Die Geschichte des Kunststoffs

Die Geschichte des Kunststoffs

Kunststoff ist ein wiederverwertbares Material, das in der Produktion wegen seiner Strapazierfähigkeit, Haltbarkeit, niedrigen Kosten und seines geringen Gewichts häufig zum Einsatz kommt. Dank seiner zahlreichen Funktionen gehört Kunststoff heutzutage zu den gängigsten Verarbeitungsmaterialien. Doch seit wann ist da so?

Vom Einsatz natürlicher, elastischer Materialien bis zum ersten Polymer umspannt die Geschichte des Kunststoffs mehrere Jahrhunderte. Erfahren Sie mehr über seine Ursprünge und die klugen Köpfe, die ihn entwickelt haben.

 

Was ist Kunststoff?

Bevor wir auf die Ursprünge des Kunststoffs zurückkommen, wollen wir uns die Definition dieses weit verbreiteten Materials ansehen. Kunststoff bzw. Plastik geht auf den lateinischen Begriff plasticus zurück, der wiederum vom altgriechischen plastikós („zum Formen, Gestalten gehörig“) stammt. Heute bezeichnet das Wort ein Polymer, also eine Anordnung von mehreren Molekülen, die einen vollsynthetischen Stoff bilden.

Je nach Art dieser Molekülverbindungen lassen sich verschiedene Kunststofftypen unterscheiden, von denen einige wiederverwertbar sind: Polyethylen (das gebräuchlichste, oft für Verpackungen verwendet), Polyvinylchlorid (bekannt als PVC) oder Polypropylen (aus dem viele Lebensmittelbehälter hergestellt werden), um nur einige zu nennen.

Man findet jedoch einige der kunststofftypischen Eigenschaften auch in Materialien natürlichen Ursprungs, deren Verwendung viel weiter zurückreicht!

 

Der Ursprung der Kunststoffe: Natürliche Materialien mit elastischen Eigenschaften!

Während die ersten synthetischen Kunststoffe in der Mitte des 19. Jahrhunderts erfunden wurden, reicht die Verwendung natürlicher Materialien mit elastischen Eigenschaften wesentlich weiter zurück.

So wurde Latex bereits 1600 v. u. Z. in Südamerika verwendet. Aus diesem formbaren Saft des Castilla-elastica-Baumes wurden durch ein Verfahren der Wasserabscheidung und Verfestigung Kugeln oder Figuren hergestellt.

Dieser vor allem von den Azteken genutzte Naturkautschuk wurde im 15. Jahrhundert auch von den amerikanischen Siedlern entdeckt und zur Herstellung von Flaschen, Stiefeln und anderen Alltagsgegenständen verwendet. Aufgrund seiner Stärke und Haltbarkeit wurde er gern genommen, um die Nachteile von traditionellen Materialien wie Holz und Metall – z. B. Zerbrechlichkeit und hohes Gewicht – auszugleichen.

Doch erst einige Jahrhunderte später sind die Anfänge des Kunststoffs, wie wir ihn heute kennen, nach mehreren Jahrzehnten der Kautschukverarbeitung ersichtlich.

 

Die Geburtsstunde des Kunststoffs: „Parkesine“ oder Zelluloid?

 In der Mitte des 19. Jahrhunderts wurde eine Reihe von Innovationen entwickelt, die den Kunststoff zum Leben erweckten.

Das häufig verwendete Elfenbein wurde immer seltener und teurer, musste also durch ein kostengünstigeres Material ersetzt werden. Im Jahr 1856 wurde der erste Kunststoff auf Basis von Salpetersäure, Ethanol und Zellulose im Labor des britischen Chemikers Alexander Parkes hergestellt. Das neuartige Material wurde Parkesine genannt und entspricht dem heutigen Zelluloid.

Diese erste Erfindung, die es ermöglichte, natürliche Ressourcen zu schonen, wurde anschließend von den Gebrüdern Hyatt in Anspruch genommen. Die amerikanischen Wissenschaftler suchten nach einem geeigneten Ersatzmaterial für Elfenbein bei der Herstellung von Billardkugeln. Vor Gericht wurde jedoch Parkes zum tatsächlichen Erfinder erklärt.

