PCR Auswirkungen Wickelqualität: Bruchkraft und Stabilität im Test

Stretchfolien aus reinem Virgin-Material (vorwiegend C8-Octen oder Metallocen-LLDPE) besitzen eine homogene Molekularstruktur mit langen, gleichmässig verzweigten Polymerketten. Diese Struktur sorgt für eine hohe Zugfestigkeit, berechenbare Dehngrenzen und eine exzellente Durchstossfestigkeit. Wird Post-Consumer-Rezyklat beigemischt, ändert sich dieses Gefüge grundlegend.

PCR-Material stammt aus gesammelten Haushalts- oder Gewerbeabfällen. Trotz moderner Wasch-, Trenn- und Regranulierungsverfahren weist Rezyklat eine breitere Schmelzeflussindex-Verteilung (MFI) sowie mikroskopisch kleine Fremdkörpereinschlüsse oder thermisch geschädigte Polymerketten (Gele) auf. In modernen Coextrusionsanlagen (z. B. 5- bis 55-Schicht-Technologie) wird PCR daher fast ausschliesslich in den Kernschichten (Core Layers) eingebettet, während die Aussenschichten aus Neumaterial bestehen, um Kontaktflächen und Siegelverhalten stabil zu halten.

• Kernschicht-Integration: 30 % bis 50 % PCR-Anteil werden im Kern verkapselt, um Oberflächenstörungen zu minimieren.
• Gelbildung: Kleinstpartikel im Rezyklat fungieren unter hoher Zugspannung als potentielle Fehlstellen.
• Molekulargewicht: Kürzere Polymerketten im PCR reduzieren die maximale molekulare Dehnfähigkeit im Vergleich zu reinem Metallocen.

Die auffälligste Auswirkung von PCR auf die Wickelqualität zeigt sich beim Reckprozess im Vorrecksystem (Pre-Stretch) von Wickelmaschinen. Hochleistungs-Wickler arbeiten bei Standardfolien oft mit Dehnwerten von 250 % bis 300 %. Bei Folien mit hohem PCR-Anteil sinkt die Dehnungsreserve, da Inhomogenitäten im Material bei starker Streckung als Kerbstellen wirken.

Wird eine PCR-Folie über ihren materialspezifischen Grenzwert gedehnt, reisst sie nicht zwingend horizontal über die gesamte Bahn ab, sondern neigt zu Längsspleissungen oder Kantenabrissen. Eine Reduktion des Vorreckgrades um 20 % bis 40 % stabilisiert den Wickelprozess in den meisten Fällen vollständig. Zur Kompensation wird bei Bedarf die Folienstärke leicht erhöht (z. B. von 15 my Virgin auf 17 my PCR-Folie).

• Kantenstabilität: PCR-Folien reagieren sensibler auf mechanische Beschädigungen an den Rollenkanten.
• Durchstossfestigkeit (Dart Drop): Scharfkantige Packgüter erfordern bei PCR-Folien eine genauere Justierung der Anlegespannung.
• Vordehnungsanpassung: Ein Vordehnsystem sollte bei PCR-Folien testweise in 10-%-Schritten reduziert werden, bis ein abrissfreier Durchlauf gewährleistet ist.

Die Wickelqualität definiert sich nicht nur über die Reissfestigkeit, sondern massgeblich über das Haftverhalten (Cling). Bei Mehrschichtfolien wird die Haftung über spezielle Additive (z. B. PIB) oder polare Co-Polymere in der inneren Deckschicht gesteuert. Da der PCR-Anteil im Kern liegt, bleibt die Adhäsionskraft auf der Paletteninnenseite weitgehend unbeeinträchtigt. Auch die Aussenseite bleibt glatt, wodurch ein Verhaken aneinandergrenzender Paletten im LKW vermieden wird.

Optisch unterscheiden sich PCR-Folien durch eine geringere Transparenz. Ein leichter Grauschleier oder minimale Opazität sind materialtypisch, beeinträchtigen Barcodescanner im Lager in der Regel jedoch nicht, sofern Standard-Industriescanner mit Wellenlängen im sichtbaren Rot- oder Nah-Infrarotbereich genutzt werden.

• Einseitige Haftung: Bleibt durch die Coextrusion von Virgin-Aussenschichten voll funktionsfähig.
• Scannerlesbarkeit: EAN- und GS1-128-Codes sind bei Folienstärken bis 23 my und bis zu 50 % PCR-Anteil fehlerfrei lesbar.
• Visuelle Trübung: Kein technischer Mangel, sondern ein physikalischer Indikator für den Rezyklateinsatz.

Die Haltekraft (Retention Force) einer gewickelten Palette resultiert aus der elastischen Rückstellung der verstreckten Folie. PCR-Materialien weisen tendenziell eine etwas schnellere Spannungsrelaxation auf. Das bedeutet: Unmittelbar nach dem Wickeln ist die Haltekraft hoch, kann jedoch innerhalb der ersten 24 Stunden geringfügig stärker nachlassen als bei reiner Neuware.

Um die Anforderungen an die Ladegutsicherung gemäss EUMOS 40509 oder Art. 57 SVG (Schweizerisches Strassenverkehrsgesetz) zu erfüllen, muss die Wickelmatrix angepasst werden. Dies geschieht durch eine leichte Erhöhung der Fuss- und Kopfwicklungen oder durch eine gezielte Optimierung der Folienspannung zwischen Maschinenschlitten und Palette.

• Beispielrechnung Spannungsaufbau: Eine Standardpalette (500 kg) benötigt eine Gesamthaltekraft von ca. 120 N im mittleren Bereich. Bei einer 17 my PCR-Folie wird dieser Wert durch 2 zusätzliche Umwicklungen im Verbund sichergestellt.
• Kompensation des Relaxationsverlusts: Erhöhung der Folienspannung um 5 % bis 10 % direkt beim Anlegeprozess.
• Stabilitätstest: Regelmässige Messung der Rückstellkraft mit einem Federzugmesser oder Rückstellkraft-Messgerät direkt an der Palette.

Für einen reibungslosen Wechsel von Standard- auf PCR-Folien empfiehlt sich ein strukturierter Bemusterungsprozess. Folgende Parameter sollten an der Wickelanlage geprüft und protokolliert werden:

BARG Packaging Schweiz unterstützt Unternehmen bei der Umstellung auf ressourcenschonende Verpackungslösungen mit technischer Beratung. Alle Lieferungen erfolgen frei Haus in die gesamte Schweiz, verzollt und mit transparenter Preisstellung in CHF.

• 1. Rollengeometrie & Kanten: Transportkanten vor dem Einspannen auf Beschädigungen prüfen.
• 2. Walzenreinigung: Vorreckwalzen am Schlitten von Klebstoff- und Staubrückständen befreien.
• 3. Vorreckung einstellen: Vorreckung zunächst auf 180 % bis 200 % justieren und stufenweise an die Belastungsgrenze herantasten.
• 4. Palettenecken prüfen: Bei scharfkantigen Kartonagen oder Gitterboxen den Kantenschutz bzw. den Folienschlitten-Anpressdruck anpassen.
• 5. Ladesicherung messen: Rückstellkraft nach 24 Stunden Standzeit kontrollieren.