Umweltprobleme wie die globale Erwärmung und der Klimawandel sowie die Verschmutzung der Meere durch Plastik verschärfen sich weltweit. Angesichts der steigenden Nachfrage nach umweltfreundlichen Produkten und Dienstleistungen bietet sich die „Monomaterialisierung“ als Verpackungsoption an, da sie durch die Verwendung eines einzigen Materials die Recyclingfähigkeit verbessert. Die DNP-Gruppe hat „Richtlinien für die Entwicklung umweltbewusster Produkte und Dienstleistungen“ erlassen und fördert deren Entwicklung bereits in der Planungs- und Designphase. Monomaterialverpackungen sind ein Beispiel dafür. DNP Indonesia, die Niederlassung des Verpackungsgeschäfts, konzentriert sich auf die Produktion und den Vertrieb von Monomaterialverpackungen, um den Kundenbedürfnissen gerecht zu werden und die Umweltbelastung zu reduzieren. Der Vertriebsleiter und der Technologieentwickler von DNP Indonesia werden diese aktuellen Trends erläutern.
Hendra Gunawan Ng
Seit 2022 ist er als Vertriebsleiter bei DNP Indonesia tätig. DNP Indonesia verfügt über Vertriebsbüros und zwei Produktionsstätten für flexible (Folien-)Verpackungen und Faltschachteln. Zu seinen Kunden zählen zahlreiche globale Markenunternehmen, und er arbeitet aktuell mit jedem einzelnen an Projekten zur Umstellung von Behälterverpackungen auf Monomaterial (Verpackungen aus einem einzigen Material) und zur Steigerung der Nachhaltigkeit.
Shin Yamada (links im Bild)
Seit 2007 arbeitet er am Packaging Research Institute (damals) der Dai Nippon Printing Co., Ltd. an der Entwicklung innovativer Verpackungsmaterialien und Fertigungstechnologien (insbesondere der Dampfabscheidungstechnologie). Seit 2019 ist er bei DNP Indonesia in der gleichen Entwicklungsarbeit tätig.
Azusa Suzuki (rechts im Bild)
Seit 2013 arbeitet er im Werk Izumizaki (Präfektur Fukushima) der Dai Nippon Printing Co., Ltd., wo er an der Entwicklung der Dampfabscheidungstechnologie beteiligt ist, die für die Verbesserung der Barriereeigenschaften von Verpackungsmaterialien unerlässlich ist, sowie an der Stabilisierung verschiedener Herstellungsbedingungen für die Folienproduktion usw. Ab 2022 wird er bei DNP Indonesia als Spezialist für dieselbe Technologie tätig sein.
Vorteile der Einführung von Monomaterialien
Monomaterial ist ein Kunstwort, das sich aus dem einzelnen Wort „mono“ und dem Rohstoff oder Inhaltsstoff „material“ zusammensetzt und bedeutet, dass das Produkt aus einem einzigen Material hergestellt wird.
Beispielsweise müssen die Verpackungen vieler Snacks und Fertiggerichte mehrere Funktionen erfüllen, wie etwa gute Bedruckbarkeit, Sauerstoff- und Wasserdampfbarriere, Lichtundurchlässigkeit, Hitzebeständigkeit und Heißsiegelfähigkeit. *1 Aus diesem Grund werden viele Produkte aus sogenannten Multimaterialverpackungen hergestellt, die verschiedene Materialien wie Aluminiumfolie, Polypropylen (PP) und Polyethylenterephthalat (PET) kombinieren, von denen jedes eine spezifische Funktion erfüllt.
*1 Heißsiegelfähigkeit: Die Fähigkeit, das Harz in der innersten Schicht (Siegelschicht) der Verpackungsfolie zu erhitzen und zu schmelzen, um diese zu versiegeln. Durch die Sicherstellung, dass es bei einer geeigneten Temperatur schmilzt, kann die Abfüllgeschwindigkeit reguliert werden.
