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Materialkunde

Polyethylen: Vor allem im Verbund unschlagbar

Wer kennt sie nicht, die Kennzeichnung „PE“ auf Verpackungen aus (oft farblosem) Kunststoff? Die Beliebtheit von Polyethylen ist insbesondere auf seine niedrigen Kosten in der Herstellung und einige weitere Eigenschaften zurückzuführen, die ich nachfolgend beleuchte und (kritisch) einordnen.

Verschiedene Arten von PE ermöglichen zahlreiche Anwendungsbereiche

CH2-CH2-CH2-…: Das ist die vereinfachte chemische Strukturformel dieses thermoplastischen Kunststoffes. Anhand der Kriterien der Dichte – „high density“ (HD) bis „low densitiy“ (LD) – und des molekularen Gewichts der Polymerketten – „high molecular weight“ (HMW) und „ultra high molecular weight“ (UHMW) – lassen sich fünf Arten von Polyethylen unterscheiden:

  • HDPE/PE-HD: schwach verzweigte Molekülketten;
  • LDPE/PE-LD: stark verzweigte Ketten;
  • LLPDE/PE-LLD: linear mit kurzen Verzweigungen (LLD = „linear low density“)
  • HMWPE/PE-HMW: lange Polymerketten;
  • UHMWPE/PE-UHMW: mittlere Dichte.

Aus ihnen werden mittels Polymerisation weiche und harte Kunststoffe hergestellt, sogar in Form von Fetten, Ölen oder Wachsen. Über Produktionsbedingungen und -verfahren sowie weitere, chemische Faktoren lassen sich die Eigenschaften, die das Endprodukt haben soll, gezielt steuern.

Für Kunststoffe gilt: Einfach gestrickt bedeutet nicht gleich minderwertig

Polyethylen weist eine hohe Beständigkeit gegen Laugen, Säuren sowie weitere Chemikalien auf. Es nimmt nur in sehr geringem Maß Wasser auf und punktet bei polaren Gasen auch mit einer im Vergleich zu anderen Kunststoffen niedrigen Wasserdampf- und Gasdurchlässigkeit. Auf Aromastoffe, Sauerstoff und Kohlendioxid trifft das nicht zu – diese können durch eine PE-Folie entweichen.

Die geringe Gleitreibung ist ein großer Pluspunkt von PE; sie ist auf seine wachsähnliche, antiadhäsive Oberfläche zurückzuführen. Da der Kunststoff aufgrund seiner niedrigen Härte, Festigkeit und Steifigkeit stark dehnbar, schlagzäh und einfach zu verarbeiten ist, ist er für den Einsatz als Folie sehr interessant.

Vor allem hinsichtlich Transportverpackungen findet das Material in Form von Schrumpffolien häufig Verwendung, da es auch bei höheren Temperaturen nicht verschmort. Auch als Stretchfolie für einen sicheren Transport kommt der Kunststoff zum Einsatz. Allerdings besitzt Polyethylen nur eine begrenzte Temperaturbeständigkeit. Abhängig von der Art erweicht es spätestens bei mehr als 80 °C (HDPE).

Polyethylen und Polypropylen: Im Verbund als POF (fast) nicht zu toppen

Faltenfrei verpackt

Alles hat seine Grenzen – auch PE. Zu seinen Nachteilen zählen hohe Schrumpftemperaturen, ein eher „unsauberes“ Schrumpfverhalten und geringe Reißfestigkeit. Zudem ist sein leicht milchiges Aussehen ausschlaggebend dafür, dass reines PE überwiegend als Nutzverpackung Verwendung findet.

Diesen Negativaspekten begegnet man mit der Polyolefinfolie (POF), einer Verbundfolie aus PE und Polypropylen (PP). Diese beliebte Verkaufsverpackung ist aus drei, fünf oder sogar sieben Schichten aufgebaut, wobei die mittlere Schicht immer aus PE besteht. Im Alltag kommt sie häufiger vor, als man denkt, ist vielen Verbrauchern aber kein Begriff, weil sie als solche nicht gekennzeichnet wird – sie ist sozusagen ein „Geheimtipp“ von Verpackungsexperten.

POF-Folien lassen sich einfach verarbeiten und bieten weitere Pluspunkte:

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

Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften findet POF beispielsweise auch in den Bereichen Technik und Bau häufig Verwendung.

Mehr Einsatzmöglichkeiten durch niedrigere Schrumpftemperaturen

Wer beispielsweise den Inhalt eines Adventskalenders während des Versandes gegen Beschädigungen und Verschmutzungen schützen möchte, greift gerne auf repräsentative Folienverpackungen zurück – hat aber bei PE das Problem, dass die hohen Schrumpftemperaturen die Schokolade zum Schmelzen bringen. POF-Feinschrumpffolien schaffen hier (zumindest bis zu einem gewissen Punkt) Abhilfe, da sie sich bei niedrigerer Temperatur verarbeiten lassen.

Attraktive Verkaufsverpackungen durch faltenfreie Schrumpfung

PE-Folien lassen sich nur mit erhöhtem Aufwand ohne Faltenbildung schrumpfen – und da kommt POF ins Spiel. In diesem Verbundmaterial schafft das Polypropylen zwei Vorteile: Eine glatte, ansprechende Oberfläche sowie eine glasklare Oberfläche in mit brillantem Glanz.

Viele Kunden werden durch diese (für die Qualität des verpackten Artikels irrelevanten) Eigenschaften angesprochen und greifen dann eher zu – ein Beispiel hierfür sind einladende und professionelle Geschenkverpackungen aus Folie. Werbepsychologisch sind POF-Feinschrumpffolien also durchaus interessant und eine mögliche Option, um die Verkaufszahlen und die Kundenbindung durch eine hochwertige Verpackung zu erhöhen.

Ein schlagendes Argument: die höhere Reißfestigkeit

PE wird im Zusammenspiel mit PP nicht nur optisch, sondern auch hinsichtlich mechanischer Eigenschaften aufgewertet. POF bietet grundsätzlich mehr Stabilität als PE, aber dank einer zusätzlichen Quervernetzung bei der Herstellung entsteht zusätzlich eine maximale Reißfestigkeit. Das lässt einerseits eine höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit zu. Andererseits dehnen sich einmal in der Folie entstandene Löcher nicht so leicht aus wie bei nicht quervernetzten Materialien.

Ein weiterer Pluspunkt: Die Folienstärke von POF-Feinschrumpffolien fällt im Vergleich zu Schrumpffolien aus PE deutlich geringer aus. Sollten jedoch dickere Stärken erforderlich sein, ist wiederum Polyethylen unschlagbar. Beide Folienarten eignen sich aber bestens für eine staub- und wasserfeste Verpackung (wichtig z.B. für den Transport).

Mit den passenden Maschinen ein optimales Ergebnis erzielen

Eine Folie allein macht noch keine Verpackung – daher gibt es zahlreiche Hilfsmittel für das Schrumpfen von Folien. Mithilfe der Beratung eines Verpackungsexperten findet jede(r) die richtige Schrumpfmaschine für die jeweiligen Anforderungen – so wird die Ware kostengünstig und effizient verkaufs- bzw. transportfertig gemacht.