Lebensmittelbehälter: Greiner greift bei der Wanddicke an

Greiner Packaging ist es gelungen, die Wanddicke von Lebensmittelbehältern mit E-Speed Spritzgießmaschinen von Engel um ein Viertel zu reduzieren.

Die Fertigung von Lebensmittelbehälter wie zum Beispiel Joghurtbechern auf Spritzgießmaschinen sind das tägliche Geschäft von Greiner Packaging – und dabei fordern die Kunden immer geringere Wanddicken und nachhaltige Lösungen. Das Unternehmen erzeugt seit über 60 Jahren Verpackungen aus Kunststoff. Von Kremsmünster aus beliefert das Familienunternehmen die weltweiten Märkte. Schwerpunkt ist Europa, denn in den USA und in Asien gibt es weitere Produktionsstandorte für die lokalen Abnehmer. Nachhaltigkeit ist dabei ein wichtiger Treiber: So werden die Verpackungen immer leichter und benötigen immer weniger Rohmaterial, was die Herstellungsprozesse vor neue Herausforderungen stellt.

„Die Spritzgießtechnik ermöglicht eine besonders hohe Formvarianz und sehr enge Fertigungstoleranzen“, sagt Engelbert Pranzl, Werkleiter am Greiner-Stammsitz im oberösterreichischen Kremsmünster. Ob Siegelrand oder Fuß, rund oder eckig – jeder Lebensmittelproduzent hat sein individuelles Verpackungsdesign, worauf sich Greiner flexibel einstellen muss.

„Die Vorgabe unseres Kunden lautete: Ein niedrigeres Gewicht und weniger CO₂-Emissionen bei gleichbleibender Behälterstabilität und verbesserter Rezyklierfähigkeit“, berichtet Andreas Ecker, Anwendungstechniker bei Greiner Packaging, aus einem kürzlich abgeschlossenen Projekt. Der Kunde ist die österreichische Molkerei Ennstal Milch. Sie war mit ihren Monomaterialdünnwandbechern für griechischen Joghurt, die im In-Mould-Labeling-Verfahren (IML) aus Polypropylen (PP) produziert wurden, bereits auf einem hohen Nachhaltigkeitsniveau unterwegs. Der Milchproduktehersteller wollte aber noch besser werden und wandte sich an Greiner in Kremsmünster. Dort werden die Becher inzwischen produziert – aus dem gleichen Werkstoff, aber mit 20 % weniger Material als zuvor.

„Wir haben es geschafft, die Behälterdicke um 0,1 Millimeter auf 0,3 Millimeter an der Wandung und 0,35 Millimeter am Boden zu reduzieren. Das In-Mould-Labeling unterstützt den Lightweight-Trend“, so Ecker. Das Label gibt dem Becher eine zusätzliche Stabilität, auch wenn es selbst nur knapp 50 µm dünn ist. Ausführliche Produkttest ergaben keinerlei Nachteile – weder beim Abfüllen noch in der Logistik oder für den Konsumenten. Die Joghurtbecher im neuen Design lassen sich auch gefüllt sicher stapeln und liegen beim Auslöffeln ohne spürbaren Unterschied gut in der Hand. Zudem eignen sie sich nicht nur für die Kalt-, sondern auch die Warmabfüllung bis 85 °C. Das ist für Greiner wichtig, denn von der neuen Dünnwandliga profitieren Ennstal Milch und der griechische Joghurt nicht exklusiv. Die neuen IML Lightweight Cups werden für viele weitere Produkte in unterschiedlichen Formen produziert.

