Die Beumer Group verpackt mit ihren Haubenstretchanlagen und oft kundenindividuell hergestellten Folien ganz unterschiedliche Waren. Sicher und wirtschaftlich.

Strechhaubenanlagen sind zwar zunächst teurer als Wickelstretchanlagen. Bei vielen Aufgabenstellungen sind sie jedoch im Vorteil

Extrusion

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Verpackungsmaschine

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Sondermaschinen

Schneid- und Wickelmaschinen für Folien

Extrusionsanlagen

Folien

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Die besonderen Anforderungen von Marmelade und Dachziegeln

Sie sind nur etwa 20 Mikrometer dick, aber extrem reiß- und durchstoßfest, müssen sie doch wertvolle Instrumente bis an den Rand der Atmosphäre transportieren. 

Ballons tragen Geräte bis in 40 km Höhe 

Blasfolienextrusion

kunststoffe.de

Stratosphären-taugliche Folien 

Das Führungsgremium der Renolit SE wird in den kommenden Monaten neu geordnet. Im April und Juli werden zwei Vorstände aus dem Gremium ausscheiden und jeweils durch neue Vorstände ersetzt.  

Neuordnung des Gremiums leitet Generationswechsel ein 

Flachfolien- und Plattenextrusion

Kunststoffhandel

Personen

Vierköpfiger Vorstand bei Renolit 

Das steigende Aufkommen an Kunststoffabfällen und die wachsende Verschmutzung der Meere durch solche Abfälle haben den nachhaltigen Umgang mit Kunststoffprodukten zunehmend in den gesellschaftlichen und politischen Fokus gerückt.

Wenn schon Folie, dann wenigstens ein Material mit Recyclinganteilen – so die landläufige Meinung, die davon ausgeht, dass im Kreis geführte Stoffe quasi automatisch nachhaltiger sind. Dass es so einfach nicht ist, zeigt eine detaillierte Lebenszyklusanalyse, die alle relevanten Energie- und Stoffströme auf Basis einer allgemeingültigen Berechnungsmethode berücksichtigt

16:9

Warum Folie aus Altkunststoff nicht zwangsläufig nachhaltig ist

Verpackungsmaterial

Logistik

Recycling

Umweltmanagement

Flachfolienanlagen

Nachhaltigkeit

Kunststoff-Recycling

Kunststoff-Aufbereitung

Folienblasanlagen

Kreislaufwirtschaft

3D-Blick auf Nachhaltigkeit

Die IK Industrievereinigung Kunststoffverpackungen sieht in dem veröffentlichten ¿European Plastics Pact¿ puren Aktionismus, der falsche Erwartungen weckt und der Kreislaufwirtschaft damit mehr schadet als nützt.  

Verband warnt vor Folgen des ¿European Plastics Pact" 

Simulation Verpackung

Deutschland, Österreich, Schweiz

Verbände

Ambitionierte Europapolitik statt Aktionismus 

Die Maschinenhersteller arbeiten fieberhaft daran, ihren Kunden Technologien an die Hand zu geben, um besser recyclebare Mehrschichtfolien produzieren zu können. Das stellt an Hochbarrierefolien ganz andere Anforderungen als an laminierte Strukturen.

Dr.-Ing. Holger Niemeier ist seit 2014 Executive Vice President Film Extrusion Division für die Hosokawa Alpine AG.

FullPE-Strukturen können Funktionsschichten in Verpackungsfolien bilden

Steuerungen (Hardware und Software)

Automatisierungstechnik

Klotz, Karlhorst, Dr.

Extruder

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Folienreckanlagen

Rettung aus der Stoffklasse

Die Messe Düsseldorf verschiebt die internationale Weltleitmesse interpack 2020. Die Fachmesse für Verpackungstechnologien soll erst 2021 stattfinden.   

Messe Düsseldorf folgt der Empfehlung der Bundesregierung 

International

Markt & Wirtschaft

interpack 2020 wird verschoben 

Die Verfügbarkeit von PET-Flaschenmahlgut außerhalb des Getränkesektors wird in den kommenden Jahren voraussichtlich kontinuierlich nachlassen. Das Tray-to-Tray- Recycling kann diese Lücke schließen und gelingt mit einem neuen Extruder besonders einfach.

