Schrumpftunnel

Im Bereich der Wellpappe-Verpackungen nimmt der Schrumpftunnel eine zentrale Rolle ein. Er ermöglicht eine kosteneffiziente und sichere Verpackung von Produkten und gewährleistet dabei gleichzeitig eine hohe Qualität der Umhüllung. Durch das definierte Aufschrumpfen von Folie entstehen formschlüssige Gebinde, die die Transportstabilität erhöhen, Oberflächen schützen und das Handling auf Fördertechnik sowie in der Palettierung vereinfachen. Insbesondere bei Trays, Zuschnitten und gestanzten Wellpapp-Elementen sorgt der Prozess für reproduzierbare Ergebnisse mit gleichmäßiger Vorspannung der Folie.

Definition: Was versteht man unter einem Schrumpftunnel?

Ein Schrumpftunnel bezeichnet eine Maschine, die in der Verpackungsindustrie verwendet wird. Sie hat die Aufgabe, eine dünne Kunststofffolie, die um ein Produkt gelegt wird, unter Hitzeeinwirkung zu schrumpfen. Dies führt dazu, dass die Folie eng an das Produkt angepasst wird und so ein optimaler Schutz gewährleistet ist. Im Gegensatz zu manuellen Schrumpfgeräten arbeitet der Tunnel kontinuierlich: Produkte passieren eine Heizzone, in der die Folie durch Wärme aktiviert wird und ihre vorgegebene Schrumpfspannung entfaltet. So lassen sich gleichbleibende Ergebnisse bei hoher Linienleistung erreichen.

Typische Baugruppen sind das beheizte Tunnelgehäuse, Umluftgebläse oder Strahler zur Wärmeübertragung, ein stufenlos regelbares Transportband und eine Steuereinheit zur Einstellung von Temperatur, Luftstrom und Verweildauer. In Kombination mit vorgelagerten Schweißaggregaten (z. B. L- oder Winkelschweißern) entsteht ein reproduzierbarer, kontinuierlicher Prozess für Einzel- und Sammelverpackungen. Je nach Auslegung kommen Stabketten- oder Gurtbandförderer, segmentierte Heiz- und Kühlzonen sowie Rezepturverwaltung mit speicherbaren Parametern zum Einsatz. Sensorik für Temperatur, Luftmenge und Bandgeschwindigkeit unterstützt die stabile Prozessführung und erleichtert Formatwechsel.

Funktionsweise eines Schrumpftunnels

Nachdem ein Produkt mit einer speziellen Schrumpffolie umhüllt wurde, wird es in den Schrumpftunnel eingeführt. Innerhalb des Tunnels herrschen definierte Temperaturen, die dafür sorgen, dass die Folie schrumpft und sich eng an das Produkt anlegt. Mikroperforationen in der Folie erlauben das Entweichen von Luft und vermeiden Lufteinschlüsse. Dieser Prozess kann bei einer Vielzahl von Produkten angewandt werden, um diese vor äußeren Einflüssen zu schützen, ohne die Sichtbarkeit des Packguts einzuschränken.

Der Ablauf gliedert sich in Zuführung, Aufschrumpfen und Abkühlung: Das mit Folie umhüllte Packgut gelangt auf das Förderband, durchläuft die Heizzone mit konvektiver (Umluft) oder strahlungsbasierter Wärmeübertragung und stabilisiert sich anschließend in einer kurzen Kühlstrecke. Entscheidend für ein fehlerfreies Ergebnis sind Folienart und -stärke, die eingestellte Temperatur, die Verweildauer sowie die Strömungsführung im Tunnel. In der Praxis werden die Parameter als abgestimmtes Prozessfenster definiert; ein zu schneller Durchlauf begünstigt Faltenbildung, während eine zu lange Verweildauer Materialüberdehnung oder Mattstellen hervorrufen kann. Beispielhafte Temperaturbereiche liegen – abhängig vom Folientyp – häufig zwischen ca. 120 und 200 °C.

