Illig: „Die Maschine muss auf Chargenschwankungen reagieren“

09.10.2019

Sven Engelmann, Produktbereichsleiter und Leiter Verpackungstechnologie bei Illig. (Foto: Illig)

Sven Engelmann, Produktbereichsleiter und Leiter Verpackungstechnologie bei Illig. (Foto: Illig)

Die Rufe, Post-Consumer-Rezyklat auch im Thermoformverfahren zu verarbeiten, werden immer lauter. Auf welche Parameter es dabei ankommt und worauf der Verarbeiter achten sollte, erklärt Sven Engelmann, Produktbereichsleiter und Leiter Verpackungstechnologie bei Illig. Dabei greift er auf die Erfahrungen zurück, die das Unternehmen bei eigenen Versuchen mit PCR gewonnen hat.

K-AKTUELL: Welche Materialeigenschaften sind bei der Verarbeitung von PCR-Folie die besondere Herausforderung?

Engelmann: Eine der größten Herausforderungen bei der Verarbeitung von PCR sind die Chargen-Schwankungen, die bei einigen Typen am Markt auftreten. Die Materialeigenschaften sind nicht konstant, wie man es von Frisch-Material kennt. Bei der Folienextrusion können Verschmutzungen zu Störstellen und Stippen später beim Thermoformteil führen. Wichtig ist, dass beim Sortieren und Extrudieren des Postconsumer-Materials Verunreinigungen beseitig werden. Entscheidend ist hier die Schmelze-Filtration. Oft kommt es zu schwankenden Fließfähigkeiten. Da unterscheidet sich PCR von Frisch-Material-Thermoformtypen deutlich. Für den Thermoformprozess der daraus extrudierten Folie bedeutet dies, dass die Verstreckungsfähigkeit variieren kann. Die Maschine muss die Qualitätsschwankungen des Materials durch Anpassungen bei Temperatur, Druck und Vorstreckung ausgleichen können.

K-AKTUELL: Welche Auswirkungen haben diese Eigenschaften ganz allgemein auf den Thermoformprozess?

Engelmann: Beim Thermoformen lassen sich dünnwandige Teile mit hoher Festigkeit hergestellten. Diese hohe Festigkeit kommt zum einen von den Molekülkettenlängen – die bei PCR deutlich kürzer sind – zum anderen aber auch von Prozessparametern, wie zum Beispiel der schnell ablaufenden Verstreckung. Um stabile Produkte mit hoher Festigkeit zu erzielen, zeigte es sich vor allem beim PP, dass es erforderlich ist, gleichmäßig und exakt zu beheizen. Die Maschine muss auf Chargenschwankungen reagieren. Hier helfen Temperaturüberwachung und Überwachung der Vorstreckerkraft. Darüber hinaus stellen mögliche Verschmutzungen im Material das größte Problem dar. Verschmutzungen in der extrudierten Folie können im Formteil Blackspots, Stippen oder gar Löcher hervorrufen.

K-AKTUELL: Sie fahren bei Ihnen im Haus auch Versuche mit PCR. Welche spezifischen Maschinenparameter gilt es bei der Verarbeitung von PCR Folie ganz genau anzupassen?

Engelmann: Die Prozessparameter ähneln im Wesentlichen jenen beim Frisch-Material. Beispiel: Wir haben PCR-PP bei uns auf einer Thermoformanlage IC-RDM 73K getestet. Tendenziell ist das Material weicher als das frische Pendant aus PP. Dabei stellten wir fest, dass die Temperatur in der Strahlerheizung niedriger eingestellt werden musste, als bei konventionellen PP-Typen. Erstaunlicherweise war die Ausformschärfe der Formteile sehr gut und wir konnten tendenziell die Taktzahl höher einstellen als im Vergleich zu Frisch-PP. Der Formluftdruck hingegen musste nicht erhöht werden. Bei PCR ist es unerlässlich, dass die Maschine die teils deutlichen Schwankungen ausgleicht und auch anzeigt. Hierbei dienen die Durchbläser-Erkennung, die Risse beim Verstrecken des Formteils detektiert, und die Messung der Vorstreckerkraft, als essenzielle Maschinenfeatures bei der Qualitätssicherung.

K-AKTUELL: Muss der Verarbeiter die Maschinenparameter durch Versuch und Irrtum herausfinden, oder gibt es bereits Erfahrungswerte, auf die er zurückgreifen kann?

Engelmann: Für die etablierten Materialien liefern wir voreingestellte Prozessparameter, die üblicherweise bei Testläufen entsprechend angepasst werden. Damit lassen sich auch bei post-industriellen und post-consumer Rezyklaten relativ schnell die passenden Parameter ermitteln.

K-AKTUELL: Gibt es noch weitere Aspekte, auf die ein Verarbeiter bei PCR achten sollte?

Engelmann: Im Prinzip kann die Maschine ohne große Änderungen PCR verarbeiten. Es kann bei der Verarbeitung zu Geruchsbildung kommen. In diesem Fall sind Absaugungen und Belüftungen an der Thermoformanlage oder in der Produktionshalle erforderlich. Auch abrasive Füllstoffe im PCR können den Verarbeitungsprozess dahingehend beeinflussen, dass Werkzeuge schneller verschleißen. Vielleicht kann es bei der einen oder anderen Type erforderlich sein, geringfügige Werkzeug-Änderungen durchzuführen. grz

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