Von Alu-Lam zu recycelbaren Strukturen: So ersetzen Sie Rohrmaterialien

Tuben aus Aluminium-Barriere-Laminat (ABL) dominieren seit Jahrzehnten die Verpackung flexibler Tuben. Ihre außergewöhnliche Barriereleistung machte sie zur ersten Wahl für Pharmazeutika, Kosmetika und Lebensmittelprodukte, die eine lange Haltbarkeit erfordern. Aber diese Ära geht zu Ende. Strengere Vorschriften, Nachhaltigkeitsverpflichtungen von Marken und Fortschritte in der Barrierefolientechnologie zwingen Hersteller dazu, recycelbare Alternativen zu finden – ohne auf die funktionalen Eigenschaften von ABL zu verzichten.

In diesem Artikel wird erläutert, warum ABL schwer zu ersetzen ist, die heute verfügbaren realistischen Alternativen dargestellt und ein praktischer Rahmen für die Anpassung der richtigen Materialstruktur an Ihr Produkt und Ihre Anwendung geboten.

Was ist Alu-Lam und warum wird es auslaufen?

Eine Aluminium-Barriere-Laminattube – allgemein Alu-Lam oder ABL genannt – ist eine mehrschichtige Struktur, die typischerweise eine innere Polyethylenschicht (PE) für den Produktkontakt, eine oder mehrere Aluminiumfolienschichten für die Barriereleistung und äußere PE- oder bedruckte Schichten für Struktur und Dekoration kombiniert. Die Aluminiumschicht verleiht ABL seinen hervorragenden Schutz: Sie blockiert Sauerstoff, Feuchtigkeit, Licht und flüchtige Verbindungen mit einer Wirksamkeit, die nur wenige andere Materialien erreichen können.

Für zulassungspflichtige pharmazeutische Salben und Cremes oder für kosmetische Produkte mit komplexen Wirkstoffen ist diese Leistung unverzichtbar. ABL-Röhren erreichen typischerweise Sauerstoffdurchlässigkeitsraten (OTR) unter 0,01 cm³/m²/Tag – weitaus besser als die meisten Kunststoffalternativen – weshalb sie in sensiblen Anwendungen zum Standard wurden.

Das Problem ist die Recyclingfähigkeit. Da ABL Aluminium und Kunststoff zu einem untrennbaren Verbundwerkstoff verschmilzt, kann es in herkömmlichen mechanischen Recyclingströmen nicht verarbeitet werden. In den meisten Märkten werden ABL-Röhren entweder verbrannt, in minderwertige Materialien umgewandelt oder auf Deponien entsorgt. In Europa sind rund 38 % der geschätzten 11,5 Milliarden jährlich produzierten Tuben Laminattuben, der Großteil davon ABL – und praktisch keine davon wird in bestehenden Anlagen recycelt.

Der regulatorische Druck beschleunigt den Übergang. Die EU-Verordnung über Verpackungen und Verpackungsabfälle (PPWR), die vorschreibt, dass alle Verpackungen bis 2030 recycelbar sein müssen, bringt ABL-Röhren in eine schwierige Lage. Marken mit öffentlichen Nachhaltigkeitszielen kommen dem regulatorischen Zeitplan voraus und formulieren Verpackungen aktiv neu, um sich für wiederverwertbare Materialströme zu qualifizieren. Das Ergebnis ist eine schnell wachsende Nachfrage nach Rohrstrukturen, die eine zuverlässige Barriereleistung aufrechterhalten und gleichzeitig in bestehenden oder in naher Zukunft befindlichen Recyclinginfrastrukturen verarbeitet werden können.