Abbildung 1: Folie aus mehreren Materialien (links) und Folie aus einem einzigen Material (rechts)
Mehrkomponentenmaterialien lassen sich nach Gebrauch nur schwer zum Recycling trennen und werden häufig auf Deponien entsorgt oder verbrannt. Im Gegensatz dazu bestehen Monomaterialien aus einem einzigen Material, sodass nach Gebrauch keine Trennung der Materialien erforderlich ist. Sie bieten den Vorteil, dass sie das „Materialrecycling“ erleichtern, wodurch sie als dasselbe Material wie das ursprüngliche wiederverwendet werden können, ohne dass sich ihre Eigenschaften verändern.
Tabelle: Recyclingmethoden
*2 Da es sich um ein Monomaterial handelt, müssen Fremdstoffe (schädliche Substanzen) vor der Pyrolyse nicht aus gemischten Kunststoffabfällen entfernt werden, insbesondere nicht beim Pyrolyseprozess, was den Energieaufwand für das Recycling reduziert.
Wachsendes Interesse an Monomaterialien
Europa, weltweit führend in der Umweltpolitik, erzielt Fortschritte bei seinen Strategien zum Recycling von Kunststoffabfällen. Die europäische Verpackungs- und Verpackungsabfallverordnung (PPWR) schreibt vor, dass Verpackungen bis 2030 aus einem einzigen, leicht recycelbaren Material bestehen müssen und dass sortierte und gesammelte Kunststoffe bis 2035 (Stand: April 2024) in großem Umfang recycelt werden sollen. Darüber hinaus strebt Europa an, die rund 48 % der flexiblen Verbraucherverpackungen auf dem Markt, die noch nicht durch ein einziges Material, wie beispielsweise Mehrkomponentenverpackungen, ersetzt wurden, zu recyceln, indem die Umstellung von Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) auf Monomaterialien gefördert wird.
Die Vereinigten Staaten haben im Vorfeld der Umweltversammlung der Vereinten Nationen im Jahr 2022 einen Aktionsplan zur Bekämpfung der Plastikverschmutzung angekündigt, an dem alle Ministerien und Behörden mitwirken.
Die Haltung der Unternehmen zu Umweltfragen wird ebenfalls hinterfragt, und global agierende Unternehmen haben damit begonnen, ihre Umweltverpflichtungen bekannt zu geben, von denen viele die Umstellung auf recycelbare Verpackungen zwischen 2025 und 2030 beinhalten.
DNP Indonesia stellte auch auf den internationalen Messen und Ausstellungen der Verpackungsindustrie „Interpack 2023“ (Düsseldorf, Deutschland) und „Propack Asia 2023“ (Bangkok, Thailand) aus, und fast alle globalen Unternehmen, die in der Verpackungsbranche tätig sind, konzentrierten sich auf die Verbesserung der Recyclingfähigkeit und die Förderung der Monomaterialisierung.
DNP Indonesia-Stand auf der Interpack 2023
Hendra Gunawan Ng
„Wir bieten Monomaterialverpackungen für Branchen wie die Lebensmittel-, Haushalts- und Körperpflegeindustrie an. Wir entwickeln uns gemeinsam mit unseren wichtigsten Kunden, globalen Konsumgüterherstellern, stetig weiter und fördern den Aufbau einer Lieferkette, die nicht nur Asien und Ozeanien, sondern auch Afrika umfasst“, sagt Hendra Gunawan Ng.
Stärken der DNP-Gruppe im Bereich monomaterialbezogener Technologien
Die DNP Group begann 2018 mit der Entwicklung von Monomaterialverpackungen und hat diese seitdem erfolgreich vermarktet. Sie wird von Lipton Tea & Infusion Japan Services Co., Ltd. *3 für die Verpackung von Teeblättern eingesetzt und findet zunehmend Verwendung für pulverförmige Lebensmittel, Gewürze, Soßen, Kosmetika, Waschmittel, Shampoos und vieles mehr.
*3 Lipton Botanic Tea und Lipton Keep & Charge sind derzeit Produkte der Lipton Tea & Infusion Japan Service Co., Ltd.