Folien und Prozessparameter

• Folientypen: Häufig eingesetzt werden Polyolefin- (POF), Polyethylen- (PE) und, seltener, PVC-Schrumpffolien. Auswahlkriterien sind Schrumpfrate, Transparenz, Reißfestigkeit und Temperaturfenster.
• Temperatur und Zeit: Zu hohe Temperaturen führen zu Perforationen oder ungleichmäßigem Schrumpf; zu niedrige Temperaturen begünstigen Faltenbildung und unvollständigen Anzug.
• Luftführung: Eine gleichmäßige Umluftverteilung vermeidet lokale Überhitzungen und sorgt für eine homogene Oberfläche ohne „Fischaugen“ oder Spannfalten.
• Perforation und Entgasung: Fein abgestimmte Mikroperforation verhindert Lufteinschlüsse und unterstützt klares Erscheinungsbild ohne Trübungen.
• Richtungsabhängiger Schrumpf: Schrumpfgrade in Maschinen- (MD) und Querrichtung (TD) beeinflussen das Oberflächenbild und die Kräfte an Wellpapp-Kanten.
• Liniengeschwindigkeit: Bandgeschwindigkeit und Tunneltemperatur sind gemeinsam auf Folienstärke und Produktmasse abzustimmen, um ein stabiles Prozessfenster zu erzielen.
• Tunnelgeometrie: Freimaße zwischen Produktkontur und Tunneldurchlass sollten so gewählt werden, dass Hitzestau vermieden und die Luftführung stabil bleibt.

Maschinenvarianten und Optionen

Schrumpftunnel stehen als Heißluft-, Infrarot- oder kombinierte Systeme zur Verfügung. Optionen wie zonenweise Temperaturregelung, variable Düsenbleche zur Luftlenkung, einstellbare Kühlsektionen, Bandabdeckungen für schmale Produkte sowie automatische Höhen- und Breitenverstellung erleichtern den Betrieb bei wechselnden Formaten. Ergänzend kommen Schutzhüllen- oder Halbschlauchfolien, automatische Folienabroller und Schweißaggregate zum Einsatz, um Einzel- und Sammelverpackungen effizient zu erzeugen.

Inbetriebnahme, Rezeptverwaltung und Validierung

Für wiederholbare Ergebnisse empfiehlt sich die Ermittlung von Startrezepten pro Format: ein definiertes Set aus Temperaturprofil, Luftmenge, Bandgeschwindigkeit und Kühlzeit. Die Validierung erfolgt über Sichtprüfung (Faltenbild, Glanz, Nahtlage), Maßhaltigkeit der Gebinde, Stapeltests und gegebenenfalls Fall- oder Rutschtests. Die dokumentierte Rezeptverwaltung verkürzt Einrichtzeiten und reduziert Ausschuss beim Formatwechsel.

Anwendungsbereiche von Schrumpftunneln in der Wellpappe-Verpackung

Schrumpftunnel finden vor allem in Bereichen Anwendung, in denen Produkte für den Transport oder die Lagerung sicher verpackt werden müssen. Dies beinhaltet unter anderem die Lebensmittelindustrie, die Pharmabranche oder die Elektronikbranche. Im Kontext der Wellpappe-Verpackung ist der Schrumpftunnel besonders relevant, da er eine umfassende und sichere Umhüllung der Produkte ermöglicht. Auch im Versandhandel, in der Druck- und Medienlogistik sowie im Non-Food-Bereich werden Trays und Zuschnitte aus Wellpappe durch Folienumhüllung stabilisiert, gebündelt und vor Staub oder Feuchtigkeit geschützt.

Typische Konstellationen sind Trays aus Wellpappe mit Folienumhüllung (z. B. bei Getränke- oder Konservenbündeln), umschrumpfte Sets auf Zuschnitten sowie staubschützende Umhüllungen für empfindliche Oberflächen. In der Druck- und Medienlogistik werden Kataloge, Zeitschriften oder Bücher einzeln oder gebündelt auf Trays gesichert. In der Elektronik dient die Umhüllung als Staub- und Transportschutz, während in der Kosmetik konfektionierte Sets stabilisiert werden. Ergänzend finden sich Anwendungen bei Haushaltswaren, DIY-Artikeln und saisonalen Aktionsgebinden, die im Handel auf Wellpapp-Trays präsentiert werden.

Bezug zur intralogistischen Handhabung

• Stabilisierung von Bündeln: Einheitliche Folienvorspannung reduziert Verrutschen auf Fördertechnik und beim Handling.
• Schutzfunktion: Die geschlossene Umhüllung wirkt als Barriere gegen Staub und Feuchtigkeit, ohne die Sicht auf das Produkt zu verdecken.
• Kantenschonung: Bei Wellpapp-Trays sollten Kantenradien und Folienzug so abgestimmt werden, dass Quetschungen an der Wellstruktur vermieden werden.
• Lesbarkeit und Etikettierung: Klare Folien und faltenfreie Oberflächen unterstützen die zuverlässige Code- und Labelerkennung in Förderstrecken.
• Automatisches Handling: Greif- und Saugerflächen sind bei der Gebindegestaltung zu berücksichtigen, um Palettierung und Depalettierung zu erleichtern.

