Dieser Artikel bietet einen Expertenüberblick über die Vorteile der Verwendung von Aquapaks Basispolymer – Polyvinylalkohol (PVOH) – und ist sehr relevant für das heutige Streben nach nachhaltigen Verpackungen. Lawrence Dull ist ein weltweit anerkannter Verpackungsexperte und einer von nur 150 Verpackungsfachleuten, die in die Packaging Hall of Fame gewählt wurden. Larry hat 8 Patente und ist Pionier bei globalen Nachhaltigkeitsstandards, einschließlich des nachhaltigen Scorecard-Prozesses von Wal-Mart. Er ist regelmäßiger Gastredner, Dozent und Autor des IoPP-Kurses „Fundamentals of Packaging Technology“.

Das IoPP (Institute of Packaging Professionals) ist eine Mitgliederorganisation und eine zentrale verbindende Kraft in der Verpackungsbranche zum Wohle seiner Mitglieder, der Verpackungsgemeinschaft und der Gesellschaft.

Verwendung und Vorteile von Polyvinylalkohol in Verpackungen

„Einwegkunststoffe und Kunststoffverpackungen stehen heute zunehmend unter Druck, wie die wachsende Zahl von Steuern oder völligen Verboten für alles von Plastiktüten bis hin zu Trinkhalmen zeigt. Konventionelle Weisheit hat gesagt, dass die Antwort auf unser Abfallproblem die Wiederverwendung und das Recycling ist – die Schaffung der sogenannten „Kreislaufwirtschaft“.“ Diese Lösung wird zwar einen großen Beitrag zur Bewältigung unserer Herausforderung durch Kunststoffabfälle leisten, ist jedoch nicht die gesamte Lösung.

Kunststoffverpackungen werden unsachgemäß entsorgt (Ozeanplastik), die derzeitigen Deponien erreichen ihre Kapazität und nur sehr wenige neue Deponien werden eröffnet. Die Verbrennung zur Energierückgewinnung ist umweltverträglich; toxische Emissionen aus einigen Polymeren (insbesondere PVC) sind jedoch ein Problem – Dioxine und / oder Salzsäure können entstehen.

Was können wir als Verpackungsingenieure also tun, um nachhaltigere Verpackungen zu entwerfen? Wir können Gewicht aus unseren Verpackungen nehmen (geringes Gewicht), wir können unsere Verpackungen wiederverwendbar machen oder wir können unsere Verpackungen leicht recycelbar machen. Dies sind die bekannten drei Rs – reduzieren, wiederverwenden, recyceln. Ich würde argumentieren, dass eine zusätzliche Überlegung in diese Diskussion eingehen sollte – Abbaubarkeit.

Eine Herausforderung beim Recycling ist, dass es wirtschaftlich sinnvoll sein muss. Das heißt, die Kosten (und Verwirrung), die mit dem Sammeln, Sortieren, Reinigen und Wiederaufbereiten von Kunststoffverpackungen verbunden sind, können nicht höher sein als die Kosten für die Verwendung von Neumaterialien. Es mag einige Unternehmen geben, die einen leicht negativen wirtschaftlichen Nutzen akzeptieren, wenn es einen positiven ökologischen Nutzen gibt, aber in den meisten Unternehmen steht die Wirtschaftlichkeit im Vordergrund. Das Post-Consumer-Recycling von polymeren Verpackungsmaterialien kann gut funktionieren, wenn die Polymere auf kostengünstige Weise getrennt und zurückgewonnen werden können. Dies wird auf dem heutigen Markt angesichts der jüngsten Beschränkungen Chinas für die Einfuhr von recycelten Polymermaterialien etwas problematisch.

Der biologische Abbau hingegen beruht auf der eingebauten Recyclingfähigkeit der Natur. Polymere können auf zwei Arten abbaubar sein – photodegradierbar oder biologisch abbaubar. Eine Definition von biologisch abbaubaren Polymeren beinhaltet die Anforderung, dass der primäre Abbaumechanismus das Ergebnis der Wirkung und des Metabolismus von Mikroorganismen ist. Der biologische Abbau kann in aeroben oder anaeroben Umgebungen erfolgen.

