Cast-MDO oder Blasfolien-MDO: Wie Folienhersteller die richtige Technologie wählen
Welche Trends prägen aktuell die Folienproduktion mit Blick auf Nachhaltigkeit?
Lettowsky: Für mich hat Nachhaltigkeit bei der flexiblen Kunststoffverpackung zwei Dimensionen: Die erste ist der klare Trend hin zu Monomateriallösungen. Das heißt zu Verpackungskonzepten, die sich leichter recyceln lassen, weil sie keinen Mix verschiedener Polymere darstellen. Das betrifft die Folie selbst und alle nachgelagerten Prozesse wie das Laminieren oder Bedrucken. Es geht also um „Design for Recycling“: Das Produkt wird von Anfang an so gestaltet, dass es am Ende möglichst einfach und effizient zu recyceln ist. Der zweite große Trend ist der Einsatz von Rezyklat. Denn es reicht nicht, eine recyclingfähige Verpackung herzustellen, der Kunststoffabfall muss auch in den Kreislauf gelangen. Hier hat die Industrie lange geschlafen – aber das ändert sich gerade.
Laue: Für eine bessere Recyclingfähigkeit gibt es beim Design der Verpackung viele Möglichkeiten: Das betrifft nicht nur den Folienaufbau, Stichwort Monomaterial, sondern die gesamte Verpackung. Wir kennen die Flaschen, an denen der Deckel dranbleiben muss: auch das ist Design for Recycling. Es geht darum, dass Materialien am Ende leicht trennbar oder von Anfang an kompatibel sind.
Wie kann Machine Direction Orientation, kurz MDO, die Recyclingfähigkeit von Folien unterstützen?
Laue: Mit ihr erreichen Monomaterialien Eigenschaften, die bislang Mehrmaterialverbunden vorbehalten waren. MDO ist deshalb eines der Verfahren, das Monomateriallösungen wie PE- und PP-Folien erst ermöglicht. Im Vergleich zu etablierten Multimaterial-Folienverbunden, die jahrzehntelang auf maximale Effizienz hin optimiert wurden, ist es jedoch preislich im Nachteil. Das wird sich ändern, sobald Regulierungen wie die Verpackungs- und Verpackungsabfallverordnung der Europäischen Union, besser bekannt als PPWR, ab 2030 greifen: Dann müssen Verpackungen nachweislich recyclingfähig sein. Monomateriallösungen aus PE oder PP sind dann der sicherste Weg, diese Anforderung zu erfüllen.
Lettowsky: Die MDO-Einheit, mit der ich Kunststoffbahnen in Maschinenrichtung verstrecke, ist schon sehr lange bekannt. Nach einem Nischendasein ist das Interesse an ihr in den vergangenen zehn Jahren deutlich gestiegen. Schließlich kann ich mit ihr PET in Multimaterialverbunden durch recyclingfähiges PE ersetzen, indem ich das PE verstrecke. Die MDO-Technologie ermöglicht es also PE so zu modifizieren, dass es der etablierten PET-Folie funktionell nahekommt.
Vorteile der MDO-Technologie:
- 1. Ermöglicht PE-Monomaterial-Lösungen als Ersatz für nicht recycelbaren PET/PE-Verbund.
- 2. Verbessert mechanische Eigenschaften von PE (u.a. Steifigkeit, Temperaturfestigkeit) und nähert sie BOPET an.
- 3. Reduzierung des Barriereanteils (bspw. EVOH) durch Reckprozess auf unter fünf Prozent/Gesamtgewicht unter Beibehaltung oder Verbesserung der Barrierewirkung.
- 4. Erweiterung von Folienfunktionalitäten (Chemikalienbeständigkeit, gerades Aufreißen (MDO-PP), gezielte Beeinflussung des Schrumpfverhaltens etc.).
MDO ist somit auch eine gute Alternative für den Einsatz im Lebensmittelverpackungsbereich.
Laue: Definitiv. MDO wurde zunächst für technische Folien eingesetzt, etwa atmungsaktive Folien in Windeln oder Dachunterspannbahnen. Anforderungen an die Recyclingfähigkeit von Lebensmittelverpackungen eröffnen nun aber ein neues Marktsegment für die MDO-Technologie. Sie ist der Schlüssel, PE und PP durch das Recken so zu verändern, dass etablierte Folienlaminate, wie BOPET/PE oder BOPET/PP ersetzt werden können. Die Technologie ist demnach nicht neu, das Marktsegment schon.