Vor- und Nachteile eines Schrumpftunnels

Die Vorteile eines Schrumpftunnels liegen vor allem in der Effizienz und der Sicherheit, die er bietet. Durch die maschinelle Verarbeitung ist ein zügiger und gleichbleibender Verpackungsprozess möglich, der zudem eine hohe Qualität der Verpackung verspricht. Zudem ermöglicht der Einsatz von Schrumpffolie eine saubere und ansprechende Präsentation des verpackten Produkts. Die Nachteile beziehen sich vor allem auf den Energieverbrauch des Schrumpftunnels und das damit verbundene Umweltbewusstsein. Zudem kann die Verwendung von Schrumpffolien, insbesondere bei hitzeempfindlichen Produkten, zu Beschädigungen führen. Darüber hinaus sind Maschinenraum, Abluftführung und Geräuschentwicklung zu berücksichtigen, ebenso wie der Aufwand für Instandhaltung und das fachgerechte Einstellen der Prozessparameter.

• Vorteile: Gleichmäßige Ergebnisqualität, gute Stapel- und Transportstabilität, Sichtbarkeit des Packguts, Option auf Manipulationsschutz durch geschlossene Folienhülle, hohe Linienkompatibilität und Automatisierbarkeit. Auch bei variierenden Losgrößen ermöglicht die Rezeptverwaltung ein schnelles Umrüsten und reduziert Ausschussquoten.
• Herausforderungen: Energiebedarf der Heizzone, Materialeinsatz und Entsorgbarkeit der Folie, potenzielle thermische Belastung hitzeempfindlicher Produkte, Einrichteaufwände bei Formatwechseln sowie regelmäßiger Wartungsbedarf (z. B. bei Transportketten und Heizelementen). Zusätzlich sind Abwärme, mögliche Geruchsentwicklung und eine passende Abluftführung in der Linienumgebung zu beachten.

Qualitätssicherung und typische Fehlerbilder

• Falten und Einschlüsse: Weisen auf zu geringe Temperatur oder unzureichende Verweildauer hin.
• Überdehnung und Aufreißen: Entstehen häufig durch zu hohe Temperaturen, zu langen Aufenthalt im Tunnel oder zu starke mechanische Vorspannung.
• Inhomogene Oberfläche: Ungünstige Luftführung oder falsche Folienauswahl begünstigen „Orangenhaut“ und ungleichmäßigen Glanz.
• Trübungen und Beschlag: Unzureichende Entgasung oder zu geringe Kühlstrecke können eine milchige Optik verursachen.
• Nahtversatz: Fehlpositionierte Schweißnähte deuten auf unzureichende Synchronisation zwischen Schweißaggregat und Tunnel hin.
• Kantenabzeichnungen: Zu hoher Folienzug an scharfen Wellpapp-Kanten führt zu Druckstellen; größere Kantenradien und angepasstes Temperaturprofil helfen.

Auswahlkriterien für den Einsatz im Zusammenhang mit Wellpappe

Für eine passgenaue Auslegung sind Produktgeometrie, Folieneigenschaften, Temperaturfenster und Liniengeschwindigkeit aufeinander abzustimmen. Bei Packstücken mit empfindlichen Oberflächen oder bedruckten Wellpapp-Elementen sind Folienzug und Temperatur so zu wählen, dass es nicht zu Glanzstellen oder Kantenschäden kommt. Ebenso wirken sich Wellenart (z. B. E-, B- oder C-Welle), Flächengewicht, Rillung und die Position von Öffnungen auf das Schrumpfverhalten und die Kantenstabilität der Gebinde aus.

Eine sorgfältige Formatabstimmung sowie die Dokumentation relevanter Maße unterstützen wiederholbare Ergebnisse. Weiterführende, praktische Hinweise zu relevanten Abmessungen im Kontext helfen dabei, Toleranzen und Passungen im Prozess konsistent zu berücksichtigen. Empfehlenswert ist die Unterscheidung zwischen Innen- und Außenmaßen der Wellpapp-Trays, die Berücksichtigung der Folienstärke sowie der geplanten Schrumpfzugrichtung, um ein zuverlässiges Fit der Umhüllung zu gewährleisten.

