Papier statt Plastik

Wer schon einmal einen Kindergeburtstag miterlebt hat, kennt das Szenario: Nach dem Auspacken der Geschenke bleibt eine beträchtliche Menge Plastik zurück. Zwar ist ein Teil davon recycelbar, doch vieles landet im Müll. Kunststoff ist zwar praktisch für Verpackungen, aber die einmalige Verwendung stellt aus Nachhaltigkeitssicht ein erhebliches Problem dar. Daher steht die Reduzierung von Plastik im Mittelpunkt zahlreicher globaler Initiativen. Nahezu alle Branchen suchen nach Wegen, Einwegplastik zu vermeiden oder durch umweltfreundlichere Alternativen zu ersetzen. Ein globaler Spielzeughersteller erkannte die Notwendigkeit, in Sachen Nachhaltigkeit voranzugehen. Nach umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen wurden Nachhaltigkeitsinitiativen definiert und umgesetzt.

Der Weg zu nachhaltigen Verpackungen

Da das Unternehmen bereits nach recycelbaren Ersatzstoffen für Kunststoffe in Produkten suchte, sollten nun auch Verpackungen nachhaltiger gestaltet werden. Die Entscheidung fiel auf Papierbeutel. Das ambitionierte Ziel: Bis 2025 sollen alle Spielzeugsets vollständig mit papierbasierten Lösungen verpackt werden. Um dies zu erreichen, brauchte der Spielzeughersteller Partner mit dem nötigen Know-how und den erforderlichen Maschinen. So kam die HDG – Verpackungsmaschinen ins Spiel. Das Projekt begann auf der Interpack, wo sich ein Vertreter an das Schwesterunternehmen Fawema wandte. Aufgrund der Erfahrung, Produkte in randversiegelte Beutel abzufüllen, wurde HDG unter 80 potenziellen Kandidaten ausgewählt und erhielt den Zuschlag für die Leitung der Entwicklung.

Herausforderungen und Lösungen

Da HDG bereits Erfahrung mit Papierverpackungen aus der Lebensmittel- und Getränkeindustrie mitbrachte, war der Umgang mit dieser Art von Verpackungen für das Unternehmen unproblematisch. Es war sogar einfacher, da der für Lebensmittel benötigte Schutz durch Inertgas hier nicht erforderlich war. Allerdings basieren bestehende Technologien auf mit Polyethylen (PE) laminiertem Papier. Das ist zwar besser als 100-prozentiger Kunststoff, aber nicht ideal. Es musste eine Lösung gefunden werden, die komplett auf Papier basiert.

Die erste, derzeit verwendete Lösung benötigt noch einen geringen PE-Zusatz für eine effektive Versiegelung (weniger als fünf Prozent des Gesamtmaterials). Doch HDG ging noch einen Schritt weiter und reichte ein weltweites Patent für Papierbeutel ohne jeglichen Kunststoffanteil ein. Diese innovative Lösung nutzt eine mechanische Druckversiegelung, die eine Naht ähnlich der von Kaffeefiltern erzeugt. Diese 100-prozentig papierbasierte Variante wird aktuell vom Kunden geprüft und soll in Zukunft zum Einsatz kommen.

Kosteneffizienz durch Innovation

Die Entwicklung bringt nicht nur ökologische, sondern auch ökonomische Vorteile mit sich. Während die erste Version – ein Standbeutel mit herkömmlicher Heißversiegelung – Materialkosten von etwa 2.000 € pro Tonne verursacht, halbiert die neue, vollständig papierbasierte Lösung mit mechanischer Druckversiegelung diesen Preis. Zudem ist sie komplett recycelbar und nachhaltig.

Im Betrieb nimmt die Maschine Papier von einer Rolle und 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.

Flexibilität und Anpassungsfähigkeit

Die für den Kunden entwickelte Lösung basiert auf einer modifizierten Version der RB-200/300-Maschine von HDG für die horizontale Formung, Befüllung und Versiegelung (HFFS). Das System zeichnet sich durch Flexibilität aus: Die Maschinen sind modular aufgebaut. Unabhängig von der Produktbeschaffenheit kann eine beutelbasierte Lösung entwickelt werden.

Neben der Materialwahl spielte auch die Stellfläche eine wichtige Rolle. Die neue Maschine sollte in der Werkshalle einen ähnlichen Platzbedarf haben wie die bestehenden vertikalen Form-, Befüll- und Versiegelungsmaschinen (VFFS) und beherrscht verschiedene Formate, wie beispielsweise 3- oder 4-seitige Versiegelung oder Standbeutel.

Partnerschaft mit Rockwell Automation

Die Wahl von Rockwell Automation als Automatisierungspartner basierte auf mehreren strategischen Überlegungen. HDG profitiert von seiner Erfahrung mit den Produkten des führenden globalen Automatisierungsunternehmen und deren nahtloser Integration, auch bei Prototypen. Diese Vertrautheit ermöglicht eine effiziente Implementierung und minimiert potenzielle Anlaufschwierigkeiten. Zudem nutzt der Endkunde bereits mehrere Lösungen von Rockwell Automation in seinen Werken, was eine konsistente Automatisierungslandschaft schafft und Synergien fördert.

Ein weiterer entscheidender Faktor war Rockwells globale Präsenz, die eine weltweite Bereitstellung von Produkten, Services und Support ermöglicht – ein wichtiger Aspekt für multinationale Unternehmen, die auf Standardisierung setzen. Die globale Ausrichtung gewährleistet nicht nur eine einheitliche Technologiebasis über verschiedene Standorte hinweg, sondern erleichtert auch den Wissenstransfer und die Wartung.

Als globale Probleme mit Lieferketten drohten den Zeitplan durcheinanderzubringen, war der Endkunde bereit, die Plattform zu wechseln. Jedoch wurde eine Lösung gefunden, bei der Teile vorbestellt und bei dem Unternehmen S&D Service and Distribution gelagert wurden, einem Vertriebspartner von Rockwell Automation. Dies sicherte die Verfügbarkeit im Bedarfsfall. Rockwell war in der Lage, alle Bedenken zu beseitigen – daher werden gerade die ersten Produktionsmaschinen installiert, 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 strategischer Lieferanten zu konzentrieren, mit denen es vertrauensvoll zusammenarbeitet.

Die breite Anwendbarkeit und das Zukunftspotenzial der neuen Verpackungslösung sind bemerkenswert: Die innovative Technologie eignet sich ideal für eine Vielzahl von Produkten, die keinen speziellen Barriereschutz benötigen. Die vollständige Recyclingfähigkeit macht sie besonders attraktiv für Unternehmen, die zunehmend strengeren Nachhaltigkeitsvorschriften unterliegen – sowohl lokal als auch international. Es besteht ein großes Potenzial, nicht nur in der Spielzeugindustrie, sondern auch in anderen Branchen wie Elektronik, Haushaltswaren oder Kosmetik.

Die Zusammenarbeit zwischen HDG, Rockwell Automation und dem Spielzeughersteller demonstriert eindrucksvoll, wie branchenübergreifende Kooperationen zu neuen Lösungen führen können. Sie unterstreicht auch die Bedeutung von Flexibilität und Anpassungsfähigkeit in einer sich schnell wandelnden globalen Wirtschaft.