MRS-Extruderschnecke mit Multirotationsbereich für eine effiziente Entgasung und Dekontamination

Polyester

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Standardkunststoffe

Polyethylenterephthalat

Kunststoff-Rezyklat

Tray-to-Tray-Recycling in einem Extrusionsschritt

Damit fossile Ressourcen künftig weniger intensiv beansprucht werden, müssen Recyclingaktivitäten verstärkt und verbessert werden. Szenarien dafür setzen vor allem auf eine Kreislaufwirtschaft, die schon beim Design von Produkten ans „Leben danach“, nämlich das nächste oder erneuerte Erzeugnis denkt.

So wird die Folie aus Biokunststoff produziert: Der Extruder erzeugt die als transparente Säule sichtbare Blase. Am oberen Ende der Säule wird die Folie zusammengelegt

Forschende der Zuse-Gemeinschaft arbeiten an Lösungen für verschiedene Branchen

Biokunststoffe

Beim Design schon ans Recycling denken

Interview mit Michael Baumeister, Geschäftsführer Technik & Logistik bei Brückner Maschinenbau

Michael Baumeister, COO Technology & Logistics bei der Brückner Maschinenbau GmbH & Co. KG

Messe K-Kunststoffmesse

„Die Verpackungsfolie wird auch in Zukunft gebraucht“

VDMA-Reihe Way2K: Brancheninterview mit Joachim Oberbauer (Hosokawa Alpine AG)

Blasfolienanlage: Die MDO-Technologie basiert auf monoaxialem Folienrecken und eröffnet die Möglichkeit, Eigenschaften des Endprodukts zu verbessern.

Der Rezyklateinsatz steigt

Auf der K 2022 zeigen sind die Themen Recycling, Nachhaltigkeit und Effizienz als technologische Treiber der Kunststoffbranche. Engel Austria, Dr. Boy sowie Windmöller & Hölscher erklären ihre Umsetzung der Themen im Video.

Kunststoffe.TV berichtet von der K 2022 | Nachhaltigkeit & Recycling | Messeneuheiten von Engel Austria✓ Dr. Boy✓ Windmöller & Hölscher✓ | ➤ Jetzt Videobeitrag ansehen!

Redaktionelle Kurzvideos von der K 2022

Spritzgießen

Mikrospritzgießen

Spritzgießmaschinen, allgemein

Spritzgießmaschinen

Folientechnik (IMD, IML, FIM, u.a.)

Spritzgieß-Zubehör und Einzelteile

Nachhaltige Premieren in der Kunststoffverarbeitung

Der polnische Verpackungshersteller ERG produziert auf einer 7-Schicht-Anlage mit inline MDO von Hosokawa Alpine recycelbare Kunststofffolien. Zusätzlich konnte die Anlage die Produktionskapazität um 30 Prozent erhöhen.

Die neue 7-Schicht-Anlage mit inline MDO (Machine Direction Orientation) von Hosokawa Alpine bei ERG in Polen.

MDO-Technologie für recycelbare Folien

Reifenhäuser Blown Film hat auf ihren EVO Blasfolienanlagen die weltweit erste nur 18 Mikrometer dünne MDO-PE-Folie produziert - statt bisher üblichen 25 Mikrometer.

Davide Rossello, Head of Competence Center and Process Manager Gravure bei Bobst (rechts) und Mohamed Timol, Reifenhäuser Experte für MDO-Prozesse (links) präsentieren die bedruckte und weltweit erste 18 Mikrometer dünne MDO-PE-Folie.

Von 25 auf 18 Mikrometer

LG Chem und Reifenhäuser unterzeichnen Absichtserklärung zur Entwicklung von MDO (Machine Direction Oriented) PE-Blasfolien und Flachfolien für recycelbare Verpackungen.

Dr. Lee Choong Hoon, Vice President und Head of NCC/PO Business Unit bei LG Chem (links), mit Bernd Reifenhäuser, CEO der Reifenhäuser Gruppe (rechts) nach der Unterzeichnung der gemeinsamen Absichtserklärung.

Polyethylen

MDO-PE Folien für nachhaltige Verpackungen

Intelligente Software für die Blasfolienherstellung

Smarter Dreiklang für die Folienproduktion

Nicht nur durch die Nachhaltigkeits-Debatte werden die Anforderungen an Verpackungsfolien immer vielfältiger. Windmöller & Hölscher setzt für die Überwachung von Prozessgrenzen „Ruby Gain“ ein. Das System basiert auf drei Elementen.

