Druckfarben machen auf flexiblen Verpackungen meist nur einen winzigen Bruchteil des Gesamtgewichts aus – und entscheiden doch darüber, ob ein Rezyklat hochwertig wiederverwendet werden kann oder unbrauchbar wird. Zwischen den strengen Vorgaben der europäischen Verpackungsverordnung (PPWR), neuen CEN-Normen wie der EN 18120 und der technischen Realität im Drucksaal klafft jedoch oft eine Lücke. Im 45. INNO-Talk diskutierten Ewald Rempel (Sun Chemical) und André Altefocht (Follmann) mit Gastgeber Karsten Schröder, wie sich Lösemittel- und wasserbasierte Farbsysteme im Recyclingprozess schlagen, warum Rußpigmente zum K.-o.-Kriterium werden können und welche überraschenden Performance-Vorteile moderne Wasserfarben beim Rezyklat-Siegeln bieten.
Regulatorischer Taktgeber: PPWR, EN 18120 und das 55-%-Recyclingziel
Die europäische Verpackungsverordnung (Packaging and Packaging Waste Regulation, PPWR) setzt der Flexpack-Industrie ehrgeizige Ziele: Bis 2030 müssen alle Verpackungen recyclingfähig konzipiert sein, verbunden mit verbindlichen Recyclingquoten von 55 % für Kunststoffe. Parallel dazu definiert die europäische Normung – insbesondere die EN 18120 („Design for Recycling von Kunststoffverpackungen“) – konkrete Spielregeln für Druckfarben, Bindemittel und Pigmente.
Für Druckfarbenhersteller und Verarbeiter bedeutet dies eine fundamentale Verschiebung der Prioritäten: Standen früher ausschließlich Glanz, Abriebfestigkeit, Scheuerbeständigkeit und chemische Resistenz gegen Füllgüter im Vordergrund, ist die Rezyklierbarkeit heute zur zentralen Pflichtaufgabe geworden. Dabei durchläuft die bedruckte Verpackung nach der Gelben Tonne eine anspruchsvolle Kette: von der automatisierten Sortieranlage (Material Recovery Facility, MRF) über Heiß- und Kaltwaschstufen bis hin zur Schmelzeextrusion bei über 230 °C bis 260 °C.
NIR-Detektierbarkeit: Warum Standard-Schwarz die Sortierung stoppt
Ewald Rempel, Leiter Anwendungstechnik für Verpackungsfarben EMEA bei Sun Chemical, beleuchtete die Hürden moderner Sortieranlagen. Die automatisierte Trennung von Kunststofffraktionen in Sortierbetrieben basiert auf Nahinfrarot-Spektroskopie (NIR). Ein optischer Sensor scannt die Verpackung, identifiziert das polymerspezifische Reflexionsspektrum (z. B. Polyethylen oder Polypropylen) und weist Druckluftdüsen an, den Artikel in den korrekten Stoffstrom auszublasen.
Hier liegt eine der größten Stolperfallen:
- Das Problem mit Carbon Black: Herkömmliche Rußpigmente (Pigment Black 7) absorbieren NIR-Strahlung nahezu vollständig. Der Scanner erhält kein reflektiertes Signal vom darunterliegenden Trägermaterial – die Verpackung bleibt „unsichtbar“ und landet als Sortierrest in der thermischen Verwertung.
- Klare Kriterien nach EN 18120: Im Frontaldruck gilt Ruß als nicht recyclingkompatibel. Im Konterdruck (Zwischenlage in Verbunden) ist Ruß nur bei einer Flächenbedeckung von unter 1 % bedingt toleriert.
- Alternativen und ihre Grenzen: Multichromatische Schwarzmischungen (Cyan, Magenta, Gelb) ermöglichen zwar die NIR-Detektion, wirken im Druckergebnis jedoch oft milchig-braun und treiben den Farbauftrag in die Höhe. Hochwertige NIR-transparente Spezialpigmente (wie Perylen-Schwarz, Pigment Black 32) oder spezielle Eisenoxidpigmente bieten farbmetrisch brillante Ergebnisse und volle Transparenz für Infrarotstrahlen, liegen im Rohstoffpreis jedoch signifikant über klassischem Ruß.
Deinking vs. Schmelze: „Gray is the new Green“
Ein weiteres oft missverstandenes Thema ist das Entfärben (Deinking) bedruckter Folien. Während Deinking in der Papierindustrie seit Jahrzehnten Standard ist, steht die industrielle Folienaufbereitung vor gänzlich anderen Herausforderungen. Ewald Rempel stellte klar:
„Industriell funktioniert Folien-Deinking heute im Wesentlichen nur bei Monofolien im Frontaldruck. Bei kaschierten Verbunden im Konterdruck müsste der Verbund vor der Wäsche erst mechanisch oder chemisch delaminiert werden – das ist im Labormaßstab machbar, industriell im großen Maßstab aber noch lange kein Standard.“
Ewald Rempel, Sun Chemical
In der Praxis wird die überwiegende Mehrheit flexibler Verpackungen ohne vorheriges Deinking regranuliert. Die Druckfarbe wandert direkt in den Extruder und wird mit dem Polymer homogenisiert. Das Rezyklat verfärbt sich unweigerlich grau („The gray is the new green“). Für die Bindemittelsysteme der Druckfarben bedeutet das extrem harte thermische Anforderungen:
- Zersetzungsrisiko bei Nitrocellulose (NC): Klassische NC-Bindemittel neigen bei Extrusionstemperaturen jenseits von 200 °C zur thermischen Zersetzung, was zu Vergelung, unangenehmen Gerüchen und Verfärbungen führt.
