Es sind insbesondere die flexiblen Verpackungen, also Folienverpackungen, die aufgrund ihrer geringen Material- und Herstellungskosten und ihres breiten Anwendungsspektrums stark nachgefragt werden. Sie haben ein geringes Gewicht, schonen daher die Ressourcen und bieten zudem gute Recyclingmöglichkeiten. Folienverpackungen verdrängen in vielen Anwendungen ihre starren Counterparts und erschließen wegen ihrer stetig wachsenden Funktionalität neue Marktsegmente. Schon heute decken Kunststofffolien rund drei Viertel des weltweiten Bedarfs an flexiblen Verpackungen ab und zwar mit steigender Tendenz zu Lasten von Papier und Aluminiumfolie.

Laut einer Studie der US-amerikanischen Freedonia Group steigt der globale Bedarf für flexible Verpackungen von gut 16 Mio. Tonnen in 2008 in den kommenden Jahren bis 2013 um jährlich rund 3,5 % auf letztlich fast 19,5 Mio. Tonnen an. Das schnellste Wachstum prognostizieren die Marktforscher in den sich entwickelnden Regionen in Asien, Lateinamerika, Osteuropa und Afrika bzw. dem Nahen Osten. Das mengenmäßig bedeutendste Wachstum, so Freedonia, sei in China zu erwarten – dem Land, das inzwischen Japan überholt hat und nun nach den USA der zweitgrößte Markt für flexible Verpackungen ist. Ebenfalls stark sei das erwartete Wachstum in Indien sowie in Russland und Indonesien. Die bereits gesättigten Märkte in den USA, Westeuropa sowie Japan limitieren nach Aussage von Freedonia allerdings einen weltweiten Folienboom. Zudem bremsen die technischen Möglichkeiten, dieselben Anwendungseigenschaften mit immer dünneren Folien zu erzielen, die Zunahme des verarbeiteten Volumens. So wog etwa eine Windelfolie vor einigen Jahren 30 g/m2, heute sind es mit 14 g/m2 weniger als die Hälfte.

Für den Einsatz flexibler Verpackungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Pharma- und Kosmetikindustrie sprechen hygienische Aspekte und die lange Lagerfähigkeit. Weiterentwicklungen bei atmungsaktiven Folien, mikrowellen- und tiefkühlgeeigneten Folien sowie biologisch abbaubaren Folien begünstigen zudem deren vermehrten Einsatz.

Industriefolien meist dreischichtig

Als Industriefolien werden zumeist jene Folien bezeichnet, die zum Beispiel als Schrumpfhauben, Stretchfolien oder als Verpackung für industrielle Güter zum Einsatz kommen, sowie die Folien, die vom Folienhersteller als Rohware zur Veredelung in die Industrie weiterverkauft werden. Hauptsächlich werden für die Herstellung von Industriefolien Polyolefine, und hier vornehmlich PE-Typen eingesetzt. Während für manche Produkte wie Schrumpfhauben durchaus Monofolien noch üblich sind – und wohl auch bleiben werden, haben sich bei Industriefolien dreischichtige Folienverbunde durchgesetzt. Durch die Kombination von zwei oder drei verschiedenen Polymertypen lässt sich trotz erhöhter Funktionalität häufig Material einsparen. Insbesondere bei der Herstellung von Blas- und Flachfolien entscheiden die Kosten für die eingesetzten Rohstoffe über die Wirtschaftlichkeit einer Gesamtanlage und damit über den Gewinn des Herstellers.

Kunststoffverarbeiter, die sich auf die Produktion von Industriefolien spezialisiert haben, betreiben ihre Produktionsanlagen im Dauerbetrieb. Produktumstellungen sind hier eher selten. Für derartige Anwendungen bieten viele Maschinenbauer heute standardisierte Drei-Schicht-Anlagen zu einer attraktiven Investitionssumme an. So hat der Troisdorfer Maschinenbauer Reifenhäuser GmbH bereits seit einigen Jahren eine kostengünstige 3-Schicht-Blasfolienanlage aus seinem chinesischen Werk in Suzhou im Programm. Seit Herbst 2009 hat auch die Windmöller & Hölscher KG (W&H) aus Lengerich eine Drei-Schicht-Anlage unter dem Namen Optimex im Angebot, mit der das Unternehmen vor allem Hersteller von Standardprodukten ansprechen möchte.

