Bedruckte Rezyklatfolie: Recyclingfähigkeit gezielt optimieren

Beim mechanischen Recycling von Polyethylen-Folien (LDPE/LLDPE) durchlaufen die gesammelten Abfälle Sortieranlagen, Zerkleinerungsstufen, Waschprozesse und Extruder. Druckfarben verbleiben bei Standardwaschprozessen ohne spezielles Deinking meist auf der Folienoberfläche. Im Extrusionsprozess werden diese Pigmente und Bindemittel thermisch stark beansprucht.

Dies führt zu typischen Problemen: Thermische Zersetzungsprodukte erzeugen Gaseinschlüsse und Gerüche im Regranulat. Gleichzeitig verfärben ungelöste Pigmente das Endprodukt. Dunkle oder vollflächige Drucke führen unweigerlich zu grauem oder schwarzem Rezyklat, das für transparente Neuanwendungen nicht mehr genutzt werden kann. Dadurch sinkt der Marktwert des recycelten Materials erheblich.

Zudem beeinflussen bestimmte Farbpigmente die optische Sortierung. Nahinfrarot-Sensoren (NIR) in Sortieranlagen identifizieren Folien anhand ihres Reflexionsspektrums. Bestimmte Russ-Pigmente (Carbon Black) absorbieren Infrarotstrahlung vollständig, sodass die Sortieranlage das Trägermaterial nicht erkennt. Die Folie landet fälschlicherweise in der Sortierfraktion für die thermische Verwertung statt im stofflichen Recycling.

• Thermische Zersetzung: Bindemittel können bei Extrusionstemperaturen (180 bis 220 °C) degradieren und Blasen oder Stippen bilden.
• Verfärbung: Bunte und dunkle Pigmente vermischen sich im Schmelzprozess zu uneinheitlichem Graubraun.
• Fehlsortierung: Ruashaltige Druckfarben verhindern die Erkennung des Trägerpolymers per Nahinfrarotspektroskopie (NIR).

Der Deckungsgrad bezeichnet den prozentualen Anteil der bedruckten Fläche im Verhältnis zur gesamten Folienoberfläche. Für eine hohe Rezyklierbarkeit gilt grundsätzlich das Minimalprinzip: Je geringer der Farbauftrag, desto höher die Qualität des resultierenden Rezyklats.

Europäische Recyclingrichtlinien wie die Empfehlungen von RecyClass stufen Folienverpackungen nach ihrem Bedruckungsgrad ein. Vollflächige Bedruckungen schliessen eine Einstufung in die höchste Recyclingklasse aus. Für Stretchfolien und Bündelfolien empfiehlt es sich, den Gesamtdeckungsgrad strikt unter 5 Prozent zu halten.

Anstelle von geschlossenen Volltonflächen eignen sich gerasterte Druckbilder, Positivschriften und feine Linienstrukturen. So bleiben Barcodes, Handhabungshinweise oder Unternehmenslogos gut lesbar, während der absolute Farbanteil an der Gesamtmasse minimal bleibt.

• Maximaler Deckungsgrad: Ideal sind weniger als 5 % der Gesamtoberfläche; kritisch wird es ab 15 %.
• Rasterung statt Vollton: 30- bis 50-prozentige Rasterflächen reduzieren den Pigmenteintrag drastisch.
• Einseitiger Druck: Beidseitige Bedruckung verdoppelt den Farbeneintrag und erschwert das mechanische Recycling überproportional.

In der Flexodruck-Verarbeitung von Stretch- und Rezyklatfolien kommen vor allem lösemittelbasierte, wasserbasierte oder UV-härtende Farbsysteme zum Einsatz. Jedes System zeigt unterschiedliche Eigenschaften im Recyclingstrom.

Lösemittel- und wasserbasierte Farben lassen sich in standardisierten Waschschritten mit alkalischer Lauge teilweise abwaschen (Deinking-Fähigkeit), sofern geeignete Bindemittel verwendet werden. UV- und elektronenstrahlgehärtete Druckfarben bilden hingegen vernetzte Polymerschichten. Diese zersplittern im Waschprozess in feine Partikel, die sich im Extruder nicht homogen aufschmelzen lassen und als feste Fehlstellen im Regranulat verbleiben.