 

Von der Entdeckung bis zur industriellen Produktion von PVC!

Wenige Jahre nach dem Erscheinen von Parkesine wurde das Verfahren weiterentwickelt und mündete in der Erfindung von Galalith, einem Kunststoff aus Kasein, dessen Herstellungsverfahren Anfang des 20. Jahrhunderts verbessert wurde.

Zur gleichen Zeit wurde Polyvinylchlorid (bekannt als PVC) zufällig 1835 von dem Franzosen Henri Victor Regnault und 1872 von dem Deutschen Eugen Baumann entdeckt. Das Polymer erschien in verfestigter Form in Vinylchloridflaschen, die der Sonneneinstrahlung ausgesetzt waren. Das Verfahren wurde jedoch erst einige Jahrzehnte später reproduziert; die industrielle Produktion begann in den 1930er Jahren, vor allem durch das Unternehmen Union Carbide im Jahr 1933.

 

Bakelit läutet das Zeitalter der Kunststoffproduktion ein!

 Nach der Entdeckung von PVC erschien im Jahr 1907 das Bakelit auf der Bildfläche. Es wurde nach seinem Erfinder, dem belgischen Chemiker Leo Hendrik Baekland, benannt. Hergestellt auf Grundlage von Formaldehyd und Phenol (erdölbasierte Verbindungen) gilt es als erster „richtiger“ Kunststoff und ist zu 100 % synthetisch.

Diese geniale Erfindung wurde zum ersten Kunststoff, der in großem Maßstab produziert wurde, obwohl die Massenvermarktung dieses revolutionären Materials erst nach dem Krieg erfolgen sollte.

Auch das von der deutschen I.G. Farben produzierte Polystyrol und das von Carothers’ Forscherteam entwickelte Nylon würden sich bald als die prominentesten Kunststoffe der Industrieszene durchsetzen.

Obwohl seither viele synthetische Kunststoffe auf den Markt gekommen sind, geht der Trend mit der Erfindung biologisch abbaubarer und kompostierbarer Kunststoffe auf Pflanzenbasis zurück zur Natur.

Welches Material sollte bei der Pasteurisierung verwendet werden?

Welches Material sollte bei der Pasteurisierung verwendet werden?

Der Verzehr bestimmter roher Lebensmittel wie Eier, Milch und nicht gegarte Zubereitungen auf Basis dieser Zutaten (hausgemachte Mousse au Chocolat, Rohmilchkäse usw.) birgt das Risiko einer Lebensmittelvergiftung. Bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem, Kindern, Schwangeren und älteren Menschen können Lebensmittelvergiftungen besonders gefährlich werden. Die Pasteurisierung bestimmter Lebensmittel ermöglicht die Gewährleistung ihrer Lebensmittelsicherheit, aber auch die Verlängerung ihrer Haltbarkeit. Aber was ist die Pasteurisierung eigentlich? Welche Lebensmittel werden in der Regel pasteurisiert und welches Verpackungsmaterial sollte verwendet werden?

 

Was ist die Pasteurisierung?

Die von Louis Pasteur im Jahre 1865 entdeckte Pasteurisierung hielt nach und nach Einzug in die Lebensmittelbranche und etablierte sich als eine der meistgenutzten Techniken, um die Haltbarkeit von Lebensmitteln zu verlängern. Weniger radikal als die Sterilisation, die bei über 100 °C stattfindet, besteht die Pasteurisierung aus einer Wärmebehandlung bei einer moderaten Temperatur zwischen 60 °C und 100 °C, gefolgt von einer schnellen Abkühlung. Durch die Pasteurisierung können die geschmacklichen und ernährungsphysiologischen Eigenschaften des Lebensmittels besser bewahrt werden. Mitunter kann ein pasteurisiertes Produkt sogar als frisch angesehen werden (pasteurisierte Frischmilch, Crème fraîche usw.).