Die wichtigsten Alternativen zu ABL-Röhrenstrukturen

Kein einzelnes Material ersetzt ABL in jeder Situation. Die richtige Alternative hängt von den Barriereanforderungen Ihres Produkts, dem in Ihrem Zielmarkt verfügbaren Recyclingstrom und den Kostenbeschränkungen ab. Drei Hauptrichtungen haben sich als realistische Alternativen herauskristallisiert, jede mit unterschiedlichen technischen Kompromissen:

• Rohre aus Monomaterial – extrudiert aus einer einzigen Polymerfamilie (typischerweise PE oder PP), oft mit einer integrierten EVOH-Barriereschicht. Diese gelten als in Polyolefinströmen recycelbar, wenn der Nicht-Polyolefin-Anteil unter 5 % bleibt.
• Coextrudierte Barrierefolienschläuche (PBL) — Kunststoffbarrierelaminate, hergestellt durch Coextrusion mehrerer Schichten kompatibler Polymere mit einem EVOH- oder PVDC-Kern. Sie bieten eine wesentlich bessere Barriere als herkömmliche Monomaterialschläuche und werden zunehmend in Recyclingströmen akzeptiert.
• Papierbasierte und hybride Strukturen — Tuben mit Papierschichten für einen geringeren Kunststoff-Fußabdruck und einen Vorteil in der Nachhaltigkeitskommunikation, allerdings mit erheblichen Einschränkungen bei feuchtigkeitsempfindlichen Anwendungen.

Bevor Sie eine Substitutionsentscheidung treffen, ist es wichtig, die Fähigkeiten und Einschränkungen jedes einzelnen zu verstehen. Für Marken, die Produktportfolios über mehrere Kategorien hinweg verwalten, ist die Antwort selten ein einheitliches Material – es ist eine strategische Zuordnung der Produktanforderungen zur Materialarchitektur. Anleitung zu umfassenderen flexible Verpackungsmaterialien und ihre funktionalen Kompromisse können dabei helfen, diese Entscheidung auf Kategorieebene zu treffen.

Monomaterial-PE- und PP-Rohre: Der einfachste Austausch

Monomaterialtuben stellen den einfachsten Weg zur Recyclingfähigkeit dar. Durch den Aufbau der gesamten Tube aus einer Polymerfamilie – am häufigsten Polyethylen hoher Dichte (HDPE) für die Schulter und Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) für den flexiblen Körper – kann die fertige Tube ohne Trennung in die Standard-Polyolefin-Recyclingströme gelangen.

Für Produkte mit mäßigem Barrierebedarf kann ein gut gestalteter Mono-PE-Schlauch ausreichend sein. Die Sauerstoffdurchlässigkeit durch eine Standard-LDPE-Röhrenwand liegt typischerweise im Bereich von 2.000–4.000 cm³/m²/Tag – ausreichend für Produkte wie Handcremes, Haarspülungen oder Körperwaschmittel, die schnell verbraucht werden und keinen Langzeitschutz vor Oxidation erfordern.

Wenn die Barriereanforderungen anspruchsvoller sind, kann eine EVOH-Schicht (Ethylenvinylalkohol) als Verbindungsschicht-Sandwich in die extrudierte Struktur integriert werden. EVOH ist eine der wirksamsten Sauerstoffbarrieren auf Polymerbasis, die es gibt, mit OTR-Werten von nur 0,01–0,1 cm³/m²/Tag, abhängig von der Schichtdicke. Um die Recyclingfähigkeit aufrechtzuerhalten, muss die EVOH-Schicht unter 5 % des Gesamtgewichts der Tube bleiben — ein von den wichtigsten europäischen Recyclingrichtlinien anerkannter Schwellenwert für die Polyolefinkompatibilität.

Die Einschränkungen von Monomaterialrohren sind real. Sie können nicht mit der Feuchtigkeitsbarriere von Aluminium mithalten und sind daher für stark hygroskopische Produkte oder Arzneimittel ungeeignet, die eine Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR) von unter 0,5 g/m²/Tag erfordern. Sie haben außerdem eine geringere Steifigkeit als ABL, was sich auf die Präsentation im Regal und die Wahrnehmung der Produktqualität durch den Verbraucher auswirkt. Für Marken, die den Wechsel vornehmen, muss neben dem Materialwechsel häufig auch das Tubendesign – Wandstärke, Schultergeometrie und Kappensystem – neu konstruiert werden.

