Becher nach Maß statt von der Stange

Im Jahr 2006 hat das Unternehmen Anton Volpini de Maestri Verpackungsgesellschaft eine komplett neue Produktion „auf die grüne Wiese“ am Stadtrand von Spittal in Kärnten gestellt. Diese Entscheidung fiel laut Geschäftsführendem Gesellschafter Dr. Anton Volpini, weil es keine ausreichenden Expansionsmöglichkeiten am alten Standort mehr gab, vor allem aber die für die IML-Technologien erforderliche Maschine – trotz ihrer kompakten Bauweise – nicht zusätzlich in die alten Hallen passte. Mit dem Umzug startete also auch eine neue Technologieära: Der Einsatz von Inmould-Labeling (IML) in der Großserie thermogeformter Becher.

Dem Spritzguss designerisch und kostenmäßig überlegen

Mit der neuen Technologie glaubt Dr. Volpini dem Spritzgießen nicht nur wirtschaftlich, sondern auch hinsichtlich der gestalterischen Möglichkeiten erneut einen deutlichen Schritt voraus zu sein: Zum einen sollen Verpackungen mit bis zu 25 Prozent weniger Materialeinsatz bei gleicher technologischer Funktionalität auskommen – was einen erheblichen Kostenvorteil bedeutet. Zudem seien hinterschnittene Geometrien machbar, was der Spritzguss gar nicht oder nur mit immensem Aufwand leisten kann. Auch bei gekrümmten Geometrien sind Drucke in Fotoqualität möglich, ebenso Präge- und dreidimensionale Effekte in der Verpackungswandung. Derzeit wird außerdem an der Polystyrolverarbeitung in Kombination mit einem Papieretikett gearbeitet.

Die gesamte Produktion bei Volpini ist hinsichtlich der besonderen hygienischen Anforderungen ausgelegt: Eine Überdruckatmosphäre in der gesamten Produktion, Schleusen für die Mitarbeiter und Waren sind vorhanden. Sogar ein kompletter externer Sozialbereich für anliefernde und abholende Lkw-Fahrer wurde eingerichtet, um deren Betreten des Produktionsgebäudes zu verhindern. Zudem ist das Werk von der Folienextrusion über die Anordnung der Thermoformmaschinen bis zur Verladung der Fertigprodukte logistisch optimal aufgebaut.

Maschinentechnik der dritten Generation

Ziel der Investition in die neue Maschine vom Illig war es, ein Komplettsystem zu installieren, dass in einem 12-fach Werkzeug rund 14.500 IML-Becher mit 95 Millimeter Durchmesser produziert oder in einem 16-fach Werkzeug und 75 Millimeter mehr als 19.000 Stück pro Stunde. „Da sind wir hingekommen“, berichtet Dr. Volpini, „allerdings haben wir dazu einige Vorbereitungszeit benötigt. Vor allem das Handling der extrem leichten Labels hat diverse Versuchsläufe und Optimierungen verlangt.“ Heute laufe der Prozess jedoch über Stunden sicher und stabil mit einer Fehlerquote unter 1 Promille.

Allerdings haben die gemeinsamen Entwicklungen von Illig und Volpini keine komplexere Maschine hervorgebracht, sondern das System weitgehend auf industrielle Standards zurückgeführt. Die Basisanlage mit Materialaufgabe, Heizung, Tiefzieheinrichtung und Handlingsystem entspricht der schon bewährten RDM 70K-Maschine der „3. Generation“ von Illig. Vor allem die mit 20 Millisekunden sehr schnelle Formluftfüllung und die gleichmäßige Vorstreckung begünstigen die hohe Geschwindigkeit und Ausstoßleistung – und das bei gleichbleibender Qualität. Außerdem läuft die Maschine beim Rollenwechsel kontinuierlich weiter.
In diese Anlage wurde das Inlinelabel-Modul integriert. Und auch dieser Anlagenteil ist trotz der Komplexität und extremen Geschwindigkeit der Abläufe aus Standard-Industriekomponenten aufgebaut. Die Etiketten werden durch einfaches Auflegen in von außen zugängliche Magazine in den Prozess eingebracht. Verarbeitet werden derzeit Label mit 70 µm Dicke, Versuche mit 50-µm-Varianten laufen bereits.

Die gesamte Druckluftsteuerung, das Herzstück der Labelverarbeitung, besteht aus marktgängigen, hochqualitativen und langlebigen Steuer- und Ventileinheiten mit mindestens 50 Millionen Schaltspielen. Die dahinter liegenden Steuerprogramme sind von Illig entwickelt und optimiert, um die erforderliche Prozessstabilität und Geschwindigkeit zu erreichen. Nur so ist es beispielsweise möglich, die Überlappungsrichtung der Etiketten zu definieren – und fehlerfrei beizubehalten.

Weitere Optimierungen sind in Arbeit

In der Maschine bei Volpini werden zudem die Druckverläufe aller Kreise kontinuierlich überwacht und dokumentiert. Das sei aber, so die Auskunft von Illig, bei weiteren Anlagen voraussichtlich nicht mehr notwendig, da sich die Abläufe als derart stabil erwiesen haben, dass die Überwachung entfallen könne. Außerdem ist es mit der beschriebenen Technik und neu entwickelten Werkzeugen möglich, Becher ohne Innenwulst zu erzeugen, einen Teil des Materials in der Wandung zu verwenden und insgesamt nochmals etwa 10 Prozent des Materials ohne Stabilitätsverlust des Bechers einzusparen.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, designerisch anspruchsvolle Becher für Lebensmittelverpackungen mit günstigen Kosten zu produzieren. Fotorealistische Drucke auf den Bechern ergeben eine attraktive und hochwertige Anmutung. Zudem sind hier Elemente zu realisieren, die in keinem anderen Verfahren möglich sind. Besonders die partiellen plastischen Ausformen in den Wandungen, mit denen sich beispielsweise bestimmte Motive wie Früchte oder Logos fühl- und sichtbar hervorheben lassen, ergeben neue Möglichkeiten, die Produkte besser von denen des Wettbewerbs zu differenzieren.

Und den Hinweis auf einen weiteren wichtigen Vorteil des IML-Thermoformens kann sich Dr. Volpini nicht verkneifen: „Im Gegensatz zu den Spritzgießern ist es für uns problemlos möglich, den Barcode ohne Größenbeschränkung am Becherboden anzubringen statt auf der seitlichen Wandung – und das freut nicht nur den Verpackungsdesigner, das beschleunigt auch die Registrierung an der Supermarktkasse.“