Alternativen zu Stretchfolien aus Einwegkunststoffen

Jedes Jahr werden rund 450.000 Tonnen Stretchfolie verbraucht, um zehn Milliarden Ladungen an Kartonverpackungen mit Hilfe von Stretchwicklern zu umhüllen. Diese Verpackungsmethode hat mit ihrem Materialverbrauch enorme Auswirkungen auf unseren Planeten. Verpackungsmaterial wird gebraucht, um Waren beim Versand zu schützen und um für einen schadenfreien Transport zu sorgen. Weitaus umweltschädlicher als der Verbrauch von Verpackungsmaterial sind beim Transport zerstörte Waren, die dann im Müll landen.

Neueste Gesetze, die einen geschlossenen Recyclingkreislauf vorschreiben und einen Anteil von Post-Consumer-Recyclingmaterial (PCR) in Stretchfolien verlangen, haben dazu geführt, dass zahlreiche alternative Folienprodukte auf den Markt gekommen sind. Markeninhaber, Kunststofflieferanten und Folienunternehmen stehen vor schwierigen und komplexen Entscheidungen.

Die Herausforderung

Derzeit wird etwa die Hälfte aller Kunststoffe als Einwegkunststoffe definiert. Die unsachgemäße Entsorgung von Einwegkunststoffen am Ende ihrer Lebensdauer trägt erheblich zur Abfalldichte, zur Luft- und Wasserverschmutzung und zu Treibhausgasen bei – sie schadet damit unserem Ökosystem und gefährdet die globale Gesundheit. Stretchfolie, die für die Vereinheitlichung bzw. Bündelung von Ladungen verwendet wird, gilt nach den geltenden Rechtsvorschriften als Einwegkunststoff. Diese sollen zukünftig möglichst vermieden werden. Es gilt also für die Unternehmen, hier schnellstmöglich umweltfreundlichere Alternativen zu finden.

Trotz der Kontroverse um Kunststoff, ist Stretchfolie ein bemerkenswert effizientes Material. Eine Lkw-Ladung von mehr als 18 Tonnen mit palettierten Produkten wird mit wenig Stretchfolie gesichert. Würde eine solche Palettenladung durch eine mangelhafte Transportsicherung zerstört werden, wäre der Umweltschaden um ein Vielfaches größer.

Aktuelle Bedingungen: Geringe Recyclingquoten

Obwohl es technisch möglich ist, Stretchfolie wieder zu Stretchfolie zu recyceln (ein geschlossener Kreislauf), wird die Recyclingquote in den USA auf lediglich 21 Prozent und in Europa auf 30 Prozent geschätzt, Nur eine geringe Menge an recycelter Stretchfolie wird wieder zu neuer Stretchfolie verarbeitet.

Test Design

Das Testdesign zielte darauf ab, einen objektiven und genauen Vergleich von Materialien nach Gewicht, Kosten und CO2-Bilanz bei einer erforderlichen Lasteindämmung für den Transport zu erstellen.

Die Festlegung von Schwellenwerten für die Rückhaltekraft stellt einen wichtigen Unterschied zu anderen ähnlichen Veröffentlichungen dar. Alle Materialien wurden vor dem Test mit einer Vielzahl von Ladungen gründlich getestet. Im endgültigen Testprotokoll wurde jedoch für alle Produkte die gleiche Ladung verwendet, wobei auch alle anderen kontrollierbaren Faktoren konstant gehalten wurden. Die Maschineneinstellungen wurden auf der Grundlage der Materialeigenschaften optimiert, um Folienbrüche mit der geringsten Materialmenge zu minimieren, die zum Erreichen der notwendigen Eindämmungskraft erforderlich ist.

Getestete Alternativen

HexelStretch wurde auf einem Lantech Q300 Stretch Wrapper getestet und das Mondi Advantage Papier mit einem Lantech G Series Stretch Wrapper mit speziellen Modifikationen für Papier. Die PCR-Folien (30 Prozent PCR (80 Gauge)) und Reinharz-Folien (100 Prozent Reinharz (60 Gauge)) wurden auf einem Lantech SLA Stretch Wrapper erprobt. Die dehnbaren Materialien (HexcelStretch™, PCR- und Reinharz-Folie) wurden mit einem Lantech CFT-6 (Containment Force Tool)8 gemessen und die Wickelspannung von Mondi Advantage Papier wurde mit dem Skalenteil des Lantech CFT-6 ermittelt.

