Alternativen bei Werkstoffen

Wirtschaftlicher Materialeinsatz für das Extrusionsblasen

Alternativen bei Werkstoffen senken die Kosten. Neu entwickelte EPET-IV-Materialien, die Optimierung von Hohlkörper-Blasanlagen für Verpackungen, Automotive- und Technische Teile, Calciumcarbonat (Kreide) und ressourcenschonende Recycling-Materialien sowie die Wendelverteilerblaskopf-Technologie zur Steigerung der Performance steht beispielhaft für die Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung bei extrusionsgeblasenen Verpackungen.

Brillant und edel: Die hohe Transparenz von glasklaren EPET-IV-Behältern punktet am Point of sale POS. (Bild: Bekum)

Gerade den Materialaspekten beim Extrusionblasformen widmet sich Bekum nach eigener Auskunft seit Jahren intensiv. Dies liegt an den Präferenzen der Zielgruppe: Die Verpackungsindustrie versucht kontinuierlich die Materialkostenseite im Griff zu behalten, da Schwankungen der Materialpreise sehr stark in die Stückkostenkalkulation durchschlagen können. Ebenso eröffnet eine funktional überzeugende Verpackung, die ressourcenschonend entwickelt wurde, Spielräume in Bezug auf Nachhaltigkeit, Wertschöpfung und Abgrenzung vom Wettbewerb durch Produktdifferenzierung.

Glasklare EPET-Verpackungen mit Grifffunktion
Ein Zauberwort der Verpackungsindustrie lautet: Produktdifferenzierung. Die Anbieter sind daher stetig auf der Suche nach innovativen oder recycelbaren Materialien für neue Produktideen. Das glasklare, neu eingeführte und extrusionsblasformfähige EPET-Material Hohlkörper-Blasanlagen für Verpackungen, Automotive- und Technische Teile der Klasse IV ist hier ein interessanter Kandidat. Dieses Material bietet hinreichende Stabilität für das Extrusionsblasformen. Die Parameter der verbesserten Klasse IV liegen über dem markteingeführten 1.0 PET-Recyclingstrom. Die typischen Herausforderungen des PET-Blasformens sollen die hochwertigen Materialien der Klasse EPET-IV auf bemerkenswerte Weise erfüllen. Das Material ist vergleichsweise verschleißfest. Es kann, ohne übermäßigen Abrieb zu verursachen, vollständig in der Extrusionseinheit aufgeschmolzen werden. Maschinenseitig müssen besondere Anforderungen erfüllt sein, um eine robuste, prozesssichere, automatische Produktion im Drei-Schicht-Betrieb zu gewährleisten. Blasformmaschinen wie die Hyblow 407 D wurden laut Bekum speziell auf diese anspruchsvollen EPET-Anwendungen und Hochleistung getrimmt. So erlaube die Anlage die prozesssichere Herstellung von EPET-Flaschen mit Entbutzung und gerichteter Flaschenübergabe integriert in der Maschine. Die aktuelle 07er-Maschinenserie mit der patentierten C-Rahmen-Schließeinheit sei mit hoher Schließkraft pro Kavität, gleichmäßiger Kraftverteilung und sehr schnellem Kraftaufbau zugeschnitten auf die EPET-Verarbeitung. Dies erleichtere beispielsweise die Produktion attraktiver Griffbehälter aus glasklarem EPET-IV und andere innovative Produktideen der Kunden.

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Die Blasformmaschine mit patentierter C-Rahmen-Schließeinheit soll die prozesssichere Herstellung von EPET-IV-Flaschen mit Entbutzung und gerichteter Flaschenübergabe integriert in der Maschine ermöglichen. (Bild: Bekum)

Zwei Optionen zur Materialkostensenkung
Zur Reduzierung der Materialkosten bieten sich dem Verpackungshersteller zwei Wege an: Einsatz von Calciumcarbonat (CaCO3= Kreide) und Recyclingmaterial als Substitut in der Mittelschicht. Die Mehrschichten-Co-Extrusions-Technologie schaffe die dazu erforderliche Flexibilität und biete zudem Vorteile in der Verarbeitbarkeit beider Materialstrategien. Sogar die kombinierte Einbringung von Kreide und PCR als Mehrschichtsystem ist möglich und wurde nach Angaben von Bekum bereits umgesetzt.