Anpassungen im Produktionsprozess machten die Wanddickenreduktion für die Lebensmittelbecher möglich. Greiner investierte dafür in eine neue Spritzgießmaschine vom Typ E-Speed 380 seines langjährigen Maschinenbaupartners Engel. „Wir nutzen die hydraulische Kraft der Hybridmaschine als Vorteil“, sagt Ecker. „Wir brauchen beim Einspritzen eine extrem hohe Dynamik, wo wir mit elektrischen Spritzaggregaten an die Belastungsgrenze kämen. Bei den Joghurtbechern haben wir ein Wanddicken-Fließwegverhältnis von 1 zu 240.“

Die hohe mechanische Beanspruchung im Blick, hat Engel die E-Speed Spritzgießmaschinen, die eine elektrische Schließ- mit einer hybriden Spritzeinheit kombinieren, gezielt für schnelllaufende Dünnwandanwendungen konzipiert. Der Kniehebel ist gekapselt und stellt damit die von der Lebensmittelindustrie geforderte Reinheit sicher. Mit der Erweiterung der Baureihe im vergangenen Jahr wurde die Leistung aller Schließkraftgrößen weiter gesteigert. Das hydraulische Inline-Spritzaggregat mit elektrischem Dosierantrieb erreicht jetzt eine noch höhere Einspritzleistung.

Es ist für Einspritzgeschwindigkeiten bis 1200 mm/s ausgelegt. Auch wurden das Maschinenbett und die Werkzeugaufspannplatten noch stärker auf die Anforderungen von Dünnwandverpackungen und den Einsatz von Mehrkavitätenwerkzeugen – sowohl mit als auch ohne IML – zugeschnitten. Es geht um Robustheit, aber vor allem auch die Präzision der Maschinenbewegungen. Die Wiederholgenauigkeit ist gerade beim In-Mould-Labeling entscheidend.

Die Becher für den Ennstal-Milch-Joghurt werden in einem 6-fach-Werkzeug vollständig automatisiert hergestellt. Die 3800-kN-Maschine ist dafür mit einer Hochgeschwindigkeitsautomatisierung vom niederländischen IML-Spezialisten Brink ausgerüstet.

Der Roboter nimmt die IML-Banderolen aus dem Magazin auf und platziert sie im Werkzeug. Nach dem Spritzgießen entformt er die abfüllfertig dekorierten Becher, führt sie zur Qualitätskontrolle und stapelt sie auf dem Austaktband. Von dort aus werden die Becherstapel – ebenfalls automatisiert – in Kartons verpackt. Der Qualitätscheck erfolgt visuell mit Kamera. Geprüft wird unter anderem der richtige Sitz des Labels, damit das Füllgut später nicht auslaufen kann und im Becher sicher geschützt ist. Null-Fehler – so lautet die Anforderung der Greiner-Kunden.

Spritzgießmaschine, Automatisierung und Qualitätskontrolle sind auf Flexibilität ausgelegt, um mit nur kurzen Umrüstzeiten Behälter- und Labelform zu wechseln. Eine Konstante über das gesamte Produkt- und Werkzeugspektrum ist das Streben nach einer sehr hohen Energieeffizienz.

Um im Schnelllauf äußerst energieeffizient zu arbeiten, ist die E-Speed 380 mit einem Energierückgewinnungssystem ausgestattet. Dieses nimmt die Bremsenergie der beweglichen Werkzeugaufspannplatte auf und gibt die gespeicherte Energie zum erneuten Beschleunigen der Platte wieder an den Motor ab. „Die Energieeffizienz der Maschine ist für uns ein wichtiges Entscheidungskriterium“, betont Werkleiter Pranzl. „Obwohl wir die Leistung unserer Produktionsanlagen kontinuierlich steigern, haben wir uns jährliche Energieverbrauchsreduktionen auf die Fahne geschrieben.“

Greiner Packaging hat einen eigenen Energieeffizienzmanager eingestellt, der am Standort alle Energieeffizienzprojekte streng überwacht. Besonderes Augenmerk legt er auf die Produktionsprozesse. Sukzessive werden im Werk ältere hydraulische Spritzgießmaschinen durch hybride oder vollelektrische Maschinen ersetzt.

