Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Tuben sind ein weltweit verbreitetes Verpackungsmittel f\u00fcr past\u00f6se Verbrauchsstoffe. Ihr Verbrauch nimmt stetig zu. Er betrug in Europa im Jahr 2005 ~ 7 500 Mio. St\u00fcck\/a. Als Werkstoffe werden neben Aluminium und Verbundwerkstoffen zunehmend Kunststoffe verwendet. Ihr Anteil liegt inzwischen bei 34%, Tendenz steigend, entsprechend einem j\u00e4hrlichen Materialverbrauch von mindestens 76 000 Tonnen in Europa bzw. >24 000 Tonnen in Deutschland. Die Tubenk\u00f6rper bestehen aus Polyethylen (PE), der Verschluss \u00fcberwiegend aus Polypropylen (PP). Die Wandst\u00e4rken der Kunststofftuben betragen ~540 \u00b5m. Die Herstellung von Kunststofftuben soll verbessert werden, um folgende \u00f6kologischen Ziele zu erreichen:
\nMaterialersparnis beim Tubenk\u00f6rper ~50%, Energieersparnis bei der Herstellung ~ 80 %, Senkung des Transportvolumens leerer Tuben: > 75%, Sortenreinheit der verwendeten Werkstoffe, Vermeiden lackierter Tuben, gute Restentleerbarkeit.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenUm dieses Ziel zu erreichen, soll ein Fertigungsverfahren entwickelt werden, dessen grundlegende Idee durch das Europ\u00e4ische Patent Nr. EP 0 907 493, erteilt am 06.03.2002, gesch\u00fctzt werden konnte. Dazu sind folgende Innovationen erforderlich:
\n1.\tEs sind Werkzeuge f\u00fcr das Mehrfachspritzen von Preforms zu entwickeln und geeignete PP – Modifikationen zu erproben;
\n2.\tTube und Verschluss werden einheitlich aus Polypropylen (PP) hergestellt. Dazu ist die Streck-Blastechnik f\u00fcr gespritzte Preforms aus PP zu entwickeln.
\n3.\tDie Materialst\u00e4rke der Tuben wird von jetzt 540 \u00b5m auf maximal 240 \u00b5m reduziert. Die Tuben werden dadurch wesentlich weicher, k\u00f6nnen besser restentleert werden und sind sehr angenehm anzufassen (soft touch);
\n4.\tDie Tubenschulter f\u00fcr den Tubenverschluss (Gewinde oder Hinterschneidung zum Aufprellen) wird nicht mehr gesondert hergestellt und eingepresst, sondern in die Preform integriert;
\n5.\tEs wird eine weitgehend automatisch arbeitenden Fertigungslinie entwickelt,
\n6.\tDie Produktionskosten f\u00fcr die Tubenproduktion werden merklich gesenkt, bei gleichzeitiger Qualit\u00e4tsverbesserung.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Als Ergebnis der Entwicklungsarbeiten steht jetzt das komplette Produktionsverfahren zur Fertigung der neuartigen Tuben zur Verf\u00fcgung. Die Materialst\u00e4rke konnte von bisher 540 \u00b5m auf 240 \u00b5m, also um 55% gesenkt werden. Es wurden Spritzwerkzeuge f\u00fcr Preformen aus PP erprobt und angepasst. Ferner wurde die Technik des Streckblasens erprobt, wobei vor allem die optimale Erw\u00e4rmung durch spezielle Infrarotstrahler eingef\u00fchrt (NIR\u00ae-Technik) wurde. Nach dem Streckblasen wird der Boden der Tube aufgeschnitten, wof\u00fcr sich ein mechanisches Verfahren mit speziellen Messern als optimal erwies. In diesem Zustand werden die Tuben zu den Bef\u00fcllbetrieben transportiert, wobei etwa 80% an Transportkapazit\u00e4t eingespart werden kann, da sie ineinander geschachtelt werden k\u00f6nnen. Nach der F\u00fcllung wird das Tubenende verschwei\u00dft. Auch f\u00fcr diesen Arbeitsgang wurden verschiedene Methoden, u. a. mittels Lasertechnik erprobt. Dabei erwies sich das Hei\u00dfversiegeln als bestes Verfahren. <\/p>\n
Es konnte der Nachweis gef\u00fchrt werden, dass mit dem Verfahren auch sogenannte Designer-Tuben hergestellt werden k\u00f6nnen. Man versteht darunter Tuben, die anstelle der \u00fcblichen kreisrunden Querschnitte auch elliptische und \u00e4hnliche Querschnitte und zus\u00e4tzlich noch Einsch\u00fcrungen und \u00e4hnliche Zierformen aufweisen k\u00f6nnen. Des weiteren wurde festgestellt, dass streckgeblasene PP-Tuben gegen\u00fcber den bisherigen PE-Tuben wesentlich h\u00f6here Barriereeigenschaften aufweisen. Die Tuben k\u00f6nnen je nach Kundenanforderung transluzent oder eingef\u00e4rbt hergestellt werden, wobei der durchsichtigen Ausf\u00fchrung ein zus\u00e4tzlicher Werbeeffekt durch Blick auf den Inhalt nachgesagt wird. Als Beschriftungsverfahren kommen Klebeetiketten, Hei\u00dfpr\u00e4gen oder Siebdruck in Frage. <\/p>\n
