Weniger ist mehr

Ressourcen schonen und Kosten senken in der Extrusion

Circular Economy, Bio-Kunststoffe - diese und weitere Schlagworte dominieren aktuell die öffentlichen Diskussionen. Ein Weg zur Ressourcenschonung einerseits und höherer Effizienz auf der anderen Seite: Kunststoffe, die nicht verarbeitet werden, benötigen kein Recycling und verbrauchen keine Ressourcen. Materialeinsparung und alternative Werkstoffe sind Themen der Extrusion.

Dünnere Folien mit besserer Festigkeit sind möglich – mit Einsatz der richtigen Technik © Reifenhäuser

Umweltschonende, biobasierte Kunststoffe sind ein möglicher Lösungsansatz für den nachhaltigeren Umgang mit Kunststoffen. Per Definition müssen sie dafür biologisch abbaubar sein. Manche bestehen sogar aus nachwachsenden Rohstoffen wie Zuckerrohr oder Mais. Gerade im Packaging-Bereich mit vergleichsweise kurzer Lebensdauer, wie Transportverpackungen für Lebensmittel oder To-go-Produkte, liegt erhebliches Potenzial bei den Bio-Kunststoffen.

Jedoch ergeben sich durch die unterschiedliche Materialzusammensetzung einige Herausforderungen bei der Herstellung biologisch abbaubarer Verpackungsfolien, die bislang das Marktwachstum bremsten: allen voran die Materialkosten. Verglichen mit PE sind Bio-Kunststoffe laut Reifenhäuser viermal so teuer. Zusätzlich müssen in den herkömmlichen Verarbeitungsverfahren Abstriche bei den mechanischen Eigenschaften gemacht werden. Aus mangelnder Steifigkeit des Materials verlangsamt sich die Konfektionierung, beispielsweise bei der Herstellung kompostierbarer Bio-Beutel.

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Ultra dünn bei optimaler Festigkeit
Reifenhäuser treibt die Zukunftsfähigkeit der Bio-Kunststoffe als Alternative zur Circular Economy voran. Ultra Flat Plus wird als Lösung angeboten, um die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen und die Verarbeitungseigenschaften deutlich zu verbessern. Das Unternehmen sein derzeit der einzige Anbieter dieser Technologie. Mit der einzigartigen Inline-Streckeinheit am Abzug werde eine um 30 Prozent dünnere Folie erreicht. Das Recken der noch warmen Bio-Folie erzeug höhere Festigkeit und Steifigkeit, sodass ebenso die Konfektionsgeschwindigkeit steigt - vergleichbar mit der von PE-Folien.

Dank Data Analytics lassen sich Produktivität und Produktqualität verbessern und gleichzeitig die Verschwendung von Ressourcen minimieren. © Reifenhäuser

Das Recken der Folie mit Ultra Flat Plus im Abzug sei energieeffizienter und spare den Anwendern oder Kunden zusätzliche Ressourcen. Mit diesem kleinen Upgrade lassen sich demnach auf einer einfachen Anlage hochqualitative Bio- Schlauch- und Wickelfolien produzieren. Die Steuerung des Tools sei sehr intuitiv und schnell in bestehende Prozesse zu integrieren.

Weniger Ausschuss und bessere Qualität
Ebenfalls auf das Senken des Materialverbrauchs - und der Kosten - zielt die verbesserte Prozessüberwachung und -steuerung. Jeder Anwender kennt es: Ein falscher Parameter im Produktionsprozess, und im schlimmsten Fall ist das Produkt unbrauchbar. Ausschuss kostet Geld und Zeit. Mit dem richtig angewandten Wissen über Kunststoffe, Prozesse, Digitalisierung und datenwissenschaftliche Analysen lassen sich Produktivität und Produktqualität verbessern und gleichzeitig die Verschwendung von Ressourcen minimieren. Reifenhäuser Digital will das Thema Data Science / Data Analytics für die Kunden besser nutzbar machen.

