Bekum: Tri-Extrusion und Nachrüstlösungen sollen PPWR-Anforderungen im Extrusionsblasformen unterstützen

Die EU-Verpackungsverordnung PPWR erhöht den Anpassungsdruck auf Hersteller von Kunststoffverpackungen. Künftig gewinnen recyclinggerechte Konstruktionen, ein höherer Anteil recycelter Kunststoffe sowie ein effizienterer Material- und Energieeinsatz an Bedeutung. Für das Extrusionsblasformen ergeben sich daraus insbesondere bei der Verarbeitung von Post-Consumer-Rezyklaten (PCR) neue technische Anforderungen.

PCR kann sich hinsichtlich Viskosität, Schmelzindex, Farbe und Verunreinigungsgrad deutlich von Neuware unterscheiden. Schwankende Materialeigenschaften wirken sich auf Plastifizierung, Schmelzeführung und Prozessstabilität aus. Entscheidend ist deshalb nicht nur die grundsätzliche Verarbeitbarkeit von Rezyklaten, sondern die reproduzierbare Herstellung von Bauteilen und Verpackungen mit konstanten Eigenschaften. Dafür müssen Extruder, Extrusionskopf und Prozessregelung als zusammenhängendes System ausgelegt werden.

Ein Ansatz zur Integration höherer Rezyklatanteile ist die Tri-Extrusion. Dabei versorgen drei Extruder einen Mehrschicht-Extrusionskopf mit unterschiedlichen Materialien. Typisch ist ein Aufbau mit Außen- und Innenschicht aus definierten Werkstoffen sowie einer Kernschicht aus PCR. Neuware kann dadurch gezielt in den Bereichen eingesetzt werden, in denen sie für Oberflächenqualität, Barrierewirkung oder andere funktionale Eigenschaften erforderlich ist, während Rezyklat einen möglichst großen Anteil der übrigen Materialstruktur übernimmt.

Muster eines Kanisters mit drei Schichten (Tri-Extrusion) - (Bild: Bekum).

Für Kanister, Flaschen und technische Hohlkörper kann diese Materialverteilung den Anteil von Primärkunststoffen reduzieren, ohne sämtliche Produkteigenschaften an die Schwankungen des Rezyklats zu koppeln. Eine zentrale Rolle übernimmt dabei der Extrusionskopf, der bei Mehrschichtanwendungen die Verteilung und Stabilität der einzelnen Materiallagen bestimmt.

Produktionsbeispiele – Tri-Extrusionskopf Typ 3BKW55-3 mit vertikal angeordnetem Extruder für Neumaschinen und Nachrüstungen bestehender Maschinen - (Bild: Bekum).

Bekum nennt als Beispiel den Mehrschicht-Extrusionskopf "3BKW55-3", der für Tri-Extrusionsanwendungen mit zwei vertikal angeordneten Extrudern ausgelegt ist. Die vertikale Anordnung soll insbesondere bei begrenztem Bauraum die Integration zusätzlicher Extrusionseinheiten erleichtern und kann deshalb auch für die Nachrüstung bestehender Anlagen relevant sein.

Nach Angaben des Maschinenbauers muss die Umstellung auf Mehrschichtproduktion nicht in jedem Fall mit der Anschaffung einer neuen Extrusionsblasformmaschine verbunden sein. Abhängig von Maschinentyp, vorhandener Extrusion, verfügbarem Bauraum, gefordertem Durchsatz und Anwendung können bestehende Mono-Extrusionsanlagen durch zusätzliche Extruder und einen geeigneten Mehrschichtkopf erweitert werden. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise PCR in einer Kernschicht verarbeiten.

Eine Nachrüstung kommt insbesondere bei Maschinen infrage, deren mechanische und elektrische Basis weiterhin ausreichend leistungsfähig ist. Voraussetzung ist, dass die vorhandene Anlage zusätzlichen Bauraum, die erforderlichen Durchsätze und die Integration der ergänzenden Extrusionskomponenten zulässt. Damit kann der bestehende Maschinenpark an neue Materialkonzepte und Verpackungsanforderungen angepasst werden, ohne die komplette Produktionsanlage zu ersetzen.

Neben dem Rezyklateinsatz rückt die Materialeffizienz insgesamt in den Vordergrund. Bekum verweist hierfür unter anderem auf die Extruderbaureihe "HiPEx", Wanddickenprogrammierung und Mehrschichtkonzepte. Ziel dieser Ansätze ist es, Material gezielt dort einzusetzen, wo bestimmte Eigenschaften wie Festigkeit, Barrierewirkung oder Oberflächenqualität benötigt werden. Dadurch kann die Bauteilstruktur stärker funktionsbezogen ausgelegt werden.

Mit den schrittweise wirksam werdenden PPWR-Vorgaben dürfte die Flexibilität von Extrusionsblasformanlagen weiter an Bedeutung gewinnen. Tri-Extrusion ermöglicht die Kombination unterschiedlicher Materialströme und kann höhere PCR-Anteile in Verpackungen unterstützen. Gleichzeitig eröffnet die Nachrüstung bestehender Anlagen einen zusätzlichen technischen Pfad neben der Investition in Neumaschinen. Für Maschinenbauer und Verarbeiter wird damit die Abstimmung von Extrudern, Mehrschichtkopf, Materialführung und Prozessregelung zu einem zentralen Faktor bei der Umsetzung neuer Rezyklat- und Ressourceneffizienzkonzepte.

Weitere Informationen: www.bekum.com

Bekum Maschinenfabriken GmbH, Berlin

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