Deutlich mehr Leistung beim Extrusionsblasformen durch High-Tech-Wendelverteilerblasköpfe. (Bild: Bekum)

So zeige der Einsatz von Calciumcarbonat (Kreide) hervorragende Barriere-Eigenschaften. Die verbesserte UV-Schutzfunktion ist zudem attraktiv für Verpackungshersteller. Entscheidend punktet der Einsatz von Calciumcarbonat jedoch in Bezug auf die sehr hohe Wirtschaftlichkeit. Bekum-Geschäftsführer Michael Mehnert: „Bei einem 20 Liter-Kanister zum Verpacken von Speiseöl wurden 24 Prozent HDPE, bezogen auf das Gesamtgewicht von nur 900 Gramm, durch die deutlich günstigere Kreide ersetzt. Der Kostenunterschied zwischen HDPE und der Kreide betrug in diesem speziellen Anwendungsfall rund 1000 US-Dollar je Tonne. Bei einer Maschinenausstoßleistung von 210 Artikeln pro Stunde und 6000 Produktionsstunden pro Jahr ergibt sich demnach eine mögliche Einsparung von mehr als 270.000 US-Dollar pro Jahr. Für einen Verpackungshersteller sind dies sehr spannende Aussichten.“

Anwendungsbeispiel eines 20 Liter-Kanisters: 24 Prozent Kreide als HDPE-Zugabe führt laut Unternehmen zu 270.000 US-Dollar Einsparung bei den Materialkosten. (Bild: Bekum)

Substitution mit Recycling-Material
Der Einsatz von Recycling-Materialien (PCR = Post Consumer Recycled) als Substitut in die Mittelschicht einzubringen, ist der zweite Königsweg. Für eine reibungslose und effiziente Produktion von Mehrschichtsystemen bietet sich die Tri-Extrusions-Technologie an. Sie kann die kostengünstigen, aber verschiedenartigen recycelten Polymere (Altkunststoffe) und deren unterschiedliche Rheologie in der Verarbeitung, zwischen Materialschichten aus Neumaterial einschließen. Diese Anwendungsoption wurde im Rahmen der Produkteinführung der neuen elektrischen Blasformmaschine Eblow 37 auf der K 2016 dem Publikum vorgestellt. Gezeigt wurde ein dreischichtiger 20 Liter-Kanister mit einer kombinierten Materialschichtenverteilung aus Kreide und PCR. Ausbringung von 240 Kanister mit 20 Liter Volumen pro Stunde (918 Gramm Nettogewicht, 1188 Gramm Bruttogewicht) bei 23 Prozent Butzenabfällen. Die Einsparungspotenziale für Verpackungshersteller seien enorm: Die bei der Produktion entstehenden Butzenabfälle werden vollständig in die Produktion zurückgeführt und verarbeitet. Zudem können 20 Prozent HPDE-Neuware durch die kostengünstige Kombination mit Kreide ersetzt werden. Auch beim Einfärben kann man Vorteile ausschöpfen: Der Anteil der Farbpigmente von 2 Prozent bei einschichtiger Ausführung kann auf 0,5 Prozent gesenkt werden. Die teuren Farbpigmente (Masterbatches) sind nur noch in die Außenschichten einzubringen. Der nicht sichtbare Kern muss nicht eingefärbt werden.

Wendelverteilerblasköpfe für mehr Qualität
Wendelverteilerblasköpfe zeichnen sich durch sehr gleichmäßige Wanddickenverteilung im Schlauch und im Endartikel aus. Hierdurch ergeben sich für Verpackungshersteller signifikante Potenziale bei der Optimierung der einschichtigen Schlauchqualität. Die Wendelverteilerblasköpfe von Bekum sollen sich jedoch noch vorteilhafter bei Artikeln mit mehrschichtigem Aufbau auswirken. Dabei müssen die Hersteller von Verpackungsartikeln nicht auf Bedienerfreundlichkeit verzichten: Die Köpfe können vom Bediener einfach von der Frontseite der Maschine aus eingestellt werden. Zudem ermögliche das Kopfdesign schnellere Farbwechsel als herkömmliche Konstruktionsprinzipien. Die damit einhergehende deutliche Steigerung der Maschinenproduktivität sei für den Verpackungshersteller, unter den Gesichtspunkten Flexibilität und Wirtschaftlichkeit, von hohem Interesse. Auch der Verbrauch von Wechselmaterial zum Sauberfahren könne mit der Wendelverteilerblaskopf-Technologie auf ein Minimum reduziert werden. Die kompakte Bauweise der Wendelverteilerköpfe zähle zu den weiteren Vorteilen: Durch die geringeren Oberflächen Hohlkörper-Blasanlagen für Verpackungen, Automotive- und Technische Teile wird der Energiebedarf zur Beheizung deutlich minimiert. In Summe sollen die Wendelverteilerblasköpfe von Bekum den Verpackungsherstellern interessante Möglichkeiten zur Qualitätssteigerung der Artikel, Einsparung von Zeit und Kosten im Produktionsbetrieb und eine generelle Verbesserung der Wertschöpfung an die Hand geben.

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