Nicht nur durch die Nachhaltigkeits-Debatte werden die Anforderungen an Verpackungsfolien immer vielfältiger. Bestimmte Folieneigenschaften und reproduzierbare Qualität werden vorausgesetzt. Windmöller & Hölscher setzt für die Überwachung von Prozessgrenzen „Ruby Gain“ ein. Das System basiert auf drei Elementen.

Die Anforderungen an Kunststoffverpackungen werden immer höher und facettenreicher. Neben höchsten Ansprüchen an Folienqualität und Funktion der Verpackung müssen gleichzeitig Nachhaltigkeitsaspekte betrachtet werden. Gemäß dem Grundsatz „reduce, reuse, recycle“ entsteht derzeit eine Vielzahl von innovativen und nachhaltigen Folien und Folienverbunden, die jeweils sehr umfangreich in der gesamten Prozesskette bis zur Endanwendung bemustert und qualifiziert werden müssen. Als nur ein Beispiel sei hier der Ersatz von PET/PE-Verbunden durch sortenreine PE/PE-Laminate genannt. Damit sich diese neuen nachhaltigen Lösungen am Markt durchsetzen und etablieren können, ist neben der initialen Qualifizierung insbesondere eine konsistent hohe Folienqualität in der Produktion entscheidend – und dies in zunehmendem Maß auch übergreifend für verschiedene Produktionsstandorte.

Wenn Automation und Intelligenz Hand in Hand arbeiten

Während der Kunststoffmaschinenbau in der Vergangenheit immer wieder neue technische Lösungen zur Erhöhung von Qualität, Ausstoß und Ressourceneffizienz entwickelt und in den Markt gebracht hat, fokussieren neue Lösungen auf einer gezielten Kombination von Prozessautomation und Datenintelligenz, um das volle Potenzial moderner Extrusionsanlagen zu heben. Mit dem sogenannten Informations-System-Produktion (ISP) hat W&H bereits in den 90er-Jahren als einer der ersten Anbieter von Extrusionsanlagen ein System zum Erfassen, langfristigen Speichern und Visualisieren von Prozessdaten aller an das System angeschlossenen Maschinen geschaffen. Bis heute ist dieses System zur retrospektiven Analyse der Daten, zum Beispiel im Falle einer Reklamation, ein wichtiges Instrument für viele Produzenten geworden.

Während das Erfassen, Speichern und Navigieren der Prozessdaten als Grundvoraussetzung für mehr Datenintelligenz damit erfüllt ist, bleibt die Herausforderung, die gesammelten Daten korrekt zu interpretieren: Welche Maschineneinstellungen sind zum Erzielen der gewünschten Produkteigenschaften geeignet? Welche Abweichungen von den geforderten Kennwerten sind für ein bestimmtes Folienprodukt tolerierbar? Dieses Wissen hat nur ein kleiner Kreis von Verfahrenstechnik-Experten. Dem gegenüber steht die tägliche Herausforderung der Maschinenbediener, hunderte von relevanten Material- und Prozessparametern an den Produktionsmaschinen zu beherrschen – und das in der Regel in einem 3-Schicht-Betrieb. Rezeptverwaltung, Arbeitsanweisungen und stichprobenartige Qualitätsprüfungen im Labor unterstützen diesen Prozess.

Aufbauend auf den langjährigen Erfahrungen mit dem ISP System, hat W&H mit dem digitalen Produkt „Ruby Gain“ ein System entwickelt, das Produktwissen und Prozessdaten von Extrusionsanlagen miteinander in Verbindung bringt und durch Interpretation der Daten qualitätssichernde Hilfestellung gibt. Das Produkt ermöglicht es, aus vergangenen Produktionen zu lernen und produktspezifisch qualitätsrelevante Maschinenparameter in Echtzeit zu überwachen. Einerseits werden dadurch konsistent hohe Folienqualitäten unterstützt und Reklamationen vermieden. Andererseits wird auch eine wichtige Grundlage für die produktbezogene Datentransparenz geschaffen, die insbesondere bei der Verarbeitung von Rezyklaten zukünftig gefordert ist.

Die Parameter im gewünschten Prozessfenster halten

Neben den verwendeten Rohstoffen haben die Einstellungen der Extrusionsanlage – angefangen von Temperaturen in Extrudern und Blaskopf, über Kühlring- und Kühlluft- oder Kühlwalzeneinstellungen, bis hin zu den Bahnzügen im Wickler – einen massiven Einfluss auf die resultierenden Folieneigenschaften. Auch Variationen in resultierenden Prozessparametern wie Förderraten und Schmelzetemperaturen sowie die Folienblase selbst beeinflussen die Folieneigenschaften entscheidend. Deshalb ist es essenziell, während der Produktion jedes einzelnen Folienprodukts qualitätsbeeinflussende Parameter innerhalb eines produktspezifischen Prozessfensters zu halten.