Vor fast 20 Jahren lieferte Engel erstmalig eine vollelektrische Spritzgießmaschine an Greiner. Die Entwicklung der elektrischen Antriebstechnik im Hause Engel ist mit Greiner eng verbunden. In vielen Projekten sind die beiden Unternehmen Entwicklungspartner. „Wir bringen aus unserer Anwendersicht viel Wissen und Erfahrung ein“, so Pranzl. „Das schätzen wir an Engel, dass wir als Anwender Gehör finden und Anregungen von Anwenderseite tatsächlich in die weitere Entwicklung der Maschinen einfließen. Bei der Abstützung der Aufspannplatten der e-speed Maschine zum Beispiel finden wir unsere Ideen wieder.“

Ein weiteres Beispiel ist die Speed-Ausführung der Viper Linearroboter, die Engel auf der Fakuma 2017 vorgestellt hat. Sie waren ursprünglich eine Sonderentwicklung für Greiner Packaging. In vielen Anwendungen ohne In-Mould-Labeling entnehmen bei Greiner Viper Roboter die Produkte aus dem Spritzgießwerkzeug. „In Speed-Ausführung sichern uns die Viper Roboter kürzeste Eingriffszeiten. Wir können die Gesamtzykluszeiten damit weiter reduzieren“, sagt Pranzl.

„Der wertschätzende, aber durchaus auch sehr fordernde Anspruch macht unsere Zusammenarbeit aus“, unterstreicht Klaus Mittmannsgruber, Gebietsverkaufsleiter Österreich Mitte von Engel. Von Vorteil sehen die Partner die Nähe zueinander – Kremsmünster ist vom Engel-Stammsitz in Schwertberg gerade einmal 45 Autominuten entfernt. Und beide hoffen, dass das Pandemiegeschehen nun wieder öfter persönliche Treffen erlaubt. Wenngleich die virtuelle Messe und das virtuelle Symposium von Engel für das Greiner-Team spannende Erlebnisse waren. „Neuerungen wurden in einer effizienten Form präsentiert. Wir konnten gezielt Fragen stellen und auch in kleinerer Runde auf konkrete Anforderungen eingehen“, so Pranzl. „Wenn keine persönlichen Treffen möglich sind, bietet das virtuelle Format, das Engel entwickelt hat, eine sehr gute Alternative.“

Wenn es um mehr Nachhaltigkeit und den Aufbau einer Kreislaufwirtschaft geht, ziehen Verpackungshersteller, Maschinenbauer und die Lebensmittelindustrie an einem Strang. Greiner Packaging und Engel zählen beide zu den Gründungsmitgliedern von „Verpackung mit Zukunft“. Die Initiative bündelt das Know-how, die Erfahrung und das Engagement von Unternehmen entlang der österreichischen Verpackungswertschöpfungskette mit dem Ziel, eine ressourcenschonende Nutzung von Verpackungen möglich zu machen.

Weit oben auf der Agenda von Greiner Packaging steht, zukünftig noch mehr Material und CO₂ einzusparen, alle Verpackungen zu 100 % wiederverwendbar, recycelbar oder kompostierbar zu machen und verstärkt Rezyklat einzusetzen. rPET wurde als erstes Recyclingmaterial von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit positiv bewertet und für die Herstellung von Lebensmittelverpackungen zugelassen. Werkleiter Pranzl ist sich sicher, dass rPP nachziehen wird. Außerdem wird an der Temperaturbeständigkeit von PET gearbeitet, sodass auch rPET bald für die Verpackung von Milchprodukten in Frage kommen könnte.

Biokunststoffe verarbeitet Greiner Packaging bereits heute schon. Auch ihr Anteil wird weiter steigen. „Bis 2030 wollen wir ein klimaneutrales Unternehmen sein“, sagt Pranzl. Maschinenbaupartner Engel ist gut gerüstet, seinen Kunden auf diesem Weg zu begleiten.

Susanne Zinckgraf, Manager Public Relations, Engel Austria