Mehrschichtfolien aus Kunststoffen der BASF

Sei es der Räucherlachs für festliche Anlässe oder der Wurst- und Käseaufschnitt für den eilig gedeckten Frühstückstisch – mehr als 90 Prozent aller Lebensmittel kommen verpackt zum Konsumenten. Der Großteil dieser Umhüllungen besteht aus Kunststoffen, die zahlreiche Vorteile bieten. So darf die Verpackung einerseits auch in einer vollen Einkaufstüte keinen Schaden nehmen und muss dabei doch problemlos zu öffnen sein. Da viele Konsumenten nur noch selten zum Einkaufen kommen, sollen Wurst, Käse oder Fisch darin möglichst lange frisch und appetitlich bleiben und auch so aussehen

Entsprechend hoch sind daher die Anforderungen an das Verpackungsmaterial. Dazu zählen Eigenschaften wie Festigkeit und Flexibilität sowie die Barrierewirkung gegenüber Aromen und Gasen wie Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf. Und weil die eingeschweißte Dauerwurst am Stück heute kaum jemanden zum Kauf verlockt, halten moderne Verpackungen ihren Inhalt nicht nur lange frisch, sondern präsentieren ihn auch einladend.

Wie sich dies alles in der Praxis bewerkstelligen lässt, bleibt dem einzelnen Verbraucher normalerweise verborgen. Dabei steckt hinter den meisten der unscheinbar transparenten Plastikhüllen eine überraschend hoch entwickelte Technologie. „Den einen Universalkunststoff, der alle Anforderungen erfüllt, gibt es nicht. Erst die Kombination verschiedener Materialien mit speziellen Eigenschaften ermöglicht die Vielseitigkeit der Anwendungen, die wir heute gewohnt sind“, erklärt Dr. Rolf-Egbert Grützner vom Unternehmensbereich Performance Polymers der BASF. Der Ludwigshafener Konzern gehört zu den weltweit führenden Kunststoff-Herstellern und liefert mit Polyamiden (PA) aus den Ultramid® A-, B- und C-Serien einen der wichtigsten Grundstoffe für Verbundfolien. In den unterschiedlichsten Formen erobern solche vielschichtigen Folien die Kühlregale unserer Supermärkte, von den Oliven im Plastikbeutel bis zur kompletten Käseplatte in der Präsentierpackung.

Die Zusammensetzung dieser neuen Verbundmaterialien hängt ganz von den erwünschten Eigenschaften ab. Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) bilden in vielen Fällen die Grundlage einer Mehrschichtfolie und überzeugen durch sehr gute Flexibilität, Sperrwirkung gegenüber Wasserdampf sowie Siegelfähigkeit. Mit diesen Eigenschaften bewähren sich reine PE-Folien als Frischhaltefolie schon lange im Haushaltseinsatz. Sind die Anforderungen jedoch höher, so wird in vielen Fällen eine Kombination mit Polyamiden gewählt. Denn PA hat, was PE und PP fehlt: Polyamide sind stabil und biegsam zugleich, halten Sauerstoff und Kohlendioxid zurück und bleiben auch bei höheren Temperaturen gut in Form. Zu diesen Grundmaterialien gesellen sich je nach Anwendung noch Barrierestoffe wie Ethylen-Vinylalkohol (EVOH), Haftvermittler und Klebstoffe, die die verschiedenen Schichten miteinander verbinden. Und damit das Ganze auch gut aussieht, kann man die Außenseite noch attraktiv bedrucken oder sie zum Schutz gegen Licht mit einer Oberflächenbeschichtung aus Aluminium versehen.

Eine typische Anwendung dieser Verbundmaterialien sind die inzwischen weit verbreiteten Schalenverpackungen, die Wurst- und Käsescheiben ansprechend aufgefächert präsentieren. Während sich die stabile, thermogeformte Unterschale etwa aus jeweils einer über Haftvermittler verbundenen Schicht Polypropylen und Polyamid zusammensetzen kann, besteht der flexible, abziehbare und häufig wiederverschließbare Foliendeckel oft aus einer Kombination von Polyethylen und BOPA, einem deutlich leistungsfähigeren Polyamid, beispielsweise aus Ultramid® B der BASF. „Das Kürzel steht für biaxial-orientiertes Polyamid, PA-Folien also, in denen die Molekülketten des Polymers in einer hochgeordneten Weise ausgerichtet sind“, erklärt Grützner. Durch ihre extrem hohe Reißfestigkeit reiche bereits eine viel dünnere BOPA-Folie, um die benötigte Stabilität zu erreichen. „Ohne Innovationen wie BOPA wäre es unmöglich, den ständig steigenden Ansprüchen von Verbrauchern und Industrie zu genügen“, betont der BASF-Kunststoffexperte.