Konsumentenverpackungen trotzen der Krise

Im Gegensatz zu den Unternehmen in der Wertschöpfungskette Industriefolien, die die Krise zwar wenig aber dennoch gespürt haben, können sich die Hersteller von Konsumentenverpackungen nicht beklagen: Immer mehr Produkte werden in flexible und halbstarre statt in starre Verpackungen und immer mehr in Kunststoff statt in Papier, Karton oder Metall verpackt. Dies gilt übrigens sowohl für den Nonfood- als auch für den stark wachsenden Foodsektor.

Gründe für die zunehmende Verwendung flexibler Lebensmittelverpackungen aus Kunststoff liegen in den Industrieländern neben ökologischen und ökonomischen Aspekten vor allem im sich wandelnden Verbraucherverhalten: Der Konsum von Fertiggerichten steigt stetig, was nicht nur an der immer größer werdenden Anzahl von Single-Haushalten sondern auch an der zunehmenden Erwerbstätigkeit der Frauen und einer gewissen „Koch-Unlust" liegt. Convenience heißt das Zauberwort. Der Verbraucher möchte sich ohne großen Aufwand möglichst gesund und ausgewogen ernähren – und zwar ohne zeitlich gebunden zu sein. Neue Entwicklungen resultieren auch aus dem immer breiteren Nahrungsmittelangebot: Unabhängig von Jahreszeit und heimischer Ernte gehören Frischgemüse, Salate, Früchte und Südfrüchte zum „täglichen Brot“. Schließlich spielt der Wunsch nach einem ansprechenden Äußeren mit hochtransparenter, glänzender oder auch farbenfroh bedruckter Verpackung sowie deren möglichst einzigartige Form eine immer größere Rolle. Logisch, dass diese Veränderungen an die Verpackung selbst und damit an Rohstoffhersteller, Maschinenbauer und Packmittelhersteller immer höhere Anforderungen stellen und ein Höchstmaß an Flexibilität erfordern.

Gute Werkzeugtechnik steigert die Wirtschaftlichkeit

Diese Flexibilität versuchen die Extrusionsanlagenhersteller dem Verarbeiter dadurch zu geben, dass er mit einer Anlage möglichst viele verschiedene Produkte herstellen kann. So bietet beispielsweise die Kuhne GmbH aus St. Augustin eine 5-Schicht-Coextrusionsblasanlage, mit der sich sowohl herkömmliche 3-Schicht-Standardfolien als auch 5-Schicht-Barrierefolien ohne Umbaumaßnahmen herstellen lassen. Möglich ist dies durch den Einsatz von fünf Extrudern, die alle mit einer universell für jede Materialtype einsetzbaren Barriereschnecke ausgerüstet sind.

Im Zusammenhang mit Extrudern sollten hier zwei entscheidende Neuerungen erwähnt werden: Sowohl in Flach- als auch in Blasfolienanlagen setzen nahezu alle Maschinenbauer heute energiesparende und wartungsfreie AC-Motoren ein oder nutzen auch aus Platzgründen Direktantriebe anstelle der herkömmlichen Motor-Getriebe-Versionen. Speziell für Flachfolienanlagen zählen einige Unternehmen so genannte schnell laufende Extruder zu ihrem Portfolio, die eine hohe Leistung nicht durch ihre Größe, sondern durch eine erhöhte Drehzahl garantieren. Die Battenfeld Extrusionstechnik GmbH aus Bad Oeynhausen überzeugt mit einem 75er Extruder, der mit einer installierten Antriebsleistung von 440 kW und 1.500 U/min bei der Verarbeitung von PP eine Ausstoßleistung von 2 Tonnen pro Stunde und bei PS sogar von 2,4 Tonnen pro Stunde erbringt.

Eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Blasfolien spielt immer der Blaskopf, der in Kombination mit einer geeigneten Folienkühlung und Dickenregelung für eine möglichst hohe Ausstoßleistung und Folienqualität sorgt. Insbesondere die Verbesserung der Folienkühlung war in der jüngsten Vergangenheit Gegenstand vieler Weiterentwicklungen. So stellte die Firma K-Design aus Königswinter einen neuartigen Kühlring vor, der mit dem Gegenstromprinzip arbeitet. Ein Luftstrom sorgt gegen die Folienlaufrichtung für die Vorkühlung der Folie, und zwei nach oben austretende Luftströme übernehmen wie in einem traditionellen Duallippen-Kühlring die restliche Kühlung. Damit lassen sich gegenüber herkömmlichen Kühlringen erheblich höhere Anlagenleistungen sowie durch die verbesserte Halsfahrweise die mechanischen Eigenschaften der Folie optimieren. Auch W&H stellte unlängst sein neues einstöckiges Kühlringsystem Opticool vor, dessen Kühlleistung die eines Doppel-Kühlringsystems übertreffen soll. Eine besonders hohe Abkühlgeschwindigkeit ist aber auch mit der Aquarex, ebenfalls von W&H, zu erzielen. In dieser Upside-Down-Wet-3-Schicht-Blasfolienanlage wird die Folienblase mittels eines Wasserfilms gekühlt. So lassen sich Folien mit einer besonders hohen Transparenz herstellen, wie sie beispielsweise für Pharmaanwendungen gefragt sind.

Insgesamt lässt sich für den Bereich der Konsumentenverpackungen und hier vor allem für die Lebensmittelverpackungen festhalten, dass sich Folienverbunde durchgesetzt haben. 5-schichtige Folien bilden den Standard, wobei 7- und 9-Schicht-Verbunde heute auch keine Seltenheit mehr sind. Die beiden US-amerikanischen Werkzeughersteller Extrusion Industries Dies LLC, Chippewa Falls, Wisconsin, und Cloeren Inc., Orange, Texas, halten sogar Lösungen bereit, mit denen bei Flach- und Gießfolien nahezu unbegrenzte Schichtenanzahlen hergestellt werden können. Während Cloeren einen so genannten Nanolayer-Feedblock für bis zu 27 Schichten anbietet, stellte EDI auf der letzten NPE-Messe ein Flachdüsensystem mit Schichtenvervielfältigung vor. Es wandelt eine typische Sandwichstruktur aus einem gewöhnlichen Coextrusionsfeedblock in ein Sandwich um, bei dem eine oder mehrere Schichten wiederum aus mehreren Mikroschichten bestehen. Beide Systeme dienen der Verbesserung der Folieneigenschaften. Unter anderem werden die Schlagfestigkeit, die Dehnung und das Barriereverhalten gegenüber Sauerstoff und Feuchtigkeit verbessert. Das Einsatzspektrum derartiger Systeme reicht von Industriefolien bis hin zu Barriereverpackungen. Auf der K 2010 vom 27. Oktober bis 3. November in Düsseldorf, der weltgrößten Fachmesse für Kunststoffe und Kautschuk, werden viele der neuen Möglichkeiten vorgestellt werden.