Im Gegensatz zur Sterilisation, welche alle Mikroorganismen zerstört, die sich in einem Produkt entwickeln könnten (lange Haltbarkeit bei Raumtemperatur, aber beeinträchtigt Geschmack und Konsistenz des Lebensmittels), zerstört die Pasteurisierung nur einen Teil. Dennoch soll dieses Verfahren bei moderater Temperatur die gesamte krankheitserregende Flora zerstören, die einer Lebensmittelvergiftung zugrunde liegen könnte (Salmonellen, E. coli, Listerien, Staphylococcus aureus usw.), wodurch das Lebensmittel in der Regel sicher verzehrt werden kann. 

Ein pasteurisiertes Lebensmittel muss luftdicht verpackt werden (mit oder ohne Schutzatmosphäre oder vakuumverpackt), um eine Barriere für externe Mikroorganismen zu bilden und vorzugsweise gekühlt werden, um die Entwicklung von verbliebenen Mikroorganismen zu verlangsamen.

 

Welche Lebensmittel werden in der Regel pasteurisiert? 

Milcherzeugnisse wie Frischmilch, Crème fraîche, Käse, Butter, Joghurt und Quark werden häufig pasteurisiert, um eine annehmbare Haltbarkeit zu erzielen. Es gibt jedoch auch Rohmilchprodukte, deren Verzehr das Risiko einer Lebensmittelvergiftung birgt, was insbesondere bei weichem Rohmilchkäse der Fall ist (Camembert, Brie, usw.). Darüber hinaus muss die unbehandelte Rohmilch sehr schnell konsumiert werden, da sich diese nicht länger als drei Tage im Kühlschrank hält. Es wird dringend empfohlen, sie vor dem Verzehr abzukochen oder ausreichend zu erhitzen.

Die Fachleute aus der Lebensmittelindustrie verwenden häufig Eier in Form von pasteurisierten frischen Eiprodukten (Eier ohne Schale, geschlagene Eier und pasteurisierte Eier). Dadurch müssen sie keine gefrorenen Eiprodukte oder Eipulver oder gar rohe Eier (Eier mit Schale) verwenden, die das Risiko von Salmonellen bergen. So werden für die Herstellung der im Handel verkauften Saucen wie Mayonnaise in der Regel pasteurisierte Eier verwendet. Auch Mousse au Chocolat oder Eiscreme enthalten Eier. Im Gegensatz dazu können „hausgemachte“ Mousse au Chocolat und bestimmte handgemachte Eissorten nicht pasteurisierte rohe Eier enthalten.

Es wird davon abgeraten, einen frischen hausgemachten Fruchtsaft mehr als 72 Stunden nach seiner Zubereitung zu trinken. Im Handel vertriebene Fruchtsäfte sind in der Regel pasteurisiert. Im Frischeregal findet man häufig Säfte, die einer sogenannten Flash-Pasteurisierung unterzogen wurden. Diese Art der Pasteurisierung dauert nur einige Sekunden, wodurch ein Großteil der sensorischen und ernährungsphysiologischen Eigenschaften des Produktes bewahrt, werden können. Bei einer längeren Pasteurisierung leidet etwas die Qualität des Fruchtsaftes, dafür kann dieser über einen deutlich längeren Zeitraum bei Raumtemperatur aufbewahrt werden (vor dem Öffnen). Auch Kompotte, Fruchtpürees und Früchte in Sirup werden pasteurisiert. Durch die Pasteurisierung von rehydrierten Trockenfrüchten (sog. „eingeweichte“ Trockenfrüchte wie Pflaumen, Aprikosen, Feigen, Datteln usw.) können diese über mehrere Monate bei Raumtemperatur aufbewahrt und die Verwendung von Konservierungsmitteln vermieden werden.

Zu guter Letzt sind auch die handelsüblichen Biere und Cidres (Apfelschaumweine) in der Regel pasteurisiert, obwohl es auch handgemachte nicht pasteurisierte Versionen gibt. 

 

Ein für die Pasteurisierung des Produkts geeignetes Verpackungsmaterial!

