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Materialkunde

Polyolefin: Eine Folie mit einzigartigen Eigenschaften

Unter dem Begriff „Polyolefin“ (POF) fasst man unterschiedliche Polymere zusammen, die durch Polymerisation aus Alkenen (z.B. Ethylen oder Propylen) entstehen. Zu den Hauptvertretern dieser Kunststoffgruppe zählen Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP). Bei diesen gesättigten Kohlenwasserstoffen handelt es sich um sogenannte teilkristalline Thermoplaste – sie sind einfach zu verarbeiten, zu ihren positiven Eigenschaften zählen

  • chemische Stabilität,
  • gute elektrische Isoliereigenschaften,
  • geringe Wasseraufnahme,
  • niedrige Dichte,
  • Verschleißfestigkeit,
  • Korrosionsbeständigkeit,
  • Schwingungsdämpfung,
  • Temperaturbeständigkeit.

In Europa liegt der Gesamtverbrauch pro Jahr bei 11,2 Millionen Tonnen – das entspricht 47 % aller Kunststoffe; sie finden in den unterschiedlichsten Bereichen Anwendung.

Verarbeitung zu Feinschrumpffolie

Die Herstellung erfolgt, indem man die Polymere erhitzt und extrudiert (sprich: durch Aufblasen zu dünnen Folien bzw. Bahnen ausrollt). Durch diese sogenannte Filmextrudierung entstehen homogene Kunststoff-Folien in unterschiedlichen Stärken; je nach Einsatzbereich und Anforderungen erfahren sie weitere mechanische Oberflächenbehandlungen: Sie werden geglättet, mit einer Beschichtung versehen und als Schrumpfschläuche oder Flachfolien aufgerollt – und sind so mit jeder gängigen Schrumpfmaschine sofort einsatzbereit.

Weitere Anwendungsbereiche für Polyolefine

Von der Verpackungsindustrie abgesehen, findet das robuste und zugleich flexible Polyolefin unter anderem in technischen Bereichen Anwendung; Halbzeuge aus PE-UHMW (Ultra-Hochmolekulares Polyethylen) etwa werden in den unterschiedlichsten Industriezweigen eingesetzt, da sie schwer entflammbar, antistatisch und darüber hinaus unempfindlich gegen Säuren, Laugen und Lösemittel sind.

Daneben bestehen viele Bauprodukte (vor allem Bodenbeläge, Dichtungen, Rohre und Dämmstoffe) aus Polyolefinen. Insbesondere bei einem Bodenbelag ist die hohe Abriebfestigkeit ein entscheidender Vorteil, daher bestehen PVC-freie Beläge wie Linoleum und Laminat ganz oder zu großen Teilen aus POF. Auch Estriche, Spachtelmassen, Dichtungsbahnen uvm. machen sich die physikalischen und chemischen Eigenschaften zunutze; daneben setzt man Polyolefine als Füllstoffe bzw. als Klebstoff ein.

Was Polyolefinfolie so einzigartig macht

Spricht man von Polyolefinfolie, meint man damit ein Verbundmaterial aus PP und PE. Sie verbindet die physikalischen Eigenschaften beider Kunststoffe: Polyethylen sorgt dafür, dass die Folie schrumpft und Polypropylen für die hochglänzende Optik. Beide Materialien sind schweißbar, daher ergeben sie eine ausgezeichnete Verbindung.

Die Folie besteht aus mehreren Lagen, in der einfachsten Form aus zwei außen liegenden PP-Schichten und einem Kern aus PE; das Verhältnis beträgt dabei 70 % zu 30 %. Daneben gibt es Polyolefine aus fünf Lagen, die noch robuster und reißfähiger sind und eine höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit erlauben. Hersteller nutzen die beiden zusätzlichen Schichten, um der Folie zusätzliche Eigenschaften zu verleihen (z.B. ein verändertes Schrumpfverhalten oder eine Barriereschicht, durch die Luft besser bzw. schlechter zirkuliert).