- Stabilität durch Polyurethane (PU): Moderne PU-Systeme und thermisch modifizierte Bindemittel überstehen Extrusionstemperaturen bis zu 260 °C stabil, ohne im Rezyklat nennenswerte Geruchs- oder Abbaueffekte zu erzeugen.
Wasserbasierte Druckfarben: Der 1:1-Praxisvergleich bei Follmann
André Altefocht, Leiter wässrige Druckfarben Europa bei Follmann (Minden), präsentierte die Ergebnisse einer fundierten Vergleichsstudie. Follmann verglich die Rezyklatqualität zweier identischer Polyethylen-Folien, die mit dem gleichen Druckmotiv und identischer Farbflächenbelegung bedruckt wurden – einmal mit einem modernen lösemittelbasierten Farbsystem, einmal mit wasserbasierten Druckfarben.
Beide Folienmuster wurden unter identischen Bedingungen zu 100 % Post-Consumer-Rezyklat (PCR) regranuliert und zu neuen Blasfolien extrudiert. Die Qualitätsprüfung brachte bemerkenswerte Unterschiede ans Licht:
1. Partikel- und Stippenbildung
Im Extrusionsprozess führten unvollständig aufgeschmolzene Farbpartikel oder Bindemittelreaktionen zu Inhomogenitäten in der Folie. Während die Regranulate der Lösemittelfarbe rund 849 Partikel pro Quadratmeter aufwiesen (wovon rund 9 % größer als 500 µm waren), zeigte die Folie aus dem wasserbasierten Druckfarben-Rezyklat eine drastisch homogenere Struktur mit lediglich 5 Partikeln über 500 µm pro Quadratmeter. Große Stippen sind in der Blasfolienextrusion gefürchtet, da sie zu Dünnstellen, Abrissen im Blasschlauch und Lochbildung führen.
2. Überraschung bei der Siegelnahtfestigkeit (DIN-Prüfung)
Besonders praxisrelevant waren die im akkreditierten Prüflabor des Innoform Testservice nach DIN ermittelten Heißsiegeigenschaften. Rezyklate leiden häufig unter veränderten rheologischen Eigenschaften und verengten Prozessfenstern beim Abpacken. Die Messreihen zeigten jedoch ein überraschend deutliches Bild zugunsten der wasserbasierten Variante:
- Niedrigere Siegelanspringtemperatur (SIT): Das Rezyklat aus wasserbedruckter Folie begann bereits ab 110 °C stabil zu siegeln.
- 3-fache Festigkeit bei 115 °C: Während das lösemittelbasierte Rezyklat bei 115 °C lediglich eine Siegelkraft von rund 5 N erreichte, lag das Rezyklat der wasserbasierten Farbe bereits bei über 15 N – ein Zuwachs um den Faktor 3.
- Breiteres Prozessfenster: Bei 120 °C wies das wasserbasierte Muster eine um rund 30 % höhere Festigkeit auf. Erst ab 140 °C erreichten beide Varianten ein vergleichbares Plateau bei rund 25 N (Substratriß).
Für Verarbeiter und Abpacker auf vertikalen und horizontalen Schlauchbeutelmaschinen (F&F) ist dieser Unterschied entscheidend: Ein Material, das bereits bei 10 bis 15 °C niedrigeren Temperaturen verlässlich siegelt, erlaubt schnellere Taktzeiten, verbraucht weniger Energie und verzeiht Temperaturschwankungen im Siegelwerkzeug.
Markttrend: Erlebt der Frontaldruck ein Comeback?
In der anschließenden Diskussion mit den Teilnehmern griff Karsten Schröder eine interessante Marktentwicklung auf: den Frontaldruck (Schöndruck). Jahrelang galt der Konterdruck im Kaschierverbund als unangefochtener Standard im Flexodruck, um die Farbschicht geschützt zwischen Träger- und Siegelfolie einzubetten.
Heute gewinnt der Frontaldruck mit schützenden Überdrucklacken (Overprint Varnishes, OPV) wieder an Bedeutung – und das aus zwei Gründen:
- Recyclingfähigkeit: Farben im Frontaldruck sind bei Heißwaschprozessen wesentlich leichter zugänglich für Deinking-Lösungen als im Verbund eingeschlossene Farbschichten.
- Agilität und Lieferzeit für Converter: Europäische Verpackungsdrucker stehen im Wettbewerb mit großvolumigen Importen aus Übersee. Wer neutrale Monofolien- oder Verbundhalbzeuge auf Lager hält und diese erst kurz vor der Auslieferung kundenindividuell im Schöndruck veredelt, kann Aufträge in wenigen Tagen statt Monaten realisieren.
Fazit: Druckfarben als Enabler für funktionierende Kreisläufe
Das Resümee des 45. INNO-Talks macht Mut: Die Druckfarbenbranche hat ihre Hausaufgaben gemacht und bietet für nahezu jedes Anforderungsprofil recyclinggerechte Lösungen an. Ob moderne PU-Lösemittelsysteme mit temperaturstabilen Harzen oder hochentwickelte wasserbasierte Farben ohne VOC-Emissionen – der Schlüssel liegt im Zusammenspiel aller Komponenten:
- NIR-transparente Pigmente sichern die Sortierbarkeit im ersten Schritt der Kreislaufwirtschaft.
- Thermisch robuste Bindemittel verhindern Qualitätsverluste und Gerüche im Rezyklat.
- Wasserbasierte Systeme können durch homogenere Rezyklatstrukturen das Heißsiegelverhalten positiv beeinflussen.
Wer seine Verpackungen fit für die PPWR machen will, sollte Druckfarben nicht länger als isolierte Deko-Schicht betrachten, sondern als aktiven Funktionsbestandteil des Recyclingsystems.