Nachhaltigkeitsaspekte und Betrieb

Material- und Energieeffizienz lassen sich durch dünnere, geeignete Folienstärken, optimierte Temperaturprofile, Wärmedämmung des Tunnels und intelligente Standby-Konzepte verbessern. Monomaterial-Folien erleichtern die stoffliche Verwertung. Prozessseitig tragen kontinuierliche Qualitätssicherung, regelmäßige Wartung sowie die Schulung des Bedienpersonals zu stabilen Ergebnissen bei. Ergänzend unterstützen Energie-Messpunkte (kWh pro 1.000 Gebinde), Wärmerückhaltung an Tunnelöffnungen, bedarfsgerechte Umluftregelung und eine konsequente Rezeptpflege die Reduktion von Material- und Energieeinsatz. Der Einsatz rezyklatfähiger Materialien und – wo möglich – Rezyklatanteile kann die Umweltbilanz weiter verbessern.

Wartung und Instandhaltung

Für eine hohe Anlagenverfügbarkeit sind die Reinigung der Luftkanäle und Düsen, die Kontrolle von Heizelementen und Isolierungen, das Spannen und Reinigen der Förderbänder sowie das Nachschmieren von Lagerstellen regelmäßig einzuplanen. Verschleißteile wie Teflonbänder, Dichtungen und Ketten sollten vorbeugend gewechselt werden. Dokumentierte Wartungsintervalle und klare Checklisten unterstützen kurze Stillstandszeiten und stabile Prozessqualität.

Sicherheit und Integration

Schutzhauben, Berührungsschutz, zuverlässige Abluftführung und klare Bedienkonzepte sind für den sicheren Betrieb wesentlich. In Linien werden Schrumpftunnel häufig mit Zuführ- und Bündelaggregaten, Schweißern und nachgelagerter Kontrolle (z. B. Wiegen oder Etikettieren) kombiniert. Eine gute Synchronisation der Fördertechnik verhindert Staus und minimiert Oberflächenbelastungen an Wellpapp-Trays. Ergänzend sind Not-Halt-Einrichtungen, Verriegelungen an Türen, Temperaturüberwachung mit Grenzwertabschaltungen sowie eindeutige Kennzeichnungen der heißen Zonen wichtige Elemente eines sicheren Anlagenlayouts. Schnittstellen zu vorgelagerten und nachgelagerten Modulen (z. B. Signale für Start/Stop, Bandüberwachung) erleichtern die Integration in bestehende Verpackungslinien.

Zusammenfassung:

• Ein Schrumpftunnel ist eine spezielle Maschine, die in der Verpackungsbranche genutzt wird und durch Wärmeeinwirkung Verpackungs- oder Schrumpffolie fest an das Produkt anpasst, was einen sicheren Transport ermöglicht.
• Diese Technologie kann optimal für Verpackungen aus Wellpappe verwendet werden, da sie feste und widerstandsfähige Schutzhüllen erzeugt, die das Produkt vor äußeren Einflüssen schützt und seine Langlebigkeit erhöht.
• Durch den Einsatz eines Schrumpftunnels können Unternehmen ihre Verpackungsprozesse effizienter und kostensparender gestalten, da die schnelle und präzise Verarbeitung ein hohes Produktionsvolumen unterstützt.
• Die richtige Kombination aus Folientyp, Temperatur, Luftführung und Verweildauer ist entscheidend, um gleichbleibende Ergebnisse ohne Faltenbildung, Überdehnung oder Kantenbeschädigungen zu erzielen.
• Nachhaltigkeit, Arbeitssicherheit und prozesssichere Integration in bestehende Linien sind zentrale Kriterien, um die Vorteile des Schrumpfens im Zusammenspiel mit Wellpappe langfristig auszuschöpfen.
• Rezeptverwaltung, dokumentierte Einstellwerte und regelmäßige Validierung sichern wiederholbare Qualität und reduzieren Einrichtzeiten.
• Konsequente Wartung, geeignete Folienauswahl und eine auf Wellpapp-Geometrien abgestimmte Luft- und Temperaturführung vermeiden typische Fehlerbilder und erhöhen die Betriebssicherheit.