Lettowsky: Das ist eigentlich die Kernmotivation hinter MDO. Der klassische Verbund aus PET und PE ist nicht recyclebar. Die Lösung: PE durch MDO so zu modifizieren, dass es sich den Eigenschaften von PET annähert. Erst so ermöglichen wir einen reinen, monomaterialbasierten Verbund. PET hat fantastische Eigenschaften: hohe mechanische Festigkeit, Temperaturfestigkeit, hervorragende Eignung für Druck- und Laminierprozesse. Dem kann man mit MDO-PE nahekommen.
MDO-Folien lassen sich sowohl im Blasfolien- wie im Cast-Verfahren herstellen. Wodurch unterscheiden sich die Anlagen in Aufbau und Funktionsweise?
Lettowsky: Letztlich funktioniert MDO bei beiden Verfahren nach demselben Prinzip: Die Bahn kommt an, wird erwärmt, verstreckt, einem Annealing-Prozess zugeführt und dann abgekühlt. Temperaturbereiche, Reckraten – das alles ist vergleichbar, weil sich die Rohstoffanforderungen bei PE oder PP nicht ändern. Der Unterschied liegt in der Primärfolie, die in die Streckeinheit kommt: Beim Blasfolienverfahren ist es ein flachgelegter Schlauch, der doppellagig verstreckt wird. Beim Cast-Verfahren ist es eine einfache, flach gegossene Bahn. Beide haben spezifische Eigenschaften, die je nach Anwendung und gewünschtem Endprodukt den Ausschlag geben.
Laue: Bei Blasfolie oder Gießfolie stellt sich den Kunden meist die Frage: Was ist für mich die wirtschaftlichste Lösung? Unter diesem Gesichtspunkt lässt sich nur schwer eine eindeutige Antwort treffen, denn da nehmen sich die beiden Technologien nicht viel. Die gewichtigeren Entscheidungskriterien sollten andere sein: Erstens, wo liegt mein Produktschwerpunkt? Zweitens, wie vertraut bin ich mit dem jeweiligen Herstellungsverfahren? Wer bisher nur Blasfolienerfahrung gesammelt hat, muss technologisch umdenken, wenn er in die Cast-Welt eintauchen will. Lettowsky: Einer unserer Großkunden hat beide Technologien im Haus. Wir haben bei ihm einen umfassenden Direktvergleich gefahren: Cast-MDO gegen Blasfolien-MDO. Das Ergebnis: In vielerlei Hinsicht gibt es keinen eindeutigen Gewinner. Weder beim Prozessaufwand, beim Energieverbrauch, bei den Kosten, noch bei der Produktqualität. Deshalb lautet unsere Empfehlung bei dem Verfahren zu bleiben, das der Hersteller kennt. Erst wenn er beide beherrschst, dann lohnt sich ein Blick auf die Details.
Was sind diese Details?
Lettowsky: Bei Cast sehe ich drei konkrete Vorteile: Erstens der höhere Durchsatz. Zweitens die Möglichkeit, den Randstreifen inline zu recyceln, was beim Cast-Prozess etabliert und selbstverständlich ist. Drittens – und das ist eine Spezialität, die es so nur bei Reifenhäuser gibt – die sogenannte interne Einkapselung von Barrierematerialien wie EVOH im Coextrusionsadapter: Der Randstreifen beinhaltet durch die Einkapselung kein EVOH und Haftvermittler mehr. Er lässt sich somit problemlos zurückführen. Das geht bei Blasfolienanlagen nicht.
Laue: Die Blasfolie hat wiederum aktuell einen wichtigen praktischen Vorteil: Flexibilität. Ich kann auf einer Blasfolienanlage mit sehr ähnlichen Rohstoffen auch eine normale, nicht verstreckte Laminierfolie fahren und so die Anlage auslasten. So bin ich nicht auf den MDO-Markt festgelegt. Das funktioniert bei einer Cast-Anlage mit PE nicht ohne Weiteres. Die für unverstreckte PE-Gießfolien eingesetzten Rohstoffe unterscheiden sich hier erheblich. Betrachten wir PP als Ausgangsmaterial für die Folien ist es genau umgekehrt. PP ist traditionell der Rohstoff der Gießfolienwelt. Dort haben wir eine riesige Rohstoffauswahl mit teils erheblichen Überlappungen zwischen den Technologien. Somit können wir hier bei den Rezepturen sehr flexibel agieren. Die Blasfolie hat im PP-Bereich demnach ähnlichen Herausforderungen wie Cast im PE-Bereich.
