Folienextrusion Wachstumschancen und Fortschritte in der Blasfolienextrusion

Redakteur: Jürgen Schreier

Die Ansprüche des Markts und der Verbraucher an Blasfolien sind gewachsen. Immer mehr Funktionen müssen im Produkt integriert sein. Das ist zu einem guten Teil nur über immer mehr Schichten im Folienverbund zu verwirklichen. Die bevorstehende K 2007 will zeigen, wohin hier die Entwicklung geht. Einmal mehr wird dort vom 24. bis 31. Oktober 2007 deutlich werden, dass der Trend zu Mehrschicht einerseits Wachstum, gleichzeitig auch Mehrwert bedeutet. Dass dazu auch die seit der letzten K erzielten Fortschritte in der Blasfolienextrusion ihren Teil beitragen, versucht diese aktuelle Bestandsaufnahme zu belegen.

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Noch im Laufe dieses Sommers will der amerikanische Verpackungsspezialist General Films aus der Industriekommune Covington im US-Bundesstaat Ohio seine Produktionskapazitäten um eine Blasfolienlinie für 9-Schicht-Folie erweitern. Mit dieser Investition will sich der US-Folienproduzent nach eigenen Angaben einen Wettbewerbsvorteil auf den Überseemärkten sichern, zumal es sich bei den darauf gefahrenen Folientypen um Sortierungen mit besonders hoher Sperrwirkung handelt. Kundenspezifische Folien mit Barriereeffekt stellt die Firma aus Ohio bereits seit zwei Jahrzehnten her.

Die neue Anlage, die von der ebenfalls in den USA ansässigen Maschinenbaufirma Battenfeld Gloucester Engineering, Gloucester, geliefert wird, bietet General Films die Chance, komplexere Folienstrukturen für unterschiedliche Abnehmer zu fertigen. Verarbeiten ließen sich damit diverse PA-, PE- sowie EVOH-Materialien. Darüber hinaus eröffne die neue Linie neben der Folienextrusion Möglichkeiten wie die Inline-Fertigung von Tragetaschen und die Herstellung schlauchförmiger Folien.

Extrusionsanlagen für elf Schichten schon im Visier

Keine Frage: Die Ansprüche an Kunststofffolien, wie sie vor allem in der Verpackung von Lebensmitteln eingesetzt werden, sind in den vergangenen Jahren ständig gestiegen und haben inzwischen ein Niveau erreicht, das sich nur mit einer Vielzahl von Maßnahmen realisieren lässt. Genügten anfangs noch drei- und später dann fünfschichtige Verbunde, um den spezifischen Kriterien der jeweiligen Verpackungsaufgabe gerecht zu werden, so müssen es heute schon Folien mit teilweise sieben oder sogar neunschichtigem Aufbau sein. Längst im Visier – und im Technikumsrahmen wohl schon als Prototyp vorhanden – sind Anlagen, auf denen gleich elfschichtig geblasen wird.

Nur in dieser multiplen Schichtmatrix seien alle Funktionen wie Schutz vor Sonne und Sauerstoff, Garantie von Geschmack und Aroma, effektive Barrierewirkung, aber auch Siegelfähigkeit und Bedruckbarkeit zu gewährleisten. Die Liste der Wünsche ist unendlich. Und aus jedem Wunsch resultiert eine neue Schicht in der Folienblase.

Die Konsequenz: Analog zur wachsenden Anzahl von Folienschichten wächst auch der organisatorische Aufwand einer Produktionsanlage. Wichtig bleibt dabei, die Flexibilität des Gesamtkonzepts zu bewahren. Deshalb wird von nahezu allen Lieferanten der modulare Aufbau favorisiert. Ein wesentlicher Aspekt ist außerdem die Steuerung bzw. Regelung der Anlage, bis hin zu einer Automatisierung der kompletten Linie.

Achim Greifenstein, Leiter Forschung und Entwicklung bei den Rheinischen Kunststoffwerken (RKW) in Worms, einem namhaften Hersteller von Polyethylen (PE-) und Polypropylen (PP)-Folien, kennt die Anforderungen an das Produkt aus der täglichen Praxis. Er weiß, welche Rolle eine zuverlässige und schnell reagierende Steuerungstechnik für die kontinuierliche Reproduzierbarkeit der Folieneigenschaften spielt. Und je differenzierter diese werden, desto genauer müssen Einstellungsparameter fixiert und eingehalten werden.

