Ein globales Spielzeugunternehmen möchte plastikfreie Verpackungen einführen und setzt auf einen führenden Maschinenbauer, der die Herausforderungen rund um Verpackung und Material lösen kann.
Es wurde eine Lösung von Rockwell Automation installiert, die Folgendes beinhaltet:
- Programmierbare Allen-Bradley® Compact GuardLogix®-Automatisierungssteuerungen
- Allen-Bradley Kinetix 5500-Servoantriebe
- Allen-Bradley PowerFlex® 525 Frequenzumrichter
- Stratix® 2500 Ethernet-Switches
- Allen-Bradley PanelView™ +7 Bedienerschnittstellen
- Erfolgreiche Entwicklung einer zu 95 % papierbasierten Alternative
- Anmeldung eines Patents für eine 100 % papierbasierte Lösung
- Eine bestehende enge Zusammenarbeit bei Forschung und Entwicklung
- Eine Automatisierungslösung auf Basis einer etablierten, branchenerprobten Plattform
- Der Endkunde nutzt bereits Lösungen von Rockwell Automation, sodass Vertrautheit und Integration kein Problem waren
- Globaler Support und Verfügbarkeit
Ausgangssituation
Vielen ist die Menge an Plastik vertraut, die nach einem Kindergeburtstag und dem Auspacken von Geschenken übrigbleibt. Manches davon ist recycelbar, anderes nicht.
Obwohl Kunststoff für Verpackungen äußerst praktisch ist, ist sein oftmals nur einmaliger Einsatz von einem Nachhaltigkeits-Gesichtspunkt problematisch. Deshalb steht Kunststoff heute im Fokus zahlreicher globaler Aktionen und Programme: Sein Anteil soll reduziert und aus möglichst vielen Anwendungen entfernt werden.
Folglich sucht jede vertikale Industrie nach Möglichkeiten, Einwegplastik zu vermeiden oder durch recycelbare oder kompostierbare Kunststoffvarianten zu ersetzen. Auch sie durch ein anderes, ökologisch geeigneteres Material auszutauschen, ist eine Möglichkeit.
Ein global tätiger Spielzeughersteller erkannte, dass er in Sachen Nachhaltigkeit den ersten Schritt wagen musste. Dies führte zu umfangreichen Anstrengungen in Forschung und Entwicklung, in deren Rahmen Nachhaltigkeitsinitiativen definiert wurden.
Für die Kunststoffe in den Produkten suchte das Unternehmen bereits nach recyclebarem Ersatz. Doch auch die Verpackungen sollten berücksichtigt werden. Deshalb entschied man sich für die Umstellung auf Papierbeutel. Bis 2025 sollen alle Spielzeugsets vollständig mit Lösungen auf Papierbasis verpackt werden. Dafür braucht es Partner, die das notwendige Know-how und die erforderlichen Maschinen bereitstellen können.
„Seinen Anfang nahm das Projekt auf der interpack, wo sich ein Vertreter an unser Schwesterunternehmen Fawema wandte“, sagt Lars Bergerhof, Vertriebsleiter der HDG – Verpackungsmaschinen GmbH. „Dank unserer Erfahrung mit dem Abfüllen von Produkten in randversiegelte Beutel wurden wir einer Liste mit 80 potenziellen Kandidaten hinzugefügt, und erhielten den Zuschlag: Wir sollten die Entwicklung leiten.“
„Wir hatten bereits Erfahrung mit Papierverpackungen für Produkte der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, daher war für uns der Umgang mit diesen Verpackungen kein Problem. Es war sogar etwas einfacher, da der für Lebensmittel benötigte Schutz durch Inertgas hier nicht benötigt wird. Aber die bestehenden Technologien basieren auf mit Polyethylen laminiertem Papier. Das ist zwar besser als 100 % Kunststoff, aber nicht ideal. Wir mussten eine Lösung finden, die komplett auf Papier basiert,“ erklärt Berghof.
