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Coextrusion ist ein Extrusionsverfahren, bei dem zwei oder mehr Kunststoffschmelzen in einem einzigen Arbeitsschritt vor dem Düsenaustritt zu einer mehrschichtigen Folie, einem Schlauch oder einem Profil zusammengeführt werden. Der Unterschied zur nachträglichen Kaschierung: Der Schichtverbund entsteht direkt in der Schmelze, nicht durch Verkleben bereits fertiger Einzelfolien. In der Verpackungsindustrie ist die Coextrusion – seltener auch Koextrusion geschrieben – das Standardverfahren, um in einem Durchlauf Barriere-, Struktur- und Siegelschichten zu einer funktionsfähigen Folie zu vereinen.
Wie funktioniert die Coextrusion?
Mehrere Extruder – meist einer je Materialschicht – speisen ihre Schmelze über einen Verteilerblock oder eine Mehrkanaldüse so zusammen, dass die einzelnen Ströme erst unmittelbar vor oder in der Düse aufeinandertreffen und als geschlossener Schichtverbund austreten. Für Verpackungsfolien haben sich dabei zwei Grundverfahren etabliert.
Blasfolien-Coextrusion und Cast-Coextrusion
Bei der Blasfolien-Coextrusion presst eine Ringdüse den Schichtverbund als Schlauch aus, der anschließend durch Luft zu einer Blase aufgeweitet und dabei biaxial verstreckt wird. Das erhöht die Reißfestigkeit in Quer- und Längsrichtung und eignet sich besonders für Schrumpf- und Beutelfolien. Bei der Cast-Coextrusion (Flachfolienextrusion) tritt die Schmelze aus einer Breitschlitzdüse aus und wird sofort auf eine gekühlte Walze abgezogen. Das Ergebnis ist eine dickengenaue, glasklare Folie mit glatter Oberfläche, wie sie etwa für Tiefziehfolien benötigt wird.
Einstufige und zweistufige Verfahrensführung
Unabhängig von Blas- oder Cast-Verfahren wird zusätzlich zwischen ein- und zweistufiger Prozessführung unterschieden. Bei der einstufigen Coextrusion (Direktextrusion) laufen Mischen, Aufschmelzen und Formgeben in einem Schritt an derselben Anlage; meist übernehmen konische, gegenläufige Doppelschnecken-Extruder das intensive Mischen der Komponenten und den nötigen Druckaufbau. Bei der zweistufigen Coextrusion werden Granulate und Zusatzstoffe zunächst in separaten Doppelschneckenextrudern compoundiert und kompaktiert; die eigentliche Extrusion erfolgt danach in einem zweiten, unabhängigen Aggregat. Das erlaubt, Mischung und Formgebung unabhängig voneinander zu optimieren.
Schichtaufbau: Sperrschicht, Haftvermittler und Funktionsschichten
Der Sinn der Coextrusion liegt darin, jeder Schicht eine eigene Aufgabe zuzuweisen. Außenschichten übernehmen mechanischen Schutz und Bedruckbarkeit, eine Siegelschicht sorgt für die Verschließbarkeit, eine Sperrschicht hält Sauerstoff, Aromen oder Feuchtigkeit ab – und weil Sperrschicht- und Trägermaterial chemisch meist nicht zueinander passen, verbindet ein Haftvermittler die sonst nicht haftenden Lagen. Als Sperrschichtmaterial kommen vor allem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) und Polyamid (PA) zum Einsatz; beide bilden ohne Haftvermittler keine Verbindung zu den umgebenden Polyolefinschichten aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP).
Schematischer Aufbau einer siebenschichtigen coextrudierten Barrierefolie von außen nach innen, mit EVOH/PA-Kernschicht und beidseitigem Haftvermittler.
