Kunststoffverarbeitung an der RWTH Aachen. Die Wahl der Tensidkombination und die richtige Einstellung der Laugenkonzentration seien weitere wichtige Faktoren für die erfolgreiche Entfernung von Druckfarben. Hierbei komme es vor allem darauf an, das geeignete Tensid für den Verschmutzungsgrad der Folien und die geeignete Laugenkonzentration für die Menge der zu entfernenden Druckfarbe auszuwählen. „Die durch eine industrielle Deinking-Anlage eingebrachte Friktion ermöglicht außerdem die vollständige Entfernung der Oberflächenbedruckung auch bei geringeren Temperaturen und kürzeren Waschzeiten“, so Zimmer.
Folienlaminate als besondere Herausforderung
„Da für das Deinking der direkte Kontakt zwischen der Druckfarbe und der Waschlösung erforderlich ist, sind Folienlaminate mit Zwischenlagenbedruckung nach heutigem Stand kaum deinkbar“, gibt Prof. Dr.-Ing. Achim Grefenstein zu bedenken. Um ein vollständiges Deinking dieser Foliensysteme zu erreichen, werden aktuell verschiedene Ansätze untersucht. So werden zum Beispiel Primerschichten eingesetzt, die sich bei erhöhtem pH-Wert auflösen. „Im Deinking sorgen diese Schichten für eine Delaminierung und eine Freilegung der Druckfarbe. Analog kann auch die Druckfarbenrezeptur so angepasst werden, dass sie sich während des Deinkings noch besser lösen lässt“, sagt Prof. Grefenstein. Da bei diesen Ansätzen jedoch weiterhin die Diffusion der Waschlösung über die Schnittkanten der Flakes erfolgen muss, haben bisherige Versuche zum Deinking dieser Folien nur bei sehr hohen Laugenkonzentrationen zu Erfolgen geführt.
Weitere Forschungsschwerpunkte beschäftigen sich daher aktuell mit der verfahrenstechnischen Reduktion dieses Diffusionswegs, sodass ein Deinking von Folienlaminaten auch bei industriell umsetzbaren Waschzeiten und Laugenkonzentrationen möglich wird. Gleichzeitig finden Entwicklungen im Bereich des „Design for Recycling“ statt, die recyclingfreundliche Alternativen für konterbedruckte Folienlaminate schaffen. So erreichen oberflächenbedruckte Foliensysteme immer höhere Barrierewirkungen und halten hierbei die in der PPWR vorgeschriebenen Richtlinien zum „Monomaterial-Ansatz“ ein“, meint Prof. Grefenstein. Eine Teilnahme am Gemeinschaftsprojekt LoopCycling ist weiterhin möglich.
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