Coextrudierte Barrierefolien: Leistung ohne Aluminium

Coextrudierte Barrierefolienstrukturen – die Grundlage von Tuben aus Kunststoff-Barriere-Laminat (PBL) – bieten einen Mittelweg zwischen der Recyclingfähigkeit von Monomaterialtuben und der Barriereleistung von ABL. Anstatt separate Folienschichten durch Klebelaminierung zu verbinden, erzeugt die Coextrusion in einem einzigen Herstellungsschritt eine einheitliche mehrschichtige Folie, wobei alle Schichten gleichzeitig durch eine Mehrkanaldüse extrudiert werden.

Eine typische coextrudierte Schlauchfolie für anspruchsvolle Anwendungen besteht aus fünf bis neun Schichten: innere und äußere Polyolefinschichten für Abdichtung, strukturelle Integrität und Bedruckbarkeit; eine oder mehrere Verbindungsschichten zum Verbinden inkompatibler Polymere; und einen zentralen EVOH-Barrierekern. Da alle Schichten bei der Extrusion chemisch verbunden und nicht mit Klebstoff laminiert werden, ist die Struktur homogener und enthält keine Klebstoffrückstände – ein Faktor, der die Materialrückgewinnung vereinfacht.

Durch gut konzipierte coextrudierte Strukturen können OTR-Werte von 0,1–1,0 cm³/m²/Tag erreicht werden , das die Barriereanforderungen einer breiten Palette von Kosmetik- und Körperpflegeformulierungen sowie vieler Lebensmitteltubenanwendungen erfüllt. Dies stellt einen deutlichen Fortschritt gegenüber dem Standard-Monomaterial-PE dar und stellt coextrudierte Folien in direkte Konkurrenz zum unteren Ende des Leistungsspektrums von ABL.

Unter dem Gesichtspunkt der Produktionseffizienz bietet die Coextrusion Vorteile sowohl gegenüber der herkömmlichen Laminierung als auch der ABL-Herstellung. Der Wegfall separater Laminierungsschritte reduziert den Energieverbrauch, verkürzt den Produktionszyklus und verringert das Risiko von Delaminationsfehlern – eine bekannte Fehlerursache bei geklebten ABL-Strukturen unter Belastung oder Temperaturschwankungen. Für Tubenhersteller bedeutet dies eine strengere Qualitätskontrolle und eine vorhersehbarere Chargenkonsistenz.

Die Recyclingfähigkeit coextrudierter PBL-Strukturen hängt von der Zusammensetzung ab. Folien, die hauptsächlich aus Polyolefinen mit einem EVOH-Kern mit geringem Gehalt hergestellt werden, qualifizieren sich gemäß den aktuellen europäischen Richtlinien für PE-Recyclingströme. Da sich die Recyclinginfrastruktur für flexible Folien aus mehreren Materialien weiter entwickelt, wird erwartet, dass sich die Akzeptanzkriterien erweitern, sodass die heutigen coextrudierten Schlauchfolien für das regulatorische Umfeld von 2028–2030 gut aufgestellt sind.

Papierbasierte und hybride Rohrstrukturen

Tubenstrukturen auf Papierbasis erfreuen sich bei den Verbrauchern großer Beliebtheit, da Marken ihre Umweltverantwortung am Point of Sale kommunizieren möchten. Eine Außenschicht aus Papier erzeugt eine taktile, natürliche Ästhetik, die bei nachhaltigkeitsbewussten Verbrauchern Anklang findet, und Papier wird von der Öffentlichkeit allgemein als recycelbares Material verstanden.