Eine für das Verpacken von Lebensmitteln bestimmte Verpackung muss zunächst lebensmittelecht sein. Wurde das Lebensmittel pasteurisiert, muss sie darüber hinaus luftdicht sein, um jede Kontamination des Lebensmittels durch externe Mikroorgansimen zu vermeiden (außer bei einigen Käsesorten, die atmen müssen). Daher ist insbesondere bei flexiblen Verpackungen auf die Dichtheit der Versiegelungen zu achten, die mit einem Leckagemessgerät geprüft werden kann.  

Wurde das Lebensmittel gerade erst pasteurisiert und ist beim Verpacken noch warm oder erfolgt die Pasteurisierung erst danach, sollte ein Verpackungsmaterial gewählt werden, das während des Prozesses nicht aufweicht. Bei einem Kunststoffbeutel kann davon ausgegangen werden, dass die Hitzebeständigkeit der Verpackung, wenn die Temperatur unter dem Erweichungstemperatur des Kunststoffbeutels bleibt, ausreichend ist. PE als Siegelschicht sollte daher in den meisten Pasteurisierungsfällen ausreichen, wobei PP jedoch mehr Sicherheit bietet, wenn die Temperatur 90 °C übersteigt.

Als äußere Schicht der Verpackung wird häufig eine biaxial orientierte PET- oder PA-Folie verwendet, um dem Beutel Sauerstoffbarriereeigenschaften und Steifigkeit zu verleihen. PA ist insbesondere für das Vakuumverpacken empfohlen.

Ist eine sehr gute Sauerstoffbarriere erforderlich, kann auch eine EVOH-Schicht in die Kunststofffolie eingearbeitet werden. Diese EVOH-Schicht wird häufig zwischen zwei PE-Schichten koextrudiert, um sie vor Feuchtigkeit zu schützen.

So können verschiedene Verbundfolien aus Kunststoff verwendet werden, um pasteurisierte Produkte zu verpacken, beispielsweise Käse oder rehydrierte Trockenfrüchte: PET/PE-, PA/PE-, PET/PE-EVOH-PE-Folien oder eine recycelbare PE/PE-EVOH-PE-Folie.

Die Verwendung eines Verschlusssystems (Zipgrip, Sensogrip usw.) bietet nicht nur Bequemlichkeit, sondern verlängert auch die Haltbarkeit des Lebensmittels nach dem ersten Öffnen des Beutels, da es die Exposition des Lebensmittels gegenüber Mikroorganismen in der Umwelt und gegenüber Sauerstoff einschränkt und gleichzeitig sein Austrocknen verhindert und seine Aromen konserviert.

Folglich wäre die Pasteurisierung ohne eine geeignete Verpackung wirkungslos. Mit einer wiederverschließbaren flexiblen Kunststoffverpackung, die zum Recyclingprozess beiträgt (z. B. ein Beutel bestehend aus einer PE/PE-EVOH-PE-Verbundfolie und einem PE-Verschlusssystem), kann die Lebensmittelverschwendung unter Verwendung einer praktischen, leichten und recycelbaren Primärverpackung eingedämmt werden.

Welche Verpackung für welches Produkt: Die drei unumgänglichen Fragen, die es sich zu stellen gilt!

Welche Verpackung für welches Produkt: Die drei unumgänglichen Fragen, die es sich zu stellen gilt!

Die Verpackung spielt eine wichtige Rolle für die Aufbewahrung, den Schutz und den Erhalt eines Produktes. Angesichts der immer strengeren Anforderungen an die Hygiene und Sicherheit, die Verringerung der Umweltauswirkungen oder die Bequemlichkeit (Convenience Food) seitens der Verbraucher zieht die Verpackung genau wie das enthaltene Produkt alle Aufmerksamkeit auf sich.

Welche verschiedenen Verpackungsarten gibt es? Welche Verpackung ist für ein bestimmtes Produkt am besten geeignet? In diesem Artikel nennen wir die drei unumgänglichen Fragen, die es sich zu stellen gilt, wenn man die unterschiedlichen Funktionen der Verpackung verstehen möchte!

 

1) Welche Funktion hat die Verpackung?

Die Verpackung erfüllt die Anforderungen an den Schutz, die Aufmachung und den Transport des Produkts.