Bei Betrachtung der Vorhabensergebnisse kann festgestellt werden, dass hier der seltene Fall auftritt, dass die Bewertung in jeder Beziehung positiv ausf\u00e4llt. Aus technischer Sicht sind die h\u00f6here Qualit\u00e4t und die kurze Produktionszeit der neuen Tuben zu nennen. \u00d6kologisch ergeben sich Vorteile durch den geringeren Materialverbrauch, dies ist aber zugleich angesichts der stark steigenden Kunststoffpreise ein gewichtiger \u00f6konomischer Vorteil. Weitere \u00f6kologische Vorteile sind die Senkung des Transportvolumens im vorhergesagten Umfang und die besseren M\u00f6glichkeiten zum Recycling, da die Tuben besser entleert werden und Tube und Verschluss aus dem gleichen Material bestehen. Die Herstellkosten der neuen Tuben liegen – soweit vergleichbare Formen betrachtet werden – etwa 30 bis 50% unter den heute verwendeten Kunststofftuben.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Zur Verbreitung der Vorhabensergebnisse hatte es wenig Sinn, sich der \u00f6ffentlichen Medien zu bedienen, da der Anwenderkreis begrenzt und bekannt ist. Er umfasst in Deutschland etwa 14 Firmen wie z. B. die Beiersdorf AG oder Procter & Gamble. Diese Unternehmen wurden teilweise mehrfach besucht, um die neuen Tuben und deren Vorz\u00fcge vorzustellen. Der Projektleiter, Herr Hans K\u00fchn, bem\u00fchte sich unter gro\u00dfem, pers\u00f6nlichem Einsatz um die Verbreitung der Entwicklungsergebnisse. Die Tubenanwender waren insgesamt am vorgestellten Produkt sehr interessiert. Es musste jedoch erkannt werden, dass die Gr\u00f6\u00dfe der Firma Hans K\u00fchn Kunststoffwerk den Tubenanwendern aus Gr\u00fcnden der Liefersicherheit nicht gen\u00fcgte, um einen gr\u00f6\u00dferen Auftrag zu vergeben. Die Erteilung gr\u00f6\u00dferer Auftr\u00e4ge wurde von einem wie auch immer gearteten Zusammenschluss mit einem gr\u00f6\u00dferen Unternehmen abh\u00e4ngig gemacht, um die Lieferf\u00e4higkeit gro\u00dfer St\u00fcckzahlen bei Umstellung auf das neue Verfahren zu sichern.
\nWir befinden uns zurzeit in aussichtsreichen Verhandlungen mit einem gro\u00dfen Unternehmen und rechnen damit, im Verlauf des Jahres 2006 mit der Fertigung von Gro\u00dfserien mit St\u00fcckzahlen von 10 bis 20 Mio. St\u00fcck pro Jahr starten zu k\u00f6nnen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Ziel des Vorhabens war es, die konventionelle Herstellung von Kunststofftuben zu verbessern. Die Verbesserung sollte nicht nur den technischen Ablauf betreffen oder die Produktion rationalisieren, sondern gleichzeitig einen erheblichen Beitrag zum sparsamen Umgang mit fossilen Energietr\u00e4gern und den daraus hergestellten Kunststoffen leisten. Diese Ziele konnten mit Abschluss des FuE-Vorhabens erreicht werden. Durch die neue Verfahrenstechnik ist es m\u00f6glich, die bisher f\u00fcr Tuben verwendete Materialst\u00e4rke von 540 \u00b5m, die vor allem zum Einschwei\u00dfen der Tubenschulter erforderlich war, auf 240 \u00b5m zu reduzieren. Dadurch sinkt der Materialverbrauch um etwa 55%. Mit dieser d\u00fcnnen Wandst\u00e4rke verbunden ist ein sehr angenehmeres Handgef\u00fchl beim Kunden (soft touch), denn die Tuben f\u00fchlen sich wesentlich weicher und anschmiegsamer an. Sie k\u00f6nnen deshalb auch besser entleert werden. Dies ist nicht nur f\u00fcr den Kunden von Vorteil, sondern auch f\u00fcr das sp\u00e4tere Recycling der leeren Tuben, deren Material sich auch deshalb wieder sehr einfach aufbereiten l\u00e4sst, weil Tuben und Verschl\u00fcsse aus identischem Kunststoff gefertigt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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