Die neue Generation strapazierfähiger Verpackungen ist ideal für den Einsatz einer hoch entwickelten Verpackungstechnologie, wie dem so genannten „Modified Atmosphere Packaging“ (MAP). Dabei wird die Umgebungsluft durch eine definierte, auf das Lebensmittel abgestimmte Schutzatmosphäre, z. B. aus Stickstoff oder anderen Inertgasen bzw. Mischungen aus Stickstoff und Kohlendioxid, ersetzt. Die veränderte Gaszusammensetzung verlangsamt oxidative Prozesse und das Wachstum von Keimen und verlängert so die Haltbarkeit des Produkts entscheidend – und das ganz ohne Konservierungsstoffe. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass das Verpackungsmaterial eine effektive Gasbarriere für den geforderten Zeitraum aufrechterhält, sonst würde sich die Schutzatmosphäre schon bald wieder verflüchtigen.

Trotz der ausgefeilten Technik, die heute hinter unscheinbaren Wurstverpackungen steht, bleibt ihr Anteil am Verkaufspreis des Produkts minimal. Und durch geringere Foliendicken und das dadurch eingesparte Material fällt nicht nur die betriebswirtschaftliche Bilanz günstig aus: In einer von der BASF durchgeführten Ökoeffizienzanalyse wird nachgewiesen, dass MAP-Verpackungen aus Verbundfolien bei der Umweltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit deutliche Vorteile gegenüber traditionellen Materialien wie Glas, Konservendosen oder dem beschichteten Papier vom Metzger nebenan haben.


Die Perspektive

Neben den bereits genannten Vorteilen sind auch Veränderungen in unserem Alltag wie z. B. mehr Singlehaushalte, weniger Zeit für die Zubereitung der Mahlzeiten oder deutlich längere Haltbarkeitszyklen Voraussetzungen für eine Weiterentwicklung dieses Marktes. Von den mehr als 3.200 Milliarden Verpackungseinheiten, die jährlich weltweit gehandelt werden, sind ca. 26 Prozent flexible Kunststoffverpackungen. Das erwartete Wachstum dieses Marktsegmentes bewegt sich bei 2 bis 4 Prozent.



Der Infokasten
Die halten dicht – Mehrschichtfolien aus PE, PP und PA

Durchsichtig sind sie, die Mehrschichtfolien vieler Lebensmittelverpackungen. Schließlich will man ja sehen, was man kauft. Transparent ist aber auch ihre genaue Zusammensetzung. Ein Etikett auf der Rückseite oder ein Aufdruck geben Auskunft über die in der Folie enthaltenen Kunststoffe. Nur: Wofür stehen die Abkürzungen und welche Funktionen übernehmen PE, PP und PA?

PE – Polyethylen
wird aktuell vor allem für Folien und Behälter verwendet. Für Wasserdampf ist es absolut undurchlässig, andere Gase wie Sauerstoff oder Kohlendioxid lässt es jedoch passieren. Säuren, Laugen und andere Chemikalien können ihm kaum etwas anhaben. Mit einem Anteil von knapp 30 Prozent ist PE der weltweit am meisten produzierte Kunststoff.

PP – Polypropylen
ist ein naher Verwandter des PE: Wie dieses besteht es im Prinzip lediglich aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Die Eigenschaften des PP ähneln jenen des PE, allerdings ist es wesentlich härter und stabiler, aber auch spröder als sein nächster Verwandter.

PA – Polyamide
sind komplizierter aufgebaut und enthalten neben Kohlenstoff und Wasserstoff auch Sauerstoff und Stickstoff. Ihr großes Vorbild ist die Natur. Was sich hier als wandlungsfähiger Baustoff für Haare, Muskeln und Enzyme bewährt hat, leistet auch industriell gefertigt gute Dienste – nicht zuletzt in den seit rund sechzig Jahren verbreiteten Strümpfen aus Nylonfasern. Das Spektrum der Eigenschaften von Polyamiden ist breit, für den Einsatz in Mehrschichtfolien qualifizieren sie sich vor allem durch ihre Barrierewirkung gegen Sauerstoff und Chemikalien und durch ihre große Festigkeit auch bei hohen Temperaturen.