Die Verpackung kann aus einem oder mehreren Bestandteilen bestehen und verschiedene Formen annehmen (flexibel, starr usw.). Sie hat mehrere verschiedene Funktionen (Aufmachung, Transport und Schutz) und erfüllt die von dem Produkt, das in ihr enthalten ist, vorgegebenen Anforderungen. Die Lebensmittelverpackung ist besonders sensibel, da die Produkte von Natur aus verderblich sind, und muss in diesem Sinne die maximale Sicherheit der enthaltenen Lebensmittel gewährleisten. Die Lebensmittelverpackung passt sich speziell an die Art des enthaltenen Produktes und an seine Form an und garantiert dadurch einen Schutz gegen mögliche äußere Beschädigungsrisiken.

Es gibt vier große Verpackungsarten: Primärpackmittel, Sekundärpackmittel, Versandverpackungen und Transportverpackungen.

Die Primärverpackung ist in direktem Kontakt mit dem Produkt. Sie beinhaltet das Produkt und schützt es vor äußeren Verunreinigungen. Aufgrund der unmittelbaren Nähe zu dem Produkt muss die Primärverpackung zwingend den speziellen Anforderungen an den Gesundheitsschutz entsprechen, insbesondere bei Lebensmitteln. Sie ist die erste Schutzbarriere des Produkts.

Die Sekundärverpackung schützt ihrerseits die Primärverpackung. Sie wird verwendet, um eine „Verkaufseinheit“ zu schützen. Die Sekundärverpackung erleichtert die Lieferung und Beförderung der Produkte, sowie das Einräumen der Produkte in die Regale.

Die Sekundärverpackung erfüllt auch eine Informationsrolle gegenüber dem Verbraucher, indem sie ihn über die Merkmale des Produkts, die Herstellungsverfahren und die Herkunft der Bestandteile aufklärt, um somit den immer strengeren Ansprüchen der Verbraucher an die Herstellungsverfahren und Aufmachung der von ihnen erworbenen Produkte zu genügen.

Die Versandverpackung sichert die Ware während des Transports. Sie umfasst mehrere Sekundärverpackungen, die in der Regel auf Transportpaletten gepackt werden.
Durch die Versandverpackung wird die Beförderung eines großen Volumens an Sekundärverpackungen erleichtert und ein gewisses Schutzniveau für die Produkte gewahrt.

Die Transportverpackung ist ausschließlich für den Transport der vorverpackten Produkte bestimmt. Die durch die speziellen Verpackungen geschützten Versandeinheiten werden mithilfe eines wiederverwendbaren Palettensystems transportiert. Mithilfe dieser aus Holz oder aus Kunststoff gefertigten Paletten können große Produktmengen, die auch als Versandeinheiten bezeichnet werden, transportiert, eingelagert und zwischengelagert werden.

 

2) Welche Verpackungsart für welches Produkt?

Um eine geeignete Verpackung auszuwählen, sollten zunächst die Art des Produkts, seine physischen Eigenschaften und seine evtl. Verfallsbedingungen berücksichtigt werden. Erst danach fällt das Interesse auf die Nutzungsbedingungen der Verpackung und ihren Lebenszyklus, um das Design oder die an den besten geeigneten Materialien zu bestimmen.

Wenn die Verpackung dem Produkt dient!

Eine Verpackung besitzt Barriereeigenschaften, die je nach Art des Produkts mehr oder weniger wirksam sind. Beispielsweise erfordert ein festes Produkt nicht dieselbe Dichtheit wie ein flüssiges oder gasförmiges Produkt. Beispiele aus einem anderen Bereich sind, dass ein wertvolles Produkt in einer undurchsichtigen Verpackung vor neugierigen Blicken geschützt wird und ein stoßempfindliches Produkt, beispielsweise aus Glas, eine Verpackung benötigt, die das Bruchrisiko einschränkt.

In Bezug auf die physischen Eigenschaften ist die Verpackung in Abhängigkeit des Gewichts des Produkts und der pro Verkaufseinheit vorgesehenen Menge zu bestimmen, um eine ausreichende Belastbarkeit zu gewährleisten. Bei einem scharfkantigen oder spitzen Produkt muss die Verpackung ausreichend dick sein, um den Bewegungen des Produkts standzuhalten.