Automatisierte Anlagen produzieren laufend unzählige Datensätze, die häufig ungenutzt bleiben. Es fehlt das Know-how zur sachgerechten Nutzung. Mit Methoden der Datenanalyse (Big Data, Machine Learning, KI) werden gemeinsam mit dem Kunden die Probleme analysiert. Die Daten bilden das Unternehmenswissen ab und sind die Basis für unterschiedliche Softwarelösungen und Dienste. So schaffen sie den Mehrwert für den Kunden: Wettbewerbsvorteile werden erzielt.

Höhere Prozessstabilität und ein geringerer Energieverbrauch für Monomaterial-Verpackungen. © Reifenhäuser

Nun könne man früh genug an den Stellschrauben im Produktionsprozess drehen und damit Produktionsfehler verhindern. Reifenhäuser entwickelt dieses Thema weiter und bietet bereits Produkte an, die auf Methoden des maschinellen Lernens basieren. Anwendern sollen zum Umdenken angeregt werden: Die entscheidende Frage sollte nicht lauten, ob man mit Datenanalyse Gewinn machen kann, sondern ob man es sich leisten kann, nicht hier und jetzt mit der Datenanalyse anzufangen.

Recyclingfähige Mono-Material-Verpackungen
Ebenfalls der Umweltschutzgedanke und das Kostenargument stehen beim Umstieg von Mehrschichtsystemen im Mittelpunkt. Verpackungsfolien bestehen häufig aus einem Verbund von PET und PE als Laminat. Das PET verleiht der Folie genügend Steifigkeit für die optimale Weiterverarbeitung, die reines Polyethylen nicht erreicht. Dieser Verbund ist jedoch nicht recyclebar.

Zur K-Messe hat Reifenhäuser mit dem EVO Ultra Stretch seine neue Lösung für leistungsfähige Monomaterial-Verpackungen aus PE angekündigt. Hierbei wird der PET-Anteil durch gestrecktes Polyethylen ersetzt, das trotzdem für die notwendige Folienstabilität sorgt und sogar recyclingfähig ist. Das Folienstretch-System (MDO) wird bereits erfolgreich in Anlagen für atmungsaktive Backsheet-Folien im Hygienebereich eingesetzt. Entscheidend sei die Positionierung der MDO im Abzug. Der Kunststoff kann aus der ersten Wärme auf die vier- bis sechsfache Fläche gestreckt werden. Damit seien eine weitaus höhere Prozessstabilität sowie niedrigere Schrumpfwerte aufgrund einer längeren Kühlstrecke möglich. Das Resultat sei eine recyclingfähige Folie, die mit verbesserten Siegeleigenschaften PET nachhaltig ersetzen könne.

Die einfache Siegelfähigkeit ermöglicht ebenfalls hohe Effizienz im nachfolgenden Konfektionsprozess. Sie kann ohne Anpassung auf bestehenden Konfektionsanlagen weiterverarbeitet werden. Mit Adaption des EVO Ultra Stretch auf Mono-Material-Laminate ist es Reifenhäuser Blown Film nach eigenen Angaben gelungen, eine ökologisch und wirtschaftlich sinnvolle, hochperformante Alternative innerhalb der Verpackungsproduktion zu bieten. Im Vergleich zu herkömmlichen Folienstretch-Systemen sind die Investitionskosten für die Komponente demnach deutlich geringer, bei gleichzeitig niedrigerem Energieverbrauch durch Nutzung der ersten Wärme. Den Praxistest habe die Anwendung bereits bei einem Kunden bestanden. Es werde nicht nur eine Anlage oder Komponente geliefert, sondern ein zusätzliches Know-how-Paket, wie Folienrezepturen und Verarbeitungsparameter. Dadurch können Kunden ihre Produkteinführungszeit verkürzen.

K 2019, Halle 17, Stand C22

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