Schrumpfverpackung

Beim Begriff Schrumpfverpackung denken viele sofort an industrielle Verpackungen. Doch was genau verbirgt sich dahinter und wie funktioniert diese Art von Verpackung eigentlich? Besonders in der Wellpappe-Industrie findet man die Schrumpfverpackung häufig.

Im Kern beschreibt sie ein Verfahren, bei dem eine thermoplastische Folie durch Wärmeeinwirkung eng an ein Produkt oder ein Gebinde angelegt wird. Dadurch entsteht ein dichter, formschlüssiger Überzug, der Waren bündelt, Oberflächen vor Staub und Feuchtigkeit schützt und die Handhabung im innerbetrieblichen Materialfluss sowie im Versand vereinfacht. Schrumpfprozesse können manuell, halbautomatisch oder vollautomatisch ausgeführt werden und sind sowohl für Einzelartikel als auch für Mehrstückbündel geeignet.

Je nach Anwendung spricht man auch von Schrumpfhauben, Schrumpfbündeln oder Tray-and-Shrink-Verpackungen. In der Praxis werden Display-, Transport- und Lagerverpackungen häufig mit Wellpappe-Trays kombiniert, um Kanten zu schützen, die Stapelfähigkeit zu erhöhen und die Kennzeichnung zu erleichtern.

Definition: Was versteht man unter Schrumpfverpackung?

Unter der Schrumpfverpackung versteht man ein Verfahren, bei dem Produkte oder Gebinde durch Überziehen mit einer Kunststofffolie und anschließendem Erhitzen fest umschlossen werden. Durch die Hitzeeinwirkung zieht sich die Folie zusammen – sie schrumpft – und passt sich der Form der verpackten Ware an. Somit bietet sie einen optimalen Produktschutz.

Typische Ausprägungen sind Hauben- oder Schlauchfolien, Flachfolien mit L- oder Seitenschweißung sowie sogenannte Tray-and-Shrink-Lösungen, bei denen Ware auf einer Karton-Tray-Basis gebündelt wird. Der fest anliegende Folienüberzug sorgt für Sichtbarkeit des Inhalts, bündelt Einheiten sicher und reduziert das Risiko von Reib- und Oberflächenschäden. Von verwandten Verfahren ist sie wie folgt abzugrenzen:

• Gegenüber Dehnverpackung (Stretch) wird beim Schrumpfen Wärme statt Zugspannung genutzt.
• Im Unterschied zur Skin-Verpackung liegt die Folie nicht nur auf, sondern zieht sich aktiv zusammen und fixiert das Packgut.
• Im Vergleich zu Banderolierungen werden vollflächigere Haltekraft und Schutzwirkung erreicht.

Für die Auslegung werden Folienart, Schrumpfrichtung (Maschinen- bzw. Querrichtung), Nahtgeometrie und Entlüftung mit der Produktgeometrie, Kantenempfindlichkeit und dem gewünschten Präsentationsgrad abgestimmt. Zusätzliche Einleger aus Wellpappe können punktuelle Belastungen entschärfen und die Haltekraft ergänzen.

Anwendungsgebiete der Schrumpfverpackung

Die Schrumpfverpackung findet in zahlreichen Branchen Anwendung. Insbesondere in der Lebensmittelindustrie ist sie wegen ihres hohen Hygieneniveaus und ihrer Fähigkeit, Produkte frisch zu halten, sehr gefragt. Aber auch in der Elektronikindustrie und im Versandhandel wird sie zur Sicherung und zum Schutz der Produkte vor Transportschäden eingesetzt. Ein weiterer Anwendungsbereich findet sich in der Sammler- und Archivierungswelt zur geschützten Aufbewahrung von wertvollen und sensiblen Objekten.

• Getränke, Dosen und Flaschen als Multipacks auf Trays oder als Bündel.
• Druckerzeugnisse, Bücher und Broschüren für Bündelung und Staubschutz.
• Kosmetik- und Pharmaartikel mit Manipulationsschutz durch Siegellinien.
• Technische Komponenten, Baugruppen und Ersatzteile mit erhöhter Transportstabilität.
• Möbelteile, Holz- und Metallprodukte als Oberflächenschutz während Lagerung und Handling.
• E-Commerce-Waren zur Bündelung von Sets und zur Reduktion loser Bestandteilverluste.
• Haushaltswaren, Reinigungsmittel und Körperpflegeprodukte als Aktions- oder Vorteilspackungen.
• Baustoffe, Farben und Lacke in Gebinden, bei denen Leckage- und Abriebschutz relevant sind.
• Lebensmittel im Trockensortiment (z. B. Konserven, Glaswaren) mit hoher Barcode-Lesbarkeit.

Für hitzeempfindliche Güter (z. B. schmelzempfindliche Kunststoffe oder beschichtete Oberflächen) werden niedrige Tunneltemperaturen, kurze Verweilzeiten oder alternative Materialien gewählt, um thermische Beeinflussung zu vermeiden.