In Sachen Verfall dient die Verpackung schließlich dazu, die Lebensdauer des Produkts zu verlängern. Wenn das Produkt beispielsweise empfindlich auf UV-Strahlen reagiert, die seine Alterung beschleunigen, oder wenn es dazu neigt sich statisch aufzuladen, dann trägt die Verpackung dazu bei, die schädigenden Auswirkungen einzudämmen, beispielsweise durch die Verwendung eines UV- oder eines Antistatikfilters.

Wenn die Verpackung dem Verbraucher dient!

Darüber hinaus dient die Verpackung auch dem Verbraucher, der sowohl Hersteller, Verkäufer oder Konsument sein kann.

In Bezug auf die Beförderung und die Lagerung erleichtert die Verpackung das Handling des Produkts, die Stapelung und die Lagerung im Innen- oder Außenbereich über kurze oder längere Zeiträume. Sie kann das Einräumen in die Regale erleichtern, wenn ihre Eigenschaften so ausgelegt sind, dass sie die Nachbeschaffung erleichtern, oder wenn sie so definiert ist, dass sie sich perfekt an die Aufsteller anpasst. Dies ist beispielsweise bei einer Verpackung mit einem integrierten Haken der Fall, an dem das Produkt aufgehängt werden kann.

Darüber hinaus dient die Verpackung dazu, Menschen vor Gefahrenstoffen zu schützen. Dies ist beispielsweise bei einem Produkt der Fall, das bei Inhalation oder Berührung toxisch wirkt. Die Verpackung erfüllt folglich eine Schutzfunktion für die Menschen, die mit dem Produkt Umgang haben.

Schließlich steht die Verpackung auch im Dienst des Verbrauchers, wenn es um die Anforderungen an die Recyclingfähigkeit und den Umweltschutz geht.

 

3) Welche Verpackung verwenden, um mein Produkt in Szene zu setzen?

Die Verpackung soll das Produkt jedoch nicht nur schützen, sondern auch aufwerten. Sie hebt einige wichtige Eigenschaften des Produkts hervor, um den Kauf anzuregen. Sie ist wesentlicher Bestandteil der Kommunikationsstrategie des Unternehmens und trägt unmittelbar zur Differenzierung und zur Identifikation der Marke durch die Verbraucher bei. Sie kann sich sogar zu einem kommerziellen Vorteil entwickeln, wenn sie neben dem Schutz des Produktes noch eine weitere Funktion erfüllt.

Wenn die Verpackung der Marke dient!

Kommunikation: Die auf der Verpackung abgedruckten Texte stellen das Produkt vor, helfen bei der Identifikation der Marke und beinhalten die Botschaften, die zum Kauf anregen können, indem sie die einzigartigen Merkmale des Produkts hervorheben.

Attraktivität: Die Farben und die Textur der Verpackung tragen zur Inszenierung des Produktes bei, indem sie optische oder haptische Attraktivität schaffen. Dies ist beispielsweise bei einer Verpackung mit „satinierter“ Oberfläche der Fall, die dem Verbraucher bei Berührung ein angenehmes Gefühl verleiht und ihn schließlich zum Kauf verleitet.
Die Form der Verpackung dient ebenfalls der optischen Attraktivitätssteigerung und verbessert die Präsentation eines Produkts im Regal, wie es beispielsweise bei einem Kunststoffbeutel mit Pappboden der Fall ist, der in aufrechter Position in die Lagerregale gestellt werden kann.

Verkaufsargument: Die Verpackung entwickelt sich zu einem Geschäftsvorteil, wenn sie eine weitere Funktion erfüllt, die vom Verbraucher als zusätzliches Verkaufsargument interpretiert wird. Dies ist beispielsweise bei Kosmetikartikeln im „Reiseformat“ der Fall, die in einem wiederverschließbaren durchsichtigen Kunststoffbeutel verkauft werden. Neben dem Schutz der Produkte erleichtert die Verpackung die Sicherheitskontrolle am Flughafen. Neben dem wirksamen Schutz des Produktes spielt die Verpackung folglich auch bei der Aufmachung des Produktes eine wichtige Rolle.