In der Praxis enthalten Papierrohrstrukturen, die für flüssige oder halbflüssige Produkte verwendet werden, fast immer eine innere Polymerauskleidung – typischerweise PE oder PP –, um Feuchtigkeitsbeständigkeit und Produktkompatibilität zu gewährleisten. Diese Innenschicht ist für jedes Produkt mit erheblichem Wassergehalt erforderlich, da ungestrichenes Papier praktisch keine Feuchtigkeitsbarriere aufweist. Das Ergebnis ist ein Hybridmaterial, das zwar papierbasiert aussieht, aber die gleichen Trennungsherausforderungen erfordert wie jeder Papier-Kunststoff-Verbund, um ein hochwertiges Recycling zu erreichen.

Rein papierbasierte Tuben ohne Innenauskleidung aus Polymer sind auf trockene oder feste Produkte beschränkt – Stiftformate für Deodorants, Lippenbalsam oder feste Kosmetika – bei denen der Feuchtigkeitskontakt mit der Tubenwand minimal ist und die Barriereleistung keine entscheidende Anforderung darstellt. Bei diesen Anwendungen sind Papiertuben tatsächlich recycelbar und stellen eine glaubwürdige nachhaltige Wahl dar.

Für Nassfüllrohranwendungen sollten papierbasierte Strukturen sorgfältig im Hinblick auf ihren tatsächlichen Weg am Ende ihrer Lebensdauer im Zielmarkt bewertet werden. Eine Tube, die recycelbar aussieht, aber mangels Verarbeitungsweg in den Restmüll gelangt, bringt keinen wirklichen Nutzen für die Umwelt über eine ABL-Röhre und kann zu irreführenden Nachhaltigkeitsaussagen führen. Marken, die papierbasierte Tubenformate in Betracht ziehen, sollten die Sammel- und Sortierinfrastruktur in jedem Markt überprüfen, bevor sie sich für das Format entscheiden.

Auswahl des richtigen Ersatzes nach Anwendung

Die Entscheidung, ABL zu ersetzen, sollte mit einer klaren Spezifikation der Barriereleistung beginnen, die Ihr Produkt tatsächlich benötigt – und nicht der Leistung, die ABL zufällig erbracht hat. Viele Produkte, die derzeit in ABL-Röhren verpackt sind, wurden aus Konvention und nicht aus Notwendigkeit nach diesem Standard spezifiziert. Eine gründliche Haltbarkeitsstudie unter Verwendung des Zielersatzmaterials zeigt häufig, dass Monomaterial- oder coextrudierte Strukturen ausreichend sind.

Mehrere praktische Schritte sollten jeden materiellen Übergang begleiten. Führen Sie zunächst einen beschleunigten Haltbarkeitstest mit der Ersatzstruktur unter Bedingungen durch, die den Worst-Case-Lagerungs- und Transportfall widerspiegeln. Überprüfen Sie zweitens die Kompatibilität zwischen der Innenschicht der Tube und der Produktformulierung – einige Wirkstoffe interagieren unterschiedlich mit PE-Oberflächen als mit Aluminium-beschichteten Oberflächen. Drittens bestätigen Sie die Recyclingfähigkeitsansprüche Ihrer gewählten Struktur anhand der spezifischen Sortier- und Sammelinfrastruktur in Ihren Hauptmärkten, da die Akzeptanzkriterien je nach Region erheblich variieren.

Arbeiten Sie schließlich mit Folien- und Schlauchlieferanten zusammen, die eine vollständige Materialdokumentation bereitstellen können, einschließlich Schichtzusammensetzung, Zusatzstoffdeklarationen und Zertifikate zur Einhaltung der Recyclingrichtlinien. Eine transparente Dokumentation der Lieferkette wird von Einzelhandelskunden zunehmend gefordert und ist für die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften im Rahmen der sich entwickelnden Systeme der erweiterten Herstellerverantwortung (EPR) unerlässlich. Der Wechsel von Alu-Lam ist nicht nur eine materialtechnische Entscheidung – es ist eine Neugestaltung der Lieferkette, die frühzeitiges, gut dokumentiertes Handeln belohnt.