Ergänzend kommen Funktionsmerkmale wie Perforationsmuster zur Entlüftung, Aufreißhilfen für verbesserte Öffnungsfreundlichkeit oder partielle Bedruckung bzw. Etikettierung für Kennzeichnung und Rechtstexte zum Einsatz.

Herstellungsprozess von Schrumpfverpackungen

Der Herstellungsprozess von Schrumpfverpackungen beginnt mit der Auswahl des geeigneten Materials. Hierbei kommen je nach Anforderungsprofil verschiedene Kunststofffolien zum Einsatz, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen oder PVC. Nach der Produktion der Folie wird diese über das Produkt oder den Produktverbund gezogen und anschließend mit Hitze behandelt, typischerweise in einem Schrumpftunnel. Durch die Hitze zieht sich die Folie zusammen und legt sich eng um das Produkt.

Materialien und Folientypen

• PE (meist LDPE): robust, gute Schrumpfwerte, häufig für Bündelungen und Trays.
• PO (Polyolefin): klare Optik, gute Reißfestigkeit, geeignet für Präsentationsverpackungen.
• PVC: teilweise im Einsatz, jedoch rückläufig aufgrund regulatorischer Anforderungen.
• Mehrschichtfolien (Coex): kombinieren Eigenschaften wie Durchstoßfestigkeit und Glanz.
• Nischenmaterialien: z. B. teilanwendungsspezifische, biobasierte Qualitäten mit Fokus auf Recyclingverträglichkeit.

Wichtige Kenngrößen sind Folienstärke (typisch 12–100 µm je nach Anwendung), Schrumpfrate in Maschinen- und Querrichtung, Reiß- und Durchstoßfestigkeit, Glanz und Transparenz. Die Wahl dieser Parameter richtet sich nach Produktgeometrie, Kantenempfindlichkeit und gewünschter Haltekraft.

Maschinen und Verfahren

• Haubenschrumpfgeräte und Winkelschweißer für kleine bis mittlere Stückzahlen.
• Seitenschweißanlagen mit kontinuierlicher Zufuhr für höhere Leistungsbereiche.
• Schrumpftunnel (elektrisch oder gasbeheizt) mit einstellbarer Luftführung und Temperaturzonen.
• Vollautomatische Schrumpfpacker mit Zuführ-, Vereinzlungs- und Tray-Applikationseinheiten.

Der Ablauf umfasst in der Regel das Zuführen der Ware, das Einbringen in die Folie (Schlauch, Centerfold oder Haube), das Verschließen mittels Schweißnaht sowie den Durchlauf durch den Tunnel mit anschließender Abkühlung zur Stabilisierung.

In integrierten Linien werden Trayaufrichter, Etikettierer und Kontrollwaagen angedockt. Rüstzeiten, Folienwechsel und die Abstimmung von Vorschub, Schweißimpuls und Luftvolumen im Tunnel beeinflussen die Wiederholgenauigkeit und Effizienz.

Prozessparameter und Qualität

Qualitätsergebnisse hängen von Temperaturprofil, Tunnelgeschwindigkeit, Luftzirkulation, Folienvordehnung und Entlüftung ab. Eine gezielte Luftabfuhr verhindert Blasenbildung und Falten. Dazu wird die Folie häufig mikro-lochig gestaltet oder mechanisch entlüftet. Weiterführende Informationen liefert der Beitrag Details zur Perforation bei Schrumpffolien im Prozess. Sichtkriterien (Klarheit, Faltenlage, Nahtbild) und Funktionskriterien (Haltekraft, Abrieb- und Kantenbeständigkeit) werden durch Stichproben, Fall- oder Schwingprüfungen sowie Klimatests bewertet.

Häufige Fehlerbilder und Abhilfe

• Faltenwurf an Kanten: Luftführung im Tunnel anpassen, Folienbreite optimieren, Kantenradien am Produkt entschärfen.
• Blasenbildung: Entlüftungsperforation prüfen, Siegelzeit reduzieren, Temperaturfenster an Material anpassen.
• Nahtabrisse: Schweißdruck und -zeit justieren, Nahtüberlappung erhöhen, Verunreinigungen an der Schweißzone vermeiden.
• Orangenhaut/Trübung: Temperatur zu hoch, Kühlstrecke verlängern, Materialqualität mit höherem Glanz wählen.
• Schrumpfung ungleichmäßig: Gebläsedüsen ausrichten, Fördergeschwindigkeit konstant halten, Folienorientierung berücksichtigen.

Vor- und Nachteile von Schrumpfverpackung

Die Schrumpfverpackung bietet viele positive Aspekte. Ein wichtiger Vorteil liegt in der optimalen Produktpräsentation, da die transparente Folie das Produkt sichtbar macht und es vor äußeren Einflüssen schützt. Zudem sorgt sie für eine hohe Packstabilität und gute Stapelfähigkeit. Aufgrund der individuellen Anpassung an das Produkt ist zudem ein geringer Materialverbrauch gegeben. Jedoch hat die Schrumpfverpackung auch Nachteile. Die Herstellung ist energieintensiv und der Einsatz von Kunststoff steht in der Kritik aufgrund der Umweltbelastung. Weiterhin kann die Entsorgung problematisch sein, wenn keine geeigneten Recyclingmöglichkeiten vorhanden sind.

