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Physikalisch geschäumte Mehrschicht-
Blasfolien
Die hohe Nachfrage nach Verpackungs-
mitteln setzt insbesondere die Folien-
hersteller vor immer neue Heraus-
forderungen. Kosteneinsparungen
lassen sich vor allem durch Down-
gauging erzielen, indem durch
verbesserte Produktionsmethoden,
optimierte Rohstoffe oder Mehr-
schichttechnologien gleiche funktio-
nelle Eigenschaften bei geringerer
Foliendicke realisiert werden.
N
eben dem Downgauging lassen sich
Rohstoffe auch durch das Schäumen
von Kunststoffen und der damit resultie-
renden Dichtereduktion einsparen. Aber
auch wichtige Eigenschaften wie die
akustische und mechanische Dämpfung
oder die Wärmeleitung lassen sich durch
geschäumte Folien gezielt anpassen.
Der Schäumprozess kann chemisch oder
physikalisch durch Gase (Propan, Butan,
Kohlendioxid, Stickstoff etc.) erfolgen.
Im Vergleich zum physikalischen Schäu-
men ist bei den chemischen Verfahren
die Gasaubeute begrenzt, sodass mit
chemischen Treibmitteln Foliendichten
bis zu minimal 350 kg/m
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erzielt werden
können [Weg05]. Physikalisch ge-
schäumte Folien lassen sich bisher nur an
Extrusionsanlagen herstellen, die speziell
für das Schäumen ausgelegt sind. Eine
Alternative zu solchen Anlagen bietet
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Aus der Forschung –
Blasfolien
Extrusion 5/2017
Bild 1: Prinzip des physikalischen Schäumens in der Extrusion mittels OptiFoam
Bild 2: Einfluss des Nukleierungsmittels auf die Schaumstruktur
((a) Talkum, (b) Hydrocerol)
das nachrüstbare Schäumsystem OptiFo-
am der Promix Solutions AG, Winterthur,
Schweiz, welches ursprünglich am IKV
für das Schaumspritzgießen entwickelt
und auf die Extrusion adaptiert wurde.
Das System wird zwischen Extruder und
Werkzeug montiert und besteht aus ei-
nem Gasinjektionsmodul und einem sta-
tischen Mischer, welcher das injizierte
Treibmittel homogen in der Schmelze
verteilt.
In einem aktuellen Forschungsvorhaben
wird diese Technologie zur Herstellung
geschäumter Mehrschichtfolien in der
Blasfolienextrusion herangezogen. Mehr-
schichtfolien bieten die Möglichkeit, die
geschäumte Schicht in einem Folienver-
bund einzubetten, sodass durch eine
kompakte Außenschicht die Funktion
bezogen auf die Optik, Bedruckbarkeit,
Haptik, Kaschier- oder Siegelfähigkeit
nicht beeinträchtigt wird. Die geschäum-
te Mittelschicht ermöglicht eine Redukti-
on der Dichte, eine Veränderung der Iso-
lationswirkung, der Dämpfung sowie der
Steifigkeit.
Forschungsziel
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es,
ein Herstellverfahren für physikalisch ge-
schäumte PE-Folien zu entwickeln, das
auf konventionellen Blasfolienanlagen
umgesetzt werden kann und dessen Vor-
teile die Folienhersteller gezielt nutzen
können, um rohstoffeffizient Folien her-
zustellen, die im Vergleich zu kompakten
Folien einen Vorteil hinsichtlich Kosten
und Funktion aufweisen. Zum Erreichen
dieses Forschungsziels werden die Ein-
flüsse des Materials (MFR, Gasbeladung
und Nukleierungsmittel), der Düsengeo-
metrie und der Prozessparameter (Tem-
peratur, Massedurchsatz, Aufblas- und
Abzugsverhältnis) auf die Folieneigen-
schaften (Zellstruktur, Dichte, Reißdeh-
nung und -spannung) untersucht.
In diesem Beitrag werden die Einflüsse
von Nukleierungsmitteln, Düsengeome-
trien und Abzugsgeschwindigkeiten auf
die Schaumstruktur dargestellt.
Anlagentechnik und
Versuchsdurchführung
Die Versuche werden an einer Drei-Schicht-
Blasfolienanlage der Kuhne GmbH,
Sankt Augustin, mit einem Düsendurch-
Synergieeffekte durch geschäumte Blasfolien