Wie ein solcher Aufbau in der Praxis aussieht, zeigt ein Patentbeispiel für eine siebenschichtige Barrierefolie mit der Struktur A/B/C/D/C/B/E: zwei Deckschichten (A, E) aus Polyolefin, zwei Strukturschichten (B) aus Polypropylen mit 3 bis 35 µm Dicke, zwei Haftvermittlerschichten (C) aus mit Maleinsäureanhydrid modifiziertem Polyolefin mit 0,3 bis 5 µm Dicke sowie eine EVOH-Kernschicht (D) mit 1 bis 10 µm Dicke bei einer Gesamtfoliendicke von rund 15 bis 21 µm. Die eigentliche Barriereschicht macht damit oft nur einen kleinen Teil der Gesamtdicke aus; ihre Wirkung hängt weniger von der Menge als von der Kontinuität der Schicht ab.
| Schicht | Funktion | Typische Materialien |
|---|---|---|
| Außenschicht | Mechanischer Schutz, Bedruckbarkeit, Optik | PE, PP |
| Strukturschicht | Steifigkeit, Formstabilität | PP, PA, teils Regenerat |
| Haftvermittler | Verbindung chemisch inkompatibler Schichten | Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polyolefin, EVA |
| Sperrschicht | Barriere gegen Sauerstoff, Aroma, Feuchtigkeit | EVOH, PA |
| Siegelschicht | Heißsiegelfähigkeit, Peel-Eigenschaften | PE, Ionomer |
Wie dicht eine Sperrschicht tatsächlich abschließt, wird über die Sauerstoffdurchlässigkeit (Oxygen Transmission Rate) geprüft. Maßgeblich ist die Normenreihe ISO 15105 zur Bestimmung der Gasdurchlässigkeit von Kunststofffolien; Teil 2 beschreibt dabei das Gleichdruck-Verfahren und gilt laut Normenkatalog ausdrücklich auch für coextrudierte Materialien.
Wie viele Schichten hat eine coextrudierte Folie?
Je nach Anforderung reicht die Schichtzahl von einfachen 3-Schicht-Aufbauten ohne separate Barriere bis zu Hochbarrierefolien mit 9 oder mehr Schichten. Für Brüh- und Kochwurst sowie Schmelzkäse sind coextrudierte, biaxial verstreckte 5-Schicht-Schlauchfolien gebräuchlich – etwa aus fünf reinen Polyamid-Lagen unterschiedlicher PA-Typen oder im Aufbau PA/Ionomer/PA/Ionomer/PA, wobei das Ionomerharz zugleich als Haftvermittler dient, bei Gesamtstärken um 54 bis 57 µm. Am oberen Ende laufen moderne Blasfolienanlagen für Medium- und Hochbarrierefolien in Beutel- und Tiefziehanwendungen heute mit bis zu 9 Schichten; wassergekühlte Anlagenkonzepte verbessern dabei zusätzlich Transparenz und Durchstoßfestigkeit der Folie.
Anwendungen: Verpackung und darüber hinaus
In der Verpackung dominiert die Lebensmittelanwendung: Vakuum- und Tiefziehfolien für Fleisch, Wurst, Käse und Fisch, Deckelfolien sowie Schrumpfbeutel. Coextrusion ist aber nicht auf Folien beschränkt und wird auch außerhalb der Verpackung eingesetzt – bei Kunststoffprofilen etwa für Kabelkanäle, Klemmleisten und Bauprofile, bei denen zwei oder drei Materialien oder Farben in einem Profilstrang kombiniert werden, oder in der Medizintechnik bei coextrudierten Mehrschichtschläuchen für Infusions- und Dialysesysteme, die Gasbarriere-, Röntgenkontrast- oder Lichtschutzfunktionen in einem Schlauch vereinen. Eine tiefergehende technische Einordnung des Grundverfahrens liefert dieser Fachbeitrag zur Coextrusion.