Ich habe Ende der 1980er Jahre angefangen, mit einem neuartigen Polymer zu arbeiten, das traditionelle Abfallstrom- und Recyclingprobleme umgeht, weil es sich in Wasser löst und biologisch abbaubar ist. Es lohnt sich, diese Arbeit heute noch einmal zu überprüfen, um zu sehen, ob sie neue Innovationen auslösen könnte, die zur Lösung einiger unserer aktuellen Abfallherausforderungen beitragen könnten.

Polyvinylalkohol (PVOH) ist ein Material, das seit fast hundert Jahren in vielen Anwendungen eingesetzt wird. Viele Verpackungsingenieure werden es als das Polymer erkennen, das in Filmen für die in den letzten Jahren so beliebten Waschmittel- „Pods“ verwendet wird. Was weniger Menschen wissen, ist jedoch, dass vor über 30 Jahren eine Handvoll Verpackungsingenieure auch Flaschen, Fäden, Fasern, Vliese und eine Vielzahl anderer Funktionsmaterialien aus PVOH hergestellt haben.

Sind biologisch abbaubare Materialien in der heutigen Umweltdiskussion sinnvoll? Ich denke, das tun sie. Darüber hinaus denke ich, dass Verpackungsingenieure und Produktdesigner PVOH in ihre Materialpalette aufnehmen sollten, wenn sie umweltverträgliche Produkte und Verpackungen entwerfen.

Für Konsumgüter wie Haushaltswaschmittel haben sich die Testverfahren der OECD 301 und 302 als Standardprüfverfahren zur Charakterisierung der biologischen Abbaubarkeit von wasserlöslichen Filmen auf der Basis von Polymeren wie PVOH in der aeroben Abwasserumgebung durchgesetzt. Untersuchungen haben ergeben, dass PVOH von mehr als fünfundfünfzig Arten von Mikroorganismen (von denen viele häufig in kommunalen und industriellen Abwasserbehandlungssystemen vorkommen) biologisch abgebaut wird. Studien haben auch gezeigt, dass PVOH in Kombination mit anderen synthetischen und/oder natürlichen Materialien biologisch abbaubar ist. Tatsächlich wurden die Abbaumechanismen für PVOH vollständig untersucht und der Weg wurde wie folgt festgelegt: erstens zufällige Kettenspaltung des Polymermoleküls zu Essigsäure; und zweitens die Oxidation der Essigsäure zu Kohlendioxid und Wasser. Es ist daher offensichtlich, dass die endgültigen biologischen Abbauprodukte von PVOH sehr harmlose Verbindungen sind. Auch wenn Verbesserungen an globalen Recyclingsystemen vorgenommen werden, sollten Verpackungsingenieure sich der vorteilhaften Eigenschaften von PVOH als Verpackungsmaterial (Wasserlöslichkeit und biologische Abbaubarkeit) bewusst sein und es bei der Entwicklung neuer Verpackungssysteme in ihre Liste möglicher Materialien aufnehmen. In den letzten Jahren wurden mehr Daten zum Kohlenstoff-Fußabdruck von PVOH veröffentlicht, sodass es jetzt einfacher denn je ist, die Umweltauswirkungen der Verwendung dieses einzigartigen Materials zu bewerten. Darüber hinaus haben Fortschritte sowohl in der Chemie als auch in den Fertigungstechnologien wahrscheinlich einige der preislichen und technologischen Hindernisse für die vollständige Kommerzialisierung einiger dieser früheren Innovationen beseitigt. Die soziale und ökologische Dringlichkeit, solche Innovationen auf den Markt zu bringen, ist sicherlich auch auf dem Markt vorhanden.“ Lawrence Dull, Präsident Packaging Technology Associates, Inc. IoPP-Typ