*Beispiele für die Verwendung der Monomaterialverpackung von DNP:
https://www.dnp.co.jp/news/detail/10158543_1587.html
https://www.dnp.co.jp/biz/products/detail/20172616_4986.html
Die DNP-Gruppe hat ihre Monomaterialtechnologie aus zwei Hauptperspektiven weiterentwickelt.
Um die Funktionen, die bisher mit Multimaterialien demonstriert wurden, mit Monomaterialien zu realisieren,
(1) „Hitzebeständigkeit“ (ohne Beeinträchtigung der Fertigungseffizienz des Kunden)
(2) „Barriereeigenschaften“ (mit der gleichen Leistungsfähigkeit wie bestehende Verpackungen)
Dies ist der entscheidende Punkt unserer Entwicklung.
Die Basistechnologien der DNP-Gruppe für Monomaterialien sind folgende:
Zunächst gibt es die „Folienherstellungstechnologie“. Wir entwickeln die Zusammensetzung der PE- oder PP-Folie, die als Basismaterial dienen soll, um die erforderlichen Funktionen wie Hitzebeständigkeit und Gasbarriereeigenschaften zu gewährleisten, und stellen dann die Folie für das Basismaterial und die Heißsiegelschicht her.
Als nächstes kommt die „Aufdampftechnologie“ zum Einsatz, mit der im eigenen Haus entwickelte, dampfabgeschiedene Schichten hergestellt werden. Beispielsweise wird Aluminium im Vakuum aufgedampft und auf die Oberfläche eines Filmsubstrats aufgebracht, um eine ultradünne Aluminiumschicht zu bilden. Dadurch werden hohe Barriereeigenschaften erzielt, die den Anforderungen entsprechen. *4 Darüber hinaus ist es auch möglich, Barriereeigenschaften durch Aufdampfen von Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid zu erreichen.
Die verbleibende Technologie ist die „Barrierebeschichtungstechnologie“. Diese Technologie wird mit Folienherstellungs- und Dampfabscheidungstechnologien kombiniert, um die Verhinderung des Durchdringens von Gasen wie Sauerstoff und Wasserdampf weiter zu verbessern. Dadurch werden hohe Barriereeigenschaften gegen Sauerstoff und Wasserdampf ohne Verwendung von Aluminiumfolie erzielt.
*4 Die Definition von Monomaterialien durch CEFLEX, ein Konsortium entlang der Wertschöpfungskette flexibler Verpackungen, umfasst auch die Verwendung von dampfabgeschiedenem Aluminiumfilm zur Erzielung von Barriereeigenschaften.
Abbildung 2: Illustration des Dampfabscheidungsprozesses: Eine Technologie, bei der eine im Vakuum verdampfte Substanz auf ein Substrat wie beispielsweise eine Kunststofffolie aufgebracht wird, um einen extrem dünnen Film zu bilden.
Abbildung 3: Illustration des Beschichtungsprozesses: Eine Tiefdruckwalze mit gravierter Oberfläche wird in die Beschichtungsflüssigkeit eingetaucht. Die Flüssigkeit auf der Walze wird mit einer Rakel abgestreift, und die in den Vertiefungen angesammelte Flüssigkeit wird auf den Film aufgetragen.
Diese Technologien sind die einzigartigen, grundlegenden Materialverarbeitungstechnologien der DNP-Gruppe*5, die sie durch ihren Druckprozess entwickelt hat. Durch die Nutzung dieser Stärken hat das Unternehmen die Herausforderungen der Entwicklung von Monomaterialverpackungen gemeistert, indem es ein einzelnes Materialsubstrat so konzipiert und verarbeitet hat, dass es mehrere Funktionen wie Hitzebeständigkeit und Barriereeigenschaften aufweist.
*5 Kerntechnologien von DNP: Materialverarbeitungstechnologien, die die Form von Materialien verändern oder sie miteinander verbinden.