Durch die Vielfalt der unterschiedlichen Folienprodukte in einem Produktionsbetrieb einerseits und die Vielzahl der relevanten Parameter andererseits ist es unrealistisch, alle Parametergrenzen manuell festzulegen. Ebenso ist es für einen Anlagenbediener kaum möglich, alle Prozessparameter kontinuierlich zu überwachen. Mit Ruby Gain ist es gelungen, die kontinuierliche Überwachung der Parametergrenzen für jedes einzelne Folienprodukt zu gewährleisten. Ruby Gain basiert dabei auf drei wesentlichen Elementen:

<ul><li>Intelligente Erkennung von Folienprodukten</li><li>Automatische Berechnung von Parametergrenzen</li><li>Überwachung der richtigen Parametergrenzen während der Produktion</li></ul>

Wie oben beschrieben, weichen die Prozessfenster unterschiedlicher Folienprodukte teils stark voneinander ab. Deshalb ist es zunächst notwendig, unterschiedliche Folienprodukte automatisiert voneinander zu unterscheiden, ähnliche Folienprodukte aber zusammenzufassen. Ein Folienprodukt ist dabei – grob gesprochen – eine Folie mit bestimmten Eigenschaften, die an den Endkunden verkauft werden kann. Dieses wird typischerweise in mehreren Geometrien, das heißt unterschiedlichen Dicken und Breiten, sowie in verschiedenen Ausführungen produziert.

Eine entscheidende Rolle für die Erzielung der gewünschten Produkteigenschaften spielt der Folienaufbau (Bild 1), das heißt die Anzahl und Dicke der Schichten, die verwendeten Rohstoffe sowie deren Anteile. Zu Beginn ermittelt Ruby Gain aus den gesammelten Prozessdaten der Extrusionsanlage alle bislang produzierten Folienaufbauten. Anschließend wird mithilfe eines Fuzzy-Ansatzes die Ähnlichkeit zwischen den Folienaufbauten bestimmt und diese dadurch zu Produkten geclustert. Dabei werden auch Austauschrohstoffe sowie Toleranzen in den Rohstoffanteilen berücksichtigt. Ist Ruby Gain einmal auf das Produktportfolio trainiert, wird das aktuell gefertigte Produkt im laufenden Herstellprozess erkannt und die Liste der erkannten Produkte gegebenenfalls erweitert.

Für jedes der erkannten Folienprodukte sollen die qualitätsbeeinflussenden Parameter in der Maschine überwacht werden. Parameter wie Extrudertemperaturen und Kühlluft beeinflussen den Aufschmelz- und Abkühlprozess, während beispielsweise Schmelzedruck und die Höhe der Frostlinie Indikatoren für den Verlauf dieser Prozesse sind. Die Gesamtheit dieser Parameter definiert damit das Prozessfenster, das zu den gewünschten Folieneigenschaften führt. Insofern liegt es auf der Hand, nicht nur, wie heute üblich, den 2-Sigma-Wert der Dickenabweichung und die Breitentoleranz der Folie während der Produktion im Blick zu behalten, sondern ebenso Parametergrenzen für diverse weitere wichtige Soll- und Istwerte entlang des Extrusionsprozesses zu definieren und zu überwachen.

Für jedes einzelne Folienprodukt in unterschiedlichen Geometrien werden deshalb vergangene Produktionen analysiert und Parametergrenzen für diese Parameter berechnet. Parametergrenzen bilden somit typische Bereiche ab, in denen Parameter während der Gutproduktion lagen.

Während der Produktion werden Folienprodukte anhand des Folienaufbaus erkannt und die Einhaltung der zugehörigen Parametergrenzen überwacht. Bei Abweichungen wird der Maschinenbediener über das zentrale HMI an der Maschine informiert, sodass er sofort reagieren kann. Außerdem werden alle Verläufe und Abweichungen in Ruby Gain gespeichert, sodass eine nachträgliche Analyse oder eine Ursachensuche bei Qualitätsproblemen möglich ist (Bild 2).