Recycling und Regulatorik: Mehrschichtverbund als Hürde
Klassische coextrudierte Barrierefolien aus chemisch unterschiedlichen Polymeren – etwa PE, EVOH und PA, jeweils über Haftvermittler verbunden – lassen sich im mechanischen Recycling kaum sortenrein trennen und stehen deshalb im Zentrum der Debatte um recyclingfähige Verpackungen. Die EU-Verpackungsverordnung (Verordnung (EU) 2025/40, PPWR) schreibt in Artikel 6 vor, dass Verpackungen ab dem 1. Januar 2030 einer Recyclingfähigkeits-Stufe A, B oder C gemäß Anhang II Tabelle 3 zugeordnet werden können müssen, um überhaupt in Verkehr gebracht werden zu dürfen; ab dem 1. Januar 2038 verschärft sich die Anforderung auf mindestens Stufe B. Für schwer trennbare Mehrschichtverbunde bedeutet das Druck in Richtung nachhaltiger Alternativen: Monomaterial-Aufbauten, bei denen alle Schichten – auch die Barriereschicht – aus demselben Grundpolymer bestehen, oder biobasierte Polymere als Teilersatz für petrochemische Sperrschichten. Wie sich diese Anforderungen in die Kreislaufwirtschaft für Verpackungsmaterialien einordnen, zeigt der verlinkte Beitrag im Detail.
Coextrusion, Kaschierung und Extrusionsbeschichtung im Vergleich
Coextrusion ist nicht die einzige Methode für Mehrschichtstrukturen. Bei der Kaschierung (Lamination) werden bereits fertige Einzelfolien nachträglich mit Klebstoff verbunden – das erlaubt Materialkombinationen, die sich nicht gemeinsam extrudieren lassen, etwa Folie mit Papier oder Aluminium, erfordert aber einen zusätzlichen Prozessschritt und Klebstoff. Bei der Extrusionsbeschichtung wird eine einzelne Kunststoffschmelze direkt auf ein bereits fertiges Trägermaterial wie Papier oder Folie aufgetragen. Die Coextrusion dagegen bündelt alle Schichten in einem einzigen Durchlauf und kommt ohne Klebstoff aus, ist dafür auf Materialien beschränkt, die sich gemeinsam aufschmelzen und extrudieren lassen.
Häufig gestellte Fragen
Was unterscheidet Coextrusion von Kaschierung?
Bei der Coextrusion entsteht der Schichtverbund direkt in der Schmelze vor dem Düsenaustritt. Bei der Kaschierung werden dagegen bereits fertige Einzelfolien nachträglich mit Klebstoff verbunden. Coextrusion kommt ohne zusätzlichen Klebstoff aus, ist dafür auf Materialien beschränkt, die sich gemeinsam extrudieren lassen.
Wie viele Schichten kann eine coextrudierte Verpackungsfolie haben?
Je nach Anforderung von einfachen 3-Schicht-Aufbauten ohne separate Barriere bis zu Hochbarrierefolien mit 9 oder mehr Schichten. Für Lebensmittelverpackungen sind vor allem 5- bis 9-Schicht-Aufbauten gebräuchlich.
Welche Materialien werden als Sperrschicht eingesetzt?
Am häufigsten Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) und Polyamid (PA), meist als dünne Kernschicht von wenigen Mikrometern, eingebettet zwischen zwei Haftvermittlerschichten.
Sind coextrudierte Mehrschichtfolien recycelbar?
Mechanisch nur eingeschränkt, weil sich die verschiedenen Polymerschichten in der Sortierung kaum trennen lassen. Die EU-Verpackungsverordnung verschärft deshalb ab 2030 und weiter ab 2038 die Anforderungen an die Recyclingfähigkeit von Verpackungen – Monomaterial-Aufbauten gelten hier als Alternative.
Was unterscheidet einstufige von zweistufiger Coextrusion?
Bei der einstufigen Coextrusion laufen Mischen und Extrudieren an einer Anlage; bei der zweistufigen werden die Rohstoffe zunächst in separaten Doppelschneckenextrudern compoundiert und erst danach in einem eigenständigen Schritt extrudiert.