※DNPの基盤技術の説明はこちら:
https://www.dnp.co.jp/development/basic-technology/
„DNP Indonesia hat sich der Folienproduktion verschrieben, um die weltweit höchsten Anforderungen an Monomaterialverpackungen zu erfüllen. Wir haben unsere Technologie optimiert, um die Effektivität der Dampfabscheidung und der Barrierebeschichtung zu maximieren und so die Funktionalität der Folien zu verbessern. Auch in Zukunft werden wir unsere firmeneigenen Technologien weiterentwickeln und einsetzen, um die weltweit geforderten Monomaterialverpackungen herzustellen.“ (Suzuki Azusa)
DNP Indonesia war auch eines der ersten Unternehmen in der Verpackungsindustrie, das Verpackungen aus recycelten Kunststoffen auf den Markt brachte, und arbeitet an der Entwicklung von Verfahren für umweltfreundliche Verpackungen durch horizontales Recycling *6.
„Wir werden bei DNP Indonesia weiterhin optimale Produkte entwickeln, indem wir unsere erstklassigen Technologien für Dampfabscheidung, Barrierebeschichtung und Filmherstellung, auf die wir seit über 20 Jahren zurückblicken können, weiter verfeinern, damit unsere Kunden und Partner sich auch weiterhin für DNP-Produkte entscheiden“, sagte Yamada Arata.
*6 Horizontales Recycling: Recycling, bei dem gebrauchte Produkte als Rohstoffe verwendet werden, um wieder Produkte desselben Typs herzustellen.
Die Zukunft umweltfreundlicher Verpackungen der DNP-Gruppe
DNP ist CEFLEX (The Circular Economy for Flexible Packaging) beigetreten, einem Konsortium von über 180 Unternehmen und Organisationen entlang der Wertschöpfungskette der europäischen flexiblen Verpackungsindustrie. Ziel von CEFLEX ist die Etablierung eines Marktes für flexible Verpackungen, der eine Kreislaufwirtschaft fördert. DNP unterstützt Kunden bei der Entwicklung von Spezifikationen, die den neuesten Richtlinien und Empfehlungen entsprechen.
Darüber hinaus gibt es Fälle, in denen die Beteiligten eine quantitative Erklärung für die Reduzierung der Umweltbelastung durch den Wechsel von Mehrkomponenten- zu Monomaterialien liefern müssen. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, arbeitet DNP auch daran, die Umweltauswirkungen des gesamten Lebenszyklus von Verpackungen – von der Rohstoffgewinnung über die Herstellung und Entsorgung bis hin zum Recycling – zu visualisieren.
Durch die Lieferung direkt aus unseren indonesischen Werken anstatt aus Japan oder anderen Ländern können wir Transportwege verkürzen und unseren CO₂-Fußabdruck reduzieren *⁷, was eine der Stärken von DNP Indonesia ist. Durch die Förderung eines Kreislaufsystems für „horizontales Recycling“, das recycelte Materialien in Verpackungen wiederverwendet, erwarten wir eine weitere Reduzierung unseres CO₂-Fußabdrucks.
Die DNP-Gruppe wird auch künftig ihre firmeneigenen, fortschrittlichen Materialverarbeitungsverfahren und andere grundlegende Technologien nutzen, um ihr Produktportfolio um verbesserte Funktionen wie Hitzebeständigkeit und Barriereeigenschaften zu erweitern. Die Gruppe wird weiterhin umweltfreundlichere Produkte und Dienstleistungen entwickeln, um den Kunststoffverbrauch und die CO₂-Emissionen zu reduzieren und eine Gesellschaft zu verwirklichen, in der Ressourcen entlang der gesamten Wertschöpfungskette effizient genutzt und recycelt werden.
*7 CO₂-Fußabdruck: Die Gesamtmenge der Treibhausgase, die in jeder Phase des Produktlebenszyklus freigesetzt werden – von der Rohstoffbeschaffung über Produktion, Vertrieb und Verkauf bis hin zu Entsorgung und Recycling –, umgerechnet in CO₂-Emissionen. Die Berechnung erfolgt mithilfe der Lebenszyklusanalyse (LCA), welche die Umweltauswirkungen quantifiziert.
*Bitte beachten Sie, dass die aufgeführten Informationen zum Zeitpunkt der Veröffentlichung aktuell sind.
17. Dezember 2024, Redaktion Discover DNP
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