Lösungen
Die erste papierbasierte Lösung, die derzeit eingesetzt wird, erfordert einen dünnen PE-Zusatz (weniger als 5 % des Gesamtmaterials), damit die Versiegelung wirksam ist. Doch durch weiteres Engagement in der Produktentwicklung konnte HDG den nächsten Schritt gehen und ein weltweites Patent für Papierbeutel mit keinerlei Kunststoff einreichen. Es wird eine mechanische Druckversiegelung eingesetzt, durch die eine Naht entsteht, die der von Kaffeefiltern ähnelt. Diese 100 % papierbasierte Lösung wird derzeit vom Kunden geprüft und wird in Zukunft voraussichtlich eingesetzt werden.
Ergebnisse
Im Betrieb nimmt die Maschine Papier von einer Rolle, formt, versiegelt und schneidet es zu einem Beutel. Dieser leere Beutel wird zu einer Abfüllstation geführt, an der überprüft wird, ob er geöffnet ist, bevor er mit vorab zusammengestellten Teilen befüllt wird. Anschließend wird der Beutel vollständig versiegelt und ist bereit für die Sekundärverpackung.
Die von HSG für den Kunden entwickelte Lösung basiert auf einer modifizierten Variante seiner RB-200/300-Maschine für die horizontale Formung, Befüllung und Versiegelung (HFFS). „Unsere Maschinen sind modular aufgebaut“, erklärt Bergerhof. „Ganz gleich wie das Produkt aussieht, wir können eine Lösung auf Beutelbasis entwickeln. Neben der Materialwahl war auch die Stellfläche vom Kunden vorgegeben. Die Maschine sollte in der Werkshalle einen vergleichbaren Platzbedarf haben wie eine bestehende vertikale Form-, Befüll- und Versiegelungsmaschine (VFFS). Sie beherrscht verschiedene Formate, wie z.B. eine 3- oder 4-seitige Versiegelung oder Standbeutel.“
Rockwell Automation wurde aus mehreren Gründen als Automatisierungsanbieter gewählt: Erstens verfügt HDG bereits über Erfahrung mit den Produkten des führenden globalen Automatisierungsunternehmens. HDG kennt sich mit Rockwells nahtloser Integration aus, auch bei Prototypen. Zweitens hat der Kunde bereits mehrere Lösungen in seinem Werk im Einsatz, die auf Rockwell Automation basieren. Außerdem war es sinnvoll, einen Anbieter zu wählen, der Produkte, Services und Support global anbieten kann, da viele multinationale Unternehmen sich für eine Standardisierung entscheiden.
„Als globale Probleme mit Lieferketten drohten den Zeitplan durcheinanderzubringen, war der Endkunde bereit, die Plattform zu wechseln. Aber wir fanden eine Lösung, bei der Teile vorbestellt und bei der S&D Service and Distribution GmbH gelagert wurden, einem Vertriebspartner von Rockwell Automation,“ erklärt Bergerhof. „Dies sicherte die Verfügbarkeit im Bedarfsfall. Rockwell war in der Lage, alle unsere Bedenken zu beseitigen - daher installieren wir gerade die ersten Produktionsmaschinen, die für Testläufe und Messungen vor der Produktion verwendet werden. Schlussendlich werden alle Maschinen in den Anlagen des Kunden ersetzt. Das Unternehmen ist dabei bestrebt, sich auf eine geringere Zahl an strategischen Lieferanten zu konzentrieren, mit denen vertrauensvoll zusammenarbeitet.“
„Diese Verpackungsart ist ideal für jeden Markt, in dem Produkte verpackt werden, die keinen Barriereschutz erfordern“, schließt Bergerhof. „Die vollständige Recyclingfähigkeit ist für all jene Unternehmen attraktiv, die immer strengeren lokalen und internationalen Nachhaltigkeitsvorschriften unterliegen.“
Mehr dazu erfahren Sie in unserem Video-Interview mit Marcus Behrens von HDG, der uns mehr über dieses spannende Projekt erzählt.
Veröffentlicht 8. März 2024