Stabilität und ansprechende Optik vereint

PE-Folie (oben) und Polyolefin-Folie (unten)
Im Gegensatz zu PE-Folie (oben) schrumpft Polyolefin-Folie faltenfrei und glasklar

Eine Polyolefinverpackung eignet sich als stabile Transport- und als attraktive Verkaufsverpackung gleichermaßen. Anders als herkömmliche PE-Folie schrumpft sie faltenfrei und glasklar; wie eine zweite Haut legt sie sich nahezu unsichtbar um das Produkt. Die außen liegenden Polypropylenschichten verleihen ihr einen brillanten Glanz, der Farben und Formen des verpackten Artikels besonders zur Geltung bringt.

Hinzu kommen die hervorragenden Verarbeitungseigenschaften: Ihre besondere Reißfestigkeit senkt den Folienverbrauch spürbar, die niedrigen Schrumpftemperaturen sparen Energie beim Verpacken. Dadurch sind Polyolefinfolien nicht nur eine optisch ansprechende, sondern auch eine wirtschaftliche Alternative zu Polyethylenfolie – zumal die geringen Abgabemengen einen bedarfsgerechten Einkauf ermöglichen und gerade kleinen Betrieben hohe Lagerkosten ersparen.

Maximale Reißfestigkeit dank Quervernetzung

Das oben beschriebene Material ist normalvernetzt; daneben gibt es noch das sogenannte „quervernetzte Polyolefin“: Vereinfacht ausgedrückt, wird die Kunststofffolie dabei in einem Elektrolysebad behandelt, das die Moleküle sowohl in Längs- als auch Querrichtung gerade ausrichtet (bei der Standardfolie trifft dies nur auf eine Richtung zu, in der anderen sind die Moleküle ungeordnet).

Diese zusätzliche Behandlung verleiht der Polyolefinfolie größere Stabilität und reduziert die Weiterreißeigenschaft. Letztere ist dafür verantwortlich, dass ein Loch sich nicht weiter vergrößert – beim quervernetzten Material ist es deutlich schwerer, ein solches Loch zu vergrößern, als bei Standardfolie.

Man setzt diese elastische Folienart überall dort ein, wo sie größere Unterstände überbrücken muss und gleichzeitig dem Kundenkontakt ausgesetzt ist – zum Beispiel bei Backformen: Wenn Kunden die Waren prüfen, drücken sie gelegentlich mit den Fingern auf die Verpackung; dabei entstehen Löcher. Das quervernetzte Material verhindert, dass diese sich vergrößern und sorgt dafür, dass die Ware weiter verkaufsfähig bleibt.

Umweltverträglichkeit von Polyolefin

Der Energieaufwand (die sogenannte „Graue Energie“) für die Herstellung von POF ist mit ca. 115-135 MJ/m² etwas geringer als bei anderen Kunststoffen wie z.B. PVC (Polyvinylchlorid) oder Polyurethan (PUR), zudem ist das Herstellungsverfahren deutlich risikoärmer. Als Rohstoffe dienen Abfallprodukte der Erdöl-Raffination; bei der Herstellung kommen keinerlei bedenkliche Inhaltsstoffe wie z.B. Lösungsmittel, Weichmacher oder Formaldehyd zum Einsatz, zudem sind sie chlorfrei.

Daher stuft Wecobis (das ökologische Baustoffinformationssystem des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit) POF-Beläge als „ökologischere Alternative zu den weit verbreiteten PVC-Bodenbelägen“ ein (Klassifizierung: Baustoffklasse B2).

Zu 100 % recyclingfähig

Auch hinsichtlich Recyclingfähigkeit und Rückbau-Kriterien punkten Polyolefinfolien: Die Verbindungen verbrennen rückstandsfrei zu Wasser und Kohlendioxid, es werden keine schädlichen Chemikalien freigesetzt. Die stoffliche Verwertung ist ebenfalls umweltverträglich; die Entsorgung der Folien ist aufgrund ihrer Inhaltsstoffe völlig unproblematisch, sie sind zu 100 % recyclebar.

Unter ökologischen Aspekten zählen Polyolefine und ihre Produktbestandteile damit zu den unbedenklichen Kunststoffen. Hinzu kommen die bereits erwähnte Beständigkeit, die einfache technische Verarbeitung und die ausgezeichneten Produkteigenschaften, die Polyolefin-Feinschrumpffolien zur idealen Verpackungslösung für Transport und Verkauf machen.

Beste Grüße aus Landsberg am Lech,

Ihr Mathias Weileder