• Vorteile: Bündelung mehrerer Einheiten, Schutz vor Staub und Feuchtigkeit, Manipulationsschutz über Siegelnähte, geringe Masse des Packmittels, gute Sichtbarkeit und Barcode-Lesbarkeit.
• Grenzen: Wärmebelastung für sensible Produkte, mögliche Falten an komplexen Geometrien, Energiebedarf des Tunnels, abhängig von korrekter Prozessführung (Temperatur, Luftführung, Taktzeit).
• Ökologische Aspekte: Reduktion der Folienstärke, Einsatz von Monomaterialien, Rezyklatanteilen und optimierten Prozessfenstern kann den Material- und Energieeinsatz senken; sortenreine Erfassung erleichtert die Wiederverwertung.
• Arbeitsschutz: Geeignete Abschirmungen, Belüftung und Temperaturkontrolle sind erforderlich, um Emissionen und Verbrennungsrisiken zu minimieren.
• Logistik: Hohe Bündelstabilität und potenzielle Volumenreduktion erleichtern Handling, Kommissionierung und Palettierung.
• Kostenfaktoren: Materialqualität, Energieverbrauch, Taktleistung und Ausschussquote bestimmen die Stückkosten wesentlich.

Nachhaltigkeit und Kreislaufaspekte

Die Gestaltung von Schrumpfverpackungen folgt zunehmend Prinzipien der Kreislaufwirtschaft. Monomaterial-Ansätze, reduzierte Folienstärken (Downgauging) und ein kontrollierter Einsatz von Rezyklat tragen zur Ressourceneffizienz bei. Druckfarben, Etiketten und Additive sollten recyclingverträglich ausgewählt werden, um die sortenreine Erfassung und Verwertung zu unterstützen.

In Kombination mit Wellpappe-Trays entsteht eine materialeffiziente Transport- und Präsentationseinheit: Die Folie liefert Haltekraft und Schutz, während die Wellpappe die Last verteilt, Informationen trägt und die Stapelbarkeit verbessert. Durch präzise Auslegung lassen sich Umverpackungen einsparen und Beschädigungen entlang der Lieferkette reduzieren.

Sicherheit, Ergonomie und Betrieb

Beim Betrieb von Schrumpfanlagen sind heiße Flächen, bewegte Teile und Emissionen zu berücksichtigen. Eine gute Absaugung, regelmäßige Wartung, hitzebeständige Handschuhe sowie Schulungen für das Bedienpersonal senken Risiken und sichern eine gleichbleibende Prozessqualität. Ein strukturierter Instandhaltungsplan und dokumentierte Prozessparameter helfen, Abweichungen frühzeitig zu erkennen.

Zusammenfassung:

• Die Schrumpfverpackung ist eine Art von Verpackung, bei der ein Kunststofffilm um das Produkt gelegt wird. Dieser zieht sich durch Hitze zusammen und sorgt so für einen festen Sitz des Produkts in der Verpackung.
• Wellpappe ist ein weit verbreitetes Material für Schrumpfverpackungen. Die Kombination aus Schrumpffolie und Wellkarton kann den Produktschutz verbessern, indem sie zusätzliche Stabilität und Festigkeit bietet.
• Bei der Wahl zwischen Schrumpfverpackung und anderen Verpackungslösungen kann die Verwendung von Wellpappe helfen, Ressourcen zu schonen und die Umweltbelastung zu reduzieren. Sie ist leicht recyclingfähig und stellt somit eine nachhaltige Verpackungsoption dar.
• Materialwahl (PE, PO, ggf. PVC), Folienstärke und Schrumpfraten werden auf Produktgeometrie, gewünschte Optik und Haltekraft abgestimmt.
• Die Prozessqualität hängt wesentlich von Temperaturprofil, Tunnelgeschwindigkeit, Luftführung und Entlüftung der Folie ab.
• Typische Einsatzfelder sind Multipacks, Staubschutz für empfindliche Oberflächen, Präsentationsverpackungen und die Bündelung von Set-Artikeln.
• Durch optimierte Prozesse und geeignete Materialkonzepte lassen sich Funktion, Ressourceneinsatz und Recyclingfähigkeit miteinander in Einklang bringen.
• Erweiterte Qualifizierung durch Prüfungen (z. B. Fall- und Schwingtests) stellt sicher, dass Haltekraft, Nahtfestigkeit und Sichtqualität die geforderten Spezifikationen erfüllen.
• Die Kombination aus Schrumpffolie und Wellpappe-Trays unterstützt eine robuste, gut handhabbare Einheit entlang der gesamten Lieferkette – von der Produktion über die Kommissionierung bis zur Regalplatzierung.