Zusätzlich ist die Verträglichkeit der Buntpigmente entscheidend. Schwermetallfreie Pigmente gemäss EN 13432 oder Toxics in Packaging Clearinghouse (TPCH) sind Standard. Bei Folien mit Post-Consumer-Rezyklat (PCR) muss sichergestellt sein, dass das Bindemittelsystem nicht mit bereits im Rezyklat vorhandenen Additiven (wie Gleitmitteln oder Antioxidantien) chemisch reagiert.

• NIR-detektierbare Farben: Einsatz von IR-transparenten Schwarzpigmenten anstelle von klassischem Carbon Black.
• Wasser- und heisswasserlösliche Systeme: Erleichtern das Entfernen der Farbe vor dem Aufschmelzen.
• Ausschluss von PVC-haltigen Bindemitteln: Verhindert Salzsäurebildung und Korrosion in Recyclingextrudern.

Um den realen Einfluss des Drucks zu bewerten, betrachtet man den Farbeneintrag bezogen auf das Foliengewicht. Folgendes Berechnungsbeispiel verdeutlicht die Differenz zwischen einem vollflächigen Warndruck und einer optimierten Kennzeichnung.

Beispielrechnung: Eine Maschinenstretchfolie aus PCR-Material mit einer Breite von 500 mm und einer Stärke von 20 my (0,020 mm) hat ein Flächengewicht von ca. 18,4 g/m² (bei einer PE-Dichte von 0,92 g/cm³). Ein Nassfarbauftrag im Flexodruck beträgt typischerweise 2,5 g/m², was nach Trocknung einem Trockenfarbauftrag von etwa 1,0 g/m² entspricht.

Variante A (Vollflächiger Druck, 100 % Deckung): Der Farbanteil beträgt 1,0 g/m² auf 18,4 g/m² Folie = 5,43 % der Gesamtmasse. Dieser Wert führt zu starker Trübung und Beeinträchtigung der Rezyklateigenschaften.

Variante B (Optimierter Logo-/Codierungsdruck, 3 % Deckung): Der Farbanteil liegt bei 0,03 g/m² = 0,16 % der Gesamtmasse. Die Folie bleibt im Regranulierprozess nahezu farbneutral und behält ihre Reissfestigkeit.

• Foliengewicht bei 20 my: ca. 18,4 g/m²
• Trockenfarbauftrag bei 100 % Fläche: ca. 1,00 g/m² (Farbanteil: 5,43 %)
• Trockenfarbauftrag bei 3 % Fläche: ca. 0,03 g/m² (Farbanteil: 0,16 %)

Verantwortliche in Einkauf und Logistik sollten bei der Ausschreibung bedruckter Rezyklatfolien klare technische Parameter definieren. Nur durch präzise Vorgaben im Lastenheft wird vermieden, dass recycelte Folien nach Gebrauch nicht mehr stofflich verwertbar sind.

Dabei sollten das Basismaterial (PCR-Anteil in Prozent), die Farbzusammensetzung und das Drucklayout als Einheit betrachtet werden. Für Standard-Logistikanwendungen in der Schweiz liefert BARG Packaging passende Maschinen- und Handstretchfolien mit Rezyklatanteil – auf Wunsch bedruckbar nach recyclinggerechten Kriterien, verzollt und frei Haus in CHF.

• Materialreinheit: Monomaterial-PE (LDPE/LLDPE) als Trägerfolie ohne Verbundkaschierung fordern.
• Farbsystem: Verzicht auf Carbon Black; Zertifizierung nach NIR-Detektierbarkeit einfordern.
• Flächenbegrenzung: Drucklayout auf Firmenlogo, EAN-Code oder Recycling-Symbol mit maximal 5 % Deckung beschränken.
• Schwermetalle und Schadstoffe: Einhaltung der Grenzwerte gemäss REACH-Verordnung schriftlich bestätigen lassen.