Wesentliche Fragen, die sich Hersteller von Verpackungsfolien vor ihrem Einstieg in die MDO-Technologie stellen sollten:
- 1. Mit welchem Verfahren bin ich bereits vertraut: Gießfolie oder Blasfolie?
- 2. Welches Polymer verarbeite ich primär: PE oder PP?
- 3. Will ich auf der Anlage auch nicht verstreckte Folien fahren?
- 4. Wie hoch soll der Anteil an Folien mit EVOH-Barriere sein?
- 5. Welchen jährlichen Ausstoß will ich erzielen?
Sind Entwicklungen absehbar, die Auswirkungen auf die Auswahl des Verfahrens haben könnten?
Lettowsky: Je mehr sich der Markt für verstreckte PE-Folie als Ersatz für PET entwickelt und standardisiert, desto bedeutsamer wird Cast – allein aufgrund des höheren Durchsatzes. Die Blasfolie wird dann eher eine Spezialitätenlösung für Kunden bleiben, die individuelle Anforderungen haben, die eine Standardfolie nicht mehr erfüllt. Das ist aber eine Prognose für 2030 und darüber hinaus.
Wie beeinflussen beide Verfahren die Recyclingfähigkeit von Barrierefolien mit EVOH?
Laue: Bei EVOH als Barrierematerial gilt, dass der Anteil unter fünf Prozent des Gesamtgewichts der Verpackung bleiben muss. Nur so gilt der Verbund als recyclingfähig. Durch das Recken der Folie im MDO-Prozess lässt sich das ermöglichen. Im Cast-Verfahren bietet Reifenhäuser – wie erwähnt – die Möglichkeit der internen Einkapselung im Coextrusionsadapter: Das EVOH wird so sicher in den Verbund integriert, dass es nicht in den Randstreifen gelangt. Der Rand lässt sich dann direkt inline als Mahlgut ohne aufwändige und energieintensive Aufbereitung recyceln. Auf Blasfolienanlagen ist dieses Konzept nicht übertragbar.
Halten wir abschließend fest: Woran sollte sich ein Folienhersteller orientieren, wenn er sich zwischen einer Anlage für Cast-MDO oder Blasfolien-MDO entscheiden muss?
Laue: Folgende Fragen sind entscheidend: Erstens: In welchem Marktsegment bin ich unterwegs, und welches Polymer nutze ich? Wer stark im PP-Bereich zu Hause ist, etwa für Retort-Verpackungen, für den eignen sich Cast-MDO-Anlagen besser als Blasfolienanlagen. Zweitens: Welches Verfahren beherrsche ich bereits? Wenn ich viel Blasfolienerfahrung habe, ist der Einstieg in MDO dort naheliegender. Der Wechsel in eine neue Technologie und zusätzlich noch MDO stellt eine doppelte Herausforderung dar.
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Entscheidungsbaum und Markteinstieg
Nutzen Sie gerne auch unseren klickbaren Entscheidungsbaum, der Ihnen eine erste Hilfestellung geben soll, ob Cast-MDO oder Blasfolien-MDO für Sie infrage kommt.
Was sollten Hersteller noch wissen?
Lettowsky: Mein Appell, besonders an Blasfolienhersteller, lautet: Mit der heute installierten Maschinenbasis ist die zukünftige Nachfrage nach verstreckter PE-Folie – als Ersatz für PET – noch lange nicht gedeckt. Da herrscht ein riesiges Marktpotenzial. Für jeden unserer Kunden bedeutet das eine echte Chance auf einen Zusatzmarkt, der bisher durch biaxial orientiertes PET bedient wurde. Sich dieses Stück Kuchen zu sichern, ist eine Wachstumschance, in die aber Zeit investiert werden muss.
Laue: Genau deshalb empfehlen wir ausreichend Erfahrung zu sammeln, um dann mit einer Lösung am Markt zu sein, wenn die Nachfrage kommt. Denn sie wird kommen!
Sie wollen sich im persönlichen Gespräch über die Einführung der MDO-Technologie informieren? Dann sprechen Sie unsere Experten an. Sie stehen Ihnen gerne beratend zur Seite:
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