Papierbasierte Alternative HexcelStretch

Papierbasierte Alternative HexcelStretch ist ein 1 00% Papier-basiertes, vollständig recycelbares sowie plastikfreies Verpackungsystem.

Das Packmittel hat im Vergleich zu Stretchfolie eine verhältnismäßig geringe Rückhaltekraft. Das Material erreicht im Allgemeinen eine Zugkraft von weniger als 26,688 N, was zu einer Dehnung von etwa 60 Prozent während des Wickelvorgangs führt. Das Produkt hat eine maximale Dehnbarkeit von etwa 85 Prozent bei einer Bruchfestigkeit von etwa 40,032 N. Die Reißfestigkeit beträgt etwa 31,136 N. Die papierbasierte Alternative erfordert mehr Wicklungen als eine Stretchfolie mit vergleichbarer Stärke, um eine bestimmte Rückhaltekraft zu erreichen.

HexcelStretch Wickelvorgang mit Lantech Q300

Die Befestigung der Ladung an der Palette ist mangelhaft. Das Packmittel erfordert einen halbautomatischen Wickler und ist mit vollautomatischen Maschinen nicht kompatibel. Das Auspacken fällt schwer, da Gewicht und Volumen fünf bis zehn Mal so hoch sind wie bei herkömmlicher Folie.

Eine Rolle mit einem Durchmesser von zehn Zoll reicht nur für sieben bis zehn Ladungen, während mit einer normalen Folienrolle 50 bis 100 Ladungen verpackt werden können. Die papierbasierte Alternative schafft also nur etwa 10 Prozent der Ladungen, die mit einer Kunststofffolienrolle verpackt werden können. Allein das Gewicht der benötigten Materialmenge, um die erforderliche Rückhaltekraft zu erzielen, erhöht den CO2-Fußabdruck erheblich, ganz zu schweigen von den Transportkosten.

Papier aus Frischfasern

Mondi Advantage StretchWrap ist eine leichte Papiersorte aus 100 Prozent Frischfasern. Sie ist dehnbar und durchstoßfest, wenn sie zum Umwickeln von Paletten verwendet wird, um die Waren während des Transports zu schützen. Nach Gebrauch kann das Material ohne Weiteres recycelt werden.

Ergebnisse

Das Mondi-Papier ist nicht dehnbar wie herkömmliche Folie und passt sich nicht an die Form der Ladung an. Die Lagen haften nicht fest genug aneinander, um das Wickelprofil bei Erschütterungen während des Transports beizubehalten. Die Verbindung der Ladung mit der Palette (insbesondere bei innenliegenden Ladungen) ist ohne eine Anpassung des Wicklers problematisch. Die für den Test entworfene Papierumhüllung sieht die Verwendung von Klebstoff bei der ersten und der letzten Wicklung vor.

Nachteile

Die Anwendung von Papier aus Frischfasern erfordert eine neue Wickelmaschine und ist auf stabile, lotrechte Ladungsprofile beschränkt. Das Auspacken ist umständlich. Bei innenliegenden Lasten sind zwei bis drei zusätzliche Wicklungen erforderlich. Feuchtigkeit gefährdet die Festigkeit. Darüber hinaus dehnt sich das starre Produkt beim Einwickeln nicht und kann auch nicht auf eine Verringerung des Umfangs während des Transports reagieren (Gummibandeffekt). Eine Rolle mit einem Durchmesser von zehn Zoll reicht nur für acht bis zwölf Ladungen.

30 % PCR-Folie

Post-Consumer Recycled (PCR)-Stretchfolie muss nach Gebrauch gesammelt werden. Sie wird dann sortiert, von Etiketten, Klebstoff, Tinte und Fremdkörpern gereinigt, bevor sie zu Harz pelletiert und mit neuem Harz gemischt wird, um PCR-Stretchfolie herzustellen.

 

Getestet wurde die 30% PCR-Folie (80 Gauge, Hersteller Sigma Stretch Films USA).