Bio- und Recyclingwerkstoffe erobern Lebensmittelverpackung

Während für die Herstellung von Lebensmittelfolien auf einer Blasfolienanlage zumeist Polyolefin-Typen in Verbindung mit Barrierewerkstoffen wie Polyamiden und EVOH verwendet werden, hat sich in der Vergangenheit PET als „Massenkunststoff" für Flachfolien etabliert. Begründet liegt dies in seinen guten mechanischen Eigenschaften, vor allem aber in seiner hervorragenden Transparenz und seiner guten Eignung für Weiterverarbeitungsprozesse wie das Thermoformen. Die Bestrebungen vieler Unternehmen PET sinnvoll zu rezyklieren, tragen in erfolgreichen Wiederverwertungsverfahren längst Früchte. Eine Hürde ist jedoch weiterhin die Zulassung der so genannten rPET-Typen (rezyklierte PET-Typen) für den erneuten Einsatz in direktem Lebensmittelkontakt. Etabliert sind bereits viele Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Folienverbunde, in denen das rPET in der Mittelschicht eingesetzt wird. Dank stetiger Verbesserungen der Maschinentechnologie können mittlerweile auch rPET-Typen direkt eingesetzt werden. So betreibt beispielsweise die britische Sharp Interpack, Aylesham, eine Produktionslinie mit einer Kapazität von 1.500 kg/h, auf der sie aus Post-Consumer-Abfällen Verpackungsfolien herstellt. Dank des Einsatzes eines V-Siebwechslers der Kreyenborg GmbH aus Münster, der selbst die feinsten Verunreinigungen sicher entfernt, hat der Verarbeiter von der britischen PIRA die Zertifizierung seiner Folie für den Lebensmittelbereich erhalten. Auch die Folien, die auf einer Inline-Sheet-Anlage Vacurema der österreichischen Firmen Erema GmbH, Ansfelden, und SML Maschinengesellschaft mbH, Lenzing, aus PET-Flaschenmahlgut hergestellt werden, haben eine Lebensmittelzulassung. Kürzlich wurde die Lebensmittelzulassung für rPET aus Vacurema-Kunststoffrecyclinganlagen von Erema ausgeweitet: Sie gilt nun sogar für Verpackungen tiefgefrorener Fertiggerichte.

Biowerkstoffe sind schon seit längerem auf dem Vormarsch, im Zusammenhang mit Lebensmittelverpackungen jedoch erst seit kurzem. Als weltweit erster Folienhersteller der Verpackungsbranche hat die Alesco GmbH & Co. KG aus Langerwehe seit Anfang des Jahres 2009 klimaneutrale Folienprodukte aus PE sowie aus nachwachsenden Rohstoffen im Programm. Mittlerweile brachte das Unternehmen erstmals eine mit Wasserfarben bedruckte Biofolie sowie eine kompostierbare Einkaufstüte aus nachwachsenden Rohstoffen auf den Markt und stellte zur Drinktec 2009 – wiederum als erster – eine kompostierbare Schrumpffolie aus nachwachsenden Rohstoffen vor.

Gründe für den vermehrten Einsatz von Biowerkstoffen sind vor allem die gewünschte Ressourcenschonung und Kompostierbarkeit. Das Stichwort Nachhaltigkeit ist mit Biowerkstoffen eng verbunden. Allerdings muss im Einzelfall immer wieder geklärt werden, ob ein biologisch abbaubarer oder auf biologischen Rohstoffen basierender Werkstoff tatsächlich ökologischer und nachhaltiger ist als ein herkömmlicher Kunststoff. Insbesondere die häufig beworbene CO2-Neutralität von Biowerkstoffen ist nach Aussage der RKW SE, Frankenthal, nur dann gegeben, wenn die Produzenten zugekaufte Emissionszertifikate oder die Installation von Windkraftanlagen in ihre Bilanz einrechnen. Negativ an Folienverpackungen aus Biowerkstoffen fällt ihr hohes Gewicht im Vergleich zu herkömmlichem PE auf. Es ist bedingt durch eine um bis zu 30% höhere Dichte. Zudem erfordern Biowerkstoffe einen erhöhten Energieeinsatz bei der Produktion.

In jedem Falle haben ein gestiegenes Umweltbewusstsein und die Diskussion um das Für und Wider der verschiedenen Werkstoffgruppen Innovationen bei Verpackungen aus Kunststoff angeschoben. Ziel ist selbstverständlich ein sinnvoller und Ressourcen schonender Umgang mit allen Rohstoffen.