Statt 3- jetzt bitte 5-fach

Nach Einschätzung der Troisdorfer Reifenhäuser-Gruppe erfordern die großen Rohstoffkapazitäten in der Golfregion und im asiatisch-pazifischen Raum, aber auch der Wunsch nach hoher Folienqualität und guten ökonomischen Konditionen neue Anlagenkonzepte, in diesem Fall speziell für die Fertigung von FFS-Schwergutsäcken (FFS steht für Form, Fill, Seal) und Stretchhauben. Das Unternehmen hat dazu im eigenen Technologiezentrum neue Anlagenkomponenten, verschiedene Verfahren und Rohstoffe unterschiedlicher Rezepturen unter realen Produktionsbedingungen getestet. Durch den Einsatz des kürzlich entwickelten Kühlsystems „Rei2cool“ in der Kombination mit einem optimierten Blasfolienwerkzeug und sogenannten Niedertemperatur-schnecken ließen sich Leistungssteigerungen von 20 bis 35 Prozent erzielen.

Ein beachtlicher Erfolg, wie Peter Heimann, Leiter des Produktbereichs Blasfolie bei Reifenhäuser, im Gespräch hervorhebt. Denn für Heimann ist klar, dass die Leistungssteigerung der Anlagen nach wie vor das Thema Nummer 1 ist: „Mehr Ausstoß bei gleicher oder möglichst besserer Qualität zu gleichem oder möglichst niedrigerem Preis“, auf diese Formel ließen sich die Wünsche der Kunden fokussieren.

Bernd Schroeter, im Hause Reifenhäuser Produktmanager im Bereich Blasfolie, beschreibt, welchen Weg man heute bei dem Troisdorfer Unternehmen in der Projektbearbeitung einschlägt: Oberste Priorität habe das Produkt. Ausgehend von der Frage, welche Folie für welchen Einsatz gefahren werden soll, wird dann aus der Antwort die Anlagentechnik konzipiert. Einfließen muss in die Überlegungen auch der aktuelle Stand der Werkstoffentwicklung. Denn nach den Erfahrungen von Heimann werden die lieferbaren Rohstoffe immer intelligenter, was einerseits eine große Bandbreite für verschiedene Anwendungen eröffnet, andererseits bei der optimalen Maschinenauslegung zu berücksichtigen ist.

Als weiteren Ansatz, die Wirtschaftlichkeit von Blasfolienanlagen zu verbessern, sieht man in Troisdorf den Austausch marktüblicher 3-Schicht-Folien durch fünfschichtige Alternativen. Reifenhäuser hat dazu ein spezielles Werkzeug konstruiert, das mit seinen Wendelverteilern extra für sehr dünne Schichten ausgelegt ist. Das biete hohe Flexibilität bei der Herstellung von Polyolefinverbunden und bei der Verarbeitung von Barriere-Rohstoffen wie EVOH, PA und CoPET.

Nach Einschätzung von Bernd Schroeter ist es zwar vom Produkt her nicht immer und unbedingt erforderlich, eine 5-Schicht-Folie zu produzieren. Doch viele Kunden würden sich schon heute an erst kommenden Erfordernissen orientieren und ordern quasi als Option auf die Zukunft die 5-Schicht-Variante. Für den Anwender erschließe sie neue Möglichkeiten und schaffe die Voraussetzung, Rohstoffkosten zu reduzieren und gleichzeitig die mechanischen Eigenschaften der Folie zu optimieren.

Anlagentechnik bei Battenfeld Gloucester im Detail überarbeitet

Ende vergangenen Jahres berichtete das schon eingangs erwähnte Unternehmen Battenfeld Gloucester, dass es seine Anlagentechnik zur Herstellung von Silagefolien in einigen Punkten überarbeitet hat. Verbessert wurde in diesem Zusammenhang nicht nur das Einspritzsystem für Polyisobutylen (PIB), die Ausführung der Förderschnecke für die PIB-Einmischung und das Werkzeug, sondern auch Folienabzug und Wickler. So verfügt jetzt die spezielle Abzugsvorrichtung des Unternehmens über Antihaft-Luftwendestangen, keramisch beschichtete Stahlabzugswalzen und eine besondere mit Silikonkautschuk beschichtete Walze. Sämtliche Rollen des Abzugssystems sind mit Wasser gekühlt.

Das neue Konzept seiner Blas-Stretchanlagen hat der amerikanische Extruder- und Anlagenbauer aus Gloucester gezielt auf die Fertigung von Silagefolien ausgelegt. Solche Folien für den Einsatz in der Landwirtschaft, die sich in den letzten Jahren beachtlicher Zuwachsraten erfreuen, sind in der Regel dreischichtig aufgebaut. Zunehmend werden sie mit klebriger Innen- oder auch Außenschicht fabriziert. Dennoch ließen sie sich nach Angaben des Anbieters auf den Anlagen mit dem jüngst überarbeiteten Konzept problemlos fahren.