Ein in der Praxis häufig auftretendes Beispiel ist ein Umstellprozess, in dem die Anpassung von Wicklerparametern für das neue Produkt zwingend erforderlich ist. Hier besteht die Gefahr, dass die Anpassung – wie in diesem Beispiel der Anpressdruck – bei der Vielzahl an umzustellenden Parametern vergessen wird. Ruby Gain erkennt anhand des Folienaufbaus und der Foliengeometrie, dass eine Umstellung stattgefunden hat und überwacht die Parametergrenzen des Produkts anhand der Einstellungen aus vergangenen Produktionen. Dadurch wird unverzüglich erkannt, wenn Einstellungen von denen der Vorproduktion abweichen, und der Maschinenbediener wird informiert. Somit kann in diesem Fall den Anpressdruck sofort korrigiert und eine Fehlproduktion vermieden werden.

Neben einer Fehlbedienung gibt es selbstverständlich auch weitere Ursachen für das Verlassen des zulässigen Prozessfensters und daraus resultierende Abweichungen in den Folieneigenschaften beziehungsweise auftretende Qualitätsprobleme. Dürfen beispielsweise bei bestimmten Produkten die Druckgrenzen in der Filtration nicht überschritten werden, informiert Ruby Gain frühzeitig über einen unzulässigen Druckaufbau – lange bevor ein Maschinenalarm auftreten würde.

Liegen alle Parameter innerhalb der für das aktuelle Produkt gültigen Parametergrenzen, ist dies ein Indiz dafür, dass die produzierte Folie die gewünschten Folieneigenschaften haben wird. Gibt es jedoch unerwartete Abweichungen, ist eine schnelle Reaktion essenziell, um Ausschuss direkt zu vermeiden und meist sehr teure nachfolgende Prozessschritte nicht zu gefährden. Die Überwachung der Parametergrenzen ist jedoch nicht nur während der laufenden Produktion interessant, sondern insbesondere auch nach Anfahr- oder Umstellprozessen. Die Information, wann wieder verkaufsfähige Folie produziert wird, ist von grundlegender Bedeutung, um Anfahr- und Umstellschrott zu reduzieren.

Zur Beherrschung komplexer Prozesse und steigender Qualitätsansprüche aus der Weiterverarbeitung wird die Bedienung und Automation von Extrusionsanlagen ständig weiterentwickelt, um den Bediener bestmöglich zu unterstützen. Die Integration weiterer Bausteine zur Erhöhung von Anlageneffizienz und Qualitätskonsistenz wird sich kontinuierlich fortsetzen, wie etwa mithilfe voll automatisierter Kühlringe, der intelligenten Überwachung der Folienblase oder Assistenzsystemen für Anfahr- und Produktwechselprozesse (Bild 3). Bei dieser fortschreitenden Entwicklung ist das konsequente Sammeln von Daten bereits heute eine unerlässliche Investition in die Zukunft und bildet die Basis für volle Transparenz in der Wertschöpfungskette und das Erschließen weiterer Optimierungspotenziale. Insbesondere die automatisierte Interpretation dieser Daten über die intelligente Verknüpfung von Produkt- und Prozessinformationen schafft schon heute einen erheblichen Mehrwert in der Produktion. Werden diese Daten in Zukunft dann auch noch mit Informationen aus dem Labor angereichert, kann man den Kreis schließen und das automatisierte Lernen von Korrelationen zwischen Produkt, Maschineneinstellungen, Prozessparametern und Folieneigenschaften ermöglichen.

Windmöller & Hölscher KG  

https://www.wuh-lengerich.de

Ausgabenartikel KU10-22

Bild 1. Folienaufbau einer MDO-PE 5-Schicht-Folie. Die Höhe der Balken repräsentiert die Dicke der Schichten, die Farbe der Balken die unterschiedlichen Rohstoffe und die Breite der Balken den Anteil des Rohstoffs in der entsprechenden Schicht.

Bild 2. Die Grenzverletzung macht sichtbar, dass der Anpressdruck noch angepasst werden muss.

Bild 3. Inline-Erfassung des Abkühlverhaltens in der Folienblase. Sollwerte für Blasenform und Frostlinienhöhe sind durch gestrichelte Linien, aktuelle Werte durch durchgezogene Linien dargestellt.

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Windmöller & Hölscher setzt für die Überwachung von Prozessgrenzen Ruby Gain ein. Das System basiert auf drei Elementen.

<b>Dr.-Ing. Melanie Schuh</b> ist bei der Windmöller und Hölscher KG in Lengerich im Produktmanagement für digitale Produkte tätig; <a href="mailto:melanie.schuh@wuh-group.com">melanie.schuh@wuh-group.com</a>

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