Ergebnisse

Die Reinheit und Konsistenz des PCR-Harzes ist entscheidend für eine konstante Mindestleistung der daraus hergestellten Stretchfolie. Gele und nicht kompatible Materialien in PCR-Harz beeinträchtigen die Haltbarkeit beim Vorstrecken erheblich. Bei PCR-Harz entstehen wesentlich mehr Gele, die zu vorzeitigen Rissen führen. PCR-Stretchfolien haben über 50 Mal mehr messbare Fehler pro Rolle als Reinharz-Stretchfolien. In den Versuchen wurde die Vorstreckung reduziert, um die Folienrisse auf einem akzeptablen Niveau zu halten. So verdoppelte sich der Verbrauch, um die erforderliche Rückhaltekraft zu erreichen.

Die Tests belegen, dass PCR-Folien für die gleiche Ladung 43 Prozent mehr Frischharz in einer 70/30-Mischung benötigen als 100%ige Reinharz-Folien.

Ein ausreichender Fluss von PCR, der für Stretchfolien notwendig ist, erfordert höhere Investitionen, um das Produkt in den Verarbeitungskreislauf einzubinden. Die EPR-Gesetzgebung wird Stretchfolienhersteller ohne PCR in Zukunft sanktionieren, um die notwendigen Änderungen im Recyclingkreislauf zu anzustoßen.

Nachteile

Für PCR-Harz werden Mehrkosten von 30 Prozent gegenüber Neuware vorhergesagt. Chemisch recycelte Folie, die zu Stretchfolie verarbeitet wird, könnte bis zu 100 Prozent Mehrkosten bedeuten. Für Unternehmen sind diese Belastungen inakzeptabel, ebenso wie das erhöhte Risiko von Produktschäden. Im Test berücksichtigt wurde nur der CO2-Fußabdruck von PCR. Leitindikatoren wie der Transport zu und von den Recyclinganlagen sowie der Energie- und Wasserbedarf während der Aufbereitung lassen erkennen, dass recyceltes Harz in der Ökobilanz noch viele Herausforderungen zu bewältigen hat, um Reinharz zu übertreffen

100% Reinharzfolie

Reinharzfolien werden aus Harzgranulat hergestellt, das aus Polyethylen besteht. Nach dem Gebrauch kann die Reinharzfolie mit anderen Kunststoffen zum Recycling gegeben werden. Idealerweise jedoch wird die Folie separat gesammelt, verdichtet und zu einer Zwischenprodukt-Recyclinganlage transportiert.

Lantech testete 100% Reinharzfolie Axis 60 Gauge von Maipack, Kanada.

Ergebnisse

Die bei den Tests verwendete ultrahochwertige Stretchfolie war stärker und widerstandsfähiger gegen das Einreißen durch Gele oder Makel in der Folie und scharfe Ecken an der Ladung. Zudem wurden die gleichen Optimierungstests durchgeführt wie mit den PCR-basierten Proben. Dies führte zu einer Vorstreckung von 275 Prozent. Dabei waren die Streckung an der Ladung und die Vorstreckung identisch. Die auf dem Beschleunigungs- und Rütteltisch simulierten Beanspruchungen entsprechen realen Transportbedingungen.

Fazit

Geringste Kosten und kleinster CO2-Fußabdruck: 100% Reinharzfolie

Geringste Kosten und den kleinsten CO2-Fußabdruck verursachte die 100% Reinharzfolie. Die Zugabe von PCR zur Stretchfolie ist nicht nachhaltig. Eine Verringerung der Vorstreck- und Wickelkraft zur Vermeidung von Folienbruch bei PCR-haltiger Stretchfolie kann bis zu 50 % mehr Foliengewicht erfordern, um die erforderliche Haltekraft aufrechtzuerhalten. Um eine Mindestleistung der Folie zu gewährleisten, ist der Gehalt, die Reinheit und die Konsistenz des PCR-Harzes von entscheidender Bedeutung. PCR-Harz weist derzeit eine wesentlich stärkere Gelbildung auf als Reinharz, was zu vorzeitigen Folienbrüchen führt.

Eine deutliche Verbrauchsreduzierung ist möglich

Nicht Neben der Wahl der richtigen Folie bietet auch die Verringerung der Menge ein Einsparpotential für Produktions- und Vertriebszentren. Eine bessere Nutzung der Folie kann die Kosten senken und die Öko-Bilanz verbessern, ohne die Sicherheit oder Qualität der Ladung zu gefährden. Verbesserungen in der Wickeltechnologie und der Folienqualität können ebenfalls verbrauchsreduzierend sein, während die Qualität der Wicklung gleichbleibt.