Die fortschreitende Globalisierung wird nach Ansicht von Battenfeld bei den Verarbeitern aufgrund von Zusammenschlüssen oder auch Übernahmen von Unternehmen zu einer weiteren Konsolidierung führen. Außerdem werde es den weltweiten Druck auf die Preise verstärken und zu einem weiteren Preisverfall führen. Die Strategien sind unterschiedlich: Auf der einen Seite wird es Firmen geben, die im Zuge einer schlankeren Organisation das eigene Engineering reduzieren wollen, auf der anderen Seite werden ehrgeizige Unternehmen ihr bereits beachtliches technologisches Know-how noch vertiefen. Gut im Geschäft bleibe dabei der Maschinen- und Anlagenbauer, der seine Kunden sowohl als Lieferant schlüsselfertiger Produktionslinien, als auch als Entwicklungspartner in der Verfahrens- und Maschinentechnik unterstützt.

Konische Bauweise des Blaskopfs als Plus

Unter dem Handelsnamen „Maxicone“ firmiert ein 9-Schicht-Blaskopf, den Windmöller & Hölscher (W&H), Lengerich, anlässlich einer Hausmesse im vergangenen Jahr vorstellte. Nach Darstellung des westfälischen Unternehmens kennzeichnen extreme Schichtverhältnisse, perfekte Verteilung der einzelnen Schichten, geringe Verweilzeiten und hohe Ausstoßleistungen dieses Werkzeug. Ausschlaggebend für die Summe positiver Merkmale sei u.a. der patentierte konische Wendelverteiler als besonderes Plus und die daraus resultierenden kurzen Schmelzwege. Die konische Bauweise gewährleiste eine frühe Einkapselung der Mittelschicht. Das mache den Blaskopf flexibel genug, um damit auch zähfließende oder besonders von der Temperatur abhängige empfindliche Materialien verarbeiten zu können.

Kiefel will in der Folienextrusion mit Mehrschichttechnik wachsen

Jochen Hennes, technischer Leiter bei der Kiefel Extrusion GmbH in Worms, sieht für sein Haus und ganz generell die besten Wachstumschancen für die Folienextrusion in der Mehrschichttechnik. Das rheinische Unternehmen, das sich früher als Marktführer auf dem Gebiet der HDPE-Technologie einordnete, hat den neuen Trend frühzeitig erkannt und sich inzwischen als umfassender Systemanbieter aufgestellt. Unter dem Markennamen „Kirion“ wurde im Herbst 2001 eine neue Baureihe von Fertigungsanlagen für Mono- und Mehrschichtfolien aus unterschiedlichen Kunststoffen wie PE, PP, PA, EVOH, PET, PS und EVA im Markt eingeführt.

Die dazu passenden Extruder sind je nach erforderlicher Ausstoßmenge mit Schnecken von 30 bis 120 Millimeter Durchmesser lieferbar. Als eine Spezialität des seit kurzem zur bayerischen Brückner-Gruppe, Siegsdorf, gehörenden Unternehmens gelten Anlagen zur Herstellung von Barrierefolien mit bis zu neun Schichten.

Im April vergangenen Jahres konnte Kiefel im Rahmen einer internationalen Pressekonferenz ergänzend zu seinen „Kirion“-Anlagen einen sogenannten „MDO-Modul“ präsentieren. Die Technologie dieser „Machine Direction Orientation“ (MDO) erlaubt die gezielte monoaxiale Verstreckung von Folien und Folienverbunden. So werde es nach Darstellung von Kiefel auf eine sehr einfache und wirkungsvolle Art möglich, sowohl geblasene als auch gegossene Folie um besondere Eigenschaften aufzuwerten.

Eine entsprechende „MDO“-Anlage, die aus Aufheizzone, Verstreckbereich, Temperier- und Kühlzone besteht, unterstütze den Verarbeiter bei dessen Bemühen, Folienstärken zu reduzieren und damit Rohstoffe und letztendlich auch Kosten zu sparen. Außerdem erhöhe sich durch die monoaxiale Orientierung der Folie die Barrierewirkung gegenüber Gas und Wasserdampf. Versprochen wird darüber hinaus, dass sich mit „MDO“ die optischen Eigenschaften der Folie im Hinblick auf Glanz und Transparenz verbessern lassen.

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