Strecken für stabile Folien

HDPE wird auf der Blasfolienanlage zu einer verstreckten Folie verarbeitet, die eine verbesserte Zugfestigkeit aufweist. (Bildquelle: alle Redaktion Plastverarbeiter /ck)

Die Entwicklung der neuen Blasfolienanlage Ultra Flat Plus war für Polyrema, ein Unternehmen der Reifenhäuser-Gruppe, ein so besonderer Anlass, dass man sich entschloss, das erste Open-House der Unternehmensgeschichte auszurichten. Etwa 150 Fachbesucher folgten Anfang Dezember der Einladung nach Troisdorf. Das Unternehmen baut Mono Blasfolienanlagen bis zu einer Breite von 3400 mm und Coextrusion Blasfolienanlagen unterhalb von 1600 mm Nennbreite. Normalerweise werden die Anlagen erst beim Anwender komplett aufgebaut, die folgende Inbetriebnahme zusammen mit den Folienherstellern dauert dann in der Regel etwa vier bis fünf Wochen. Während der Hausmesse jedoch lief die neue Anlage – an Tag eins mit HDPE und am zweiten Tag mit Biopolymer – im Dauerbetrieb. Die produzierten Folien sind 1600 mm breit, 5 bis 200 µm dünn und werden auf einem 80-mm-Extruder mit einem Durchsatz von 300 kg/h hergestellt. Die Foliengeschwindigkeit beträgt dabei bis 300 m/min.

Von 1950 bis 2014 stieg die weltweite Kunststoffproduktion von 1,5 Mio. t auf 317 Mio. t pro Jahr. Insgesamt werden etwa 82,6 Mio. t Folien pro Jahr hergestellt – im Vergleich zu 55,6 Mio. t noch im Jahr 2009. Diese Zahlen seien, so Ulrich Reifenhäuser, Geschäftsführer der Reifenhäuser-Gruppe, im Eingangsvortrag, ein deutliches Signal dafür, dass die Blasfolienextrusion einen Markt bedient, der sich weiterhin positiv entwickeln werde. Auch der Verbrauch an Biopolymeren sei in diesem Anwendungsbereich steigend: aus 0,5 Mio. t in 2013 wurden 1,4 Mio. t in 2014. Die prognostizierten Mengen für 2019 und 2023 sind mit 6,0 Mio. t und 9,5 Mio. t noch deutlich höher. Deshalb, so Reifenhäuser habe man die Anlage nicht nur auf HDPE und LDPE ausgelegt, sondern es können auch Biopolymere verarbeitet werden.

Im Gespräch mit dem Plastverarbeiter betonte er später, dass die besondere Herausforderung der neuen Anlage das Engineering des Abzugs war: „Auf das Erreichte bin ich deshalb besonders stolz, weil ich selbst es nicht für möglich gehalten hätte.“ Durch die stärkere Folienverstreckung, die durch eine schnellere Abzugsgeschwindigkeit erreicht wird, resultiert eine merkbar verbesserte Zugfestigkeit der Folie.

Optimiertes Abzugsystem für festere Folien

Die Besonderheiten des Abzugssystems verbessern nicht nur die Folienqualität, sondern auch ihre mechanischen Eigenschaften in Maschinenrichtung. Aussackungen und Wellenbildungen werden vermieden, denn diese führen beim Zerschneiden der Folie in Streifen später zu unterschiedlichen Längen. Für die Gleichmäßigkeit sorgen Temperierwalzen mit individuellen Antrieben und einem hohen Drehmoment. Da die Walzen einzeln angesteuert werden können, sind so bis zu 30 Prozent Folienstreckung möglich. Durch das neue Abzugsystem werden aber auch andere qualitative Parameter positiv beeinflusst. So ist die Wölbung je nach Folienart merklich reduziert, die Folie lässt sich besser bedrucken und einfacher laminieren.

Marcel Perrevort, Vertriebsleiter bei Polyrema, hob in seinem Vortrag weitere Merkmale der neuen Blasfolienanlage hervor: ihre besondere Flexibilität und das Schnecken-Design des Extruders. Die Anlage ist mit einem Evolution Ultra Range Universal Extruder ausgestattet, dessen besonderes Schneckendesign niedrige Schmelzetemperaturen erlaubt. Neben den verschiedenen PE-Typen können auch EVA, PETG, COC, EVOH, PA6, CoPP, PP, CoPA, PIB sowie Biopolymere verarbeitet werden. Mit speziellen Heiz- und Kühlringen kann die Temperatur auf 20 bis 250 °C in der Beschickungszone dem Polymer angepasst werden. Für Biopolymere ist die Schnecke mit einer Innenkühlung versehen, damit die empfindlichen Stoffe nicht zu hohen Temperaturen ausgesetzt werden, die Schmelze aber dennoch homogen bleibt.

Die 180-mm-Düse der vorgestellten Blasfolienanlage – eine Filmstar 2-Schicht-Düse – verarbeitet bis 300 kg Schmelze pro Stunde. Sie wurde für HDPE und Biopolymer ausgelegt. Der zweischichtige Aufbau und das Düsendesign sollen dabei für verbesserte Gebrauchseigenschaften der Folie sorgen, ein besseres Überlappen der Molekülketten in der Folie, einen niedrigeren Verarbeitungsdruck sowie eine glattere und gleichmäßigere Oberfläche der Folie.

Strecken für stabile Folien

Die Extruderschnecke hat eine Innenkühlung die Schmelzetemperatur niedrig zu halten.

Um Biopolymere so zu verarbeiten, dass die Folienqualität mit der von konventionellen Polymeren vergleichbar ist, müssen einige Parameter beachtet werden. Schmelzetemperatur und Scherkräfte sollten niedrig bleiben, um das Zersetzen des Materials zu vermeiden. Wegen des niedrigen Drucks sollte der Düsenspalt schmaler gewählt werden und der Wassergehalt des Rohstoffs ist im Auge zu behalten.

Die gezeigte Anlage war mit der Hochgeschwindigkeits-Wickelanlage FSA-HSP 1600 kombiniert. Diese ist auf die Parameter der Blasfolienanlage exakt abgestimmt. Ein Flachbett-Wickler wickelt die Folie in der 3-Uhr-Position entlang einer Kontaktwalze auf.

Aus den besonderen Anforderungen eines Zugbandherstellers für Müllsäcke – ressourceneffiziente Herstellung einer dünnen Folie mit hoher Zugfestigkeit – ist so eine vielseitig einsetzbare Blasfolienanlage entstanden, die dank ihrer Flexibilität für unterschiedliche Anwendungsgebiete einsetzbar ist.

 

Strecken für stabile Folien

Wird von HDPE (Bild) auf Biopolymer umgestellt, muss auf einen schmalen Spalt der Düse geachtet werden.

 

 

Christine Koblmiller

Über den Autor

Christine Koblmiller

ist Redakteurin des Plastverarbeiter.

christine.koblmiller@huethig.de